FR2461507A1 - Stimulateur cardiaque comportant une commande du taux d'impulsions - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN STIMULATEUR CARDIAQUE. LE STIMULATEUR 10 COMPREND UNE SOURCE D'IMPULSIONS DE FREQUENCE RELATIVEMENT ELEVEE ET CONSTANTE, PAR EXEMPLE UN OSCILLATEUR A CRISTAL 16 ET UN DIVISEUR DE FREQUENCE 18A ET 18B SERVANT A DIMINUER LA FREQUENCE DES IMPULSIONS DE LA SOURCE EN VUE DE LEUR APPLICATION A DES ELECTRODES DU STIMULATEUR 11 ET 12, EN COOPERATION AVEC UNE COMMANDE DE TAUX D'IMPULSIONS 28 QUI EST RELIEE AU CONVERTISSEUR POUR SUPPRIMER UN NOMBRE PREDETERMINE D'IMPULSIONS DANS CHAQUE INTERVALLE DE TEMPS, UNE COMMANDE EXTERNE ETANT RELIEE A LA COMMANDE DE TAUX D'IMPULSIONS DE MANIERE A ENGENDRER, PAR SELECTION MANUELLE, UN PREMIER ET UN SECOND SIGNAL D'ORDRE QUI SONT RECUS PAR LA COMMANDE DE TAUX D'IMPULSIONS EN VUE D'AUGMENTER OU DE REDUIRE LE NOMBRE DES IMPULSIONS SUPPRIMEES. APPLICATION AU DOMAINE MEDICAL.

Description

La présente invention se rapporte à un stimulateur cardiaque électronique

et elle a trait plus particulièrement à un stimulateur cardiaque électronique d'un type nouveau qui comporte une commande de rythme de stimulation. Dans le domaine de la stimulation

cardiaque électronique, on a constaté que des stimula-

teurs non synchrones produisaient une stimulation de rythme ou cadence fixe et, bien que la stimulation ne soit pas automatiquement modifiée en fonction des besoins du corps, il s'est avéré efficace d'éviter les symptômes

d'un arrêt total du coeur. Cependant un stimulateur car-

diaque non synchrone présente éventuellement l'incon-

vénient de rivaliser avec le stimulateur physiologique naturel pendant des périodes de conduction normale de sinus. Il en résulte qu'on a mis au point des stimulateurs destinés à intervenir à la demande et ayant

la possibilité d'amorcer artificiellement une stimula-

tion seulement lorsque cela est nécessaire, puis de la supprimer lorsque le coeur revient au rythme sinus. Le stimulateur à la demande résout le problème rencontré

avec les stimulateurs non synchrones du fait qu'il s'ar-

rête de lui-même lors de l'existence d'une activité ven-

triculaire, mais qu'il entre en jeu et rétablit les

battements du coeur en l'absence d'activité ventriculaire.

Plus récemment, on a mis au point un stimulateur cardiaque du type à la demande, dans lequel

la génération d'impulsions est produite en relation syn-

chronisée avec une source de signaux de synchronisation

qui fonctionne à une fréquence constante. Dans ce stimu-

lateur, l'élément de synchronisation comprend une horlo-

ge numérique du type à circuit intégré et ce stimulateur agit sur le rythme cardiaque naturel pour l'adapter à

un signal répétitif précis. En particulier, ce stimula-

teur numérique comporte un cristal du genre quartz, qui opère par l'intermédiaire d'un diviseur de fréquence pour produire des impulsions de sortie à une fréquence

qui est approximativement d'une impulsion par seconde.

Ce stimulateur a une cadence très précise qui ne change

jamais notablement et il ne s'arrête jamais. Il est extrê-

mement avantageux de disposer d'un stimulateur ayant la capacité de contrôler le rythme de stimulation et o les changements de rythme sont avantageusement effectués à

l'aide d'une commande externe.

L'invention a en conséquence pour but

de fournir un stimulateur cardiaque artificiel perfec-

tionné dans lequel la génération d'impulsions est synchro-

nisée avec une source de signaux de synchronisation opé-

rant à fréquence constante et capable de commander le

rythme de stimulation.

L'invention a également pour but de fournir un stimulateur cardiaque artificiel dans lequel la commande est effectuée par des instructions fournies

de l'extérieur ou à distance du stimulateur.

L'invention a en outre pour but de four-

nir un stimulateur cardiaque artificiel qui est du type implanté et dans lequel la commande reçoit des ordres ou des instructions provenant de l'extérieur du corps

du patient.

L'invention a également pour but de fournir un stimulateur cardiaque artificiel dans lequel la commande augmente ou diminue le rythme de stimulation

dans des limites fixes dans un but de sécurité.

L'invention a en outre pour but de fournir un stimulateur cardiaque artificiel dans lequel

la commande est effectuée en réponse seulement à des ins-

tructions codées dans un but de sécurité.

