À l’époque des débuts de la chirurgie cardiaque chez les enfants atteints de malformations congénitales — comme une communication entre les deux ventriculesLes ventricules sont les 2 cavités inférieures du cœur. Ils sont plus musclés que les oreillettes; ils servent à propulser le sang pour assurer la circulation dans tout le corps. >> — la mort subite liée à un trouble de la conduction électrique du cœur représentait une complication dramatique.
Même lorsque le muscle cardiaque était intact, un bloc électrique complet pouvait interrompre brutalement l’activité cardiaque.
Albert Hyman : une idée avant son temps
Dès 1932, bien avant que la chirurgie cardiaque ne soit réellement pratiquée, un physiologiste nommé Albert Hyman propose l’idée d’un pacemaker artificiel.
Son appareil fonctionne chez l’animal. A-t-il été utilisé chez l’humain ? Il ne l’a jamais clairement précisé.
Quoi qu’il en soit, cette idée, pourtant très en avance sur son époque, restera longtemps ignorée.
Paul Zoll : un électrochoc clinique
Diplômé de la Harvard Medical School, le Dr Paul Zoll s’intéresse au pacemaker artificiel à la suite du décès marquant d’une de ses patientes.
Âgée de 60 ans, celle-ci présentait des pertes de conscience répétées, associées à une fréquence cardiaque extrêmement basse, autour de 30 battements par minute.
L’électrocardiogramme révèle un bloc complet de la conduction cardiaque : l’influx électrique ne parvient plus à se transmettre des oreillettesLes oreillettes sont les deux cavités supérieures du cœur. Elles agissent comme des réservoirs du sang qui ira remplir les ventricules. >> vers les ventriculesLes ventricules sont les 2 cavités inférieures du cœur. Ils sont plus musclés que les oreillettes; ils servent à propulser le sang pour assurer la circulation dans tout le corps. >>.
Un moment déterminant
Le décès de cette patiente, dont le cœur était par ailleurs structurellement sain, constitue un véritable choc pour le Dr Zoll.
Pour lui, cette mort n’était pas inévitable — elle appelait une solution.
Une image de guerre comme point de départ
Une image enfouie dans sa mémoire refait surface : celle d’un blessé de la Seconde Guerre mondiale.
Le Dr Zoll se souvient alors d’un détail anatomique clé : l’œsophage, ce tube reliant la bouche à l’estomac, passe immédiatement derrière le cœur.
Image, imagination, intuition
Chez un chien anesthésié, il insère une électrode montée sur une tige métallique dans l’œsophage.
Résultat : il parvient à stimuler électriquement le cœur.
L’expérience fonctionne… mais le dispositif est impraticable en clinique. Il faut une autre façon de faire.
Une deuxième inspiration
En observant le thorax d’un chien, le Dr Zoll remarque sa forme triangulaire. L’idée émerge alors de placer deux électrodes directement sur la peau, de part et d’autre du thorax.
Cette méthode fonctionne.
La première tentative chez l’humain
La première application chez l’humain se fait chez un homme de 82 ans, voisin du père du Dr Zoll, souffrant d’évanouissements répétés.
Le diagnostic est confirmé, une fois encore, à l’aide de l’électrocardiogramme.
Les électrodes sont positionnées sur la poitrine, de chaque côté du thorax.
Selon le Dr Zoll, cette tentative comporte trois issues possibles :
- aucun effet,
- une stimulation efficace du cœur,
- ou l’électrocution du patient.
La stimulation est obtenue et maintenue pendant 40 minutes, mettant fin aux pertes de conscience.
Le patient décèdera ultérieurement, vraisemblablement en raison de multiples injections intracardiaques reçues auparavant.
Trois démonstrations fondamentales
Malgré ses limites, cette expérience établit trois principes essentiels :
- une stimulation électrique peut déclencher une contraction cardiaque ;
- cette stimulation peut être réalisée à travers la peau, sans contact direct avec le cœur ;
- le rythme cardiaque humain peut être contrôlé par une machine.
Un progrès majeur… mais encore imparfait
Ce pacemaker externe reste toutefois rudimentaire. Il impose l’alitement, limite les déplacements et ne peut convenir qu’à une utilisation temporaire.
Il marque néanmoins une étape décisive, ouvrant la voie au développement des pacemakers implantables, qui transformeront durablement la prise en charge des troubles du rythmeUn trouble du rythme ou avoir de l’arythmie, c’est avoir un problème avec le système électrique qui fait battre le cœur. Lire plus On trouve deux grandes catégories de problèmes : des troubles d’excitation et des troubles >> cardiaque.
Walt Lillehei : le chirurgien face au bloc cardiaque
À Minneapolis, au Minnesota, le chirurgien Walt Lillehei est confronté à un problème majeur : le bloc de conduction électrique cardiaque survenant pendant certaines chirurgies du cœur.
Bloc cardiaque pendant la chirurgie
La réparation d’un trou entre les deux ventriculesLes ventricules sont les 2 cavités inférieures du cœur. Ils sont plus musclés que les oreillettes; ils servent à propulser le sang pour assurer la circulation dans tout le corps. >> — une malformation cardiaque congénitale — nécessite de refermer cette ouverture à l’aide de points de suture.
Or, cette zone est située tout près des voies électriques qui permettent au courant de circuler entre les oreillettesLes oreillettes sont les deux cavités supérieures du cœur. Elles agissent comme des réservoirs du sang qui ira remplir les ventricules. >> et les ventriculesLes ventricules sont les 2 cavités inférieures du cœur. Ils sont plus musclés que les oreillettes; ils servent à propulser le sang pour assurer la circulation dans tout le corps. >>.
