FR2566276A1 - Procede et appareil de stimulation diaphragmatique - Google Patents
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- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/3601—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of respiratory organs
Abstract
APPAREIL DE STIMULATION DIAPHRAGMATIQUE CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UNE SERIE D'ELECTRODES 2 DISPOSEES A LA PERIPHERIE D'AU MOINS UNE HEMICOUPOLE DIAPHRAGMATIQUE 3, UN STIMULATEUR 18 CONNECTE AUXDITES ELECTRODES 2 ET UN DISPOSITIF D'INTERFACE 15, 16, 17 DESTINE A COMMANDER LE STIMULATEUR SELON UN PROGRAMME PREDETERMINE.
Description
La présente invention est relative à la stimulation d'organes du corps humain et se rapporte plus particulièrement à la stimulation diaphragmatique.
Afin de remédier à cet état de chose on a pensé à exercer sur le diaphragme une stimulation qui tendrait à lui rendre sa fonction normale.
La stimulation phrénique directe homolatérale ou a bascule a donné lieu à de nombreuses expérimentations, mais elle s'est soldé par un échec à long terme.
La stimulation musculaire directe du diaphragme a toujours provoqué chez le sujet un hoquet, ce qui interdisait d'envisager son emploi.
Cependant, une expérimentation sur l'activation du diaphragme chez le chien conduite à l'uni- versité de Cleveland par M.L. Nochomovitz, A.F.
Dimarco, J.T. Mortonner et N.S. Cherniack a paru intéressante en implantant une électrode dans la région de ramification des nerfs phréniques.
La contraction obtenue était vraisemblablement d'origine nerveuse plus que dûe à la stimulation musculaire proprement dite.
La Demanderesse s'est livrée à une réflexion physiologique sur la possibilité d'exercer sur le diaphragme une stimulation qui ait pour résultat de fournir au patient une assistance à la respiration efficace.
L'invention a donc pour objet un procédé de stimulation diaphragmatique destiné à assurer une assistance des mouvements respiratoires d'un patient, caractérisé en ce qu'il consiste à implanter dans les tissus musculaires d'au moins un hémicoupole diaphragmatique des électrodes de stimulation réparties à- la périphérie de ladite hémicoupole et à appliquer à chaque électrode un train d'impulsions dans lequel chaque impulsion a une amplitude, une largeur et un intervalle variable, selon une séquence prédéterminée propre à fournir à chaque électrode une énergie appropriée à la stimulation que doit recevoir la zone du diaphragme correspondante.
Le décalage entre les trains d'impulsions vers les différentes électrodes est variable selon une séquence prédéterminée ainsi que le taux de répétition des trains d'impulsions.
Cette séquence de répétition est déterminée pour chaque patient en testant les réactions du patient à la stimulation. Une fois que la meilleure combinaison de valeurs est déterminée, elle peut être stockée en mémoire et la stimulation peut continuer selon ces valeurs stockées.
Un avantage important de la présente invention vis à vis des dispositifs de respiration artificielle de l'état antérieur de la technique est le suivant. Dans les dispositifs de respiration artificielle classiques, de l'air est injecté dans les poumons du patient en poussant le diaphragme vers le bas. Le problème réside alors dans le fait que la force vers l'extérieur dans les poumons du patient exerce également une poussée contre l'oreillette du coeur et gène ainsi la circulation du sang, ce qui retarde l'ensemble de l'amélioration de l'état du patient. Suivant l'invention, le diaphragme est déplacé par voie électrique en aspirant de l'air dans les poumons. Etant donné qu'il n'y a pas de sollici tation artificielle de l'air dans les poumons, il n'y a pas de pression exercée sur le coeur et de ce fait aucun obstacle pour la circulation du sang.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels
- La Fig. 1 est une vue schématique de dessus d'un diaphragme dans lequel sont implantées des électrodes de stimulation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
- La Fig. 1 est une vue schématique de dessus d'un diaphragme dans lequel sont implantées des électrodes de stimulation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
- La Fig. 2 est une vue schématique d'une électrode bipolaire implantée dans le muscle diaphragmatique.
- La Fig. 3 est un schéma synoptique d'un appareillage de stimulation diaphragmatique selon le procédé de l'invention.
- La Fig. 4 est un diagramme montrant un premier type d'impulsion utilisable pour la stimulation diaphragmatique.
