12 | La Lettre du Cardiologue • N° 501 - janvier 2017

MISE AU POINT

Cartographie des arythmies pour les nuls Arrythmia mapping for beginners

T. Delassi*, S.S. Bun*, A. Al Amoura*, G. Latcu*, N. Saoudi*

* Centre hospitalier Princesse Grace, Principauté de Monaco.

La rythmologie et plus particulièrement son versant interventionnel est en évolution inces-sante, marquée depuis plusieurs années par des

progrès considérables dans les domaines du dia-gnostic et du traitement des arythmies cardiaques. Un grand nombre de troubles du rythme, même les plus complexes, sont actuellement accessibles aux techniques ablatives, grâce notamment au dévelop-pement et à la diffusion de nouvelles techniques de cartographie. Ces méthodes qui deviennent de plus en plus performantes grâce aux progrès accomplis en biophysique et en informatique (algorithmes de reconstruction tridimensionnelle, systèmes de navigation intracardiaque avec localisation électro-magnétique), permettent non seulement de déter-miner le mécanisme, mais également de localiser avec précision le site d’origine de l’arythmie car-diaque, ce qui donne la possibilité à l’opérateur de définir une stratégie ablative adaptée et optimale, mais également d’évaluer l’efficacité du geste ablatif.Dans cet article, nous traiterons dans un premier temps de la cartographie conventionnelle biplan, avant d’évoquer les différents systèmes de carto-graphie tridimensionnelle invasifs. Enfin, les sys-tèmes de cartographie électrique tridimensionnelle non invasifs seront abordés.La cartographie cardiaque est un terme général qui recouvre plusieurs concepts, dont le dénominateur commun est la définition temporale et spatiale du potentiel électrique à des endroits divers de l’en-docarde et ou de l’épicarde durant un rythme car-diaque donné (rythme sinusal, tachycardie, rythme électrostimulé) dans un but diagnostique et/ou thérapeutique.

La cartographie conventionnelleDepuis les travaux de Puech et Latour en 1957 − et la possibilité d’insérer des sondes par voie veineuse,

ouvrant la voie à l’analyse de l’ECG intracardiaque −, de nombreux travaux analysant les mécanismes des arythmies ont vu le jour (1). Cette technique est la méthode de cartographie la plus simple, dont le principe consiste en l’en-registrement de signaux endocavitaires par l’in-termédiaire d’un ou de plusieurs cathéters munis d’une ou de multiélectrodes, introduits par voie veineuse fémorale, rarement par voie sous-cla-vière, puis déplacés d’une manière séquentielle à l’intérieur de la cavité cardiaque étudiée, entre les différents points d’intérêts permettant de recueillir des signaux bipolaires (et éventuellement unipo-laires), et de définir la séquence d’activation de l’arythmie (figure 1).Pour faciliter cette technique de cartographie, des cathéters multi polaires adaptés ont été déve-loppés. Le cathéter Halo® pour cartographier l’an-neau tricuspide en est un bon exemple ; il permet de cartographier la conduction dans l’isthme cavotricuspide (figure 2) à la recherche d’un bloc après ablation par radiofréquence d’un flutter auri-culaire droit typique (2). La localisation en temps réel des mouvements des cathéters se fait uni-quement sous contrôle de la radiologie standard en 2 dimensions.Plusieurs limites à la cartographie conventionnelle ont été décrites. D’abord une exposition impor-tante aux rayons X pour le patient, ainsi que pour l’opérateur, avec un risque non négligeable de pathologies graves dont le cancer (3, 4), un temps procédural long pouvant durer plusieurs heures en cas d’arythmies complexes, pendant lesquelles le port du tablier de plomb est nécessaire ; enfin, le succès de la procédure, qui dépend d’une part du nombre de cathéters utilisés, d’autre part de l’ex-périence de l’opérateur et de sa projection mentale de la position réelle de ces cathéters dans l’espace tridimensionnel de la cavité cardiaque étudiée, qui permettra la réalisation optimale de l’examen (encadré 1).

