WO2017103380A1 - Dispositif implantable pour la stimulation optique du cerveau - Google Patents

Dispositif implantable pour la stimulation optique du cerveau Download PDF

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Claude Chabrol
Alim-Louis Benabid
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • A61N2005/0659—Radiation therapy using light characterised by the wavelength of light used infrared

Definitions

  • the present application relates to the field of implantable devices for the stimulation, by optical irradiation, of organs of the human or animal body, and in particular for the deep optical stimulation of the brain.
  • Deep brain stimulation (“deep brain stimulation” in English) is a therapeutic technique involving the implantation in the brain of a patient of a device for stimulating specific parts of the brain.
  • treatments have been proposed for certain neuronal dysfunctions, including Parkinson's disease, by optical irradiation of parts of the brain with a light source emitting in the infrared range.
  • Implantable devices have already been proposed for implementing treatments by deep optical irradiation of the brain by means of an optical fiber introduced into the brain of the patient, through which light from a light source placed at the outside of the brain is guided to the brain.
  • An example of such a device is described in patent application FR3010321 previously filed by the applicant.
  • optical fibers however, has limitations.
  • an optical fiber allows externa ⁇ rer a relatively small area of the brain, due to strong directivity of light it projects to its output.
  • the coupling losses in the optical fiber require the use of a suitable light source (for example laser, preferably LED), which results in a relatively high power consumption of the device.
  • an embodiment provides an implantable device for optically stimulating an organ of the human or animal body, comprising a probe comprising a tube made of a first transparent material, this tube being hermetically closed by at least one stopper; at least one light source disposed inside the tube; a plurality of electrical connection elements passing through the plug and electrically connecting said at least one light source to the outside of the tube; and a connecting cable disposed outside the tube, connected to said connection elements.
  • the device further comprises a sheath made of a second transparent material encapsulating the tube and the cable.
  • the second material is an elastomeric material.
  • the first material is sapphire or silica.
  • the probe has an elongate shape, the tube being located at a first end of the probe and the connecting cable connecting the light source to a second end of the probe opposite to the first end.
  • the device further comprises a power supply and control module electrically connected to the light source via the connecting cable.
  • the light source com ⁇ takes one or more electroluminescent diodes.
  • the device further comprises a sensor adapted to detect a possible leak in the tube.
  • the senor comprises an organic light-emitting diode located inside the tube.
  • the senor further comprises a measuring circuit of a magnitude representative of the impedance of the organic light-emitting diode and / or the light output of the organic light-emitting diode.
  • a transparent filler material is disposed inside the tube.
  • the probe further comprises electrodes adapted to the implementation of electrical stimulation of an organ of the human or animal body.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an example of an embodiment of an implantable device for
  • Figure 2 illustrates in greater detail a part of the device of Figure 1;
  • FIG. 3 represents an alternative embodiment of the device described with reference to FIGS. 1 and 2. detailed description
  • FIG. 1 is a schematic representation of an example of an embodiment of an implantable device for optical irradiation of the brain.
  • This device comprises a probe 101 of elongate shape, a first end or distal end 101a is intended to be implanted inside the brain vis-à-vis a part of the brain that is to be stimulated.
  • the probe 101 has for example the general shape of a rod, for example a rod with a circular section.
  • the probe 101 has, for example, the general shape and the dimensions of a probe of the DBS ("Deep Brain Stimulation") type, a tool commonly used in the field of intracerebral implantations.
  • DBS Deep Brain Stimulation
  • the width of the probe 101 (that is to say its diameter in the case of a rod with circular section) is between 0.5 and 5 mm and preferably between 1.3 and 2.5 mm, and its length is between 5 cm and 1 m and preferably between 15 and 30 cm.
  • Probe 101 is preferably flexible or flexible to limit the risk of tissue damage / deterioration. In practice, a rigid tool can be used for the surgical placement of the probe.
  • the probe 101 comprises, on the side of its distal end 101a, a light source 103 adapted to irradiate portions of the brain located vis-à-vis the distal end of the probe.