L'invention concerne un stimulateur cardiaque artificiel comprenant une source d'impulsions ayant une fréquence relativement élevée et constante et un moyen pour convertir les impulsions de haute fréquence en impulsions ayant une fréquence relativement plus basse et convenant pour leur application à des électrodes

de stimulation cardiaque, une commande de taux d'impul-

sions qui est reliée au convertisseur de fréquence de façon à supprimer un nombre prédéterminé d'impulsions dans chaque intervalle de temps en vue de modifier la

fréquence des impulsions qui sont appliquées aux électro-

des du stimulateur, et une commande auxiliaire reliée à la commande de taux d'impulsions pour déterminer le nombre d'impulsions à supprimer. La commande auxiliaire produit des premier et second signaux d'ordre codés en

vue de leur application à la commande de taux d'impul-

sions afin d'augmenter ou de réduire le nombre des impul-

sions à supprimer, la commande de taux d'impulsions com-

prenant des moyens réagissant seulement auxdits premier

et second signaux d'ordre codés. Le stimulateur cardia-

que artificiel comportant la commande de taux d'impul-

sions peut être implanté dans le corps d'un patient et la commande auxiliaire peut être placée à l'extérieur du corps et comprend un moyen manoeuvrable manuellement pour sélectionner le premier et le second signaux d'ordre en même temps qu'un transmetteur servant à appliquer les signaux d'ordre de l'extérieur du corps du patient, ces signaux d'ordre étant alors reçus par un capteur logé

dans le corps du patient et étant transmis par un conduc-

teur électrique à la commande de taux d'impulsions.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de

la description, donnée à titre d'exemple non limitatif,

en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique d'un stimulateur cardiaque artificiel conforme à la

présente invention.

La figure 2 est un schéma synoptique de la commande de fréquence d'impulsions du stimulateur

de la figure 1.

La figure 3 est un schéma synoptique de la commande auxiliaire du stimulateur de la figure.1; et

la figure 4 représente des formes d'on-

des montrant le fonctionnement du stimulateur cardiaque

selon l'invention.

Un stimulateur cardiaque numérique uti-

lisant un cristal de quartz pour commander de façon très précise le rythme cardiaque a été décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 870 050. Dans ce stimulateur cardiaque, un cristal constitué par un quartz opère par l'intermédiaire d'un diviseur de fréquence pour produire approximativement une impulsion de sortie par seconde. En particulier, un signal de sortie de 16 384 hertz de cet oscillateur à cristal est divisé par des diviseurs numériques binaires de manière à obtenir une fréquence d'impulsions de 2 hertz en 13 échelons de la manière suivante: 16 384, 8 102, 4 096, 2 048, 1 024,

512, 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4 et 2 hertz. Un tel sti-

mulateur cardiaque produit un rythme très précis qui ne

change jamais de façon notable et il ne s'arrête jamais.

Il est extrêmement souhaitable de dis-

poser d'un stimulateur cardiaque ayant la capacité sup-

plémentaire de commander le rythme de stimulation et, en outre, d'assurer une telle commande de l'extérieur

du corps du patient lorsque le stimulateur est implanté.

Conformément à la présente invention, une commande -exter-

ne est associée à la source de fréquence de manière à sup-

primer un certain nombre de battements à un échelon

intermédiaire dans le diviseur de fréquence. En parti-

culier, au huitième échelon du diviseur de fréquence o

la fréquence est de 64 hertz, la suppression d'une im-

pulsion toutes les secondes fait en sorte que les impul-

sions appliquées aux électrodes du stimulateur sont

diminuées à intervalles d'une impulsion sur 64, c'est-

à-dire approximativement 1,5% pour 64 impulsions, ou bien 3% pour 32 impulsions, lorsque les 32 impulsions restantes sont supprimées. Cela s'explique par le fait

que le train d'impulsions non supprimées donne une fré-

quence de 2 hertz, c'est-à-dire 120 impulsions par se-

conde alors que, pour 32 impulsions supprimées sur 64, l1 cadence ebt de 60 impulsions par seconde. Quand chaque

impulsion supplémentaire apparaissant au huitième éche-

lon du diviseur de fréquence est supprimée, le rythme

de stimulation est diminué d'une autre fraction de 3%.

Par exemple, lorsqu'on arrête 32 impulsions, le rythme cardiaque est de 60 battements par minute. Si on arrête 8 impulsions supplémentaires, on laisse subsister 24

impulsions établissement un rythme cardiaque de 45 bat-

tements par minute.. En conséquence, chaque application

d'un signal de commande d'augmentation produit une aug-

mentation du rythme de stimulation cardiaque de 3% et chaque application d'un signal de commande de réduction produit une diminution du rythme cardiaque d'une valeur semblable, les données indiquées ci-dessus rentrant

dans des limites prédéterminées à des fins de sécurité.

En d'autres termes, pour faire varier le rythme de sti-

mulation d'environ 60 impulsions/minute c'est-à-dire entre 30 impulsions/minute et 120 impulsions/minute, il est nécessaire de disposer d'un diviseur de fréquence à 13 échelons, dont le huitième échelon correspondant à

64 impulsions/seconde est supprimé la moitié du temps.

Pour un rythme de 60 impulsions/minute, le huitième

échelon comportera 32 impulsions supprimées, c'est-à-

dire qu'il correspondra à un compte de 32 impulsions, les 32 impulsions restantes étant inactives. Cela donne

impulsions/minute pour 32 échelons supprimés; 63 im-

pulsions/minute pour 31 échelons supprimés et 57 impul-

sions/minute pour 33 échelons supprimés, c'est-à-dire une variation d'environ 3%. Des instructions peuvent être fournies par une commande externe se présentant sous la forme d'un dispositif couplé inductivement avec une bobine réceptrice placé dans le stimulateur implanté, la commande opérant de manière à appliquer des signaux d'instructions au stimulateur par l'intermédiaire de la voie inductive. En variante, les instructions pourraient

être fournies directement par l'intermédiaire de conduc-

teurs ECG au corps du patient. Le dispositif peut compor-

ter deux contacteurs à bouton-poussoir actionné manuelle-

ment et servant à produire respectivement une augmenta-

tion et une réduction du rythme cardiaque,le dispositif étant agencé de façon qu'un enfoncement du premier bouton augmente le rythme cardiaque d'environ 3% à chaque fois qu'il est actionné, alors que l'enfoncement du second bouton diminue le rythme cardiaque d'environ 3% à chaque fois qu'il est actionné. Le rythme cardiaque conserve alors la valeur nouvellement introduite après que le

dispositif externe a été débranché.

