Brevet FR2729844A1 — publié le 19960802

La présente invention concerne l'appareillage médical. Elle a pour objet un dispositif ou équipement qui, au moins suivant ses modes de réalisation préférés, trouve application pour le diagnostic, la prophylaxie et/ou le traitement de différents dysfonctionnements que l'on peut observer dans l'organisme animal ou humain. Elle vise essentiellement à permettre d'équiper l'organisme d'un dispositif trans-cutané implanté conçu pour assurer des connexions électriques à travers la peau. Avec un tel dispositif les signaux électriques peuvent être transmis à travers la peau à partir de capteurs implantés de manière permanente dans l'organisme pour être exploités par des équipements extérieurs de traitement des informations portées par ces signaux. Les informations des capteurs sont ainsi rendues disponibles sans subir les déperditions qu'entraînent les tissus conjonctifs qui sont à traverser dans le cas de capteurs extérieurs apposés sur la peau, ne serait-ce même que l'épiderme.On peut aussi transmettre de l'extérieur un courant électrique d'alimentation d'un appareil électromécanique implanté à l'intérieur du corps humain, notamment pour recharger une pile et/ou batterie que le malade pourra garder en permanence sans avoir à se faire opérer pour le changer périodiquement. Pour ce faire l'invention propose un dispositif d'appareillage médical caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif trans-cutané comportant un socle pourvu de moyens de fixation sur un os de l'organisme et des moyens de liaison étanche avec alternativement un bouchon temporaire et un pilier trans-cutané à l'intérieur duquel se situe une fiche màle de connexion électrique complémentaire d'une fiche femelle de connexion électrique incorporée dans ledit socle, et en ce que ledit socle comporte une membrane de protection étanche bactériologique de ladite fiche femelle, perforable par au moins des broches électriquement conductrices que comporte ladite fiche mâle pour connexion avec des broches conductrices respectives de ladite fiche femelle. Grâce à cette conception le dispositif trans-cutané de connexion de l'invention est facile à mettre en place en préservant la qualité du contact électrique entre fiche mâle et fiche femelle. Lors d'une première opération chirurgicale, on fixe sur un os le socle venu d'usine équipé de sa membrane de protection bactériologique et de son bouchon temporaire, lequel assure en particulier l'étanchéité au sang. Après un délai suffisant pour permettre la stabilisation du socle par ostéointégration, la membrane de protection bactériologique assure l'étanchéité lors de la deuxième phase de mise en place au cours de laquelle on remplace le bouchon temporaire par le pilier trans-cutané venu d'usine équipe de sa fiche mâle.Ce dernier est rendu définitivement solidaire du socle, par exemple par une vis axiale, dans la position assurant la liaison étanche et les connexions électriques entre fiches par perforation de la membrane. On décrira maintenant plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de realisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par les figures 1 à 6 des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente un schéma d'ensemble d'un dispositif selon l'invention associé à des unités de traitement des signaux - la figure 2 représente les différents éléments constituants du dispositif implanté trans-cutané de l'appareillage de l'invention en vue éclatée d'une coupe longitudinale - la figure 3 montre une vue de dessus schématique du socle faisant partie de ce dispositif - la figure 4 montre schématiquement le même socle du dispositif trans-cutané dans sa liaison avec un implant sous-cutané - la figure 5 correspond à la figure 4 avec l'implant sous-cutane terminé - la figure 6 est une vue partielle de dessus d'un tel implant sous-cutané. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références et la représentation des dessins est schématique. Dans un mode de réalisation particulier decrit, qui constitue une forme de mise en oeuvre particulièrement avantageuse de l'invention, l'appareillage médical, objet de celle-ci, est destiné à capter des informations transmises par courant électrique en permanence d'un organe du corps humain, tel que le crâne pour un électroencéphalogramme ou le myocarde pour un électrocardiogramme, à partir de récepteurs implantés dans le corps. Il est toutefois également utilisable, simultanément ou séparément, pour alimenter en courant électrique ou commander un récepteur similairement implanté, comme peuvent l'être un stimulateur cardiaque ou tout autre dispositif électromécanique. C'est pourquoi on a fait apparaître schématiquement sur la figure 1 des équipements exterieurs au corps que sont notamment une unite l de traitement de signaux électriques provenant de capteurs appropriés qui les recueillent dans le corps et les transmettent à l'unité l à travers le dispositif trans-cutané de l'invention et une unité 2 d'alimentation ou recharge d'une pile