DAE : Quelle est la puissance idéale pour un choc efficace ?
Arrêts cardiaques : les enjeux des DAE
Les arrêts cardiaques constituent une urgence médicale majeure. En France, seulement 5 % des victimes d’arrêts cardiaques survivent, en raison de délais d’intervention trop longs, entraînant entre 40 000 et 50 000 décès par an. Les arrêts cardiaques sont ainsi la 2e cause de mortalité dans le pays et la 1re chez les femmes.
Près de 80% des arrêts cardiaques ont lieu à domicile. Les chances de survie diminuent de 10 % chaque minute sans massage cardiaque et sans défibrillation.
En France, plus d’un tiers des 500 000 défibrillateurs automatisés externes (DAE) sont hors service, et seulement 6 021 ont été inspectés entre 2021 et 2023. Les DAE ont quelques désavantages: très chers, imposant, intimidant. Il existe des obstacles pour accéder à ces DAE dans l’espace public : on ne connaît pas leur emplacement, ou ils sont placés dans des lieux parfois inaccessibles de nuit, comme les magasins et mairies.
DAE personnel : Une nouvelle innovation pour surmonter ces obstacles
CellAED® représente l’avancée la plus importante dans la technologie des DAE biphasiques depuis leur introduction dans les années 1990. Conçu comme un DAE personnel, CellAED® est nettement plus petit et plus léger que les DAE conventionnels.
L’appareil ne pèse que 450 g, y compris avec son étui de protection. Il est suffisamment petit pour être transporté dans un sac à main ou un sac à dos. Cette portabilité du CellAED® permet de rendre les défibrillateurs plus accessibles pour tous partout et en toute situation. CellAED® a amélioré la simplicité d’utilisation d’un DAE pour les personnes peu formées grâce à son processus d’activation exclusif :
CASSER – SÉPARER - COLLER
Ce système est plus rapide à mettre en place qu’un DAE conventionnel, donc la prise en charge d’une victime d’un arrêt cardiaque se fait également plus rapidement. CellAED® contribue à surmonter les obstacles liés à l’inexpérience et au manque de connaissances des personnes peu ou pas formés, qui ont des réticences à utiliser un défibrillateur traditionnel.
Cette conception rend le CellAED® simple d’utilisation, mais en fait aussi un appareil innovant. Le CellAED® abrite la technologie et des pièces nécessaires pour délivrer un choc efficace, notamment grâce à la batterie et les électrodes placés dans une seule unité compacte. Cela élimine le besoin de consommables séparés requis par les DAE conventionnels, tels que les électrodes et les batteries, qui sont également associés à des emballages et coûts de remplacement.
Le CellAED de TaTonDEf’ : un défibrillateur qui révolutionne la technologie des ondes biphasiques
Cette différence de « taille » (c’est le cas de le dire !) entre les défibrillateurs conventionnels et notre défibrillateur portable ne viennent pas de nulle part. En effet, il y a un autre élément qui diffère entre ces deux types de DAE.
La vraie innovation du CellAED®, c’est l’ingénierie de la forme d’onde. Et c’est cette innovation qui a permis la conception d’un défibrillateur ultra compacte, et donc ultraportable. Un défibrillateur biphasique conventionnel délivre un choc électrique en deux phases : la phase 1, où le courant traverse le cœur dans une direction positive, suivie d'une phase 2, où le courant est inversé pour compléter la décharge d'énergie (voir Figure 1.)
Cette technologie utilise un condensateur unique et une troncature de l'énergie, ce qui peut réduire l'efficacité de la phase 2 et laisser des tensions résiduelles sur les cellules cardiaques, augmentant le risque d'échec de la défibrillation.
CellAED® révolutionne cette technologie avec une forme d'onde biphasique innovante. Au lieu d'un condensateur unique, il utilise des condensateurs dédiés pour chaque phase, équilibrant parfaitement le courant et la tension entre les deux phases.
Cela garantit une stimulation uniforme des cellules cardiaques tout en réduisant l'énergie nécessaire à seulement 75 joules (contre 120-150 joules pour les défibrillateurs conventionnels). C’est le courant qui détermine l’efficacité de la défibrillation, pas l’énergie.
Zoom sur la technologie des DAE et leur efficacité
Formes d’ondes biphasiques conventionnelles
Pour les experts ou les curieux, on vous explique un peu plus en détails le fonctionnement de cette nouvelle forme d’onde.
Les premières technologies de défibrillateurs utilisaient une forme d'onde monophasique, où le courant se propageait dans une seule direction à travers le cœur. Ces formes d'ondes monophasique nécessitaient jusqu'à 360 joules pour délivrer un choc efficace.
En 1996, le premier DAE biphasique a été introduit comme une amélioration par rapport à la technologie monophasique. Les défibrillateurs biphasiques fonctionnent en délivrant du courant en deux phases, chaque phase ayant une direction différente du flux de courant entre les électrodes, sur un intervalle de temps spécifique. L’introduction des DAE biphasiques a permis de réduire d’environ moitié l’énergie nécessaire pour délivrer un choc efficace, passant de 360 à 120-150 joules environ.
Un choc efficace
L’efficacité d'un choc repose sur deux facteurs : l’intensité et la durée. Comment cela fonctionne ? Le choc de défibrillation doit garantir que le courant électrique est d’une intensité adéquate pour dépasser le seuil de défibrillation, et que la durée du choc soit suffisante pour assurer que toutes les cellules cardiaques soient dépolarisées. En d'autres termes, le choc électrique d'un DAE doit être suffisamment puissant et appliqué sur une période appropriée pour défibriller efficacement (Figure 3).
