FR2804331A1 - Valve pour le traitement de l'hydrocephalie - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une valve pour le traitement de l'hydrocéphalie comprenant un clapet (2) disposé sur une ligne de drainage entre une zone contenant un excès de liquide céphalorachidien et une zone de drainage, et des moyens de réglage de la pression d'ouverture du clapet. Les moyens de réglage comprennent des moyens moteurs (6, 31) en alliage à mémoire de forme, susceptibles de subir une modification de leurs propriétés mécaniques sous l'effet d'un changement de température, ces moyens moteurs étant agencés pour se déformer lors de la modification de leurs propriétés mécaniques, et comprennent en outre des moyens de transmission (4) pour modifier la pression d'ouverture du clapet (2) en réponse à une déformation des moyens moteurs.

Description

<B>VALVE POUR LE TRAITEMENT DE</B> L'HYDROCEPHALIE La présente invention concerne une valve pour le traitement de l'hydrocéphalie, et plus particulièrement une telle valve comprenant un clapet disposé sur une ligne de drainage entre une zone contenant un excès de liquide céphalo-rachidien et une zone de drainage, et des moyens de réglage de la pression d'ouverture du clapet.

On connaît des types variés de valves utilisées pour le traitement de l'hydrocéphalie, et plus particulièrement pour drainer du liquide céphalo-rachidien depuis une cavité cérébrale vers un site de drainage. Le liquide peut être drainé depuis divers emplacements tels que les ventricules cérébraux ou le canal médullaire, mais le site de drainage préféré actuellement est très généralement la cavité péritonéale.

On sait toutefois que le drainage de liquide céphalo-rachidien dans la cavité péritonéale présente un certain nombre d'inconvénients liés à l'effet "siphon". En effet, la pression hydrostatique due à la présence de la ligne de drainage peut dans certaines circonstances, conduire à un surdrainage.

Un certain nombre de valves ont été proposées pour pallier ces inconvénients. C'est ainsi que l'on a utilisé des mécanismes à clapet, ou des systèmes plus complexes tels que les systèmes connus sous le nom de "anti-siphon", ou des valves à pointeau, pour éviter les surdrainages.

On a également proposé plus récemment des valves pouvant être réglées après implantation, de façon non invasive. Cette solution permet au chirurgien d'adapter la pression de fonctionnement au patient. Les dispositifs utilisés comprennent généralement des micro- moteurs magnétiques plus ou moins complexes.

Les outils utilisés pour le réglage externe de ces types de valves peuvent être constitués par un simple aimant ou comprendre des générateurs complexes de champ magnétique. Le principal inconvénient de ce type de valves est leur sensibilité aux champs magnétiques externes auxquels le patient peut être soumis à tout instant, et qui sont susceptibles de dérégler l'appareil. Un autre inconvénient de ces dispositifs est leur sensibilité aux techniques d'imagerie par résonance magnétique. Les valves doivent être reréglées après chaque séance.

La présente invention vise à pallier ces inconvénients.

Plus particulièrement l'invention a pour but de fournir une valve pour le traitement de l'hydrocéphalie qui puisse être réglée de façon non invasive après implantation.

L'invention a également pour but de fournir une telle valve qui soit insensible aux champs magnétiques externes et qui ne soit pas déréglée lorsque le patient qui la porte est soumis à un examen par imagerie par résonance magnétique.

A cet effet, l'invention a pour objet une valve pour le traitement de l'hydrocéphalie comprenant un clapet disposé sur une ligne de drainage entre une zone contenant un excès de liquide céphalo-rachidien et une zone de drainage, et des moyens de réglage de la pression d'ouverture du clapet, caractérisée par le fait que lesdits moyens de réglage comprennent des moyens moteurs en alliage à mémoire de forme, réalisés par exemple en alliage nickel-titane, susceptibles de subir une modification de leurs propriétés mécaniques sous l'effet d'un changement de température, lesdits moyens moteurs étant agencés pour se déformer lors de ladite modification de leurs propriétés mécaniques, et que lesdits moyens de réglage comprennent en outre des moyens de transmission pour modifier la pression d'ouverture dudit clapet en réponse à une déformation des moyens moteurs.

Des alliages à mémoire de forme, tels que certains alliage nickel-titane, sont connus pour posséder des propriétés de "mémoire" et de "super-élasticité" qui dépendent de la composition de l'alliage et du traitement thermique qu'il a subi. Certains de ces alliages sont connus sous la marque NITINOL.