- La Fig. 5 montre un type d'impulsion utilisable pour la stimulation diaphragmatique.
- Les Fig. 6 et 7 montrent deux enregistrements de trains d'impulsions de stimulation.
- La Fig. 8 montre des exemples d'enveloppes exponentielles de signaux d'excitation.
Sur la Fig. 1 on a représenté schématiquement le muscle du diaphragme 1 et des électrodes unipolaires ou bipolaires 2 implantées dans les tissus musculaires à la périphérie externe d'une hémicoupole diaphragmatique. Ces électrodes sont au nombre de un à vingt.
La Demanderesse a constaté que la qualité de la contraction dépend de l'emplacement choisi pour les électrodes sur le diaphragme et de la forme du train des impulsions de stimulation.
Il est nécessaire que cet emplacement ne soit pas trop antérieur car il risque d'y avoir un tassement du grand droit et du transverse.
Les deux électrodes les plus externes doivent être implantées en pleine masse musculaire et l'électrode postérieure 2b, la plus difficile à placer, ne doit pas être trop proche des piliers.
Il a été constaté que la mise en place d'électrodes de stimulation dans une hémicoupole diaphragmatique seulement, aboutit à de bons résultats, ce qui permet de réduire au strict minimum l'intervention chirurgicale d'implantation qui est déjà importante.
Dans certains cas, et comme on l'a représenté à la Fig. I, un capteur 4 de l'activité du diaphragme est implanté dans l'autre hémicoupole diaphragmatique 5.
Il arrive souvent qu'un côté du diaphragme fonctionne normalement alors que l'autre moitié du diaphragme est frappée d'une incapacité et requièrt une stimulation. Dans un tel cas, le capteur 4 détecte le mouvement normal du diaphragme et les signaux qu'il émet seront utilisés pour déclencher la stimulation de l'autre moitié du diaphragme par l'intermédiaire des électrodes de manière à obtenir un rythme naturel.
Le capteur 4 peut être par exemple un capteur de pression. On peut en prévoir plusieurs.
L'alimentation des électrodes de stimulation est alors asservie à l'activité de l'hémidiaphragme controlatéral 5 détectée par le capteur 4.
Sur la Fig. 2 on a représenté schématique ment une électrode bipolaire du type utilisé suivant l'invention.
D'autres types d'électrodes, par exemple, unipolaires pourraient également être utilisées.
Cette électrode est dérivée de ltélec- trode modèle MEDTRONIC 6400 qui est une électrode myocardique temporaire utilisée en stimulation cardiaque.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 2, l'électrode est constituée en fait de deux électrodes 6, 7 destinées à recevoir respectivement des signaux de stimulation de signes positif et négatif.
Chaque électrode est composée d'une lamelle en acier inoxydable ou tout autre métal biocompatible tel que par exemple le platine, d'une hélice 9 de fixation dans les tissus musculaires 10, d'une aiguille transcutanée Il destinée à être reliée à un connecteur 12 de liaison avec un générateur de signaux d'excitation dont il sera question en référence à la Fig. 3. Chaque électrode est complétée par une aiguille courbe 13 de positionnement intra-diaphragmatique.
La mise en place des électrodes de stimulation peut être assurée par une intervention chirurgicale à thorax ouvert ou à abdomen ouvert.
Elle peut également être assurée par endoscopie, par pleuroscopie ou. péritonéoscopie.
Les électrodes de ce type peuvent être retirées à travers la peau.
Bien que la Fig.1 représente des électrodes qui sont implantées dans le diaphragme, ces électrodes pourraient également être reliées à un filet ou un élément en pellicule plastique ou analogue et ce filet ou élément en pellicule plastique pourrait être fixé au diaphragme, les électrodes étant en contact physique avec celui-ci. De cette façon, de l'énergie électrique pourrait être délivrée au diaphragme sans implantation physique des électrodes à l'intérieur du muscle diaphragmatique.
L'ensemble de l'appareil de stimulation diaphragmatique suivant l'invention va maintenant être décrit en références à la Fig. 3.
L'appareil de stimulation représenté sur cette figure comprend principalement une interface d'utilisateur 15 à laquelle sont associés un clavier 16 et une imprimante 17.