0012_LAR 12 31/01/2017 12:42:34

La Lettre du Cardiologue • N° 501 - janvier 2017 | 13

Points forts

Figure 1. Cartographie conventionnelle d’une extrasystole ventriculaire, site effi cace d’ablation avec une précision de 25 ms du signal bipolaire de l’ablation distale par rapport au début du QRS sur ECG de surface, et une négativité initiale sur le signal d’ablation unipolaire.

Figure 2. Vue en projection oblique antérieure gauche à 45° des différents cathéters positionnés dans l’oreil-lette droite lors d’une ablation d’un fl utter auriculaire droit typique. Sont visualisés, de gauche à droite, un cathéter Halo® décapolaire autour de l’anneau tri-cuspide, un cathéter d’ablation au niveau de l’isthme cavotricuspide et un cathéter décapolaire placé dans le sinus coronaire.

» Il n’y a pas de doute quant à l’intérêt majeur de la cartographie tridimensionnelle, devenue un outil incontournable pour le diagnostic précis des mécanismes des arythmies cardiaques, et pour le choix de la stratégie ablative optimale.

» En plus du repérage tridimensionnel extrêmement précis de la localisation des sondes, avec une reconsti-tution parfaite des cavités cardiaques, l’utilisation de ces systèmes offre l’avantage de diminuer l’exposition aux rayons X, mais aussi la durée de la procédure.

» L’imagerie cardiaque (TDM, IRM), utilisée conjointement avec ces systèmes, paraît une stratégie inté-ressante, notamment pour mieux définir les variations anatomiques.

Mots-clés Arythmie cardiaque

Système de cartographie

Mécanisme de l’arythmie

Stratégie ablative

Highlights » The major interest of 3D

mapping systems for accurate diagnosis of mechanisms and cardiac arrhythmia is now unquestionable. » In addition of the precise

visualization of catheter with a perfect reconstruction of cardiac chambers, the use of 3D mapping systems decrease the radiation exposure and the procedure time. » The association of cardiac

imaging (CT, MRI) and 3D mapping systems represent an attractive option to better defi ne the anatomical varia-tions.

Keywords Cardiac arrhythmia

Mapping system

Mechanism of arrhythmia

Ablative strategy

La cartographie en 3 dimensions Cette technique a été introduite pour la première fois en rythmologie dans les années 1990 (5, 6) . Depuis, plusieurs systèmes ont vu le jour.

Système Carto®

C’est l’un des premiers systèmes de réalité vir-tuelle disponibles en milieu rythmologique ; il est largement répandu dans le monde. Le principe est fondé sur la production de champs magnétiques thoraciques de très faible amplitude générés par un tripode (“Location Pad” ) placé sous la table de cathétérisme au niveau du cœur. Un capteur magné-tique positionné au niveau de l’extrémité distale du cathéter (cathéter dédié) permet le repérage tridimen sionnel extrêmement précis (1 mm in vivo) de la position et de l’orientation de celui-ci. Lorsqu’il touche la paroi de l’endocarde, le contrôle visuel et l’enregistrement concomitant d’un électro-gramme permettent de valider la position tridimen-sionnelle de la pointe du cathéter. L’opération est répétée en déplaçant le cathéter dans les cavités cardiaques jusqu’à ce qu’une silhouette apparaisse en 3 dimensions dans l’ordinateur, représentant la cavité étudiée. Le nombre de points à acquérir est très variable en fonction de la précision voulue et surtout de l’arythmie étudiée. À la fi n de l’acquisi-tion, une silhouette “matérialisant” la cavité étudiée est disponible et manipulable dans l’espace virtuel de l’ordinateur. Dans celle-ci, une icône fi gurant la sonde d’ablation se déplace avec ses mouvements réels et permet à tout moment d’en connaître la position sans faire appel à la fl uoroscopie ; c’est ce qu’on appelle la “réalité augmentée” (7) . La perfec-tion des images est telle que l’étape ultérieure est la

Messages forts concernant la cartographie conventionnelle

• Exposition importante aux rayons X• Localisation des cathéters peu précise• Durée des procédures allongée

Encadré 1.

