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FR3092245A1 - Système implantable comprenant un dispositif de remplissage, système et procédé associés - Google Patents

Système implantable comprenant un dispositif de remplissage, système et procédé associés Download PDF

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FR3092245A1
FR3092245A1 FR1901114A FR1901114A FR3092245A1 FR 3092245 A1 FR3092245 A1 FR 3092245A1 FR 1901114 A FR1901114 A FR 1901114A FR 1901114 A FR1901114 A FR 1901114A FR 3092245 A1 FR3092245 A1 FR 3092245A1
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FR
France
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electrode
implantable system
interior space
filling device
filling
Prior art date
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Withdrawn
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FR1901114A
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English (en)
Inventor
Simon HEMOUR
Luigi Di Trocchio
Jean-Luc Lachaud
Corinne Dejous
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Bordeaux
Institut Polytechnique de Bordeaux
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Bordeaux
Institut Polytechnique de Bordeaux
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Publication date
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Priority to PCT/EP2020/052825 priority patent/WO2020161169A1/fr
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Abstract

Système implantable comprenant un dispositif de remplissage , système et procédé associés Système implantable (10) comprenant au moins une électrode (16) définissant un espace intérieur (22), l’électrode (16) étant configurée pour échanger un courant électrique avec une matière organique (14) susceptible d’être située à l’extérieur de l’espace intérieur (22), et au moins un dispositif de contrôle (20) connecté électriquement à l’électrode (16), caractérisé en ce que le système implantable (10) comprend en outre un dispositif de remplissage (18) disposé dans l’espace intérieur (22), le dispositif de remplissage (18) comprenant un matériau de remplissage occupant au moins partiellement l’espace intérieur (22), le matériau de remplissage étant distinct d’une matière organique. Figure pour l'abrégé : 1

Description

Système implantable comprenant un dispositif de remplissage, système et procédé associés
La présente invention concerne un système implantable. La présente invention se réfère également à un système de communication et/ou de transfert d’énergie comprenant un système implantable. La présente invention concerne en outre un procédé de communication et/ou de transfert d’énergie mis en œuvre par un système implantable.
On connaît des systèmes implantables susceptibles d’être disposés dans un corps vivant pour une surveillance de paramètres dans le corps d’un patient. De manière générale, de tels systèmes implantables comprennent au moins un capteur configuré pour mesurer des paramètres dans les tissus corporels du patient. Le capteur comprend par exemple au moins une électrode.
On connaît également des systèmes implantables qui comprennent un dispositif d’actionnement configuré pour stimuler des éléments corporels, tels que des nerfs ou des muscles. Ces dispositifs d’actionnement comprennent par exemple une électrode.
En outre, certains systèmes implantables comprennent au moins une antenne configurée pour échanger des données et/ou de l’énergie avec un dispositif disposé à l’extérieur du corps vivant.
Notamment, certains systèmes implantables comprennent un système de communication muni d’une antenne. Généralement, le système de communication est configuré pour établir une communication avec un système externe, tel qu’une montre intelligente (ou « smartwatch » en anglais), destiné à contrôler le système implantable. Selon un exemple, le système de communication est configuré pour alimenter le système implantable avec un signal de communication venant du système externe.
Cependant, de tels systèmes implantables ne sont pas entièrement satisfaisants. En effet, ces systèmes présentent un grand encombrement ce qui nuit par exemple au confort du patient voire empêche l’implantation.
Un but de la présente invention est donc de fournir un système implantable d’encombrement faible tout en présentant une qualité de communication avec un système externe élevée.
A cet effet, la présente invention a pour objet un système implantable comprenant :
- au moins une électrode définissant un espace intérieur, l’électrode étant configurée pour échanger un courant électrique avec une matière organique susceptible d’être située à l’extérieur de l’espace intérieur, et
- au moins un dispositif de contrôle connecté électriquement à l’électrode,
le système implantable comprenant en outre un dispositif de remplissage disposé dans l’espace intérieur, le dispositif de remplissage comprenant un matériau de remplissage occupant au moins partiellement l’espace intérieur, le matériau de remplissage étant distinct d’une matière organique.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le système implantable comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
- le matériau de remplissage du dispositif de remplissage présente un facteur de dissipation strictement inférieur à 0,1.
