FR2575925A1 - Electrode for stimulation and detection cardiac lead - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne une nouvelLe électrode pour sonde de stimulation cardiaque. The invention relates to a new electrode for cardiac stimulation probe.
Les sondes de stimulation cardiaque, pour utilisation permanente, implantées dans le coeur, comprennent un conducteur souple et isolé comportant à Tune de ses extrémités un connecteur permettant de les reLier au stimulateur cardiaque et à l'autre extrémité à L'embout métallique, appelé électrode, qui vient en contact avec La paroi interne du coeur. The cardiac stimulation probes, for permanent use, implanted in the heart, include a flexible and insulated conductor comprising at one of its ends a connector making it possible to connect them to the pacemaker and at the other end to the metal tip, called the electrode. , which comes into contact with the inner wall of the heart.
De façon à permettre Le bon maintien en place de l'électrode contre la paroi du coeur, par exempLe dans l'oreillette ou dans le ventricuLe, des moyens d'ancrage sont prévus, tels que des genres d'hameçons. In order to allow the correct holding in place of the electrode against the wall of the heart, for example in the atrium or in the ventricle, anchoring means are provided, such as kinds of hooks.
Les deux caractéristiques électrophysiologiques fondamentales de ces sondes sont :
1 ) le seuil de stimuLation, c'est-à-dire L'éner- gie minimale requise pour stimuler Le muscle cardiaque.The two fundamental electrophysiological characteristics of these probes are:
1) the stimulation threshold, ie the minimum energy required to stimulate the heart muscle.
Plus le seuil de stimulation est faible, pLus La consommation d'énergie du stimulateur pourra etre diminuée et par conséquent son autonomie augmentée.The lower the stimulation threshold, the more energy consumption the stimulator can be reduced and therefore its autonomy increased.
Ce seuil dépend avant tout du contact entre l'électrode de la sonde et La paroi du coeur et est donc étroitement lié à la technologie de l'électrode et à son bon ancrage contre la paroi myocardique. This threshold depends above all on the contact between the electrode of the probe and the wall of the heart and is therefore closely linked to the technology of the electrode and to its good anchoring against the myocardial wall.
2 ) La détection ou Le "recueil" du signal. En effet, la sonde doit pouvoir transmettre Le signaL cardiaque au stimulateur, lequel ajustera ses paramètres (fonc tionnement ou non) en fonction de ce signal. On évite ainsi de faire fonctionner Le stimulateur Lorsque ce n'est pas nécessaire, et L'on économise corréLativement de L'énergie. 2) Detection or "collection" of the signal. In fact, the probe must be able to transmit the cardiac signal to the pacemaker, which will adjust its parameters (operation or not) according to this signal. This avoids operating the stimulator when it is not necessary, and correspondingly saves energy.
Jusqu a présent, Les électrodes pour sonde cardiaque étaient maintenues en place au fond du ventricule ou dans l'oreiLLette, soit
- par des appendices soupLes d'ancrage prévus au voisinage de sa tête et venant se fixer dans Les trabécuLes myocardiques, c'est-à-dire dans un tissu filarnen- taire au voisinage de La paroi interne du myocarde ; il s'agit d'un "ancrage passif" ;
- par une pièce d'ancrage formant harpon, par exemple, en forme d'héLice, monté vers La pointe de La tete de L'électrode et qui pénètre dans la paroi du myocarde ; il s'agit d'un "ancrage actif".Until now, the electrodes for the cardiac probe were held in place at the bottom of the ventricle or in the atrium, i.e.
- by flexible anchoring appendages provided in the vicinity of its head and which become fixed in the myocardial trabeculae, that is to say in a filamentary tissue in the vicinity of the internal wall of the myocardium; it is a "passive anchoring";
- By an anchor forming a harpoon, for example, in the form of a helix, mounted towards the tip of the head of the electrode and which penetrates into the wall of the myocardium; it is an "active anchor".
