Brevet FR2766720A1 — publié le 19990205

La présente invention concerne le domaine des piles pour dispositifs médicaux implantables. Plus particulièrement, la présente invention concerne des piles volumétriquement efficaces pour des dispositifs médicaux implantables. Des dispositifs médicaux implantables sont utilisés l pour traiter des patients souffrant de différentes affections. Un exemple de dispositif médical implantable est un défibrillateur cardiaque utilisé pour traiter des patients souffrant de fibrillation ventriculaire, appelée également tachyarythmie. En fonctionnement, le dispositif défibrillateur surveille constamment l'activité électrique du coeur du patient, détecte les fibrillations ventriculaires et, en réponse à cette détection, délivre des chocs appropriés pour rétablir le rythme cardiaque normal. Des chocs aussi élevés que 30 à 35 joules ou davantage peuvent être requis. Les chocs sont typiquement délivrés à partir de condensateurs capables de fournir cette énergie en une fraction de seconde. Pour assurer une thérapie synchronisée lorsque la fibrillation ventriculaire est détectée, les condensateurs doivent être chargés avec suffisamment d'énergie en seulement quelques secondes. Il en résulte que la source d'alimentation doit avoir une capacité de débit de courant élevée pour fournir la quantité nécessaire d'énergie aux condensateurs dans le laps de temps limité, elle doit également avoir un taux de décharge propre faible afin de prolonger sa durée de service utile, et elle doit être hautement fiable pour fournir le traitement 2 2766720 souhaité lorsqu'il est nécessaire. Typiquement, les sources d'alimentation utilisées dans ces dispositifs sont des cellules électrochimiques au lithium car elles assurent les caractéristiques souhaitées identifiées ci-dessus. Les dispositifs défibrillateurs implantables sont de préférence conçus avec des formes qui sont facilement acceptées par le corps du patient et qui minimisent également l'inconfort pour le patient. De ce fait, les coins et bords des dispositifs sont typiquement conçus avec des rayons de courbure généreux pour présenter une capsule ayant des surfaces à contours arrondis. Il est également souhaitable de minimiser le volume occupé par les dispositifs ainsi que leur masse pour limiter encore l'inconfort pour le patient. I1 en résulte que les dispositifs continuent à devenir plus minces, plus petits et plus légers. Des sources d'alimentation à débit de courant élevé utilisées dans des dispositifs défibrillateurs implantables utilisent des formes prismatiques solides rectangulaires à six côtés dans l'encapsulage des ensembles d'électrodes. Des exemples de telles formes de capsules sont donnés, par exemple, dans le brevet américain N 5 486 215. L'implantation typique du dispositif comprend deux sources d'alimentation de ce type situées au centre du dispositif. Bien que l'utilisation de boîtiers de pile arrondis dans des dispositifs implantables soit connue, on les trouve typiquement dans des dispositifs ne nécessitant qu'une décharge de débit de courant faible tels que les 3 2766720 stimulateurs cardiaques. Les piles avec des boîtiers arrondis sont utilisées en connexion avec les piles à débit de courant élevé requises, par exemple, pour les dispositifs défibrillateurs implantables. Cependant, ces piles à débit de courant élevé utilisent des électrodes minces, plates, stratifiées qui ne sont pas encapsulées efficacement dans des boîtiers arrondis. Bien qu'ils ne soient pas admis comme art antérieur, des exemples de conception de pile peuvent être trouvés dans les brevets américains délivrés indiqués dans le Tableau 1 ci-après. Brevet N Inventeur(s) Date de délivrance 2 928 888 Vogt 15 mars 1960 3 373 060 Gray 12 mars 1968 3 395 043 Schoeld 30 juillet 1968 3 558 358 Ropp, Jr. 26 janvier 1971 4 051 304 Snook 27 septembre 1977 4 105 832 Sugalski 8 août 1978 4 332 867 Tsuda et al. ler juin 1982 4 335 191 Peled 15 juin 1982 4 539 271 Crabtree 3 septembre 1985 4 539 274 Goebel 3 septembre 1985 4 550 064 Yen et al. 29 octobre 1985 4 565 752 Goebel et al. 21 janvier 1986 4 565 753 Goebel et al. 21 janvier 1986 4 663 247 Smilanich et al. 5 mai 1987 4 664 989 Johnson 12 mai 1987 4 668 320 Crabtree 26 mai 1987 4 2766720 4 767 682 Dorogi et al. 30 août 1988 4 794 056 Pedicini 27 décembre 1988 4 830 940 Keister et al. 16 mai 1989 4 863 815 Chang et al. 5 septembre 1989 4 963 445 Marple et al. 16 octobre 1990 439 760 Howard et al. 8 août 1995 443 925 Machida et al. 22 août 1995 458 993 Terao et al. 17 octobre 1995 458 997 Crespi et al. 17 octobre 1995 486 215 Kelm et al. 23 janvier 1996 549 717 Takeuchi et al. 27 août 1996 569 558 Takeuchi et al. 29 octobre 1996 603 737 Marincic et al. 18 février 1997 616 429 Klementowski ler avril 1997 Tous les brevets indiqués au Tableau 1 ci-dessus sont ainsi inclus à titre de référence dans leur totalité respective. Comme les hommes du métier de compétence ordinaire dans l'art le reconnaîtront facilement à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation préférés énoncée ci-après, de nombreux dispositifs et procédés décrits dans les brevets du Tableau 1 peuvent être modifiés de manière avantageuse en utilisant les enseignements de la présente invention. La présente invention a certains buts, c'est-à-dire que différents modes de réalisation de la présente invention apportent des solutions à un ou plusieurs problèmes existant dans l'art antérieur en respectant la conception d'un boîtier de pile à débit élevé efficace pour des dispositifs 2766720 médicaux implantables. Parmi les problèmes dans l'art antérieur, on peut citer l'absence d'une conception d'un boîtier de pile à débit de courant élevé, pour une utilisation avec des ensembles d'électrodes enroulées en spirale, qui peut: a) être encapsulé efficacement dans un bord arqué des