FR2903912A1 - Stimulateur cardiaque multi-sites a reseau de capteurs et d'actionneurs asservis - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un stimulateur cardiaque implantable. Il comprend au moins un module de sonde, comprenant une électrode de sonde conductrice destinée à être en contact avec la surface du coeur, et un système électronique de traitement apte à traiter et à analyser un signal de dépolarisation/repolarisation capté par l'électrode de sonde afin de permettre de sonder le fonctionnement électrique du coeur ; au moins un module actionneur comprenant un actionneur destiné à être en contact avec la surface du coeur et un système électronique de commande apte à stimuler le coeur au niveau du point de contact de l'actionneur avec le coeur ; au moins un module de contrôle comprenant au moins un capteur permettant de détecter un signal de contraction cardiaque et un système électronique de contrôle apte à comparer ledit signal de contraction cardiaque détecté par le capteur avec un ensemble de signaux de contraction cardiaque mémorisés représentatifs des contractions cardiaques d'un coeur sain et apte à modifier les paramètres de la stimulation du coeur par l'intermédiaire d'un module actionneur si la différence entre le signal de contraction cardiaque mesuré et le signal de contraction cardiaque mémorisé correspondant dépasse un seuil fixé.

Description

STIMULATEUR CARDIAQUE MULTI-SITES A RESEAU DE CAPTEURS ET D'ACTIONNEURS

ASSERVIS DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un stimulateur cardiaque multi-sites permettant de stimuler et/ou de sonder le coeur en péricardique (sur sa face extérieure), ou en endocavitaire (à l'intérieur des cavités cardiaques), à l'aide d'actionneurs électrique et/ou chimiques situés sur le coeur, tout en contrôlant le bon fonctionnement mécanique du coeur en tant que pompe sanguine, à l'aide d'un réseau de capteurs. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le coeur est un organe constitué de fibres ou cellules musculaires qui ont la particularité de pouvoir propager des signaux électriques qui provoquent la contraction des oreillettes et des ventricules du coeur, ce qui actionne le pompage et la circulation du flux sanguin.

