Brevet FR2403775A1 — publié le 19790420

La présente invention a trait à un procédé et un dispositif pour la détection et 11 intervention au niveau cardiovasculaire dans le but de détecter des anomalies cardiaques ou de rétablir de bonnes coordinations entre les besoins de l'organisme et l'activité cardiaque. D'une façon générale, lorsque l'on a besoin d'intervenir au niveau cardiovasculaire, il est souhaitable de disposer de renseignements précis sur l'activité du coeur dans son ensemble, notamment de ses activités électriques et mécaniques. On a égale ment généralement besoin de pouvoir intervenir notamment sur les activités électriques du coeur, par exemple au moyen de stimu lateurs cardiaques ou pacemakers. Plus récemment, on a compris qu'il pouvait être intéres sant et avantageux d'utiliser des paramètres de l'hémodynamique aussi bien dans des buts de détection que d'intervention. La présente invention se propose de fournir un procédé et des dispositifs permettant de tenir compte de l'hémodynamique. L'invention a ainsi pour objet un procédé de détection et d'intervention cardiovasculaire, caractérisé par le fait que l'on uétecte la pression intracardiaque. Dans un premier mode de mise en oeuvre, l'invention concerne un dispositif, du type stimulateur cardiaque, comprenant d'une façon en soi connue, au moins une électrode de stimulation intracardiaque portée par un support tel qu'un cathéter et disposée de préférence dans la cavité ventriculaire, des moyens pour adresser à ladite électrode une impulsion électrique de stimulation, le stimulateur étant caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un détecteur de pression intracardiaque porté par un support, par exemple le même cathéter, et localisé de pré férence dans la cavité ventriculaire, ledit détecteur de pression adressant les signaux correspondant à la détection à des moyens d'amplification, de mise en forme et de discrimination, permet tant de discriminer les ondes de pression, notamment le pic de pression auriculaire correspondant à la vidange auriculaire, ledit dispositif comprenant en outre des moyens sensibles à la détection dudit pic pour provoquer l'envoi d'une impulsion de stimulation à la fin d'un intervalle de temps déterminé consécutif à la détection dudit pic et des moyens pour éviter l'envoi d'une telle impulsion si une contraction ventriculaire est détectée pendant cet intervalle. Le détecteur de pression est de préférence intraventriculaire. Il peut cependant également être intra-auriculaire ou être situé dans le sinus coronaire. La durée séparant, en l'absence d'une contraction ventriculaire détectée, l'onde de pression caractérisant la vidange auriculaire d'avec la stimulation consécutive est de préférence de l'ordre de 200 millisecondes et peut être avantageusement comprise entre 100 et 300 millisecondes. L'existence d'une contraction ventriculaire peut être détectée par exemple par le même détecteur de pression, grâce aux moyens de discrimination qui sont alors susceptibles d'ion tifier le pic de pression très important qui correspond à une telle contraction. Cependant, on peut également effectuer cette détection au moyen d'une électrode de détection classique, détectant le complexe QRS, cette électrode pouvant être la même que l'électrode de stimulation. Les moyens de circuit électronique susceptibles dwune part de faire courir un intervalle de temps, d'autre part de susutnre l'envoi d'une impulsion si une détection se-fait pendant cet intervalle peuvent être réalisés sous forme classique comme cela se fait dans les pacemakers a la demande. Quant aux moyers de discrimination, ils peuvent avantageusement utiliser un microprocesseur convenablement programmé, étant entendu que le pic relativement faible de pression auriculaire et le pic plus imoor- tant de pression ventriculaire sont suffisamment caractéristiques par rapport aux autres éléments constitutifs de la combe de pression intracardiaque. L'intervalle de temps précité peut être soit réglé de façon fixe, mais en variante, on peut également envisager de faire va- rier la longueur de cet intervalle. La durée de cet intervalle peut, par exemple, dépendre de la rapidité du rythme cardiaque antérieur, par exemple, et de préférence de la durée du cycle cardiaque antérieur, grâce à des moyens décrits par exemple dans le brevet US n 3.857.399. En variante, la variation de cette durée pourrait également être rendue dépendante de la pente de montée de la pression ventriculaire, appelée communémentnp/at et/ou de l'amplitude de la pression ventriculaire maximale, et/ou du travail du coeu pendant la contraction ventriculaire qui correspond entre autres à la surface de la courbe de pression systolique intraventri#u- laire. D'une façon générale, en cas d'augmentation du rythme instantané, il sera préférable de réduire, par exemple, de façon proportionnelle la durée de l'intervalle. Dans le cas ou l'on rend l'intervalle dépendant de la pente, de l'amplitude ou de la surface de la courbe systolique de pression ventriculaire ou d'un autre