boîtiers du dispositif; et b) fournir une surface plane opposée à la surface arquée emboîtée dans le bord arqué du boîtier du dispositif. Par conséquent, un but de la présente invention est de proposer une pile à débit élevé ayant un ensemble d'électrodes enroulées en spirale logé dans un boîtier qui utilise efficacement l'espace disponible dans de nombreux dispositifs médicaux implantables. Un autre but de l'invention est de proposer une pile à débit élevé logée dans un boîtier qui présente une surface plane faisant face à une surface arquée pour permettre la mise en butée étroite des autres composants logés dans le dispositif médical implantable tout en assurant également la disposition efficace de la pile dans un bord arqué du dispositif. Comparé aux piles à débit de courant élevé et aux boîtiers de pile connus, différents modes de réalisation de la présente invention peuvent présenter un ou plusieurs des avantages suivants: (a) utilisation efficace du volume situé dans un bord arqué d'un dispositif médical implantable; (b) disposition efficace des autres composants selon une relation en butée étroite avec l'extrémité plane du boîtier de pile à l'opposé de l'extrémité arquée du 6 2766720 boîtier; (c) facilité de fabrication du boîtier par étirage et autres procédés; et (d) compatibilité avec les ensembles d'électrodes enroulées en spirale. Les boîtiers de piles dans les modes de réalisation de l'invention peuvent comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: (a) une partie supérieure; (b) une base située à l'opposé de la partie supérieure; (c) un côté arqué s'étendant entre la partie supérieure et la base; (d) au moins trois côtés généralement plans s'étendant entre la partie supérieure et la base du boîtier de pile, dans lequel le côté arqué est situé directement à l'opposé de l'un des côtés généralement plans; (e) un boîtier de pile dans lequel la partie supérieure, la base, les côtés généralement plans et le côté arqué forment une enveloppe prismatique solide avec une surface courbe et cinq surfaces généralement planes; (f) un côté arqué comprenant une section généralement plane et au moins une section arquée; (g) un côté arqué comprenant une section généralement plane située entre deux sections arquées; (h) un boîtier ayant une partie supérieure généralement plane et un fond généralement plan; (i).une partie supérieure ouverte et un couvercle pour fermer hermétiquement la partie supérieure; (j) un couvercle est soudé au boîtier de pile; et (k) un boîtier de pile est fabriqué à partir d'un matériau choisi dans l'ensemble constitué par l'acier inoxydable, l'aluminium et le titane. Des piles selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente invention peuvent comprendre une ou plusieurs 7 2766720 des caractéristiques suivantes: (a) un ensemble d'électrodes enroulées en spirale comprenant une anode et une cathode; (b) un électrolyte; (c) une garniture de boîtier contenant l'ensemble d'électrodes; (d) un boîtier renfermant l'ensemble d'électrodes, l'électrolyte et la garniture de boîtier, le boîtier comprenant un couvercle, une base située à l'opposé du couvercle, un côté arqué s'étendant entre le couvercle et la base, et au moins trois côtés généralement plans s'étendant entre la partie supérieure et la base du boîtier de pile, dans lequel le côté arqué est situé directement à l'opposé de l'un des côtés généralement plans; (e) un boitier de pile ayant une forme prismatique solide avec une surface arquée et cinq surfaces généralement planes; (f) un boîtier de pile dans lequel le côté arqué comprend une section généralement plane et au moins une section arquée; (g) un boîtier de pile dans lequel le côté arqué comprend une section généralement plane située entre deux sections arquées; (h) une pile dans laquelle le couvercle et la base du boîtier sont généralement plans; (i) un boîtier de pile hermétiquement fermé; (j) un boîtier de pile ayant un couvercle soudé sur le boîtier; (k) un boîtier de pile fabriqué dans un matériau choisi dans l'ensemble constitué par l'acier inoxydable, l'aluminium et le titane; (1) un ensemble d'électrodes enroulées en spirale ayant une section transversale elliptique comprenant deux extrémités généralement arquées, dans lequel une des extrémités généralement arquées est emboîtée dans un côté arqué du boîtier; (m) une pile capable de fournir environ 20 joules ou plus en environ 20 secondes ou moins; et (n) une pile capable de fournir environ 20 joules ou plus au moins deux fois dans une période d'environ 30 secondes. Des dispositifs défibrillateurs implantables dans un ou plusieurs modes de réalisation de la présente invention peuvent comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: (a) un boitier du dispositif comprenant au moins un bord arqué; (b) un condensateur situé dans le boîtier du dispositif; (c) une pile située à l'intérieur du boîtier du dispositif et connectée fonctionnellement à un condensateur, la pile comprenant un ensemble d'électrodes enroulées en spirale, un électrolyte, une garniture de boîtier et un boîtier de pile hermétiquement fermé renfermant l'ensemble d'électrodes, l'électrolyte et la garniture de boîtier, le boîtier comprenant un couvercle, une base située à l'opposé du couvercle, un côté arqué s'étendant entre le couvercle et la base, et au moins trois côtés généralement plans s'étendant entre la partie supérieure et la base du boîtier de pile, dans lequel le côté arqué est situé directement à l'opposé de l'un des côtés généralement plans, et dans lequel en outre le côté arqué du boîtier de pile est emboîté dans l'un des bords arqués du logement du dispositif; (d) un boîtier de pile dans lequel le côté généralement plan du boîtier de pile, situé à l'opposé du côté arqué, fait face à l'intérieur du logement du dispositif; (e) un boîtier de pile