Quand le coeur a un fonctionnement défaillant, on implante sur le coeur du patient un appareil électrique ou électronique, appelé stimulateur cardiaque ou pacemaker en anglais, qui stimule électriquement le coeur en créant en un point donné du coeur une nouvelle onde de dépolarisation électrique ou en relançant une onde qui n'a pas abouti. Les stimulateurs conventionnels sont souvent très encombrants car chaque électrode placée sur le coeur doit être reliée à un système 2903912 2 d'alimentation électrique par l'intermédiaire d'un câble d'électrode, ces électrodes et ces câbles devant être acheminés jusqu'au coeur en passant par des veines ou des artères (voir le document [1]). Le nombre des 5 câbles d'électrodes est alors limité par le diamètre des veines ou des artères, ainsi que par la taille de ces câbles. On connaît du document [2] un stimulateur cardiaque électronique implantable qui résout ce 10 problème d'encombrement et permet ainsi de stimuler le coeur en de multiples points. Ce stimulateur comprend au moins un câble conducteur reliant électriquement un boîtier de commande à des électrodes placées en différents points du coeur d'un patient. L'avantage de 15 ce stimulateur est qu'au moins une partie du système électronique, habituellement comprise dans le boîtier de commande avec le système d'alimentation, est délocalisée et située au niveau des électrodes, ces dernières formant ainsi des modules d'électrodes. La 20 partie du système électronique délocalisée peut être une électronique de traitement et/ou de commande permettant au module d'électrode de sonder et/ou de stimuler le coeur. Comme illustré dans la figure 2, une électrode de sonde 1 est disposée sur la surface du 25 coeur 3 et envoie des informations vers un bloc d'observation et d'analyse (système de traitement) ; le bloc d'observation et d'analyse envoie à son tour un ou des signaux représentatifs du fonctionnement électrique du coeur (tels que le signal de fin de dépolarisation du cycle cardiaque, la fréquence de ce cycle, l'amplitude électrique des pulsations cardiaques) vers un bloc de 2903912 3 stimulation (système électronique de commande) ; le bloc de stimulation est capable de générer et de transmettre une impulsion électrique par le biais de l'électrode de stimulation 2 située sur le coeur. Le 5 bloc de stimulation est ainsi asservi aux informations fournies par le bloc d'observation et d'analyse. Ce stimulateur cardiaque fournit des stimulations électriques qui dépendent des paramètres électriques de fonctionnement du coeur. Ce stimulateur, 10 bien que très intéressant du fait de son faible encombrement, ne permet cependant pas de vérifier si une stimulation, provoquée par une ou des électrodes, a le même effet qu'une stimulation naturelle . En d'autres termes, ce stimulateur ne comprend aucun moyen 15 qui permettrait de vérifier si le stimulateur fonctionne de manière adéquate, en provoquant des stimulations électriques suffisantes pour provoquer des contractions mécaniques adaptées au mode de vie du patient ou si, au contraire, le stimulateur est 20 déficient. EXPOSÉ DE L'INVENTION Le but de l'invention est de perfectionner le stimulateur cardiaque tel que décrit dans le 25 document [2] afin de pouvoir contrôler et valider le fonctionnement électrique et mécanique du coeur, synonyme d'un bon fonctionnement du coeur. On entend par bon fonctionnement du coeur un ensemble de paramètres tels que des contractions du coeur adaptées à 30 l'état d'activité du patient (repos, marche, effort...) ou un débit ou une pression sanguine adaptés à l'effort 2903912 4 fourni par le patient. Ce but est obtenu par un stimulateur cardiaque implantable comprenant : - au moins un module de sonde, chaque 5 module de sonde comprenant une électrode de sonde conductrice destinée à être en contact avec la surface du coeur et un système électronique de traitement apte à traiter et à analyser un signal de dépolarisation/repolarisation capté par l'électrode de 10 sonde afin de permettre de sonder le fonctionnement électrique du coeur, - au moins un module actionneur, chaque module actionneur comprenant un actionneur destiné à être en contact avec la surface du coeur et un système 15 électronique de commande apte à stimuler le coeur au niveau du point de contact de l'actionneur avec le coeur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un module de contrôle comprenant : 20 - au moins un capteur permettant de détecter un signal de contraction cardiaque et - un système électronique de contrôle apte à comparer ledit signal de contraction cardiaque détecté par le capteur avec un ensemble de signaux de 25 contraction cardiaque mémorisés représentatifs des contractions cardiaques d'un coeur sain et apte à modifier les paramètres de la stimulation du coeur par l'intermédiaire d'un module actionneur si la différence entre le signal de contraction cardiaque mesuré et le 30 signal de contraction cardiaque mémorisé correspondant dépasse un seuil fixé. 2903912 5 On entend par paramètres de la stimulation du coeur l'intensité de la stimulation et/ou la fréquence des stimulations. Ces stimulations, comme nous le verrons plus tard, peuvent être 5 électriques et/ou chimiques. On appelle contractions cardiaques les mouvements de contraction et de relâchement du coeur permettant le pompage du flux sanguin. Le signal de contraction dépend de l'intensité et/ou de la fréquence 10 d'une contraction cardiaque. Le seuil fixé peut aussi bien être un seuil avec une valeur minimale ou un seuil avec une valeur maximale. Par exemple, si la stimulation est insuffisante pour obtenir une contraction cardiaque 15 permettant d'avoir un certain débit de sang en sortie du coeur, le moyen de contrôle peut commander au module actionneur d'augmenter l'intensité de la stimulation suivante. Selon la figure 3, on peut voir que le 20 stimulateur selon l'invention comprend, comme dans le stimulateur de l'art antérieur, une électrode de sonde 1 reliée à un bloc d'observation et d'analyse, qui envoie des informations vers un bloc de stimulation qui peut provoquer une stimulation par l'intermédiaire de 25 l'actionneur 2. Le stimulateur selon l'invention comprend en outre un capteur 4 qui est relié à un bloc de contrôle ; le bloc de contrôle transmet les informations captées par le capteur 4 vers le bloc d'observation et d'analyse et le bloc de stimulation. 30 Le stimulateur cardiaque selon l'invention permet d'asservir les stimulations sur les signaux 2903912 6 électriques en provenance du coeur, ainsi que sur les signaux relatifs aux contractions cardiaques. On a donc un asservissement qui tient compte des informations électriques et mécaniques en provenance du coeur. 5 Avantageusement, l'actionneur est un actionneur électrique, tel qu'une électrode par exemple, et/ou un actionneur chimique, tel qu'un diffuseur de médicament par exemple. On peut ainsi obtenir une stimulation électrique et/ou chimique du 10 coeur. Avantageusement, l'actionneur chimique peut être un diffuseur de produits chimiques. Les produits chimiques peuvent être des médicaments tels que des stéroïdes, de la dexaméthasone sodium phosphate, des 15 molécules anti-infectieuses_ qui sont diffusés dans le corps du patient à intervalles réguliers. Le ou les capteurs peuvent être situés à la surface du coeur ou sur tout autre corps du patient, par exemple un poumon, dont le fonctionnement est lié aux 20 contractions cardiaques. Avantageusement, le capteur permettant de détecter au moins un signal de contraction cardiaque est choisi parmi un capteur mesurant l'accélération locale d'une zone du myocarde, un capteur mesurant le 25 débit ou la pression sanguine en sortie du coeur, par exemple en fonction du temps au cours du cycle cardiaque, et un capteur mesurant le taux d'oxygénation du sang. Les capteurs peuvent ainsi, selon leur fonction, être choisis parmi les capteurs suivants : un 30 accéléromètre ou un capteur de mouvement apte à mesurer la contractilité du myocarde (contraction des 2903912 7 ventricules et des oreillettes équipés), un capteur de respiration, apte à mesurer le mouvement de la cage thoracique, en combinaison avec un accéléromètre ou un capteur de mouvement de manière à adapter le rythme 5 cardiaque au rythme de vie du patient, un capteur d'activité électrique pour quantifier la stimulation électrique (capteur piézo-électrique par exemple), un capteur de température du sang, un capteur d'oxygénation du sang, un capteur de pression sanguine, 10 un débitmètre pour mesurer le débit sanguin, une sonde permettant de capter l'onde de dépolarisation du myocarde... Capter un signal de contraction cardiaque permet d'obtenir des informations supplémentaires sur 15 l'état du coeur. En effet, un signal lié à une contraction cardiaque n'est pas toujours corrélé au signal électrique mesuré par le ou les modules de sonde, selon les pathologies des patients. Selon l'invention, le signal de contraction 20 cardiaque capté par le capteur est transmis au système électronique de contrôle qui l'analyse et transmet au système de commande, si nécessaire, des instructions pour modifier les paramètres de la stimulation, électrique et/ou chimique, du coeur réalisée à l'aide du 25 module actionneur, si la différence entre les paramètres du signal de contraction cardiaque mesurée et un ensemble de paramètres mémorisés dépasse un certain seuil fixé. Avantageusement, le système de contrôle est 30 apte à générer un signal de commande qui est synchronisé avec le signal de fin de cycle provenant du 2903912 8 module sonde, ce signal de commande déclenchant une stimulation du coeur par l'intermédiaire de l'actionneur du module actionneur. Le signal de commande généré par le système de contrôle (qui est asservi sur les 5 contractions cardiaques) est synchronisé avec le signal de fin de cycle provenant du module sonde, afin que la commande de stimulation cardiaque prenne en compte simultanément les signaux électriques détectés et les signaux de contraction cardiaque. Cette combinaison et 10 cette coordination permettent d'adapter le fonctionnement du stimulateur à toute une variété de pathologies, en fonction des signaux de stimulation et des signaux de contraction reçus. Le stimulateur cardiaque selon l'invention 15 permet de vérifier, d'une part, le bon fonctionnement électrique du coeur (processus conduisant à la contraction du myocarde) et d'autre part, le bon fonctionnement mécanique du coeur en tant que pompe au moyen d'un capteur dédié. Auparavant, avec les 20 stimulateurs conventionnels, seul le fonctionnement électrique du coeur était contrôlé et le bon fonctionnement du stimulateur ne pouvait être vérifié qu'en interrogeant le patient implanté, ou en auscultant ce dernier afin de déceler d'éventuels 25 symptômes physiques révélateurs, par exemple, d'une défaillance du stimulateur. Chaque module actionneur comprend un actionneur, par exemple une électrode ou un diffuseur de médicament, et une électronique de commande. Les 30 modules actionneurs peuvent comprendre, en plus de l'électronique de commande, une électronique de 2903912 9 traitement. Dans ce cas, les modules actionneurs peuvent être configurés en mode sonde et sonder l'état électrique du coeur ou être configurés en mode stimulation et stimuler le coeur, selon la fonction 5 souhaitée. Un module sonde comprend une électrode et une électronique de traitement et est apte à capter l'état électrique du coeur. En particulier, ce module sonde détermine l'instant de déclenchement et de fin du 10 cycle de contraction du myocarde (dépolarisation, contraction, repolarisation). Le module sonde permet donc de déterminer, soit de manière explicite à l'aide de données stockées en mémoire, soit de manière implicite à l'aide d'un modèle mathématique, le rythme 15 cardiaque adapté au rythme de vie du patient équipé (rythme de repos ou rythme d'effort par exemple). Le rythme cardiaque correspond en effet à l'inverse de la formule instant de fin instant de déclenchement . 20 Le module sonde a, par défaut, un mode de fonctionnement déterminé, ce qui permet de commander une stimulation selon un rythme cardiaque de base. On peut par exemple fixer un rythme cardiaque par défaut à 70 pulsations par minute, ce qui correspond à des 25 pulsations pour un coeur au repos. Ainsi, si le temps entre deux dépolarisations est inférieur à 0,86 seconde (70 pulsations/60 secondes), le module sonde commande aux modules actionneurs configurés en mode stimulation de déclencher une stimulation. 30 Avantageusement, l'électronique de traitement permettant au module sonde de sonder le coeur 2903912 10 comprend un moyen apte à sélectionner des signaux de fréquence déterminée, par exemple un filtre. Une fois obtenues, les informations concernant le cycle de contraction sont communiquées 5 aux modules actionneurs, ainsi qu'aux modules de contrôle afin que, respectivement, les modules actionneurs déclenchent les stimulations si elles sont nécessaires et que les modules de contrôle mesurent l'intensité ou l'amplitude des effets de la contraction 10 aux endroits du coeur où ces modules de contrôle sont fixés (plus particulièrement, l'endroit où les capteurs des modules de contrôle sont situés). Un module actionneur comprenant un actionneur (une électrode ou un diffuseur de 15 médicament) et une électronique de commande est apte à stimuler le coeur au niveau de son point de contact avec le coeur. Ainsi, selon la localisation et le nombre de ces modules actionneurs, ces modules peuvent stimuler le myocarde d'une ou des oreillettes ou/et d'un ou des 20 ventricules. Avantageusement, l'électronique de commande permettant au module actionneur de stimuler le coeur comprend un moyen apte à délivrer une stimulation électrique au coeur, par exemple un condensateur. Avantageusement, un module de contrôle est 25 incorporé dans au moins un module actionneur et/ou un module de sonde. Ainsi, un module de sonde peut comprendre une électrode, un capteur (par exemple un accéléromètre pour capter la contractibilité de la zone du myocarde où est implanté l'électrode), une 30 électronique de traitement et une électronique de contrôle. Un module actionneur peut comprendre un 2903912 11 actionneur (électrode ou diffuseur de médicament), un capteur (par exemple un accéléromètre pour capter la contractibilité de la zone du myocarde où est implanté l'actionneur), une électronique de commande et une 5 électronique de contrôle. Avantageusement, un module de sonde, un module d'actionneur et un module de contrôle sont incorporés dans un seul et même module. Ainsi, chaque module peut être configuré en mode de contrôle, en mode 10 sonde ou en mode de stimulation de manière à contrôler, à sonder ou à stimuler le coeur à l'endroit où ce module est localisé sur le coeur. Avantageusement, l'électronique de traitement et/ou de commande et/ou de contrôle est en 15 double exemplaire. Chaque module peut ainsi être conçu de manière redondante en comprenant, par exemple deux électroniques de commande identiques, de sorte à avoir une électronique opérationnelle lorsqu'une des électroniques est hors d'usage. 20 Les modules de contrôle permettent de valider le bon fonctionnement du coeur sur chaque cycle de contraction (dépolarisation, contraction, repolarisation). Ces modules de contrôle quantifient l'intensité de la contraction d'une oreillette ou d'un 25 ventricule. Chaque module de contrôle peut comprendre plusieurs capteurs. Les capteurs peuvent mesurer le débit ou la pression sanguine, par exemple en sortie du coeur et comparer la valeur obtenue à une valeur seuil de manière à valider le bon fonctionnement du coeur, 30 voire le bon fonctionnement du stimulateur. Les modules de contrôle peuvent également constater la fin du cycle 2903912 12 de contraction et adresser cette information aux autres modules. La connaissance de la fin du cycle de contraction permet d'assurer une meilleure coordination de contraction de chacune des cavités cardiaques au 5 cours d'un cycle. Avantageusement, les modules de contrôle permettent en outre de communiquer les résultats obtenus par les capteurs vers l'extérieur du corps du patient. Les informations recueillies par les modules 10 de contrôle peuvent être communiquées à l'extérieur (pour une lecture par le médecin par exemple) et/ou vers les autres modules (de sonde, de stimulation et de contrôle). Avantageusement, au moins deux modules 15 actionneurs, de sonde et/ou de contrôle communiquent entre eux par l'intermédiaire d'au moins un vecteur qui est véhiculé par le corps du patient, ledit au moins un vecteur étant choisi parmi les particules telles que les électrons ou les photons, les matières telles que 20 des substances chimiques inertes pour les tissus humains, les ondes de type électromagnétique (infrarouge, basse fréquence, haute fréquence, hyperfréquence), les ondes acoustiques (infrason, ultrason). 25 L'information peut être communiquée par un ou plusieurs de ces vecteurs. Il faut toutefois vérifier que les vecteurs utilisés ne provoquent pas de lésions sur les organes du corps du patient équipé. Par exemple, on n'utilisera pas une onde porteuse ayant une 30 fréquence de quelques Gigahertz, car cette fréquence est absorbée par les molécules d'eau contenue dans les 2903912 13 cellules du corps humain, ce qui peut provoquer des lésions irréversibles. Avantageusement, au moins deux modules actionneurs, de sonde et/ou de contrôle sont reliés 5 entre eux par un premier moyen de liaison apte à véhiculer des informations d'un module à un autre. Ce premier moyen de liaison sert à la communication d'informations entre les modules : il communique les informations recueillies par un module vers les autres 10 modules. Les informations recueillies par chaque module peuvent également être communiquées à l'extérieur du corps du patient, par exemple sur un écran. Ces informations peuvent par exemple être relatives au fonctionnement du stimulateur (par exemple pour savoir 15 si un module ne fonctionne pas correctement), à des paramètres comme l'accélération d'une zone du myocarde, la pression et le débit sanguin, ou à identifier quels sont les modules de stimulation, et leur localisation sur le coeur, qui ont provoqués une stimulation, ou 20 encore à analyser quelle est l'évolution de la pathologie, la qualité de la contraction... Avantageusement, au moins deux modules actionneurs, de sonde et/ou de contrôle sont reliés entre eux par un second moyen de liaison apte à 25 alimenter lesdits au moins deux modules en énergie. Ce second moyen de liaison permet la distribution d'énergie entre les modules. Le moyen de liaison peut être sous forme de fils électriques ou de fibres optiques. 30 Avantageusement, le moyen de liaison est un câble coaxial multifilaire. 2903912 14 Le moyen de liaison, qu'il serve à la distribution d'énergie ou à la communication d'informations entre les sites, peut être réalisé à partir de fils en matériau électriquement conducteur. 