- lequel le dispositif de remplissage présente une surface complémentaire à une surface de l’électrode, la surface complémentaire étant configurée pour guider le champ électrique entre l’électrode et le dispositif de remplissage.
- lequel le dispositif de remplissage est réalisé en un matériau comprenant au moins 80% de céramique.
- le dispositif de remplissage est réalisé en un matériau comprenant au moins 80% de polymère.
- l’électrode forme une antenne configurée pour communiquer avec un dispositif externe distant du système implantable et/ou pour recevoir de l’énergie électrique du dispositif externe.
- l’électrode comprend au moins une spire enroulée en forme de spirale autour d’un axe central comprenant au moins une boucle.
- le dispositif de remplissage comprend au moins une rainure configurée pour recevoir la spire.
- l’électrode forme un revêtement extérieur du dispositif de remplissage.
- l’électrode est configurée pour mesurer une impédance de la matière organique.
- l’électrode est configurée pour convertir une quantité d’énergie chimique disponible dans la matière organique en une quantité d’énergie électrique.
L’invention a également pour objet un système de communication et/ou de transfert d’énergie comprenant un système implantable tel que décrit ci-dessus et un dispositif externe disposé à l’extérieur d’une zone d’implantation dans laquelle le système implantable est susceptible à être disposé, le dispositif externe étant configuré pour générer un champ magnétique créant une induction magnétique dans l’électrode.
L’invention a également pour objet un procédé de communication et/ou de transfert d’énergie mis en œuvre par un système implantable comprenant au moins une électrode définissant un espace intérieur, au moins un dispositif de contrôle connecté électriquement à l’électrode, et un dispositif de remplissage disposé dans l’espace intérieur, le dispositif de remplissage comprenant un matériau de remplissage occupant au moins partiellement l’espace intérieur, le matériau de remplissage étant distinct d’une matière organique, l’électrode étant configurée pour échanger un courant électrique avec une matière organique susceptible d’être située à l’extérieur de l’espace intérieur, le procédé de communication et/ou de transfert d’énergie comprenant la réception par le système implantable d’un champ magnétique comprenant un signal radio ou comprenant la réception d’une charge électrique.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d’un système de communication et/ou de transfert d’énergie selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective d’une partie d’un système de communication et/ou de transfert d’énergie selon un deuxième mode de réalisation, et
- la figure 3 est un diagramme montrant un exemple d’un facteur de qualité de communication du système de communication et/ou de transfert d’énergie de la figure 1 en fonction de plusieurs facteurs.
Sur la figure 1, un système de communication et/ou de transfert d’énergie1 comprend un dispositif externe 8 et un système implantable 10 configuré pour être disposé dans une zone d’implantation 12.
La zone d’implantation 12 comprend par exemple de la matière organique 14, tels que des tissus corporels (non représentés) comprenant par exemple des nerfs ou des muscles. La zone d’implantation 12 est par exemple limitée par la peau 13.
Le dispositif externe 8 est configuré pour être disposé à l’extérieur de la zone d’implantation 12.
Le dispositif externe 8 est par exemple une montre intelligente (ou « smartwatch » en anglais), par exemple porté au poignet. Selon un autre exemple, le dispositif externe 8 est intégré dans un système porté avec un harnais sur le torse.
Le dispositif externe 8 est destiné à être disposé à l’extérieur au voisinage de la zone d’implantation 12. Le dispositif externe 8 est configuré pour générer un champ électromagnétique. Le champ électromagnétique comprend un champ électrique et un champ magnétique.
Le champ magnétique et le champ électrique sont de préférence utilisés dans leur zone de champ proche.
Notamment, le dispositif externe 8 est configuré pour établir une communication avec le système implantable 10 par un signal radio.