En considérant maintenant la figure 1,

on voit que le système selon l'invention comprend un sti-

mulateur cardiaque 10 comportant des électrodes agencées

pour être reliées fonctionnement au coeur d'un patient.

Le système représenté comporte deux électrodes 11, 12 dont au moins une est placée chirurgicalement en contact avec le coeur du patient. En particulier, l'électrode négative 11 est placée chirurgicalement en contact avec le ventricule du coeur du patient, tandis que l'électrode 12, qui peut fonctionner comme une électrode de référence, peut être implantée de façon sous-cutanée dans une autre partie du corps du patient. En variante, l'électrode 12

peut également être placée au contact du coeur du patient.

Les électrodes 11, 12 sont branchées dans le circuit du stimulateur cardiaque par l'intermédiaire de fils qui sont enveloppés d'une matière étanche à l'humidité et ne provoquant pas de réactions avec le corps humain, par exemple un caoutchouc de silicone ou une matière plasti-

que appropriée.

Le stimulateur cardiaque 10 comprend en

outre une source fournissant à sa sortie un train d'im-

pulsions électriques de fréquence constante et comportant un générateur d'impulsions 16 tel qu'un oscillateur qui

produit des impulsions de sortie à une fréquence relati-

vement élevée et un moyen, se présentant sous la forme d'un diviseur 18, pour convertir les impulsions à haute fréquence en impulsions d'une basse fréquence appropriée pour une stimulation cardiaque. Le diviseur 18 se présente sous la forme d'un diviseur de fréquence électronique binaire qui divise la fréquence de l'impulsion de manière

à la réduire séquentiellement jusqu'à une fréquence re-

lativement basse correspondant au rythme désiré de sti-

mulation cardiaque.

Dans le système représenté, le divi-

seur 18 comporte un premier composant 18a, pourvu d'une

entrée reliée par une ligne 20 à la sortie de l'oscilla-

teur 16 et d'une sortie, et il possède huit étages de division de fréquence. En outre, le diviseur 18 comporte un second composant 18b qui possède 5 étages de division de fréquence. Le diviseur 18, représenté sur la figure 1 comme comprenant les deux composants 18a, 18b, peut se présenter sous la forme de deux diviseurs séparés, ou bien en variante, il peut se présenter sous la forme d'un

seul diviseur relié fonctionnellement à un étage inter-

médiaire, comme cela va être décrit dans la suite. Le stimulateur cardiaque 10 comprend en outre un moyen pour

appliquer le train d'impulsions de la source aux élec-

trodes, ce moyen se présentant sous la forme d'un ampli-

ficateur 22 associé à un circuit comportant une entrée reliée par un conducteur 24 à la sortie du composant 18b du diviseur et une sortie reliée aux électrodes 11, 12. L'amplificateur 22 assure également la conformation de chaque impulsion de manière à obtenir à la sortie du

stimulateur des impulsions d'une durée d'environ 1 milli-

seconde. Le courant électrique d'excitation de l'oscilla-

teur 16, du diviseur 18 et de l'amplificateur 22 est fourni par une source appropriée, telle qu'une batterie (non représentée), d'une manière connue. Le stimulateur cardiaque comportant les électrodes 11, 12, la source 16, le diviseur 18 et l'amplificateur 22, est semblable au stimulateur cardiaque décrit dans le brevet des

Etats-Unis d'Amérique No 3 870 050.

Conformément à la présente invention,

il est prévu un dispositif de commande de taux d'impul-

sions, désigné dans son ensemble par 28 et relié au divi-

seur ou convertisseur de fréquence 18 de manière à sup-

primer un nombre prédéterminé d'impulsions appliquées aux

électrodes 11, 12.

Dans le système représenté, le dis-

positif de commande de taux d'impulsions 28 est relié à un étage intermédiaire du convertisseur 18, en étant en particulier branché entre les composants 18a et 18b de la figure 1, c'est-à-dire après le huitième étage de

division de fréquence. En conséquence, la sortie du com-

posant 18a du diviseur de fréquence est reliée par un ligne 30 au dispositif de commande de taux d'impulsions 28, ce dernier étant relié par un fil 32 à l'entrée du composant 18b du diviseur de fréquence. Dans le système représenté, un moyen récepteur de signaux se présentant sous la forme d'une bobine de captage 33 faisant partie

du stimulateur implanté, est relié-par des fils électri-

ques 34 et 36 au dispositif de commande de taux d'impul-

sions 28 en vue de transmettre des signaux d'ordre ou

d'impulsions au dispositif de commande de taux d'impul-

sions d'une manière qui va être décrite dans la suite.

Le dispositif de commande de taux d'impulsion 28 comprend un moyen, désigné par 40, pour engendrer des impulsions de suppression en nombre prédéterminé, pendant chaque intervalle de temps du train d'impulsions formé dans le convertisseur 18, ce moyen opérant en synchronisme avec un moyen servant à appliquer les impulsions de suppression au train d'impulsions du convertisseur 18. Le moyen 40 fonctionne également de façon à augmenter ou réduire le nombre d'impulsions de suppression, c'està-dire le nombre des impulsions du train qui sont supprimées, en

réponse à des ordres appropriés, et de manière à mainte-

nir l'application du nombre prédéterminé d'impulsions de suppression à l'aide d'un moyen de mémorisation approprié

jusqu'à la réception d'un autre ordre ou instruction.