  • the probe 101 further comprises a connecting cable (cable 225 of Figures 2 and 3, not visible in Figure 1) electrically connecting the light source 103 to a second end or proximal end 101b of the probe.
  • the device of FIG. 1 furthermore comprises a module 105 for supplying and controlling the light source 103, comprising for example an electric battery and a control circuit adapted to control the light source 103 to implement desired stimulations of the light source. brain.
  • the device further comprises a cable 107 connecting the module 105 to the proximal end 101b of the probe 101. More particularly, the end of the cable 107 opposite the module 105 is electrically coupled or connected to the proximal end of the probe 101, so as to allow the module 105 to supply and control the source 103.
  • the elements of the device of FIG. 1 other than the probe 101 may be implanted in other parts of the body of the patient.
  • the supply and control module 105 may for example be implanted at the level of the patient's thorax.
  • the coupling between the cable 107 and the probe 101 is preferably detachable or removable so as to perform certain maintenance operations of the module 105 or the cable 107 without having to extract the probe 101 from the patient's brain.
  • the coupling between the cable 107 and the probe 101 is effected via a connector 109, this connector comprising a portion 109 ] _ mounted integral with the cable 107 and a portion 1092 mounted integral with the probe 101.
  • the portions 109 and 1092 of the connector 109 are adapted to cooperate detachably or removably to establish an electrical connection between the cable 107 and the connecting cable of the probe 101.
  • the connector 109 may for example be implanted under the scalp or in a housing previously milled in the cranial box of the patient.
  • FIG. 2 shows in greater detail an embodiment of the probe 101 of the device of FIG. FIG. 2 more particularly represents the distal portion of the probe 101.
  • the probe 101 has, on the side of its distal end 101a, a tube 201 made of a transparent biocompatible material, for example sapphire or silica, inside which the light source 103 is arranged.
  • the tube 201 has, for example, a circular section.
  • the width of the tube 201 (that is to say its diameter in the case of a circular section tube) is between 1 and 2 mm, and its length is between 1 and 10 mm .
  • the tube 201 is for example arranged so that its longitudinal central axis coincides substantially with the longitudinal central axis of the probe.
  • the tube 201 may be made of a rigid material, for example a material having a Young's modulus greater than 10 GPa.
  • the transparent tube 201 is sealed at its ends by plugs 203 and 205.
  • the plugs 203 and 205 are, for example (but not necessary ⁇ ) transparent.
  • the plug 203 may be integrated with the tube 201 so as to form a single piece with the tube 201.
  • the plugs 203 and 205 are made of the same transparent biocompatible material as the tube 201 so as to facilitate the assembly, for example by laser welding or metal solder.
  • the plug 203 is turned towards the distal portion 101a of the probe, and the plug 205 is turned towards the proximal portion 101b of the probe.
  • the plug 203 is hermetically fixed over its entire periphery at a first end of the tube 201, for example by welding, or by a biocompatible hermetic solder 207, for example a gold solder.
  • the plug 205 is hermetically fixed over its entire periphery to the opposite end of the tube 201, for example by welding or by a biocompatible hermetic solder 209, for example a gold solder.
  • Fixing the caps 203 and 205 at the ends of the tube 201 is for example made by thermosonic welding or by thermocompression. These methods have the advantage of being able to be carried out at a relatively low temperature, for example at a temperature below 200 ° C., which makes it possible not to damage to the components placed inside the tube 201.
  • the fixing of the caps 203 and 205 at the ends of the tube 201 is by laser welding through the material and without adding material.
  • the housing is closed under a neutral atmosphere (without oxygen), for example under argon.
  • the light source 103 of the probe Prior to the hermetic closure of the tube 201, the light source 103 of the probe is disposed inside the tube 201.
  • the light source comprises one or more light emitters 211.
  • the emitters 211 may be laser diodes, for example surface-emitting vertical cavity laser diodes (VCSELs), light-emitting diodes (LEDs), for example organic light-emitting diodes (OLEDs), or any other suitable light sources.
  • the emitters 211 are mounted on a support 213, for example a printed circuit board.