ou batterie également implantée dans le corps considéré. Toutes les connexions électriques nécessaires au fonctionnement de tels équipements sont assurées à travers un dispositif trans-cutané 3 associé (ou implant juxta-osseux), réalise suivant l'invention, grâce à un connecteur intermédiaire exterieur 4 qui est amovible. Le dispositif trans-cutané 3 est mis en place, conformément à l'invention, par un procédé de mise en oeuvre qui comporte deux phases chirurgicales. La première consiste à fixer de manière définitive, sur un os 5 du corps relativement proche de la peau, un socle 6 faisant partie du dispositif de l'invention, cependant qu'il est fermé par un bouchon temporaire 7 (figure 2). Au cours de la seconde phase, un fois le socle stabilise par ostéointégration, on remplace le bouchon temporaire 7 par un pilier trans-cutané 8. C'est sur ce dernier que viendront se brancher, aux moments opportuns, les unités 1 et 2, par l'intermédiaire du connecteur extérieur amovible 4, pour être ainsi mises en relation électrique à travers la peau avec les capteurs et autres équipements implantés de manière définitive à l'intérieur du corps. Le bouchon temporaire 7 comme le pilier 8 sont réalises suivant différents modèles, avantageusement interchangeables sur un même socle 6, de sorte que l'ensemble soit aisément adaptable à différentes longueurs suivant la profondeur de l'os d'implantation par rapport à la peau et à l'épaisseur de tissus biologiques à traverser de ce fait. De ce point de vue, et notamment pour une application à des électroencéphalogrammes périodiques, on appréciera particulièrement de fixer le dispositif trans-cutané sur le crâne, juste derrière l'oreille, de sorte que la partie apparente en soit cachée par le pavillon de celle-ci. Le socle 6, vu de dessus comme le montre la figure 3, forme autour d'un fut central 11 des ailes de fixation radiales 12 comportant à leur bout un trou 13 dans lequel se place la tête fraisée d'une vis de fixation à l'os 10 (figures 1 et 2), plus un bras radial 14 présentant également deux ailes de fixation analogues 15. Les ailes 12 et 15 et le bras 14 constituent la base du socle, laquelle est réalisée soit de préférence en titane pur d'une seule pièce avec le fût 11, soit en une autre matière biocompatible, telle que les résines organiques à base de silicones. Le fût 11 présente par exemple un diamètre de l'ordre de 6 mm. Sous ladite base, à l'opposé du fût 11, il vient s'encastrer une semelle 16, également en titane, qui est soudée en usine avec la base du socle et qui coopère avec celle-ci pour enfermer une platine 17 tout le long du bras 14. La platine 17 constitue le support de conducteurs électriques longitudinaux réalisés sous forme de circuits imprimés. Chacun des différents conducteurs, qui seront par exemple au nombre de 5, 7 ou 9, se termine sur la face supérieure de la platine 17 à l'intérieur du fût 11, cependant qu'à son autre extrémite, il lui est soudé un fil conducteur autonome, qui sera notamment un fil d'or gainé d'une matière biocompatible telle qu'une résine de silicone. Les différents fils conducteurs 19 partent ainsi en faisceau de l'extrémité du bras 14 vers des éléments capteurs et/ou récepteurs de signaux électriques tels que le capteur sous cutané qui a été representé en 18 sur la figure 1. Egalement venu d'usine avec le socle 6, on observe, conformément à la figure 2, un connecteur femelle 21, réalisé sous forme d'une pièce cylindrique annulaire qui se place sans jeu dans l'espace compris entre la face interne du fût 11 et la face externe d'un axe cylindrique 22 solidaire de la semelle 16. Dans l'ensemble monté, la fiche de connexion ou connecteur 21 vient en butée sur un anneau 25 en sur épaisseur de la platine 17 qui entoure l'axe 22. Son positionnement angulaire est assuré par un téton 23 par rapport à la platine 17, de telle sorte que les extrémités des conducteurs électriques du bras 14 viennent exactement en correspondance et en contact chacun à chacun avec les conducteurs électriques 24 de la fiche 21. Les conducteurs en circuits imprimés sont ainsi individuellement en liaison électrique avec les broches de la fiche femelle. Sous sa forme venue d'usine, le socle 6 est fermé par un bouchon 7 qui est fixé sur un filetage externe du fût 11 jusqu'à venir buter sur le dessus du socle au niveau de l'anneau 25. Un joint torique 26 autour du fut assure l'étanchéité en cet endroit. Le bouchon 7 ne vient pas nécessairement en contact avec l'extrémité supérieure du fût 11 et de la fiche 24. I1 peut au contraire être prévu que ce bouchon puisse exister en différentes longueurs tout comme le pilier trans-cutané 8 que l'on décrira maintenant. Comme on peut le voir de la figure 3, le pilier 8 est essentiellement constitué par une bague cylindrique 31 qui, par un filetage interne 32, vient se visser sur le fût 11 du socle à la place du bouchon temporaire 7. Le joint 26 remplit alors la meme fonction d'étanchéité que ci-dessus, à un moment où les saignements sont faibles lors de la deuxième phase