Le dispositif de commande de taux d'impulsions 28 comprend, en outre, un moyen sensible à des signaux 42, ce moyen servant à commander le nombre des impulsions du train du convertisseur 18 qui doivent être supprimées. Le moyen 42 sensible à des signaux comprend un réseau de sélection de fréquence, et il détermine si le nombre d'impulsions

à supprimer, c'est-à-dire le nombre d'impulsions de sup-

pression engendrées, et par conséquent le taux d'impul-

sions final doit être augmenté ou réduit. La sortie du moyen sensible aux signaux 42 est reliée par des lignes

44, 46 au générateur d'impulsions de suppression 40.

Des lignes 34 et 36 partant des électrodes 11, 12 du stimulateur sont reliées à l'entrée du réseau 42. Il en résulte que des signaux d'ordre ou d'instruction captés par le transducteur ou bobine 33 sont transmis par les

fils 34, 36 à l'entrée du réseau 42 en vue de l'exécu-

tion d'opérations de décodage et d'autres opérations

appropriées, comme cela va être précisé dans la suite.

Le système selon l'invention comprend en outre un dispositif de commande auxiliaire 50 qui est relié au dispositif de commande de taux d'impulsions 28

de façon à modifier le nombre des impulsions à suppri-

mer. Dans le système représenté, ce dispositif de com- mande auxiliaire est relié par des lignes 52 et 54 à un transmetteur de signaux se présentant sous la forme d'une

bobine de transmission 56 qui est agencée pour être cou-

plée inductivement avec la bobine de captage 33 du sti-

mulateur implanté. Ce couplage inductif s'effectue au travers de la région du corps du patient qui est adjacente au stimulateur implanté, d'une manière bien connue. Le dispositif de commande auxiliaire 50 comprend des moyens actionnés manuellement et se présentant sous la forme de boutons de commande de contacteurs 60, 62, en vue d'amorcer ou d'établir des instructions de changement de taux pour le stimulateur cardiaque. En particulier,

un enfoncement manuel du bouton 60 produit une augmenta-

tion d'environ 3% du taux d'impulsions de stimulation qui sont appliquées par les électrodes 11, 12 au coeur à chaque fois que ce bouton 60 est actionné. De même, un enfoncement du bouton 62 produit une diminution d'environ

3% du taux d'impulsions de stimulation qui sont appli-

quées par les électrodes 11, 12 au coeur, à chaque fois

que le bouton 62 est actionné. Quand la commande auxi-

liaire 50 est débranchée du patient, le stimulateur car-

diaque continue à fournir des impulsions de stimulation

au nouveau taux.

A titre d'illustration, un actionne-

ment manuel du bouton 60 produit un signal se présentant sous la forme d'une rafale codée, par exemple une succession, d'une durée de 0,15 seconde, d'un nombre

prédéterminé d'impulsions de 600 hertz, qui sont trans-

mises par les conducteurs 52, 54, à la bobine de trans-

mission 56 reliée fonctionnellement au patient. Le signal est détecté ou reçu par la bobine de captage 33, associée au stimulateur cardiaque et il est transmis par

les lignes 34, 36 au réseau 42. Ce réseau 42 est lui-

même agencé de façon à répondre à ce signal seulement

si le train d'impulsions se trouve précisément à la fré-

quence de 600 hertz, si son amplitude rentre dans une plage limitée présélectionnée et si le nombre correct d'impulsions est reçu. Lorsque toutes ces conditions sont

satisfaites, le réseau 42 agit sur le composant 40 de ma-

nière qu'il produise une impulsion de suppression de la façon qui va être décrite dans la suite. En outre, à chaque fois que le bouton 60 est actionné et que les conditions précitées sont satisfaites, le composant fournit à chaque fois une impulsion de suppression en moins. De même, si le bouton 62 est actionné, le dispositif de commande auxiliaire 50 produit une rafale d'impulsions codées se présentant sous la forme d'un

train, d'une durée de 0,15 seconde, d'un nombre prédéter-

miné d'impulsions d'une fréquence de 900 hertz qui sont

appliquées par des lignes 52, 54 à la bobine de transmis-

sion 56 qui est reliée au patient. Ce signal codé est détecté ou reçu par la bobine de captage 33 associée fonctionnellement au stimulateur cardiaque et il est transmis par les lignes 34, 36 au réseau 42. Ce réseau ne

réagit que si le train d'impulsions a une fréquence pré-

cise de 900 hertz, si l'amplitutde est comprise dans une plage limitée présélectionnée et si le nombre correct

d'impulsions est reçu. Lorsque ces conditions sont satis-

faites, le réseau 42 agit sur le composant 40 de manière qu'il ajoute une impulsion de suppression à celles qui

sont appliquées au train d'impulsions dans le conver-

tisseur 18. En outre, à chaque fois que le bouton 62 est actionné et que les conditions précitées sont satisfaites,

une autre impulsion de suppression est ajoutée. Il en ré-

sulte unediminution du rythme des impulsions de stimu

lation qui sont appliquées par les électrodes 11, 12.