  • the emitters 211 may for example be arranged on the same face of a printed circuit board, or on the two opposite sides of a printed circuit board as shown in FIG. 2.
  • the emitters 211 may be identical or similar and controllable simultaneous ⁇ .
  • the light source 103 comprises emitters 211 having distinct properties, for example bands of distinct emission wavelengths.
  • the emitters 211 of the light source 103 may be individually controllable.
  • the light source 103 comprises emitters 211 adapted to emit in a wavelength band in the range of 650 to 1100 nm. More generally, any other range of emission wavelengths may be provided, for example the range of 400 to 650 nm for optogenetic applications.
  • the probe 101 may further comprise, inside the tube 201, a sensor 215 adapted to monitor the hermeticity of the housing formed by the tube 201 and the plugs 203 and 205.
  • the sensor 215 is mounted on the same support 213 as the emitters 211 of the light source 103.
  • the hermeticity sensor 215 comprises, for example, a sensor of the internal pressure of the tube 201, or a sensor of the humidity level inside the tube 201.
  • the senor 215 comprises one or more organic light-emitting diodes (OLEDs).
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • it is intended to measure characteristics of one or more organic light-emitting diodes to detect the possible presence of oxygen or moisture in abnormal proportions inside the housing formed by the tube 201 and the plugs 203 and 205, and deduce the presence of a leak in the housing.
  • the sensor 215 may comprise an organic light-emitting diode and a photosensitive sensor adapted to measure the luminous intensity emitted by this diode.
  • the power supply and control module 105 can then be adapted, from the measurements provided by the photosensitive sensor, to detect any leakage in the housing formed by the tube 201 and the plugs 203 and 205. It is furthermore known that the impedance of an organic light-emitting diode increases relatively quickly ⁇ in the presence of moisture or oxygen.
  • the sensor 215 may comprise an organic light-emitting diode, the module
  • the 105 being adapted to measure the impedance of this diode and to detect, from the impedance measurements made, a possible leak in the housing formed by the tube 201 and the plugs 203 and 205.
  • the sensor 215 comprises an organic light-emitting diode
  • this diode can be used not only for the leakage monitoring of the housing formed by the tube 201 and the plugs 203 and 205, but also as a light emitter for the optical irradiation of the patient's brain.
  • the sensor 215 comprises a photosensitive sensor, the latter can also be used to monitor the irradiation light signals emitted by the emitters 211.
  • the module 105 When the module 105 detects, from the measurements provided by the sensor 215, a leak in the housing formed by the tube 201 and the plugs 203 and 205, it triggers for example an alarm to signal that the probe 101 must be replaced.
  • the probe 101 further comprises electrical connection elements 219 extending through the housing formed by the tube 201 and caps 203 and 205 and electrically connecting to outside the housing the components in the tube 201. More particular ⁇ , the probe 101 comprises at least two insulated electrical connecting elements 219 connected to a terminal ali respectively ⁇ mentation positive and a negative supply terminal of the light source 103. other connection elements 219 may also be provided for supplying the components located inside the tube 201 and / or for communication with these components. In the example shown, each electrical connection element 219 comprises a conductive rod passing right through the stopper 205 via a hole or via pierced in this plug. Each of the vias is hermetically sealed by a solder 221 of a biocompatible material, for example a gold solder. The outer portion of the connecting elements 219 may be totally or partially embedded in a drop of resin 223 deposited on the outer face of the plug 205, so as to enhance the mechanical strength of the interconnection zone.
  • the electrical connection elements 219 may be made of a biocompatible conductive material, for example platinum iridium.
  • the probe 101 further comprises, outside the tube 201, a connecting cable 225 electrically connecting the connection elements 219 to the proximal end 101b of the probe.
  • the cable 225 comprises a plurality of insulated conductive strands 227 respectively connected to the various connecting elements 219.
  • the strands 227 may be made of a biocompatible conductive material, for example stainless steel.
  • the probe 101 also comprises a protective sheath 229 made of a transparent biocompatible material encapsulating the tube 201 and the connecting cable 227.
