Brevet FR2559391A1 — publié le 19850816

STIMULATEUR CARDIAQUE PROGRAMMABLE IMPLATABLE La présente invention se rapporte à un stimulateur cardiaque programmable implantable du type dont le fonctionnement est commandé à l'aide d'un microprocesseur. La programmation d'un stimulateur implanté est effectuée au moyen d'un programmateur externe qui peut également comporter des moyens pour lire les valeurs programmées des paramètres du stimulateur. Divers procédés de communication entre le programmateur et le stimulateur ont été utilisés ou proposés, comme par exemple la transmission au moyen d'ondes radio ou d'ultrasons. Dans le cas de transmission par ondes radio, le stimulateur doit être équipé de circuits de radio-fréquences de consommation électrique relativement élevée. La transmission au moyen d'ultrasons nécessite également des circuits d'émission ou de réception relativement compliqués et un transducteur ultrasonique. On sait également transmettre des signaux de programmation au moyen de courants galvaniques, à l'aide d'électrodes appliquées sur le corps du patient.Ces signaux sont captés par l'électrode de stimulation et de détection du stimulateur. Pour que cela soit possible, le stimulateur doit fonctionner en mode asynchrone à un rythme de stimulation relativement élevé, par exemple à un rythme de 100 pulsations par minute et les signaux de programmation doivent être envoyés durant les intervalles séparant les impulsions de stimulation. Il est toutefois évident que l'électrode de stimulation ne peut pas être utilisée pour transmettre des informations depuis le stimulateur vers un dispositif de lecture extérieure puisque tout signal appliqué à l'électrode affecterait le fonctionnement du coeur. Le but de l'invention est de fournir un stimulateur cardiaque implantable programmable dans lequel la communication entre le stimulateur et un programmateur/lecteur externe s'effectue au moyen de signaux galvaniques sans mettre en jeu l'électro de de stimulation et de détection et qui permette l'incorporation dans l'unité implantée d'au moins une fonction supplémentaire en plus des fonctions de stimulation et de détection normales.Conformément à la présente invention, ce but a été atteint grâce à la combinaison d'un circuit de télémétrie pour la communication avec un programmateur externe, au moins un circuit auxiliaire tel qu'un circuit de controle, une électrode indépendante des circuits de stimulation et de détection du stimulateur, et des moyens de commutation commandés par un microprocesseur pour relier de manière sélective ladite électrode indépendante à l'un desdits circuits de télémétrie ou auxiliaires. Dans un mode de réalisation de l'invention, un circuit auxiliaire est prévu pour contrôler les impulsions de stimulation engendrées par le stimulateur et au moins un autre circuit auxiliaire est prévu pour contrôler des signaux physiologiques. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, en se référant à la figure unique des dessins annexée, laquelle représente un diagramme-bloc illustrant les parties essentielles du stimulateur selon le mode de réalisation en question. Un microprocesseur 1 est relié à des circuits de mémoire 2 au moyen d'un bus 3 et communique avec des circuits de stimulation et de détection 4 du stimulateur au moyen du bus 3 et d'un interface 5 et d'un bus 6 entre l'interface 5 et les circuits 4. L'électrode de stimulation et de détection 7 du stimulateur est reliée aux circuits de stimulation et de détection 4. Le fonctionnement de circuit de stimulation est commandé par le microprocesseur 1 en fonction des programmes et des données stockées dans la mémoire 2 et durant les intervalles séparant les impulsions de stimulation, des signaux en provenance des circuits de détection sont reçus par le microprocesseur au moyen du bus au travers de l'inter face 5.Un commutateur REED 8, relié à l'interface 5, peut être mis en position fermée par application d'un aimant externe dans le but