Le processus décrit ci-dessus peut se produire pour une

limite minimale de 30 battements par minute, ce qui cor-

respond à la condition o seulement 16 impulsions/

seconde sont transmises par le huitième étage du divi-

seur de fréquence 18 alors que 48 (16+32) impulsions sont supprimées ou arrêtées. De même, ce processus peut

se produire jusqu'à une limite maximale de 120 batte-

ments/minute, ce qui correspond à la condition o 64 impulsions/seconde sont transmises par le huitième étage et ou aucune impulsion n'est supprimée. On-pourrait en variante obtenir une suppression d'impulsionssemblable dans tout étage du diviseur précédant le huitième, et on pourrait adopter toute structure appropriée, bien connue

des spécialistes, pour produire les impulsions de sup-

pression.

La figure 2 représente un mode de

réalisation d'un circuit pouvant être utilisé pour cons-

tituer le dispositif de commande de taux d'impulsions 28 du système de la figure 1. Ce dispositif de commande de taux d'impulsions comprend un moyen pour engendrer un nombre prédéterminé d'impulsions de suppression pendant chaque intervalle de temps du train d'impulsions dans le convertisseur 18, et en synchronisme avec ledit train,

et il comprend en outre un moyen pour appliquer les im-

pulsions de suppression au train d'impulsions dans le

convertisseur. Le circuit représenté sur la figure 2 com-

prend une porte ET 70 pourvue de deux entrées dont l'une

est reliée à la ligne 30 à partir de la sortie du com-

posant 18a du diviseur de fréquence, et une sortie qui est reliée à la ligne 32 aboutissant à l'entrée de

l'autre composant 18b du diviseur de fréquence. Le cir-

cuit comprend en outre un moyen de division de fréquence se présentant sous la forme d'un diviseur binaire 4:1, désigné par 72, et pourvu d'une entrée reliée par une ligne 74 à la ligne 30. Puisque la sortie de l'étage de conversion de fréquence 18a fournit 64 impulsions/seconde, t461507 les six sorties du diviseur 72 ont été définies sur la figure 2 par les valeurs de fréquences appropriées. Il

en résulte que des trains d'impulsions ayant ces diffé-

rentes fréquences sont disponibles aux sorties du divi-

seur binaire 72, lesdits trains étant synchronisés avec le train d'impulsions traversant le convertisseur de fréquence 18 du stimulateur cardiaque. En d'autres termes,

chaque sortie du diviseur 72 fournit un train d'impul-

sions de fréquence différente, qui est synchronisé avec le train du diviseur 18 et qui peut être utilisé comme train d'impulsions de suppression; la sortie particulière, et par conséquent le nombre d'impulsions de suppression, sont sélectionnés par le dispositif qui va être décrit

dans la suite.

Le circuit de la figure 2 comprend en outre un compteur binaire 78 dont des bornes de comptage

croissant et de comptage décroissant sont reliées respec-

tivement par des lignes 44 et 46 au composant de sélec-

tion de fréquence 42. Le compteur représenté comporte

quatre bornes de sortie fournissant seize quantités lo-

giques séparées qui correspondent à des valeurs de comptes distinctes. Ces bornes sont elles-mêmes reliées

par quatre conducteurs à l'entrée d'un réseau de déco-

dage logique 80 en vue de la conversion des valeurs de compte distinctes en signaux de sortie apparaissant à

une borne de sortie particulière. Dans le circuit re-

présenté, il est prévu seulement cinq bornes de sortie partant du décodeur 80, mais on pourrait prévoir au total seize bornes de sortie. Le réseau 80 comprend un circuit à portes approprié permettant de transformer la quantité ou mot binaire apparaissant dans les quatre lignes d'entrée au décodeur 80 en un signal logique

transmis seulement par une des bornes de sortie du ré-

seau 80. En d'autres termes, chacune des seize quantités possibles d'entrée du décodeur 80 produit un seul signal logique dans une seule borne de sortie. Ces signaux

logiques de sortie sont à leur tour utilisés pour com-

* mander la transmission des différents trains d'impul-

sion sortant du diviseur 72, comme cela va être précisé dans la suite. La borne de sortie du décodeur 80, correspondant au compte No 1 sortant du compteur 78 est reliée par une ligne 82 à une entrée d'une porte ET 84, dont l'autre entrée est reliée par une ligne 86 à la sortie de la fréquence minimale du diviseur 72, qui correspond à une

impulsion par seconde. En conséquence, lors de la récep-

tion d'un signal appliqué par la ligne 44 à la borne de comptage croissant du compteur 78, le train d'impulsions sortant du diviseur 72, et correspondant à une impulsion/ seconde, est transmis par l'intermédiaire de la porte ET 84, de la ligne 88, de l'inverseur 90 et de la ligne 92, à l'entrée de la porte ET 70. L'inverseur 90 assure l'application d'un signal de suppression d'une impulsion/

seconde à la porte ET 70. Tant qu'aucun signal supplé-

mentaire n'est reçu par le compteur 78, le décodeur 80 continue à maintenir la porte ET 84 ouverte, de sorte

que, pendant des périodes successives, le train d'impul-

sions d'une impulsion par seconde apparaissant dans la ligne 86 est transmis à la ligne 88 et finalement, sous la forme d'un signal de suppression, à la porte ET 70

à la cadence d'une impulsion de suppression/seconde.