5 Avantageusement, au moins un module de sonde n'est pas situé sur le premier et/ou le second moyen de liaison, mais est relié électriquement audit premier et/ou second moyen de liaison. Avantageusement, au moins un module 10 actionneur, de sonde ou de contrôle comprend un système d'alimentation, par exemple un système d'alimentation électrique du type pile. Avantageusement, au moins un module de contrôle, au moins un module actionneur et au moins un 15 module sonde coopèrent les uns avec les autres de manière à exécuter la suite d'étapes suivantes : a) analyse de l'état électrique du coeur par le module sonde au niveau où ledit module sonde est situé, b) à la réception d'un signal électrique provenant du 20 coeur, calcul par le module sonde du niveau de fréquence dudit signal afin de déterminer si le coeur est en état de dépolarisation ou en état de repolarisation, c) mesure et analyse de la contraction cardiaque par un module de contrôle au niveau où le capteur dudit module 25 de contrôle est situé, d) à la réception d'un signal de contraction cardiaque, calcul par le module de contrôle de l'intensité de la contraction cardiaque, e) si le coeur est en état de dépolarisation ou si 30 l'intensité de la contraction est insuffisante, envoi, par le module sonde ou par le module de contrôle 2903912 15 respectivement, d'un signal codé en fréquence à au moins un module actionneur pour qu'il déclenche une stimulation, le codage en fréquence étant indicatif du temps séparant deux états de repolarisation du coeur et 5 de l'intensité de la contraction cardiaque. Avantageusement, au moins un module de contrôle, au moins un module actionneur et au moins un module sonde coopèrent les uns avec les autres de manière à exécuter la suite d'étapes suivantes : 10 a) envoi d'un signal codé en fréquence par le module sonde au module actionneur, b) à la réception dudit signal codé, démarrer une horloge interne et attendre pendant un temps de consigne déterminé, 15 c) attendre de recevoir un signal de contraction cardiaque provenant du capteur du module de contrôle ; d) lorsque le temps de consigne est écoulé, analyser l'état électrique du coeur au niveau où ledit module actionneur est situé et analyser l'intensité de la 20 contraction cardiaque au niveau où le capteur du module de contrôle est situé, e) si il y a réception par le module actionneur d'un signal électrique en provenance du coeur dont la valeur est supérieure à un seuil déterminé et si le signal de 25 contraction cardiaque est supérieur à un seuil déterminé, alors l'horloge interne est arrêtée et le temps de consigne est remis à zéro, f) si aucun signal électrique provenant du coeur n'est reçu par le module actionneur ou si le signal de 30 contraction cardiaque est inférieur à un seuil déterminé, alors le module de contrôle commande au 2903912 16 module actionneur de délivrer une stimulation au niveau du point du coeur où il est situé, l'horloge interne est arrêtée et le temps de consigne est remis à zéro. Avantageusement, au moins un module de 5 contrôle, au moins un module actionneur et au moins un module sonde coopèrent les uns avec les autres de manière à exécuter la suite d'étapes suivantes : a) attendre de recevoir un signal codé en fréquence provenant d'un module sonde, 10 b) à la réception dudit signal codé, démarrer une horloge interne et attendre pendant un temps de consigne déterminé, c) lorsque le temps de consigne est écoulé, analyser l'état de contraction du coeur au niveau où le module de 15 contrôle est situé, d) asservir le déclenchement du signal de stimulation par le module actionneur en fonction du signal de contraction détecté par le module de contrôle. 20 Le stimulateur cardiaque selon l'invention possède de nombreux avantages. Il peut remplacer les stimulateurs cardiaques traditionnels car il en possède les fonctions de base (stimulation, sonde). Il peut être positionné sur le coeur d'un patient de manière 25 endocavitaire ou en péricardique ; il permet donc de traiter les insuffisances cardiaques avec désynchronisation inter et intra ventriculaires. Le stimulateur selon l'invention permet en outre de connaître simultanément l'évolution des paramètres 30 électromécaniques du coeur du patient équipé, tels que 2903912 17 la vitesse de dépolarisation ou de repolarisation, la force de contraction ou le débit sanguin. Avantageusement, le stimulateur selon l'invention peut être utilisé pour réaliser une 5 cartographie du coeur en localisant les éventuelles zones cellulaires ischémiées, adipeuses, nécrosées, en hibernation ou saines du coeur grâce aux informations reçues par les capteurs des modules de contrôle localisés en différents points du coeur. 10 Le stimulateur selon l'invention peut aussi avoir une fonction de diagnostic grâce à la présence des modules de contrôle. Les modules de contrôle permettent par exemple de surveiller l'état électrique et/ou mécanique du coeur (système de type Holster), 15 l'évolution de la pathologie cardiaque ou prévenir l'apparition d'un infarctus en détectant les zones d'ischémie. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 20 L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et accompagnée des dessins annexés parmi lesquels : 25 - la figure 1 est un découpage en blocs fonctionnels de l'électronique ASIC utilisée dans les modules, - la figure 2, déjà discutée précédemment, représente un stimulateur cardiaque selon l'art antérieur décrit dans le document [2], 30 - la figure 3, déjà discutée précédemment, représente un stimulateur cardiaque selon l'invention, 2903912 18 - la figure 4 est un organigramme de fonctionnement d'un module fonctionnant en mode sonde, - la figure 5 est un organigramme de fonctionnement d'un module fonctionnant en mode stimulation, 5 - la figure 6 est une vue de face du coeur d'un patient implanté avec le stimulateur cardiaque selon un premier mode de réalisation, - la figure 7 est une vue de face du coeur d'un patient implanté avec le stimulateur cardiaque selon un second 10 mode de réalisation, - la figure 8 est une vue de face du coeur d'un patient implanté avec le stimulateur cardiaque selon un troisième mode de réalisation, - la figure 9 est une vue de face du coeur d'un patient 15 implanté avec le stimulateur cardiaque selon un quatrième mode de réalisation, - la figure 10 est une vue de face du coeur d'un patient implanté avec le stimulateur cardiaque selon un autre mode de réalisation. 20 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Comme nous l'avons vu précédemment, chaque module actionneur comprend un actionneur, par exemple un actionneur électrique tel qu'une électrode en 25 matériau conducteur destinée à être en contact avec le coeur et servant à transmettre une décharge électrique au coeur ou un actionneur chimique tel qu'un diffuseur de médicament, et une électronique de commande apte exercer une commande sur le déclenchement d'une 30 stimulation. Ces modules actionneurs peuvent également comprendre une électronique de traitement apte à 2903912 19 traiter des signaux provenant du coeur ou d'autres modules. Ces modules actionneurs peuvent également comprendre un ou plusieurs capteurs pour mesurer les effets d'une stimulation électrique sur le coeur et une 5 électronique de contrôle. Dans la figure 1, nous avons représenté l'exemple d'un module pouvant fonctionner en mode sonde, stimulation et contrôle. Ce module comprend un capteur de contraction, un bloc de contrôle, un bloc de stimulation et un bloc de sonde ; une seule et même 10 électrode sert à la fois pour la stimulation et le sondage du coeur. Le module représenté comprend une électronique de traitement ou/et de calcul (noyau processeur), une électronique de communication avec les autres modules pour permettre l'encodage et la 15 transmission d'un signal caractéristique, des mémoires de stockage de l'information, une électronique de régulation ou de production d'énergie électrique (cellulespiézoélectriques, cellules à effet thermoélectrique...), au moins une électrode pour sonder 20 le coeur et stimuler le coeur, et au moins un capteur pour vérifier l'effet de la stimulation. Ces différentes fonctions des électroniques sont obtenues par des circuits électroniques spécifiques (ASIC) de type système sur puce. 25 Dans le cas représenté, la stimulation du coeur est obtenue en déchargeant une réserve d'énergie, par exemple un condensateur, située dans un module actionneur en envoyant cette énergie dans le coeur par l'intermédiaire de l'électrode. Un tel condensateur est 30 chargé par une source d'énergie, par exemple une pile située dans un boîtier de commande 10 placé dans le 2903912 20 corps du patient. L'énergie contenue dans le condensateur se décharge dans le coeur par l'intermédiaire des électrodes placées en contact avec le coeur. La décharge du condensateur est déclenchée par 5 l'électronique de commande, qui joue le rôle d'interrupteur. La sonde ou la captation de l'état électrique du coeur (dépolarisation, repolarisation) est réalisée par l'intermédiaire d'une électrode, 10 placée en contact avec le coeur, et d'un filtre, l'électrode et le filtre permettant de capter les signaux caractéristiques de dépolarisation (ayant une fréquence de 10 à 120 Hz et un courant de 20 mV) et de repolarisation (fréquence inférieure à 5 Hz et un 15 courant inférieur à 7 mV). Comme une stimulation du coeur ne peut intervenir que si le coeur n'est pas en période de repolarisation, il est nécessaire que les stimulations ne puissent être déclenchées que par une commande en 20 provenance d'un module sonde. Ce déclenchement est commandé par le ou les modules situés sur l'oreillette droite. Ce ou ces modules sont configurés au moins en mode sonde et servent de bloc d'asservissement, c'est-à-dire qu'ils vont envoyer un signal aux autres 25 modules, ce signal permettant de déclencher ou non une stimulation : le comportement de ces modules est donc bien asservi aux signaux envoyés par le ou les modules situés sur l'oreillette droite. Les modules situés sur l'oreillette droite peuvent également être 30 configurés en mode stimulation et/ou de contrôle. Les modules configurés en mode sonde, situés sur 2903912 21 l'oreillette droite, détectent l'onde de dépolarisation. Le signal, une fois capté, est codé en tension et est transmis aux modules configurés en mode stimulation (il peut s'agir des mêmes modules situés 5 sur l'oreillette droite configurés en mode sonde et en mode stimulation, ou d'autres modules situés sur les ventricules ou l'oreillette gauche). Les étapes suivies par le module configuré en mode sonde, qui est situé sur l'oreillette droite et 10 qui est couplé à un module de contrôle de la contraction cardiaque, sont schématisées dans la figure 4. Lorsqu'il détecte la dépolarisation de la zone du myocarde où il est implanté, le module sonde émet un signal caractéristique en tension aux autres modules 15 positionnés sur les ventricules, en codant ledit signal en fréquence de 1 kHz, 10 kHz et 100 kHz, selon le rythme cardiaque calculé. Il informe ainsi les autres modules du début d'un nouveau cycle coordonné de dépolarisation et repolarisation du myocarde, à une 20 fréquence donnée. Le module sonde analyse l'état électrique du coeur en captant les signaux électriques envoyés par le coeur. Il calcule alors le niveau de fréquence du signal électrique reçu si la zone du myocarde sur laquelle il est positionné est en état de 25 dépolarisation, et il envoie ce signal électrique après l'avoir codé en fréquence aux modules actionneurs situés sur le filet. Le signal électrique cardiaque caractéristique codé en fréquence peut par exemple être 30 transmis aux autres modules par l'intermédiaire des fils conducteurs servant également à la distribution 2903912 22 d'énergie. En effet, nous identifions pour chaque patient trois niveaux de rythme cardiaque correspondant respectivement à un rythme de repos (fréquence inférieure à 70 pulsations par minute), à un rythme 5 actif (fréquence de 71 à 140 pulsations par minute) et à un rythme d'effort (fréquence supérieure à 140 pulsations par minute). La fréquence relevée par le module sonde situé sur l'oreillette droite est codée en fréquence et superposée au signal de tension 10 d'alimentation avec, par exemple, une fréquence de 1 kHz, 10 kHz et 100 kHz pour un rythme de repos, un rythme actif et un rythme d'effort, respectivement. Lorsqu'ils reçoivent le signal codé en fréquence, les modules savent ainsi, d'une part, quand 15 un nouveau cycle de dépolarisation, contraction et repolarisation commence et, d'autre part, quelle est la fréquence cardiaque. Parallèlement à la mesure du signal électrique du coeur par les modules sondes, un capteur 20 détecte un signal caractéristique de la contraction cardiaque (par exemple, le capteur est implanté sur une zone du myocarde et mesure l'accélération locale de cette zone). Ce signal est codé à d'autres fréquences que celles choisies pour coder les signaux électriques, 25 puis est transmis à un système de contrôle qui analyse l'intensité de cette contraction cardiaque. Selon le rythme de vie et les pathologies des patients, on peut identifier plusieurs niveaux de contraction cardiaque tels que, par exemple, une contraction nulle, une 30 contraction faible (au repos ou sous effort, mais avec une insuffisance cardiaque), une contraction moyenne, 2903912 23 une contraction forte (activité physique intense). L'intensité de la contraction cardiaque peut ainsi être codée sur quatre niveaux, avec des fréquences par exemple de 2 kHz, 20 kHz, 50 kHZ et 200 kHZ 5 respectivement. S'il y a plusieurs modules de contrôle, le signal émanant d'un module de contrôle peut également être transmis aux autres modules de contrôle, par exemple par l'intermédiaire de fils conducteurs. En fonction du signal (électrique et de contraction 10 cardiaque) reçu, le système électronique de contrôle (par exemple un processeur) peut sélectionner la stimulation à appliquer localement et transmettre au module actionneur un signal correspondant, lui aussi codé à des fréquences spécifiques. Par exemple, si 15 l'intensité de la contraction cardiaque est comprise entre deux seuils déterminés, et en fonction du rythme cardiaque, le système électronique de contrôle est apte à modifier les paramètres de la stimulation, soit pour augmenter l'intensité de la stimulation en cas de 20 contraction insuffisante, soit pour diminuer l'intensité de la stimulation en cas de trop forte contraction. Un réseau de modules actionneurs, de modules sondes et de modules de contrôle conformes à l'invention permet de mieux coordonner la stimulation 25 électrique et/ou chimique en cas de contractions désordonnées des différentes zones du myocarde, en adaptant l'amplitude des stimulations à chaque point de stimulation. Les modules actionneurs sont en attente du 30 signal caractéristique du début de cycle de dépolarisation codé en fréquence. L'arrivée de ce 2903912 24 signal dans un module actionneur déclenche un compteur ou une horloge interne (voir figure 5). Chaque module actionneur est programmé avec un temps de consigne qui lui est propre. Ce temps de consigne est déterminé à 5 partir de la position du module actionneur sur le myocarde et du codage en fréquence du signal caractéristique. Comme on l'a vu précédemment, la fréquence cardiaque est codée, selon 3 niveaux, sur la fréquence du signal caractéristique pour fournir le 10 rythme de vie du patient : rythme de repos, actif ou super actif . Pour chaque rythme de vie et pour une position donnée du module actionneur, il existe un temps de consigne déterminé. Une fois le temps de consigne atteint, le module actionneur analyse l'état 15 électrique du coeur. Si la zone du myocarde où est situé le module actionneur est en repolarisation et si le signal de contraction cardiaque est satisfaisant, alors l'horloge interne est arrêtée et le module actionneur retourne dans un état d'attente d'un signal 20 caractéristique en provenance du bloc d'asservissement formé par le module sonde situé sur l'oreillette droite. Si la zone du myocarde n'est pas état de repolarisation à la fin du temps de consigne ou si la contraction cardiaque mesurée par le capteur du module 25 de contrôle est insuffisante, alors le module actionneur déclenche une stimulation de la zone du myocarde concernée. Si l'actionneur est une électrode, le module délivre, par l'intermédiaire de son électrode, une impulsion supérieure au seuil de 30 stimulation de la courbe de Lapicque, ce qui correspond à une valeur d'environ 2 volts pendant une durée 2903912 25 maximale d'une demi milliseconde. Cette impulsion provoque, dans la zone où se situe l'électrode, une dépolarisation des cellules du myocarde. Quand l'impulsion a été délivrée, le condensateur est 5 rechargé, l'horloge interne est arrêtée et le compteur est remis à zéro dans l'attente du signal caractéristique suivant. Les modules de contrôle, c'est-à-dire le capteur et le système de contrôle associé, peuvent être 10 distincts des modules actionneurs et/ou de sonde. On peut également avoir la configuration où le capteur de contrôle est disjoint du système de contrôle, le système de contrôle étant situé dans un module actionneur ou de sonde. On peut aussi avoir la 15 configuration où le capteur et le système de contrôle sont tous les deux dans un module actionneur ou de sonde. Quelle que soit la configuration, on appelle ici module de contrôle l'ensemble formé par un système de contrôle et au moins un capteur, que le système de 20 contrôle et le capteur soient disjoints ou localisés au même endroit. Les capteurs de contrôle, qu'ils soient isolés du ou situés avec le système de contrôle ont pour fonction de contrôler l'effet obtenu par la 25 stimulation sur le fonctionnement du coeur. Ils peuvent par exemple mesurer le débit, la pression, le taux d'oxygénation du sang en fonction d'un comportement du coeur stimulé et recherché, et ainsi valider l'efficacité de la contraction cardiaque. Les capteurs 30 peuvent être choisis parmi des accéléromètres ou des capteurs de mouvement pour mesurer la contractilité du 2903912 26 myocarde ou pour mesurer le mouvement de la cage thoracique, des capteurs piézo-électrique comme capteur d'activité électrique, des capteurs de température du sang, des capteurs d'oxygénation du sang, des capteurs 5 de pression sanguine, des débitmètres pour mesurer le débit sanguin... Selon les résultats mesurés par les capteurs de contrôle, les capteurs peuvent commander aux modules actionneurs d'augmenter ou de diminuer l'intensité des stimulations. L'intensité de la 10 stimulation peut être adaptée selon que l'on veuille déclencher une dépolarisation ou seulement moduler une contraction selon un modèle. Le principe de la modulation est de stimuler au plateau du potentiel d'action des cellules du myocarde stimulé, c'est-à-dire 15 en plein QRS, afin d'améliorer les courants calciques intracellulaires et d'améliorer la qualité de la contraction cardiaque. Le stimulateur cardiaque selon l'invention peut être implanté sur le coeur du patient en effectuant 20 les mêmes interventions chirurgicales que celles pratiquées pour les stimulateurs conventionnels, en plaçant les modules en endocavitaire ou en épicardique. Il peut être utilisé pour pallier aux pathologies du type bradycardie, tachycardie, apnée du sommeil et 25 fibrillation. Nous proposons de donner quelques exemples de réalisation et d'application mettant en oeuvre les différentes fonctionnalités et technologies du 30 stimulateur cardiaque selon l'invention. 2903912 27 Nous allons tout d'abord réaliser un stimulateur cardiaque multi-sites adapté pour traiter un patient atteint d'une insuffisance cardiaque due à une contraction désynchronisée des ventricules. On 5 considère que le noeud sinusal et les oreillettes ont un fonctionnement non pathologique. On considère également que le patient ne présente pas ou peu d'hypertrophie ventriculaire et son coeur n'a donc pas besoin d'être contenu. 10 Nous avons représenté dans la figure 6 une vue de face schématisée du coeur d'un patient, souffrant d'une insuffisance cardiaque due à une contraction désynchronisée des ventricules, équipé du stimulateur cardiaque selon l'invention. Dans cette figure 6, le 15 réseau 12 reliant les modules entre eux sert à la fois à la communication des informations entre les modules et à l'alimentation en énergie des modules. Dans cet exemple, le réseau de communication et d'alimentation a une forme ramifiée de filet 12 avec un maillage 20 régulier et est équipé de modules actionneurs, des modules sonde et des modules de contrôle (31, 32), les modules de contrôle contrôlant la contractilité de chaque ventricule ; le réseau ainsi que les modules actionneurs, de sonde et de contrôle sont placés sur la 25 surface extérieure du coeur, en épicardique. Le stimulateur comprend 8 modules de stimulation/sonde et deux modules de