Dans près de 10 % des cas, cette intervention entraîne un bloc complet de la conduction électrique.
Le cœur continue d’être structurellement intact, mais l’électricité ne circule plus correctement. À cette époque, cette complication est souvent mortelle.
Le bloc est causé à la fois par la suture elle-même et par l’enflure liée à l’inflammation postopératoire — une situation temporaire, mais sans solution immédiate.
Une intuition décisive
Walt Lillehei imagine alors une solution audacieuse :
placer des électrodes directement sur le cœur, faire passer les fils sous la peau et les relier à une source d’énergie externe.
Le problème ?
Un tel appareil n’existe pas encore.
Une rencontre déterminante
Il fait alors la rencontre d’un jeune ingénieur électricien, Earl Bakken, et de son beau-frère.
Ensemble, ils ont fondé une petite entreprise appelée Medtronic, spécialisée à l’origine dans la réparation d’équipements médicaux électriques.
Le Dr Lillehei leur explique précisément ce dont il a besoin.
Le transistor change la donne
Nous sommes à l’époque de l’arrivée du transistor, inventé en 1947, une innovation qui transforme l’électronique.
En feuilletant des revues, Earl Bakken remarque que le métronome, utilisé en musique pour donner le tempo, fonctionne grâce à un transistor.
Un métronome peut produire 60 battements par minute.
En y ajoutant une pile au mercure, Bakken transforme cette idée en un appareil capable de délivrer 60 impulsions électriques par minute.
Une application immédiate au bloc cardiaque
Quelques jours plus tard, le Dr Lillehei est de nouveau confronté à un bloc cardiaque pendant une chirurgie.
Il place deux électrodes directement sur le cœur, fait sortir les fils à travers la peau et les relie au nouvel appareil.
Dès la mise en marche, le résultat est immédiat :
la fréquence cardiaque revient à 60 battements par minute.
Un succès… encore imparfait
Le cœur bat à nouveau normalement. La vie est sauvée.
Mais l’appareil demeure à l’extérieur du corps, encombrant et peu pratique pour une utilisation prolongée.
Une fois de plus, une avancée majeure est réalisée —
mais il devient clair qu’il faut aller encore plus loin.
Wilson Greatbatch : le pacemaker sous la peau
À Buffalo, dans l’État de New York, le Dr Wilson Greatbatch, en collaboration avec l’ingénieur Andrew Gage, met au point un pacemaker pouvant être implanté sous la peau.
Cette avancée marque un tournant majeur : le stimulateur n’est plus externe, encombrant ou relié à une source d’énergie extérieure. Il devient portable, discret et utilisable à long terme.
Åke Senning : la première implantation humaine
Ils ne sont toutefois pas les tout premiers à implanter un pacemaker interne.
En 1958, en Suède, Arne Larsson, un ingénieur de 40 ans souffrant d’un bloc cardiaque sévère, reçoit le premier pacemaker implantable au monde.
L’appareil est conçu par l’ingénieur Rune Elmqvist.
Le boîtier est alors de la taille d’une rondelle de hockey, bien loin des modèles actuels.
L’implantation, une première mondiale, est réalisée par le chirurgien Åke Senning.
Une vie prolongée par la technologie
Arne Larsson décédera en 2002, non pas d’un problème cardiaque, mais d’un mélanome.
Au cours de sa vie, il aura porté 22 boîtiers de pacemaker et utilisé 5 systèmes d’électrodes différents — un témoignage marquant de l’évolution rapide de cette technologie.
Le pacemaker conçu par Rune Elmqvist sera plus tard acquis par la compagnie St. Jude Medical, devenue Abbott en janvier 2017.
Après avoir mis fin à sa carrière de chirurgien, le Dr Walt Lillehei y occupera le poste de directeur médical, bouclant ainsi la boucle entre chirurgie et innovation technologique.
Du pacemaker d’hier aux technologies d’aujourd’hui… et de demain
Aux États-Unis, plus de 100 000 pacemakers sont implantés chaque année, et près de 500 000 personnes y vivent actuellement avec un cardiostimulateur.
De dispositifs expérimentaux encombrants à de petits appareils fiables implantés sous la peau, le pacemaker est devenu un outil essentiel, sauvant et améliorant la vie de millions de personnes à travers le monde.
En moins d’un siècle, il est passé d’un appareil volumineux placé à l’extérieur du corps à un dispositif miniaturisé implanté sous la peau, capable de fonctionner pendant de nombreuses années.
Une nouvelle étape a récemment été franchie avec l’arrivée des pacemakers sans fil.
Beaucoup plus petits, ces appareils sont implantés directement à l’intérieur du cœur, sans boîtier sous la peau ni fils reliant le dispositif au muscle cardiaque. Cette approche permet de réduire certaines complications et d’élargir les options de traitement pour des patients bien sélectionnés.
Et l’avenir ?
L’évolution se poursuit rapidement. Les chercheurs travaillent sur :
- des dispositifs encore plus petits et plus durables,
- des systèmes capables de communiquer entre eux,
- des pacemakers qui s’adaptent automatiquement aux besoins du patient,
- et, possiblement un jour, des sources d’énergie inspirées du mouvement du cœur lui-même.
Ce qui demeure inchangé, en revanche, c’est l’objectif fondamental :
maintenir un rythme cardiaque fiable, sécuritaire et adapté à la vie quotidienne.
De l’intuition de quelques pionniers à des technologies de pointe, le pacemaker illustre parfaitement comment la médecine progresse — un battement à la fois.
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