L'interface est avantageusement constituée par un micro-ordinateur ELTEC système 7000 avec un processeur 6809, une mémoire de 64 K deux dispositifs à disquettes 320 koctets qui a la fonction suivante
- modification des paramètres de stimulation tels que l'amplitude, la fréquence, la largeur des impulsions, dans un train d'impulsions, l'enveloppe des signaux de stimulation ainsi que l'intervalle entre les différents trains d'impulsions, ainsi que le choix de l'électrode.
- modification des paramètres de stimulation tels que l'amplitude, la fréquence, la largeur des impulsions, dans un train d'impulsions, l'enveloppe des signaux de stimulation ainsi que l'intervalle entre les différents trains d'impulsions, ainsi que le choix de l'électrode.
- calcul et visualisation des données de la stimulation,
- gestion de données, stockage de programmateur de stimulation, commande de l'imprimante, programmation du stimulateur.
- gestion de données, stockage de programmateur de stimulation, commande de l'imprimante, programmation du stimulateur.
L'interface 15 est à son tour connectée à un stimulateur 18 qui comprend aussi un micro-ordinateur 6809 et comporte plusieurs par exemple six sorties bipolaires ou unipolaires indépendantes flottantes à couplage capacitif du type à courant constant ou à tension constante ou toute autre source d'énergie connectées aux électrodes telles que les électrodes 2 de la Fig.1 implantées dans le patient P.
Le stimulateur 18 comporte une voie 19 de stimulation permanente, une voie 20 de stimulation temporaire et une voie 21 de stimulation d'urgence ces trois voies sont reliées à l'interface 15 par l'intermédiaire d'un commutateur 22, et au câble 23 de liaison avec le patient P par l'intermédiaire d'un commutateur 24. Ces commutateurs permettent d'assurer la stimulation indépendamment de l'interface après programmation.
Le stimulateur 18 comporte en outre une entrée 25 de commande à distance.
Bien que dans le mode de réalisation décrit, les moyens de commande pour la simulation soient extérieurs au corps, il est clair que le stimulateur pourrait également être implanté dans le corps et programmé de l'extérieur. De tels stimulateurs implantés utilisant des moyens de programmation extérieurs sont aujourd'hui largement utilisés dans la stimulation cardiaque, de sorte que le programme emmagasiné dans le stimulateur implanté peut être réglé et modifié à distance de l'extérieur du corps par des moyens électromagnétiques par exemple. Ces mêmes principes pourraient être appliqués au stimulateur diaphragmatique selon la présente invention.
L'utilisation de trains d'impulsions au lieu d'impulsions isolées provoque une contraction régulière du diaphragme et permet à celui-ci d'engendrer l'énergie suffisante nécessaire pour surmonter la résistance élastique des tissus, la résistance au déplacement de l'air et pour assurer le déplacement-de la masse abdominale.
Afin de réduire le phénomène de fatigue musculaire qui est observé par la réduction de la réponse en contraction à une stimulation électrique et provoqué par des réactions électrochimiques irréversibles à l'interface électrode-nerf-muscle, au cours du temps, les impulsions électriques doivent satisfaire aux conditions suivantes
1. Equilibre de charge électrique à l'intérieur d'un intervalle d'impulsion. La charge négative de l'impulsion qui provoque la contraction du muscle est équilibrée par la même charge pendant la phase positive du rechargement. Bien entendu, l'impulsion de tête qui provoque la contraction peut être positive et l'impulsion suivante peut être néqa- tive.
1. Equilibre de charge électrique à l'intérieur d'un intervalle d'impulsion. La charge négative de l'impulsion qui provoque la contraction du muscle est équilibrée par la même charge pendant la phase positive du rechargement. Bien entendu, l'impulsion de tête qui provoque la contraction peut être positive et l'impulsion suivante peut être néqa- tive.
2. L'intensité du courant en fonction du temps pendant les phases d'impulsions positive et négative doit être la même.
L'impulsion qui satisfait à la première condition est une impulsion du type représenté à la
Fig. 4 sur laquelle les aires délimitées par les impulsions rectangulaires positives 30 et par les impulsions triangulaires négatives 31 sont égales. La seconde condition est satisfaite par les impulsions représentées à la Fig. 5.
Fig. 4 sur laquelle les aires délimitées par les impulsions rectangulaires positives 30 et par les impulsions triangulaires négatives 31 sont égales. La seconde condition est satisfaite par les impulsions représentées à la Fig. 5.
Une impulsion qui satisfait aux conditions 1 et 2 précitées donne une meilleure résistance à la fatigue qu'une impulsion satisfa-isant que la première condition.
