CŒUR Chirurgie cardiaque

Principe

Pour ouvrir l'une quelconque des cavités du cœur, il faut au préalable le vider du sang qu'il contient. Pour cela, on ferme à l'aide de deux pinces les deux veines caves. Le sang ne parvenant plus au cœur, celui-ci se vide en quelques battements.

Il est alors possible d'ouvrir le cœur, mais pendant qu'il bat à vide toute la circulation sanguine de l'organisme est arrêtée, et l'ensemble du corps va rapidement souffrir du manque d'oxygène. Le cerveau donne des signes d'intolérance dès la 3^e minute suivant l'arrêt circulatoire, et après 5 minutes il est fonctionnellement détruit. Or 3 minutes sont un laps de temps beaucoup trop court pour permettre la moindre opération à l'intérieur du cœur. Deux solutions complémentaires l'une de l'autre ont permis de vaincre cette difficulté. La première consiste à protéger l'organisme contre la privation soudaine d'oxygène : c'est l'hypothermie. La seconde solution consiste à substituer au cœur, mis hors circuit, une pompe artificielle : c'est la circulation extracorporelle (fig. 1).

La circulation extracorporelle

Le cœur fonctionnant à la manière d'une pompe, l'idée de faire circuler le sang par un dispositif mécanique vient immédiatement à l'esprit. On a pu construire des pompes mécaniques de débit égal à celui du cœur, non traumatisantes pour le sang. Mais cela ne suffisait pas. Il fallait y adjoindre un poumon artificiel, car les conditions anatomiques de l'ensemble cœur-poumon sont telles que si l'on veut aisément vider les cavités du cœur on doit aussi vider les poumons. En d'autres termes, le court-circuit qui exclut le cœur de la circulation exclut aussi les deux poumons. Il est donc nécessaire d'ajouter à la pompe artificielle un poumon artificiel destiné à oxygéner le sang du court-circuit. La mise au point de ces poumons artificiels fut longue et difficile. À l'heure actuelle, il en existe plusieurs, fondés sur des principes fort différents.

C'est en 1955 que fut réalisée la première opération à cœur ouvert grâce à un cœur-poumon artificiel, par Lillehei et de Wall, chirurgiens à Minneapolis (Minnesota). Leur appareil, encore primitif, ne permettait que de petits débits. Depuis lors, on a fait de grands progrès, puisque les appareils actuels permettent des débits atteignant 5 ou 6 litres par minute, et peuvent être en circuit pendant plusieurs heures. De plus, on peut à volonté arrêter les battements cardiaques, gênants pour le chirurgien, et les faire reprendre à la demande. On s'aide pour cela de l'injection, dans les artères coronaires qui nourrissent le cœur, d'une solution froide et paralysante (cardioplégie) qui suspend provisoirement l'activité cardiaque, tout en maintenant la vitalité du cœur. À la fin de l'opération intracardiaque, le réchauffement du cœur à l'aide d'une solution appropriée permet la reprise des battements normaux.

La circulation extracorporelle, qui a complètement supplanté l'hypothermie isolée, permet aux chirurgiens d'ouvrir n'importe quelle cavité du cœur et de travailler plusieurs heures dans un cœur immobile. On conçoit sans peine l'importance de cette technique de circulation extracorporelle et les progrès qu'elle a permis de faire.

Les opérations que l'on peut faire à cœur ouvert sont fort nombreuses et peuvent être classées en quatre catégories correspondant aux quatre grands groupes de maladies cardiaques : malformations congénitales, affections valvulaires, coronaropathies, maladies myocardiques.

Correction des malformations congénitales

Ces malformations se répartissent, elles aussi, en quatre catégories (fig. 2). La première comprend les communications anormales entre les cavités cardiaques droites et gauches. Ces communications peuvent se faire à trois étages différents : au niveau des oreillettes (communication interauriculaire), au niveau des ventricules (communication interventriculaire) ou au niveau des deux vaisseaux qui sortent du cœur ( canal artériel persistant entre l' aorte et l' artère pulmonaire). En dehors de cette dernière malformation qui peut être traitée à cœur fermé, les communications anormales sont abordées par ouverture de la cavité droite qui leur correspond : oreillette ou ventricule. La communication consiste en un orifice anormal dans la cloison interauriculaire ou interventriculaire, orifice de diamètre variable : d'un demi-centimètre parfois pour la communication interventriculaire à 8 ou 9 centimètres pour la communication interauriculaire. La fermeture est assurée par la pose d'une pièce de tissu synthétique suturée au pourtour de l'orifice. Pour les communications interventriculaires, il est essentiel d'éviter de blesser le faisceau qui fait communiquer électriquement les oreillettes et les ventricules (faisceau de HIS), ce qui pourrait entraîner un bloc auriculo-ventriculaire.

