FR2565111A1 - Electrode pour sonde de stimulation cardiaque - Google Patents

Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE A UNE ELECTRODE POUR SONDE DE STIMULATION CARDIAQUE. LA TETE 1 DE L'ELECTRODE A UNE FORME GENERALE CONCAVE PRESENTANT UNE SURFACE 3 A FACETTES 4, LES DIRECTIONS ORTHOGONALES 5 A CHAQUE FACETTE ET PASSANT PAR LEUR CENTRE CONVERGEANT TOUTES SENSIBLEMENT VERS LE MEME SEGMENT 6. L'INVENTION PERMET DE REDUIRE LE SEUIL DE STIMULATION CARDIAQUE ET D'AUGMENTER LA QUALITE DE LA DETECTION DU SIGNAL CARDIAQUE.

Description

L'invention concerne une nouvelle électrode pour sonde de stimulation cardiaque.

Les sondes de stimulation cardiaque pour utilisation permanente, implantéesdans le coeur, comprennent un conducteur souple et isolé comportant à l'une de ses extrémités un connecteur permettant de les relier au stimulateur cardiaque, et à l'autre extrémité un embout métallique, appelé électrode, qui vient en contact de la paroi interne du coeur.

De façon à permettre Le bon maintien en place de l'élec- trode contre la paroi du coeur, par exemple dans l'oreillette ou le ventricule, des moyens sont habituellement prévus tels que des genres d'hameçons .

Les deux caractéristiques électrophysiologiques fondade ces sondes sont :
1 - le seuil de stimulation, ctest-à-dire l'énergie minimale requise pour stimuler le muscle cardiaque. Plus le seuil de stimulation est faible, plus la consommation d'énergie du stimulateur pourra être diminuée et par conséquent son autonomie augmentée.

Ce seuil dépend avant tout du contact entre L'é- lectrode de la sonde et la paroi du coeur et est donc étroitement lié à la technologie de l'électrode. En règle générale les seuils bas sont obtenus avec des électrodes de petites surfaces. Par ailleurs, au cours des premières semaines suivant l'implantation, une réactioninflammatoire se produit et de la fibrose se développe autour de l'électrode. Ces phénomènes entraînent une élévation du seuil suivie d'une stabilisation à une valeur supérieure à la Valeur mesurée lors de l'implantation.

2 - La détection ou le "recueil" du signal cardiaque.

En effet la sonde doit pouvoir transmettre le signal cardiaque au stimulateur, lequel ajustera ses paramètres (fonction- nement ou non) en fonction de ce signal. On évite ainsi de faire fonctionner le stimulateur lorsque ce ngest pas nécessaire, et l'on économise corrélativement de liénergie.

En règle générale, c'est avec une scande surface d'élec- trode que la valeur de recueil est la plus élevées
On comprend immédiatement que les deux caractéristiques électrophysiologiques ci-dessus énoncées sont en quelque sorte contradictoires, et l'on tente habituellement d'avoirle meilleur compromis entre une surface minimale de contact de l'électrode et une surface maximale de recueil du signal.

Conformément à la présente invention, on est parti de l'idée que ce n'était pas tant la ponctualité du contact physique entre l'électrode et la paroi du coeur qui comptait pour obtenir un seuil bas de stimulation, mais plutôt la foca libation des courants émis par la tête de l'électrode en direction d'une zone réceptrice ou active myocardique située à l'intérieur de la paroi du muscle au-delà de la zone fibrotique.

Dans ces conditions, conformément à l'inventìon, on a construit une électrode pour sonde de stimulation cardiaque se terminant par une tête de stimulation et de détection qui se caractérise en ce que ladite tête a une forme générale concave présentant une surface à facettes, les directions orthogonales à chaque facette et passant par leur centre convergeant toutes sensiblement vers un même segment disposé selon l'axe central de ladite surface concave.

Avec une teLle disposition, il est ainsi possibLe de focaliser effectivement le signal de tension de stimulation envoyé par le stimulateur sur la tête de l'électrode au-delà de la zone fibrotique å l'intérieur de la paroi du myocarde en une région où le muscle du coeur est particulièrement riche en cellules myocardiques actives qui réagiront beaucoup mieux au stimulus qui leur est adressé, En outre, l'effet de relèvement du seuil de stimulation par le processus de développement fibrotique consécutif à l'intervention est treks notablement réduit par rapport à ce qu'il est avec les elec- trodes connues de l'art antérieur.

Selon une réalisation préférée la tête a la forme d'un paraboloide de révolution, ledit segment étant disposé selon l'axe de révolution du paraboloide.

L'invention et sa mise en oeuvre apparaftront plus clai- rement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés illustrant à titre d'exemple une réalisation.

Dans ces dessins
La figure 1 montre en vue en coupe une électrode constituée selon l'invention et que l'on a représentée schématiquement en place contre le muscle cardiaque.

La figure 2 est une vue de la face concave de l'électrode faite selon la flèche Il de la figure 1.

La figure 3 montre deux courbes comparatives d'évolution du seuil de stimulation avec une électrode classique et une électrode perfectionnée de l'invention.

La figure 4 montre en vue schématique et en coupe diverses courbures paraboliques pouvant être données à la surface concave de l'électrode et le déplacement corrélatif de
La zone d'action.

La figure 5 montre une variante d'une électrode légère- ment différente de celle de la figure 1.

Selon le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, la so#nde de stimulation cardiaque se termine à son ext ré- mité de stimulation et de recueil par une électrode 1 connectée au stimulateur (non représenté) par un conducteur souple 2 de connection électrique. L'électrode 1 représente une tête de forme générale concave comportant une surface 3 à facettes 4.