0013_LAR 13 31/01/2017 12:42:35

14 | La Lettre du Cardiologue • N° 501 - janvier 2017

MISE AU POINTCartographie des arythmies pour les nuls

Figure 3. Carte d’activation avec le système Carto®, représentant une tachycardie atriale focale de l’auricule gauche. La propagation de l’influx en tache d’huile comporte une primo-activation au niveau de la base de l’auricule gauche (couleur rouge).

fusion de l’image scanner ou IRM, avec la silhouette obtenue par la cartographie qui va permettre de mieux définir les variations anatomiques (8).Simultanément, le signal bipolaire recueilli en bout de sonde fait l’objet d’une interprétation semi-auto-matique qui lui assigne un temps d’activation (fondé sur la déflexion intrinsèque) en référence à un deu-xième cathéter endocavitaire, souvent introduit dans le sinus coronaire pour des raisons de stabilité s’il s’agit d’une carte atriale, ou en référence au QRS de surface s’il s’agit d’une carte ventriculaire. Ces temps d’activation sont projetés sur la reconstruction en codage de couleurs, l’ensemble donnant une carte isochrone (carte d’activation) [figure 3].D’autres modalités de cartographie sont possibles ; l’une, très utilisée, est la carte de voltage (isopoten-tielles), où c’est l’amplitude pic à pic du signal qui est mesurée et qui sert à dresser une carte des cicatrices ou zones pathologiques affichées en couleur grise (infarctus, cicatrice chirurgicale, etc.). Ces zones sont définies par des plages ayant une amplitude très faible (< 0,5 mv pour des signaux bipolaires), par comparaison avec les zones saines. Il importe que l’opérateur “borde” sa reconstruction d’élé-ments anatomiques comme les orifices veineux, les anneaux auriculoventriculaires ou la position des voies de conduction telles que le faisceau de His, afin d’éviter toute interprétation erronée. Parmi les évolutions notables du système figure depuis peu la

possibilité d’acquérir simultanément de multiples points à l’aide de cathéters multiélectrodes, par comparaison avec l’acquisition faite par une seule paire d’électrodes (encadré 2).

Système EnSite™ NavX™ Velocity

Le principe de ce système, tout comme celui du système Carto® 3, repose sur la visualisation en temps réel de la position et du déplacement des cathéters au sein des cavités cardiaques. L’un de ses avantages est qu’il peut fonctionner avec tous les cathéters de diagnostic et d’ablation ; ainsi la cartographie peut-elle être réalisée par plusieurs électrodes simultanément.À la différence du système Carto® 3, la localisation des électrodes en 3D se fait sur la base des variations

Les points forts du système Carto®

• Localisation des sondes en 3D en temps réel• Limitation de la durée de fluoroscopie et donc de

l’irradiation• Réalisation de cartes anatomiques très précises

des cavités • Réalisation de cartographies électrophysiologiques

(activation, voltage)

• Réduction du temps de procédure

Encadré 2.

0014_LAR 14 31/01/2017 12:42:35

La Lettre du Cardiologue • N° 501 - janvier 2017 | 15

MISE AU POINT

Figure 4. Carte en ultra-haute densité avec le système de cartographie Rhythmia™. Sur une vue postérieure de l’oreillette gauche avec 18 845 points, est représentée une tachycardie atriale dont le mécanisme est une macro-réentrée passant par le toit, avec une descente sur la paroi postérieure et une remontée sur la paroi antérieure.

