Brevet FR2669830A1 — publié le 19920605

L'invention concerne un stimulateur cardiaque de type DDD, à commutation de mode de fonctionnement. Les dysfonctions sinusales isolées, ou entrant dans la cadre de la maladie de l'oreillette, posent un problème quant au choix du mode de stimulation la stimulation auriculaire simple chambre, correspondant au mode de fonctionnement AAI du stimulateur, paraît la plus appropriée Cependant, lorsque la déficience du sinus s'étend au faisceau de His, on constate l'apparition de blocs auriculo-ventriculaires paroxystiques et corrélativement le défaut de dépolarisation du ventricule. Il faut donc procéder à une stimulation du ventricule Par mesure de sécurité, il est usuel dans de telles circonstances, d'implanter un stimulateur double chambre, fonctionnant en mode DDD Dans ce cas, le stimulateur stimule le ventricule systématiquement alors qu'en dehors des périodes de crise, la stimulation du ventricule est inutile. Un but de la présente invention est de proposer un stimulateur cardiaque capable d'assurer une stimulation du ventricule en période de crise seulement. Un autre but de l'invention est de proposer un stimulateur cardiaque de type DDD, fonctionnant en mode DDD pendant les périodes de crise seulement, et en mode AAI en dehors de ces périodes de crise. Un autre but encore de l'invention est de proposer un stimulateur à commutation de mode de fonctionnement, qui fonctionne avec des paramètres automatiquement optimisés sans qu'il soit nécessaire de les programmer. L'invention a pour objet un stimulateur cardiaque de type DDD, à commutation de mode de fonctionnement, caractérisé en ce que il contrôle le coeur en mode AAI pendant les périodes de conduction auriculo-ventriculaire, après chaque événement auriculaire hors des périodes réfractaires, il déclenche un délai de surveillance ventriculaire, en cas de défaut de conduction auriculo- ventriculaire pendant ledit délai, il bascule automatiquement en mode DDD et stimule le ventricule, après rétablissement de la conduction auriculo- ventriculaire, il rebascule automatiquement en mode AAI. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: Le délai de surveillance ventriculaire est égal à la moyenne des intervalles entre un événement auriculaire et la détection ventriculaire suivante au cours des cycles précédents augmentée d'une durée prédéterminée, de façon à favoriser la conduction auriculo-ventriculaire spontanée; Le délai de surveillance ventriculaire est égal à la moyenne des intervalles entre un événement auriculaire et la détection ventriculaire suivante au cours des huit cycles précédents et la durée prédéterminée est comprise entre 16 et 78 ms et de préférence égale à 47 ms; Le délai de surveillance ventriculaire est limité à 350 ms; Lors du basculement en mode DDD, le délai auriculo-ventriculaire est calculé par interpolation linéaire entre une valeur maximale et une valeur minimale, en fonction du rythme sinusal; Les valeurs maximale et minimale du délai auriculo-ventriculaire sont mémorisées pendant les périodes de conduction auriculo-ventriculaire spontanée; La valeur maximale du délai auriculo- ventriculaire est mémorisée quand le rythme sinusal est compris entre la fréquence de base et la fréquence de base augmentée de 12,5 %; La valeur minimale du délai auriculo- ventriculaire est mémorisée quand le rythme sinusal est compris entre la fréquence maximale et la fréquence maximale diminuée de 12,5 %; Chaque fois que l'on passe d'une détection auriculaire à une stimulation auriculaire, on calcule une extension du délai auriculo- ventriculaire, égale à la différence entre d'une part l'intervalle entre la stimulation auriculaire et la détection ventriculaire suivante, et d'autre part l'intervalle entre la détection auriculaire et la détection ventriculaire suivante, ce dernier intervalle ayant été mesuré au cours de l'antépénultième cycle. Chaque fois que l'on passe d'une stimulation auriculaire à une détection auriculaire, on calcule une extension du délai auriculo-ventriculaire, égale à la différence entre d'une part l'intervalle entre la stimulation auriculaire et la détection ventriculaire suivante, et d'autre part la détection auriculaire et la détection ventriculaire suivante, le premier intervalle ayant été mesuré au cours de l'antépénultième cycle. Le rétablissement de