Les rétrécissements anormaux peuvent siéger au niveau des valves, le plus souvent la valve aortique, avec lésion des trois valvules sigmoïdes diminuant de moitié ou même davantage le calibre de l'orifice aortique. L'opération consiste après ouverture de l'aorte, au-dessus de la valve, à séparer deux des trois valvules fusionnées en rétablissant les commissures intervalvulaires correspondantes. Le rétrécissement (sténose) peut siéger au niveau de la valvule pulmonaire. Il n'est plus traité actuellement par la chirurgie, mais par l'introduction, dans le système veineux, d'une sonde possédant à son extrémité un ballonnet que l'on positionne dans l'orifice valvulaire rétréci. Le gonflement du ballonnet libère les commissures fusionnées. Le rétrécissement peut siéger parfois au-dessous de la valvule pulmonaire, dans le ventricule droit (rétrécissement infundibulaire). Il est nécessaire alors d'enlever, au ciseau ou au bistouri, tout le tissu anormal en recréant ainsi un tunnel d'éjection normal. Les rétrécissements des valves auriculo-ventriculaires, mitrale ou tricuspide, sont plus rares. Il faut cependant signaler la possibilité d'une fusion complète des constituants de la valvule tricuspide (atrésie tricuspidienne) bloquant le passage dans le ventricule droit. D'ailleurs, les ventricules eux-mêmes peuvent être extrêmement rétrécis, atrophiés (agénésie). Quand l'agénésie siège sur le ventricule gauche, elle nécessitera le plus souvent une transplantation cardiaque. Les agénésies de la valvule tricuspide ou du ventricule droit peuvent être traitées par une dérivation directe entre l'oreillette droite et l'artère pulmonaire (opération de Fontan).

Les communications et les rétrécissements anormaux peuvent se combiner, comme c'est le cas dans la tétralogie de Fallot, associant une communication interventriculaire souvent assez large et un rétrécissement infundibulaire de l'artère pulmonaire. L'opération consiste, en ouvrant le ventricule droit ou en passant par l'oreillette droite, à fermer la communication et à élargir l'infundibulum pulmonaire.

Enfin, il peut s'agir de vices de raccordement des cavités cardiaques elles-mêmes ou des vaisseaux qui y arrivent ou en sortent. Ainsi, les retours veineux pulmonaires anormaux sont caractérisés par la terminaison des veines pulmonaires, non pas dans l'oreillette gauche, mais dans l'oreillette droite, soit directement, soit par un canal plus ou moins tortueux et rétréci (retour anormal partiel ou total). À la sortie des ventricules, il peut y avoir inversion des gros vaisseaux, l'aorte sortant anormalement du ventricule droit, et l'artère pulmonaire du ventricule gauche. C'est la transposition des gros vaisseaux. Enfin, l'oreillette droite peut être anormalement connectée au ventricule gauche, et inversement. Lorsque, dans ce dernier cas, il y a aussi transposition des deux vaisseaux, la circulation intracardiaque se fait finalement normalement, c'est la transposition corrigée. Toutes ces anomalies de raccordement de « tuyauterie » nécessitent des opérations souvent complexes, remettant dans leur position normale les vaisseaux ainsi déplacés.

Traitement chirurgical des affections valvulaires

Les valves sont les soupapes de la pompe cardiaque. Au nombre de quatre, elles sont situées à l'entrée et à la sortie des deux ventricules, droit et gauche, qui sont les éléments les plus actifs de la pompe cardiaque. Les deux valves le plus souvent atteintes, la valve mitrale et la valve aortique, sont situées à l'entrée et à la sortie du ventricule gauche. En dehors des lésions congénitales précédemment évoquées, les maladies valvulaires acquises peuvent être dues à trois causes principales.

La première est le rhumatisme articulaire aigu, affection frappant plus souvent les enfants, due à un microbe, le streptocoque, se manifestant par une angine, des douleurs articulaires fugaces et des lésions cardiaques souvent insidieuses entraînant souvent, après une dizaine d'années, des épaississements et des rétractions rendant les valves à la fois rétrécies et fuyantes.

