FR3010321A1 - Dispositif implantable de stimulation optique du cerveau comportant un ensemble formant boitier reliant des premiere et deuxieme parties - Google Patents
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Abstract
L'objet principal de l'invention est un dispositif implantable (10) de stimulation optique du cerveau d'un être humain ou animal, caractérisé en ce qu'il comporte une première partie (1) sous la forme d'un premier cathéter, biocompatible et destinée à servir de gaine d'enveloppement d'au moins une partie implantée dans le cerveau d'un guide de lumière (4) pour la stimulation optique du cerveau, une deuxième partie (2) sous la forme d'un deuxième cathéter, biocompatible et destinée à servir de gaine d'enveloppement d'au moins la partie connectée à la source de lumière (5) du guide de lumière (4), et un ensemble (3) formant boîtier biocompatible et étanche, reliant l'extrémité distale (2b) de la deuxième partie (2) à l'extrémité proximale (la) de la première partie (1), comportant une base (3b), connectée à l'extrémité proximale (la) de la première partie (1), et un couvercle (3a), connecté à l'extrémité distale (2b) de la deuxième partie (2), l'ensemble (3) formant boîtier étant destiné à loger la partie du guide de lumière (4) située entre les parties du guide de lumière (4) respectivement logées par les première (1) et deuxième (2) parties du dispositif implantable (10).
Description
DISPOSITIF IMPLANTABLE DE STIMULATION OPTIQUE DU CERVEAU COMPORTANT UN ENSEMBLE FORMANT BOITIER RELIANT DES PREMIERE ET DEUXIEME PARTIES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine de la stimulation profonde du cerveau d'un être humain ou d'un animal, et plus particulièrement au domaine de la stimulation profonde du cerveau par irradiation optique. La stimulation cérébrale profonde (ou encore « deep brain stimulation » en anglais) est une technique thérapeutique comportant l'implantation d'un dispositif pour stimuler des parties spécifiques du cerveau. On peut ainsi améliorer différents troubles, liés par exemple à la dépression, la maladie d'Alzheimer ou de Parkinson. L'irradiation optique profonde du cerveau mise en oeuvre par l'invention peut notamment permettre le traitement de la maladie de Parkinson.
L'invention propose ainsi un dispositif implantable de stimulation optique du cerveau d'un être humain ou animal, ainsi qu'un procédé de stimulation optique mis en oeuvre au moyen d'un tel dispositif implantable et un procédé d'implantation d'un tel dispositif implantable pour la stimulation du cerveau d'un être humain ou animal. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Des solutions ont déjà été proposées dans l'art antérieur pour permettre le traitement de certains dysfonctionnements neuronaux, dont la maladie de Parkinson, par irradiation optique du cerveau avec une source de lumière émettant dans le domaine de l'infrarouge (IR). La demande de brevet US 2009/0118800 Al décrit notamment l'utilisation d'un dispositif implantable dans le cerveau permettant d'irradier optiquement des structures biomoléculaires du cerveau, et en particulier des cellules cibles possédant des protéines photosensibles.
De telles solutions peuvent mettre en oeuvre l'introduction d'une fibre optique dans le cerveau, par l'intermédiaire de laquelle de la lumière infrarouge est guidée vers le cerveau à partir d'une source de lumière extérieure au cerveau. Cependant, la mise en place d'une fibre optique dans le cerveau d'un être humain ou animal présente de nombreux inconvénients et difficultés. En effet, l'insertion de la fibre optique dans le cerveau doit pouvoir être réalisée dans des conditions de sécurité optimales pour le patient. Les fibres optiques n'étant généralement pas biocompatibles, il s'avère nécessaire de disposer d'un moyen de protection stérile et étanche. En outre, la profondeur d'implantation de la fibre optique, c'est-à-dire la longueur de la fibre optique entre le crâne et l'extrémité distale de la fibre optique, est un paramètre variable qui dépend du patient à traiter. Or, le raccordement de l'extrémité proximale de la fibre optique à la source de lumière nécessite un montage optique bien précis qui ne peut pas être réalisé sur mesure au moment de l'intervention chirurgicale pour le cas où la longueur d'implantation prévue de la fibre optique ne serait pas adaptée au patient. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a ainsi pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés ci-dessus et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur. L'invention vise notamment à proposer un nouveau type de dispositif implantable pour l'implantation d'un guide de lumière dans le cerveau, en particulier une fibre optique, l'implantation étant réalisée de façon biocompatible et avec une possibilité d'adaptation de la profondeur d'implantation du guide de lumière. L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un dispositif implantable de stimulation optique du cerveau d'un être humain ou animal, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première partie sous la forme d'un premier cathéter, comportant une extrémité proximale et une extrémité distale, biocompatible et destinée à servir de gaine d'enveloppement d'au moins une partie implantée dans le cerveau d'un guide de lumière pour la stimulation optique du cerveau, le guide de lumière comportant une extrémité proximale pour recevoir la lumière émise par une source de lumière et une extrémité distale pour délivrer cette lumière à l'intérieur du cerveau, - une deuxième partie sous la forme d'un deuxième cathéter, comportant une extrémité proximale et une extrémité distale, biocompatible et destinée à servir de gaine d'enveloppement d'au moins la partie connectée à la source de lumière du guide de lumière, - un ensemble formant boîtier biocompatible et étanche, reliant l'extrémité distale de la deuxième partie à l'extrémité proximale de la première partie, comportant une base, connectée à l'extrémité proximale de la première partie, et un couvercle, connecté à l'extrémité distale de la deuxième partie, l'ensemble formant boîtier étant destiné à loger la partie du guide de lumière située entre les parties du guide de lumière respectivement logées par les première et deuxième parties du dispositif implantable. Grâce à l'invention, l'implantation d'un guide de lumière, notamment une fibre optique, dans le cerveau d'un être humain ou animal peut être réalisée de façon simple à l'aide du dispositif implantable. De plus, il peut être possible d'utiliser la première partie du dispositif implantable sous la forme d'un cathéter pour envelopper de façon biocompatible la partie implantée du guide de lumière dans le cerveau, de sorte que l'opération chirurgicale puisse être réalisée dans des conditions optimales de sécurité. En outre, l'utilisation du premier cathéter pour l'implantation du guide de lumière dans le cerveau peut permettre un ajustement de la longueur du premier cathéter en fonction de la profondeur nécessaire d'implantation au moment de l'opération, par modification rapide et simple de ce premier cathéter. Le dispositif implantable selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles. La première partie et la deuxième partie du dispositif implantable sont avantageusement biocompatibles et stériles pour permettre l'implantation du guide de lumière dans le cerveau du patient en toute sécurité.
