Brevet FR2477886A1 — publié le 19810918

La présente invention concerne des dispositifs de stimulation du coeur, et plus particulièrement, des dis- positifs du type inhibé pouvant être implantés. Les stimulateurs cardiaques des types suivants de réserve, à la demande, inhibés, ou synchronisés compor- tent un moyen permettant de les faire passer d'un état de réserve ou de détection à un état de marche à rythme fixe prédéterminé qui permet d'exécuter plusieurs essais du dis- positif, et de son système, par exemple, les essais de la tension de la pile, laquelle est indiquée par un écart du rythme d'essai et/ou la largeur de la pointe de stimula- tion; du seuil de stimulation; des mauvais fonctionnements du système à électrode, et d'autres mesures de paramètres. Ce rythme d'essai fixe prédéterminé induit une concurrence entre le rythme cardiaque spontané et le rythme de stimu- lation du dispositif de stimulation. Cette concurrence peut se traduire par des phé- nomènes de pointes sur T, cette lettre représentantune pé- riode cardiaque vulnérable, et peut être dangereuse en cas d'insuffisance coronaire. L'objet de la présente invention est de réduire ce risque en introduisant une synchronisation du rythme fi- xe d'essai et du rythme cardiaque spontané. 2. En outre, il existe le besoin d'une stimulation du coeur ayant pour but de terminer la tachyarythmie par retour au rythme sinusoïdal normal. De nos jours, cela est obtenu par stimulation du coeur avec des pointes électri- ques de haute fréquence jusqu'à obtention de la conversion souhaitée. Le système de synchronisation, objet de la pré- sente invention, produit les pointes de stimulation pendant la période de diastole, ce qui a pour effet de terminer la tachyarythmie d'une façon plus efficace et sans créer de risque de sur-stimulation. Selon une des caractéristiques de la présente invention, des moyens sont prévus pour terminer la tachyary- thmie chez des patients munis de stimulateurs cardiaques implantés du type à la demande ou autre, et cela grâce à l'application d'une stimulation du coeur à une fréquence supérieure prédéterminée. Selon un mode de réalisation pré- féré de la présente invention, on a prévu des moyens pour appliquer une pointe de stimulation dans le but de cesser la tachyarythmie cardiaque, cette pointe étant appliquée pendant la période de diastole, et des moyens pour répéter de telles pointes de stimulation, suivant nécessité, en syn- chronisme avec les battements de coeur, et pour répéter une telle stimulation à des intervalles prédéterminés. Le dispositif selon l'invention est basé sur des circuits classiques, et de préférence sur des circuits logi- ques à technologie C-MOS (semi-conducteur métal-oxyde com- plémentaire) qui demandent à la source d'énergie un courant de faible intensité. Un moyen de circuit linéaire peut éga- lement être utilisé dans de tels dispositifs. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un schéma sous forme de blocs d'un stimulateur cardiaque du type inhibé comportant un synchronisateur selon la présente invention; La figure 2 est un organigramme représentant le traitement du signal du synchronisateur; 3. La figure 3 est un électrocardiogramme repré- sentant les caractéristiques du synchronisateur selon la présente invention dans le cas de deux pointes de stimula- tion prédéterminées. Les intervalles sont indiqués à titre de référence; et La figure 4 est une solution logique typique basée sur un circuit CMOS pour n pointes de stimulation prédéterminées o n est un nombre entier. La figure 1 représente un schéma fonctionnel sous forme de blocs d'un stimulateur cardiaque du type inhibé en combinaison avec le synchronisateur, selon la pré- sente invention, o la référence 10 représente le coeur. Dans ce schéma, la référence 3 représente le bloc compor- tant le synchronisateur 4 et ses connexions avec les autres blocs. Lorsque le mode de fonctionnement "essai" est deman- dé au moyen d'un dispositif extérieur de commande 1 (aimant par exemple), et de son récepteur 2 (commutateur à lames par exemple), le synchronisateur répond en détectant les si- gnaux de synchronisation d'une ligne 7. Ces signaux sont de l'un des types suivants: soit le segment d'activité des battements de coeur détecté par des circuits 6, soit