Le dispositif externe 8 est par exemple configuré pour générer le champ magnétique comprenant le signal radio et/ou comprenant de l’énergie électrique propre à alimenter le système implantable 10. Le signal radio comprend notamment des données. Les données comprennent par exemple des instructions au système implantable 10. Les instructions dépendent notamment du type du système implantable 10. Selon un exemple, le système implantable 10 est configuré pour surveiller un taux de glucose dans la matière organique 14, notamment dans le sang. Selon cet exemple, les données du signal radio comprennent par exemple une instruction d’effectuer une mesure du taux de glucose. D’autres exemples de type de données sont envisageables.
En outre, le dispositif externe 8 est par exemple configuré pour générer le champ magnétique comprenant par exemple de l’énergie destinée à être transmise au système implantable 10.
Dans un premier mode de réalisation du système implantable 10, décrit en référence à la figure 1, le système implantable 10 comprend au moins une électrode 16, au moins un dispositif de remplissage 18 et au moins un dispositif de contrôle 20.
L’électrode 16 est en particulier un conducteur électrique. L’électrode 16 est notamment configurée pour fonctionner comme antenne et en outre configurée pour fonctionner comme une électrode, à savoir par exemple d’échanger un courant électrique avec la matière organique 14.
Par exemple, l’électrode 16 est configurée pour faire circuler un courant radiofréquence, notamment pour une communication. En outre, l’électrode 16 est par exemple configurée pour faire circuler un courant en basse fréquence, ou en courant continu, notamment selon une fonction d’électrode.
L’électrode 16 définit un espace intérieur 22. L’espace intérieur 22 est par exemple un volume sensiblement cylindrique. Notamment, l’électrode 16 est configurée pour former au moins une partie d’une paroi 24 du volume sensiblement cylindrique. Selon un mode de réalisation alternatif, le volume est un volume présentant des sections rectangulaires.
Selon l’exemple de la figure 1, l’électrode 16 comprend une spire 30 enroulée en forme de spirale autour d’un axe central 32. La spire comprend au moins une boucle. Selon un exemple particulier, la spire comprend une boucle unique. Selon un autre exemple, la spire comprend plusieurs boucles.
La spire 30 comprend par exemple une section circulaire. Ainsi, selon cet exemple, l’espace intérieur 22 est un volume sensiblement cylindrique d’axe confondu avec l’axe central 32, et dont l’aire latérale est délimitée par la surface de la spire 30 orientée vers l’axe central 32.
L’électrode 16 est configurée pour échanger un courant électrique avec la matière organique 14 susceptible d’être située à l’extérieur de l’espace intérieur 22. Par exemple, l’électrode 16 est configurée pour générer un courant transmis vers la matière organique 14 ou pour recevoir un courant de la matière organique 14. En particulier, l’électrode 16 est configurée pour stimuler la matière organique 14, tels que des nerfs ou des muscles, au moyen du courant électrique.
L’électrode 16 est notamment configurée pour être en contact direct avec la matière organique 14, et notamment avec les tissus corporels de la zone implantable 12.
En particulier, une partie extérieure 26 de l’électrode 16 est configurée pour être en contact avec les tissus corporels et une partie intérieure 28 de l’électrode 16 est configurée pour être en contact avec le dispositif de remplissage 18.
En particulier, la partie extérieure 26 est par exemple formée par une portion de la surface de l’électrode 16 orientée à l’écart de l’espace intérieur 22, tandis que la partie intérieure 28 comprend une portion de la surface de l’électrode 16 orientée vers l’espace intérieur 22.
L’électrode 16 est notamment dépourvue d’un revêtement isolant, sa surface étant en particulier conductrice.
Dans un autre exemple, la surface de l'électrode 16 est susceptible d'être recouverte d'un gel biocompatible, par exemple un gel biocompatible isolant. Le gel biocompatible est de préférence configuré pour permettre aux espèces (comme par exemple glucose, oxygène...) de diffuser vers une partie conductrice de l’électrode 16.
L’électrode 16 comprend notamment un matériau conducteur, tel que de l’or.
Selon un exemple, l’électrode 16 est associée à une deuxième électrode (non représentée). L’électrode 16 et la deuxième électrode forment une pile à combustible configurée pour générer un courant continu en modifiant l’électrode 16 et/ou la deuxième électrode. L’électrode 16 est notamment configurée pour convertir une quantité d’énergie chimique disponible dans la matière organique 14 en une quantité d’énergie électrique.