de commuter le stimulateur suivant un mode de fonctionnement convenable pour la programmation et la lecture des paramètres programmés. Les composants 1 à 8 décrits ci-avant sont conventionnels dans un stimulateur commandé par microprocesseur. Conformément à la présente invention, il est prévu une électrode supplémentaire 9 qui est indépendante des circuits de stimulation et de détection 4 et qui, lors de l'implantation du stimulateur, est placée dans une position convenable, par exemple au même endroit où le stimulateur est implanté. L'électrode 9 peut également être montée sur le stimulateur lui-même et isolée par rapport à toutes les parties conductrices de ce dernier. L'électrode 9 est reliée à l'entrée d'un amplificateur 10 pour amplifier les signaux reçus par l'électrode 9 et à la sortie d'un second amplificateur 11 qui amplifie des signaux transmis à l'électrode 9 lorsque celleci est utilisée comme électrode d'émission. La sortie de l'amplificateur 10 et l'entrée de l'amplificateur 11 sont reliées à un circuit de commutation 12, qui est commandé par le microprocesseur 1, au moyen d'une ligne 13. Trois circuits 14, 15 et 16 sont également reliés au circuit de commutation 12.Le circuit 14 est un circuit de télémétrie pour recevoir des signaux de programmation reçus par l'électrode 9 et transmettant les signaux reçus au microprocesseur 1 et, pour transmettre des informations depuis le microprocesseur sous la forme de signaux vers l'électrode 9 lorsque des valeurs paramètres programmées sont lues depuis la mémoire 2 et transmises vers un dispositif de lecture externe. Le circuit de télémétrie présente une entrée 17 provenant du microprocesseur 1 et une sortie 18 vers ce même micr6processeur et un raccordement d'entrée/sortie 19 vers le circuit de commutation 12. Le circuit 15 est un circuit de contrôle avec une entrée 20 provenant du circuit de commutation 12 et une sortie 21 vers le microprocesseur 1. Le circuit 15 est utilisé pour contrôler le fonctionnement correct des circuits d'impulsions de stimulation du stimulateur. Le circuit 16, qui présente une entrée 22 en provenance du circuit de commutation 12 et une sortie 23 vers le microprocesseur 1, est un circuit pour contrôler des signaux physiologiques. En fonction des signaux de commande sur la ligne 13 en provenance du microprocesseur et appliqués à l'entrée de commande du circuit de commutation 12, le circuit de commutation met en liaison soit la sortie de l'amplificateur d'entrée 10 ou l'entrée de l'amplificateur de sortie 11 avec le circuit de télémétrie 14 au moyen de la liaison 19, ou met en liaison la sortie de l'amplificateur d'entrée 10 avec l'un ou l'autre des deux circuits de contrôle 15 et 16 au moyen de l'une des entrées respectives 20 et 22. Pendant le fonctionnement normal du stimulateur, l'électrode 9 sera reliée au travers de l'amplificateur d'entrée 10 au circuit de commutation 12 puis à l'un des deux circuits de contrôle 15 et 16 en fonction du programme du microprocesseur. Lorsque l'électrode 9 est reliée au circuit de contrôle 15, les impulsions de stimulation appliquées au coeur au moyen de l'électrode 7 et détectées par l'électrode 9 seront reçues par le circuit 15 qui produit alors un signal de sortie vers le microprocesseur en tant que confirmation que l'impulsion de stimulation engendrée par le microprocesseur a atteint le coeur du patient. Lorsque le circuit 16 est en fonctionnement, la sortie de l'amplificateur 10 est reliée à l'entrée 22 du circuit 16 par le circuit de commutation 12 et les signaux physiologiques détectés par l'électrode 9 sont dirigés vers le circuit de contrôle 16 et il en résulte des signaux de sortie vers le microprocesseur 1 au moyen de la liaison 23. Lorsqu'on applique un aimant sur le corps du patient au voisinage du stimulateur implanté, le commutateur REED 8 bascule en position fermée ce qui amène le stimulateur à basculer vers le mode de fonctionnement appelé mode magnétique, comme il est bien