En outre, la longueur de la première partie du dispositif implantable peut être variable, étant notamment dépendante de la profondeur d'implantation du guide de lumière dans le cerveau. Ainsi, la longueur de la première partie peut être ajustable, étant en particulier ajustée par un praticien en fonction de l'intervention à réaliser, et plus précisément en fonction du patient sur lequel l'implantation doit être effectuée. En particulier, la première partie peut être découpable pour permettre une réduction de sa longueur. La longueur de la première partie peut plus particulièrement s'étendre sensiblement entre l'extrémité distale du guide de lumière et le premier orifice de l'ensemble formant boîtier, notamment le premier orifice de la base de l'ensemble formant boîtier. De la même façon, la longueur de la deuxième partie du dispositif implantable peut être variable, étant notamment dépendante de la longueur nécessaire ou souhaitée du guide de lumière entre la source de lumière et le deuxième orifice de l'ensemble formant boîtier du dispositif implantable, notamment le deuxième orifice du couvercle de l'ensemble formant boîtier. La longueur de la deuxième partie peut ainsi être ajustable. En particulier, la deuxième partie peut être découpable pour permettre une réduction de sa longueur. La longueur de la deuxième partie peut plus particulièrement s'étendre sensiblement entre l'extrémité proximale du guide de lumière et le deuxième orifice de l'ensemble formant boîtier.
Avantageusement, le fait de pouvoir ajuster la longueur de la première partie et/ou la longueur de la deuxième partie peut permettre d'utiliser un guide de lumière, notamment une fibre optique, qui soit de longueur constante, et qui soit en particulier déjà raccordée à la source de lumière ou un moyen de connexion tel qu'un connecteur optique au niveau de son extrémité proximale.
La deuxième partie est préférentiellement destinée à être implantée en sous- cutanée, c'est-à-dire sous le cuir chevelu, jusqu'à la source de lumière. Le diamètre interne de la première partie et/ou de la deuxième partie peut de préférence être sensiblement égal au diamètre externe du guide de lumière. Par ailleurs, le diamètre interne et/ou le diamètre externe de la première partie est de préférence identique au diamètre interne et/ou au diamètre externe de la deuxième partie. En particulier, les première et deuxième parties peuvent préférentiellement présenter en section les mêmes dimensions. De plus, les première et deuxième parties peuvent être réalisées dans un même matériau.
L'ensemble formant boîtier (ou réservoir) peut sensiblement présenter une forme générale coudée, la plus grande dimension de la base s'étendant notamment selon un premier axe et la plus grande dimension du couvercle s'étendant notamment selon un deuxième axe sensiblement perpendiculaire au premier axe, notamment perpendiculaire au premier axe. Par « sensiblement perpendiculaire », on entend que les premier et deuxième axes forment un angle compris entre 60 ° et 120 °, de préférence compris entre 80° et 100 °. De cette façon, la partie du guide de lumière située dans l'ensemble formant boîtier peut présenter un coude, situé sensiblement notamment au niveau de l'interface entre la base et le couvercle. Autrement dit, la partie du guide de lumière située dans l'ensemble formant boîtier peut être courbée selon un angle compris entre 60 ° et 120 °, de préférence compris entre 80° et 100 °, de préférence encore sensiblement égal à 90°. L'ensemble formant boîtier est avantageusement destiné à être inséré dans le crâne du patient. Il peut notamment s'agir d'un réservoir destiné à des applications de ventriculostomie, appelé communément réservoir Ommaya, ce type de réservoir étant usuellement destiné à l'aspiration de fluide cérébrospinal.
Le positionnement du couvercle sur la base de l'ensemble formant boîtier peut avantageusement permettre la fermeture étanche de l'ensemble formant boîtier. La base de l'ensemble formant boîtier peut comporter un premier orifice dans lequel pénètre le guide de lumière pour permettre son implantation dans le cerveau, le premier orifice étant relié à l'extrémité proximale de la première partie et communiquant avec la première partie formant le premier cathéter. Le couvercle de l'ensemble formant boîtier peut comporter un deuxième orifice dans lequel pénètre le guide de lumière pour permettre son raccordement à la source de lumière, le deuxième orifice étant relié à l'extrémité distale de la deuxième partie et communiquant avec la deuxième partie formant le deuxième cathéter.
Les premier et deuxième orifices peuvent s'étendent longitudinalement selon des premier et deuxième axes sensiblement perpendiculaires, notamment perpendiculaires. De cette façon, le guide de lumière peut s'étendre au travers des premier et deuxième orifices en formant un coude entre les premier et deuxième orifices.
Le couvercle peut être réalisé dans un matériau analogue à celui dans lequel la première partie et/ou la deuxième partie est réalisée, ce matériau étant biocompatible. La base peut être réalisée en plastique, notamment transparent. Le couvercle et la base sont de préférence chacun réalisés en une seule pièce, par exemple moulée.