L’électrode 16 est en outre par exemple configurée pour mesurer une impédance de la matière organique 14, par exemple une impédance des tissus corporels.
L’électrode 16 forme en outre par exemple une antenne configurée pour communiquer avec le dispositif externe 8 distant du système implantable 10 et/ou pour recevoir de l’énergie électrique du dispositif externe 8.
Par exemple, l’électrode 16 est configurée pour être exposée dans le champ magnétique créé par le dispositif externe 8. En particulier, l’électrode 16 est configurée pour générer un courant électrique suite à une induction magnétique dans l’électrode 16, résultant de l’exposition au champ magnétique créé par le dispositif externe 8.
Le dispositif de remplissage 18 est disposé dans l’espace intérieur 22.
Le dispositif de remplissage 18 comprend un matériau de remplissage occupant au moins partiellement l’espace intérieur 22. De préférence, le matériau de remplissage remplit la majorité de l’espace intérieur 22, préférablement au moins 80% de l’espace intérieur 22, encore plus préférablement 100%.
Le matériau de remplissage est distinct d’une matière organique.
Cela signifie que le matériau de remplissage diffère du matériau qui serait présent dans la zone d’implantation 12 en l’absence du système implantable 10. En particulier, le matériau de remplissage est distinct de la matière organique 14.
Selon un autre exemple, le matériau de remplissage est distinct des tissus corporels.
Le dispositif de remplissage 18 présente de préférence une géométrie adaptée pour confiner les pertes diélectriques dans un volume (extérieur à 22) de tissus biologique minimum.
Notamment, le dispositif de remplissage présente une géométrie configurée pour réduire le volume biologique exposé au champ électrique. Le champ électrique est susceptible à être généré lors du fonctionnement.
En particulier, le dispositif de guidage est adapté pour guider le champ électrique de manière qu’il soit contenu dans l’espace intérieur 22.
Le champ électrique est susceptible d’être généré lors du fonctionnement du système implantable 10. Notamment, le champ électrique forme une composante du champ électromagnétique susceptible d’être généré par le dispositif externe 8. Selon une variante, le champ électrique est une composante d’un champ électromagnétique susceptible d’être généré par le système implantable 10, notamment par l’antenne 16.
Le matériau du dispositif de remplissage 18 est notamment un matériau à faible facteur de dissipation DF (décrit ci-dessous) configurée pour minimiser les pertes diélectriques associées au champ électrique présent à l’intérieur de l’espace intérieur 22. Notamment, le matériau présente des pertes diélectriques sensiblement inférieures à celles de la matière organique 14.
En d’autres termes, le dispositif de remplissage 18 est configuré pour isoler au moins une partie du champ électrique généré lors du fonctionnement du système implantable 10 dans l’espace intérieur 22 en minimisant les pertes. En particulier, le dispositif de remplissage 18 est configuré pour limiter, de préférence minimiser, le volume de pénétration du champ électrique dans la matière organique 14.
De préférence, le dispositif de remplissage 18 est constitué à au moins 80%, plus préférablement à au moins 95%, du matériau diélectrique présentant un facteur de dissipation DF adapté pour minimiser les pertes dielectriques dans l’espace intérieur 22.
Par exemple, le dispositif de remplissage présente un facteur de dissipation étant strictement inférieur à 0,1.
Selon un autre exemple, le dispositif de remplissage 18 est réalisé en un matériau comprenant au moins 80% de polymère.
De préférence, le dispositif de remplissage 18 est composé d’un matériau biocompatible.
De préférence, le matériau du dispositif de remplissage 18 présente en outre une perméabilité magnétique μ configuré pour ne pas influencer le champ magnétique susceptible d’être généré par le dispositif externe 8. Par exemple, le matériau du dispositif de remplissage 18 présente une perméabilité magnétique relative μrsensiblement égale à 1. Selon des variantes, le matériau présente d’autres valeurs de perméabilité.
Le dispositif de remplissage 18 est par exemple réalisé en un matériau comprenant au moins 80% de céramique, de préférence au moins 90% et encore plus préférablement au moins 99%.
