Brevet FR2779353A1 — publié le 19991210

L'invention concerne les "dispositifs médicaux implantables actifs" tels que définis par la directive 90/385/CEE du 20 juin 1990 du Conseil des communautés européennes, et plus précisément les dispositifs sti- mulateurs cardiaques (pour le traitement des bradycardies), défibrilla- teurs et/ou cardioverteurs (pour les traitement des tachycardies), ainsi que les resynchroniseurs ou "dispositifs multisites" (pour le traitement des désynchronisations entre cavités). Tous ces dispositifs comportent des moyens de détection d'activité, c'est-à-dire de détection des dépolarisations spontanées du myocarde, ainsi des moyens de stimulation de ce myocarde. Pendant et après chaque activation des moyens de stimulation, il est prévu une période dite "période réfractaire" pendant laquelle est opérée une déconnexion ou "blanking" des circuits de détection, de ma- nière à masquer les perturbations des amplificateurs juste après la sti- mulation (perturbations dues à l'écoulement des charges à l'interface électrode/ myocarde). Une période réfractaire longue permet de prendre une bonne marge de sécurité pour l'élimination de ces perturbations. Mais elle présente l'inconvénient de masquer l'écoute des signaux émis par le myocarde pendant une période de temps importante. Or il est important de pouvoir écouter le rythme spontané du pati- ent le plus tôt possible après la stimulation, afin de détecter le plus précocement possible une onde de dépolarisation révélatrice d'une acti- vité spontanée des cellules myocardiques et permettre ainsi d'exécuter par exemple des algorithmes très précis de contrôle du rythme cardia- que donnant lieu à un comportement plus physiologique de la prothèse, ou encore permettre une réduction de la consommation en ne délivrant que des stimulations appropriées. Cette détection est également utili- sée pour commander le fonctionnement de certains algorithmes tels que les algorithmes de repli ou de lissage, etc. D'autre part, la détection du rythme ventriculaire spontané, notamment l'analyse de sa stabilité, est dans certains défibrillateurs implantables un paramètre essentiel de déclenchement de la thérapie de choc. Pour tenir compte des différentes situations possibles, la période réfractaire est généralement variable, avec une partie fixe ou prépro- grammée dite "période réfractaire absolue" (PRA) et une partie variable dite "période réfractaire relative" (PRR). La durée de la PRR peut être adaptée en fonction de divers para- mètres. On peut ainsi faire varier cette PRR en fonction de l'amplitude de stimulation programmée, car la perturbation dont on veut s'affranchir dure moins longtemps dans le cas d'une stimulation à faible énergie (par exemple 1,5 V) que dans celui d'une stimulation à plus forte éner- gie (par exemple 5 V). Une autre technique, proposée par exemple par le US-A-4 974 589 et également utilisée dans les stimulateurs de type Chorus d'Ela Mé- dical, consiste à détecter en cours de PRA la présence d'un potentiel ré- siduel en sortie des amplificateurs d'entrée des circuits de détection du signal cardiaque endocavitaire. Si un potentiel résiduel est détecté, on prolonge alors la PRA d'une durée prédéterminée, ci-après désignée "période élémentaire", et cette période élémentaire est réitérée (ou "re- cyclée" ou "redéclenchée") tant qu'un potentiel résiduel post- stimulation apparaît en sortie des amplificateurs de détection. Quand le potentiel résiduel détecté est inférieur à un seuil donné, le recyclage automati- que des périodes élémentaires cesse et le système passe en mode d'é- coute des signaux cardiaques. La présente invention vise un perfectionnement aux dispositifs mé- dicaux de ce type, perfectionnement qui permette une gestion très fine de la durée de la PRR de manière à réduire celle-ci au strict minimum et maximiser ainsi la durée d'écoute du rythme spontané du patient, ceci pour pouvoir exécuter de façon optimale les divers algorithmes de contrôle du dispositif. Le dispositif de l'invention est du type général décrit dans le US-A- 4 974 589, c'est-à-dire un dispositif dans lequel il est prévu des moyens pour appliquer une période réfractaire aux moyens de détection après activation des moyens de stimulation, cette période réfractaire compre- nant une période réfractaire absolue, fixe ou préprogrammée, et une période réfractaire relative, variable, la période réfractaire relative comprenant une succession de périodes élémentaires de durée fixe ou programmable réitérées jusqu'à écoulement d'une période élémentaire sans occurrence d'un