Chacun de ces systèmes présente des inconvénients propres
Avec te premier système d'ancrage, ou ancrage passif, on assiste parfois à un microdéplacement de La tête de L'électrode avec pour résuLtat un arrêt de La sti muLation obLigeant de pratiquer d'urgence une réintervention chirurgicale pour repositionner La sonde. D'autre part, dans Le cas de "gros coeurs", il est souvent impossible de stabiliser La sonde lors de l'implantation, ce qui oblige à la retirer et à La remplacer par une sonde de L'autre type à ancrage actif.Each of these systems has its own drawbacks
With the first anchoring system, or passive anchoring, there is sometimes a microdisplacement of the head of the electrode with the result that the sti muLation stops requiring emergency reoperation to reposition the probe. On the other hand, in the case of "large hearts", it is often impossible to stabilize the probe during implantation, which means that it has to be removed and replaced by a probe of the other type with active anchoring.
Les sondes à ancrage actif présentent, quant à elles, des risques importants de perforation du myocarde, et de ce fait Leur usage est réservé à des cas particufiers dans lesquels t'ancrage passif ne peut donner satisfaction. D'autre part, avec ce type d'ancrage actif, le harpon, qui est habituelLement constitué par une hélice métallique est soumis à de fortes contraintes mécaniques pouvant entraîner sa rupture. The probes with active anchoring present, for their part, significant risks of perforation of the myocardium, and therefore Their use is reserved for particular cases in which passive anchoring cannot give satisfaction. On the other hand, with this type of active anchoring, the harpoon, which is usually constituted by a metal propeller, is subjected to strong mechanical stresses which can cause it to break.
On peut égaLement noter que dans nombre de cas, Les seuils de stimulation cardiaque reLevés trois jours après L'intervention et trois semaines après l'intervention (après stabilisation du processus) sont beaucoup plus élevés qu'il ne serait souhaitable, en particulier, en ce qui concerne les sondes à ancrage passif#, cela résultant d'un assez médiocre contact entre la tête de L'électrode et la paroi du muscle cardiaque. It can also be noted that in a number of cases, the cardiac stimulation thresholds raised three days after the intervention and three weeks after the intervention (after stabilization of the process) are much higher than would be desirable, in particular with regard to passive anchoring probes #, this resulting from a fairly poor contact between the head of the electrode and the wall of the heart muscle.
L'invention a pour objet d'éviter les difficultés sus-mentionnées. The object of the invention is to avoid the above-mentioned difficulties.
A cet effet, une électrode pour sonde cardiaque de stimulation et de détection, conforme à l'invention, se caractérise en ce que sa tête comprend en combinaison des appendices souples d'ancrage en eux-mêmes connu-s, et vers sa pointe, une pièce d'ancrage, formant harpon, par exemple enhélice, en elle-même également connue. To this end, an electrode for a cardiac stimulation and detection probe, in accordance with the invention, is characterized in that its head comprises, in combination with flexible anchoring appendages known in themselves, and towards its tip, an anchor, forming a harpoon, for example a helix, in itself also known.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, ladite pièce formant harpon peut occuper une position rétractée dans la tête de l'électrode, ou en partie au moins sortie hors de la tête. According to another advantageous characteristic of the invention, said part forming a harpoon can occupy a retracted position in the head of the electrode, or at least partly out of the head.
Les essais effectués avec une telle électrode combinant l'ancrage actif et l'ancrage passif des sondes connues de l'art antérieur, mettent en évidence les avantages importants et inattendus suivants
a) L'utilisation conjuguée de l'ancrage actif et de l'ancrage passif suppriment "l'agressivité" de l'an- crage actif qui peut être, en pratique, utilisé dans la plupart des cas ; ceci provient vraisemblablement du fait que l'ancrage passif forme un frein à la pénétration inconsidérée de l'électrode dans le muscle en limitant ses possibilités de rotation et de déplacement.#
b) Les dangers de# rupture de l'ancrage actif sont considérablement réduits, si ce n'est supprimés, vraisemblablement du fait que l'ancrage actif est assisté dans son rôle de maintien en place de l'électrode par l'ancrage passif.The tests carried out with such an electrode combining the active anchoring and the passive anchoring of the probes known from the prior art, highlight the following important and unexpected advantages
a) The combined use of active anchoring and passive anchoring removes the "aggressiveness" of the active anchoring which can be used in practice in most cases; this probably stems from the fact that passive anchoring acts as a brake on the thoughtless penetration of the electrode into the muscle by limiting its possibilities of rotation and displacement. #
b) The dangers of # breaking of the active anchorage are considerably reduced, if not eliminated, probably because the active anchoring is assisted in its role of holding the electrode in place by passive anchoring.