On a constaté que les meilleurs résultats sont probablement obtenus lorsque les formes d'ondes des impulsions de courant positives et négatives sont identiques comme représenté à la Fig.5. La réponse des tissus à des impulsions identiques de polarité opposée est améliorée lorsqu'une impulsion est de préférence décalée par rapport à l'autre et il n'y aura dans la réaction des tissus aucune inégalité qui pourrait se produire si les impulsions de courant étaient de formes différentes, comme représenté à la
Fig.4. Les impulsions positives et négatives de la
Fig.5 n'ont pas besoin d'être adjacentes les unes aux autres comme représenté sur cette figure, mais elles peuvent être décalées avec un intervalle de temps entre les impulsions positives et négatives.
Fig.4. Les impulsions positives et négatives de la
Fig.5 n'ont pas besoin d'être adjacentes les unes aux autres comme représenté sur cette figure, mais elles peuvent être décalées avec un intervalle de temps entre les impulsions positives et négatives.
On va maintenant caractériser les trains d'impulsions, utilisés dans la stimulation diaphragmatique.
Un train d'impulsions est caractérisé par trois paramètres
a) l'enveloppe de l'amplitude des impulsions,
b) l'enveloppe de la largeur des impulsions,
c) l'enveloppe de la fréquence des impulsions.
a) l'enveloppe de l'amplitude des impulsions,
b) l'enveloppe de la largeur des impulsions,
c) l'enveloppe de la fréquence des impulsions.
Ces trois enveloppes peuvent comprendre une phase de montée, une phase constante et une phase de descente.
Une enveloppe peut être linéaire ou courbe. On peut faire varier la forme des enveloppes et l'ajuster de façon à obtenir la contraction désirée des muscles du diaphragme.
Sur les Fig. 6 et 7, on montre deux enregistrements de trains d'impulsions réels.
La Fig. 6 représente un train d'impulsions monophasiques à enveloppe d'amplitude linéaire et à enveloppe constante en largeur d'impulsions et en fréquence.
La Fig. 7 montre un train d'impulsion biphasiques à enveloppe d'amplitude courbe, à enveloppe de fréquence courbe, et à enveloppe en largeur d'impulsion constante.
Le tableau ci-après indique à titre d'exemple les paramètres les plus significatifs et leur plage particulière adaptée à l'application envisagée.
TABLEAU
Variation Plaae
Sortie Active Inactive
Fréquence de répétition 0,1 à 200 rafales par
minute
Mode impulsionnel Monophasique ou biphasique
ou alternative
Polarité d'impulsion Positive ou négative
Retard d'impulsion 0,0005 à 999 ms biphasique
Mode d'enveloppe Linéaire ou exponentielle
ou tout autre courbe
Amplitude d'impulsion O à 20mA
Largeur d'impulsion 0,005 à 50 ms
Fréquence d'impulsion 0,1 à 200 Hz
Les caractéristiques d'enveloppe telles que la fréquence de répétition, la fraction de stimulation du cycle de respiration, l'amplitude et la forme de l'enveloppe, peuvent être modifiées dans une plage importante.
Variation Plaae
Sortie Active Inactive
Fréquence de répétition 0,1 à 200 rafales par
minute
Mode impulsionnel Monophasique ou biphasique
ou alternative
Polarité d'impulsion Positive ou négative
Retard d'impulsion 0,0005 à 999 ms biphasique
Mode d'enveloppe Linéaire ou exponentielle
ou tout autre courbe
Amplitude d'impulsion O à 20mA
Largeur d'impulsion 0,005 à 50 ms
Fréquence d'impulsion 0,1 à 200 Hz
Les caractéristiques d'enveloppe telles que la fréquence de répétition, la fraction de stimulation du cycle de respiration, l'amplitude et la forme de l'enveloppe, peuvent être modifiées dans une plage importante.
Des exemples de variations engendrant des variations correspondantes de l'énergie de stimulation de l'électrode associée sont représentées à la
Fig. 8 qui montre des enveloppes exponentielles d'impulsions biphasiques. On conçoit aisément que la réponse d'une région du diaphragme sera différente selon qu'elle reçoit des trains d'impulsions d'enveloppes (a), (b) ou (c).