potentiel résiduel de niveau supérieur à un seuil donné en sortie des moyens de détection. Selon l'invention, les moyens pour appliquer la période réfractaire: a) produisent, sur chaque réitération d'une période élémentaire, une succession de sous-périodes de durée chacune inférieure à celle d'une période élémentaire; b) détectent l'occurence éventuelle d'un potentiel pendant chaque sous-période; et cl) en cas d'occurence, réitèrent la pé- riode élémentaire dès la fin de la sous-période o l'occurence a été dé- tectée; ou c2) en l'absence d'occurence, réitèrent si nécessaire la sous- période jusqu'à la fin de la période élémentaire. La durée de la sous-période est avantageusement un sous-multiple de la durée de la période élémentaire, et le ratio entre la durée de la souspériode et celle de la période élémentaire est d'au moins 2: 1, de préférence au moins 6: 1. 0o On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre de l'inven- tion, en référence à la figure unique annexée, qui représente deux chro- nogrammes montrant la décomposition d'une période réfractaire, res- pectivement selon l'art antérieur et selon l'invention. o0 La figure 1(a) correspond à une période réfractaire telle que définie par un dispositif de type connu, par exemple un stimulateur cardiaque Chorus d'Ela Médical: juste après un événement cardiaque E corres- pondant à une stimulation, le dispositif applique une période réfractai- re absolue PRA, typiquement de 32 ms, au cours de laquelle aucune dé- tection ne peut affecter le comportement de la prothèse cardiaque. La période réfractaire se poursuit par une période réfractaire rela- tive PRR au cours de laquelle les détections qui se produisent n'ont pas d'influence sur le comportement des algorithmes de la prothèse, mais provoquent un redéclenchement de la PRR pour une durée X, typique- ment X = 48 ms, jusqu'à ce qu'une période élémentaire complète se soit déroulée sans qu'aucune détection ne soit intervenue. Ainsi, dans l'exemple illustré, une détection Dl intervenue au cours de la première période élémentaire X provoque le redéclenchement de celle- ci, et donc la prolongation de la PRR d'une nouvelle durée X. Une deuxième détection D2 survenant au cours de cette deuxième période élémentaire, un nouveau redéclenchement intervient, pour une troisiè- me période élémentaire X. Aucune détection n'étant intervenue au cours de la troisième période élémentaire X, la prothèse passe ensuite en mode d'écoute des signaux cardiaques spontanés. La période réfractaire relative est donc, dans cet exemple, PRR = 3*X = 144 ms, soit une durée totale PRtot= PRA + PRR = 32 + 144 = 176 ms pour la période réfractaire. On notera que, dans l'exemple illustré, la deuxième détection (D2) est intervenue à un moment relativement précoce de la deuxième pénrio- de élémentaire X, de sorte qu'il s'est écoulé une durée presque égale à 2*X entre la dernière détection d'un potentiel résiduel (D2) et le début de la phase d'écoute des signaux cardiaques. L'invention propose de perfectionner le mode de détermination de la PRR de manière à écourter ce délai et permettre de passer plus tôt en mode d'écoute des signaux cardiaques. Pour ce faire, comme illustré figure 1(b), après la PRA une premiè- re période élémentaire X est déclenchée pour initier la PRR. Mais dans ce cas le redéclenchement de la période élémentaire X est opérée de manière différente: après avoir déclenché la période élé- mentaire X, le dispositif définit une succession de sous-périodes Y et examine si, au cours de chacune des ces sous-périodes, un potentiel ré- siduel est détecté ou non. La durée Y est choisie très inférieure à la durée X, de préférence Y sous-multiple de X, par exemple Y = X /6 = 8 ms. Si une détection intervient au cours de l'une de ces sous-périodes Y (par exemple la détection Dl au cours de la troisième sous-période Y de la première période élémentaire X), alors la période élémentaire X est redéclenchée dès la fin de cette sous-période, sans attendre la fin de la période élémentaire en cours. Ainsi, dans l'exemple illustré sur la figure, la deuxième période élé- mentaire X est déclenchée, 3*Y = 24 ms après le début de la PRR, au lieu de l'être 48 ms après, comme avec la technique connue correspon- dant à la figure 1(a). Le même processus de détection/redéclenchement est mis en oeuvre au cours de la deuxième période élémentaire X: ainsi, si une détection D2 intervient au cours de la quatrième sous-période Y, la période élé- mentaire X est redéclenchée dès la fin de cette quatrième sous-période, et ainsi de suite. La PRR prend