Brevet FR3053595A1 — publié le 20180112

DISPOSITIF DE DETECTION D'UN DYSFONCTIONNEMENT DE DERIVATION DE TYPE VENTRICULO-PERITONEALE POUR LIQUIDE CEPHALO-RACHIDIEN OU ANALOGUE DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL ET ART ANTÉRIEUR La présente invention est relative au domaine des valves de dérivation et plus particulièrement à celles utilisées dans les cas de traitement de l'hydrocéphalie. Elle trouve avantageusement application dans le cas de valves 10 ventriculo-péritonéales, mais s'applique également pour d'autres types de dérivations : dérivation ventriculo-auriculaire ou encore dérivation lumbopéritonéale, par exemple. L'hydrocéphalie est une pathologie qui touche un nombre de patients important et qui peut avoir différentes causes : congénitale, 15 congénitale en relation au virus Zika, tumeur cérébrale, suite de traumatisme crânien grave (chute, accident), dérèglement du système de régulation du liquide céphalo rachidien (LCR), etc. Cette pathologie engendre différents types de troubles : céphalées, nausées, troubles de la conscience, troubles visuels, comas voire décès 20 dus à l'hypertension intracrânienne. Le principal traitement connu consiste à implanter sur le patient une dérivation ventriculo-péritonéale composée de deux cathéters et d'une valve qui régule la pression intracrânienne et permet d'écouler le LCR qui est produit de manière continue dans le cerveau à raison de 25 21m1/h. Ces valves connaissent toutefois des dérèglements et/ou dysfonctionnements parfois liés à des infections ou changements de la composition biochimique du LCR et doivent donc être souvent remplacées : 40% des implants sont remplacés après deux ans, 98% le 30 sont après dix ans. 3053595 2 En outre, les diagnostics sur les dysfonctionnements de valves sont souvent difficiles et longs, nécessitent des chirurgies parfois inutiles pour vérifier le bon fonctionnement de l'ensemble valve cathéters, ce qui n'est pas satisfaisant compte tenu des conséquences graves que ces 5 dérèglements peuvent avoir sur la santé et les conditions de vie des patients. De plus, lorsque l'état de santé du patient ne s'améliore pas après plusieurs interventions chirurgicales, les médecins ont alors recours à des sondes intra-parenchymateuses (très invasives dans le cerveau) et nécessitant une hospitalisation, pour mesurer la pression intracrânienne 10 et promulguer un diagnostic. PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L'INVENTION Un but général de l'invention est donc de palier aux problématiques précitées. 15 Notamment, selon un aspect, l'invention propose une solution permettant de détecter un dysfonctionnement d'une valve de dérivation ventriculo-péritonéale et des cathéters qui lui sont associés, par le biais d'une mesure directe de la pression intracrânienne. En particulier elle propose un dispositif de détection d'un 20 dysfonctionnement d'un ensemble valve cathéters de dérivation d'un liquide céphalo-rachidien ou analogue, caractérisé en ce qu'il comporte : - une chambre de mesure de pression ; - un canal laminaire qui débouche dans ladite chambre (6), d'un côté et de l'autre de celle-ci, et qui est adapté pour assurer la 25 circulation du liquide dérivé en amont de la valve, à travers ladite chambre ; - un capteur pour la mesure d'une pression dans ladite chambre ; - une électronique de contrôle et de communication apte à échanger avec un lecteur externe pour transmettre une mesure 30 par ledit capteur. 3053595 3 Dans un mode de réalisation, la chambre est disposée à l'intérieur d'un boîtier en un matériau biocompatible, le canal laminaire étant adapté à un raccordement dudit boîtier à des cathéters de dérivation, en amont de la valve. 5 En variante, la chambre (comme le capteur et tout ou partie de l'électronique) peut être intégrée avec la valve dans une même enveloppe souple ou un même boîtier, pour former un seul ensemble. Également, l'invention propose un ensemble comportant un tel dispositif et un lecteur adapté pour communiquer avec l'électronique de i.o contrôle et de communication du capteur. De cette façon, on dispose d'une solution technique permettant une mesure ambulatoire et autonome de la pression du liquide dérivé en amont de la valve. Un tel dispositif permet par exemple à une personne valvée de 15 détecter par elle-même un dysfonctionnement de sa valve dont elle est implantée et de faire régulièrement des sondages et enregistrements qui pourront le cas échéant être ultérieurement soumis à des chirurgiens pour analyse. Le dispositif est en outre complété par les différentes 20 caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles : - le capteur est un capteur piézo-électrique et/ou piézo-résistif ; - le capteur est rapporté sur une membrane souple séparant ledit capteur de la chambre de mesure ; 25 - le dispositif comporte une couche en titane interposée entre la membrane souple et le capteur ; - la chambre de mesure est de forme générale circulaire ; - le capteur a une forme de disque ; 3053595 4 - l'électronique de contrôle et de communication comporte une électronique d'amplification, la mesure par le capteur étant une mesure passive ; - l'électronique de contrôle comporte une électronique de 5 sollicitation en résonance, la mesure par le capteur étant une mesure dynamique ; - l'électronique de contrôle et de communication comporte un système d'alimentation inductif ; - l'électronique de contrôle et de communication comporte une pile ou une batterie rechargeable ; - le dispositif comporte en outre au moins un autre capteur pour l'analyse du liquide circulant dans le canal de circulation ; - le boîtier est en titane ; - le boîtier comporte une fenêtre en céramique pour permettre le passage des ondes électromagnétiques. PRÉSENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non 20 limitative, et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 illustre un enfant sur lequel une dérivation ventriculopéritonéale a été posée ; - la figure 2 représente schématiquement une valve de dérivation et en amont de celle-ci un dispositif implantable conforme à un mode de 25 réalisation possible pour l'invention ; - la figure 3 illustre schématiquement l'interaction entre un tel dispositif implantable et un lecteur externe ; - la figure 4 représente schématiquement en vue en perspective un dispositif implantable du type de celui illustré sur la figure 2, ce 30 dispositif étant en l'occurrence d'un type réalisé par impression 3D ; 3053595 5 - Les figures 5a et 5b d'une part et 6a et 6b d'autre part illustrent deux autres modes de réalisation possibles pour un tel dispositif implantable ; - les figures 7a et 7b illustrent deux exemples de configurations 5 d'implantations possibles ; - les figures 8a et 8b illustrent schématiquement deux types d'électroniques de communication envisageables. DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE MISE EN 10 OEUVRE ET DE RÉALISATION On a représenté sur la figure 1 un enfant sur lequel une dérivation D ventriculo-péritonéale a été posée. Ainsi que l'illustre la figure 2, cette dérivation D est généralement constituée de cathéters C en amont et en aval d'une valve V qui s'ouvre 15 pour assurer l'écoulement du liquide céphalo-rachidien en excès lorsque la pression intracrânienne augmente. Sur cette même figure 2, on a en outre représenté un dispositif 1 formant capteur de pression qui est implanté en amont de la dérivation D. Ainsi que l'illustre la figure 3, ce dispositif 1 est destiné à communiquer avec un lecteur 2 externe. Ce lecteur 2 intègre lui-même des moyens de communication lui permettant d'échanger avec des moyens M à distance chez un médecin (lecteur similaire au lecteur 2, lui-même relié à une tablette ou plus généralement à des moyens informatiques (PC, serveur d'un réseau, etc...) permettant de traiter et mémoriser les différentes informations lues par les lecteurs 2 et transmises aux moyens M). Le dispositif 1 se présente sous une forme rigide ou semi-rigide (figure 4) ou encore sous la forme d'une enveloppe souple. Il peut être 30 séparé de la valve V ou au contraire être intégré avec la valve dans une 3053595 6 même enveloppe souple ou un même boîtier, pour former un seul ensemble. Il est de dimensions similaires à celles de la dérivation D, soit environ 47 x 17 x 10 mm3 (indications données à titre d'ordre de 5 grandeur). Comme l'illustrent les figures 4, 5a et 5b, ainsi que 6a et 6b, différentes configurations sont possibles pour ledit capteur 1. Dans les exemples illustrés sur ces figures, il se présente par exemple sous la forme d'une structure qui comporte: 10 - un boîtier semi-rigide ou rigide 3, - un canal 4 qui traverse le boîtier 3 et qui permet une circulation laminaire du liquide céphalo-rachidien, évitant une stagnation du LCR pouvant causer des infections, - une membrane souple de séparation 5 qui ferme le canal 4 et est 15 par exemple dans le même matériau que le boîtier 3, - une chambre de mesure 6, - un capteur 7 piézo-électrique ou piézo-résistif disposé dans ladite chambre 6 et rapporté sur la membrane 5, - un circuit 8 avec différents composants électroniques, 20 - une antenne 9 qui est intégrée audit circuit ou est reliée à celui- ci. Le boîtier 3 est en un ou des matériaux biocompatibles. Par exemple, ledit boîtier 3 et la membrane 5 sont en des matériaux polymères tels que la silicone ou encore en des matériaux rigides tels que 25 les métaux (titane) ou des céramiques. Par exemple, le boîtier peut être principalement en titane avec au moins une fenêtre 10 en une céramique transparente aux ondes électromagnétiques pour permettre la communication avec l'extérieur. Le canal de circulation 4 qui traverse ledit boîtier 3 est adapté à un 30 raccordement à une dérivation dudit liquide en amont de la valve. 