la conduction auriculo- ventriculaire est considéré comme acquis lorsque l'une des conditions suivantes est réalisée: passage d'une activité auriculaire stimulée à une détection auriculaire, récupération d'une activité ventriculaire spontanée, après cent cycles avec stimulation ventriculaire; Le rebasculement en mode AAI est automatiquement assuré si, pendant seize cycles consécutifs, le stimulateur détecte des ondes R synchrones des événements auriculaires. Lors du passage de détection auriculaire à stimulation auriculaire, l'intervalle d'échappement auriculaire est raccourci, pendant au plus huit cycles, d'une valeur programmée, pour accélérer la fréquence de stimulation auriculaire de façon à compenser la chute du débit sanguin. D'autres caractéristiques ressortent de la description qui suit faite avec référence aux dessins annexés sur lesquels on peut voir: Fig 1 un schéma représentatif des signaux cardiaques en cas de détection auriculaire, montrant le passage au mode de fonctionnement DDD à la première stimulation du ventricule. Fig 2 un schéma représentatif des signaux cardiaques en cas de stimulation de l'oreillette montrant le passage au mode de fonctionnement DDD à la première stimulation du ventricule. Fig 3 un schéma explicatif de l'extension du DAV. Fig 4 un schéma représentatif de différentes périodes calculées par le stimulateur en mode de fonctionnement AAI. Fig 5 un schéma représentatif de différentes périodes calculées par le stimulateur lors du passage du mode de fonctionnement AAI au mode de fonctionnement DDD. Selon la présente invention, un stimulateur de type DDD est implanté chez les patients ayant une indication de stimulation auriculaire et chez lesquels on peut craindre, en outre, un trouble de conduction auriculo- ventriculaire. Ce stimulateur fonctionne en mode DDD automatique, c'est-à-dire qu'en dehors des périodes de crise, il fonctionne en mode AAI, et il passe automatiquement en mode DDD lors de l'apparition d'un trouble de conduction auriculo- ventriculaire, et il repasse automatiquement en mode AAI lorsque l'une de certaines conditions est remplie. En pratique, lorsque le mode DDD automatique est utilisé, le stimulateur propose un fonctionnement en mode AAI qui permet à la conduction spontanée de s'exprimer. Mais dès qu'un ralentissement de la conduction apparait, le stimulateur bascule en mode DDD et fonctionne avec des paramètres automatiquement optimisés sans qu'il soit nécessaire de les programmer. Le stimulateur fonctionne en mode AAI tant que la conduction auriculoventriculaire est normale, c'est-à-dire tant que chaque événement auriculaire (hors des périodes réfractaires) est suivi d'une détection ventriculaire synchrone Par événement auriculaire, il faut comprendre soit une détection auriculaire soit une stimulation auriculaire. Pour détailler le comportement du stimulateur dans cette situation, il faut distinguer deux cas, selon que l'activité auriculaire est spontanée ou stimulée. On appelle événement auriculaire E, soit une détection auriculaire P, soit une stimulation auriculaire A, ouvrant respectivement un intervalle PR ou AR, noté de façon générale ER. Détection auriculaire. Tant que la conduction auriculo-ventriculaire est normale, et sur toute détection auriculaire, le stimulateur déclenche différentes périodes (Fig 4): une période réfractaire absolue auriculaire (PRABS), qui inhibe la détection auriculaire jusqu'à l'événement ventriculaire suivant; une période réfractaire auriculaire post- auriculaire (PRAPA), comprise entre 62,5 et 87,5 % et de préférence égale à 75 % de l'intervalle PP du cycle précédent; toute onde P survenant pendant cette période est considérée comme une extrasystole auriculaire qui peut ne pas être conduite dans le ventricule sans que l'on puisse pour autant parler d'un trouble de conduction, cette onde P fait démarrer un nouvel intervalle d'échappement auriculaire, mais n'a pas d'autre influence sur le fonctionnement du stimulateur; un délai de surveillance ventriculaire (DSV), équivalent au délai auriculo-ventriculaire (DAV) du mode DDD classique, mais égal à la moyenne des 8 intervalles ER spontanés précédents augmentée d'une valeur comprise entre 16 et 78 ms et de préférence de 47 ms: cette période permet de surveiller la conduction auriculo-ventriculaire; un intervalle d'échappement auriculaire (IEA), dont la valeur est calculée en fonction d'une moyenne des intervalles PP sur 8 cycles par l'algorithme de lissage. Stimulation auriculaire. Tant que la conduction auriculo-ventriculaire est normale, et sur toute stimulation auriculaire, le stimulateur déclenche les mêmes périodes que celles décrites dans le paragraphe précédent, mais de durées différentes: la période réfractaire auriculaire post- auriculaire (PRAPA) est égale à 75 % de la moyenne des 8 intervalles PP précédents, le délai de surveillance ventriculaire (DSV) est égal à l'intervalle ER moyen entre un événement auriculaire et la détection ventriculaire suivante sur les 8 cycles précédents, augmenté d'une durée comprise entre 16 et 78 ms et de préférence égale à 47 ms et de l'extension du DAV (Fig 2); l'intervalle d'échappement auriculaire est égal à la valeur calculée par l'algorithme de lissage. Tant que les conductions auriculaire et auriculo- ventriculaire sont normales, le stimulateur calcule automatiquement la valeur de certains paramètres Ainsi, quand ces paramètres sont utilisés, le fonctionnement de l'appareil est optimisé par l'utilisation de valeurs adaptées à la physiologie du patient. Ces paramètres sont le délai auriculo- ventriculaire de base (DAV de base), le délai auriculo- ventriculaire minimal (DAV minimal), l'extension du DAV et l'intervalle d'échappement auriculaire (IEA) L'algorithme d'ajustement automatique du DAV en fonction de la fréquence sinusale détectée utilise deux paramètres pour fonctionner: les DAV de base et minimal. Quand le mode DDD automatique est programmé, et que le rythme est sinusal, ces deux paramètres sont automatiquement calculés par le stimulateur, bien qu'ils n'interviennent à aucun moment tant que le stimulateur fonctionne en mode AAI Les valeurs calculées seront prises en compte quand le stimulateur aura basculé en mode DDD, à la suite de l'apparition d'un trouble de conduction auriculo-ventriculaire. DAV de base. Au moment o le mode DDD automatique est programmé, la valeur par défaut de ce paramètre est fixée à 256 ms Quand le rythme sinusal détecté est compris entre la fréquence de base et la fréquence de base plus 12,5 %, le stimulateur calcule l'intervalle ER moyen sur 8 cycles Le DAV de base est recalculé pour tendre vers cette valeur, par pas de 16 ms (deux valeurs calculées consécutivement ne peuvent différer de plus de 16 ms) Par ailleurs, le DAV de base reste toujours compris entre 256 et 156 ms. DAV minimal. Le calcul de ce paramètre est autorisé pour une fréquence auriculaire détectée comprise entre la fréquence maximale et la fréquence maximale moins 12,5 %, et suit le processus décrit pour le DAV de base. Lors de la mise en route du mode DDD automatique, la valeur initiale de ce paramètre est fixée par défaut à 141 ms Elle ne peut pas être inférieure à 78 ms. Le DAV qui sera utilisé en mode DDD est calculé par interpolation linéaire entre la valeur maximale et la valeur minimale, en fonction du rythme sinusal. Extension du DAV. L'extension du DAV est une valeur qui s'ajoute au DAV après chaque stimulation auriculaire, et permet de compenser le retard à la détection dans l'oreillette par rapport à la stimulation (Fig 3). Lors de la programmation du mode DDD automatique, la valeur initiale de l'extension du DAV est fixée par défaut à 125 ms Elle est recalculée chaque fois que l'on passe d'une détection auriculaire à une stimulation auriculaire: elle est égale à la différence entre d'une part l'intervalle entre la stimulation auriculaire et la détection ventriculaire suivante, et d'autre part l'intervale PR mesuré au cours de l'antépénultième cycle. Si l'on passe d'une stimulation auriculaire à une détection auriculaire, on peut faire le même calcul en inversant les intervalles Le saut d'un intervalle au moment du passage de la détection à la stimulation auriculaire, ou inversement, permet d'éviter une erreur de calcul due à un éventuel chevauchement entre stimulation et dépolarisation spontanée de l'oreillette. La valeur de l'extension du DAV reste toujours comprise entre 31 et 125 ms. Intervalle d'échappement auriculaire (IEA). La programmation du mode DDD automatique entraîne obligatoirement la programmation systématique de l'algorithme de lissage, même si celui-ci n'était pas utilisé auparavant L'intervalle d'échappement auriculaire est donc calculé