c) Le seuil de stimulation cardiaque, aussi bien trois jours après l'intervention que plusieurs semaines après l'intervention, est considérablement abaissé, en particulier par rapport aux sondes à ancrage passif de l'art antérieur ; ceci est vraisemblablement du au fait que l'ancrage actif évite les microdéplacements susmentionnés auxquels était sujette une sonde à simple ancrage passif le recueil du signal est également améliore. c) The cardiac stimulation threshold, both three days after the intervention and several weeks after the intervention, is considerably lowered, in particular compared to the passive anchoring probes of the prior art; this is probably due to the fact that the active anchoring avoids the aforementioned microdisplacements to which a probe with simple passive anchoring was subject, the signal collection is also improved.
En outre, dans le cas ou le praticien estime qu'une sonde à ancrage passif produira de bons résultats, il peut utiliser la sonde en Laissant le harpon rétracté à l'intérieur de la tête de l'électrode. Néanmoins, en cas de déplacement ultérieur, ou Si les résultats ne sont pas entièrement satisfaisants, il est possible au moyen d'une nouvelle intervention légère de faire sortir le harpon, l'électrode restant en place dans le coeur, et de commander, en outre, cette sortie du harpon de La longueur juste considérée comme la plus appropriée. In addition, if the practitioner believes that a passive anchoring probe will produce good results, he can use the probe by leaving the harpoon retracted inside the head of the electrode. However, in the event of subsequent displacement, or If the results are not entirely satisfactory, it is possible by means of a new light intervention to remove the harpoon, the electrode remaining in place in the heart, and to control, in Besides, this harpoon exit of the right length considered to be the most appropriate.
L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide de La description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- ta figure 1 montre schématiquement et en coupe longitudinale une électrode pour sonde cardiaque perfectionnéeselon L'invention;
- la figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1, mais dans laquelle l'électrode a été montrée avec la pièce d'ancrage actif sortie
- la figure 3 montre schématiquement comment l'électrode est reliée par un cable au stimulateur cardiaque, (non représenté) ;
- les figures 4 et 5 sont des courbes montrant, respectivement, l'évolution du seuil de stimulation et l'évolution de l'impédance de la sonde en fonction du temps d'implantation et du type de sonde utilisé.The invention will appear more clearly with the aid of the description which follows, made with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 shows schematically and in longitudinal section an electrode for cardiac probe improved according to the invention;
- Figure 2 is a view similar to that of Figure 1, but in which the electrode has been shown with the active anchor removed
- Figure 3 shows schematically how the electrode is connected by a cable to the pacemaker, (not shown);
- Figures 4 and 5 are curves showing, respectively, the evolution of the stimulation threshold and the evolution of the probe impedance as a function of the implantation time and the type of probe used.
Selon le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, une électrode 1, pour sonde de stimulation et de détection cardiaque, présente au voisinage de sa tête 2, en matériau électriquement conducteur, tel par exemple qu'un alliage de platinetiridium, des appendices souples 3 qui réaliseront L'ancrage "passif" de l'élec- trode mise en place, ces appendices s'accrochant dans
les trabécules myocardiques. Ces appendices dirigés obliquement vers l'arrière (on a noté aux dessins par les
lettres AV, la direction "avant", et par les lettres AR,
la direction "arrière") empêchent l'électrode de "reculer".According to the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2, an electrode 1, for stimulation and cardiac detection probe, present in the vicinity of its head 2, made of electrically conductive material, such as for example a platinetiridium alloy, appendages flexible 3 which will achieve the "passive" anchoring of the electrode put in place, these appendages hooking in
myocardial trabeculae. These appendages directed obliquely towards the rear (we have noted in the drawings by the
letters AV, direction "before", and with letters AR,
the "rear" direction) prevent the electrode from "backing up".
Cela peut présenter l'inconvénient par contre de faire avancer l'électrode pouvant conduire à une pénétration de
L'électrode dans la paroi du myocarde avec les risques de perforation et de défaut de stimulation.This can have the disadvantage, on the other hand, of advancing the electrode which can lead to penetration of
The electrode in the wall of the myocardium with the risks of perforation and lack of stimulation.