Fig. 8 qui montre des enveloppes exponentielles d'impulsions biphasiques. On conçoit aisément que la réponse d'une région du diaphragme sera différente selon qu'elle reçoit des trains d'impulsions d'enveloppes (a), (b) ou (c).
L'appareillage qui vient d'être décrit assure donc une stimulation modulée par des possibilités de modification des paramètres de chaque impulsion et des trains d'impulsions.
Dans la détermination des formes d'ondes des impulsions qui doivent appliquées aux électrodes de la Fig.1, il est important de remarquer qu'une rafale particulière d'impulsions sera appliquée, par exemple à une électrode. Une autre rafale d'impulsions sera appliquée à une autre électrode et cette rafale sera retardée quelque peu par rapport à la première rafale, par exemple de 10 à 100 ms. Une troisième rafale, de nouveau retardée sera ensuite appliquée à une troisième électrode et ainsi de suite. De cette manière, l'énergie électrique est appliquée au diaphragme de façon décalée dans le temps et ceci provoque une contraction plus régulière et évite une contraction spasmodique. Egalement, en ce qui concerne toute rafale particulière d'impulsions, appliquée à une électrode particulière quelconque, les formes d'ondes des impulsions de la rafale doivent varier.Par exemple, la première impulsion peut être de faible amplitude et/ou durée, les impulsions suivantes croissantes en amplitude et/ou en durée. Egalement la fréquence des impulsions dans une rafale particulière peut varier à l'intérieur de la rafale. Tout ceci peut contribuer à l'obtention d'une respiration régulière et douce. Le groupe total d'impulsions décalées dans le temps appliquées à toutes les électrodes est bien entendu répété pour chaque respiration successive. En déterminant les caractéristiques appropriées des rafales, la réponse du patient aux diverses caractéristiques sera notée et la séquence particulière la plus appropriée pour un patient particulier sera
notée et mise en mémoire.
notée et mise en mémoire.
On ne peut donner aucun jeu particulier de caractéristiques de rafale qui fonctionnerait le mieux pour tous les patients et tous les emplacements d'électrodes.
Les nombreuses possibilités de programmation de l'appareil permettent de faire varier de façon continue et indépendante l'amplitude, la largeur d'impulsion et la fréquence de ces impulsions à l'intérieur de l'enveloppe.
Cette enveloppe réalise en fait un stimulus global intéressant la partie du diaphragme autour des couples d'électrodes.
Le début de chaque train de stimulation peut être programmé dans son délai d'arrivée au point de stimulation.
Le fonctionnement de l'appareil de la Fig.
3 est le suivant.
Le programmateur fournit les moyens pour entrer et modifier les paramètres et les signaux de commandes de stimulation qui apparaissent sur l'écran du dispositif d'interface 15.
Lors de la commande "Programme" les configurations de stimulation, à savoir la largeur, la durée et la fréquence d'impulsions sont calculées à partir d'un ensemble de paramètres appelé "traitement" et sont appliquées à l'un des trois registres indépendants 26, 27, 28 du stimulateur 18.
Une fois que les trois registres sont chargés, le stimulateur 18 peut commencer la stimulation en explorant le registre 26, 27 ou 28 selectionné et en engendrant des impulsions électriques conformes au contenu du registre après exécution de la commande "mise en route".
Une fois que le stimulateur fonctionne, le programmateur peut assurer la modification des paramètres et pour éxécuter d'autres stades sans affecter la fonction de stimulation.
Les traitements visibles sur l'écran peuvent être consignés sur un disque, imprimés, copiés sur un disque ou programmés.
Un exemple des commandes de programme suivantes disponibles est donné ci-après.
1- "DEMANDE DE STIMULATION" - Permanente "RETOUR"
- Temporaire
- D'urgence
- Nom
Le traitement dans le registre indiqué des stimulations ou le traitement conservé sur disque sur le nom qui est imprimé sur le clavier 16 est transféré à la mémoire du programmateur et affecté sur le moniteur d'interface.
- Temporaire
- D'urgence
- Nom
Le traitement dans le registre indiqué des stimulations ou le traitement conservé sur disque sur le nom qui est imprimé sur le clavier 16 est transféré à la mémoire du programmateur et affecté sur le moniteur d'interface.
Alors les commandes suivantes sont données: 2- "PROGRAMMES" - Permanent "RETOUR"
- Temporaire
- D'urgence
Le traitement sur l'écran est transféré du registre de stimulation indiqué. Chaque registre peut être choisi indépendamment de l'état du stimulateur, qu'il soit à l'arrêt ou en marche.