Lorsqu'un autre signal est reçu par la ligne 44, le comp-

teur 78 change d'état pour passer à un compte de deux,

qui est transformé par le décodeur 90 en un signal logi-

que de niveau 1 apparaissant seulement dans la ligne 94 qui est reliée à une entrée d'une porte ET 96, dont l'autre entrée est reliée par une ligne 98 à la borne de sortie du diviseur 72 recevant un train d'impulsions d'une fréquence de 2 cycles/seconde. Il en résulte qu'un signal de suppression correspondant à un taux de 2 impulsions/seconde est appliqué àl'entrée de la porte ET 70. Lorsqu'une autre impulsion-est transmise par la ligne 44, l'état du compteur 78 est modifié en une sortie binaire de trois qui est transformée par le décodeur 80 en un signal logique de niveau 1 transmis seulement par la ligne 100 aboutissant à l'entrée d'une porte ET 102. Pour obtenir à la sortie du diviseur 72 un signal correspondant à 3 cycles/seconde, un multiplicateur de fréquence 1:3, désigné par 104, est branché entre la ligne 86 et l'autre entrée de la porte ET 102. En effectuant une analyse semblable, on voit que, lorsque des signaux successifs sont appliqués par la ligne 44 au compteur 78 pour augmenter le compte sortant, il se produit une augmentation correspondante de la fréquence du train d'impulsions apparaissant dans la ligne 88, ce qui se

traduit par une augmentation correspondante de la fré-

quence des impulsions de suppression qui sont appliquées à l'entrée de la porte ET 70. En outre, en considérant l'exemple précédemment décrit, lorsqu'un signal suivant

apparaît dans la ligne 46, le compteur effectue un compta-

ge décroissant de manière à diminuer son compte d'une quantité qui correspond à celle de l'exemple précité, o le signal de sortie est abaissé à une valeur binaire

égale à deux, cette valeur étant transformée par le dé-

codeur 80 en un signal de niveau logique 1 transmis -

seulement par la ligne 94 aboutissant à la porte ET 96, d'o il résulte que le train d'impulsions fournit par le diviseur 72 et ayant une fréquence de 2 cycles/ seconde, est appliqué par l'intermédiaire de la ligne 98 à l'autre entrée de la porte ET 96. Il en résulte que la fréquence des impulsions de suppression qui sont appliquées à la porte ET 70 diminue de 3 impulsions/

seconde à 2 impulsions/seconde.

En effectuant une analyse semblable,

on voit que, lorsque des signaux successifs sont appli-

qués par la ligne 46 au compteur 78 pour réduire son

compte sortant, il se produit une réduction correspondan-

te de la fréquence du train d'impulsions transmis par

la ligne 88, ce qui se traduit par une diminution cor-

respondante de la fréquence des impulsions de suppres-

sion qui sont appliquées à l'entrée de la porte ET 70.

En conséquence, la ligne 88 transmet

un train d'impulsions qui est appliqué à celle des dif-

férentes sorties du diviseur de fréquence 72 qui est sélectionnée par l'état particulier du compteur 78. Cet état de compteur est à son tour déterminé par la nature des signaux transmis par les lignes 44 et 46. Les impulsions transmises par la ligne 88 ont chacune une valeur logique égale à 1 et, puisque la porte 70 est du type ET, l'inverseur 90 convertit ces impulsions en une valeur logique zéro apparaissant dans la ligne 92. Ces

impulsions logiques "" servent d'impulsions de sup-

pression de manière que, lorsqu'elles sont présentes, elles empêchent une transmission d'une impulsion de la ligne 30 à la ligne 32 par l'intermédiaire de la porte

ET 70. Cela a été encore mis en évidence dans le dia-

gramme de forme d'ondes indiqué sur la figure 4. En par-

ticulier, la forme d'onde 106 représente le train d'im-

pulsions transmis par la ligne 30 à partir de la sortie du composant 18a du diviseur de fréquence, cette forme

d'onde étant représentée sur une période d'une seconde.

Le train comprend 32 impulsions dont cinq d'entre elles ont été représentées sur la figure 4 pour faciliter

l'illustration du processus. Ces impulsions sont appli-

quées à une entrée de la porte ET 70 du circuit de la

figure 2. La forme d'onde 107 désigne le train d'impul-

sions-de suppression transmises par la ligne 92 et qui

sont appliquées à l'autre entrée de la porte ET 70.

La forme d'onde 107 correspond à

l'exemple précédemment décrit o la porte ET 96 est ou-

verte de manière à appliquer un signal de suppression correspondant à un taux de 2 impulsions/seconde à l'entrée de la porte ET 70. La forme d'onde 108 correspond au signal de sortie de la porte ET 70 qui est transmis par la ligne 32 au composant 18b du diviseur de fréquence.

Dans l'exemple représenté, on obtient un train d'impul-

sions ayant une fréquence de 30 impulsions par seconde.

Le dispositif de commande de taux d'impulsions 28 comprend en outre un moyen sensible à des signaux désigné par 42 et coopérant avec le circuit précité, ledit moyen comportant un compteur 78 servant

à commander le nombre d'impulsions du train du conver-

tisseur 18 qui doivent être supprimées. Comme indiqué sur la figure 2, les lignes 34 et 36 partant de la bobine de captage 33 sont reliées aux bornes d'entrée d'un pré-amplificateur 36 classique 110. Il est évident que, si les signaux transmis par les lignes 34, 36 ont une grandeur suffisante pour être traités par le reste du circuit, on peut supprimer l'amplificateur 110. Le signal de sortie de l'amplificateur 110 est disponible dans la ligne 112, qui est elle-même reliée, par l'intermédiaire de deux réseaux de dérivation sensibles à des signaux, aux lignes 44 et 46, elles-mêmes reliées à l'entrée du compteur 78. Le premier réseau de dérivation comprend une combinaison-série d'un réseau sensible à la fréquence 114, d'un réseau sensible à l'amplitude 116, d'un réseau de conformation d'ondes 118 et d'un compteur 120. En conséquence, un signal reçu par ce réseau de dérivation en provenance de la ligne 112 doit d'abord avoir une fréquence correcte pour être transmis par l'intermédiaire du composant 114 et il doit avoir une amplitude correcte

pour être transmis par l'intermédiaire du composant 116.