Selon des modes de réalisation particuliers, le matériau de remplissage comprend, par exemple, au moins l’un d’un matériau plastique et d’un matériau composite intégrant du carbone.
Le dispositif de remplissage 18 présente notamment une surface complémentaire 33 à une surface de l’électrode 16. La surface complémentaire 33 est en particulier configurée pour guider le champ électrique entre l’électrode 16 et le dispositif de remplissage 18.
Par exemple, le dispositif de remplissage 18 est de forme sensiblement cylindrique, d’axe confondu avec l’axe central 32. Notamment, le dispositif de remplissage 18 présente la forme d’un cylindre plein.
Notamment, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, comprend une paroi 34 présentant une rainure 36 adaptée pour recevoir l’électrode 16, en particulier pour recevoir la spire 30. La rainure 36 présente notamment une forme de spirale autour de l’axe central 32.
La rainure 36 présente par exemple un fond arrondi 37, configuré pour rentrer en contact avec l’électrode 16, en particulier avec la partie intérieure 28 de l’électrode 16 (visible en particulier sur la figure 1). Selon un exemple particulier, la rainure 36 est adaptée à la forme de l’électrode 16 de manière qu’au plus la moitié de la surface de l’électrode 16 est en contact avec le dispositif de remplissage 18.
Sur la figure 3, des exemples d’un facteur de qualité Q sont représentés. Le facteur de qualité Q définit notamment l’amortissement d’un oscillateur, par exemple l’amortissement d’un signal oscillant dans l’électrode 16 par le matériau dans lequel l’électrode 16 est disposée. En particulier, le facteur de qualité Q définit rapport entre l’énergie emmagasiné et l’énergie dissipé d’un objet, par exemple l’électrode 16. Le facteur de qualité Q est défini comme suit :
En d’autres termes, le facteur de dissipation DF est relatif à une perte électrique de l’ensemble du champ électrique dans le matériau du dispositif de remplissage 18 ainsi que dans les tissus. Le facteur de dissipation DF permet en en particulier de quantifier le montant d’énergie dissipé par oscillation dans le matériau dans le dispositif de remplissage 18. En particulier, le facteur de dissipation DF permet de quantifier les pertes.
Le facteur de dissipation DF est réciproque du facteur de qualité du matériau du dispositif de remplissage 18. Le facteur de dissipation DF est en particulier défini comme suit :
Le facteur de dissipation est de préférence strictement inférieur à 0,1, à savoir
Une taux de pertes tan par oscillation est définie comme suit :
Le facteur de qualité Q présente également une influence sur une efficacité de communication. Lorsque l’efficacité de communication du dispositif implantable 10 est augmentée, par exemple, une communication sur une plus grande distance est possible à puissance émise égale.
L’efficacité de communication est définie comme suit :
, avec
puissance d’un signal reçu ;
puissance du signal émis ;
k le facteur de couplage ;
Q1le facteur de qualité de l'émetteur, et
Q2le facteur de qualité du récepteur.
Ainsi, l'efficacité de communication est environ égale au produit du facteur de couplage k avec le facteur de qualité de l'émetteur Q1et du facteur de qualité du récepteur Q2. L’émetteur est par exemple le dispositif extérieur 8 et le récepteur est par exemple le dispositif implantable 10.
Le facteur de couplage k décrit l'échange d’un flux magnétique entre l'émetteur et le récepteur. Le facteur de couplage dépend par exemple de la configuration géométrique de l'émetteur par rapport au récepteur.
Dans l’exemple de la figure 3, le facteur de qualité Q est montré en fonction de la fréquence d’oscillation de l’électrode 16 pour différents systèmes implantables.
La courbe 1 correspond à une électrode d’un système implantable dépourvu de dispositif de remplissage. Par exemple, un fluide corporel est susceptible d’être présent dans l’espace intérieur 22 de l’électrode 16. Le maximum du facteur de qualité Q est sensiblement égal à 25 à une fréquence d’environ 0,009 GHz. En conséquence, un tel système implantable présente de fortes pertes diélectriques.
Les courbes 2 et 3 présentent notamment des facteurs de qualité Q du système implantable 10 selon l’invention.