La base peut comporter un premier élément de forme cylindrique muni d'un rebord circulaire externe à sa base destiné à coopérer avec une rainure circulaire du couvercle pour permettre la fermeture étanche de l'ensemble formant boîtier. Le premier élément de forme cylindrique peut présenter un diamètre interne compris entre 0,5 et 2 cm, par exemple d'environ 1 cm. Le premier élément peut se prolonger par un deuxième élément de forme tronconique, dont le diamètre interne diminue en éloignement du premier élément et en direction de l'extrémité distale du premier orifice. Autrement dit, la base peut présenter un diamètre interne qui se réduit en direction de l'extrémité distale du premier orifice, c'est-à-dire en direction de l'extrémité proximale de la première partie. De cette façon, il peut être possible de faciliter l'implantation de la base de l'ensemble formant boîtier dans le crâne. Par ailleurs, l'ensemble formant boîtier étant relié à l'extrémité proximale de la première partie formant le premier cathéter, la base comporte avantageusement un troisième élément formant un premier embout, s'étendant notamment depuis le deuxième élément, sur lequel vient s'insérer la première partie de façon étanche. Le premier embout peut en particulier être réalisé d'un seul tenant avec les premier et deuxième éléments de la base. Le premier orifice peut être formé par les passages internes des premier, deuxième et troisième éléments. De même, l'ensemble formant boîtier étant relié à l'extrémité distale de la deuxième partie formant le deuxième cathéter, le couvercle comporte avantageusement un deuxième embout sur lequel vient s'insérer la deuxième partie de façon étanche. Le deuxième embout peut être rapporté sur le couvercle. En particulier, le deuxième embout peut être insérer dans le deuxième orifice du couvercle. Le deuxième embout peut être un embout métallique. Le couvercle peut comporter un premier élément formant un dôme, comportant une cavité circulaire pour loger le guide de lumière, dont le contour est défini par une rainure circulaire dans laquelle le rebord externe de la base vient s'engager pour permettre la fermeture étanche de l'ensemble formant boîtier. Le premier élément formant dôme peut se prolonger sur son contour par un deuxième élément cylindrique formant un tube dans lequel vient s'insérer le deuxième embout. Le deuxième orifice peut ainsi être formé par le passage interne du deuxième élément cylindrique et la cavité circulaire du premier élément. L'extrémité distale de la première partie peut être fermée, étant notamment fermée par la présence d'une enveloppe biocompatible, en particulier transparente ou translucide. En variante, l'extrémité distale de la première partie peut être ouverte.
Lorsque l'extrémité distale de la première partie est ouverte, l'extrémité distale du guide de lumière est de préférence biocompatible. Par ailleurs, notamment dans le cas où l'extrémité distale de la première partie est ouverte, l'extrémité distale du guide de lumière peut comporter un moyen diffuseur pour diffuser la lumière délivrée par le guide de lumière. Le moyen diffuseur peut permettre de mieux répartir la lumière dans le cerveau. En particulier, il peut être possible de diffuser le rayonnement provenant du guide de lumière, avant qu'il n'atteigne les tissus/cellules du cerveau. On peut ainsi employer une source de lumière générant une densité surfacique de puissance relativement importante, sans risquer l'endommagement des tissus/cellules du cerveau.
Avantageusement, le moyen diffuseur peut être souple et arrondi. De cette façon, il peut être possible de limiter les lésions des tissus au contact de ce moyen diffuseur et plus généralement, les tissus situés au niveau de l'extrémité distale du guide de lumière. On peut ainsi envisager un matériau tel que le silicone pour le moyen diffuseur.
Le moyen diffuseur peut se présenter sensiblement sous la forme d'une sphère, par exemple de diamètre inférieur à 5 mm, notamment compris entre 1 et 5mm, comportant un matériau diffusant. Le moyen diffuseur peut être réalisé dans un matériau dont le coefficient de diffusion réduit est supérieur à 0,1 cm-1, de préférence compris entre 1 cm-1 et 50 cm-1, et dont le coefficient d'absorption est inférieur à 10 cm-1, de préférence inférieur à 1 cm-1. Un tel matériau peut être un polymère comportant des particules diffusantes. Le moyen diffuseur peut présenter, selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal du guide de lumière, une dimension inférieure à 5 mm, par exemple comprise entre 1 mm et 5mm. Le dispositif implantable peut par ailleurs comporter un guide de lumière pour la stimulation (ou irradiation) optique du cerveau, le guide de lumière comportant une extrémité proximale, située dans la deuxième partie du dispositif implantable, pour recevoir la lumière émise par une source de lumière et une extrémité distale, située dans la première partie du dispositif implantable, pour délivrer la lumière à l'intérieur du cerveau. Le guide de lumière peut préférentiellement être un guide de lumière longitudinal souple, étant notamment une fibre optique. Il peut alors être réalisé avec un polymère souple, préférentiellement avec un rayon de courbure d'au moins 5 cm. Un guide de lumière souple peut permettre de faciliter son implantation dans certaines zones du cerveau. Le guide de lumière peut par exemple présenter un diamètre externe compris entre 100 um et quelques millimètres, par exemple de l'ordre de 5 mm. Le dispositif implantable selon l'invention peut en outre comporter une source de lumière émettant dans le domaine de l'infrarouge, connectée à l'extrémité proximale du guide de lumière. La source de lumière peut notamment émettre dans le domaine du proche infrarouge. La source de lumière peut en particulier être agencée de sorte qu'elle émette une lumière de longueur d'onde préférentiellement comprise entre 650 nm et 950 nm, par exemple de l'ordre de 670 nm.