3053595 7 Notamment, il débouche dans la chambre de mesure 6, d'un côté et de l'autre de celle-ci. Il assure la circulation du liquide dérivé à travers ladite chambre 6 et ledit boîtier 3. Il est par exemple constitué par un embout amont 4a et un 5 embout aval 4b qui débouchent chacun dans la chambre 6 et permettent, dans leur partie extérieure au boîtier, un raccordement à des cathéters du circuit de dérivation. Les embouts 4a et 4b sont d'un type permettant de se raccorder à n'importe quel type de valve (réglable, à débit constant et à pression constante), quel que soit le fournisseur. 10 L'embout 4b est par exemple directement raccordé à la valve, ce qui permet d'éviter de remettre un bout de cathéter entre le dispositif et la valve et évite d'introduire une perturbation dans la circulation du LCR. La membrane 5 qui porte le capteur 7 peut être isolée de celui-ci par une couche formant barrière isolante en titane. 15 La chambre de mesure 6 est par exemple de forme circulaire. Cette forme à l'avantage de limiter les perturbations d'écoulements pour le liquide LCR. Le canal 4 débouche dans ladite chambre circulaire 6 au niveau de deux extrémités diamétralement opposées. Le capteur 7 est un capteur à membrane de Si, qui est par 20 exemple du type de celui décrit dans la demande de brevet W02014187937. Il est de forme et de dimensions complémentaires à celles de la chambre de mesure 6 et est par exemple constitué par un disque de 1 cm de diamètre et de 50 I.im d'épaisseur portant une ou plusieurs 25 électrodes au centre ou en périphérie. Le circuit 8 peut être un circuit imprimé flexible. Il peut porter l'antenne 9, qui est par exemple alors une antenne bobinée ainsi que cela sera décrit plus loin de façon plus détaillée (figures 5a et 5b). En variante, l'antenne 9 peut être portée par un circuit PCB simple face collé sur le boîtier 3, sur une face intérieure de celui-ci (figures 6a et 3053595 8 6b). Différentes architectures sont possibles pour le capteur piézoélectrique 7 à l'intérieur du dispositif 1. Dans une première variante, le capteur piézo-électrique peut fonctionner en mode passif (naissance de la charge sous l'effet d'une 5 déformation) en étant associé à un amplificateur au niveau de l'électronique 8. La pression mesurée par le capteur 7 et relevée par le lecteur 2 est alors analysée pour en déduire le cas échéant l'existence d'une surpression dans le canal de circulation 4. En particulier, plus la pression 10 augmente dans celui-ci, plus la membrane souple 5 - qui se déforme devient rigide. Le signal recueilli (qui correspond aux pulsations cardiaques) est atténué. L'analyse de ce signal peut être faite au niveau du lecteur 2 ou à distance, par les moyens informatiques associés au lecteur M avec lequel 15 ledit lecteur 2 communique. Le niveau d'atténuation peut être comparé à un seuil. La détection du franchissement de ce seuil peut par exemple déclencher l'émission d'un signal d'alerte à destination de l'utilisateur du lecteur. Dans une autre variante, le capteur piézo-électrique 7 peut être 20 sollicité en résonnance par l'électronique 8 dans un mode dynamique. Le lecteur 2 ou l'appareil à distance analyse alors la variation de la fréquence de résonnance du capteur. L'existence d'une surpression dans le canal 4 va en effet entrainer un décalage de la fréquence de résonance de la membrane souple. La variation de la fréquence de résonance est 25 par exemple là aussi comparée à un seuil, qui lorsqu'il est franchi déclenche l'émission d'un signal d'alerte. Dans les modes nécessitant une excitation du capteur, l'électrode du capteur est centrale tandis que les électrodes de lecture sont sur le bord de la structure piézo-électrique. 30 Dans d'autres variantes encore, les électrodes d'excitation peuvent être situées du côté opposé au canal 4 de circulation du liquide. 