Brevet FR2550086A1 — publié le 19850208

I - PRINCIPE Le coeur se comporte comme une pompe aspirante et refoulante commandant la circulation toujours dans le même sens, des veines et des oreillettes vers les ventricules, et des ventricules vers les artères. La détermination du sens de la circulation se fait par les valves séparant oreillettes et ventricules, et celles séparant ventricules et aorte ou artère pulmonaire. Si le système valvulaire est en état de fonctionner, il est possible d'assurer une circulation, m8me au cas où le coeur serait inerte, par le massage cardiaque externe. En effet, un coeur au repos a ses activités dilatées au maximum. Une compression par voie externe a les mêmes effets qu'une contraction, et envoie le contenu des ventricules dans le système artériel. Lorsque la compression cesse, le coeur, re lacé, se dilate, remplissant alors ses cavités, ses ventricules en particulier du fait du jeu des valves. Une nouvelle compression équivaut alors à une nouvelle systole. Le système que nous proposons a pour objet d'entraîner des compressions rythmi ques suivi de périodes de repos sur le coeur en place du sujet, par un mécanisme fiable, bon marché, sur, remplaçant les compressions manuelles du massage cardia que externe. II - DESCRIPTION L'appareil compresseur se compose d'une pompe, simple cavité de volume variable, les variations de volume étant provoquées par le déplacement d'un piston ou d'une membrane, commandé par un moteur. La cavité est reliée, par l'intermédiaire d'une canalisation, à l'espace compris entre le coeur et le péricarde, et remplie de liquide physiologique. A Chaque diminution du volume de la cavité, qui envoie le liquide entre le coeur et le péricarde, correspond une compression du coeur. Lorsque piston ou membranne reprennent leur position de repos, ils entrainent le relâchement du coeur et son remplissage, par le jeu des valves comme dans le cas d'un massage cardiaque externe. III - REALISATION PRATIQUE 10) La pompe comprend un corps, d'une contenance légèrement supérieure au volume des deux ventricules du coeur. Elle peut être réalisée en métal ou matière plastique. Le corps est fermé par un piston ou une membrane mobiles dont le déplacement provoque une diminution du volume intérieur égal à la contenance des deux ventricules, soit en moyenne 160 ml. 20) Le moteur peut être un moteur rotatif ou alternatif, entrainant les mouvements du piston ou de la membrane, ou bien un électro-aimant s'opposant à l'action d'un ressort et recevant des impulsions rythmées. Ces impulsions peuvent être déclanchées par l'onde de repolarisation du coeur lui-meme, amplifiées électroniquement, et la pompe a alors son rythme syncronisé avec le propre rythme du coeur en place. La puissance maxima nécessaire doit être celle donnant la pression maxima fournie par le ventricule droit (soit 25 mm de mercure) de façon à éviter une hypertension pulmonaire, suffiante cependant pour assurer l'oxygénation du sujet allongé en cas d'arr8t complet de l'activité cardiaque autonome. 30) L'intérieur de la pompe est mis en communication avec la cavité intra péricardique, par l'intermédiaire d'un orifice de surface de section égale à la somme de celle de l'aorte et de l'artère pulmonaire, de façon à assurer le même temps d'éjection que les ventricules. 40) I1 est nécessaire de renforcer le péricarde, pour éviter sa dilatation, avec un tissu non élastique, soit appnévrotique, soit synthétique bio toléré. IV - FONGTIONNENENT Lorsque l'insuffisance cardiaque est décompensée, la dilatation des cavités n'entraine plus le renforcement suffisant de la contraction pour vider les ventricules qui, de ce fait continuent à se dilater. La circulation n'étant-plus assurée, l'anoxie s'installe, et le myocarde anoxique se détériore jusqu'à atteindre le stade irréversible. Si l'on installe le système proposé avant ce stade ultime, le coeur auxiliaire apporte aux contractions myocardiques une aide sous la forme d'une compression par liquide pbysiologique qui peut atteindre jusqu'à 25 mm de mercure, soit 100 % du travail du ventricule droit, et 29 % du travail du ventricule gauche en travail normal, ambulatoire. Cela équivaut à une mise au repos du coeur tout en normalisant son oxygénation, et cela peut permettre la guérison d'un épisode passager. Dans le cas le plus sévère, le système proposé peut permettre une survie ambulatoire peu astreignante, et permettre d'attendre le temps qu'il faut une greffe. V - AVANTAGES 10) Ce coeur artificiel se compote d'une seule cavité à volume variable, sans valve. I1 est aisé à réaliser. De petit volume (celui de cavités cardiaques normales), il peut être fixé à l'extérieur du corps. L'appareillage électrique est simple, et l'énergie peut être fournie par des piles ou accus rechargeables. I1 est donc peu onéreux. 20) I1 ne nécessite qu'une intervention bien moins traumatisante qu'une transplantation ; les risques de rejet de la canalisation de communication et du renfort du péricarde sont bien moindres, ne nécessitent pas le lourd traitement immuno suppresseur. 30) I1 peut être réalisé en grande série à peu de frais et permettre à de nombreux maladres d'attendre longtemps une transplantation, dans un confort relativement satisfaisant. 40) En cas de panne du système électrique, il peut être actionné manuellement par le malade ou son entourage, en attendant la réparation. 50) I1 laisse le coeur en place, le mettant au repos, et peut peut-être permettre sa récupération. R E V E N b I C A T I O N S N" 1 - Coeur artificiel auxiliaire caractérisé par une pompe monocorps sans valve ni soupape, dont le volume intérieur rempli de sérum physiologique ou de tout autre liquide physiologique communique avec la cavité entre coeur et péricarde. - Les variations du volume intérieur de la pompe entrainent des compressions et décompressions du muscle cardiaque de la même façon qu'un massage cardiaque externe. - Ces variations de volume sont commandées de façon rythmique par un électroaimant qui, sous l'effet d'impulsions dlectriques, abaisse la membrane ou le piston de la pompe, diminuant le volume intérieur de la pompe et comprimant le coeur. Un ressort situé sous la membrane ou le piston de la pompe, comprimé par l'électroaimant, rend à la pompe, en se détendant, son volume initial, décomprimant le coeur. - L'impulsion électrique est envoyée à l'électro-aimant par la fermeture d'un circuit électrique déclanchée par l'onde de dépolarisation du coeur lui-même. La pompe, actionnée en même temps que la contraction des ventricules, apporte à ces ventricules l'assistance de la pression qu'elle apporte, renforçant donc cette contraction dans une proportion qui peut être de 100 % pour le ventricule droit, et 29 % pour le ventricule gauche. Le coeur garde néanmoins toute son autonomie et ses possibilités d'adaptation à l'effet demandé. N0 2 - Coeur artificiel auxiliaire, selon la revendication NO 1, caractérisé en ce que le moteur de la pompe est un moteur électrique rotatif entrainant selon un rythme désiré augmentation et diminution du volume de la pompe, utilisable dans le cas où le coeur n'a plus aucune possibilité autonome de contraction.