Les directions 5 orthogonales à chaque facette 4 et passant par leur centre convergent toutes sensiblement-vers un segment 6 disposé sur l'axe Y'Y de la surface concave 3.

Avantageusement la surface concave est un paraboloide de révolution autour de l'axe Y'Y, lequel est engendré par la rotation autour de cet axe d'une parabole pouvant être définie dans le plan de coupe de la figure par la formule :
y = a x2
La courbure de la parabole est choisie de façon que le segment 6 de convergence soit situé, lorsque l'éléctrode 1 est en place contre la paroi interne 7 du muscle cardiaque à une certaine distance à l'intérieur de la paroi interne 8 du muscle dans une zone particulièrement riche en cellules myocardiques actives, c'est-à-dire en pratique dans une région située à une distance de l'ordre de 0,5 à 3mm de la face interne 8 du muscle, soit sensiblement 0,8 à 3,5mm du centre de la face concave de l'électrode.Pour déterminer la forme parabolique engendrée par la parabole d'équation y = a x2 tournant autour de son axe on choisira avantageusement des coefficients "a" compris entre o,10 et 0,60.

La figure 4 montre diverses paraboles obtenues pour des coefficients compris entre ces valeurs, ainsi que la position pour chacune d'eLles de son foyer F.

Comme il apparat plus clairement à la figure 2, chaque facette 4 peut être séparée de sa voisine par une fine rainure 9 formée en creux dans la surface 3 et qui augmente l'effet de concentration et de focalisation du signal électrique de stimulation envoyé au coeur par le stimulateur. Ces rainures peuvent avoir par exemple une largeur de l'ordre de
O,lmm à 0,15mm et une profondeur de l'ordre de 0,1 à 0,2mm.

Selon un autre mode de réalisation illustré schématiquement à la figure 5, les facettes 4 ne sont plus séparées par des rainures telles que 9, mais sont au contraire jointives.

Bien entendu le rebord 10 de l'électrode peut être plus ou moins arrondi, en particulier pour ne pas agresser la paroi 8 du muscle cardiaque contre lequel ta tête d'électrode est appuyée.

Il apparat à L'évidence qu'avec une telle construction il est possible d'obtenir une grande surface pour la tête de l'électrode, et donc une excellente caractéristique de détection ou "recueil" du signal cardiaque. Par exemple le diamètre D de La tête d'électrode peut être choisi égal à 2,5mm et avantageusement restera compris entre 1 et 3mm environ.

La nature du matériau qui constituera L'électrode pourra être de tout type adapté tel que platine, alliage platineirridium, acier inoxydable (type MP 35 N - Elgiloy), titane, carbone, tantale, etc...

De même le matériau peut être massif ou microporeux tel par exemple que platine fritté. Egalement on pourra faire subir à la tête d'électrode un traitement de surface selon un procédé classiquement utilisé en électrochimie pour la préparation de surface des électrodes de mesure de potentiel ou de conductivité, tendant à diminuer la polarisation de l'électrode. A ce titre, on pourra utiliser des dépôts électrolytiques de métal divisé, un traitement d'anodisation, etc...

En se rapportant à la figure 3, on a montré deux courbures respectivement A et B donnant en ordonnées le seuil de stimulation en volts et en abscisses le temps en jours à partir de l'intervention montrant l'évolution du seuil de stimulation au cours du temps.

La courbe A correspond à une sonde équipée d'une électrode classique et la courbe B à la même sonde équipée d'une électrode de l'invention.

Selon la courbe A, on voit que le seuil de stimulation s'élève depuis le moment de l'intervention à 0,5 V pour passer par un maximum proche de 2 V au bout de 8 jours et finalement se stabiliser à un seuil de 1,5 V après une dizaine de jours.

Ce phénomène correspond au développement de la fibrose secrétée en défense par l'organisme.

En suivant la courbe B, on voit que partant du même seuil de stimulation vers 0,5 V, le seuil de stimulation se stabilise finalement à 1 V sans dépasser à aucun moment sensiblement cette valeur, ce qui illustre clairement qu'en utilisant l'électrode perfectionnée de l'invention, le développement de la fibrose affecte beaucoup moins le seuil de stimulation que ce n'est le cas avec les électrodes de l'art antérieur.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Electrode pour sonde de stimulation cardiaque se terminant par une tête de stimulation et de détection caractérisée en ce que ladite tête (1) a une forme générale concave présentant une surface (3) à facettes (4), les directions orthogonales (5) à chaque facette et passant par leur centre convergeant toutes sensiblement vers un même segment (6).

2. Electrode selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit segment de convergence (6) des facettes (4) est situé à une distance du centre de ladite surface (3) concave comprise entre 0,8 et 3,5mm environ.

3. Electrode selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que ladite tête (1) a une forme de paraboloide, telle que celle engendrée par une parabole d'équation y = a x2 tournant autour de son axe.

4. Electrode selon la revendication 3 caractérisée en ce que le coefficient "a" de l'équation y = a x2 la définissant est compris entre 0,10 et 0,60.

5. Electrode selon L'une des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdites facettes (4) sont séparées les unes des autres par de fines rainures (9) formées en creux.

6. Electrode selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que Lesdites facettes (4) sont jointives.

7. Electrode selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que sa partie active a reçu un traitement en soi connu, tel que dépôtélectrolytique de métal divisé ou anodisation.

8. Electrode selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la tête (1) est formée en un matériau massif.

9. Electrode selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que la tête (1) est formé en un matériau microporeux.

10. Electrode selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le diamètre de la tête (1) d'électrode est supérieur à Imm environ. i