la pointe de stimulation fournie par un circuit d'attaque 9 par l'intermédiaire d'une ligne 11. Le premier de ces si- gnaux actionne les circuits du synchronisateur pour obte- nir le nombre prédéterminé de pointes de stimulation; le synchronisateur répond en inhibant par 8 les circuits de détection 6 pendant cette période, c'est-à-dire jusqu'au moment o le nombre prédéterminé de stimulationsest atteint. Simultanément, les circuits de rythme 5 du dispositif de stimulation passent à un niveau de rythme de stimulation plus élevé. La figure 2 représente un organigramme du trai- tement des signaux du synchronisateur. Dans cet organigram- me, la référence 20 correspond à "demande d'essai à rythme fixe", la référence-21 à "battement spontané produit", la référence 22 a "émission d'un nombre prédéterminé de poin- tes à rythme élevé", la référence 23 à "pointe de stimula- 4. tion produite". La figure 3 représente un électrocardiogramme typique. La durée de l'essai est défini par la référence 57. Ce diagramme montre la synchronisation des pointes de rythme d'essai par rapport aux battements 32. Le nombre prédéterminé de pointes de stimulation à rythme fixe a été déterminé comme étant égale à deux. (Dans le cas pré- sent, l'application des pointes de stimulation 33, 34 et , forme une combinaison séquentielle). La séquence des événements représentés est décrite ci-dessous, en liaison avec les figures 1 et 3. L'intervalle 51 est un intervalle entre batte- ments de coeur spontanés (intervalle dit R-R). Pendant cet intervalle 51, un rythme d'essai est initialisé; ainsi le battement 32 est le premier battement de synchronisa- tion avec lequel le synchronisateur 4 inhibe les circuits de détection 6 pendant les deux intervalles de stimulation 52 et 53. Ces intervalles de stimulation sont plus courts que l'intervalle de rythme 54, et sont établis en fonction de critères cliniques. Les pointes de stimulation 33 et 34 sont produites par les circuits de rythme 5, avec le rythme plus élevé commandé par le synchronisateur 4. Lors-de la réception de la seconde pointe de stimulation 34, le syn- chronisateur 4 annule l'inhibition 8 et la détection du stimulateur reprend. Dans l'exemple actuellement décrit, aucun battement spontané n'a été reçu pendant l'intervalle de stimulation de base 54, ce qui a conduit à l'application d'une pointe de stimulation 35 produite de façon inhérente par le circuit de rythme 5. La pointe 35 convertit le syn- chronisateur pendant deux intervalles successifs 55 et 56, limités par les pointes de stimulation à rythme élevé 36 et 37. Comme la demande du mode de fonctionnement "essai" s'est terminéequelque part après la pointe de stimulation 37, le synchronisateur a arrêté son intervention et à partir de ce point il assume ses fonctions normales de détection et de rythme. Le synchronisateur peut être incorporé dans n'importe quelle combinaison et durée de période 57. 5. La figure 4 représente un exemple de solution réelle o l'on fait appel à des circuits logiques standard du type C-MOS. Un registre de décalage 63 est utilisé en compteur pendant un nombre prédéterminé de stimulations au cours de l'essai à rythme fixe. Ce registre est à l'état initial à moins que le mode "essai" soit demandé par un cir- cuit 64. A l'état initial, la sortie Ql qui est utilisée pour commander un circuit 68 "commande d'inhibition de dé- tection et d'augmentation- de rythme" est au niveau zéro, de sorte que ni l'inhibition de la détection, ni l'augmen- tation du rythme ne se produisent. Lors de la demande du mode "essai" une porte OU 66 libère l'état initial du re- gistre 63 et la première impulsion appliquée à l'entrée CL du registre 63 sous forme de signaux de synchronisation 61 fait passer ce registre au niveau logique "UN". La sor- tie Ql provoque l'inhibition, par l'intermédiaire du cir- cuit 68, de la détection 6 du stimulateur et provoque un rythme de stimulation élevé de la part des circuits de rythme 5. La série suivante de pointes de stimulation fera avancer le registre de décalage 63 jusqu'à ce que Qn, qui est le (n-l) e comptage des pointes de stimulation, passe au niveau logique "UN". Qn étant au niveau logique "UN" fait passer l'entrée D du registre 63 au niveau logique "ZERO" et ainsi la pointe suivante reçue à