Brevet FR2802433A1 — publié le 20010622

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, plus précisément les dispositifs stimulateurs cardiaques, défibrillateurs et/ou cardioverteurs permettant de délivrer au coeur des impulsions électriques de faible énergie pour le traitement des troubles du rythme cardiaque. Elle concerne plus particulièrement les prothèses dites "multisite" dans lesquelles des électrodes sont placées en une pluralité de sites respectifs distincts comportant au moins un site ventriculaire et un site auriculaire. Il peut s'agir d'une prothèse de type "double chambre" (stimulation atriale droite et stimulation ventriculaire droite) ou, le plus souvent, "triple cham- bre" (stimulation atriale droite et double stimulation ventriculaire) ou "qua- druple chambre" (double stimulation atriale et double stimulation ventri- culaire). En effet, outre le traitement des troubles du rythme cardiaque, il a été pro- posé de traiter par stimulation les troubles de contraction myocardique observés chez des patients en insuffisance cardiaque, ces troubles pou- vant être spontanés ou induits par une stimulation traditionnelle. On pour- ra notamment se référer à l'étude de J. C. Daubert et coll., Stimucoeur, 25, n 3, pp. 170-176 qui fait le point des travaux sur ce sujet. Il a été notamment proposé de stimuler simultanément les ventricules gauche et droit, en permanence, pour les resynchroniser, ce qui a permis d'observer des résultats souvent spectaculaires pour des patients en in- suffisance cardiaque en classe III, non améliorée par les traitements clas- siques. En pratique, ces dispositifs opèrent en stimulation synchrone, c'est-àdire que les deux sites ventriculaires de stimulation reçoivent au même mo- ment l'impulsion de dépolarisation (délai interventriculaire nul). Le point de départ de l'invention réside dans la constatation que cette stimulation biventriculaire à délai interventriculaire nul n'est pas nécessai- rement optimale, et n'aboutit pas nécessairement à une contraction syn- chrone des deux ventricules. En effet, les délais de conduction au sein du myocarde ne sont pas les mêmes à droite et à gauche et peuvent dépendre de multiples facteurs, ainsi que de l'emplacement de la sonde ventriculaire gauche, selon que celle-ci est une sonde enfilée dans le sinus coronaire ou une sonde épi- cardique. L'un des buts de l'invention est de proposer un dispositif permettant d'éta- blir un délai interventriculaire entre les deux stimulations, et d'ajuster ce délai de manière à resynchroniser la contraction des ventricules et aboutir ainsi à une optimisation fine de l'hémodynamique. Ce dispositif est, de manière en elle-même connue un dispositif du type multisite, c'est-à-dire dans lequel des électrodes sont placées en au moins deux sites, droit et gauche, ces électrodes étant reliées à un circuit de recueil de signaux cardiaques, pour détecter un potentiel de dépolari- sation, ainsi qu'à un circuit de stimulation, pour appliquer des impulsions de stimulation sur au moins certains desdits sites. Selon l'invention, le dispositif comporte des moyens de resynchronisation des contractions ventriculaires, avec des moyens pour établir un délai en- tre les instants d'application des impulsions de stimulation respectives des ventricules droit et gauche, des moyens pour analyser un paramètre représentatif du degré de synchronisation entre ventricules, et des moyens pour faire varier le délai dans le sens de l'amélioration dudit para- mètre représentatif. Selon diverses caractéristiques subsidiaires avantageuses: - les moyens pour analyser le paramètre représentatif comportent un capteur hémodynamique, en particulier un capteur de mesure de bio- impédance dynamique intracardiaque entre un site droit et un site gau- che, notamment entre un site ventriculaire droit et un site ventriculaire gauche, ou bien entre un site atrial droit et un site ventriculaire gau- che; - la mesure d'impédance est opérée par injection d'un courant entre un site droit et un site gauche, et recueil d'un potentiel différentiel entre un site droit et un site gauche, ou entre deux sites droits, ou entre deux sites gauches; - la configuration de mesure peut être une configuration quadripolaire, sans site commun à l'injection et au recueil, ou bien une configuration tripolaire, avec un site commun à l'injection et au recueil, notamment une configuration o le site commun à l'injection et au recueil est un site distal ventriculaire gauche, I'autre site d'injection est un site distal ventriculaire droit et l'autre site de recueil est un site proximal ventri- culaire droit. On va maintenant