ayant une forme prismatique solide avec une surface courbe et cinq surfaces généralement planes; (f) un ensemble d'électrodes enroulées en spirale ayant une section transversale elliptique comprenant deux extrémités généralement arquées, dans lequel l'une des extrémités généralement arquée est emboîtée dans un côté arqué du boîtier; (g) une pile capable de fournir environ 20 joules ou plus en environ 20 secondes ou moins; et (h) une pile capable de fournir environ 20 joules ou plus au moins deux fois dans une période d'environ 30 secondes. Des procédés de fabrication de piles pour des dispositifs médicaux implantables selon la présente invention peuvent comprendre une ou plusieurs des étapes suivantes consistant à: (a) étirer du métal pour former un boîtier de pile ayant une partie supérieure ouverte, une base située à l'opposé de la partie supérieure, un côté arqué s'étendant entre la partie supérieure et la base, au moins trois côtés généralement plans s'étendant entre la partie supérieure et la base du boîtier de pile, dans lequel le côté arqué est situé directement à l'opposé de l'un des côtés généralement plans; (b) introduire une garniture de boîtier dans le boîtier de pile; (c) introduire un ensemble d'électrodes enroulées en spirale dans la garniture de boîtier; (d) introduire un électrolyte dans le boîtier de pile; (e) fixer un couvercle sur le côté arqué et les côtés généralement plans du boîtier de pile pour fermer hermétiquement la partie supérieure ouverte du boîtier; (f) étirer un boîtier de pile ayant une forme prismatique solide avec une surface courbe et cinq surfaces généralement planes; (g) souder un couvercle au boîtier; (h) étirer le 2766720 (h) étirer le boîtier dans un matériau choisi dans l'ensemble constitué par l'acier inoxydable, l'aluminium et le titane; (i) introduire un ensemble d'électrodes enroulées en spirale dans un boîtier de pile, l'ensemble d'électrodes enroulées en spirale ayant une section transversale elliptique comprenant deux extrémités généralement arquées, dans lequel l'une des extrémités généralement arquées est emboîtée dans un côté arqué du boîtier; (j) fabriquer une pile capable de fournir environ 20 joules ou plus en environ 20 secondes ou moins; et (k) fabriquer une pile capable de fournir environ 20 joules ou plus au moins deux fois dans une période d'environ 30 secondes. Ces buts, avantages et caractéristiques, ainsi que d'autres, de l'invention seront évidents d'après l'examen de la description détaillée de modes de réalisation préférés, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un I boîtier de pile, d'un ensemble d'électrodes, d'une garniture de boîtier et d'un isolant spiralé dans une pile selon la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective éclatée de la pile de la figure 1 comprenant le couvercle du boîtier et un isolant d'espace libre. La figure 3 est une vue en coupe transversale du boîtier de pile de la figure 1, prise suivant la ligne III- III sur la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe transversale d'une variante de conception du boîtier de pile. La figure 5 est une représentation schématique d'un dispositif médical implantable comprenant une pile ayant un boîtier de pile selon la présente invention. La figure 6 est un schéma synoptique schématique des composants inclus dans le dispositif médical implantable de la figure 5. La figure 7 est une vue en coupe transversale partielle du dispositif médical implantable de la figure 5, prise selon la ligne VII-VII sur la figure 5. Tels qu'utilisés ici, les termes "pile" ou "piles" comprennent une seule cellule ou des cellules électrochimique(s). Les piles sont des systèmes volumétriquement contraints dans lesquels les composants dans le boîtier de la pile ne peuvent pas dépasser le volume disponible du boîtier de pile. En outre, les quantités relatives de certains des composants peuvent être importantes pour fournir la quantité souhaitée d'énergie aux débits de décharge souhaités. Une discussion des différentes considérations dans la conception des électrodes et du volume souhaité d'électrolyte nécessaire pour les accompagner, par exemple dans une pile au lithium/oxyde d'argent-vanadium (Li/SVO) est donnée dans le brevet américain N 5 458 997. Généralement, cependant, la pile doit comprendre les électrodes et le volume supplémentaire pour l'électrolyte requis pour fournir une pile en état de fonctionnement. La présente invention vise en particulier des piles à débit de courant élevé qui sont capables de charger des condensateurs avec la quantité souhaitée d'énergie, de préférence d'environ 20 joules ou plus, typiquement d'environ 20 joules à environ 70 joules, dans le laps de temps souhaité, de préférence environ 20 secondes ou moins, mieux encore environ 10 secondes ou moins. Ces valeurs peuvent typiquement être atteintes pendant la durée de service de la pile ainsi que lorsque la pile est neuve. Il en résulte que les piles doivent typiquement fournir jusqu'à environ 1 à environ 4 ampères à environ 1,5 à environ 2,5 volts, par opposition aux piles à faible débit qui sont typiquement déchargées à des niveaux largement inférieurs. En outre, les piles préférées doivent être capables de fournir ces quantités d'énergie de manière répétée à intervalles d'environ 30 secondes ou moins, de préférence d'environ 10 secondes ou moins. Une pile préférée selon la présente invention est représentée sur les figures 1 et 2 et comprend un boîtier 20 et un ensemble d'électrodes 30. Le boîtier 20 est conçu pour contenir l'ensemble d'électrodes 30 et être fermé par un couvercle de boîtier 60. Le côté 14 du boîtier 20 est de préférence de forme généralement arquée tandis que le côté opposé 16 du boîtier 20 est de préférence généralement plan. Cette construction offre un certain nombre d'avantages notamment la