par cet algorithme: il est modifié tous les 8 cycles, de façon à être en permanence un peu plus long que la moyenne des intervalles PP des 8 cycles précédents. En cas de ralentissement rapide de l'activité sinusale, la première stimulation auriculaire est délivrée à la fin de l'intervalle d'échappement auriculaire (Fig 2). Puis cet intervalle d'échappement est allongé de la valeur programmée pour la pente de décélération, une fois tous les 8 cycles, de façon à ramener lentement la fréquence de stimulation auriculaire à la fréquence de base, si la détection d'une activité sinusale spontanée n'est pas retrouvée entretemps. Par ailleurs, dans les cycles qui suivent la première stimulation auriculaire, l'intervalle d'échappement auriculaire peut être raccourci d'une valeur programmable, appelée pente d'accélération: ceci a pour effet d'accélérer la fréquence de stimulation auriculaire juste après l'arrêt sinusal (pendant 8 cycles au maximum), de façon à tenter de compenser la baisse d'inotropisme induite par l'hyper- réflectivité vagale (syndrome du sinus carotidien et syndrome vaso-vagal) Cette pente d'accélération est un paramètre programmable, qui peut aussi prendre une valeur nulle: dans ce cas, il n'y a pas d'accélération de la fréquence de stimulation, et, après huit cycles, l'intervalle d'échappement auriculaire est allongé de la valeur de la pente de décélération, comme décrit dans le paragraphe précédent. Si l'algorithme de lissage était déjà utilisé au moment o le mode DDD automatique est programmé, il continue de fonctionner comme auparavant Par contre, si ce n'était pas le cas, la programmation du mode DDD automatique force la programmation du lissage, avec une pente de décélération fixée à 31 ms par défaut La pente d'accélération est un paramètre indépendant qui doit être volontairement programmé pour entrer en fonctionnement (sa valeur par défaut est nulle). En se reportant à la Fig 1, on voit à gauche les signaux physiologiques d'un coeur contrôlé par le stimulateur fonctionnant en mode AAI: la dépolarisation ventriculaire intervient avant la fin du délai de surveillance du ventricule (DSV) Au milieu de la Fig 1, on voit que le ventricule est stimulé à la fin du DSV Cette stimulation correspond au basculement du stimulateur en mode DDD, qui se poursuit à la partie droite de la Fig 1. Sur la Fig 2, la partie gauche correspond au fonctionnement physiologique du coeur contrôlé par un stimulateur fonctionnant en mode AAI Au milieu de la Fig. 2, on voit que l'oreillette est stimulée à la fin de l'intervalle d'échappement auriculaire, par le stimulateur qui fonctionne toujours en mode AAI Du fait de la stimulation de l'oreillette le délai de surveillance ventriculaire est prolongé de la valeur de l'extension du DAV, ce qui correspond toujours au mode AAI. Lorsque à la fin du DSV prolongé, le stimulateur constate l'absence d'une détection ventriculaire, il stimule le ventricule et bascule automatiquement en mode DDD, ce qui est explicité par la partie droite de la Fig. 2. Ainsi, en l'absence de détection ventriculaire avant la fin du délai de surveillance ventriculaire (DSV), le stimulateur bascule en mode de fonctionnement DDD, en utilisant les valeurs précédemment calculées pour le DAV de base et le DAV minimal, l'extension du DAV et l'IEA De cette façon, le basculement en mode DDD s'effectue avec des paramètres optimisés correspondant à l'état du patient au moment du basculement. Le processus de rebasculement du stimulateur en mode AAI intervient dès que l'une des trois conditions suivantes est satisfaite: récupération d'une activité ventriculaire spontanée (détection ventriculaire avant la fin du DAV), passage d'une activité auriculaire stimulée à une détection auriculaire (ce qui peut indiquer la fin d'un syndrome vagal), après 100 cycles avec stimulation ventriculaire (car le mode DDD automatique est indiqué uniquement pour des troubles paroxystiques de conduction). Dès que l'une de ces conditions est satisfaite, la valeur calculée pour le DAV est systématiquement augmentée d'une durée comprise entre 16 et 78 ms, et de préférence égale à 47 ms pour favoriser la récupération de la détection ventriculaire. Si pendant le DAV prolongé, le stimulateur n'enregistre pas de détection ventriculaire, il stimule le ventricule à la fin de ce délai. Lorsque, pendant 16 cycles