Il existe un problème critique à prendre en compte lors de la conception d'une forme d'onde : la charge électrique laissée sur les membranes cellulaires après le choc de défibrillation, également connue sous le nom de tension résiduelle. Dans les formes d'onde biphasiques, la défibrillation est optimisée lorsque la phase 2 laisse le moins de tension résiduelle possible sur les cellules cardiaques. La tension résiduelle s'accumule dans les cellules cardiaques pendant la phase 1 de l'onde.
Ainsi, en plus de « réinitialiser » les cellules cardiaques sur les deux phases de la forme d'onde, la tension résiduelle de la phase 1 doit être minimisée dans la phase 2. Cela nécessite une conception et un équilibrage minutieux de la forme d'onde biphasique.
Lorsqu'un choc électrique n'est pas équilibré et repose sur une forme d'onde biphasique à portée inégale, le courant dans la phase 2 peut être insuffisant en intensité et en durée pour « réinitialiser » efficacement l'ensemble des cellules cardiaques. Si toutes les cellules cardiaques ne sont pas correctement réinitialisées à la fin du choc, un rythme anormal peut redémarrer et se propager au reste du cœur. Cela constitue une cause bien connue d'échec des tentatives de défibrillation.
Pour surmonter ce problème, les formes d'onde DAE biphasiques conventionnelles démarrent avec une énergie plus élevée pour garantir que la phase 2, dans une configuration à condensateur unique, reste suffisamment puissante pour délivrer un choc efficace après l’'épuisement de la tension de la phase 1. Généralement, l'énergie délivrée par un défibrillateur à un patient varie également en fonction de l'impédance (résistance électrique) du patient.
En tant que tel, les spécifications de l'appareil signalées incluent l'énergie utilisée par un défibrillateur sur une gamme d'impédances attendues du patient. Pour certains défibrillateurs, l'énergie peut diminuer jusqu'à 36,5 % de l'impédance la plus basse à la plus élevée. Pour certains, la même plage d'impédance peut produire l’effet inverse, entraînant une augmentation de l’énergie pouvant atteindre 26,9 %. L’énergie nominale délivrée à un patient avec une impédance de 50 ohms constitue une mesure standard utilisée pour comparer les performances des défibrillateurs. Concernant le CellAED®, l’énergie nominale délivrée lors d’un choc administré à un patient adulte avec une impédance de 50 ohms est de 75 joules.
L’innovation CellAED : une nouvelle forme de puissance
CellAED® délivre un choc efficace utilisant 75 joules dus à sa forme d'onde biphasique brevetée à faible énergie. La plupart des défibrillateurs conventionnels stockent leur énergie dans un seul module de condensateurs, nécessitant une troncature et un commutateur de polarité pour inverser le sens du courant à la fin de la phase 1.
En revanche, CellAED® utilise un ensemble sophistiqué de condensateurs, permettant à chaque phase de la forme d'onde de disposer d'un stockage d'énergie indépendant et dédié. En conséquence, CellAED® ne tronque pas pour produire une forme d'onde biphasique (Figure 4.)
En éliminant la dépendance entre la tension de fin de phase 1 et celle de début de phase 2, cette innovation technique permet un équilibrage précis des deux phases. Ainsi, le CellAED® génère une forme d'onde biphasique avancée, parfaitement équilibrée et à décharge complète, avec un courant et une tension de crête identiques dans les deux phases. Cela permet de stimuler les cellules cardiaques avec une intensité maximale égale dans les deux phases. Cette forme d'onde équilibrée réduit l'effet résiduel de la défibrillation sur les cellules cardiaques et diminue le risque de refibrillation du cœur.
Grâce à sa forme d'onde optimisée et équilibrée, CellAED® n'a pas besoin d'énergie plus élevée pour garantir une tension et une durée de courant électrique suffisantes dans la phase 2 pour « réinitialiser » efficacement toutes les cellules cardiaques. Le résultat est que CellAED® peut utiliser moins d'énergie pour délivrer un choc efficace par rapport à la plupart des DAE conventionnels. Cette innovation dans l'application des condensateurs réduit également les besoins en espace (moins de pièces) et en énergie pour CellAED®, ce qui se traduit par un prix abordable (499 €), une portabilité, une efficacité et une facilité d'utilisation améliorées.
Les différences d'énergie entre un biphasique typique et le CellAED® sont illustrées dans ci- dessous (Figure 5.)
Les zones ombrées illustrent l'énergie associée à chaque forme d'onde, avec la zone grise mettant en évidence la différence d'énergie utilisée par le CellAED® dans les deux phases. Bien que l'énergie diffère, les paramètres clés nécessaires pour un choc efficace, à savoir le courant et la tension de crête au fil du temps, restent comparables.
Pour résumer: Les défibrillateurs automatisés externes (DAE) utilisent généralement entre 120 et 150 joules pour délivrer un choc efficace. Grâce à sa forme d'onde biphasique équilibrée, le CellAED® a réduit cette valeur de moitié, délivrant un choc efficace de 75 joules grâce à sa technologie biphasique brevetée à faible énergie. Cette technologie permet de réduire la consommation d'énergie tout en maintenant la puissance et la durée nécessaires dans les deux phases du choc pour traiter efficacement les arythmies liées au SCA.