possibilité de loger une des extrémités incurvées ou arquées d'un ensemble d'électrodes enroulées en spirale préféré 30. Comme cela sera discuté plus en détail par la suite, le côté arqué 14 peut également s'emboiter dans un bord arqué d'un dispositif médical implantable tel qu'un défibrillateur cardiaque implantable. Lorsque le côté arqué 14 est situé dans le bord d'un dispositif, la surface plane du côté opposé 16 fait face vers l'intérieur pour contribuer à l'utilisation efficace de l'espace à l'intérieur du boîtier du dispositif. Les détails concernant la construction de l'ensemble d'électrodes, tels que les pattes de connexion, les sacs d'électrodes, etc., sont secondaires à la présente invention et seront décrits de manière générale ci-après, une discussion plus complète étant donnée dans, par exemple, le brevet américain N 5 458 997. L'ensemble d'électrodes 30 représenté sur les figures 1 et 2 est de préférence une structure enroulée en spirale similaire à celles décrites dans, par exemple, les brevets américains N 5 486 215 et N 5 549 717. Il en résulte que les ensembles d'électrodes présentent typiquement deux côtés généralement plans, reliés par deux bords opposés généralement arrondis, et deux extrémités opposées généralement planes. La composition des ensembles d'électrodes peut varier, bien qu'un ensemble d'électrodes préféré comprenne un noyau enroulé de pile au lithium/oxyde d'argent-vanadium (Li/SVO) comme discuté, par exemple, dans le brevet américain N 5 458 997. D'autres compositions chimiques de piles sont également envisagées, telles que celles décrites dans le brevet américain N 5 616 429, avec les noyaux préférés comprenant des électrodes enroulées 14 2766720 ayant au moins une extrémité généralement semi-circulaire ou arrondie qui est adaptée pour être emboîtée dans le côté arqué 14 du boîtier 20. Une telle conception fournit une pile à débit de courant élevé volumétriquement efficace, utile dans de nombreux dispositifs implantables différents. L'ensemble d'électrodes 30 comprend de préférence une anode, une cathode et un matériau séparateur poreux électriquement non conducteur, encapsulant l'une ou l'autre ou les deux de l'anode et de la cathode. Ces trois composants sont de préférence stratifiés ensemble et enroulés pour former l'ensemble d'électrodes 30. La partie d'anode de l'ensemble d'électrodes peut comprendre un certain nombre de matériaux différents comprenant un matériau actif d'anode situé sur un élément conducteur d'anode. Des exemples de matériaux actifs d'anode appropriés comprennent, mais sans s'y limiter: des métaux alcalins des matériaux choisis dans le groupe IA de la Classification périodique des éléments, notamment le lithium, le sodium, le potassium, etc., et leurs alliages et composés intermétalliques notamment, par exemple, les alliages et composés intermétalliques Li-Si, Li-B et Li-Si-B, les matériaux d'insertion ou d'intercalation tels que le carbone ou l'oxyde d'étain. Des exemples de matériaux appropriés pour l'élément conducteur d'anode comprennent, mais sans s'y limiter, l'acier inoxydable, le nickel, le titane ou l'aluminium. La partie de cathode de l'ensemble d'électrodes comprend de préférence un matériau actif de cathode situé sur un collecteur de courant de cathode qui conduit également le flux d'électrons entre le matériau actif de cathode et les bornes de cathode de l'ensemble d'électrodes 30. Des exemples de matériaux appropriés pour une utilisation en tant que matériau actif de cathode comprennent, mais sans s'y limiter, un oxyde métallique, un oxyde métallique mixte, un sulfure métallique ou des composés carbonés, et des combinaisons de ceux-ci. Des matériaux actifs de cathode appropriés comprennent l'oxyde d'argent- vanadium (SVO), l'oxyde de cuivre-vanadium, l'oxyde de cuivre-argent- vanadium (CSVO), le dioxyde de manganèse, le bisulfure de titane, l'oxyde de cuivre, le sulfure de cuivre, le sulfure de fer, le carbone et le carbone fluoré, et des mélanges de ceux-ci, y compris les oxydes au lithium de métaux tels que le manganèse, le cobalt et le nickel. De préférence, le matériau actif de cathode comprend un oxyde métallique mixte formé par addition chimique, réaction ou contact étroit autre ou par un procédé de revêtement par pulvérisation à chaud de différents sulfures métalliques, oxydes métalliques ou combinaisons oxyde métallique/élément métallique. Les matériaux ainsi produits contiennent des métaux et oxydes des groupes IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB et VIII de la Classification périodique des Eléments, qui comprennent les métaux nobles et/ou leurs composés oxydes. Les matériaux actifs de cathode peuvent être prévus dans un matériau de liaison tel qu'une poudre de résine fluorée, de préférence de la poudre de polytétrafluoroéthylène (PTFE) qui comprend également un autre matériau conducteur électrique tel que la poudre de graphite, la poudre de noir d'acétylène et la poudre de noir de carbone. Dans certains cas, cependant, aucun liant ou autre matériau conducteur n'est requis pour la cathode. Le matériau séparateur doit isoler électriquement l'anode de la cathode. Le matériau est de préférence mouillable par l'électrolyte de la cellule, suffisamment poreux pour permettre l'écoulement de l'électrolyte à travers le matériau séparateur, et maintenir l'intégrité physique et chimique pendant le fonctionnement de la cellule. Des exemples de matériaux séparateurs appropriés comprennent, mais sans s'y limiter, le polyéthylènetétrafluoroéthylène, les céramiques, le verre non tissé, un matériau fibre de verre, le polypropylène et le polyéthylène. L'insertion de l'ensemble d'électrodes 30 dans le boîtier 20 est également illustrée sur la figure 2. Comme on le voit le mieux sur la figure 1, cependant, un isolant d'enroulement 40 est placé sur