contrôle (31, 32). On appelle module stimulation/sonde un module comprenant une électrode, un actionneur (l'électrode peut servir également 30 d'actionneur), un système de commande et un système de traitement, qui peut être configuré en mode sonde ou en 2903912 28 mode stimulation. Un module de stimulation/sonde 13 est placé au niveau de l'oreillette droite. Ce module 13 est configuré en mode sonde : il détecte la dépolarisation du coeur et transmet cette information 5 afin que les autres modules, configurés en mode stimulation, sachent quand il faut déclencher la stimulation. Trois modules configurés en mode stimulation, c'est-à-dire trois modules actionneurs, sont placés au niveau du ventricule droit et quatre sur 10 le ventricule gauche (sur la figure 6, les modules 14a représentent les modules placés sur la face non visible du coeur, et les modules 14 b représentent les modules placés sur la face visible du coeur). Il est bien entendu qu'on peut choisir de placer plus ou moins de 15 modules de stimulation, sonde, contrôle selon la quantité de sites sur le coeur que l'on désire stimuler, sonder et/ou contrôler. Deux modules de contrôle sont placés respectivement sur chaque ventricule (31, 32) pour mesurer la contraction de chaque ventricule. On 20 peut aussi avoir deux capteurs reliés à un seul et même système de contrôle. Le réseau sous forme de filet 12 est relié à un boîtier 10 contenant une pile (par exemple une pile lithium iode de 2,8 V) par un câble d'alimentation 25 11 conducteur. Le câble 11 peut par exemple arriver au niveau du coeur en passant par une veine. Le boîtier est positionné en sous cutané dans l'abdomen. Le boîtier peut également comporter deux piles pour pallier à la panne d'une des piles. Le câble 30 d'alimentation 11 est ici fixé au boîtier de commande 10 à l'aide d'un connecteur à vis 100.