Le système implantable 10 présentant la courbe 2 correspond à un dispositif de remplissage 18 réalisé en un matériau présentant une permittivité diélectrique relative sensiblement égale à 120, et celui de la courbe 3 une permittivité diélectrique relative sensiblement égale à 1. La permittivité diélectrique relative est un paramètre décrivant la réponse d’un matériau au champ électrique.
Le maximum du facteur de qualité Q selon la courbe 2 est sensiblement égal à 32 et celui selon la courbe 3 sensiblement égal à 34 à une fréquence d’environ 0,012 GHz. Ainsi, le facteur de qualité Q est plus élevé dans le système implantable 10 comprenant le dispositif de remplissage 18 (courbes 2 et 3) que dans le système implantable dépourvu du dispositif de remplissage (courbe 1).
Le système implantable présentant la courbe 4 correspond à un conducteur formant antenne comprenant un revêtement recouvrant le conducteur. Bien que le facteur de qualité Q de la courbe 4 de la figure 3 présente un maximum sensiblement égal à 47 à une fréquence sensiblement égale à 0,014 GHz, le conducteur du système implantable présentant la courbe 4 est incompatible avec une utilisation en tant qu’électrode, en raison de la présence du revêtement, empêchant tout contact entre le matériau conducteur et l’environnement, par exemple la matière organique 14.
Le dispositif de contrôle 20 est connecté électriquement à l’électrode 16, en particulier par des connexions 42. Le dispositif de contrôle 20 est notamment configuré pour échanger des signaux électriques avec l’électrode 16. En outre, le dispositif de contrôle 20 est configuré pour recevoir de l’énergie électrique de l’électrode 16, par exemple de l’énergie électrique transmise par induction entre le dispositif externe 8 et l’électrode 16.
Le dispositif de contrôle 20 comprend par exemple un condensateur configuré pour sélectionner une fréquence de résonance du système implantable 8, notamment pour obtenir un facteur de qualité Q élevé, en particulier pour fonctionner à une fréquence dans laquelle le facteur de qualité Q présente un maximum (comme représenté en particulier sur la figure 3). Le dispositif de contrôle 20 comprend en outre par exemple un circuit électronique (non représenté) configuré pour appliquer une stimulation à l’électrode 16 et/ou pour recevoir une mesure de l’électrode 16, par exemple une mesure d’un potentiel électrique. Le circuit électronique est en outre configuré pour échanger des signaux avec l’électrode 16 selon la fonction comme antenne de l’électrode 16. Un deuxième mode de réalisation du système implantable 10 est maintenant décrit en référence à la figure 2. Les éléments correspondants au premier mode de réalisation sont désignés par les mêmes références par rapport au premier mode de réalisation. Uniquement les différences entre le premier et le deuxième mode de réalisation sont mises en évidence ci-après.
Aussi, l’exemple de la figure 2 illustre uniquement le dispositif de remplissage 18 selon le deuxième mode de réalisation. Pour des raisons de visibilité, les autres éléments du système implantable 10 ne sont pas représentés.
Selon l’exemple représenté sur la figure 2, la rainure 36 présente un fond plan et des parois de rainure 40 connectant le fond 38 et la paroi 34 du dispositif de remplissage 18. Selon cet exemple, les parois de rainure 40 forment un angle sensiblement perpendiculaire avec le fond 38 de la rainure 36.
De préférence, le système implantable 10 est formé d’un matériau biocompatible. Par « matériau biocompatible », il est entendu un matériau présentant la capacité de ne pas interférer et/ou ne pas dégrader la matière organique 14 de la zone d’implantation 12.
Un procédé de communication et/ou de transfert d’énergie va maintenant être décrit. Le procédé de communication est mis en œuvre par le système de communication et/ou de transfert d’énergie 1 comprenant le système implantable 10.
Le procédé comprend une étape de réception et une étape de remplissage.
Lors de l’étape de réception, le système implantable 10 reçoit une onde radio, notamment émis par le dispositif externe 8. Le signal radio est par exemple transmis par un champ magnétique
Lors d’un autre exemple, le système implantable 10 reçoit une charge électrique.