En supposant que ces conditions sont remplies, le signal transmis est conformé, si nécessaire, par le composant 118, et il est appliqué à l'entrée d'un compteur 120 qui est agencé de manière à produire un signal de sortie

dans la ligne 44 seulement en réponse à un nombre prédé-

terminé de signaux d'entrée. De même, l'autre réseau de dérivation comprend une combinaison-série d'un réseau

sensible à la fréquence 122, d'un réseau sensible à l'am-

plitude 124, d'un réseau de conformation d'ondes 126 et d'un compteur 128, dont la sortie est reliée à la ligne 46. Le réseau 122 réagit seulement à des signaux d'une fréquence particulière qui est différente de la fréquence de réaction du réseau 114. Le composant 124 agit de manière à ne transmettre que des signaux d'une amplitude prédéterminée qui peut être ou non égale à l'amplitude transmise par le composant 116 de l'autre réseau de dérivation. Le signal de sortie du réseau 124 est transmis, si nécessaire par l'intermédiaire d'un réseau de conformation d'ondes, à l'entrée du compteur 128 qui agit de façon à produire un signal de sortie

dans la ligne 46 seulement en réponse à un nombre prédé-

terminé de signaux appliqués à son entrée. Ce nombre prédéterminé peut ou non être égal au nombre nécessaire pour faire produire un signal de sortie par le compteur

de l'autre réseau de dérivation.

La figure 3 représente un exemple de réalisation du dispositif de commande auxiliaire 50 du système de la figure 1. Un premier contacteur comporte un organe d'actionnement ou bouton-poussoir 60 qui

assure normalement la liaison de deux contacts.132,134.

Ces contacts 132, 134 ne sont pas reliés électriquement dans le système de la figure 1, mais ils servent au

contraire de butées mécaniques pour l'organe d'actionne-

ment 60. L'enfoncement du bouton-poussoir 60 le fait passer d'une position de liaison des contacts 132, 134 jusque dans une position de liaison des contacts 136, 138 d'une seconde paire. Le contact 136 est relié à la sortie d'un générateur de signaux 140 qui fournit des signaux de sortie codés en relation avec la fréquence, l'amplitude et le nombre d'impulsions. La dérivation du réseau de la figure 2 qui est reliée à la ligne 46 réagit à ces signaux codés. Le contact 138 est relié par une ligne 142 au conducteur 52 de manière que, dans

ladite position du bouton-poussoir 60, le signal de sor-

tie du générateur 140 soit appliqué par la ligne 52 à une borne de la bobine transmettrice 56. Le dispositif

de commande auxiliaire comprend en outre un autre con-

tacteur pourvu d'un organe d'actionnement 62 qui assure normalement la liaison de deux contacts 146, 148. Ces

contacts 146, 148 du contacteur ne sont pas reliés élec-

triquement dans le système mais ils servent au contraire de butées mécaniques pour l'organe d'actionnement 62. Un enfoncement du boutonpoussoir 62 du contacteur le fait passer dans une position o il relie des contacts 150, 152 d'une seconde paire. Le contact 150 est relié à la

sortie d'un générateur de signaux 154 qui produit des si-

gnaux codés en relation avec la fréquence, l'amplitude et le nombre d'impulsions. La dérivation du réseau de la figure 2 qui est reliée à la ligne 44 réagit à ces signaux codés. Le contact 152 du contacteur précité est relié par une ligne 156 au conducteur 52 qui est lui-même relié à une borne de la bobine transmettrice 56. L'autre borne-de cette bobine 56 est reliée par une ligne 54 à un point de masse ou de référence du circuit, qui est lui-même relié aux générateurs de signaux 140, 154. En conséquence, lorsque l'un ou l'autre des boutons-poussoirs , 62 est actionné, la bobine transmettrice 56 est

déconnectée des deux générateurs de signaux 140 et 154.

Cependant, lorsque l'un ou l'autre des boutons-poussoirs ou 62 est actionné, un circuit électrique est fermé entre le générateur de signaux correspondant 150 ou 154 et une borne de la bobine 56 par l'intermédiaire du conducteur 52 et entre la borne de bobine et le point de

masse ou de référence par l'intermédiaire de la ligne 54.

En conséquence, des signaux codés fournis par le généra-

teur correspondant sont transmis, c'est-à-dire couplés

inductivement, par l'intermédiaire du patient au dis-

positif de commande du taux d'impulsions. Les signaux codés précités contiennent également des instructions faisant en sorte que le train de signaux codés soit transmis seulement une fois à chaque fois que l'un ou

l'autre des boutons-poussoirs 60, 62 est actionné.