2903912 29 Le réseau sous forme de filet à mailles est équipé des modules actionneurs, sondes et de contrôle et est assemblé avant l'opération chirurgicale. Pour faciliter son positionnement, le filet est réalisé de 5 dimension plus large que celle du coeur. Le réseau 12 peut être constitué par des conducteurs hélicoïdaux multifilaires et co-axiaux, recouverts d'une matière biocompatible en silicone (haute performance). Dans ce cas, comme le filet est 10 multifilaire, les modules peuvent fonctionner selon plusieurs modes, c'est-à-dire que l'énergie électrique peut être amenée jusqu'aux modules afin de stimuler, de sonder le myocarde et/ou de contrôler les effets de cette stimulation sur le coeur par un circuit électrique 15 fermé. Comme le coeur n'a pas besoin d'être contenu, le réseau, au lieu d'être sous une forme ramifiée de filet à mailles, peut également être sous la forme d'un simple câble conducteur (configuration du 20 type linéaire), comme illustré dans la figure 7. Que le réseau ait une configuration linéique ou ramifiée (filet à mailles), on peut améliorer la robustesse du réseau servant à l'alimentation et à la communication en doublant ou 25 triplant les fils conducteurs le constituant. Dans cet exemple d'application, comme seuls les ventricules sont désynchronisés, on peut synchroniser les stimulations sur l'onde de dépolarisation provenant de l'oreillette droite saine.