décrire un exemple de réalisation de l'invention, en ré- férence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique d'un muscle cardiaque avec diffé- rents sites de stimulation. La figure 2 montre la variation d'impédance intracardiaque en fonction du temps, pendant la durée d'un cycle cardiaque. La figure 1 représente schématiquement un muscle cardiaque, avec ses quatre cavités: oreillette droite AD, oreillette gauche AG, ventricule droit VD et ventricule gauche VG. Pour permettre une stimulation biventriculaire, des sondes ont été implan- tées pour la stimulation de chacun des ventricules par exemple, comme illustré, des sondes bipolaires comportant une électrode proximale ventri- culaire droite VD+ une électrode distale ventriculaire droite VD-, une élec- trode proximale ventriculaire gauche VG+ et une électrode distale ventri- culaire gauche VG-. Une sonde peut être également implantée pour la stimulation de l'oreillet- te droite avec par exemple, comme illustré, une électrode proximale auri- culaire droite AD+ et une électrode distale auriculaire droite AD-. Le cas échéant, il peut être également prévu une sonde sur l'oreillette gauche, si l'on souhaite réaliser un recueil de signaux et/ou une stimula- tion sur les deux oreillettes (configuration quadruple chambre). Les électrodes des sondes sont reliées à un boîtier comprenant divers cir- cuits de détection, de stimulation et de commande, par exemple un boîtier de stimulateur multisite tel que celui décrit dans le EP-A-0 925 806 (ELA Médical) auquel on pourra se référer pour de plus amples détails. L'introduction de délais interventriculaires de stimulation et leur ajuste- ment pourront être réalisés par une programmation appropriée du micro- processeur du dispositif pour déclencher les différentes stimulations aux instants appropriés, ou par de la logique câblée, ou par une combinaison de moyens matériels et logiciels. Le délai interventriculaire pourra être: - nul, - positif, le ventricule gauche étant stimulé après le ventricule droit avec un délai pouvant atteindre par exemple 48 ms, ou - négatif, le ventricule droit étant stimulé après le ventricule gauche avec un délai pouvant atteindre par exemple 48 ms. Le dispositif comporte en outre un capteur permettant de délivrer au mi- croprocesseur un indicateur du degré de synchronisation des contractions des ventricules droit et gauche. Avantageusement, ce dispositif est un capteur hémodynamique par me- sure de bioimpédance au moyen d'un circuit tel que celui décrit par exem- ple dans le US-A-5 154 171 (Chirife). Ce document décrit la manière de mesurer les volumes diastolique et sys- tolique d'un ventricule par mesure dynamique de bioimpédance, permet- tant ainsi d'obtenir une indication du débit cardiaque et donc de la fraction d'éjection, qui est le paramètre hémodynamique de référence. L'invention propose d'utiliser un circuit tel que celui décrit dans ce docu- ment mais, à la différence de celui-ci, en effectuant une mesure intracar- diaque entre un site droit et un site gauche, d'une part. La mesure de bioimpédance se fait classiquement par injection d'une im- pulsion de courant entre deux points, et recueil d'un potentiel différentiel entre deux points. Dans le document précité US-A-5 154 171, les points d'injection et de re- cueil sont les mêmes (configuration bipolaire), tandis que dans la pré- sente invention la configuration de mesure est une configuration tripolaire (un point commun à l'injection et au recueil) ou quadripolaire (aucun point commun à l'injection et au recueil). Le courant injecté pour la mesure d'impédance est par exemple un cou- rant de 80 pA délivré sous la forme d'une impulsion de largeur 5 ps. Diverses configurations d'injection et de recueil sont possibles. Dans une configuration actuellement préférée, qui est une configuration tripolaire, I'injection se fait (comme illustré par les flèches en trait continu épais) entre l'électrode distale ventriculaire droite VD- et l'électrode dista- le ventriculaire gauche VG-, le recueil étant opéré (comme illustré par les flèches en traits interrompus épais) entre l'électrode proximale ventriculai- re droit VD+ et l'électrode distale ventriculaire gauche VG-. Toutes autres configurations tripolaires ou quadripolaires sont envisagea- bles en combinant deux à deux les six sites illustrés VD+, VD-, VG+, VG-, AD+ et AD-, les seules combinaisons exclues étant les combinaisons aboutissant à une configuration bipolaire, ou bien celles o l'injection de courant se fait d'un même côté du coeur (une injection devant être tou- jours réalisée entre un site droit et un site gauche). Les