paramètre de cette courbe, il est préférable de réaliser un asservissement faisant varier ladite durée de façon à obtenir la courbe hémodynamique la plus efficace. De façon simple, on peut par exemple rechercher la courbe ayant le Ap/ le plus important ou la surface la plus grande, ou l'amplitude la plus élevée. De façon particulièrement avantageuse, on peut modifier ledit intervalle en tenant compte à la fois du rythme instantané et des paramètres hémodynamiques précités. En d'autres termes, le dispositif diminuera la durée lorsque le rythme aura tendance à s'accroître, mais ladite diminution sera plus ou moins légèrement modifiée en excès ou en défaut, en fonction des facteurs hémodynamiques précités. Selon un autre avantage de l'invention, on peut également rendre dépendante la puissance d'une impulsion de stimulation, soit en intensité, soit en potentiel, de la détection d'une réponse en pression. Le dispositif d'asservissement peut être prévu de façon telle que la stimulation s'effectuera chaque fois avec une intensité ou puissance proche et supérieure à la stimulation efficace la plus faible. Dans certains cas, notamment en cas de présence de rythmes spontanés auriculaires relativement rapides, mais encore efficaces, on peut avantageusement supprimer, par exemple une fois sur deux, la stimulation consécutive à la vidange auriculaire de façon à ne provoquer une contraction ventriculaire que pour deux contractions auriculairss successives. Bien entendu, de façon particulièrement avantageuse, l'invention prévoit d'utiliser des moyens sensibles à l'absence de détection de pression auriculaire, soit à un rythme de contraction auriculaire anarchique ou trop rapide pour supprimer la liaison entre la détection auriculaire et la stimulation pour réaliser un fonctionnement en stimulation relais classique à la manière des stimulateurs dits "à la demande". Le dispositif ainsi décrit peut avantageusement être réalisé en utilisant des composants classiques, en ce qui concerne les circuits de détection, d'amplification, de mise en forme des signaux ainsi que d'envois d'impulsions de stimulation. Pour réaliser les différentes fonctions logiques, on peut avantageusement utiliser un ou plusieurs micro-processeurs par exemple des micro-processeurs du type Motorola ou RCA d'un type convenable. L'homme de l'art pourra facilement à l'aide de tels micro-processeurs réaliser les différentes fonctions demandées. Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, un dispositif peut avantageusement comporter, sur un support tel que, par exemple, un cathéter, un détecteur de pression intracardiaque, relié par des moyens convenables à une unité se présentant de préférence sous forme d'une plaquette ou pastille sous-cutanée, ladite pastille étant pourvue, outre de moyens d'un type classique de mise en forme et d'amplification des signaux provenant du détecteur, de moyens émetteurs hertziens susceptibles de transmettre ces informations à un récepteur externe accordé, placé avantageusement à l'extérieur contre la peau. La source d'énergie peut avantageusement être réalisée sous forme d'une pile ou-d'un accumulateur rechargeable incorporé dans la pastille ou relié à elle, et implantée, ou bien encore provenir de l'extérieur, par exemple par une induction électromagnétique, un passag hertzien ou un couplage magnétique. Des moyens de transmission de ce genre existent dans l'art et ont déjà été appliqués par exemple pour la stimulation cardiaque. De façon avantageuse, le dispositif peut comporter également une ou plusieurs électrodes de détection cardiaque permettant également de transmettre à l'extérieur l'electrocardiogramme après amplification et mise en forme convenable. Dans ce cas, il est également possible de supprimer le détecteur de pression. Le détecteur de pression peut, dans une première variante, être un détecteur intraventriculaire susceptible d'être sensible à la pression sanguine. Dans une autre variante, le détecteur peut au contraire être porté par un support introduit directement dans le septum interventriculaire ou dans une autre partie du muscle cardiaque, de façon à être sensible non plus à la pression sanguine, mais à la tension intramyocardique. De façon préférée, on peut utiliser deux détecteurs de pression, l'un dans la cavité ventriculaire, l'autre dans le myocarde. De façon avantageuse, le procédé selon l'invention peut comporter l'étape consistant à comparer l'une à l'autre les pressions intraventriculaires et intramyocardique pour détecter des mécanismes possibles de défaillance cardiaque en cas de variation importante de la valeur du rapport tension/pression intraventriculaire. L'intérêt d'un tel dispositif qui peut, par exemple, être couplé à un stimulateur cardiaque est soit de fournir des informations de façon plus ou moins permanente soit au contraire de permettre de régler un stimulateur cardiaque à la façon habituelle, mais sans nécessiter, lors de l'implantation, comme on le fait actuellement, le passage transcutané d'un câble ou cathéter, risque de complications. De façon avantageuse, le dispositif peut également comprendre, dans la pastille, un récepteur d'énergie relié de façon convenable à une électrode intracardiaque d'un cathéter, et prévu pour la réception et la transmission d'énergie instan tanée importante suffisante pour réaliser en cas de fibrillation auriculaire ou ventriculaire une défibrillation. De préférence on prévoit alors, d'une façon en soi connue, deux électrodes convenablement disposées et écartées l'une de l'autre. Ces électrodes peuvent être placées soit dans l'oreillette pour la fibrillation auriculaire, soit dans le ventricule et dans l'oreillette ou une veine cave ou encore l'une peut être placée sur la peau en stimulation monopolaire. Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, le détecteur de pression intracardiaque peut être utilisé pour détecter les spectres sonores de l'activité cardiaque, en utilisant, par exemple comme détecteur de pression, un capteur de pression connu du type du Dr Laurens. On sait que le spectre sonore reflète la tonicité du muscle et des grosses artères, le coeur et les artères ayant normalement même fréquence de résonance. D'une façon générale lorsque le tonus augmente, la fréquence de résonance augmente, En reliant le détecteur de pression à un circuit d'analyse réalisant un sonogramme spectral soit par l'analyse des séries de Fourier, soit par d'autres méthodes d'analyse du spectre sonore, méthodes d'analyse en soi connues, on peut entre autres fournir des indications sur la valeur du volume cardiaque instantané et grâce à la connaissance simultanée de la pression, d'ailleurs par le même capteur, on- possède les éléments essentiels de l'analyse de l'hémodynamique intracardiaque. Ce dispositif peut avantageusement être utilisé chez une personne portant simultanément un stimulateur cardiaque d'un type quelconque. Il est ainsi possible de contrôler périodiquement le fonctionnement de l'appareil et la réponse du coeur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif. Un dispositif de stimulation selon l'invention comporte un cathéter intraventriculaire sur lequel est fixé un détecteur ou capteur de pression du type détecteur du Dr Laurens localisé de préférence dans la cavité ventriculaire droite. Les signaux électriques correspondant aux pressions détectées par le détecteur sont adressés le long du cathéter au stimulateur lui-même et parviennent à une unité d'amplification, de discrimination et de mise en forme des signaux. L'amplification et la mise en forme s'effectuent d'une façon tout à fait banale, le signal correspondant à l'onde de pression de contraction auriculaire étant discriminé par sa forme, sa durée et son amplitude. Ce travail de discrimination peut être effectué en programmant convenablement un micro-processeur au lieu d'utiliser les circuits intégrés qui jusqu 'a présent étaient nécessaires. Le dispositif comporte également, et de préférence sous forme dlun micro-processeur, un circuit tout à fait classique du type à la demande qui est sensible au signal correspondant à l'onde ou pic auriculaire, qui fait courir une durée ou intervalle d'attente à partir de la perception de ce signal et qui, si aucune contraction n'est détectée pendant cet intervalle, provoque l'émission d'une impulsion de stimulation à la fin de cet intervalle. L'impulsion de stimulation d'une façon tout à fait classique est adressée au muscle cardiaque par une ou plusieurs électrodes intracardiaques. La détection d'une contraction ventriculaire qui inhibe l'envoi d'une impulsion de stimulation, si elle se produit dans ledit intervalle, peut être effectuée grâce au même détecteur de pression, le micro-processeur programmé pouvant facilement discriminer le pic de pression très important correspondant à une telle contraction. Ainsi le dispositif selon l'invention détecte, grâce au détecteur de pression, l'onde accompagnant la vidange auriculaire et cette onde, convenablement mise en forme, produit un signal. Ce signal agit pour créer une durée d'attente ou intervalle d'attente d'une longueur, par exemple, de 300 millisecondes. Si avant la fin de cet intervalle le dispositif détecte cette fois une onde de pression plus importante correspondant à la chasse ventriculaire l'envoi d'un signal de stimulation est suspendu. Si par contre à la fin de ces 300 millisecondes aucune onde de pression ventriculaire n'a été détectée, le dispositif adresse alors une impulsion de stimulation ventriculaire. A la fin de cette impulsion de stimulation ventriculaire, le dispositif est remis en état de veille et s'apprête à détecter la prochaine onde auriculaire. De façon particulièrement préférée, pour éviter une mauvaise interprétation de signaux mécaniques, il est préférable d'utiliser également les moyens de détection électriques classiques, par exemple une électrode intraventriculaire, pour valider la détection d'une contraction ventriculaire en détectant le complexe QRS associé. En cas d'absence de détection de pression, le dispositif peut comprendre un circuit correspondant à un pacemaker