30 Pour cela, le module 13 est configuré uniquement en mode sonde et est situé sur l'oreillette droite. Ce 2903912 30 module sonde 13 est combiné aux modules de contrôle (ou directement aux capteurs de contraction cardiaque). Le module sonde et les modules de contrôle fonctionnent conjointement pour former le bloc d'asservissement pour 5 l'ensemble du stimulateur : la combinaison de leurs signaux permet de générer le signal de commande aux autres modules pour qu'ils stimulent ou non chaque module actionneur individuellement. Le module 13 détecte l'onde de dépolarisation naissant dans 10 l'oreillette droite à l'aide d'une électrode en contact avec le coeur et d'un filtre. Il détermine le rythme cardiaque en calculant le temps écoulé entre deux dépolarisations successives. Par défaut, le rythme du stimulateur est le rythme de repos. Le signal 15 caractéristique a donc une fréquence de 1 kHz. Lorsqu'il détecte la dépolarisation de la zone du myocarde où il est implanté, le module de sonde 13 émet, par l'intermédiaire des mailles du filet 12, un signal caractéristique en tension aux autres modules 20 positionnés sur les ventricules, en le codant en fréquence de 1 kHz, 10 kHz et 100 kHz, selon le rythme cardiaque calculé. Dans l'exemple considéré, les modules de contrôle comprennent chacun un accéléromètre. Le module 25 de contrôle 31 permet de mesurer directement l'intensité de la contraction du ventricule droit, et le module de contrôle 32 permet de mesurer directement l'intensité de la contraction du ventricule gauche. Les deux ventricules n'ont pas la même taille, et donc 30 n'ont pas la même intensité de contraction. Il est donc important de contrôler la contraction de chacun des 2903912 ventricules. Il peut être utile de placer plusieurs capteurs sur le coeur afin de mesurer la contraction du muscle cardiaque en plusieurs points et détecter ainsi 5 des zones plus ou poins ischémiées. Lorsque chaque capteur détecte un signal de contraction cardiaque, il en mesure l'intensité et transmet aux modules actionneurs un signal correspondant codé en fréquence par l'intermédiaire du réseau. Les modules actionneurs 10 calculent en fonction non seulement du signal provenant du module sonde, mais également en fonction des signaux provenant des modules de contrôle des contractions de chaque ventricule afin de déclencher ou non une stimulation à l'aide des actionneurs des modules 15 actionneurs, l'intensité de la stimulation étant modulée en fonction des signaux reçus des capteurs de contraction des deux ventricules. Les modules situés sur les ventricules sont configurés en mode stimulation. Leurs étapes de 20 fonctionnement en mode de stimulation sont illustrées dans la figure 5. Comme on peut le voir dans cette figure, les modules stimulation/sonde configurés en mode de stimulation sont en attente du signal caractéristique du début de cycle de dépolarisation, 25 codé en fréquence, provenant du module sonde 13 situé sur l'oreillette droite et en attente du signal de contraction cardiaque provenant des capteurs des modules de contrôle situés sur les ventricules. L'arrivée de ces signaux dans un module configuré en 30 mode stimulation déclenche un compteur ou une horloge interne. Chaque module configuré en mode stimulation 31 2903912 32 est programmé avec un temps de consigne qui lui est propre, qui est déterminé en fonction de la position dudit module sur le myocarde et du codage en fréquence du signal caractéristique envoyé par le module sonde 5 positionné sur l'oreillette droite. Une fois le temps de consigne atteint, le module stimulation/sonde est configuré en mode sonde et analyse l'état du coeur à l'aide d'une électrode en contact avec le coeur. Si la zone du myocarde où est situé le 10 module stimulation/sonde est en repolarisation et si l'intensité du signal de contraction est suffisante, alors l'horloge interne est arrêtée et ledit module retourne dans un état d'attente d'un signal caractéristique en provenance du module de sonde situé 15 sur l'oreillette droite/ou d'un signal de contraction cardiaque insuffisant en provenance d'un module de contrôle. Si la zone du myocarde n'est pas en état de repolarisation à la fin du temps de consigne ou si 20 l'intensité du signal de contraction cardiaque est inférieure à un seuil déterminé, alors le module stimulation/sonde est configuré en mode stimulation et déclenche une stimulation de la zone du myocarde concernée, dont l'intensité est fonction des signaux de 25 contraction reçus, le condensateur est rechargé et l'horloge interne est arrêtée. Ainsi, pour chaque rythme de vie et en fonction de la réponse en terme d'efficacité de contraction cardiaque, le stimulateur cardiaque permet 30 de coordonner la dépolarisation du myocarde des ventricules, en vue de les resynchroniser et pallier à 2903912 33 la pathologie du patient en adaptant l'intensité de la stimulation aux besoins réels et utiles du patient. On précise que les électrodes utilisées pour sonder l'état électrique du coeur et les électrodes 5 utilisées pour stimuler le coeur peuvent être communes. Les électrodes peuvent également servir à fixer les modules d'électrodes sur le coeur en ayant une forme de barbe, de vis, d'hameçon, de flèche... Dans la figure 6, les modules sont fixés sur le coeur à l'aide de vis 10 (schématisés par les points noirs au milieu des modules). Dans la figure 7, les modules sont fixés sur le coeur à l'aide de crochets (schématisés par les trois branches partant du centre des modules).