La source de lumière, tout comme la deuxième partie, est préférentiellement destinée à être implantée en sous-cutanée, c'est-à-dire sous le cuir chevelu. La source de lumière peut être constituée par toute source lumineuse capable d'émettre dans l'infrarouge, telle qu'une diode laser ou une diode électroluminescente (ou diode LED pour « Light-Emitting Diode » en anglais), par exemple. Préférentiellement, la source de lumière comporte une diode laser. La source de lumière peut par ailleurs comporter un premier moyen de connexion tel qu'une embase pour permettre son raccordement au guide de lumière. De même, le guide de lumière peut comporter, au niveau de son extrémité proximale, un deuxième moyen de connexion tel qu'un connecteur optique pour permettre son raccordement à la source de lumière. En particulier, le premier moyen de connexion de la source de lumière peut être raccordé au deuxième moyen de connexion du guide de lumière. Le deuxième moyen de connexion, notamment sous la forme d'un connecteur optique, du guide de lumière peut en outre comporter une ferrule, dans laquelle l'extrémité proximale du guide de lumière peut être insérée. De préférence, l'extrémité proximale du guide de lumière peut être polie. Les premier et deuxième moyens de connexion peuvent permettre d'assurer une connexion réversible entre le guide de lumière et la source de lumière.
L'ensemble formé par l'association du premier moyen de connexion de la source de lumière et le deuxième moyen de connexion du guide de lumière peut permettre d'assurer un alignement correct de l'axe du guide de lumière par rapport à l'axe de la source de lumière. En variante, le guide de lumière peut être directement raccordé, au niveau de son extrémité proximale, à la source de lumière, c'est-à-dire sans l'utilisation d'un moyen de connexion, notamment d'un connecteur optique pour le guide de lumière et d'une embase pour la source de lumière. Dans ce dernier cas, le couplage optique entre la source de lumière et le guide de lumière n'est alors pas réversible. La source de lumière peut en outre être logée dans une enveloppe de 30 confinement, par exemple un boîtier de confinement, biocompatible et préférentiellement souple. Une telle enveloppe de confinement peut être implantable sur ou dans la boîte crânienne ou sous le scalp de l'être humain ou animal. De même, le deuxième moyen de connexion, notamment sous la forme d'un connecteur optique, situé à l'extrémité proximale du guide de lumière peut être logé dans une enveloppe de confinement, biocompatible et préférentiellement souple, et notamment la même que celle logeant la source de lumière. Le dispositif implantable peut par ailleurs comporter une source d'alimentation, notamment continue, modulée ou impulsionnelle, par exemple une batterie, pour alimenter la source de lumière.
La source d'alimentation peut également être logée dans une enveloppe de confinement, par exemple un boîtier de confinement, biocompatible et préférentiellement souple. La source d'alimentation peut aussi être une source d'alimentation biocompatible, par exemple telle que celles destinées à l'alimentation de neurostimulateurs pour la stimulation cérébrale profonde, par exemple choisie parmi les modules commercialisés par la société Medtronic sous la référence Activa®. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de stimulation optique du cerveau d'un être humain ou animal mis en oeuvre au moyen d'un dispositif implantable tel que défini précédemment, dans lequel : (a) on émet une lumière dans le domaine de l'infrarouge, et notamment du proche infrarouge, (b) on transmet cette lumière à une extrémité proximale d'un guide de lumière implanté dans le cerveau de l'être humain ou animal, (c) on guide cette lumière dans le guide de lumière jusqu'à une extrémité distale du guide de lumière de sorte que cette lumière irradie l'intérieur du cerveau à partir de son extrémité distale. Le procédé de stimulation optique peut également comporter l'une au moins des étapes suivantes : - la lumière émise lors de l'étape (a) est émise dans une gamme de longueurs d'onde comprise préférentiellement entre 650 et 950 nm, par exemple de l'ordre de 670 n m, - le dispositif implantable comportant un moyen diffuseur pour diffuser la lumière au niveau de l'extrémité distale du guide de lumière, on irradie l'intérieur du cerveau à travers le moyen diffuseur, - l'étape (b) de transmission de la lumière vers le guide de lumière s'effectue par l'intermédiaire d'au moins un moyen de connexion pour coupler la lumière émise au guide de lumière.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé d'implantation d'un dispositif implantable tel que défini précédemment pour la stimulation optique du cerveau d'un être humain ou animal, dans lequel on réalise une ou plusieurs des étapes suivantes : (i) on découpe, si besoin, la première partie formant le premier cathéter à une longueur prédéterminée qui est fonction de la profondeur d'implantation nécessaire du guide de lumière dans le cerveau, (ii) on implante la première partie formant le premier cathéter dans le cerveau, notamment par insertion d'un élément rigide, par exemple un guide sonde, dans la première partie de manière à lui conférer une rigidité suffisante pour permettre l'implantation, (iii) on fixe l'extrémité proximale de la première partie formant le premier cathéter à un premier orifice de l'ensemble formant boîtier, notamment à un premier orifice de la base de l'ensemble formant boîtier, le crâne de l'être humain ou animal ayant préférentiellement subi auparavant une trépanation de façon à ménager un logement dans le crâne pour accueillir l'ensemble formant boîtier, (iv) on découpe, si besoin, la deuxième partie formant le deuxième cathéter à une longueur prédéterminée qui est fonction de la longueur de la partie du guide de lumière destinée à être implantée en sous-cutanée, (v) on implante la deuxième partie formant le deuxième cathéter en