  • the sheath 229 is made, for example, of a transparent elastomeric material, for example silicone or polyurethane.
  • the sheath 229 is made of a material having a Young's modulus of between 1 and 1000 MPa so as to give the probe 101 a certain flexibility.
  • the inner walls of the tube 201 may be coated with an antireflection layer.
  • a transparent fill material of suitable index for example a material of index lower than that of the material of the tube 201, for example silicone, can be injected inside the tube 201.
  • the filling may be chosen to have a thermal conductivity greater than that of the air.
  • An advantage of the device described in relation to FIGS. 1 and 2 lies in the fact that it makes it possible to implement more varied optical stimulations of the brain than with an optical fiber device.
  • the device described makes it possible to irradiate larger areas of the brain than an optical fiber device.
  • the light source
  • 103 may include transmitters 211 transmitting simultaneously in bands of different wavelengths.
  • the arrangement of the light source at the distal end of the probe 101 makes it possible to reduce the power the light source and the losses by coupling (present in the case of a device comprising a remote source and an optical fiber) and therefore the power consumption of the dispo ⁇ sitive compared to an optical fiber device.
  • the coating sheath can be arranged so as to give the probe 101 a general shape and mechanical properties similar to those of existing electrical deep brain stimulation devices. , or existing optical fiber optic deep brain stimulation devices.
  • the implantation of the probe 101 can be performed using tools and surgical techniques already proven.
  • this system remains compatible with the standard stimulation control elements and associated connectivity.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the device described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3 more particularly represents the distal portion of the probe 101 of the device.
  • the probe 101 of FIG. 3 comprises the same elements as the probe 101 of FIG. 2, arranged substantially in the same manner.
  • the probe 101 of FIG. 3 differs from the probe 101 of FIG. 2 in that it further comprises, at its distal portion, electrodes 301 (four in the example shown) adapted to the implementation of FIG. 'a deep electrical stimulation of the brain.
  • the electrodes 301 are disposed on the outer periphery of the sheath 229 and are intended to be placed directly in contact with the tissues of the brain.
  • the electrodes 301 have for example the shape of rings surrounding the sheath 229.
  • Each electrode 301 has for example a width (that is to say a distance in the longitudinal axis of the probe
  • the connecting cable 225 connecting the distal portion of the probe 101 at its proximal end 101b further comprises insulated conductive strands 303 respectively connected to the different electrodes 301.
  • control module 105 (FIG. 1) of the device is not only adapted to control the light source 103 to implement optical stimulations of the brain, but is also adapted to control the electrodes 301. (through the conductive strands 303) to implement electrical stimulation of the brain, for example simultaneously with the implementation of optical stimulation, or alternately with optical stimulation.
  • the tube 101 is a tube that is initially open at both ends, plugs 203 and 205 being used to seal both ends of the tube.
  • the tube 101 may initially be opened at only one of its ends, in which case a single plug may be used to close the tube.
  • the embodiments described are not limited to the above-mentioned example of application to the deep irradiation of the brain.
  • the devices described can be used for the deep stimulation of organs of the human or animal body other than the brain.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif implantable pour la stimulation optique d'un organe du corps humain ou animal, comportant une sonde (101) comprenant un tube (201) en un premier matériau transparent, ce tube étant hermétiquement fermé par au moins un bouchon (203, 205); au moins une source lumineuse (103) disposée à l'intérieur du tube (201); une pluralité d'éléments de connexion électrique (219) traversant le bouchon (203; 205) et reliant électriquement ladite au moins une source lumineuse (103) à l'extérieur du tube (201); et un câble de liaison (225) disposé à l'extérieur du tube (201), connecté audits éléments de connexion (219).

Description

DISPOSITIF IMPLANTABLE POUR LA STIMULATION OPTIQUE DU CERVEAU
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR15/62698 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.
Domaine
La présente demande concerne le domaine des dispositifs implantables pour la stimulation, par irradiation optique, d'organes du corps humain ou animal, et en particulier pour la stimulation optique profonde du cerveau.