l'ensemble d'électrodes 30. L'isolant d'enroulement 40 comprend une encoche 42 destinée à recevoir l'une des pattes de connexion 32 sur l'ensemble d'électrodes 30 et des fentes 44, 46 et 48 destinées à recevoir les autres pattes de connexion 32. L'ensemble d'électrodes 30 est également de préférence introduit dans une garniture de boîtier électriquement non conductrice 50. La garniture de boîtier 50 s'étend de préférence, au niveau de son bord supérieur, audessus du bord de l'ensemble d'électrodes 30 pour se chevaucher avec d'autres éléments électriquement non conducteurs. Si la garniture de boîtier 50 s'étend au-dessus de l'ensemble d'électrodes 30, elle comprend de préférence une encoche 52 sur un côté pour permettre la connexion entre un ensemble de pattes de connexion 32 et le boîtier 20. L'ensemble d'électrodes 30, l'isolant d'enroulement 40 et la garniture de boîtier 50 sont ensuite de préférence introduits dans le boîtier 20. La figure 2 représente aussi le couvercle de boîtier 60 et un isolant d'espace libre 70 ainsi que le boîtier 20 et l'ensemble d'électrodes 30. Un couvercle de boîtier préféré comprend une traversée 62 à travers laquelle une broche traversante 64 est insérée. La broche traversante 64 est de préférence conductivement isolée du couvercle 60 par un matériau approprié quelconque là o elle passe à travers le couvercle 60. La broche traversante 64 est de préférence courbée pour s'aligner avec les pattes de connexion souhaitées 32 s'étendant depuis l'ensemble d'électrodes 30. Le couvercle de boîtier préféré 60 comprend également un orifice de remplissage 66 qui est utilisé pour introduire une solution d'électrolyte appropriée, après quoi l'orifice de remplissage 66 est hermétiquement scellé par un procédé approprié quelconque. L'isolant d'espace libre 70 est de préférence situé sous le couvercle de boîtier 60 et au-dessus de l'isolant d'enroulement 40, c'est-a-dire dans l'espace libre au-dessus de l'ensemble d'électrodes enroulées en spirale 30 et sous 18 2766720 l'ensemble d'électrodes 30 par une paroi latérale ou lisière 74 qui s'étend de préférence autour de la périphérie de l'isolant d'espace libre 70. Un puits 76 est de préférence formé dans la surface relevée 72 là o la broche traversante 64 est introduite à travers l'isolant d'espace libre 72. Le puits 76 dans l'isolant d'espace libre 72 est de préférence adapté pour recevoir la structure entourant la traversée 62 formée dans le couvercle 60 (qui s'étend typiquement sous la surface inférieure du couvercle 60 sur une certaine distance). L'isolant d'espace libre 70 est prévu pour isoler électriquement la broche traversante 64 du boîtier 20 et du couvercle de boîtier 60. L'isolant d'espace libre 70 forme une chambre en coopération avec la surface supérieure de l'isolant d'enroulement 40 qui isole la broche traversante 64 et les pattes de connexion 32 auxquelles elle est fixée. Une isolation supplémentaire, sous la forme d'un tuyau ou d'un revêtement (non représenté), autour ou sur la broche traversante 64, peut également être prévue pour assurer davantage l'isolation électrique de la broche traversante 64. Bien qu'un isolant enroulé spécifique, un isolant d'espace libre, un couvercle et un ensemble d'électrodes avec des pattes de connexion soient représentés sur les figures 1 et 2, il faut comprendre que tout dispositif approprié peut remplacer ceux décrits du moment que la fonction d'isolation des pattes et de la broche traversante est assurée. fonction d'isolation des pattes et de la broche traversante est assurée. Le boîtier 20 et le couvercle de boîtier 60 sont de préférence construit dans un matériau électriquement conducteur constitué de, mais sans s'y limiter, acier inoxydable, aluminium, titane, etc. Il est préférable que le boîtier 20 soit fabriqué par étirage du métal à la forme souhaitée, bien que d'autres procédés de fabrication soient également envisagés. Il est également préférable que le boîtier 20 et le couvercle du boîtier 60 soient constitués de matériaux qui peuvent facilement être joints et scellés hermétiquement, par exemple par soudage. La broche traversante 64 doit également être électriquement conductrice. Des exemples de matériaux appropriés pour la broche traversante 64 comprennent, mais sans s'y limiter, le niobium et le molybdène. L'isolant d'enroulement 40, la garniture de boîtier 50 et l'isolant d'espace libre 70 sont de préférence faits dans un matériau électriquement non conducteur, y compris, mais sans s'y limiter, un polymère de polyoléfine et un polymère fluoré (par exemple, PETFE et PECTFE). Une fois que l'ensemble d'électrodes 30 est disposé dans le boîtier 20 et que le couvercle 60 a été scellé en place, la pile peut être remplie avec l'électrolyte requis pour activer la pile. Des exemples d'électrolytes appropriés comprennent tout électrolyte non aqueux, ioniquement conducteur, approprié pour servir de milieu de migration des ions entre l'anode et la cathode pendant les réactions électrochimiques de la cellule. Typiquement, l'électrolyte comprend un sel minéral ioniquement conducteur dissous dans l un solvant non aqueux; de préférence l'électrolyte comprend un sel de métal alcalin ionisable dissous dans un mélange de solvants organiques aprotiques comprenant un solvant de faible viscosité et un solvant de permittivité élevée. Il convient de noter que la présente invention ne vise pas la composition de l'ensemble d'électrodes. Plutôt, la présente invention propose un boîtier de pile et des procédés de fabrication et d'utilisation de celui-ci qui permettent d'encapsuler efficacement un ensemble d'électrodes enroulées en spirale dans un boîtier ayant un côté arrondi. Le boîtier de pile 20 représenté sur les figures 1 et 2 comprend une partie supérieure 10 et une base 12 connectées par quatre côtés 14, 15, 16 et 17. Les côtés 