- Temporaire
- D'urgence
Le traitement sur l'écran est transféré du registre de stimulation indiqué. Chaque registre peut être choisi indépendamment de l'état du stimulateur, qu'il soit à l'arrêt ou en marche.
Si un traitement est changé dans le registre sur lequel le stimulateur fonctionne, le stimulateur démarre automatiquement à la fin du dernier cycle de stimulation après la fin du transfert des données.
3- "MARCHE" - Permanente "RETOUR"
- Temporaire
- D'urgence
Le stimulateur commence l'exécution du traitement dans le registre indiqué.
- Temporaire
- D'urgence
Le stimulateur commence l'exécution du traitement dans le registre indiqué.
Si aucun registre n'est indiqué, le registre précédent ou en cours d'utilisation est selectionné.
4- "ARRET" "RETOUR"
Le stimulateur s'arrête à la fin du cycle de stimulation en cours.
Le stimulateur s'arrête à la fin du cycle de stimulation en cours.
Afin de vérifier l'intérêt de l'appareil on a procédé à une expérimentation clinique sur 19 malades de 14 à 75 ans.
Le critère de choix des malades n'a pas été l'application en soit de la stimulation diaphragmatique, il a été uniquement la facilité per-opératoire d'implanter les électrodes sans faire courir le moindre risque aux malades opérés. Sur ces 19 malades 4 ont gardé leurs électrodes en trans-thoracique pour une période de 3 à 7 jours.
Le résultat fondamental est qu on a obtenu la certitude de pouvoir provoquer une stimulation diaphragmatique de bonne qualité dans le sens où cette stimulation musculaire restitue un mouvement respiratoire normal.
Sur des diaphragmes de qualité tout à fait différentes, on a toujours pû obtenir un mouvement respiratoire après avoir testé le patient.
Les constatations ont été les suivantes
- La qualité de la contraction est variable en fonction de la qualité du diaphragme (constatation macroscopique du chirurgien).
- La qualité de la contraction est variable en fonction de la qualité du diaphragme (constatation macroscopique du chirurgien).
- Les paramètres de la stimulation sont variables en fonction de la qualité du diaphragme et de la qualité technique de l'implantation des élem trodes.
- La meilleure contraction observée est celle correspondant à la stimulation dont la programmation est biphasique, alternée, le délai optimum entre les impulsions à l'intérieur du train étant de l'ordre de 2 millisecondes.
Après tâtonnement tous les types de contractions ont été obtenus : trémulation, contraction partielle en zone périphérique de chaque électrode, hoquet.
Lorsque les paramètres de l'enveloppe de stimulation étaient corrects, la contraction diaphragmatique obtenue était progressive, globale, et homogène, sans phénomène de fatigue sur les quelques minutes qu'ont duré les observations.
Au réveil
La stimulation diaphragmatique a été essayée chez deux malades : chez un malade étant encore curarisé, on a constaté sous stimulation une augmentation de 2,4 1/mn pendant la spirométire par rapport à la respiration spontanée en voie de rétablissement.
La stimulation diaphragmatique a été essayée chez deux malades : chez un malade étant encore curarisé, on a constaté sous stimulation une augmentation de 2,4 1/mn pendant la spirométire par rapport à la respiration spontanée en voie de rétablissement.
A distance de l'intervention
Pour que l'expérimentation reste interprétable, la stimulation a été faite à distance de l'intervention notamment à cause des phénomènes douloureux post-opératoir-es.
Pour que l'expérimentation reste interprétable, la stimulation a été faite à distance de l'intervention notamment à cause des phénomènes douloureux post-opératoir-es.
Chez le même malade testé au reveil, chaque stimulation a été suivie d'une expiration de meilleure qualité et l'amélioration du débit restait du même ordre. Cependant, à -l'amplificateur de brillance, le mouvement respiratoire exprimé uniquement de face, pour des raisons techniques, n'excédait pas une amplitude de 1 cm.
Chez ce même malade, la stimulation débutée d'emblée à la même valeur de seuil qu'en peropératoire, était ressentie douloureusement alors que si l'on montait progressivement, mais assez rapidement à ces valeurs de seuil, le phénomène n'était plus douloureux.
Le deuxième malade ne présentait aucun phénomène douloureux au cours de la stimulation qui a duré 20 minutes.