L'électrode comprend, en outre, une pièce d'ancrage actif constituée, dans L'exemple illustré, par un à deux tours d'une hélice métallique 4 formant harpon pouvant réaliser un ancrage actif dans la paroi du myocarde et une bonne immobilisation de l'électrode, lorsque la vis est sortie de la tête de l'électrode, comme illustré à la figure 2. L'hélice 4 est solidaire d'une embase 5 qui comprend, dans L'exemple illustré, un manchon 6 guidé en coulissement dans l'électrode, parallèlement à son axe longitudinal 7 et une partie filetée 8 qui se visse dans un alésage fileté 9, correspondant, solidaire de la paroi de
L'électrode.Le filetage 9 peut venir de matière avec la pièce qui forme la tête 2 de contact de l'électrode sur la paroi du myocarde, tandis que les appendices souples 3 peuvent venir de matière avec la paroi extérieure isolante 10 , par exemple en plastique (silicone/polyuréthane) de l'électrode. Le coulissement et le guidage du manchon 6 dans l'électrode est assisté par la prévision de deux joints 11 en silicone, venant de part et d'autre d'un épaulement 12 du manchon 6. Le manchon 6 comprend, à son extrémité arrière une cavité 13 formée par exemple à pan carré, dans lequel on pourra introduire un mandrin souple 14 se terminant par un bouton 15 d'actionnement.The electrode further comprises an active anchoring piece constituted, in the example illustrated, by one to two turns of a metal helix 4 forming a harpoon which can achieve active anchoring in the wall of the myocardium and good immobilization of the electrode, when the screw has come out of the head of the electrode, as illustrated in FIG. 2. The propeller 4 is integral with a base 5 which comprises, in the example illustrated, a sleeve 6 guided in sliding in the electrode, parallel to its longitudinal axis 7 and a threaded part 8 which is screwed into a corresponding threaded bore 9, integral with the wall of
The electrode. The thread 9 can come in one piece with the part which forms the head 2 for contacting the electrode on the wall of the myocardium, while the flexible appendages 3 can come in one piece with the insulating outer wall 10, for example. plastic (silicone / polyurethane) of the electrode. The sliding and guiding of the sleeve 6 in the electrode is assisted by the provision of two silicone seals 11 coming from either side of a shoulder 12 of the sleeve 6. The sleeve 6 comprises, at its rear end a cavity 13 formed for example with a square pan, into which a flexible mandrel 14 can be introduced ending in a button 15 for actuation.
De façon classique et qui ne sera pas décrite en détail, la sonde comprend, à sa partie arrière, des moyens 16 de connection avec le fil 17 de connection relié au stimulateur cardiaque (non représenté) er permettant l'acheminement dans un sens et dans L'autre des signaux de "recueil" et des signaux de stimulation de la sonde. En 18, on aperçoit le ressort souple métallique conducteur formant La liaison électrique entre le connecteur 16 et la tête 2 de la sonde par le moyen de diverses pièces métalliques de contact, tel en particulier que la pièce 19. In a conventional manner and which will not be described in detail, the probe comprises, at its rear part, means 16 for connection with the wire 17 for connection connected to the pacemaker (not shown) and allowing delivery in one direction and in The other is "collection" signals and probe stimulation signals. In 18, we see the flexible metallic conductive spring forming the electrical connection between the connector 16 and the head 2 of the probe by means of various metallic contact parts, such as in particular part 19.
Si la sonde est mise en place avec l'hélice 4 d'ancrage actif en position rentrée, tel qu'illustré à la figure 1, et si L'on veut ultérieurement faire sortir la pièce 4 pour réaliser un ancrage actif complémentaire, il suffit, après avoir retiré le fil de connection 17 d'introduire un mandrin souple 14 dans le carré 13 de commande du manchon 6 et de faire tourner le mandrin 14 dans le sens de la flèche 20 pour visser la vis 8 dans le filetage coopérant 9. Ce faisant, on fait sortir L'hélice 4 hors de la tête, de la valeur exactement désirée et appropriée au cas considérée. Après cela, on retire le mandrin 14 et on remet en place le fil de connection 17. If the probe is put in place with the active anchoring propeller 4 in the retracted position, as illustrated in FIG. 1, and if it is subsequently desired to bring out the part 4 in order to carry out an additional active anchoring, it suffices , after having removed the connection wire 17 to introduce a flexible mandrel 14 into the square 13 for controlling the sleeve 6 and to rotate the mandrel 14 in the direction of the arrow 20 to screw the screw 8 into the cooperating thread 9. In doing so, the propeller 4 is taken out of the head, of the value exactly desired and appropriate to the case considered. After that, the mandrel 14 is removed and the connection wire 17 is replaced.