15 et 17 sont généralement opposés l'un à l'autre et les côtés 14 et 16 sont également généralement opposés l'un à l'autre. La partie supérieure 10 est typiquement ouverte comme indiqué pour permettre l'introduction de l'ensemble d'électrodes 30 et de tous les autres composants souhaités. Bien que la partie supérieure 10 soit ouverte dans le boîtier 20 représenté, il faut comprendre que toute partie du boîtier de batterie 20 peut être ouverte au lieu de la partie supérieure 10. Une vue en coupe transversale du boîtier 20 est représentée sur la figure 3 (avec l'ensemble d'électrodes 30 retiré). Le côté 14 du boîtier 20 est de préférence généralement de forme arrondie tandis que le côté opposé 16 du boîtier 20 est de préférence généralement plan. Cette construction fournit un certain nombre d'avantages y compris la capacité de recevoir une des extrémités courbées ou arrondies d'un ensemble d'électrodes enroulées en spirale préféré 30. Comme cela sera discuté plus en détail par la suite, le côté arrondi 14 peut également s'emboîter dans un bord arrondi d'un dispositif médical implantable tel qu'un défibrillateur cardiaque implantable. Lorsque le côté arrondi 14 est situé dans le bord d'un dispositif, la surface plane du côté opposé 16 fait face vers l'intérieur pour contribuer à l'utilisation efficace de l'espace dans un boîtier de dispositif. La figure 3 indique également que les côtés opposés 15 et 17 du boîtier 20 sont de préférence généralement parallèles l'un à l'autre et sont aussi de préférence généralement plans. De même, la base 12 du boîtier 20 est également de préférence généralement plane. La base 12 est de préférence fixée aux côtés 14, 15, 16 et 17 suivant des angles de quatre-vingt-dix degrés. Autrement dit, le boîtier peut être décrit comme comprenant cinq surfaces généralement planes (partie supérieure 10, base 12, et côtés , 16, 17) agencées selon la forme d'un solide prismatique rectangulaire dans lequel un côté 14 du solide est une surface arrondie par opposition à une surface généralement plane. Un avantage important de cette conception est que, comparé à un boîtier complètement prismatique à six côtés (tel que décrit, par exemple, dans le brevet américain N 5 603 737), la présente invention propose une pile ayant une efficacité volumétrique accrue. Cette augmentation de l'efficacité volumétrique est obtenue du fait d'un meilleur ajustement, plus conforme, entre une extrémité arrondie ou incurvée de l'ensemble d'électrodes enroulées en spirale 30 et le côté arrondi 14 du boîtier de pile 20. L'espace à l'endroit de l'extrémité opposée du boîtier de pile 20 qui n'est pas occupé par l'ensemble d'électrodes 30 peut être avantageusement utilisé comme partie de réservoir nécessaire pour contenir la solution d'électrolyte. Une mesure de l'efficacité volumétrique d'une pile peut être énoncée en termes d'ampères-heures par centimètre cube. Dans un exemple d'une pile selon la présente invention dans laquelle la superficie des électrodes est de 90 centimètres carrés, le volume d'une pile 10 comprenant un côté arrondi conçu pour contenir l'ensemble d'électrodes et l'électrolyte associé etc., est de 8,6 centimètres cubes et donne une pile ayant une efficacité volumétrique de 182 milliampères- heures par centimètre cube. La réception d'un ensemble d'électrodes ayant les mêmes dimensions dans un boîtier de pile dans lequel les six côtés sont généralement plans donnerait une pile ayant un volume d'environ 9,0 centimètres cubes, soit une efficacité volumétrique d'environ 174 milliampères-heures par centimètre cube. La forme du côté arqué 14 du boîtier 20 est représentée comme étant généralement semi-circulaire, mais il faut comprendre qu'un côté ayant une forme arrondie appropriée quelconque qui connecte la base 12 et deux côtés opposés 15 et 17, pourrait être utilisé. Des exemples de certaines variantes de formes arquées appropriées pour le côté arqué 14 du boîtier 20 comprennent les formes elliptiques, paraboliques et d'autres formes arquées. Outre un côté purement arqué, c'est-à-dire dans lequel toutes les surfaces sont de forme arquée, le côté arqué du boîtier peut être prévu comme le composé résultant de deux sections arquées entre lesquelles se trouvent une ou plusieurs surfaces planes. Un exemple d'une variante de boîtier 120 ayant un côté arqué 114 avec une forme composite est représenté sur la figure 4. Les deux côtés opposés 115 et 117 du boîtier 120 sont tous les deux reliés à des sections arquées 114a/114b entre lesquelles est intercalée une section généralement plane 114c. Dans une autre variante, la section centrale 114c peut être une autre section arquée ayant un rayon de courbure ou profil différent de celui des deux sections 114a/114b de chaque côté. La forme du côté arqué 114 du boîtier de pile 120 peut être distinguée de celle d'un boîtier de pile ayant une forme solide prismatique rectangulaire à six côtés dans laquelle les côtés généralement plans sont joints le long de leurs bords par une jointure courbe (étirée ou formée d'une autre manière). Une caractéristique distinctive est que la surface ou les surfaces arquées qui forment le côté arqué du boîtier de pile, se conforment de préférence, généralement, à la forme arquée d'un ensemble d'électrodes enroulées en 24 2766720 ont typiquement un rayon de courbure qui est trop petit pour suivre généralement la forme d'un ensemble d'électrodes enroulées. Il peut être préférable que le rapport du rayon de courbure du côté arqué du boîtier de pile sur le rayon de courbure de l'extrémité arquée d'un ensemble d'électrodes enroulées soit d'environ 0,5:1 à environ 2:1, mieux encore d'environ 0,75:1 à environ 1,5:1, et mieux encore d'environ 1:1. Dans un mode de réalisation similaire à celui représenté sur la figure 4, le rayon de courbure des sections arquées 114a/114b