chirurgicale de mise en place. La bague 31 contient un prolongateur 33 de forme générale cylindrique monté en usine de manière coulissante démontable avec elle. Dans la position représentée ce prolongateur forme en partie inférieure une fiche mâle 27 complémentaire de la fiche femelle 21 du socle. Lors de la deuxième phase de la mise en place du dispositif implanté, après vissage de la bague 31, les broches électriques 30 de la fiche mâle du prolongateur 33 se placent automatiquement en regard des alésages correspondants de la fiche 21 jusqu'à venir en contact électrique avec les conducteurs correspondants 24, grâce à une broche de positionnement 36, en matière non conductrice, qui, avec une longueur un peu supérieure à celle des broches conductrices 30, pénètre dans une cannelure 37 creuse à cet effet sur la fiche 21. C'est au cours de cette opération que la broche de positionnement 36, tout comme les broches 30, perfore une membrane d'étanchéité 34 qui se trouve collée d'origine sur la face d'extrémité supérieure de la fiche 21. Cette membrane a été représentée sur la figure 2 dans le cas où elle recouvre seulement la fiche 21. Mais l'on préférera souvent qu'elle déborde de cette dernière jusqu'à etre collee également en recouvrement de la face extrême annulaire du fut 11 du socle, plutôt que de se reposer seulement sur le bouchon temporaire pour assurer l'étanchéité de la fiche 21 dans le socle. On peut observer par contre, conformément aux figures, que dans ce cas, la membrane 34 ayant pour rôle essentiel de protéger les conducteurs 24, elle est avantageusement perfore d'un trou face à la cannelure 37, de telle sorte que la position de cette cannelure est apparente pour faciliter le positionnement radial approprié de la fiche mâle 27 lors de la mise en place du pilier 8 equipé du prolongateur 33. Les deux parties du dispositif trans-cutané sont définitivement fixées l'une à l'autre par une vis 38 (figure 2) qui, passant à travers un alésage axial du prolongateur 33, perce elle aussi la membrane 34 et se visse dans un alesage fileté 39 de la semelle 16. Le prolongateur 33 qui forme la fiche mâle coopérant par la fiche femelle 21 du socle, joue en fait le rôle d'un prolongateur de connexions électriques dans la mesure où il forme également fiche femelle 28 dans sa partie supérieure, afin d'y relier les unités extérieures 1 et 2 par tous moyens de connexion à broches mâles connus en soi. Ces derniers sont incorporés dans un boîtier de branchement 41 (figure 2) qui vient s'adapter de manière démontable sur la bague 31 du pilier trans-cutané grâce, dans le cas particulier illustré, à un système de type baïonnette illustré en 29. Un implant sous-cutane destiné à compléter le dispositif suivant l'invention a été représenté sur la figure 1 sous la forme d'un capteur 18 en soi classique, sensible à l'émission d'énergie électromagnétique en surface d'un muscle ou autre tissu mous de l'organisme. Le fil d'or 19 y est soudé par son extrémité dénudée opposée au dispositif transcutané 3 avant la mise en place de l'ensemble. On a représenté sur les figures 4 et 5 un autre type de capteur que l'on préfèrera souvent utiliser en combinaison avec l'implant 3 pour une application notamment à la surveillance des maladies épileptiques par encéphalogrammes. Il s'agit alors d'implants sous-cutanés qui sont immobilisés par fixation sur un os tel que l'os du crâne, en des points convenablement choisis par le médecin. Un tel implant capteur 42 est essentiellement constitue par une vis 43 présentant exterieurement un filetage du type d'un implant extra-oral ici intra-osseux et intérieurement un alésage fileté axial destiné à recevoir une vis de couverture 44 à travers un écrou 45 terminant la vis d'implant 43. L'extrémité dénudée du fil d'or 29 est coincée en contact conducteur électrique entre la vis d'implant 43 et la vis de couverture 44. On peut prévoir une cannelure destinée à recevoir le fil dans l'alésage fileté interne de l'implant. Ce dernier comporte en outre une rondelle à ailettes inclinées sur l'axe 46, participant à maintenir l'implant dans l'os, en évitant son dévissage. Une rainure radiale 47 en surface de cette rondelle livre passage au fil 29. Ce dernier sort par là de l'implant sous-cutané 42 vers le dispositif trans-cutané 3. On peut aussi prévoir une gorge hélicoïdale sur le filetage externe de la vis 43 pour augmenter la surface d'interface os/implant. Les applications typiques du dispositif d'appareillage médical de l'invention, une fois mis en place le dispositif trans-cutané 3 relié électriquement aux différents capteurs sous-cutanés 18 ou 42, passent avantageusement par un procédé d'examen médical des manifestations d'activité physiologique de l'organisme, éventuellement pathologiques, qui consiste à détecter les phénomènes électromagnétiques qu'elles induisent au moyen de capteurs directement implantés à l'intérieur du corps, et à les transmettre sous forme de signaux électriques jusqu'à l'extérieur. Le traitement des signaux est en soi classique, mais