configurations (tripolaires) actuellement préférées sont: - injection entre VD- et VG-, recueil entre VD+ et VG-, - injection entre AD- et VG-, recueil entre AD+ et VG-, et - injection entre AD- et AG-, recueil entre AD+ et AD-. L'injection et le recueil des signaux en ces différents points est réalisé par un circuit tel que décrit dans le US-A-5 154 171 précité, ou encore par un circuit tel que celui servant à la mesure de la ventilation- minute (MV) sur les dispositifs existants. Dans ce dernier cas, les sites sont modifiés (injection/recueil intracardia- ques, et non transpulmonaires entre coeur et boîtier), et le recueil est opé- ré dans des bandes de fréquences différentes: basse fréquence pour la mesure de MV, fréquence plus élevée pour la resynchronisation interven- triculaire selon l'invention. Ainsi, la partie matérielle des modules de mesure d'impédance pourra être identique à ce qui existe déjà dans les stimulateurs connus, permet- tant donc une mise en oeuvre de l'invention sans surcoût important. La mesure de la ventilation-minute peut ainsi se faire par injection entre l'électrode distale ventriculaire droite VD- et le boîtier du stimulateur, et le recueil entre l'électrode proximale ventriculaire droite VD+ et le boîtier. Sur un cycle cardiaque, la courbe d'impédance dynamique Z obtenue en fonction du temps t correspond à ce qui est illustré figure 2. Si la contraction des ventricules n'est pas synchrone, on observe deux pics d'impédance P1 et P2 correspondant aux systoles respectives des deux ventricules, I'écart A entre ces deux pics étant représentatif du degré de désynchronisation interventriculaire. Le dispositif va alors modifier l'ajustement du délai d'application des im- puisions de stimulation au ventricule dans le sens de l'amélioration du synchronisme, c'est-a-dire dans le sens du rapprochement des deux pics P1 et P2, idéalement confondus en un pic unique lorsque les ventricules se contractent en synchronisme. REVENDICATIONS 1. Un dispositif médical implantable actif, notamment un stimulateur car- diaque, défibrillateur et/ou cardioverteur, du type multisite dans lequel des électrodes sont placées en au moins deux sites, droit et gauche, ces élec- trodes étant reliées à un circuit de recueil de signaux cardiaques, pour détecter un potentiel de dépolarisation, ainsi qu'à un circuit de stimula- tion, pour appliquer des impulsions de stimulation sur au moins certains desdits sites, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de resynchronisa- tion des contractions ventriculaires, avec: - des moyens pour établir un délai entre les instants d'application des impulsions de stimulation respectives des ventricules droit (VD) et gauche (VG), - des moyens pour analyser un paramètre (Z) représentatif du degré de synchronisation entre ventricules, et - des moyens pour faire varier le délai dans le sens de l'amélioration du- dit paramètre représentatif. 2. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel les moyens pour analy- ser le paramètre représentatif comportent un capteur hémodynamique. 3. Le dispositif de la revendication 2, dans lequel le capteur hémodyna- mique est un capteur de mesure de bioimpédance dynamique intracardia- que (Z) entre un site droit et un site gauche. 4. Le dispositif de la revendication 3, dans lequel le capteur hémodyna- mique est un capteur de mesure de bioimpédance dynamique (Z) entre un site ventriculaire droit (VD+, VD-) et un site ventriculaire gauche (VG+, VG-). 5. Le dispositif de la revendication 3, dans lequel le capteur hemodyna- mique est un capteur de mesure de bioimpédance dynamique (Z) entre un site atrial droit (AD+, AD-) et un site ventriculaire gauche (VG+, VG-). 6. Le dispositif de la revendication 3, comprenant des moyens de mesure d'impédance opérant par injection d'un courant entre un site droit (VD+, VD-, AD+, AD-) et un site gauche (VG+, VG-), et recueil d'un potentiel différentiel entre un site droit et un site gauche, ou entre deux sites droits, ou entre deux sites gauches. 7. Le dispositif de la revendication 6, dans lequel les moyens de mesure comportent une configuration tripolaire, avec un site commun à l'injection et au recueil. 8. Le dispositif de la revendication 7, dans lequel le site commun à l'injec- tion et au recueil est un site distal ventriculaire gauche (VD-), I'autre site d'injection est un site distal ventriculaire droit (VG-) et l'autre site de re- cueil est un site proximal ventriculaire droit (VD+). 9. Le dispositif de la revendication 6, dans lequel les moyens de mesure comportent une configuration quadripolaire, sans site commun à l'injection et au recueil.