est d'environ 3 millimètres, ou plus. Les piles et boîtiers de pile selon la présente invention peuvent être utilisés dans une variété de dispositifs médicaux implantables. La figure 5 illustre un défibrillateur 80 et un ensemble de fils conducteurs 90, le défibrillateur comprenant une pile avec un côté arqué selon la présente invention. Le fil conducteur ventriculaire comprend un corps conducteur allongé 92 portant trois conducteurs hélicoïdaux, concentriques, séparés les uns des autres par des gaines isolantes tubulaires. Une électrode annulaire 94, une électrode hélicoïdale extensible 95 montée de manière rétractable dans une tête d'électrode isolante 96, et une électrode hélicoïdale de défibrillation allongée 97 sont situées à proximité de l'extrémité distale du corps conducteur 92. Chacune des électrodes 94 et 95 est couplée à l'un des conducteurs hélicoïdaux dans le corps conducteur 92. Les électrodes 94 et 95 peuvent être utilisées pour la stimulation cardiaque et pour détecter la dépolarisation 2766720 92. Les électrodes 94 et 95 peuvent être utilisées pour la stimulation cardiaque et pour détecter la dépolarisation ventriculaire. A l'extrémité proximale du corps conducteur 92 se trouve un connecteur bifurqué 93 qui porte trois connecteurs électriques, couplés chacun à l'un des conducteurs hélicoïdaux dans le corps conducteur 92. L'électrode hélicoïdale de défibrillation 97 peut être fabriquée en platine, alliage de platine ou d'autres matériaux connus pour leur utilisation dans des électrodes de défibrillation implantables et elle peut avoir, par exemple, une longueur d'environ 5 centimètres. Le fil conducteur auriculaire/SVC comprend un corps conducteur isolé allongé 98 portant trois conducteurs hélicoïdaux concentriques séparés les uns des autres par des gaines isolantes tubulaires correspondant à la structure du corps conducteur ventriculaire 92. A proximité de l'extrémité distale en forme de J du corps conducteur 98 se trouvent une électrode annulaire 99 et une électrode hélicoïdale extensible 100, montée de manière rétractable dans une tête d'électrode isolante 101. Chacune des électrodes 99 et 100 est couplée à un des conducteurs hélicoïdaux dans le corps conducteur 98. Les électrodes 99 et 100 sont utilisées pour la stimulation de l'oreillette et pour détecter les dépolarisations auriculaires. Une électrode hélicoïdale allongée 102 est prévue à proximité de l'électrode annulaire 99 et elle est couplée au troisième conducteur dans le corps conducteur 98. L'électrode auriculaire/SVC a de préférence une longueur d'environ 10 26 2766720 centimètres ou plus, et est configurée pour s'étendre depuis le SVC vers la valve tricuspide. Dans un mode de réalisation préféré, une longueur d'environ 5 centimètres de l'électrode d'oreillette droite/SVC est située dans l'oreillette droite, avec les 5 centimètres restants situés dans le SVC. A l'endroit de l'extrémité proximale du corps conducteur 98 se trouve un connecteur bifurqué 103 qui porte trois connecteurs électriques, chacun couplé à l'un des conducteurs hélicoïdaux dans le corps conducteur 98. Le fil conducteur de sinus coronarien comprend un corps conducteur isolé allongé 104 portant un conducteur hélicoïdal couplé à une électrode de défibrillation 105. L'électrode de défibrillation 105, illustrée en ligne pointillée sur la figure 5, est située dans le sinus coronarien et la grande veine du coeur. A l'extrémité proximale du corps conducteur 104 se trouve une douille de connecteur 106 qui porte un connecteur électrique couplé au conducteur hélicoïdal dans le corps conducteur 104. L'électrode de sinus coronarien/grande veine 105 peut avoir une longueur d'environ 5 centimètres. Le stimulateur cardiaque/cardiovecteur/ défibrillateur est représenté avec les ensembles de connecteurs 93, 103 et 106 des fils conducteurs insérés dans un bloc connecteur 84 monté sur un boîtier 82. Optionnellement, l'isolation de la partie faisant face vers l'extérieur du boîtier 82 du stimulateur cardiaque/cardiovecteur/défibrillateur 80 peut être assurée en utilisant un revêtement plastique, par exemple, en caoutchouc parylène ou silicone comme cela est couramment utilisé dans certains stimulateurs cardiaques unipolaires. Cependant, la partie faisant face vers l'extérieur peut, au lieu de cela, rester non isolée, ou une autre division entre les parties isolées et non isolées peut être utilisée. La partie non isolée du boîtier 82 sert optionnellement d'électrode de défibrillation sous-cutanée, utilisée pour défibriller soit les oreillettes soit les ventricules. D'autres configurations des fils conducteurs et des emplacements d'électrodes peuvent bien entendu remplacer l'ensemble de fils conducteurs illustré. Par exemple, des électrodes de détection et de défibrillation auriculaire peuvent être ajoutées soit au fil conducteur de sinus coronarien soit au fil conducteur de ventricule droit au lieu de se trouver sur un fil conducteur auriculaire séparé, ce qui permet d'avoir un système à deux fils conducteurs. Les piles utilisées dans le stimulateur cardiaque/cardiovecteur/ défibrillateur 80 doivent être fiables en raison des fonctions critiques qu'elles remplissent, ce qui est vrai en particulier pour le cas des défibrillateurs utilisés pour éviter le décès par arythmie létale. Les défibrillateurs fonctionnent souvent en combinaison avec un stimulateur cardiaque. Pendant le fonctionnement, les défibrillateurs surveillent en continu la fréquence de battement du coeur d'un patient. Ainsi, il est important que ces piles de dispositifs implantables soient capables de fournir le courant pulsé souhaité avec une chute de tension minimale pendant l'impulsion. Il en résulte qu'il est important que les piles ne présentent pas 28 2766720 une forte augmentation de la résistance interne en fonction du temps de