à la demande de type classique qui détecte l'onde QRS et instaure un autre délai d'attente, cette fois-ci par exemple de l'ordre de 1 seconde. Si à la fin decedélai d'une seconde aucun signal ventriculaire n'a été détecté il envoie une impulsion de stimulation. Il serait également possible, au lieu d'utiliser une détection électrique par une électrode, d'utiliser la détection de pression importante qui accompagne la contraction ventriculaire pour instaurer un tel délai d'attente, par exemple de 1 seconde, et si aucune détection n'est obtenue avant la fin de ce délai, de provoquer une stimulation. Si cependant, dans cet intervalle de 1 seconde, il se produit une onde qui est détectée comme tant une onde de contraction auriculaire, alors un délai d'attente de 300 millisecondes est établi comme précédemment. Dans un perfectionnement de l'invention, pour mieux discriminer les véritables signaux de contraction auriculaire, on peut par exemple utiliser deux détecteurs de pression, l'un dans l'oreillette, l'autre dans le ventricule et exiger un synchronisme suffisant entre les deux variations de pression détectées avant de valider le signal comme étant un signal de contraction auriculaire. Afin de faciliter la discrimination du pic de contraction auriculaire, il est également possible de programmer le microprocesseur de façon telle qu'il sera sensible à tout pic de pression, d'amplitude relativement réduite et nettement inférieure à celle d'une pression ventriculaire systolique qui se produit dans un créneau de temps convenable. A titre d'exemple, ce créneau de temps peut débuter 400 millisecondes après une contraction ventriculaire détectée et se terminer 900 millisecondes après cette contraction. Dans un perfectionnement de l'invention, l'intervalle d'attente, après contraction auriculaire, qui précédemment était de 300 millisecondes peut être rendu variable grâce à des moyens analogues à ceux de l'attente variable décrits dans le brevet US n0 3.857.399. Ainsi, le dispositif, de façon analogue à celle décrite dans ce brevet antérieur, peut comporter des moyens pour mesurer ou être sensible à l'intervalle de temps séparant deux contractions ventriculaires successives, détectées soit par la pression soit par des complexes QRS et, si cet intervalle diminue, il peut faire varier, par exemple de préférence en diminution, le délai d'attente de 300 millisecondes qui suivra la prochaine détection d'une onde auriculaire. Dans une autre variante de l'invention, l'intervalle par exemple de 300 millisecondes précédent, peut être varié en fonction de paramètres propres à la géométrie de la courbe de pression ventriculaire détectée. On peut également prévoir des seuils d'alarme reliés au détecteur de pression et se mettant en oeuvre lorsque ur.e pression prédéterminée maximale est dépassée ou si une pression minimale déterminée n'est pas atteinte. Une alarme pourrait également être engendrée si lton constate que la durée du couplage électromécanique du coeur, c 'est-à-dire la durée séparant une onde QRS d'avec la pente initiale d'une onde correspondant à la contraction ventriculaire couplée,est trop importante. La durée de ce couplage peut etre déterminée aussi bien lorsque la contraction ventriculaire provient d'une stimulation électrique que lorsqu'elle provient d'une onde QRS spontanée, des moyens pouvant être prévus pour discriminer sélectivement les deux cas. On va maintenant décrire une pastille sous-cutanée, en association ou non avec un stimulateur, par exemple tel que décrit ci-dessus; la pastille qui peut avoir, par exemple, un diamètre de l'ordre de 4 cm pour 6 mm d'épaisseur est constituée d'un boîtier métallique hermétiquement fermé duquel s'étend par exemple un cathéter portant un détecteur de pression intracardiaque et de préférence au moins une électrode. Le dispositif présente, de préférence, une pile au lithium qui peut être incorporée soit dans la capsule, soit située dans une capsule séparée reliée à la précédente par des conducteurs hermétiques. La capsule présente à son intérieur un émetteur hertzien haute- fréquence susceptible d'être piloté par un circuit d'un type usuel amplifiant les signaux détectés par le détecteur de pression et également si on le désire par la ou les électrodes qui détectent l'activité électrique du coeur. Dans le cas ou le dispositif comporte des moyens pour la défibrillation, on peut alors avantageusement prévoir dans la capsule une antenne de réception capable de recevoir une énergie importante de l'ordre de plusieurs watts et reliée aux électrodes par le biais du cathéter. Les électrodes de défibrillation sont placées sur le cathéter d'une façon en soi connue. Le détecteur de pression peut également être relié à un circuit susceptible de recevoir les variations de pression dans les fréquences du spectre sonore. Il est ainsi possible d'adresser à l'extérieur par l'émetteur un phonocardiogramme intracardiaque dont l'analyse spectrale peut ensuite être effectuée à-l'aide de moyens extérieurs connus, par exemple des micro-processeurs. Des moyens de traitement peuvent également en variante être contenus dans la capsule, les micro-processeurs à basse consommation actuellement connus permettant un tel usage temporairement. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif comporte un détecteur de pression intramyocardique porté par exemple par un cathéter. Ce détecteur peut être porté par exemple par une branche adjacente d'un cathéter à la manière décrite dans le brevet US n0 3.857.399. De préférence, le cathéter comporte également un détecteur de pression qui reste dans la cavité ventriculaire ou dans l'oreillette. Conformément au procédé de l'invention, on détecte la valeur d'une part de la pression intramyocardique, qui indique la tension interne au muscle cardiaque,et d'autre part on peut détecter simultanément la pression sanguine intracardiaque. De préférence, on prévoit deux seuils, à savoir un seuil supérieur et un seuil inférieur, pour la pression intramyocardique et si ces seuils sont déclenchés on engendre une alarme. La valeur de ces seuils peut éventuellement être modifiée temporairement par la détection de la pression sanguine. Conformément à un perfectionnement de l'invention, on peut prévoir des moyens pour détecter la pression diastolique moyenne ou la pression télédiastolique et asservir le rythme relais du stimulateur cardiaque à cette valeur de façon que plus la pression diastolique est élevée, plus la fréquence relais est élevée. On rappelle que la fréquence relais d'un stimulateur cardiaque est la fréquence de stimulation propre du stimulateur en l'absence de battement spontané du coeur. De préférence, on tient compte,pour juger d'une variation du niveau de cette pression, de la pression moyenne prise sur plusieurs diastoles consécutives, par exemple une vingtaine. REVENDICATIONS I. Procédé de détection et d'intervention cardiovasculaire, caractérisé par le fait que l'on détecte la pression intracardiaque. 2. Dispositif du type stimulateur cardiaque pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant au moins une électrode de stimulation intracardiaque portée par un support, des moyens pour adresser à ladite électrode une impulsion électrique de stimulation, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un détecteur de pression intracardiaque porté par un support et adressant les signaux correspondant à la pression à des moyens d'amplification, de mise en forme et de discrimination, permettant de discriminer les ondes de pression, notamment le pic de pression auriculaire correspondant à la vidange auriculaire, ledit dispositif comprenant en outre des moyens sensibles à la détection dudit pic pour provoquer l'envoi d'une impulsion de stimulation à la fin d'un intervalle de temps déterminé consécutif à la détection dudit pic et des moyens pour éviter l'envoi d'une telle impulsion si une contraction ventriculaire est détectée pendant cet intervalle. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'intervalle est compris entre 100 et 300 millisecondes. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la détection de la contraction ventriculaire est effectuée par le meme détecteur de pression. 5.Dispositif selon lune quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'on effectue une détection de la contraction ventriculaire à l'aide d'une électrode. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'on fait varier ledit intervalle de temps en fonction de la durée du cycle cardiaque antérieur et/ ou de l'allure de la courbe de pression ventriculaire. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un ou plusieurs microprocesseurs. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte, sur un support, un détecteur de pression intracardiaque relié par des moyens convenables à une unité se présentant sous forme d'une pastille sous-cutanée pourvue de moyens de mise en forme et d'amplification des signaux provenant dudit détecteur, de moyens émetteurs hertziens susceptibles de transmettre lesdites informa Lions à un récepteur externe accordé, une source d'énergie électrique étant prévue pour alimenter ledit dispositif. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte également au moins une électrode de détection cardiaque. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait qu'il comporte un détecteur de pression intramyocardique sensible à la tension intramyocardique. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comporte également au moins un détecteur de pression sanguine intracardiaque. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé par le fait que le détecteur de pression intracardiaque est relié à un circuit susceptible de transmettre le spectre sonore de l'activité cardiaque. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé par le fait qu'il comprend des électrodes de défibrillation, reliées à des moyens contenus dans la pastille et susceptibles de recevoir, pour la transmettre auxdites électroues, une énergie électrique importante de défibrillation. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un micro-processeur.