consécutifs, le stimulateur détecte des ondes R synchrones des événements auriculaires, il rebascule automatiquement en mode de fonctionnement AAI. REVENDICATIONS 1 Procédé de commande d'un stimulateur cardiaque de type DDD, à commutation de mode de fonctionnement, caractérisé en ce que: on contrôle le coeur en mode AAI pendant les périodes de conduction auriculo-ventriculaire, après chaque événement auriculaire hors des périodes réfractaires, on déclenche un délai de surveillance ventriculaire, en cas de défaut de conduction auriculo- ventriculaire pendant ledit délai, on bascule automatiquement en mode DDD et on déclenche une stimulation ventriculaire, 1 S après rétablissement de la conduction auriculo- ventriculaire, on rebascule automatiquement en mode AAI. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que: le délai de surveillance ventriculaire est égal à la moyenne des intervalles entre un événement auriculaire et la détection ventriculaire suivante au cours des cycles précédents augmentée d'une durée prédéterminée, de façon à favoriser la conduction auriculo-ventriculaire spontanée. 3 Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le délai de surveillance ventriculaire est égal à la moyenne des intervalles entre un événement auriculaire et la détection ventriculaire suivante au cours des huit cycles précédents, et la durée prédéterminée est comprise entre 16 et 78 ms et de préférence égale à 47 ms. 4 Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que le délai de surveillance ventriculaire est limité à 350 ms. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que lors du basculement en mode DDD, le délai auriculo- ventriculaire est calculé par interpolation linéaire entre une valeur maximale et une valeur minimale, en fonction du rythme sinusal. 6 Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que les valeurs maximale et minimale du délai auriculo- ventriculaire sont mémorisées pendant les périodes de conduction auriculo-ventriculaire spontanée. 7 Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la valeur maximale du délai auriculo-ventriculaire est mémorisée quand le rythme sinusal est compris entre la fréquence de base et la fréquence de base augmentée de 12,5 %. 8 Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la valeur minimale du délai auriculo-ventriculaire est mémorisée quand le rythme sinusal est compris entre la fréquence maximale et la fréquence maximale diminuée de 12,5 %. 9 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque fois que l'on passe d'une détection auriculaire à une stimulation auriculaire, on calcule une extension du délai auriculo-ventriculaire, égale à la différence entre d'une part l'intervalle entre la stimulation auriculaire et la détection ventriculaire suivante, et d'autre part l'intervalle entre la détection auriculaire et la détection ventriculaire suivante, ce dernier intervalle ayant été mesuré au cours de l'antépénultième cycle. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, chaque fois que l'on passe d'une stimulation auriculaire à une détection auriculaire, on calcule une extension du délai auriculo-ventriculaire, égale à la différence entre d'une part l'intervalle entre la stimulation auriculaire et la détection ventriculaire suivante, et d'autre part la détection auriculaire et la détection ventriculaire suivante, le premier intervalle ayant été mesuré au cours de l'antépénultième cycle. 11 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rétablissement de la conduction auriculo- ventriculaire est considéré comme acquis lorsque l'une des conditions suivantes est réalisée: passage d'une activité auriculaire stimulée à une détection auriculaire, récupération d'une activité ventriculaire spontanée, après cent cycles avec stimulation ventriculaire. 12 Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que le rebasculement en mode AAI est automatiquement assuré si, pendant seize cycles consécutifs, le stimulateur détecte des ondes R synchrones des ondes P. 13 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que lors du passage de détection auriculaire à stimulation auriculaire, l'intervalle d'échappement auriculaire est raccourci, pendant huit cycles au plus, d'une valeur programmée, pour accélérer la fréquence de stimulation auriculaire de façon à compenser la chute du débit sanguin.