Brevet FR2685210A1 — publié le 19930625

PROCEDE DE CONTROLE AUTOMATIQUE DE LA SENSIBILITE, POUR APPAREIL IMPLANTE DE STIMULATION, CARDIOVERSION ET/OU DEFIBRILLATION CARDIAQUE, ET APPAREIL CORRESPONDANT L'invention concerne un procédé de contrôle automatique de la sensibilité pour appareil implanté de stimulation, cardioversion et/ou défibrillation cardiaque, et l'appareil correspondant. Dans les appareils de contrôle cardiaque, tels que les stimulateurs et les défibrillateurs, les signaux électriques reçus ont des amplitudes réparties dans une gamme s'étendant par exemple de quelques dixièmes de millivolt, (amplitude de l'onde P voisine de 0,4 m V), à quelques millivolts, (amplitude de l'onde R comprise entre 5 et l Om V) Pour assurer un fonctionnement satisfaisant quelle que soit l'amplitude du signal reçu, certains de ces appareils sont munis d'un contrôle automatique de gain. Le document FR 2 606 644 décrit un dispositif implantable avec fonction de stimulation et de cardioversion, utilisant un contrôle automatique de gain dans le circuit d'amplitude des signaux cardiaques faibles, tels que ceux de la fibrillation ventriculaire. Le document EP O 340 045 décrit un appareil de cardioversion utilisant trois sensibilités: la première, 2, 5 moyenne, pour la détection du rythme sinusal et de la tachycardie ventriculaire, la deuxième, plus grande, pour différentier la fibrillation ventriculaire de l'asystolie, et la troisième, plus faible, pour différentier l'onde R et l'onde T lésionnelle à grande amplitude. Mais l'une de ces trois sensibilités est choisie en fonction de l'état de l'appareil (période de suspicion de tachycardie, ou période post- choc)r et elle est maintenue au moins jusqu'au prochain cycle. Dans un tel cas de sensibilité commutable entre trois valeurs il existe deux types d'inconvénients Le premier est la sur-détection (ou oversensing) lorsque la sensibilité est très grande: des ondes T peuvent alors être détectées et prises pour des ondes R sur lesquelles le stimulateur se recycle, et peuvent induire en erreur le système d'analyse du rythme (rythme jugé plus rapide qu'il ne l'est en réalité) Le second est la sous-détection (ou undersensing) lorsque la sensibilité est très faible: des ondes R peuvent ne pas être détectées, et le fonctionnement de l'appareil n'est plus adapté au coeur du patient. Un but de l'invention est de proposer un procédé de contrôle automatique de la sensibilité permettant d'éviter la sur-détection et la sousdétection, en assurant une variation de la sensibilité en cours de cycle cardiaque. L'invention a pour objet un procédé de contrôle automatique de la sensibilité, pour appareil de stimulation, cardioversion et/ou défibrillation cardiaque, caractérisé par les étapes suivantes: initialement, le seuil de sensibilité est programmé à une valeur faible (Smax) de façon à avoir une sensibilité maximale; à la détection d'un complexe ventriculaire, l'amplitude (Amp) du complexe ventriculaire est mesurée et le seuil de sensibilité (S) est calculé en fonction de cette amplitude (Amp), ensuite le seuil de sensibilité décroît par paliers, de façon à tendre vers ladite valeur faible (Smax). Selon d'autres caractéristiques de l'invention 2 "J la décroissance par paliers du seuil de sensibilité se fait par décréments (Dec S); une période maximale (Tmax) est prévue, comptée à partir de la détection, et à la fin de laquelle le seuil de sensibilité est ramené à ladite valeur faible (Smax) correspondant à la sensibilité maximale. l'amplitude (Amp) du complexe ventriculaire est mesurée dans une fenêtre de temps de 16 à 110 ms, de préférence 64 ms, à compter de la détection. L'invention a encore pour objet l'application du procédé précité au contrôle automatique de la sensibilité d'un appareil de stimulation cardiaque, et d'un appareil de cardioversion et/ou de défibrillation cardiaque. Enfin, l'invention a pour objet un appareil de stimulation, cardioversion et/ou défibrillation cardiaque caractérisé en ce qu'il comporte un seuil de sensibilité réglable automatiquement par le procédé précité. D'autres caractéristiques ressortent de la description qui suit faite avec référence au dessin annexé sur lequel on peut voir: Figure 1: un schéma simplifié d'un exemple de signal cardiaque ventriculaire typique filtré et redressé, avec une représentation des seuils de sensibilité dans le cadre du procédé selon l'invention; Figure 2: un schéma simplifié d'un exemple de signal cardiaque correspondant à la survenue d'une fibrillation ventriculaire, avec représentation des seuils de sensibilité dans le cadre du procédé selon l'invention. Sur les figures 1 et 2, le temps t est porté en abscisses et l'amplitude A des signaux cardiaques redressés en ordonnées. Sur la figure 1, les ondes R et T d'un signal cardiaque