les résultats en sont plus fins et plus fiables que tout ce qui avait pu être obtenu par le passé, si bien que par exemple, l'appareil dans son ensemble peut servir à exploiter des influx nerveux ou des efforts musculaires détectés in situ pour commander une prothèse extérieure amovible à articulations électromécaniques. En d'autres termes, un procédé d'examen médical faisant application de l'appareillage suivant l'invention se caractérise en ce que l'on utilise des capteurs directement implantés dans le corps pour détecter des phénomènes électromagnétiques induits par des manifestations d'activité physiologique, sous forme de signaux électriques que l'on transmet jusqu'à l'extérieur du corps à travers un dispositif trans-cutané permanent comportant un socle implanté immobilisé par fixation sur un os, solidaire d'un pilier restant en permanence accessible de l'extérieur à travers la peau. Naturellement, l'invention n'est pas limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les details du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. En particulier, une variante utile consisterait à remplacer les fils et broches conducteurs décrits, purement électriques, par des conducteurs électro-optiques, en substituant au circuit imprimé des fibres optiques noyées dans la platine 17, dans un système de détection opto-électronique. REVENDICATIONS 1/ Ensemble d'appareillage médical caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif trans-cutané (3) comportant un socle (6) pourvu de moyens de fixation sur un os de l'organisme et des moyens de liaison étanche avec alternativement un bouchon temporaire (7) et un pilier trans-cutané à l'intérieur duquel se situe une fiche mâle de connexion électrique complementaire d'une fiche femelle de connexion électrique incorporée dans ledit socle, et en ce que ledit socle comporte une membrane (34) de protection étanche bactériologique de ladite fiche femelle, perforable par au moins des broches électriquement conductrices que comporte ladite fiche mâle pour connexion avec des broches conductrices respectives de ladite fiche femelle. 2/ Ensemble d'appareillage médical selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit socle comporte une base (16) presentant des ailes en bout desquelles sont prévus lesdits moyens de fixation sur l'os, ainsi qu'un bras (14) enfermant, en coopération avec une semelle complémentaire, des conducteurs électriques (19) en liaison électrique individuellement avec les broches de ladite fiche femelle. 3/ Ensemble d'appareillage médical selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont sous forme de circuits imprimés noyés dans une platine enfermée dans ledit bras. 4/ Ensemble d'appareillage médical selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite fiche femelle comporte une cannelure visible à travers ladite membrane pour y engager une broche de positionnement radial que comporte ladite fiche mâle. 5/ Ensemble d'appareillage médical selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite fiche mâle est formée par un prolongateur coulissant dans une bague dudit pilier, ledit prolongateur formant également une fiche femelle accessible pour branchement d'unités de traitement de signaux électriques transmis par lesdits conducteurs. 6/ Ensemble d'appareillage médical selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est associé audit dispositif trans-cutané en un ou plusieurs capteurs et/ou récepteurs implantés en souscutané dans ledit organisme. 7/ Ensemble d'appareillage médical suivant la revendication 6, caractérisé par un capteur sous-cutané comportant une vis (43) d'implantation dans l'os présentant un alésage fileté axial pour recevoir une vis de couverture (44) et des moyens de coincement en contact conducteur pour l'extrémité d'un fil de liaison avec un circuit correspondant de l'implant trans-cutané. 8/ Ensemble d'appareillage médical selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit capteur souscutané comporte une rondelle anti-dévissage avec une rainure (47) pour le passage dudit fil (29). 9/ Ensemble d'appareillage médical selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est associé audit implant trans-cutané des capteurs implantés en sous-cutané sur l'os du crâne dudit organisme, chacun étant en liaison électrique avec l'une des fiches électriquement conductrices de ladite fiche femelle par l'intermédiaire d'un fil courant sous la peau, ainsi qu'avec un connecteur extérieur amovible de transmission des informations sous forme de signaux électriques en provenance desdits capteurs vers une unité de traitement propre à établir des électroencéphalogrammes, électrocardiogrammes ou électromyogrammes. 10/ Ensemble d'appareillage médical selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsqu'on enlève ledit bouchon temporaire (7) dudit socle (6), ladite fiche femelle reste protégée par ladite membrane jusqu'à ce que celle-ci soit perforée quand on remplace ledit bouchon par le pilier transcutane(8) equipé de la fiche mâle.