La deuxième cause des lésions valvulaires acquises est la dégénérescence des tissus valvulaires : dystrophie due à certaines maladies d'origine encore mystérieuse ou au vieillissement. Alors que les lésions rhumatismales créent, sur les valves, soit des rétrécissements (sténose), soit des fuites (insuffisance), soit les deux (maladie), les dystrophies créent le plus souvent des insuffisances, aortiques ou mitrales (prolapsus valvulaire). Il faut cependant signaler la possibilité de dépôts calcaires sur la valve aortique, survenant souvent plus fréquemment chez les femmes à un certain âge, entraînant un rétrécissement prédominant (rétrécissement aortique calcifié).

La troisième cause est représentée par les infections microbiennes ( endocardites infectieuses), qui, en raison de la prolifération de colonies bactériennes, entraînent des déchirures, des perforations, des mutilations responsables essentiellement d'insuffisance valvulaire.

Les lésions de la valvule triscupide, rarement rhumatismales, parfois infectieuses, sont le plus souvent consécutives à des atteintes valvulaires du cœur gauche (valvulite mitrale) entraînant une surcharge vasculaire pulmonaire et, par voie de conséquence, une dilatation du ventricule droit avec distension de l'anneau valvulaire qui crée l'insuffisance.

Un certain nombre de ces lésions, en particulier les lésions mitrales ou triscupides, peuvent être l'objet de réparations plus ou moins complexes ( valvuloplastie). Quand l'atteinte valvulaire est plus sévère, le remplacement est nécessaire, à l'aide de prothèses soit mécaniques, soit biologiques. Les prothèses mécaniques sont faites de matériaux tels les alliages légers, le carbone, etc. Elles comprennent toutes un anneau muni d'une collerette de tissu qui permet de les suturer au pourtour de l'orifice valvulaire après ablation de la valve naturelle malade. Dans ces anneaux se meuvent des pièces mobiles : clapet, ailettes, disque ou, dans la plus ancienne des valves, la valve de Starr posée pour la première fois en 1960, une bille de caoutchouc siliconé contenue dans une cage métallique. Ces valves mécaniques, du fait des matériaux qui les constituent, ont une durée de vie pratiquement illimitée. Par contre, éléments étrangers à l'organisme, elles provoquent, au contact du sang qui les traverse, la formation de caillots qui peuvent gêner le jeu de la valve ( thrombose) ou se détacher et migrer dans différents organes (embolie). Leur emploi nécessite donc un traitement anticoagulant, mais les progrès dans le dessin des valves, en particulier la valve Saint-Jude à ailettes en forme d'ailes de papillon, en carbone pyrolytique, ont réduit les risques de thrombose.

Par opposition, les valves biologiques sont faites de valves humaines ou animales prélevées après la mort, préparées et stérilisées, puis montées sur un châssis métallique permettant, comme pour les valves mécaniques, leur insertion facile dans l'orifice valvulaire. Elles n'entraînent aucune coagulation à leur surface – ainsi le traitement anticoagulant n'est pas nécessaire –, mais ces valves s'usent et finissent par se détériorer en moyenne huit à dix ans après leur pose.

Les progrès réalisés dans le conditionnement des tissus biologiques ont augmenté leur durabilité ; de plus des valves sans armature (stentless) ont été développées, qui présentent une durée de vie et un calibre d'ouverture accrus. Les bons résultats obtenus, à long terme, avec les homogreffes humaines aortiques ou pulmonaires ont permis la création de banques valvulaires. Ces homogreffes, particulièrement intéressantes chez les sujets jeunes, ont une durabilité voisine de vingt ans et une résistance plus grande aux infections. Cependant, leur faible nombre en limite l'application à des cas très précis.