classique sont représentées Sont également représentés: le seuil de sensibilité maximale Smax, le pas de décroissance Dec S du seuil de sensibilité, à droite de la Figure, l'axe vertical des seuils de sensibilité, et la ligne brisée correspondant aux variations du seuil de sensibilité au cours du cycle cardiaque. L'amplitude des signaux ventriculaires en 2 S fibrillation (Fig 2) est faible par rapport à l'amplitude des signaux en rythme sinusal: pour pouvoir détecter la fibrillation ventriculaire, il faut donc une grande sensibilité, c'est-à-dire un seuil de sensibilité Smax faible. Mais si la sensibilité est grande, et le seuil Smax faible, alors l'onde T (Fig 1) est détectée et risque d'être prise pour une onde R (cas de sur-détection). Pour éviter la détection de l'onde T, il est possible de prévoir une période réfractaire absolue ventriculaire suffisamment longue (supérieure à 300 ms). Mais, dans un appareil de surveillance cardiaque dont la fonction est de détecter des rythmes à couplage court, (intervalle RR inférieur à 300 ms), cette solution n'est guère envisageable. Selon l'invention, la sensibilité de l'appareil au cours d'un cycle cardiaque est asservie à l'amplitude du signal ventriculaire sur lequel le cycle a débuté. Un complexe QRS est détecté si son amplitude est supérieure au seuil de sensibilité au moment de la détection. En cas de détection d'un événement, deux périodes commencent: d'une part une période réfractaire absolue ventriculaire PRA de 110 ms par exemple, d'autre part une fenêtre de 16 à 110 ms par exemple, de préférence 64 ms. Pendant la durée de la fenêtre, l'amplitude Amp du signal cardiaque redressé est mesurée. Après la fenêtre, et pendant la PRA, est calculée la valeur Si du seuil de sensibilité à appliquer à la fin de la PRA Cette valeur Si du seuil est une fonction de l'amplitude Amp du signal, par exemple: Si = Amp x 75 %. La valeur Si du seuil est rendue effective à la fin de la PRA, pendant une période Tper. A la fin de la période Tper, la valeur 51 du seuil de sensibilité est diminuée d'un décrément Dec S, c'est-à-dire que la sensibilité de l'appareil augmente, et la nouvelle valeur 52 du seuil de sensibilité est appliquée pendant une nouvelle période Tper. Le processus se poursuit jusqu'à ce que 213 soit la valeur du seuil de sensibilité atteigne la valeur Smax correspondant à la sensibilité maximale, soit une nouvelle détection intervienne, qui relance le processus. De cette manière, dans le cas d'un rythme sinusal (Fig 1) l'évolution de la sensibilité est telle que l'onde T n'est pas détectée En effet, la détection de l'onde R entraîne une réduction de la sensibilité qui masque l'onde T Puis la sensibilité augmente pas-à-pas au cours du cycle, permettant la détection d'événements de faible amplitude. Sur la figure 2, la partie gauche représente un signal cardiaque sinusal semblable à celui de la Fig 1, et la partie droite représente le début d'un trouble cardiaque de type fibrillation L'amplitude des signaux de Il fibrillation (Amp 2, Amp 3) est nettement inférieure à celle d'un signal sinusal Amp. En partant de la gauche sur la Figure 2, le seuil de sensibilité maximal Smax permet de détecter l'onde R et de déclencher la période réfractaire absolue ventriculaire PRA, et la fenêtre de mesure de l'amplitude Amp du signal redressé A la fin de la PRA est appliquée la valeur Si du seuil de sensibilité qui est fonction de l'amplitude mesurée: Si = f (Amp). 1 O Après une période de durée Tper, la valeur du seuil de sensibilité est diminuée d'un décrément Dec S. Après la nouvelle période Tper, la valeur du seuil de sensibilité est diminuée d'un décrément Dec S et ainsi de suite, jusqu'à ce qu'intervienne la détection d'un deuxième signal cardiaque. Cette détection déclenche une nouvelle PRA et une nouvelle fenêtre pendant laquelle est mesurée l'amplitude Amp 2 du signal S'agissant d'un signal de fibrillation, son amplitude Amp 2 est sensiblement inférieure à l'amplitude 210 Amp du signal sinusal A la fin de la PRA, le nouveau seuil de sensibilité est appliqué: 52 = f (Amp 2). Pendant la période Tper, dans l'exemple représenté, survient une nouvelle détection, qui déclenche une nouvelle PRA et une nouvelle fenêtre pendant laquelle est mesurée l'amplitude Amp 3 du nouveau signal cardiaque A la fin de la PRA est appliqué le seuil de sensibilité 53 = f (Amp 3) A la fin d'une nouvelle période Tper, la valeur 53 du seuil est diminuée d'un décrément Dec S, et ainsi de suite. 