Asservissement de fréquence chez Boston Scientific

Les stimulateurs Boston Scientific sont équipés de 2 capteurs d'asservissement qui peuvent fonctionner séparément ou en association: un accéléromètre et la Ventilation Minute.

Accéléromètre          
 

L’accéléromètre dispose de différents réglages possibles : Arrêt, Marche, RTA uniquement (l'asservissement ne fonctionne que lors d'un repli) et Passif (il ne fournit aucune réponse en fréquence mais continue à recueillir des données relatives à la Tendance du Capteur).

Différents paramètres sont programmables pour optimiser la réponse en fréquence:

  • la pente de réponse détermine l’augmentation de fréquence en fonction des divers niveaux d’activité du patient; pente de réponse élevée: une activité moindre est nécessaire pour que la fréquence de stimulation atteigne la fréquence maximale asservie; pente de réponse faible: une activité plus importante est nécessaire pour que la fréquence de stimulation atteigne la fréquence maximale asservie;
     
  • le seuil d’activité représente le niveau d’activité qu’il faut dépasser pour que la fréquence de stimulation asservie s'accélère; ce paramètre doit empêcher les augmentations de fréquence suite à un mouvement parasite de faible intensité (balance nécessaire entre nécessité d'augmentation de la fréquence pour une activité modeste, telle la marche, mais absence d'accélération lorsque le patient est inactif); réglage bas: moins de mouvements sont nécessaires pour augmenter la fréquence de stimulation; réglage élevé: plus de mouvements sont nécessaires pour augmenter la fréquence de stimulation;
     
  • le temps de réaction détermine la vitesse à laquelle la fréquence de stimulation passe à un degré supérieur dès lors qu’une augmentation du niveau d’activité est détectée. La valeur sélectionnée détermine le temps nécessaire pour que la fréquence stimulée passe de la fréquence minimale à la fréquence maximale asservie pour un niveau d’activité maximum; temps de réaction court : résulte en une augmentation rapide de la fréquence de stimulation; temps de réaction long : résulte en une augmentation plus lente de la fréquence de stimulation;
     
  • le temps de récupération détermine le temps requis pour que la fréquence stimulée diminue de la fréquence maximale asservie à la fréquence minimale en absence d’activité; temps de récupération court: résulte en une diminution plus rapide de la fréquence de stimulation après réduction ou arrêt de l’activité du patient; temps de récupération long : résulte en une diminution plus lente de la fréquence de stimulation après réduction ou arrêt de l’activité du patient;
 
Ventilation minute (VM)
 

Le stimulateur peut utiliser l’impédance transthoracique pour mesurer la ventilation minute (produit de la fréquence respiratoire par le volume courant) et régler l'asservissement de fréquence. Toutes les 50 ms (20 Hz) environ, le dispositif envoie un courant d’excitation entre l’électrode annulaire OD et le boîtier (vecteur principal) ou l’électrode annulaire VD et le boîtier (vecteur secondaire). L’application du courant entre l’électrode annulaire et le boîtier génère un champ électrique à travers le thorax modulé par la respiration. L’impédance transthoracique est élevée durant l’inspiration et basse durant l’expiration, le dispositif mesure les modulations de tension qui en découlent.

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Un filtrage permet à l’algorithme de traiter les fréquences respiratoires pouvant atteindre 72 inspirations par minute. La forme d’onde filtrée est ensuite traitée afin d’obtenir la mesure du volume total.

Comme pour l'accéléromètre, la Ventilation Minute peut être programmée sur Marche, Arrêt, Passif et RTA Uniquement.

Différents paramètres sont programmables pour optimiser la réponse du capteur:

  • la pente de réponse correspond à la relation entre l’augmentation détectée de la VM et l’augmentation correspondante de la fréquence asservie; les valeurs plus importantes de la pente de réponse entraînent une fréquence asservie plus élevée pour un niveau de VM donné;
     
  • le seuil ventilatoire est un terme physiologique décrivant le moment durant l’épreuve d’effort où la fréquence respiratoire augmente plus rapidement que la fréquence cardiaque (un seuil parfois appelé seuil d’anaérobie ou seuil lactique). La pente de réponse contrôle la réponse en fréquence de la VM pour les fréquences capteur comprises entre la fréquence minimale et le seuil ventilatoire.
     
  • la réponse du seuil ventilatoire contrôle la réponse en fréquence de la VM lorsque la fréquence capteur est supérieure au seuil ventilatoire.

La relation physiologique entre la VM et la fréquence est approximativement bilinéaire: cette relation est une fonction relativement linéaire pour les efforts jusqu’au seuil ventilatoire. La pente devient moins prononcée aux niveaux d’effort supérieurs au seuil ventilatoire. Cette relation entre les deux pentes varie d’un individu à un autre et dépend de plusieurs facteurs tels le sexe, l’âge et la fréquence et l’intensité de l’effort.

Il est possible de programmer une pente au-dessus du seuil ventilatoire moins prononcée. La réponse du seuil ventilatoire est programmée sous la forme d’un pourcentage de la pente de réponse.

Ces 2 paramètres peuvent être programmés manuellement ou déterminés automatiquement 

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  • le niveau physique détermine automatiquement un seuil ventilatoire et une pente de réponse du seuil ventilatoire. Quand le niveau physique est augmenté, le seuil ventilatoire augmente et la pente de réponse du seuil ventilatoire diminue.
Combinaison double capteur
 

Quand l’Accéléromètre et le capteur VM sont tous les 2 programmés sur Marche pour l'asservissement, les deux fréquences capteur sont combinées afin de produire une réponse moyenne pondérée. La réponse combinée entre les 2 capteurs est de ce fait toujours égale à une des deux fréquences ou comprise entre les deux. À chaque fois que la réponse guidée par l’accéléromètre est inférieure à la réponse de la VM, la combinaison des capteurs est basée à 100 % sur la VM. Si la réponse de l’accéléromètre est supérieure à la réponse de la VM, la combinaison est au minimum basée à environ 80 % sur l’accéléromètre et 20 % sur la VM si la fréquence de l’accéléromètre se trouve au niveau de la fréquence minimale et au maximum basée à environ 40 % sur l’accéléromètre et 60 % sur la VM si la fréquence de l’accéléromètre se trouve au niveau de la fréquence maximale asservie.