3053595 9 Différentes implantations sont possibles pour le dispositif 1. Notamment, ainsi qu'illustré sur la figure 7a, le dispositif 1 peut être disposé en série avec la valve V entre les deux cathéters amont et aval C. 5 Il peut également être disposé en dérivation (figure 7b). Avec ces différentes implantations, le dispositif 1 est adapté pour mesurer, grâce au capteur piézo-électrique 7, une surpression en amont de la dérivation D. Le déclenchement d'une mesure par le capteur 7 peut être 10 commandé par interrogation par le lecteur 2. L'électronique 8 gère les échanges avec le lecteur 2 et contrôle l'actionnement de la mesure par le capteur piézo-électrique 7. Ainsi que l'illustre la figure 8a, l'électronique 8 peut comprendre un système de télé-alimentation 9 qui permet de s'affranchir d'une pile 15 embarquée et donne une longue durée de vie au dispositif. Un tel système inductif sans pile fonctionne alors de préférence dans les bandes de fréquence 13,56 MHz, 27 MHz (bandes de fréquence ISM). L'antenne 9 est alors une antenne bobinée qui est par exemple disposée sur le circuit flexible 8 (mode de réalisation des figures 5a et 20 5b). En variante (figure 6a et figure 8b), l'électronique 8 peut intégrer une pile 11 ou une batterie rechargeable, ce qui permet de plus grandes portées entre le lecteur 2 et le dispositif 1 implanté, celui-ci intégrant une électronique de communication radio fréquence. 25 Cette variante permet en outre de programmer des mesures répétitives sans intervention par prise de pression semi-continues. Dans ce mode de réalisation, le lecteur 2 réveille l'implant que constitue le capteur 1 en demandant une mesure, puis ledit implant se remet en mode veille après avoir transmis le résultat de la mesure, afin 30 d'économiser la batterie. 3053595 10 Un tel dispositif avec pile fonctionne dans les bandes de fréquence réservées 402 MHz (bande MICS) ou 433 MHz (bande ISM). En variante encore, le dispositif 1 peut intégrer d'autres capteurs que des capteurs de mesure de type piézo-électrique : capteurs aptes à 5 mesurer le pH ou à faire une analyse biochimique du LCR pour détecter une infection, etc. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection d'un dysfonctionnement d'un ensemble valve cathéters de dérivation d'un liquide céphalo-rachidien ou analogue, caractérisé en ce qu'il comporte : - une chambre (6) de mesure de pression ; - un canal laminaire (4) qui débouche dans ladite chambre (6), d'un côté et de l'autre de celle-ci, et qui est adapté pour assurer la circulation d'un liquide dérivé en amont d'une valve, à travers ladite chambre (6) ; - un capteur (7) pour la mesure d'une pression dans ladite chambre (6) ; - une électronique (8, 9) de contrôle et de communication apte à échanger avec un lecteur externe pour transmettre une mesure par ledit capteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (6) est disposée à l'intérieur d'un boîtier (3) en un matériau biocompatible, le canal laminaire (4) étant adapté à un raccordement dudit boîtier (3) à des cathéters de dérivation, en amont d'une valve. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (7) est un capteur piézo-électrique et/ou piézorésistif. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur est rapporté sur une membrane souple (5) séparant ledit capteur de la chambre de mesure. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une couche en titane interposée entre la membrane souple et le capteur. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de mesure (6) est de forme générale circulaire. 3053595 12 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur (7) a une forme de disque. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électronique de contrôle et de communication comporte une 5 électronique d'amplification, la mesure par le capteur étant une mesure passive. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électronique de contrôle comporte une électronique de sollicitation en résonance, la mesure par le capteur étant une 10 mesure dynamique. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que son électronique de contrôle et de communication comporte un système d'alimentation inductif. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce 15 que son électronique de contrôle et de communication comporte une pile ou une batterie rechargeable. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un autre capteur pour l'analyse du liquide circulant dans le canal de circulation. 20 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier est en titane. 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier comporte une fenêtre en céramique pour permettre le passage des ondes électromagnétiques. 25 15. Ensemble comportant un dispositif selon l'une des revendications précédentes et un lecteur adapté pour communiquer avec l'électronique de contrôle et de communication du capteur.