sous- cutanée, (vi) on fixe l'extrémité distale de la deuxième partie formant le deuxième cathéter à un deuxième orifice de l'ensemble formant boîtier, notamment à un deuxième orifice du couvercle de l'ensemble formant boîtier, (vii) on insère successivement l'extrémité distale du guide de lumière dans la deuxième partie formant le deuxième cathéter, puis dans l'ensemble formant boîtier, puis dans la première partie formant le premier cathéter, la base de l'ensemble formant boîtier étant alors dépourvue du couvercle de l'ensemble formant boîtier afin de visualiser le cheminement du guide de lumière depuis la deuxième partie vers la première partie, et notamment afin de visualiser le coude formé par le guide de lumière au niveau de l'ensemble formant boîtier, (viii) on ferme l'ensemble formant boîtier de façon étanche par l'intermédiaire de la mise en place du couvercle sur la base de l'ensemble formant boîtier. Le procédé de stimulation optique et/ou le procédé d'implantation selon l'invention peuvent encore comporter au moins l'une des étapes suivantes : - l'extrémité distale du guide de lumière est implantée à proximité de la substance noire compacte du cerveau (SNc ou « Substancia Nigra pars compacta »), - l'extrémité distale du guide de lumière est implantée dans le troisième ventricule du cerveau, lequel est situé à proximité de la substance noire compacte, - l'extrémité distale du guide de lumière est implantée à proximité, voire au contact, du plancher du troisième ventricule du cerveau. Le procédé de stimulation optique et le procédé d'implantation selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques précédemment énoncées, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, dans une configuration non assemblée, un exemple de dispositif implantable conforme à l'invention, - la figure 2 représente la base de l'ensemble formant boîtier du dispositif implantable de la figure 1, - les figures 3A et 3B représentent, respectivement en vue du dessus et en vue du dessous, le couvercle de l'ensemble formant boîtier du dispositif implantable de la figure 1, - la figure 4 représente l'ensemble formant boîtier du dispositif implantable de la figure 1 dans une configuration assemblée, - la figure 5 représente, dans une configuration assemblée, le dispositif implantable de la figure 1, et - la figure 6 illustre la présence d'un moyen diffuseur sur un guide de lumière destiné à être implanté dans le cerveau à l'aide du dispositif implantable de la figure 1. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ D'UN MODE DE RÉALISATION PARTICULIER On a représenté sur les figures 1 à 5 un exemple de dispositif implantable 10 pour la stimulation optique du cerveau d'un être humain ou animal conforme à l'invention. La figure 1 représente, dans une configuration non assemblée (ou éclatée), un tel exemple de dispositif implantable 10 conforme à l'invention. Le dispositif implantable 10 comporte une première partie 1 sous la forme d'un premier cathéter, comportant une extrémité proximale la et une extrémité distale lb. La première partie 1 est destinée à servir de gaine d'enveloppement d'au moins une partie implantée dans le cerveau d'un guide de lumière 4, notamment une fibre optique, pour la stimulation optique du cerveau.
Le dispositif implantable 10 comporte de plus une deuxième partie 2 sous la forme d'un deuxième cathéter, comportant une extrémité proximale 2a et une extrémité distale 2b. La deuxième partie 2 est destinée à servir de gaine d'enveloppement d'au moins la partie connectée à une source de lumière 5 du guide de lumière 4.
En outre, le dispositif implantable 10 comporte un ensemble 3 formant boîtier qui relie l'extrémité distale 2b de la deuxième partie 2 à l'extrémité proximale la de la première partie 1. L'ensemble 3 comporte une base 3b, connectée à l'extrémité proximale la de la première partie 1, et un couvercle 3a, connecté à l'extrémité distale 2b de la deuxième partie 2. L'ensemble 3 est destiné à loger la partie du guide de lumière 4 qui est située entre les parties du guide de lumière 4 respectivement logées par les première 1 et deuxième 2 parties du dispositif implantable 10. Le dispositif implantable 10 tel que représenté à la figure 1 est ainsi utilisé pour permettre l'implantation du guide de lumière 4 dans le cerveau du patient à traiter. Un tel guide de lumière 4 comporte en particulier une extrémité proximale 4a pour recevoir la lumière émise par une source de lumière 5, émettant notamment dans le domaine du proche infrarouge, et une extrémité distale 4b pour délivrer cette lumière à l'intérieur du cerveau, comme on peut le voir sur la figure 5 sur laquelle le guide de lumière 4 est partiellement représenté. De façon avantageuse, la première partie 1, la deuxième partie 2 et l'ensemble 3 formant boîtier du dispositif implantable 10 sont biocompatibles et stériles, ce qui permet d'envisager l'implantation du guide de lumière 4 dans le cerveau du patient en toute sécurité. Par ailleurs, la longueur Ll de la première partie 1 du dispositif implantable 10, s'étendant entre l'extrémité distale 4b du guide de lumière 4 et le premier orifice 7 de l'ensemble 3 formant boîtier, peut être variable pour être ajustée à la profondeur d'implantation du guide de lumière 4 dans le cerveau. En particulier, la première partie 1 peut être découpée par un praticien en fonction de l'intervention à réaliser, et plus précisément en fonction du patient sur lequel l'implantation doit être effectuée. De même, la longueur L2 de la deuxième partie 2 du dispositif implantable 10, s'étendant entre l'extrémité proximale 4a du guide de lumière 4 et le deuxième orifice 8 de l'ensemble 3 formant boîtier, peut être variable pour être ajustée à la longueur nécessaire ou souhaitée du guide de lumière 4 entre la source de lumière 5 et le deuxième orifice 8 de l'ensemble 3. En particulier, la deuxième partie 2 peut être découpée pour permettre une réduction de sa longueur.