connu. Dans un stimulateur conforme à l'invention, le microprocesseur 1 est programmé de telle manière que la fermeture du commutateur REED amènera également le circuit de commutation 12 à être basculé par le microprocesseur dans la situation où la sortie de l'amplificateur 10 est en liaison avec la jonction d'entrée/sortie 19 du circuit de télémétrie 14. Le microprocesseur sera ainsi prêt à recevoir depuis le circuit 14 des informations de programmation contenues dans les signaux captés par l'électrode 9.En transmettant un code particulier depuis le programmateur externe, le microprocesseur 1 bascule le circuit de commutation vers la condition dans laquelle l'entrée de l'amplificateur 11 est reliée à la ligne d'entree/sortie 19 du circuit de télémétrie 14. Le microprocesseur sera -alors capable de transférer des informations sur les valeurs de paramètres programmées depuis la mémoire 2 vers le circuit de télémétrie 14 au moyen de la liaison 17 et les signaux de sortie provenant du circuit de télémétrie seront appliqués à l'électrode 9 au moyen de la liaison 19 du circuit de commutation 12 et l'amplificateur 11.Lorsque la transmission de cette information est terminée, le microprocesseur 1 ramène le circuit de commutation 12 dans la situation dans laquelle la sortie de l'amplificateur 10 est reliée à la ligne d'entrée/sortie 19 du circuit de télémétrie 14. Lorsquton enlève l'aimant extérieur, le commutateur REED s'ouvre et le stimulateur est ramené vers son mode de fonctionnement programmé et le circuit de commutation 12 est ramené dans la condition dans laquelle la sortie de l'amplificateur 10 est reliée à l'un des circuits de contrôle 15 et 16 en fonction du programme. Les amplificateurs 10 et 11 peuvent être remplacés par des amplificateurs appropriés intégrés dans les circuits 14, 15 ou 16 et dans ce cas l'électrode 9 sera reliée directement au circuit de commutation 12. D'autres variantes du mode de réalisation décrit et représenté seront possibles dans le cadre de la présente invention. A titre d'exemple, les circuits 15 et 15 peuvent c-onsister en des circuits spécialisés pour assurer d'autres fonctions que celles décrites ciavant et on pourra prévoir un nombre de circuits supérieur à deux, ou encore un seul circuit. Egalement, les moyens de commutation n'ont pas besoin d'être réalisés sous la forme du circuit de commutation 12 comme décrit ci-avant. En variante, on pourra prévoir des moyens de commutation séparés inclus dans les circuits individuels 14, 15 ou 16, chacun étant commandé par une ligne de commande séparée depuis le microprocesseur 1 pour la mise en route ou l'arrêt du fonctionnement des circuits individuels. REVENDICATIONS 1. Stimulateur cardiaque programmable implantable, dont le fonctionnement est commandé par un microprocesseur (1), caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison - un circuit de télémétrie (14) destiné à la communication avec un programmateur externe ; - au moins un circuit auxiliaire (15, 16), tel qu'un circuit de contrôle ; - une électrode (9) indépendante des circuits de stimulation et de détection (4) du stimulateur ; et - des moyens de commutation (12) commandés par ledit micro processeur (1) pour relier de maniere sélective ladite électrode indépendante (9) à l'un desdits circuits de télé métrie ou auxiliaires (14, 15, 16). 2. Stimulateur selon la revendication 1 et comprenant en outre un commutateur REED (8) susceptible d7 d'être fermé b l'aide d'un aimant externe, caractérisé en ce que la fermeture dudit commutateur REED (8) amène ledit microprocesseur (1) à commander lesdits moyens de commutation (12) pour relier ladite électrode indépendante (9) au circuit de télémétrie (14). 3. Stimulateur selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits circuits auxiliaires (15, 16) comprennent un circuit (15) pour contrôler les impulsions de stimulation engendrées par le stimulateur, et au moins un circuit (16) pour contrôler des signaux physiolo giques.