Par exemple, ce champ magnétique comprend un signal radio. Le signal radio comprend notamment des données, telles que des instructions au système implantable 10. Les instructions dépendent notamment du type du système implantable 10. Si le système implantable 10 surveille un taux de glucose dans la matière organique 14, notamment dans le sang, les données du signal radio comprennent par exemple une instruction d’effectuer une mesure du taux de glucose. D’autres exemples de type de données sont envisageables.
Selon un autre exemple, le système implantable 10 reçoit le champ magnétique pour obtenir de l’énergie électrique. En d’autres termes, le système implantable 10 est chargé par induction.
L’étape de remplissage est mise en œuvre lors du fonctionnement du système implantable 10. Par exemple, l’étape de remplissage est mise en œuvre simultanément avec l’étape de réception. Lors de l’étape de remplissage, le dispositif de remplissage 18 voit s’établir le champ électrique en son sein, c’est-à-dire dans notamment dans l’espace intérieur 22. Le champ électrique est généré lors du fonctionnement du système implantable 10. L’étape de remplissage est ainsi notamment mise en œuvre par le dispositif de remplissage 18. Le champ électrique est par exemple généré par le flux d’électron dans l’électrode 16 (autrement dit, un courant) induit par le dispositif externe 8 ou généré par le système implantable 10.
On conçoit que le système implantable 10 selon l’invention présente un encombrement faible et présente une qualité de communication élevée en même temps.
En effet, l’électrode 16 est configurée pour être utilisée à la fois comme antenne, à savoir pour une communication avec le dispositif externe 8 et pour recevoir de l’énergie électrique du dispositif externe 8, et en même temps en tant qu’électrode, à savoir pour échanger un courant électrique avec la matière organique 14.
Ainsi, le système implantable 10 présente un encombrement faible, notamment du fait que l’électrode 16 confère une double fonctionnalité. En effet, dans les systèmes de l’état de la technique, l’électrode 16 et l’antenne sont généralement des dispositifs distincts.
En outre, le fait que le dispositif de remplissage 18 comprend un matériau présentant un facteur de dissipation DF adapté et une géométrie adaptée pour réduire le volume de matière biologique exposée au champ électrique à l’extérieur de l’espace intérieur 22, permet de réduire les pertes diélectriques dans la matière organique 14. En conséquence, le système implantable 10 permet d’envoyer un champ magnétique de plus forte amplitude et/ou de recevoir un champ magnétique de plus faible amplitude. Par exemple, le matériau du dispositif de remplissage 18 permet d’augmenter la distance de communication à puissance égale et/ou minimiser le courant susceptible à circuler dans l’électrode 16 à une distance de communication égale.
En réduisant au minimum le volume biologique (à forte pertes) exposé au champ électrique et en garantissant de faibles pertes dans le volume non biologiques exposé au champ électrique, le dispositif de remplissage 18 réduit le facteur de dissipation du dispositif de communication.
Par ailleurs, puisque l’électrode 16 est configurée pour échanger un courant électrique avec la matière organique 14 susceptible d’être située à l’extérieur de l’espace intérieur 22, il est possible par exemple de mesurer des paramètres dans la matière organique 14. Il est ainsi particulièrement avantageux que l’électrode 16 soit en contact direct avec la matière organique 14, et que l’électrode 16 soit dépourvue d’un revêtement isolant.
Du fait que le matériau du dispositif de remplissage 18 présente une perméabilité magnétique relative sensiblement égale à 1, il est possible de transmettre de l’énergie par induction au système implantable 10, sans influence par le dispositif de remplissage 18 sur le champ magnétique.
En outre, le dispositif implantable 10 permet d’augmenter l’efficacité de communication.

Claims (13)

  1. Système implantable (10) comprenant :
    - au moins une électrode (16) définissant un espace intérieur (22), l’électrode (16) étant configurée pour échanger un courant électrique avec une matière organique (14) susceptible d’être située à l’extérieur de l’espace intérieur (22), et
    - au moins un dispositif de contrôle (20) connecté électriquement à l’électrode (16),
    caractérisé en ce que le système implantable (10) comprend en outre un dispositif de remplissage (18) disposé dans l’espace intérieur (22), le dispositif de remplissage (18) comprenant un matériau de remplissage occupant au moins partiellement l’espace intérieur (22), le matériau de remplissage étant distinct d’une matière organique.