On connaît plus particulièrement de tels alliages qui peuvent être conditionnés dans une forme mémorisée déterminée par leur température. Dans cette condition, l'alliage peut subir à l'occasion d'un changement de température, une transition de phase au cours de laquelle il passe à une certaine température d'un état à très faible coefficient d'élasticité où il est totalement "mou", à un état où il est "rigide" et présente un très fort coefficient d'élasticité, et réciproquement.

L'invention utilise par conséquent cette propriété de ces alliages pour réaliser un moteur permettant le réglage de la valve. Ce réglage est obtenu en chauffant ou en refroidissant les moyens moteurs.

Cette propriété est indépendante du champ magnétique ambiant et permet donc en particulier de s'affranchir de toute perturbation magnétique, notamment en cas d'examen par imagerie par résonance magnétique.

Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens moteurs comprennent un ressort en alliage à mémoire de forme agencé pour coopérer avec lesdits moyens de transmission contre l'action de premiers moyens élastiques.

On comprend que l'on peut dans ce cas réaliser un moteur pas à pas. En effet, lorsque le ressort est dans son état à fort coefficient d'élasticité, la force qu'il exerce sur les premiers moyens élastiques est supérieure à la réaction que ces derniers peuvent lui opposer, et il prend la forme "mémorisée". Lorsque à la suite d'un changement de phase dû à une modification de la température il se trouve dans son état à faible coefficient d'élasticité, la force exercée par les premiers moyens élastiques l'emporte, et le ressort se déforme. II retrouve sa forme initiale lors du changement de phase suivant. Ces déformations successives peuvent alors être utilisées pour actionner les moyens de transmission et ainsi modifier pas à pas la pression d'ouverture de la valve.

Egalement dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de transmission comprennent une came agencée pour coopérer avec des deuxièmes moyens élastiques pressant un organe de fermeture de clapet sur un siège de clapet.

La came précitée, actionnée par les moyens moteurs, contraint donc plus ou moins les deuxièmes moyens élastiques qui déterminent la pression d'ouverture de la valve. Plus particulièrement, lesdits moyens de transmission peuvent comprendre en outre une roue à rochet solidaire de ladite came, lesdits moyens moteurs étant agencés pour entraîner ladite roue à rochet en rotation.

La roue à rochet tourne d'un angle égal à un pas de sa denture à chaque cycle des moyens moteurs, et entraîne ainsi la came qui, grâce à un profil convenable, applique la contrainte souhaitée aux deuxièmes moyens élastiques.

Lesdits moyens de transmission peuvent comprendre en outre une tige d'actionnement dont une extrémité est agencée pour coopérer avec ladite came pour comprimer lesdits deuxièmes moyens élastiques disposés entre son autre extrémité et ledit organe de fermeture de clapet.

Ledit ressort en alliage à mémoire de forme peut plus particulièrement être constitué d'un ressort en épingle, dont une première branche est maintenue fixe et dont la deuxième branche est mobile sous l'action de sa propre élasticité variable et de l'élasticité desdits premiers moyens élastiques, l'extrémité de la deuxième branche formant un cliquet pour coopérer avec ladite roue à rochet.

La valve selon l'invention peut comprendre des moyens de refroidissement pour refroidir lesdits moyens moteurs.

Ce cas est celui où l'alliage à mémoire de forme possède une température de transition proche de la température du corps humain ou légèrement inférieure. On met alors en oeuvre les moyens moteurs en les refroidissant en dessous de cette température de transition. Ces moyens de refroidissement peuvent être simplement constitués par un objet froid que l'on applique sur la peau du patient à proximité de la valve. Ils peuvent également utiliser de façon connue l'effet Peltier.

En variante, la valve selon l'invention comprend des moyens de chauffage pour chauffer lesdits moyens moteurs.

Ce cas est celui où l'alliage à mémoire de forme possède une température de transition supérieure à la température du corps humain. Les moyens moteurs sont alors mis en oeuvre en les chauffant au-dessus de cette température de transition. Les moyens de chauffage peuvent être constitués par un élément résistif. Dans l'un ou l'autre cas, la valve selon l'invention peut comprendre une antenne pour l'excitation desdits moyens de refroidissement et desdits moyens de chauffage.

On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, deux modes de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: - la figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 2 est une vue partielle d'un deuxième mode de réalisation.

On voit à la figure 1 une valve pour le traitement de l'hydrocéphalie comportant, solidaires d'un boîtier fixe non représenté, un corps 1 de clapet 2, un axe de rotation 3 d'ensemble de rotation pas à pas 4, et un bloc de support 5 de ressort moteur 6 en alliage à mémoire de forme, et par conséquent d'élasticité variable en fonction de la température.