Traitement chirurgical des maladies des artères coronaires

Comme certaines des artères de l'organisme (artères carotides, artères des membres inférieurs), les artères coronaires, qui nourrissent le cœur, peuvent voir leurs parois s'épaissir en raison de la formation de dépôts à leur intérieur ( athérome). Ces dépôts rétrécissent la lumière des vaisseaux, entraînant des sténoses habituellement très localisées et situées près de l'origine des vaisseaux. Ces sténoses entraînent une nutrition imparfaite du muscle cardiaque, se traduisant à l'effort, quand les besoins du muscle augmentent, par des douleurs d' angine de poitrine. Si la sténose se complète brusquement par décrochage d'une plaque d'athérome, ou thrombose, le vaisseau se bouche, et le territoire musculaire cardiaque ( myocarde) correspondant n'est plus nourri : c'est la nécrose, ou infarctus du myocarde, dont l'étendue peut être plus ou moins importante selon l'importance du vaisseau occlus. Il est donc essentiel de traiter les sténoses coronariennes avant cette complication majeure. Les différentes explorations cardiologiques permettent de reconnaître ces lésions, leur nombre, leur situation et leur retentissement sur le muscle cardiaque. Lorsque les trois vaisseaux coronaires principaux sont atteints, qu'il existe déjà une diminution de la fonction ventriculaire, que les lésions s'y prêtent et qu'il n'existe pas de risques généraux majeurs à l'opération, celle-ci est indiquée. Elle consiste le plus souvent en un pontage aorto-coronarien, qui utilise un segment de veine des membres inférieurs pour l'interposer entre la partie initiale de l'aorte et l'artère rétrécie, en aval de ce rétrécissement. La circulation dans ce vaisseau est ainsi rétablie. Ces pontages veineux donnent d'excellents résultats, mais, à terme, les veines peuvent à leur tour s'altérer et se rétrécir. On leur préfère donc actuellement, chaque fois que c'est possible, une artère de voisinage, ayant à peu près le même calibre que les artères coronaires : artères mammaires internes descendant à la face arrière (postérieure) du sternum ; plus rarement, artère d'origine abdominale (artère gastro-épiploïque, artère épigastrique). L'avantage de ces artères est qu'elles restent perméables à 90 p. 100 après dix ans de mise en place. L'expérience acquise permet de réaliser un nombre croissant de ces pontages, sans arrêter le cœur et sans circulation extracorporelle et cela grâce à des stabilisateurs réduisant ainsi le risque opératoire.

S'il n'a pu être évité, la constitution d'un infarctus du myocarde entraîne parfois des lésions de rupture dans la cloison séparant les deux ventricules ou dans la paroi externe du ventricule gauche nécessitant un traitement chirurgical d'urgence pour fermer ces brèches. L'infarctus peut également modifier le jeu valvulaire, en particulier, à gauche, celui de la valvule mitrale, et indiquer une réparation chirurgicale ou le remplacement de cette valve. L'infarctus, remplaçant le tissu musculaire par une plaque fibreuse, permet à cette plaque de se distendre, créant une poche ou anévrisme, qui gêne le fonctionnement du ventricule et qui est le siège de caillots migrateurs. Ces anévrismes sont traités par l'ablation de la zone fibreuse et le remodelage chirurgical de la cavité ventriculaire.

Traitement chirurgical d'autres cardiopathies

Certaines cardiopathies, comme les troubles du rythme cardiaque, c'est-à-dire les arythmies, si elles résistent au traitement médical ou aux manœuvres instrumentales destinées à les supprimer, peuvent indiquer une intervention chirurgicale pour éliminer les causes de ces troubles du rythme. Ces causes peuvent être des lésions situées sur les ventricules (arythmie ventriculaire), sur les oreillettes (arythmie auriculaire) ou à la jonction entre l'oreillette et le ventricule (syndrome de Wolf-Parkinson-White) ou encore des infarctus ventriculaires. L'arythmie complète, isolée ou associée à l'insuffisance mitrale, a bénéficié de procédés chirurgicaux ou instrumentaux de plus en plus souvent utilisés.

Les tumeurs du cœur sont plus rares. Les plus fréquentes sont les myxomes, tumeurs habituellement uniques, gélatineuses, pédiculées comme un champignon, qui naissent généralement d'une paroi cardiaque et le plus souvent de la cloison interauriculaire, sur sa face gauche, c'est-à-dire dans l'oreillette gauche. Ces tumeurs, souvent latentes, car ne donnant lieu à aucun trouble, peuvent, par leur volume, boucher l'orifice auriculo-ventriculaire gauche (valvule mitrale) et entraîner une syncope subite. Leur découverte impose donc toujours leur ablation chirurgicale, qui est facile et en règle sans risque de récidive.

Enfin, certaines maladies cardiaques sont dues à des lésions du muscle lui-même, qu'il s'agisse soit de maladies dystrophiques ou génétiques, d'origine mal connue (cardiomyopathie), soit de destructions importantes du muscle cardiaque à la suite d'infarctus du myocarde massifs ou répétés. Dans ces cas, le muscle ventriculaire amoindri (spécialement à gauche) est incapable d'assurer un débit circulatoire normal. C'est l' insuffisance cardiaque, qui, à son stade avancé pré-terminal, ne peut être traitée que par le remplacement du cœur : la transplantation cardiaque.

Les cardiomyopathies représentent environ 55 p. 100 des indications de la greffe, les lésions myocardiques d'origine coronarienne 40 p. 100. Les autres causes sont beaucoup plus rares : myocardites virales ou consécutives à un accouchement, à un avortement, myocardite toxique ou lésion valvulaire avancée avec insuffisance cardiaque irréductible.