d’impédances enregistrées. L’EnSite™ comporte un ensemble de 3 paires de patchs cutanés qui émettent en alternance un courant électrique continu de 5,6 khz, à travers le thorax dans 3 directions ortho-gonales. Cela permet la constitution d’un champ élec-trique transthoracique en 3D. Les cartes anatomiques sont reconstruites en balayant les parois cardiaques avec le cathéter (sonde d’ablation ou cathéter dia-gnostique multiélectrodes), ce qui permet la création automatique d’un nuage de points très dense.Comme pour le système Carto® 3, EnSite™ offre la possibilité d’intégrer et de fusionner les cartes reconstruites des cavités cardiaques avec une ima-gerie scanner ou une IRM.

Le système de cartographie ultra-haute densité Rhythmia™

Le nouveau système de cartographie cardiaque Rhythmia™, récemment mis sur le marché, est sans aucun doute une vraie révolution dans le domaine de la cartographie en rythmologie. Il est composé d’une station de travail et d’un amplificateur. Son point fort est son cathéter de cartographie appelé Orion™, qui est en forme de basket muni de 64 électrodes, et comporte une possibilité de mobilisation dans la cavité cardiaque, facile et sans risque pour la paroi cardiaque. Son principe repose sur une localisation tridimensionnelle des électrodes, réalisée conjointe-ment par un capteur magnétique situé à la pointe du cathéter et un détecteur d’impédance situé au niveau de chaque électrode par rapport à une référence pré-définie. Les 64 électrodes sont portées sur 8 baleines, et il y a 8 électrodes par baleine. Le nombre important d’électrodes, leur surface réduite (0,4 mm2), ainsi que le faible espace interélectrodes (2,5 mm) sont en partie à l’origine de la très haute résolution des cartes, jamais égalée auparavant (9). Ce système a pour autre avantage l’annotation continue et automatique des électrogrammes, qui permet, d’une part, d’augmenter le nombre d’électrogrammes enregistrés pour chaque battement cardiaque avec des cartes qui peuvent atteindre, à titre d’exemple, jusqu’à 30 000 points et, d’autre part, de raccourcir significativement la durée de la cartographie (encadré 3) [10].

Les points forts du système Rhythmia™

• Carte plus précise

• Meilleure compréhension des arythmies

• Traitement plus sûr et plus efficace

Encadré 3.

Grâce à la haute résolution des cartes qu’elle obtient, cette merveille technologique permet l’identifica-tion précise des électrogrammes pathologiques, des mécanismes précis ainsi que des sites ciblés par l’ablation (figure 4).

La cartographie électrique non invasiveUn autre concept de cartographie non invasive, guidée par des techniques d’imagerie 3D et de carto-graphie électrique, a été développé par Y. Rudy et al. et a permis d’accéder à une exactitude de loca-lisation de l’origine des arythmies de plus ou moins 6 mm (11).Le principe repose sur le port d’un gilet (à usage unique) de 252 électrodes disposées en colonnes, placées à la surface corporelle et positionnées sur le torse et le dos des patients. Les données électriques qui consistent en des enregistrements de potentiels unipolaires épicardiques vont être combinées à celles issues d’une reconstitution anatomique du massif atrial ou ventriculaire, réalisée par tomodensito-métrie (TDM) thoracique sans injection de produit de contraste iodé (toutes les électrodes étant localisées par TDM). Le système est reconstruit à l’aide d’un algorithme mathématique à partir des électrodes de surface du thorax, des potentiels épicardiques

0015_LAR 15 31/01/2017 12:42:36

16 | La Lettre du Cardiologue • N° 501 - janvier 2017

MISE AU POINTCartographie des arythmies pour les nuls

et des électrogrammes unipolaires pour chaque battement cardiaque enregistré. Ainsi des cartes de potentiels épicardiques, des cartes isochrones sont reconstruites, représentant la séquence d’activation

épicardique, mais le sont également des cartes de repolarisation. Parmi les utilisations validées de ce concept de cartographie non invasive, on peut citer l’activation ventriculaire visant à optimiser la théra-peutique de resynchronisation, et aussi l’identifica-tion non invasive des sources focales de la fibrillation auriculaire (encadré 4) [12].