Le corps 1 du boîtier 2 possède de façon connue une forme tubulaire partiellement fermée à une de ses extrémités par un siège de clapet 7 comportant un orifice de passage de fluide 8. Un organe de fermeture 9, constitué ici par une bille, est logé dans le corps 1 et pressé contre le siège 7 par un ressort hélicoïdal 10 également logé dans le corps 1.

Un cathéter d'entrée est monté de façon connue sur l'orifice 8 pour relier le clapet 2 à la zone à drainer. De même, un cathéter de sortie est monté à l'extrémité du corps 1 opposée à l'orifice 8 pour relier le clapet 2 à la zone de drainage.

La pression de drainage est réglée, comme cela sera décrit ci- après, par la compression du ressort 10.

L'ensemble de rotation pas à pas 4 se compose d'une roue à rochet 11 et d'une came 12 montées en libre rotation sur l'axe 3. La roue à rochet 11 et la came 12 sont solidaires.

La roue à rochet 11 comporte de façon connue un ensemble de dents asymétriques toutes orientées dans le même sens à sa périphérie. Ces dents présentent une face 13 sensiblement radiale par rapport à l'axe 3 et une face inclinée 14. La came 12 présente à sa périphérie une succession de creux 15 séparés par des bosses 16. Les creux 15 possèdent, sur un tour de la came 12, des distances à l'axe 3 variables, par exemple croissantes.

Le ressort moteur 6 est ici un ressort en épingle comportant une branche 17 fixée au bloc 5, et une branche libre 18 en appui contre un coussin 19 en élastomère de silicone qui la repousse vers la branche fixe 17 contre l'élasticité variable du ressort.

La branche 18 du ressort 6 forme une aile 20 formant cliquet, en contact avec les dents de la roue à rochet 11 et orientée de telle sorte qu'elle peut venir en butée contre les faces 13 de ces dents.

Enfin, la liaison entre l'ensemble de rotation pas à pas 4 et le ressort 10 est réalisé par l'intermédiaire d'une tige 21 appliquée sur la came 12 par le ressort 10. Cette tige est montée coulissante dans un palier 22 solidaire du corps de clapet 1.

Le mode de réalisation représenté à la figure 1 est celui où la température de transition de l'alliage du ressort 6 est inférieure à la température du corps humain. A son état normal de fonctionnement, le ressort 6 possède un coefficient d'élasticité élevé qui l'amène dans sa position représentée en traits pleins où il comprime le coussin en silicone 19.

Dans cette position, l'aile 20 du ressort est en butée contre une face 13 d'une dent de la roue à rochet 11. La tige 21 est en appui au fond d'un des creux 15 de la came 12, la pression de fermeture de la bille 8 sur le siège 7 de clapet étant déterminée par la distance de ce creux à l'axe 3.

Si le ressort 3 est refroidi de toute manière convenable en dessous de sa température de transition, son coefficient d'élasticité chute de sorte que le coussin 19 en silicone repousse sa branche 18 vers la branche fixe 17 dans la position représentée en traits interrompus. Dans ce mouvement, l'extrémité de l'aile 20 du ressort 6 glisse sur la face 14 de la dent de la roue à rochet 11 jusqu'à venir s'engager derrière la face 13 de la dent suivante, la roue à rochet 11 et la came 12 étant maintenues par la tige 21.

Lorsque le ressort 6 est ramené à la température ambiante du corps humain, il reprend sa rigidité et comprime de nouveau le coussin 19 pour revenir à la position mémorisée représentée en traits pleins. Dans ce mouvement, l'extrémité de son aile 20 repousse la face 13 de la dent sur laquelle il est en appui amenant la roue à rochet 11 et la came 12 à tourner d'un pas de rotation.

Pendant cette rotation, la tige 21 est repoussée par la bosse 16 correspondante de la came 12, puis retombe dans le creux 15 suivant. Ce creux a, par exemple, une distance à l'axe 3 supérieure à celle du creux précédent, de sorte que la rotation de la came 12 a augmenté la pression d'ouverture du clapet 2.

Si l'on souhaite au contraire diminuer cette pression d'ouverture, on fait tourner la came comme précédemment par une succession de cycles refroidissement/réchauffement jusqu'à ce que la tige 21 soit engagée dans le creux le plus profond, correspondant à la pression d'ouverture minimum, puis on poursuit éventuellement la rotation pour augmenter de nouveau cette pression jusqu'à la valeur désirée.

On décrira maintenant le mode de réalisation représenté à la figure 2.

On n'a représenté à cette figure que la partie inférieure de la valve selon le deuxième mode de réalisation, avec le bloc de support 30 et le ressort 31 en alliage à mémoire de forme. En fait, ce deuxième mode de réalisation est pratiquement identique au précédent, en particulier en ce qui concerne l'ensemble de rotation pas à pas et le clapet.

