Brevet FR2770138A1 — publié le 19990430

La présente invention concerne les stimulateurs cardiaques (ou les circuits de stimulation d'un défibrillateur ou cardioverteur) dans leur utilisation pour le traitement de l'insuffisance cardiaque par stimula- tion. En effet, outre le traitement des troubles du rythme cardiaque, il a été proposé de traiter par stimulation les troubles de contraction myo- cardique observés chez des patients en insuffisance cardiaque, ces trou- bles pouvant être spontanés ou induits par une stimulation tradition- nelle. On pourra notamment se référer à l'étude de J. C. Daubert et coll., Stimucoeur, Tome 25, n 3, pp. 170-176 qui fait le point des tra- vaux sur ce sujet. Il a été notamment proposé de stimuler les cavités gauche et droite dans des modèles dits "multisites", c'est-à-dire des stimulateurs dans lesquels des électrodes sont placées en une pluralité de sites respectifs distincts, avec au moins un site ventriculaire. 1l peut s'agir d'une dou- ble stimulation ventriculaire, d'une double stimulation ventriculaire avec stimulation atriale droite (modèles "triple chambre") ou même d'une double stimulation ventriculaire avec double stimulation atriale (modèles "quadruple chambre"). La stimulation des deux sites ventriculaires doit être simultanée, et l'on utilise généralement à cet effet un stimulateur de type classique comportant un connecteur bipolaire pour la stimulation ventriculaire, sur lequel on monte une sonde particulière comportant un adaptateur en forme de Y, avec d'un côté (hampe du Y) une liaison bipolaire jus- qu'au connecteur du stimulateur, et de l'autre côté (chacune des bran- ches du Y) deux sondes unipolaires correspondant aux deux conduc- teurs respectifs de la partie bipolaire et aboutissant chacune à l'un des deux sites ventriculaires, droit et gauche. Une telle configuration permet de transformer la sortie bipolaire d'un stimulateur classique en deux sorties unipolaires simultanées. Toutefois, l'utilisation d'un tel connecteur en Y n'est pas dépourvue d'inconvénients, que ce soit au moment de l'implantation puisqu'il faut mettre en place et loger ce connecteur, ou ultérieurement en termes de fiabilité, notamment du fait de la difficulté à maintenir une étanchéité parfaite à l'égard des fluides organiques environnant le connecteur. De plus ce montage, une fois mis en place, produit systématique- ment une double stimulation (des deux sites ventriculaires), sans qu'il soit possible ultérieurement de supprimer l'une des stimulations, par exemple suite à l'élévation de seuil sur l'une des sondes, sauf bien en- tendu dans le cadre d'une nouvelle intervention. L'un des buts de l'invention est de remédier à ces divers inconvé- nients, en permettant de réaliser une double stimulation simultanée de deux sites ventriculaires (et/ou de deux sites auriculaires) sans aucun connecteur intermédiaire en "Y", en évitant donc toutes les difficultés liées à cette connectique particulière. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif qui auto- rise une commande de l'une ou l'autre des stimulations, c'est-à-dire qui permette par exemple une programmation à volonté entre une double stimulation ventriculaire, une stimulation du seul ventricule droit ou encore une stimulation du seul ventricule gauche, ce choix étant opéré de manière non invasive et au moyen d'un appareil connu tel qu'un pro- grammateur associé au stimulateur. Enfin, on verra que l'invention peut être mise en oeuvre à partir d'un stimulateur classique d'un modèle préexistant, les modifications n'étant apportées qu'à l'étage de sortie avec adjonction d'un circuit ad- ditionnel, donc sans nécessiter une nouvelle étape de conception du cir- cuit principal du stimulateur ni du logiciel de commande de celui-ci. Plus précisément, le stimulateur de l'invention, qui est un stimula- teur du type "multisites" précité, c'est-à-dire dans lequel des électrodes sont placées en une pluralité de sites respectifs distincts comprenant au moins un site ventriculaire, ces électrodes étant reliées à un circuit de recueil de signaux cardiaques