L'ajustement de la longueur de la première partie 1 et/ou de la deuxième partie 2 permet par exemple d'utiliser un guide de lumière 4 de longueur prédéterminée, qui soit notamment déjà raccordée à la source de lumière 5 ou un moyen de connexion 9 tel qu'un connecteur optique au niveau de son extrémité proximale 4a. Autrement dit, les longueurs respectives de la première partie 1 et de la deuxième partie 2 sont modulées en fonction de la profondeur d'implantation du guide de lumière 4 et de la longueur du guide de lumière 4. La profondeur d'implantation du guide de lumière 4 est décidée par le praticien, alors que la longueur du guide de lumière 4 est une longueur prédéterminée pour s'adapter à plusieurs profondeurs d'implantation. Par ailleurs, comme on peut le voir sur la figure 6, le diamètre interne DI de la première partie 1 est sensiblement égal au diamètre externe DR du guide de lumière 4 de sorte que la première partie 1 constitue une enveloppe épousant au mieux la forme extérieure du guide de lumière 4. Les figures 2 à 4 sont relatives à l'ensemble 3 formant boîtier du dispositif implantable 10 représenté sur la figure 1. Plus précisément, la figure 2 représente la base 3b de l'ensemble 3, les figures 3A et 3B représentent, respectivement en vue du dessus et en vue du dessous, le couvercle 3a de l'ensemble 3, et la figure 4 représente l'ensemble 3 dans une configuration assemblée du couvercle 3a sur la base 3b. Comme on peut le voir sur la configuration assemblée de la figure 4, l'ensemble 3 formant boîtier présente avantageusement une forme générale coudée.
En particulier la plus grande dimension H1 de la base 3b s'étend selon un premier axe X1 qui est perpendiculaire à un deuxième axe X2 selon lequel s'étend la plus grande dimension H2 du couvercle 3a. De cette façon, la partie du guide de lumière 4 située dans l'ensemble 3 présente un coude au niveau de l'interface entre la base 3b et le couvercle 3a, c'est-à-dire qu'elle est courbée selon un angle sensiblement égal à 90°.
Le positionnement du couvercle 3a sur la base 3b de l'ensemble 3 permet la fermeture étanche de l'ensemble 3. Par ailleurs, en référence à la figure 2, la base 3b comporte un premier orifice 7 dans lequel pénètre le guide de lumière 4 pour permettre son implantation dans le cerveau. Ce premier orifice 7 est destiné à être relié à l'extrémité proximale la de la première partie 1 et à communiquer avec la première partie 1. La base 3b comporte par ailleurs un premier élément 12 de forme cylindrique muni d'un rebord R circulaire externe à sa base, destiné à coopérer avec une rainure 15 circulaire du couvercle 3a pour permettre la fermeture étanche de l'ensemble 3 formant boîtier. Le premier élément 12 de forme cylindrique présente un diamètre interne par exemple d'environ 1 cm. Le premier élément 12 se prolonge par un deuxième élément 13 de forme tronconique, dont le diamètre interne diminue en éloignement du premier élément 12 et en direction de l'extrémité distale du premier orifice 7. Autrement dit, la base 3b présente un diamètre interne qui se réduit en direction de l'extrémité distale du premier orifice 7, c'est-à-dire en direction de l'extrémité proximale la de la première partie 1. De cette façon, il est possible de faciliter l'implantation de la base 3b de l'ensemble 3 dans le crâne. Par ailleurs, la base 3b comporte avantageusement un troisième élément 14 formant un premier embout, s'étendant depuis le deuxième élément 13 et sur lequel vient s'insérer la première partie 1 de façon étanche. Le premier embout 14 est en particulier réalisé d'un seul tenant avec les premier 12 et deuxième 13 éléments de la base 3b. Le premier orifice 7 est formé par les passages internes des premier 12, deuxième 13 et troisième 14 éléments.
En outre, en référence aux figures 3A et 3B, le couvercle 3a de l'ensemble 3 formant boîtier comporte un deuxième orifice 8 dans lequel pénètre le guide de lumière 4 pour permettre son raccordement à la source de lumière 5. Le deuxième orifice 8 est relié à l'extrémité distale 2b de la deuxième partie 2 et communique avec la deuxième partie 2 formant le deuxième cathéter.
Le couvercle 3a comporte un premier élément 16 formant un dôme, qui comporte une cavité C circulaire pour loger le guide de lumière 4. Le contour de la cavité C est défini par une rainure 15 circulaire dans laquelle le rebord externe R de la base 3a vient s'engager pour permettre la fermeture étanche de l'ensemble 3 formant boîtier.
Par ailleurs, le premier élément 16 formant dôme se prolonge sur son contour extérieur par un deuxième élément 17 cylindrique formant un tube dans lequel vient s'insérer un deuxième embout 18, dans le deuxième orifice 8, pour permettre le raccordement du couvercle 3a à l'extrémité distale 2b de la deuxième partie 2. Le deuxième orifice 8 est ainsi formé par le passage interne du deuxième élément 17 cylindrique et la cavité C circulaire du premier élément 16. Les premier 7 et deuxième 8 orifices de l'ensemble 3 formant boîtier s'étendent longitudinalement selon les premier X1 et deuxième X2 axes perpendiculaires, respectivement de la base 3b et du couvercle 3a. De cette façon, comme indiqué précédemment, le guide de lumière 4 s'étend au travers des premier 7 et deuxième 8 orifices en formant un coude. La figure 5 représente le dispositif implantable 10 de la figure 1 dans une configuration assemblée. Comme on peut le voir clairement sur cette figure 5, le dispositif implantable 10 forme un coude au niveau de l'ensemble 3 formant boîtier. La présence d'un tel coude permet l'implantation de la première partie 3 dans le cerveau et l'implantation sous- cutanée de la deuxième partie 2 du dispositif implantable 10. Un exemple d'ensemble 3 formant boîtier est un réservoir usuellement destiné à l'aspiration de liquide cérébrospinal, un tel réservoir étant connu de l'Homme du métier sous la dénomination de réservoir Ommaya. Bien que destiné à une application différente, les inventeurs ont constaté que ce type de réservoir convenait à la présente application. Par ailleurs, la figure 5 représente également la source de lumière 5 à laquelle l'extrémité proximale 4a du guide de lumière 4 est raccordée pour recevoir la lumière émise par la source de lumière 5.