15 Selon un deuxième exemple, représenté dans la figure 8, le stimulateur est adapté pour traiter une tachycardie supra ventriculaire, les oreillettes ayant un fonctionnement non pathologique. Le stimulateur cardiaque comprend huit modules stimulation/sonde et 20 deux modules de contrôle, équipés de capteurs de contraction cardiaque (accéléromètre), placés en épicardique et reliés entre eux par un premier réseau 12a servant à la communication entre les modules et un second réseau 12b servant à l'alimentation électrique 25 des modules. Un module stimulation/sonde, configuré en mode sonde 13, est placé sur l'oreillette droite, trois modules stimulation/sonde, configurés en mode stimulation (14a, 14b), sont placés sur le ventricule droit et quatre autres (14a, 14b) sur le ventricule 30 gauche, un accéléromètre 31 est placé sur le ventricule droit et un autre accéléromètre 32 est placé sur le 2903912 34 ventricule gauche. Le système de contrôle est ici situé dans le boîtier de commande. Le réseau pour la communication et le réseau pour l'alimentation en énergie sont disjoints.

5 Ils sont constitués respectivement d'un conducteur hélicoïdal multifilaire et co-axial pour le réseau d'alimentation, et d'un bus (nappe de 8 conducteurs hélicoïdal multifilaire) pour le réseau de communication. Ces conducteurs sont recouverts d'une 10 matière biocompatible en silicone (haute performance). Les réseaux sont de type linéaire (voir figure 8). La communication des informations se fait grâce à un codage de type Manchester sur 8 bits (0 à 255). La fréquence de fonctionnement du bus de 15 communication est de 100 kHz. Pour une redondance de l'information (robustesse), le signal codé est envoyé 5 fois de suite par une trame de 8 bits en parallèle, espacées de 20 microsecondes. Le boîtier d'alimentation contient une ou 20 deux piles de lithium et est placé en sous cutané dans l'abdomen. Le module stimulation/sonde situé sur l'oreillette droite est configuré en mode sonde. Les modules de contrôle, équipés de capteurs de 25 contraction, coopèrent avec le module sonde et servent de bloc d'asservissement pour les autres modules stimulation/sonde configurés en mode stimulation. Le module sonde détecte l'onde de dépolarisation, détermine le rythme cardiaque et envoie cette 30 information aux autres modules sous forme d'un signal codé. Les modules de contrôle mesurent l'intensité de 2903912 la contraction de chacun des ventricules et envoient cette information aux autres modules sous forme d'un signal codé en fréquence. Lorsqu'ils reçoivent ces signaux, les 5 autres modules sondent le coeur pour capter l'état électrique de la zone du myocarde des ventricules où ils sont implantés et une horloge interne se déclenche (voir organigramme de la figure 5). Si la zone du myocarde n'est pas en état de repolarisation à la fin 10 du temps de consigne, ou si les signaux de contraction cardiaque sont trop faibles, alors ledit module stimulation/sonde situé sur un ventricule est configuré en mode stimulation et déclenche une stimulation de la zone du myocarde concernée, le condensateur est 15 rechargé et l'horloge interne est arrêtée. Comme dans l'exemple précédent, les modules stimulation/sonde sont équipés d'une électrode en matériau conducteur qui permet de sonder le coeur et/ou de le stimuler. L'électrode peut également servir à 20 fixer le module sur le coeur. Selon un troisième exemple, illustré dans la figure 9, le stimulateur est adapté pour traiter des cas de bradycardie, c'est-à-dire les cas où seule la 25 branche droite du faisceau de His Purkinje du tissu nodal est défaillante. Le stimulateur comprend trois modules stimulation/sonde et un module de contrôle, équipé d'un capteur de contraction cardiaque, reliés par un réseau conducteur 12 de type linéaire. Les 30 modules sont implantés dans le coeur en endocavitaire (par exemple par cathétérisation) : un module est fixé 2903912 36 sur l'oreillette droite et deux modules sont fixés sur le ventricule droit (voir figure 9). Le module situé sur l'oreillette droite 13 est configuré en mode sonde. Il détecte l'onde de 5 dépolarisation naissant dans l'oreillette droite, détermine le rythme cardiaque et envoie cette information aux autres modules sous forme d'un signal codé. Le capteur de contraction cardiaque 31 est un accéléromètre implanté sur le ventricule droit. Il 10 mesure l'intensité de la contraction au niveau du ventricule lui-même. Le module sonde 13 situé sur l'oreillette droite et le capteur de contraction 31 servent à asservir conjointement les modules stimulation/sonde configurés en mode stimulation 14.

15 Selon l'organigramme de la figure 5, lorsqu'ils reçoivent ces signaux (électrique et de contraction), les autres modules 14 sondent le coeur pour capter l'état électrique de la zone du myocarde des ventricules où ils sont implantés et une horloge 20 interne se déclenche. Si la zone du myocarde n'est pas en état de repolarisation à la fin du temps de consigne ou si l'intensité du signal de contraction du ventricule est insuffisante, alors le module 14 déclenche une stimulation de la zone du myocarde 25 concernée, le condensateur est rechargé et l'horloge interne est arrêtée. Dans cet exemple, le réseau 12 sert à la fois à la communication des signaux entre les modules et à la distribution d'énergie.

30 Dans la figure 9, le module 13 situé sur l'oreillette droite est fixé sur le coeur à l'aide 2903912 37 d'une vis et les modules 14 situés sur les ventricules sont fixés sur le coeur à l'aide de barbes (schématisés par les petites branches partant de la périphérie des modules d'électrodes).