CL aura pour ef- fet de faire passer Ql au niveau logique "ZERO". Cela aura pour effet d'annuler à la fois la commande d'inhibition et de rythme plus élevé 68 et de remettre à l'état initial le registre de décalage par l'intermédiaire d'un différencia- teur 67 ou de la porte OU 66. A partir de cet état, le syn- chronisateur attend le signal de synchronisation, à la ré- ception duquel de nouveaux cycles de synchronisation sont produits comme décrits précédemment. Cela se répètera tant que le mode de fonctionnement "essai" sera requis. Le stimulateur selon la présente invention a fait l'objet d'une évaluation sur un certain nombre de pa- tients qui étaient équipés de stimulateurs à demande. Au moment de l'essai, le synchronisateur déclenche le commuta- 6. teur à lames et les signaux de synchronisation, contrôlant ainsi les circuits de rythme afin d'obtenir un rythme plus élevé et en même temps inhibant les circuits de détection pendant deux intervalles de rythme par cycle de synchroni- sation. De fait, lors de la fixation de l'aimant, la pre- mière onde R, ou pointe du stimulateur, qui se produit tou- jours la première fait passer le rythme au mode "essai" pendant deux pointes consécutives, 'soit, par exemple à un rythme de 100 impulsions par mm. Ensuite, il y a retour au mode de détection pendant un intervalle et, de nouveau lors de la production de R ou d'une pointe du stimulateur, deux pointes sont émises à la même fréquence ou à une autre fréquence prédéterminée. Cela peut se répéter aussi long- temps que nécessaire. Deux pointes consécutives, à des in- tervalles fixes, conviennent généralement dans l'évalua- tion du système de stimulateur. Vingt patients sont reliés temporairement à un stimulateur synchronisé selon la présen- te invention. Une moyenne de 200 tests synchronisés est faite par patient et enregistrée à des fins d'évaluation. La pointe du phénomène T est détectée en moins de 5 % des périodes, par rapport à une moyenne de 45 % pour des essais à aimant classiques. Des essais préliminaires indiquent que le nouveau dispositif est efficace pour mettre fin à la tachyarythmie de patients. Il apparaît que le nouveau concept de synchronisa- tion des essais du stimulateur avec le rythme cardiaque et que cette synchronisation pendant l'application de pointes de stimulation pour mettre fin à la tachyarythmie peuvent s'appliquer à de nombreux types de stimulateurs et que de tels instruments et de telles applications se trouvent dans le cadre et dans l'esprit de la présente invention. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 7. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de stimulation cardiaque prévu pour fournir des pointes de stimulation, et pour éviter de fournir ces pointes lors de la détection de battements nor- maux du coeur, combiné avec des moyens d'électrode pour dé- tecter de tels battements spontanés du coeur et pour four- nir de telles pointes dé stimulation au coeur du patient, caractérisé en ce qu'il comprend un mode à rythme d'essai qui peut être commandé extérieurement, un moyen étant pré- vu pour synchroniser ledit mode d'essai aux battements spontanés du coeur. 2 - Dispositif de stimulation cardiaque selon la revendication l, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de rythme à une fréquence prédéterminée et un moyen pour fai- re l'essai à un ou plusieurs rythmes prédéterminés. 3 - Dispositif de stimulation cardiaque selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fréquence du ryth- me d'essai est supérieure à celle des battements spontanés du coeur, ou à celle de la fréquence de rythme de stimula- tion. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour mettre fin à la tachyarythmie, lequel comprend un moyen pour appli- quer une pointe de stimulation dans la période de diastole des battements du coeur et pour répéter de telles pointes, suivant nécessité,à des intervalles prédéterminés, lesdites pointes étant synchronisées aux battements spontanés du coeur. - Dispositif de stimulation cardiaque selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rythme d'essai est initialisés par l'application d'un champ magnétique extérieur, par un moyen piézoélectrique, par des ondes électromagnétiques, par un moyen acoustique ou par un signal lumineux.