La greffe consiste dans sa technique habituelle (greffe orthotopique) à enlever la majorité du cœur, laissant en arrière la portion de l'oreillette, qui, à droite, reçoit les veines caves et, à gauche, les veines pulmonaires. L'aorte est coupée au-dessus de l'origine des artères coronaires, et l'artère pulmonaire au-dessus de la valvule pulmonaire. Le greffon cardiaque est prélevé chez une personne décédée en mort cérébrale et non porteuse de lésions transmissibles. Le greffon est utilisé en totalité en raccordant les oreillettes du greffon (après ouverture de leur face postérieure) à la portion restante des oreillettes du receveur, l'artère pulmonaire à l'artère pulmonaire et l'aorte à l'aorte initiale du receveur. Une variante technique souvent utilisée consiste à raccorder directement les veines caves et les veines pulmonaires du receveur aux vaisseaux correspondants du greffon. Plus rarement, le greffon cardiaque est utilisé en complément et est relié aux différentes cavités du cœur du malade laissé en place, créant ainsi un circuit parallèle d'assistance (greffe hétérotopique).

Les suites opératoires sont marquées la première semaine par certaines difficultés liées à l'adaptation et à la fonction du greffon dans un organisme étranger. Le cœur greffé assure ensuite une fonction normale. Mais il peut être menacé alors par le rejet, phénomène naturel traduisant une réaction de l'organisme à tout organe étranger. Grâce aux médicaments actuels (médicaments immunosuppresseurs : corticoïdes, azathioprine, cyclosporine), ces rejets sont jugulés dans la majorité des cas. De nouveaux médicaments plus spécifiques : anticorps monoclonaux, FK 505, Micophenolate, Rapamycine, etc., permettent d'adapter ce traitement à chaque situation. Une menace persiste, celle du rejet chronique attaquant à bas bruit les artères coronaires du greffon et entraînant des rétrécissements multiples pouvant conduire à la perte de fonction du greffon, à la nécessité de son ablation et à la mise en place d'un autre greffon (retransplantation). L'emploi du traitement immunosuppresseur n'est pas non plus sans inconvénient. Il diminue, en même temps que la réaction de rejet, la défense de l'organisme contre les infections auxquelles les greffés sont ainsi plus sensibles. De plus, la cyclosporine, agent extrêmement efficace, peut être à l'origine d'une hypertension artérielle modérée, d'un diabète et de lésions minimes de la fonction rénale. Grâce à la prise stricte de ces traitements et à des contrôles réguliers, la survie des greffes cardiaques est d'environ 70 p. 100, sept à huit ans après la greffe, avec une qualité de vie normale, tant familiale ou sociale que professionnelle et, dans certains cas, même sportive.

La greffe cardiaque est considérablement limitée par le manque de greffons (diminution des dons d'organes). Cela a fait proposer différentes techniques dites alternatives à la transplantation. La cardiomyoplastie consiste à entourer le cœur d'un muscle du dos (grand dorsal) et à stimuler ce muscle de façon synchrone au cœur. L'opération de Batista consiste à enlever une partie de la paroi du ventricule gauche dilaté, afin de réduire la cavité ventriculaire et de permettre une meilleure contraction du muscle. Toutefois, ces méthodes sont seulement palliatives et leurs résultats encore trop récents pour être généralement appliqués. L'assistance circulatoire (cœur artificiel de remplacement ou ventricule artificiel de suppléance) permet, en cas de détresse cardiaque imminente et irréversible, d'attendre la transplantation. Ces prothèses sont en constante amélioration, certaines permettent le retour du malade à domicile avec sa prothèse. Il ne s'agit pourtant pas encore du « cœur artificiel » dont la mise au point reste à finaliser.

Dans certaines maladies cardiaques, l'altération de la fonction cardiaque entraîne, en même temps, des lésions pulmonaires et nécessite une transplantation cardio-pulmonaire, enlevant en bloc, chez le malade, le cœur et les deux poumons que l'on remplace par un greffon sain, identique. Ces opérations plus complexes, en raison de suites opératoires plus difficiles, donnent un taux de survie un peu inférieur aux greffes cardiaques isolées (60 p. 100 à 4 ans).

La chirurgie cardiaque, comme les autres chirurgies, a fait appel à la vidéochirurgie consistant à introduire, dans le thorax, par de petits orifices, des tubes portant les uns une source de lumière et une caméra, les autres de mini-instruments permettant de réaliser des pontages ou d'autres interventions sans utiliser les grandes incisions habituelles. De plus, les progrès récents de la chirurgie assistée par ordinateur et robots permettent d'améliorer la précision et la sécurité des gestes, améliorant la qualité des opérations classiques.