  2. Système implantable (10) selon la revendication 1, dans lequel le matériau de remplissage du dispositif de remplissage présente un facteur de dissipation strictement inférieur à 0,1.
  3. Système implantable (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif de remplissage (18) présente une surface complémentaire (33) à une surface de l’électrode (16), la surface complémentaire (33) étant configurée pour guider le champ électrique entre l’électrode (16) et le dispositif de remplissage (18).
  4. Système implantable (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de remplissage (18) est réalisé en un matériau comprenant au moins 80% de céramique.
  5. Système implantable (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif de remplissage (18) est réalisé en un matériau comprenant au moins 80% de polymère.
  6. Système implantable (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’électrode (16) forme une antenne configurée pour communiquer avec un dispositif externe (8) distant du système implantable (10) et/ou pour recevoir de l’énergie électrique du dispositif externe (8).
  7. Système implantable (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’électrode (16) comprend au moins une spire (30) enroulée en forme de spirale autour d’un axe central (32) comprenant au moins une boucle.
  8. Système implantable (10) selon la revendication 7, dans lequel le dispositif de remplissage (18) comprend au moins une rainure (36) configurée pour recevoir la spire (30).
  9. Système implantable (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’électrode (16) forme un revêtement extérieur du dispositif de remplissage (18).
  10. Système implantable (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’électrode (16) est configurée pour mesurer une impédance de la matière organique (14).
  11. Système implantable (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’électrode (16) est configurée pour convertir une quantité d’énergie chimique disponible dans la matière organique (14) en une quantité d’énergie électrique.
  12. Système de communication (1) et/ou de transfert d’énergie comprenant un système implantable (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 et un dispositif externe (8) disposé à l’extérieur d’une zone d’implantation (12) dans laquelle le système implantable (10) est susceptible à être disposé, le dispositif externe (8) étant configuré pour générer un champ magnétique créant une induction magnétique dans l’électrode (16).
  13. Procédé de communication et/ou de transfert d’énergie mis en œuvre par un système implantable (10) comprenant au moins une électrode (16) définissant un espace intérieur (22), au moins un dispositif de contrôle (20) connecté électriquement à l’électrode (16), et un dispositif de remplissage (18) disposé dans l’espace intérieur (22), le dispositif de remplissage (18) comprenant un matériau de remplissage occupant au moins partiellement l’espace intérieur (22), le matériau de remplissage étant distinct d’une matière organique, l’électrode (16) étant configurée pour échanger un courant électrique avec une matière organique (14) susceptible d’être située à l’extérieur de l’espace intérieur (22), le procédé de communication et/ou de transfert d’énergie comprenant la réception par le système implantable (10) d’un champ magnétique comprenant un signal radio ou comprenant la réception d’une charge électrique.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018039732A1 (fr) * 2016-09-01 2018-03-08 The Bionics Institute Of Australia Dispositif d'électrode pour surveiller et/ou stimuler l'activité chez un sujet
US20180126180A1 (en) * 2005-10-14 2018-05-10 Pacesetter, Inc. Leadless cardiac pacemaker system for usage in combination with an implantable cardioverter-defibrillator
US20180140851A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Cardiac Pacemakers, Inc. Wireless re-charge of an implantable medical device
FR3069429A1 (fr) * 2017-07-31 2019-02-01 Universite de Bordeaux Systeme implantable, systeme de communication et procede associe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180126180A1 (en) * 2005-10-14 2018-05-10 Pacesetter, Inc. Leadless cardiac pacemaker system for usage in combination with an implantable cardioverter-defibrillator
WO2018039732A1 (fr) * 2016-09-01 2018-03-08 The Bionics Institute Of Australia Dispositif d'électrode pour surveiller et/ou stimuler l'activité chez un sujet
US20180140851A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Cardiac Pacemakers, Inc. Wireless re-charge of an implantable medical device
FR3069429A1 (fr) * 2017-07-31 2019-02-01 Universite de Bordeaux Systeme implantable, systeme de communication et procede associe

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