5 Selon un autre exemple, représenté dans la figure 10, le stimulateur est utilisé pour traiter un disfonctionnement du noeud sinusal. Le stimulateur comprend 13 modules stimulation/sonde et deux modules 10 de contrôle équipés de capteurs de contraction : deux modules stimulation/sonde (13a ; 13b) sont placés sur chaque oreillette, trois modules stimulation/sonde sont placés sur le ventricule droit et six sur le ventricule gauche (14a ;14b) et un module de contrôle est placé 15 sur chaque ventricule (31, 32). Les treize modules stimulation/sonde et les deux modules de contrôle (comprenant des accéléromètres) sont disposés en épicardique sur le coeur. Le réseau 12 reliant les modules 20 stimulation/sonde et les modules de contrôle a une forme d'arborescence (voir figure 10) et sert à la fois à la communication et à l'alimentation en énergie entre les modules. Il est constitué d'un conducteur hélicoïdal multifilaire et co-axial.

25 La source d'énergie est constituée par trois piles de lithium et est positionnée en sous cutané dans l'abdomen du patient. Afin de limiter les risques infectieux post-opératoire, les piles peuvent être rechargées en 30 effectuant un transfert d'énergie par télé alimentation. Pour cela, le boîtier est équipé de deux 2903912 38 éléments spécifiques contenant chacun un bobinage, un des éléments comprenant en outre une électronique permettant de transformer la tension continue des piles en tension alternative (hacheur) et l'autre élément 5 comprenant en outre un circuit redresseur qui permet de récupérer une tension continue pour alimenter les modules. Les modules situés sur les oreillettes comprennent une électrode pour sonder et capter la 10 dépolarisation des oreillettes, une électrode pour stimuler le coeur (il peut s'agir de la même électrode que celle utilisée pour sonder le coeur) et un accéléromètre pour capter la contractilité des oreillettes. Chaque module sert ainsi de bloc 15 d'asservissement pour les autres modules. De préférence, un capteur 33 (accéléromètre) permettant de mesurer la respiration est également positionné sur la cage thoracique du patient afin de déterminer son rythme cardiaque. Ce capteur est relié au boîtier 10 20 par un câble 23. Les modules situés sur les oreillettes déterminent tout d'abord le départ de l'onde de dépolarisation et déclenchent alors un signal électrique. Les modules de contrôle situés sur les 25 oreillettes envoient des signaux de contraction, codés en fonction des résultats recueillis par les capteurs de contrôle (31, 32) et éventuellement par le capteur de respiration (33), qui indiquent aux autres modules situés sur les ventricules quelle est la stimulation 30 dont le patient a besoin en fonction de son rythme 2903912 39 respiratoire et de la contraction cardiaque effective mesurée. Les modules situés sur les ventricules sont configurés en mode sonde et en mode stimulation. Ils 5 sont en attente du signal codé en fréquence, en provenance des modules situés sur les oreillettes, caractéristique du début de cycle de dépolarisation. L'arrivée de ce signal dans un module situé sur les ventricules déclenche un compteur ou une horloge 10 interne (voir figure 5). Si la zone du myocarde où est situé ledit module est en repolarisation et si le signal de contraction cardiaque est suffisant, alors l'horloge interne est arrêtée et le module retourne dans un état d'attente d'un signal caractéristique en 15 provenance du module situé sur l'oreillette droite. Au contraire, si la zone du myocarde n'est pas en état de repolarisation à la fin du temps de consigne ou si le signal de contraction cardiaque est insuffisant, alors ledit module situé sur le ventricule est configuré en 20 mode stimulation et déclenche une stimulation de la zone du myocarde concernée, qui est fonction à la fois du rythme cardiaque, du rythme respiratoire et de l'intensité mesurée de la contraction cardiaque. Le condensateur est ensuite rechargé et l'horloge interne 25 est arrêtée. Les modules de contrôle situés sur les ventricules comprennent chacun un accéléromètre pour capter la contractilité de la zone du myocarde sur laquelle ils sont implantés. Les informations 30 recueillies par les accéléromètres sont stockées et peuvent être envoyées vers l'extérieur, par exemple 2903912 pour qu'elles soient étudiées par un spécialiste. En plus de leur fonction d'asservissement conjoint avec le module sonde, les informations fournies par les modules de contrôle renseignent le spécialiste sur les 5 évolutions de la pathologie et sur le dysfonctionnement cardiaque.

2903912 41 BIBLIOGRAPHIE [1] US 2000/6067470 Al ; System and method for 5 multiple site biphasic stimulation to revert ventricular arrhythmias [2] FR-2 872 709, déposé le 07 juillet 2004.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Stimulateur cardiaque implantable comprenant : - au moins un module de sonde (13), chaque module de sonde comprenant une électrode de sonde conductrice destinée à être en contact avec la surface du coeur et un système électronique de traitement apte à traiter et à analyser un signal de dépolarisation/repolarisation capté par l'électrode de sonde afin de permettre de sonder le fonctionnement électrique du coeur, - au moins un module actionneur (14a, 14b), chaque module actionneur comprenant un actionneur destiné à être en contact avec la surface du cœur et un système électronique de commande apte à stimuler le coeur au niveau du point de contact de l'actionneur avec le coeur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un module de contrôle (31, 32) comprenant : au moins un capteur permettant de détecter un signal de contraction cardiaque et - un système électronique de contrôle apte à comparer ledit signal de contraction cardiaque détecté par le capteur avec un ensemble de signaux de contraction cardiaque mémorisés représentatifs des contractions cardiaques d'un coeur sain et apte à modifier les paramètres de la stimulation du cœur par l'intermédiaire d'un module actionneur si la différence entre le signal de contraction cardiaque mesuré et le signal de contraction cardiaque mémorisé correspondant 2903912 dépasse un seuil fixé.

2. Stimulateur cardiaque implantable selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur 5 est un actionneur électrique, par exemple une électrode, et/ou un actionneur chimique, par exemple un diffuseur de médicament.

3. Stimulateur cardiaque implantable selon 10 la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur est choisi parmi un capteur mesurant l'accélération locale d'une zone du myocarde, un capteur mesurant le débit ou la pression du sang en sortie du coeur, un capteur mesurant le taux d'oxygénation du sang. 15

4. Stimulateur cardiaque implantable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de contrôle est un système générant un signal de commande qui est synchronisé avec le signal de fin de cycle 20 provenant du module sonde, ce signal de commande déclenchant une stimulation du coeur par l'intermédiaire de l'actionneur du module actionneur.

5. Stimulateur cardiaque implantable selon 25 la revendication 1, caractérisé en ce qu'un module de contrôle est incorporé dans au moins un module actionneur et/ou un module de sonde.

6. Stimulateur cardiaque implantable selon 30 la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un 43 2903912 44 module de sonde, un module d'actionneur et un module de contrôle sont incorporés dans un seul et même module.

7. Stimulateur cardiaque implantable selon 5 la revendication 1, caractérisé en ce que les modules de contrôle comprennent des moyens permettant de communiquer les résultats obtenus par les capteurs vers l'extérieur du corps du patient. 10

8. Stimulateur cardiaque implantable selon la revendication 1, dans lequel au moins deux modules actionneurs, de sonde et/ou de contrôle comprennent des moyens permettant auxdits au moins deux modules de communiquer entre eux par l'intermédiaire d'au moins un 15 vecteur qui est véhiculé par le corps du patient, ledit au moins un vecteur étant choisi parmi les particules telles que les électrons ou les photons, les matières telles que des substances chimiques inertes pour les tissus humains, les ondes électromagnétiques 20 (infrarouge, basse fréquence, haute fréquence, hyperfréquence), les ondes acoustiques (infrason, ultrason).