On a constaté pendant cette stimulation une expiration d'amplitude plus importante suivant chaque stimulation, intercalée avec un mouvement respiratoire spontané moins ample.
En d'autres termes, on a remarqué selon la présente invention que des-meilleurs résultats peuvent quelquefois être obtenus en réduisant ou en modifiant d'une autre manière le rapport cyclique de stimulation. Le mieux n'est pas nécessairement de stimuler le diaphragme pour chaque aspiration, mais pour certains patients, de meilleurs résultats peuvent être obtenus par une stimulation artificielle ou plus qui pourrait être suivie d'un ou plusieurs mouvements respiratoires naturels, une autre stimulation intervenant alors, et ainsi de suite. De telles séquences peuvent être programmées à l'avance avec le dispositif suivant l'invention.
Claims (16)
1. Procédé de stimulation diaphragmatique destiné à assurer une assistance des mouvements respiratoires d'un patient, caractérisé en ce qu'il consiste à implanter dans les tissus musculaires d'au moins une hémicoupole diaphragmatique (3) des électrodes de stimulation (2) réparties à la périphérie de la dite hémicoupole et appliquer aux électrodes de stimulation, selon une séquence prédéterminée des impulsions de stimulation propres à fournir à chaque électrode une énergie appropriée à la stimulation que doit recevoir la zone du diaphragme correspondante pour obtenir une respiration régulière.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites impulsions de stimulation appliquées aux électrodes (2) selon une séquence prédéterminée sont constituées par les trains d'impulsions monophasiques ou biphasiques ou alternatives modulées en largeur et/ou en amplitude et/ou en fréquence, un décalage étant prévu entre les trains arrivant à différentes électrodes, ces trains se produisant avec un taux de répétition déterminé.
3. Procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les enveloppes desdits trains d'impulsions comportent des portions de montée et de descente linéaires ou curvilignes.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à implanter dans l'hémicoupole diaphragmatique (5) opposée à celle où sont disposés les électrodes (2) au moins un capteur (4) de l'activité du diaphragme et à asservir l'excitation des électrodes aux signaux délivrés par le dit capteur.
5. Appareil de stimulation diaphragmatique destiné à la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une série d'électrodes (2) disposées à la périphérie d'au moins une hémicoupole diaphragmatique (3) un stimulateur (18) connecté aux dites électrodes (2) et un dispositif d'interface (15, 16, 17) destiné à commander le stimulateur.
6. Appareil suivant la revendication -5, caractérisé en ce que lesdites électrodes (2) sont bipolaires et sont formées chacune de deux électrodes élémentaires en métal biocompatible munies de portions en- hélice (9) de fixation dans les tissus musculaires et pourvues-d'aiguilles courbes (13) et d'aiguilles transcutanées (11) reliées à un connecteur (12) de liaison avec le stimulateur.
7. Appareil suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le stimulateur comporte trois voies (19, 20, 21) de stimulation permanente, temporaire et d'urgence et des moyens (22, 24) de commutation de ces voies sur le dispositif d'interface (15, 16, 17) et sur le câble du patient (23).
8. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce qu'il est associé à au moins un capteur (4) de l'activité du diaphragme disposé dans l'hémicoupole (5) opposée à celles où sont placées les électrodes d'excitation (2), ledit capteur (4) étant connecté au stimulateur (18) pour permettre l'asservissement des signaux de stimulation aux signaux de sortie dudit capteur qui traduisent l'activité du diaphragme.
9. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé- en ce que les électrodes sont unipolaires.
10. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les électrodes (2) sont portées par un élément adapté pour être placé contre le diaphragme avec les électrodes en contact avec la surface extérieure du diapragme.
11. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le stimulateur comprend des moyens pour appliquer des rafales d'impulsions de stimulation aux différentes électrodes, lesdites rafales étant appliquées auxdites électrodes avec un retard entre les rafales appliquées à ces différentes électrodes.
12. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les rafales consistent en des signaux d'énergie de fréquence et/ou d'amplitude et/ou de durée variable.
13. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les impulsions bipolaires sont appliquées avec des formes d'ondes de courant d'impulsions positives et négatives pratiquement identiques.
14. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est implantable dans le corps.
15. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs mouvements de respiration naturelle se produit après un ou plusieurs mouvements de respiration stimulée.
16. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur pour déclencher des impulsions de stimulation.
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