pour détecter un potentiel de dépo- larisation sur le site correspondant ainsi qu'à un circuit de stimulation pour appliquer si nécessaire une impulsion de stimulation sur ce même site, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens sélecteurs configu- rables pour relier sélectivement au circuit de stimulation, qui leur est commun, l'une et/ou l'autre des électrodes, droite et/ou gauche, de la cavité considérée. Selon un certain nombre de caractéristiques subsidiaires avanta- geuses: - chacune des électrodes possède un connecteur propre et les moyens sélecteurs sont disposés entre le circuit de stimulation et les con- necteurs respectifs des électrodes; - lorsque les moyens sélecteurs relient les deux électrodes, droite et gauche, au circuit de stimulation, ils appliquent simultanément à ces deux électrodes l'impulsion de stimulation; - la configuration des moyens sélecteurs est définie par un program- mateur couplé temporairement au stimulateur par télémétrie; - la pluralité de sites respectifs distincts comprend au moins un site ventriculaire et deux sites auriculaires, il est prévu des moyens de stimulation ventriculaire et des moyens de stimulation auriculaire distincts, et les moyens sélecteurs sont configurables pour relier sé- lectivement au circuit de stimulation ventriculaire l'une et/ou l'au- tre des électrodes ventriculaires droite et/ou gauche, et pour relier sélectivement au circuit de stimulation auriculaire l'une et/ou l'au- tre des électrodes auriculaires droite et/ou gauche; - les composants additionnels des moyens sélecteurs sont montés sur un circuit souple rapporté relié au circuit principal du stimulateur, ce circuit principal portant notamment les composants du circuit de stimulation; - le circuit de stimulation est un circuit programmable en mode de stimulation monopolaire ou bipolaire, et les moyens sélecteurs ap- pliquent l'impulsion de stimulation à une seule des électrodes lors- que la programmation du circuit est monopolaire, et aux deux élec- trodes lorsque la programmation du circuit est bipolaire. On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre de l'inven- tion, en référence à la figure unique annexée qui est un schéma par blocs d'un stimulateur mettant en oeuvre les enseignements de l'inven- tion. Sur la figure 1, la référence 10 désigne les circuits d'un stimulateur Sur la figure 1, la référence 10 désigne les circuits d'un stimulateur cardiaque, qui est dans cet exemple du type "quadruple chambre" avec quatre sorties monopolaires 12, 14, 16, 18 reliées par une ou plusieurs sondes appropriées au myocarde 20 en des sites respectifs 22 (ventri- cule droit), 24 (ventricule gauche), 26 (oreillette droite) et 28 (oreillette gauche). Il est prévu un circuit de stimulation ventriculaire 30 avec deux sorties VD et VG pour la stimulation respective des ventricules droit et gauche, et un circuit de stimulation auriculaire 32 pourvu de deux sor- ties AD et AG pour la stimulation respective des oreillettes droite et gauche. Dans une version simplifiée de l'invention, le stimulateur peut être seulement du type "triple chambre", c'est-à-dire dans lequel on ne sti- mule qu'une seule des oreillettes, l'oreillette droite. Dans une autre va- riante encore, la stimulation peut être limitée aux ventricules et il n'est alors pas prévu de circuit de stimulation auriculaire. Le stimulateur comporte par ailleurs, de manière en elle-même connue, des circuits de détection des signaux cardiaques ventriculaires et auriculaires, qui ne seront pas décrits en détail dans la mesure o l'invention ne concerne que l'aspect stimulation, pour le traitement des troubles du rythme cardiaque. Le circuit de stimulation ventriculaire 30 peut être un circuit d'un appareil conventionnel, non modifié, notamment un circuit de stimula- tion ventriculaire en mode bipolaire programmable, c'est-à-dire que le logiciel de commande du stimulateur permet au praticien de choisir un mode de fonctionnement monopolaire (signal présent sur un seul des deux pôles) ou bipolaire (signal présent sur les deux pôles). Les deux sorties