décharge de la pile. Comme illustré sur la figure 5, le boîtier 82 comprend deux côtés opposés espacés 83 qui sont reliés, autour de leurs périphéries, par des bords 85. Au moins certains des bords 85 sont de préférence de forme arquée pour limiter la présence de coins saillants ou de bords susceptibles de provoquer ou d'accroître l'inconfort pour le patient. Les dimensions exactes du boîtier 82 du dispositif sont variables, de même que la forme exacte des bords 85. De façon similaire à la conception de pile décrite ci- dessus, le dispositif 80 est également un système volumétriquement contraint dans lequel les composants dans le boîtier 82 du dispositif ne peuvent pas dépasser le volume disponible. Les composants d'un tel dispositif 80 sont représentés schématiquement sur la figure 6 et comprennent, dans le boîtier 82, une source d'alimentation 86 (typiquement une ou plusieurs piles) et d'autres composants 81a et 81b requis pour surveiller le rythme cardiaque et fournir le traitement souhaité à l'instant requis. La figure 7 est une vue en coupe transversale partielle, à plus grande échelle, du dispositif 80 dans lequel une pile 86 comprenant un boîtier ayant un côté arqué 87 emboîté dans un des bords arqués 85 du boîtier 82 du dispositif. En prévoyant une pile 86 qui épouse de manière efficace le bord arrondi 85 du boîtier 82, le volume total dans le boîtier 82 du dispositif 80 peut être utilisé plus efficacement. Outre l'emboîtement du côté arrondi 87 de la pile 86 dans le bord arqué 85 du logement 82, le côté 88 de la pile 86 qui est opposé au côté arqué 87, est de préférence généralement plan comme indiqué sur la figure 7. Cette surface généralement plane est avantageuse en ce que les autres composants dans le dispositif 80 comprennent typiquement au moins une surface plane qui peut être placée en relation de butée contre le côté plan 88 de la pile 86. Il en résulte que les autres composants à l'intérieur du dispositif 80 peuvent être plus efficacement encapsulés dans le boîtier 82 du dispositif 80. Les modes de réalisation spécifiques qui précèdent illustrent la pratique de l'invention. Il faut par conséquent comprendre que d'autres possibilités connues des hommes du métier ou décrites ici peuvent être utilisées sans s'écarter de l'invention. Par exemple, la présente invention n'est pas limitée aux boîtiers de pile comprenant des extrémités formées avec des bords arrondis ayant des rayons de courbure constants, mais peut comprendre des boîtiers de pile avec des bords ayant des rayons de courbure variables ou des sections ayant différents rayons de courbure. La présente invention n'est pas non plus limitée aux boîtiers de pile pour des dispositifs défibrillateurs implantables en soi, mais elle peut également trouver une application supplémentaire dans la conception de boîtiers de pile pour d'autres dispositifs médicaux implantables, tels que des 2766720 stimulateurs cardiaques, des pompes de perfusion, etc. La présente invention comprend en outre dans sa portée des procédés de fabrication et d'utilisation des boîtiers de pile décrits ci-dessus. 31 2766720 REVENDICATIONS 1. Dispositif défibrillateur implantable (80) comprenant: un boîtier (82) du dispositif comprenant au moins un bord arqué (85); un condensateur disposé à l'intérieur du boîtier (82) du dispositif; et une pile (86) disposée à l'intérieur du boîtier (82) du dispositif et connectée fonctionnellement au condensateur, la pile comprenant: un ensemble d'électrodes enroulées en spirale (30); un électrolyte; une garniture de boîtier (50); et un boîtier de pile (20) hermétiquement fermé renfermant l'ensemble d'électrodes (30), l'électrolyte et la garniture de boîtier (50), le boîtier (20) comprenant un couvercle (60), une base (12) située à l'opposé du couvercle (60), un côté arqué (14) s'étendant entre le couvercle (60) et la base (12), et au moins trois côtés généralement plans s'étendant entre la partie supérieure (10) et la base (12) du boîtier de pile (20), caractérisé en ce que le côté arqué (14,87) est situé directement à l'opposé de l'un des côtés généralement plans (16,88), et en outre le côté arqué (87) du boîtier de pile (20) est emboîté dans un des bords arqués (85) du boîtier (82) du dispositif. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le côté généralement plan (16,88) du boîtier de pile 32 2766720 (20) qui est opposé au côté arqué (14,87) fait face à l'intérieur du boîtier (82) du dispositif. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (60), la base (12), les côtés généralement plans (15,16,17) et le côté arqué (14) du boîtier de pile (20) constituent une forme prismatique solide avec une surface arquée et cinq surfaces généralement planes. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble d'électrodes enroulées en spirale (30) a une section transversale elliptique ayant deux extrémités généralement arquées, et en outre l'une des extrémités généralement arquées est emboîtée dans le c6té arqué (14) du boîtier (20)de la pile. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pile (86) est capable de fournir environ 20 joules ou plus en environ 20 secondes ou moins. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pile (86) est capable de fournir environ 20 joules ou plus au moins deux fois en une période d'environ 30 secondes. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure (10) de la pile forme une extrémité ouverte et le boîtier de pile (20) comprend un couvercle (60) pour fermer hermétiquement la partie supérieure du boîtier (20). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le couvercle (60) de la pile (86) est soudé au boîtier de pile (20). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de pile (20) est fabriqué dans un matériau choisi dans l'ensemble constitué par l'acier inoxydable, l'aluminium et le titane.