Ainsi, le stimulateur cardiaque selon l'invention engendre des impulsions de stimulation qui sont synchronisées avec les signaux de synchronisation d3une source opérant à une fréquence constante et, en outre, le taux d'impulsions de stimulation est commandé

par des instructions fournies de l'extérieur ou à dis-

tance du stimulateur cardiaque. Lorsque ce stimulateur est du typeimplanté, le dispositif de commande reçoit

avantageusement des ordres ou des instructions de l'exté-

rieur du corps du patient. La commande est assurée d'une manière qui produise une augmentation ou une diminution du rythme de stimulation dans des limites fixes à des fins de sécurité et la commande est effectuée en réponse seulement à des instructions codées, également à des fins

de sécurité.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits

et représentés; elle est susceptible de nombreuses va-

riantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les ap-

plications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de

l'esprit de l'invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1.- Stimulateur, caractérisé en ce qu'il comprend des électrodes agencées pour être reliées fonctionnellement au

coeur d'un patient, une source produisant un train d'im-

pulsions électriques de fréquence constante et compor- tant un oscillateur produisant des impulsions de sortie à une fréquence relativement élevée et un moyen pour

convertir lesdites impulsions de haute fréquence en im-

pulsions ayant une fréquence inférieure appropriée pour une stimulation du coeur, et un moyen pour appliquer ledit train d'impulsions fourni par la source auxdites électrodes, ce stimulateur étant en outre caractérisé en ce qu'il est prévu: a) un dispositif de commande de taux d'impulsions qui est relié fonctionnellement audit convertisseur de manière à supprimer un nombre prédéterminé d'impulsions dans

chaque intervalle de temps en vue de modifier la fré-

quence des impulsions qui sont appliquées auxdites électrodes; et

b) un dispositif de commande auxiliaire couplé fonction-

nellement avec ledit dispositif de commande de taux

d'impulsions en vue de commander le nombre des impul-

sions à supprimer.

2.- Stimulateur cardiaque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de conversion comprend plusieurs étages et en ce que ledit dispositif de commande de taux d'impulsions est relié

fonctionnellement à un étage intermédiaire dudit con-

vertisseur.

3.- Stimulateur cardiaque selon la re-

vendication 1, caractérisé en ce que ledit convertisseur comprend un diviseur de fréquence pourvu de plusieurs étages de division et en ce que ledit dispositif de

commande de taux d'impulsions est relié fonctionnelle-

ment à un étage intermédiaire dudit diviseur.

4.- Stimulateur cardiaque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande-de taux d'impulsions comprend: a) un moyen pour engendrer des impulsions de suppression en nombre prédéterminé pendant chaque intervalle de temps dudit train d'impulsions, et en synchronisme avec le train d'impulsions dans le convertisseur; et

b) un moyen pour appliquer lesdites impulsions de sup-

pression audit train d'impulsions dans le conver-

tisseur.

5.- Stimulateur cardiaque selon la re-

vendication 1, caractérisé en ce que ledit convertisseur comprend un premier composant pourvu d'une entrée reliée à la sortie de l'oscillateur et d'une sortie, et un second composant pourvu d'une entrée et d'une sortie reliée audit moyen de couplage, et en ce que ledit dispositif de commande de taux d'impulsions-comprend: a) une porte pourvue d'une entrée reliée à la sortie du

premier composant du convertisseur et d'une sortie re-

liée à l'entrée du second composant du convertisseur; b) un moyen pour engendrer des impulsions de suppression en nombre prédéterminé pendant chaque intervalle de temps dudit train d'impulsions et en synchronisme avec le train d'impulsions dans le convertisseur, ledit générateur d'impulsions de suppression comportant une sortie reliée à une autre entrée de ladite porte; et

c) la relation logique entre les impulsions de suppres-

sion et ladite porte étant telle que cette porte ne transmette pas les impulsions du train qui coïncident

avec les impulsions de suppression.

6.- Stimulateur cardiaque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande de taux d'impulsions comprend un moyen

sensible à des signaux pour commander le nombre d'impul-

sions à supprimer, et en ce que le dispositif de comman- de auxiliaire comprend un moyen pour produire des signaux d'ordre servant à actionner ledit moyen sensible aux signaux.

7.- Stimulateur cardiaque selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit générateur de signaux d'ordre comprend un moyen servant à engendrer un premier signal d'ordre ayant une caractéristique donnée et un moyen servant à engendrer un signal d'ordre ayant une caractéristique différente et en ce que ledit moyen sensible aux signaux comprend un moyen réagissant seulement audit premier signal d'ordre et intervenant pour augmenter le nombre d'impulsions à supprimer ainsi qu'un moyen réagissant seulement audit second signal

d'ordre et intervenant pour réduire le nombre d'impul-

sions à supprimer.

8.- Stimulateur cardiaque selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande auxiliaire comprend un moyen actionné manuellement pour effectuer un choix entre lesdits

premier et second signaux d'ordre.

9.- Stimulateur cardiaque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande auxiliaire est éloigné du stimulateur qui est relié fonctionnellement audit dispositif de commande de taux d'impulsions par un moyen de transmission placé à l'extérieur de la peau du patient, ainsi qu'un moyen récepteur qui est couplé inductivement avec ledit moyen de transmission et qui est relié fonctionnellement audit

dispositif de commande de taux d'impulsions.

10.- Stimulateur cardiaque selon la revendication 9, caractérisé en ce que ce stimulateur est implanté et en ce que le dispositif de commande de taux d'impulsion est incorporé au stimulateur alors que le dispositif de commande auxiliaire est placé à l'exté-

rieur du corps du patient.

11.- Stimulateur cardiaque selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit moyen de transmission comprend une bobine placée à l'extérieur

du corps du patient, et en ce que ledit moyen de récep-

tion comprend une bobine placée à l'intérieur du corps

du patient.