de ce circuit correspondent alors, dans le cadre de l'invention, aux sorties désignées VD et VG sur la figure. Il peut en être de même, le cas échéant, pour le circuit de stimula- tion auriculaire 32, qui opérera de la même manière que le circuit 30 et avec les mêmes composants annexes que l'on indiquera plus bas; on ne décrira donc pas plus en détail ce circuit de stimulation auriculaire 32. La sortie VD est reliée à un étage de sortie 34 qui pilote la sonde montée sur le connecteur 12, et la sortie VG est reliée à un circuit 36 qui pilote la sonde montée sur le connecteur 14. Le circuit 34 peut être l'étage de sortie préexistant d'un stimula- teur classique, qui n'aura été que très légèrement modifié pour la mise en oeuvre de l'invention. Le circuit 36, quant à lui, est constitué d'un petit nombre de composants additionnels, qui peuvent être montés sur un circuit souple 38 adjoint au circuit principal préexistant portant tous les composants du stimulateur. Lorsque l'on souhaite stimuler le ventricule droit, un signal VD est délivré par le circuit 30, rendant passant le transistor 40, ce qui permet un transfert de charge d'un condensateur 42, monté entre la source du transistor 40 et la masse et chargé préalablement à une tension appro- priée, vers un condensateur 44, monté quant à lui entre le drain du transistor 40 et la borne 12 à laquelle est reliée la sonde aboutissant au site 22 de stimulation du ventricule droit. Lorsque l'on souhaite stimuler le ventricule gauche, un signal VG est délivré par le circuit 30, rendant passant le transistor 46, ce qui permet un transfert de charge du condensateur 42, chargé préalable- ment à une tension appropriée, vers un condensateur 48, monté quant à lui entre le drain du transistor 46 et la borne 14 à laquelle est reliée la sonde aboutissant au site 24 de stimulation du ventricule gauche. Lorsque l'on souhaite stimuler à la fois ventricule gauche et ventri- cule droit, le circuit 30 délivre sur VD et VG des signaux qui rendent passants les deux transistors 40 et 46. Ceci a pour effet de transférer la charge du condensateur 42 précité à la fois vers le condensateur 44 et le condensateur 48 précités. Afin d'obtenir un transfert de charge équilibré, la capacité de cha- cun des condensateurs 44 et 48 est de l'ordre de la moitié de celle du condensateur 42. Divers circuits auxiliaires peuvent être prévus, comme: - des condensateurs 50 et 52 de filtrage des interférences électroma- gnétiques, montés respectivement entre les bornes 12 et 14 et la masse; des diodes Zener montées en opposition 54, 54 et 56, 56, également montées entre les bornes respectives 12 et 14 et la masse, pour écrêter les tensions dues aux perturbations susceptibles d'apparaî- tre sur les sondes reliant ces bornes au myocarde; - des résistances 58 et 60 montées entre la masse et les condensa- teurs respectifs 44 et 48, pour ajuster le profil de décharge du con- densateur par le choix d'une constante de temps RC appropriée; - des transistors 62 et 64 permettant de court-circuiter ces résistan- ces 58 et 60, et donc de mettre fin à la décharge, après une durée prédéterminée, programmée par le stimulateur. Grâce à la configuration que l'on vient de décrire, il est possible, au choix, soit de stimuler simultanément le ventricule gauche et le ventri- cule droit en mode unipolaire, lorsque le mode de stimulation "bipolai- re" est programmé dans le circuit 30, soit de stimuler un seul ventricu- le, le droit ou bien le gauche, en mode unipolaire également, lorsque le mode de stimulation "unipolaire" est programmé dans le circuit 30. Lorsque l'on veut stimuler simultanément ventricule droit et ven- tricule gauche, il se présente deux possibilités: soit les commandes VG et VD sont confondues, c'est-à-dire les mêmes, soit la commande VG en- globe la commande VD, en d'autres termes la commande VG est plus large que la commande VD. Il est intéressant de disposer du choix indiqué plus haut, non seule- ment au moment de l'implantation, mais également en cours de foncti- onnement. En effet, si le dispositif est par exemple