En se reportant à la figure 4, on a illustré trois courbes repérées, respectivement 21, 22 et 23, donnant en fonction du nombre de jours J porté en abscisses la valeur du seuil de stimulation indiquée en volts, portée en ordonnées V. La courbe 21 correspond à une sonde classique à ancrage passif. La courbe 22 correspond à une sonde classique à ancrage actif. La courbe 23 correspond à une sonde combinant les deux ancrages, conformément à l'invention. On constate que les seuils de stimulation sont considérablement abaissés avec une sonde, conforme à l'invention, et cela aussi bien en ce qui concerne la phase de primo-implantation jusqu'au troisième jour qu'en ce qui concerne les phases suivantes, et notamment la phase de stabilisation après 21 jours.En dehors des avantages de sécurité d'intervention sus-mentionnés, une sonde cardiaque équipée d'une électrode perfectionnées selon l'invention, permettra, à partir d'un même stimulateur d'obtenir une période de fonctionnement autonome considérablement accrue. Referring to FIG. 4, three curves have been illustrated, respectively 21, 22 and 23, giving as a function of the number of days J plotted on the abscissa the value of the stimulation threshold indicated in volts, plotted on the ordinate V. The curve 21 corresponds to a conventional probe with passive anchoring. Curve 22 corresponds to a conventional probe with active anchoring. Curve 23 corresponds to a probe combining the two anchors, in accordance with the invention. It can be seen that the stimulation thresholds are considerably lowered with a probe, in accordance with the invention, and this as well with regard to the primary implantation phase until the third day as with regard to the following phases, and in particular the stabilization phase after 21 days. Besides the advantages of intervention safety mentioned above, a cardiac probe equipped with an improved electrode according to the invention, will make it possible, from the same stimulator, to obtain a period considerably increased autonomous operation.
La figure 5 montre, comme la figure 4, trois courbes, respectivement 24, 25 et 26, illustrant l'évolution de l'impédance de la sonde mesurée enohms en ordonnées en fonction du temps d'implantation porté en abscisses en jours. FIG. 5 shows, like FIG. 4, three curves, respectively 24, 25 and 26, illustrating the evolution of the impedance of the probe measured in ohms on the ordinate as a function of the implantation time plotted on the abscissa in days.
La courbe 24 correspond å une sonde à ancrage passif classique. La courbe 25 correspond à une sonde à ancrage actif classique. La courbe 26 correspond# à une sonde conforme à l'invention. Curve 24 corresponds to a conventional passive anchoring probe. Curve 25 corresponds to a conventional active anchoring probe. Curve 26 corresponds # to a probe according to the invention.
L'examen comparatif des courbes #montre que la sonde de l'invention présente une impédance nettement réduite par rapport à une sonde à ancrage passif, et ce à tous moments de son utilisation. The comparative examination of the # curves shows that the probe of the invention has a significantly reduced impedance compared to a passive anchoring probe, and this at all times of its use.
Par rapport à une sonde à ancrage actif, on note que l'impédance d'une sonde conforme à l'invention est généralement inférieure, et en particulier que l'im- pédance est nettement dimunuée lors de la période d'utilisation post-critique de la sonde, ce qui est une garantie de meilleures conditions de fonctionnement. Compared to an active anchoring probe, it is noted that the impedance of a probe according to the invention is generally lower, and in particular that the impedance is markedly reduced during the period of post-critical use. of the probe, which is a guarantee of better operating conditions.
Bien entendu, L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation illustré et décrit. C'est ainsi en particulier que les moyens extérieurs de commande 14, 15 utilisés pour faire sortir L'hélice 4: hors de la tête 2, peuvent agir non pas en rotation mais simplement en poussée sur L'ensemble de l'embase 6 et de L'hélice 4, auquel cas les filetages 8 et 9 sont remplacés par un simple coulissement à force d'un organe dans L'autre. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment illustrated and described. Thus, in particular, the external control means 14, 15 used to bring out the propeller 4: out of the head 2, can act not in rotation but simply in thrust on the whole of the base 6 and of the propeller 4, in which case the threads 8 and 9 are replaced by a simple sliding force of an organ in the other.
Claims (6)
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Family Applications (1)
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