La source de lumière 5 est en particulier agencée de sorte à émettre une lumière de longueur d'onde préférentiellement comprise entre 650 nm et 950 nm, par exemple de l'ordre de 670 nm. Elle peut être, tout comme la deuxième partie 2, implantée en sous-cutanée, c'est-à-dire sous le cuir chevelu. Avantageusement, la source de lumière 5 comporte une diode laser. La source de lumière 5 comporte par ailleurs un premier moyen de connexion tel qu'une embase 19 pour permettre son raccordement au guide de lumière 4. De même, le guide de lumière 4 comporte, au niveau de son extrémité proximale 4a, un deuxième moyen de connexion tel qu'un connecteur optique 9 pour permettre son raccordement à la source de lumière 5. L'embase 19 de la source de lumière 5 est en particulier raccordée au connecteur optique 9 du guide de lumière 4. Le connecteur optique 9 du guide de lumière 4 comporte plus précisément une ferrule 22, dans laquelle l'extrémité proximale 4a du guide de lumière 4 est insérée. Le dispositif implantable 10 comporte par ailleurs une source d'alimentation 21, par exemple une batterie, pour alimenter la source de lumière 5. La source d'alimentation 21 peut avantageusement être une source d'alimentation biocompatible. Lorsque la source de lumière 5 est une diode laser, les inventeurs ont constaté qu'elle pouvait être raccordée directement à un générateur de signal électrique usuellement utilisé dans le domaine de la neurostimulation cérébrale profonde. De tels générateurs présentent l'avantage d'être commercialement disponibles, biocompatibles et de forme ergonomique. Ils sont particulièrement adaptés à une implantation durable en sous-cutanée. Un tel générateur est par exemple commercialisé par la société Medtronic sous la référence Activa®. La source de lumière 5 et/ou la source d'alimentation 21 peuvent en outre être logées dans une enveloppe de confinement, par exemple un boîtier de confinement, biocompatible et préférentiellement souple. Une telle enveloppe de confinement peut être implantable sur ou dans la boîte crânienne ou sous le scalp de l'être humain ou animal. De la même façon, le connecteur optique 9, situé à l'extrémité proximale 4a du guide de lumière 4, peut être logé dans une enveloppe de confinement, biocompatible et préférentiellement souple, et notamment la même que celle logeant la source de lumière 5 et/ou la source d'alimentation 21. L'embase 19 et le connecteur optique 9 peuvent permettre d'assurer une connexion réversible entre le guide de lumière 4 et la source de lumière 5. De plus, leur association permet d'assurer un alignement correct de l'axe du guide de lumière 4 par rapport à l'axe de la source de lumière 5. En variante, le guide de lumière 4 peut être directement raccordé, au niveau de son extrémité proximale 4a, à la source de lumière 5, c'est-à-dire sans l'utilisation d'un moyen de connexion, comme représenté sur la figure 6. Dans ce cas, le couplage optique entre la source de lumière 5 et le guide de lumière 4 n'est pas réversible. L'extrémité distale lb de la première partie 1 peut être fermée, étant notamment fermée par la présence d'une enveloppe biocompatible, en particulier transparente ou translucide, comme représenté sur les figures 1 et 5. En variante, l'extrémité distale lb de la première partie 1 peut être ouverte, comme représenté sur la figure 6. La figure 6 illustre par ailleurs la présence d'un moyen diffuseur 6 sur le guide de lumière 4 destiné à être implanté dans le cerveau à l'aide du dispositif implantable 10 de la figure 1. Le moyen diffuseur 6 permet de mieux répartir la lumière dans le cerveau. Avantageusement, le moyen diffuseur 6 est souple et arrondi, se présentant notamment sous la forme d'une sphère. De cette façon, il peut être possible de limiter les lésions des tissus au contact de ce moyen diffuseur 6 et plus généralement, les tissus situés au niveau de l'extrémité distale 4b du guide de lumière 4. Le dispositif implantable 10 tel que décrit en référence aux figures 1 à 6 peut permettre la mise en oeuvre du procédé de stimulation optique du cerveau d'un être humain ou animal tel que décrit précédemment, dans lequel : (a) on émet une lumière dans le domaine de l'infrarouge, et notamment du proche infrarouge, (b) on transmet cette lumière à l'extrémité proximale 4a du guide de lumière 4 implanté dans le cerveau de l'être humain ou animal, (c) on guide cette lumière dans le guide de lumière 4 jusqu'à l'extrémité distale 4b du guide de lumière 4 de sorte que cette lumière irradie l'intérieur du cerveau à partir de son extrémité distale 4b. En outre, l'implantation du dispositif implantable 10 tel que décrit en référence aux figures 1 à 6 peut être réalisée par le biais du procédé d'implantation tel que défini précédemment. Il convient par ailleurs de noter que le rayonnement optique émis dans le proche infrarouge au niveau du cerveau par l'intermédiaire du guide de lumière 4 et qui atteint la substance noire compacte limite la dégradation des cellules dopaminergiques.