programmé en mode "bipolaire", c'est-à-dire s'il y a stimulation des deux ventricules gauche et droit et que l'on observe une élévation progressive du seuil sur la sonde gauche, il suffit de reprogrammer le stimulateur en mode "mo- nopolaire" pour mettre hors service l'un des circuits de stimulation et stimuler un seul des ventricules. En variante, si l'on remplace la liaison 66 entre les sources des transistors 40 et 46 par une liaison 68 entre la source du transistor 46 et le drain du transistor 40, on dispose d'une configuration permettant, au choix, ou bien de stimuler simultanément le ventricule gauche et le ventricule droit en mode unipolaire, lorsque le mode de stimulation "bi- polaire" est programmé dans le circuit 30, ou bien de stimuler le seul ventricule droit, en mode unipolaire également, lorsque le mode de sti- mulation "unipolaire" est programmé dans le circuit 30. Dans encore une autre variante, afin de rendre le circuit de stimu- lation gauche indépendant du circuit de stimulation droit, les conduc- teurs 66 et 68 sont supprimés et un condensateur de même capacité que le condensateur 42 est monté entre la source du transistor 46 et la masse. Bien entendu, comme on l'a indiqué plus haut, tout ce qui vient d'être exposé à propos de la stimulation ventriculaire droite et gauche est directement transposable à la stimulation auriculaire droite et gau- che, pour la mise en oeuvre d'un stimulateur triple ou quadruple cham- bre. REVENDICATIONS 1. Un stimulateur cardiaque multisites, dans lequel des électrodes sont placées en une pluralité de sites respectifs distincts comprenant au moins un site ventriculaire (22, 24), ces électrodes étant reliées à un circuit de recueil de signaux cardiaques pour détecter un potentiel de dépolarisation sur le site correspondant ainsi qu'à un circuit de stimu- lation (30) pour appliquer si nécessaire une impulsion de stimulation sur ce même site, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens sélec- teurs (34, 36) configurables pour relier sélectivement au circuit de sti- mulation, qui leur est commun, l'une et/ou l'autre des électrodes, droite et/ou gauche, de la cavité considérée. 2. Le stimulateur de la revendication 1, dans lequel chacune des électrodes possède un connecteur propre (12, 14) et les moyens sélec- teurs sont disposés entre le circuit de stimulation et les connecteurs respectifs des électrodes. 3. Le stimulateur de la revendication 1, dans lequel, lorsque les moyens sélecteurs relient les deux électrodes, droite et gauche, au cir- cuit de stimulation, ils appliquent simultanément à ces deux électrodes l'impulsion de stimulation. 4. Le stimulateur de la revendication 1, dans lequel la configura- tion des moyens sélecteurs est définie par un programmateur couplé temporairement au stimulateur par télémétrie. 5. Le stimulateur de la revendication 1, dans lequel la pluralité de sites respectifs distincts comprend au moins un site ventriculaire (22, 24) et deux sites auriculaires (26, 28), il est prévu des moyens de stimu- lation ventriculaire (30) et des moyens de stimulation auriculaire (32) distincts, et les moyens sélecteurs sont configurables pour relier sélec- tivement au circuit de stimulation ventriculaire l'une et/ou l'autre des électrodes ventriculaires droite et/ou gauche, et pour relier sélective- ment au circuit de stimulation auriculaire l'une et/ou l'autre des élec- trodes auriculaires droite et/ou gauche. 6. Le stimulateur de la revendication 1, dans lequel les composants additionnels des moyens sélecteurs sont montés sur un circuit souple rapporté (36) relié au circuit principal du stimulateur, ce circuit princi- pal portant notamment les composants du circuit de stimulation. 7. Le stimulateur de la revendication 1, dans lequel le circuit de stimulation est un circuit programmable en mode de stimulation mono- polaire ou bipolaire, et les moyens sélecteurs appliquent l'impulsion de stimulation à une seule des électrodes lorsque la programmation du circuit est monopolaire, et aux deux électrodes lorsque la programma- tion du circuit est bipolaire.