Conclusion

On peut se réjouir que la révolution technologique dont nous sommes les témoins concerne de nom-breux domaines de la rythmologie. La cartographie tridimensionnelle constitue un progrès évident et incontournable. C’est en tout cas un outil diagnos-tique et thérapeutique puissant, surtout pour les patients atteints d’arythmies complexes, dont l’in-cidence est en croissance régulière. Mais quel que soit le matériel utilisé, de bonnes connaissances en électrophysiologie sont requises, permettant une interprétation correcte des signaux. ■

Limites et points forts de la cartographie électrique non invasiveLimites

• Pas de données directes sur les électrogrammes endocardiques du fait d’une faible amplitude du signal endocardique

• Difficulté à réaliser cette technique en salle d’électrophysiologie pour des raisons pratiques (ex. : scanner non disponible)

Points forts

• Mieux cibler les zones critiques nécessaires au maintien de l’arythmie

• Réduire le temps de procédure• Réduire l’usage de la fluoroscopie• Améliorer le taux de succès des procédures

Encadré 4.

T. Delassi déclare ne pas avoir de liens d’intérêts.

Les autres auteurs n’ont pas précisé leurs éventuels liens

d’intérêts.

1. Puech P, Latour H, Grolleau R. Le flutter et ses limites. Arch Mal Cœur Vaiss 1970;63(1):116-44.2. Poty H, Saoudi N, Abdel Aziz A, Nair M, Letac B. Radiofre-quency catheter ablation of type 1 atrial flutter. Prediction of late success by electrophysiological criteria. Circulation 1995;92:1389-92.3. Vano E, Gonzalez L, Guibelalde E, Fernández JM, Ten JI. Radiation exposure to medical staff in interventional and cardiac radiology. Br J Radiol 1998;71(849):954-60.4. The National Academy of Sciences. BEIR VII: Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation. 2006. http://www.nap.edu/ catalog/11340.html. Accessed April 9, 2014.5. Ben- Haim SA, Osadchy D, Schuster I, Gepstein L, Hayam G, Josephson ME. Nonfluoroscopic, in vivo navi-

gation and mapping technology. Nat Med 1996;2; 1393-5.6. Gepstein L, Hayam G, Ben-Haim SA. A novel method for nonfluoroscopic catheter-based electroanatomical mapping of the heart: in vitro and in vivo accuracy results. Circulation 1997;95:1611-22.7. Michael Michelin. La robotique médicale. http://www.lirmm.fr/doctiss04/art/S08.pdf8. Kimura M, Sasaki S, Owada S et al. Validation of accuracy of three-dimensional left atrial CartoSound and CT image integration: influence of respiratory phase and cardiac cycle. J Cardiovasc Electrophysiol 2013;24:1002-7.9. Thajudeen A, Jackman WM, Stewart B et al. Correlation of scar in cardiac MRI and high-resolution contact mapping

of left ventricle in chronic infarct model. Pacing Clin Elec-trophysiol 2015;38:663-74.

10. Nakagawa H, Ikeda A, Sharma T, et al. Rapid high reso-lution electroanatomical mapping: evaluation of a new system in a canine atrial linear lesion model. Circ Arrhythm Electrophysiol 2012;5:417-24.

11. Rudy Y, Messinger-Rapport BJ. The inverse problem in electrocardiography: solutions in terms of epicardial poten-tials. Crit Rev Biomed Eng 1988;16:215-68.

12. Haissaguerre M, Hocini M, Shah AJ, et al: Noninvasive panoramic mapping of human atrial fibrillation mecha-nisms: a feasibility report. J Cardiovasc Electrophysiol 2013;24(6):711-7.

Références bibliographiques

0016_LAR 16 31/01/2017 12:42:36