Toutefois, dans le cas présent, la température de transition de l'alliage est choisie légèrement supérieure à celle du corps humain. A température ambiante, le ressort 31 se trouve donc dans son état à faible coefficient d'élasticité où il est repoussé par le coussin de silicone 32. La configuration de la valve est donc identique à celle représentée en traits interrompus à la figure 1.

Dans le présent mode de réalisation, la branche libre 33 du ressort 31 est entourée par une résistance susceptible de chauffer ce ressort au-dessus de sa température de transition.

Lorsqu'un tel chauffage est appliqué, l'alliage du ressort reprend son coefficient d'élasticité élevé de sorte que le ressort repousse le coussin 32 pour venir dans sa position mémorisée représentée à la figure 2. Dans ce mouvement, il entraîne l'ensemble de rotation pas à pas d'un pas de rotation et modifie comme dans le premier mode de réalisation le réglage de la pression d'ouverture du clapet.

Lorsque la résistance 34 cesse d'être alimentée, le ressort refroidit et revient à la position d'origine où le cycle chauffage/refroidissement peut reprendre pour de nouveau modifier le réglage.

Dans le mode de réalisation de la figure 2, la résistance 34 est alimentée par une antenne 35 montée dans le boîtier de la valve. Cette antenne peut être excitée par un générateur de champ magnétique extérieur de tout type connu.

Une telle antenne pourrait également être utilisée dans un dispositif du type de celui de la figure 1 dans lequel on utiliserait par exemple l'effet Peltier pour refroidir le ressort.

Les deux dispositifs ci-dessus peuvent être réalisés en matériaux non ferreux, non susceptibles par conséquent d'être affectés par des examens en imagerie par résonance magnétique.

Claims (1)

1. <B>REVENDICATIONS</B> 1 - Valve pour le traitement de l'hydrocéphalie comprenant un clapet (2) disposé sur une ligne de drainage entre une zone contenant un excès de liquide céphalo-rachidien et une zone de drainage, et des moyens de réglage de la pression d'ouverture du clapet, caractérisée par le fait que lesdits moyens de réglage comprennent des moyens moteurs (6 ; 31) en alliage à mémoire de forme, susceptibles de subir une modification de leurs propriétés mécaniques sous l'effet d'un changement de température, lesdits moyens moteurs étant agencés pour se déformer lors de ladite modification de leurs propriétés mécaniques, et que lesdits moyens de réglage comprennent en outre des moyens de transmission (4) pour modifier la pression d'ouverture dudit clapet (2) en réponse à une déformation des moyens moteurs. 2 - Valve selon la revendication 1, dans laquelle lesdits moyens moteurs sont réalisés en alliage nickel-titane à mémoire de forme. 3 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans laquelle lesdits moyens moteurs (6 ; 31) comprennent un ressort en alliage à mémoire de forme agencé pour coopérer avec lesdits moyens de transmission contre l'action de premiers moyens élastiques (19 ; 32). 4 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle lesdits moyens de transmission (4) comprennent une came (12) agencée pour coopérer avec des deuxièmes moyens élastiques (10) pressant un organe de fermeture de clapet (9) sur un siège de clapet (7). 5 - Valve selon la revendication 4, dans laquelle lesdits moyens de transmission (4) comprennent en outre une roue à rochet (11) solidaire de ladite came (12), lesdits moyens moteurs (6 ; 31) étant agencés pour entraîner ladite roue à rochet en rotation. 6 - Valve selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, dans laquelle lesdits moyens de transmission (4) comprennent en outre une tige d'actionnement (21) dont une extrémité est agencée pour coopérer avec ladite came (12) pour comprimer lesdits deuxièmes moyens élastiques (10) disposés entre son autre extrémité et ledit organe de fermeture de clapet (9). 7 - Valve selon l'ensemble des revendications 3 et 6, dans lequel ledit ressort en alliage à mémoire de forme (6 ; 31) est un ressort en épingle, dont une première branche (17) est maintenue fixe et dont la deuxième branche (18 ; 33) est mobile sous l'action de sa propre élasticité variable et de l'élasticité desdits premiers moyens élastiques (19 ; 32), l'extrémité de la deuxième branche formant un cliquet (20) pour coopérer avec ladite roue à rochet (11). 8 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant des moyens de refroidissement pour refroidir lesdits moyens moteurs. 9 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant des moyens de chauffage (34) pour chauffer lesdits moyens moteurs. 10 - Valve selon l'une quelconque des revendications 8 et 9 comprenant une antenne (35) pour l'excitation desdits moyens de refroidissement et desdits moyens de chauffage.