3 ci Dans le procédé selon l'invention, le seuil de sensibilité maximale Smax est toujours faible, et la sensibilité correspondante est donc toujours grande, ce qui permet de détecter des événements cardiaques de faible amplitude. SS A partir de la détection d'un événement, c'est-à- dire en début de cycle cardiaque, le seuil de sensibilité est calculé en fonction de l'amplitude maximale du signal cardiaque détecté, et donc la sensibilité est diminuée. Après la période réfractaire absolue PRA, le seuil de sensibilité est diminué par décréments Dec S et par paliers de durée Tper, jusqu'à ce qu'il redescende au seuil de sensibilité maximale Smax, ou qu'un nouvel événement soit détecté. Ainsi, après une détection, la sensibilité devient faible, et elle augmente par paliers au cours du déroulement du cycle en tendant vers sa valeur maximale. En conséquence, le phénomène de sur-détection est évité car l'onde T a une amplitude inférieure au seuil de sensibilité à l'instant correspondant au maximum de l'onde T; et le phénomène de sous-détection est évité aussi, car le seuil de sensibilité maximale est faible en vue de la détection des ondes R d'amplitude faible (cas de la fibrillation). Dans le cadre de l'invention peuvent être prévus un seuil de sensibilité minimale Smin et une période maximale Tmax, comptée à partir de la détection, et à la fin de laquelle le seuil de sensibilité redescend impérativement à la valeur Smax. Les paramètres Smax, Smin, Dec S, Tper et Tmax sont programmables. La détection des complexes ventriculaires et la mesure de l'amplitude de ces complexes détectés sont assurées par des moyens électroniques classiques; la variation de la sensibilité au cours du cycle cardiaque est contrôlée par un logiciel. Le déroulement des opérations logiques est le suivant sur la base d'une détection intervenue au temps t = O: initialisation du contrôle automatique de sensibilité, pendant la PRA mesure de l'amplitude maximale Amp du complexe ventriculaire dans la fenêtre de 64 ms, Si PRA Smax, on garde la valeur calculée, * sinon on fixe Si = Smax Si PRA ≥ Tmax, alors Si = Smax de t = PRA, par exemple t = 110 ms, à T = Tmax, pendant chaque période Tper: la valeur du seuil de sensibilité calculée pendant la période précédente est utilisée et maintenue par des moyens électroniques classiques, calcul de la valeur du seuil de sensibilité à positionner à la fin de la période Tper en cours, S(t + Tper) = S(t) Dec S en vérifiant que (t + Tper) est inférieure à Tmax et que la valeur du seuil de sensibilité calculée est supérieure à Smax Si l'une des deux conditions ne se vérifie pas, alors S(t + Tper) = Smax. Dans le cas d'une stimulation ventriculaire, le déroulement des opérations logiques est identique à -230 l'exception de l'initialisation pour laquelle il n'y a pas de mesure d'amplitude à effectuer: le seuil de sensibilité est fixé à: Si = Smin Dec S. Dans le cas d'un stimulateur cardiaque, les paramètres peuvent être programmés pour faire un réglage de la sensibilité en vue d'améliorer le fonctionnement du stimulateur: on évite la surdétection, et avec une PRA courte, on a une meilleure écoute de la chambre ventriculaire. Dans le cas d'un défibrillateur, le procédé de J O contrôle automatique de la sensibilité permet de détecter les ondes R rapides et éventuellement de faible amplitude correspondant à la tachycardie ventriculaire, sans détecter les ondes T, et il permet ainsi d'identifier une tachycardie ventriculaire. REVENDICATIONS 1 Procédé de contrôle automatique de la sensibilité, pour appareil de stimulation, cardioversion et/ou défibrillation cardiaque, caractérisé par les étapes suivantes initialement, le seuil de sensibilité est programmé à une valeur faible (Smax) de façon à avoir une sensibilité maximale; à la détection d'un complexe ventriculaire, l'amplitude (Amp) du complexe ventriculaire est mesurée et le seuil de sensibilité (S) est calculé en fonction de cette amplitude (Amp), ensuite le seuil de sensibilité décroît par paliers de façon à tendre vers ladite valeur faible (Smax). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la décroissance par paliers du seuil de sensibilité se fait par décréments (Dec S). 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une période maximale (Tmax) est prévue, comptée à partir de la détection, et à la fin de laquelle le seuil de sensibilité est ramené à ladite valeur faible (Smax) correspondant à la sensibilité maximale. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplitude (Amp) du complexe ventriculaire est mesurée dans une fenêtre de temps de 16 à 110 ms, de préférence 64 ms à compter de la détection. Application du procédé selon la revendication 1 au contrôle automatique de la sensibilité d'un appareil de stimulation cardiaque. 6 Application du procédé selon la revendication 1 au contrôle de la sensibilité d'un appareil de cardioversion et/ou de défibrillation cardiaque. 7 Appareil de stimulation, cardioversion et/ou défibrillation cardiaque caractérisé en ce qu'il comporte un seuil de sensibilité réglable automatiquement par le procédé selon la revendication 1.