fin lorsque s'est écoulée une période élémentaire X complète (ou, en d'autres termes, six sous-périodes Y consécutives) sans qu'aucun potentiel résiduel n'ait été détecté. Dans l'exemple illustré, la PRR prend ainsi fin au bout de 3*Y + 4*Y + X = 104 ms, soit une durée totale PRtot = PRA + PRR = 32 + 104 = 136 ms pour la période réfractaire. On voit ainsi que, pour des détections D1 et D2 survenant au même instant, dans cet exemple particulier on a, grâce à la technique de l'in- vention, réduit la durée de la PRR de 40 ms, soit de 28 %, permettant ainsi une écoute beaucoup plus précoce des signaux spontanés du coeur. Les valeurs de la PRA, de X et de Y sont de préférence programma- bles pour une prothèse donnée, ou même pour un mode de fonctionne- ment particulier d'une prothèse, et éventuellement (mais non nécessai- rement) programmables par le médecin. Si le dispositif concerne une pluralité de cavités, la technique de l'invention résout tous les cas de protection de façon générale, et il n'est pas nécessaire de prévoir des protections spécifiques de type "blanking logique ventriculaire post-stimulation auriculaire". En effet, le dernier événement apparu en période d'écoute dans une quelconque cavité car- diaque pourra recycler la génération des périodes élémentaires des PRR dans toutes les cavités cardiaques possédant un système propre de détection. Dans tous les cas, la durée finale de la période réfractaire, pour chaque cavité-détectée indépendamment, sera toujours adéquate et minimale puisque basée sur la présence ou non de potentiels parasi- tes en sortie de sa propre chaine de détection. En d'autres termes, la durée de la PRR pour une cavité particulière ne dépend que de l'accu- mulation dans cette cavité des potentiels post-stimulation créés par l'ensemble des événements stimulés/détectés se produisant dans l'en- semble du coeur. Cette technique permet également de prendre en compte toutes les perturbations électromagnétiques, internes ou externes, touchant la ca- vité considérée. En effet, le redéclenchement persiste en présence de bruits électriques, maintenant la prothèse dans un état réfractaire tant que les perturbations sont présentes. A cet égard, les paramètres X et Y définissant la PRR peuvent être programmés pour rendre la prothèse réfractaire à des bruits dont la fréquence excède 20 Hz, comme spécifié par la norme EN 45 502. Par exemple, avec une période élémentaire X = 48 ms redéclenchable toutes les Y = 8 ms, une prothèse passera en mode asynchrone s'il apparaît un bruit persistant de fréquence supérieure à 20,8 Hz. On notera enfin que le système selon l'invention peut être aisément mis en oeuvre par un circuit en logique câblée, ce qui permet d'abaisser la consommation du dispositif par rapport à une mise en oeuvre logici- elle par microprocesseur. REVENDICATIONS 1. Un dispositif médical implantable actif, notamment un dispositif stimulateur, défibrillateur, cardioverteur et/ou resynchroniseur cardia- que, comprenant des moyens de détection d'activité du myocarde et des moyens de stimulation de ce myocarde, dans lequel il est prévu des moyens pour appliquer une période ré- fractaire aux moyens de détection après activation (E) des moyens de stimulation, cette période réfractaire (PRtot) comprenant une période réfractaire absolue (PRA), fixe ou préprogrammée, et une période ré- fractaire relative (PRR), variable, la période réfractaire relative comprenant une succession de pério- des élémentaires (X) de durée fixe ou programmable réitérées jusqu'à écoulement d'une période élémentaire sans occurrence d'un potentiel résiduel de niveau supérieur à un seuil donné en sortie des moyens de détection, dispositif caractérisé en ce que les moyens pour appliquer la pério- de réfractaire: a) produisent, sur chaque réitération d'une période élémentaire, une succession de sous-périodes (Y) de durée chacune inférieure à celle d'une période élémentaire, b) détectent l'occurence éventuelle d'un potentiel (Dl, D2) pendant chaque sous-période, et cl) en cas d'occurence, réitèrent la période élémentaire dès la fin de la sous-période o l'occurence a été détectée, ou c2) en l'absence d'occurence, réitèrent si nécessaire la sous-période jus- qu'à la fin de la période élémentaire. 2. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel la durée de la sous-période est un sous-multiple de la durée de la période élémentaire. 3. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel le ratio entre la durée de la sous-période et celle de la période élémentaire est d'au moins 2: 1, de préférence au moins 6: 1.