Or, la dégradation de ces cellules est impliquée dans la maladie de Parkinson. Ainsi, le procédé de stimulation optique selon l'invention peut comporter une étape de traitement thérapeutique de la maladie de Parkinson. Par ailleurs, l'implantation éventuelle du guide de lumière 4 dans le troisième ventricule du cerveau peut permettre d'approcher la substance noire compacte, tout en minimisant le risque de lésions provoquées à la matière cérébrale environnant cette substance. En outre, le fait éventuel d'implanter l'extrémité distale 4b du guide de lumière 4 à proximité, voire au contact, du plancher du troisième ventricule peut particulièrement être avantageux puisqu'on limite encore un peu plus les risques de lésions de la matière cérébrale. En effet, dans ce cas, la distance entre l'extrémité distale 4b du guide de lumière 4 et la substance noire compacte est d'environ 2 cm chez l'être humain, les ventricules du cerveau étant moins susceptibles d'être irradiés. De plus, pour atteindre les surfaces noires compactes de chacune des deux hémisphères du cerveau, deux guides de lumière 4 peuvent être implantés à l'aide d'un dispositif implantable 10 selon l'invention à proximité de chacune des deux surfaces noires compactes. Cependant, on peut avantageusement implanter un seul guide de lumière. En effet, le fait d'irradier par voie endoventriculaire peut permettre d'atteindre, avec le même guide de lumière, la substance noire compacte de chaque hémisphère du cerveau.
Il convient enfin de noter que les mammifères, les oiseaux et les reptiles sont des animaux possédant une substance noire compacte, à proximité de laquelle le guide de lumière peut être implanté. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier. L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Dispositif implantable (10) de stimulation optique du cerveau d'un être humain ou animal, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première partie (1) sous la forme d'un premier cathéter, comportant une extrémité proximale (1a) et une extrémité distale (lb), biocompatible et destinée à servir de gaine d'enveloppement d'au moins une partie implantée dans le cerveau d'un guide de lumière (4) pour la stimulation optique du cerveau, le guide de lumière (4) comportant une extrémité proximale (4a) pour recevoir la lumière émise par une source de lumière (5) et une extrémité distale (4b) pour délivrer cette lumière à l'intérieur du cerveau, - une deuxième partie (2) sous la forme d'un deuxième cathéter, comportant une extrémité proximale (2a) et une extrémité distale (2b), biocompatible et destinée à servir de gaine d'enveloppement d'au moins la partie connectée à la source de lumière (5) du guide de lumière (4), - un ensemble (3) formant boîtier biocompatible et étanche, reliant l'extrémité distale (2b) de la deuxième partie (2) à l'extrémité proximale (1a) de la première partie (1), comportant une base (3b), connectée à l'extrémité proximale (1a) de la première partie (1), et un couvercle (3a), connecté à l'extrémité distale (2b) de la deuxième partie (2), l'ensemble (3) formant boîtier étant destiné à loger la partie du guide de lumière (4) située entre les parties du guide de lumière (4) respectivement logées par les première (1) et deuxième (2) parties du dispositif implantable (10).
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur (L1) de la première partie (1) et/ou la longueur (L2) de la deuxième partie (2) est ajustable, la première partie (1) et/ou la deuxième partie (2) étant notamment découpable pour permettre une réduction de longueur.
- 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ensemble (3) formant boîtier présente sensiblement une forme générale coudée, la plusgrande dimension (H1) de la base (3b) s'étendant notamment selon un premier axe (X1) et la plus grande dimension (H2) du couvercle (3a) s'étendant notamment selon un deuxième axe (X2) sensiblement perpendiculaire au premier axe (X1).
- 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base (3b) de l'ensemble (3) formant boîtier comporte un premier orifice (7) dans lequel pénètre le guide de lumière (4) pour permettre son implantation dans le cerveau, le premier orifice (7) étant relié à l'extrémité proximale (1a) de la première partie (1) et communiquant avec la première partie (1), et en ce que le couvercle (3a) de l'ensemble (1) formant boîtier comporte un deuxième orifice (8) dans lequel pénètre le guide de lumière (4) pour permettre son raccordement à la source de lumière (5), le deuxième orifice (8) étant relié à l'extrémité distale (2b) de la deuxième partie (2) et communiquant avec la deuxième partie (2).
- 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base (3b) comporte un premier embout (14) sur lequel vient s'insérer la première partie (1) de façon étanche, et en ce que le couvercle (3a) comporte un deuxième embout (18) sur lequel vient s'insérer la deuxième partie (2) de façon étanche.
- 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre interne (D1) de la première partie (1) et/ou de la deuxième partie (2) est sensiblement égal au diamètre externe (DR) du guide de lumière (4).
- 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité distale (lb) de la première partie (1) est fermée, étant notamment fermée par la présence d'une enveloppe biocompatible.
- 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité distale (lb) de la première partie (1) est ouverte, l'extrémité distale (4b) du guide de lumière (4) étant notamment biocompatible.
- 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'extrémité distale (4b) du guide de lumière (4) comporte un moyen diffuseur (6) pour diffuser la lumière délivrée par le guide de lumière (4), le moyen diffuseur (6) se présentant notamment sensiblement sous la forme d'une sphère.
- 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un guide de lumière (4) pour la stimulation optique du cerveau, le guide de lumière (4) étant notamment un guide de lumière longitudinal souple, notamment une fibre optique.
- 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une source de lumière (5) émettant dans le domaine de l'infrarouge, connectée à l'extrémité proximale (4a) du guide de lumière (4).
- 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la source de lumière (5) est constituée par une diode laser.
- 13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la source de lumière (5) comporte un premier moyen de connexion (19), notamment une embase, pour permettre son raccordement au guide de lumière (4), et en ce que le guide de lumière (4) comporte, au niveau de son extrémité proximale (4a), un deuxième moyen de connexion (9), notamment un connecteur optique, pour permettre son raccordement à la source de lumière (4).
- 14. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la source de lumière (5) est logée dans une enveloppe de confinement, notamment un boîtier de confinement, biocompatible.
- 15. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une source d'alimentation (21), notamment une source d'alimentation biocompatible, pour alimenter la source de lumière (5).
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