Exposé de 1 ' art antérieur
La stimulation cérébrale profonde ("deep brain stimulation" en anglais) est une technique thérapeutique comportant l'implantation dans le cerveau d'un patient d'un dispositif permettant de stimuler des parties spécifiques du cerveau. On a notamment proposé des traitements de certains dysfonctionnements neuronaux, dont la maladie de parkinson, par irradiation optique de parties du cerveau avec une source de lumière émettant dans le domaine de 1 ' infrarouge .
On a déjà proposé des dispositifs implantables permettant de mettre en oeuvre des traitements par irradiation optique profonde du cerveau au moyen d'une fibre optique introduite dans le cerveau du patient, par l'intermédiaire de laquelle de la lumière provenant d'une source de lumière placée à l'extérieur du cerveau est guidée vers le cerveau. Un exemple d'un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet FR3010321 précédemment déposée par le demandeur.
L'utilisation de fibres optiques présente toutefois des limitations. En particulier, une fibre optique ne permet d'éclai¬ rer qu'une surface relativement restreinte du cerveau, en raison de la forte directivité de la lumière qu'elle projette à sa sortie. En outre, les pertes de couplage dans la fibre optique obligent à utiliser une source lumineuse adaptée (par exemple laser, de pré- férence à LED) , ce qui se traduit par une consommation électrique relativement élevée du dispositif.
Un autre exemple de dispositif implantable permettant de mettre en oeuvre des traitements par irradiation optique est décrit dans le document US5782896.
II serait souhaitable de pouvoir disposer d'un disposi¬ tif pour l'irradiation optique profonde du cerveau, ce dispositif palliant tout ou partie des inconvénients des dispositifs connus. Résumé
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif implantable pour la stimulation optique d'un organe du corps humain ou animal, comportant une sonde comprenant un tube en un premier matériau transparent, ce tube étant hermétiquement fermé par au moins un bouchon ; au moins une source lumineuse disposée à l'intérieur du tube ; une pluralité d'éléments de connexion électrique traversant le bouchon et reliant électriquement ladite au moins une source lumineuse à l'extérieur du tube ; et un câble de liaison disposé à l'extérieur du tube, connecté audits éléments de connexion.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre une gaine en un deuxième matériau transparent enrobant le tube et le câble.
Selon un mode de réalisation, le deuxième matériau est un matériau élastomère.
Selon un mode de réalisation, le premier matériau est du saphir ou de la silice. Selon un mode de réalisation, la sonde a une forme longiligne, le tube étant situé à une première extrémité de la sonde et le câble de liaison reliant la source lumineuse à une deuxième extrémité de la sonde opposée à la première extrémité.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre un module d'alimentation et de contrôle relié électriquement à la source lumineuse par l'intermédiaire du câble de liaison.
Selon un mode de réalisation, la source lumineuse com¬ prend une ou plusieurs diodes électroluminescentes.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre un capteur adapté à détecter une éventuelle fuite dans le tube .
Selon un mode de réalisation, le capteur comprend une diode électroluminescente organique située à l'intérieur du tube.
Selon un mode de réalisation, le capteur comprend en outre un circuit de mesure d'une grandeur représentative de l'impédance de la diode électroluminescente organique et/ou du rendement lumineux de la diode électroluminescente organique.
Selon un mode de réalisation, un matériau de remplissage transparent est disposé à l'intérieur du tube.
Selon un mode de réalisation, la sonde comprend en outre des électrodes adaptées à la mise en oeuvre d'une stimulation électrique d'un organe du corps humain ou animal.
Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1 est une représentation schématique d'un exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif implantable pour
1 ' irradiation optique du cerveau ;
la figure 2 illustre plus en détail une partie du dispositif de la figure 1 ; et
la figure 3 représente une variante de réalisation du dispositif décrit en relation avec les figures 1 et 2. Description détaillée
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments qui sont utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. Sauf précision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
La figure 1 est une représentation schématique d'un exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif implantable pour l'irradiation optique du cerveau. Ce dispositif comporte une sonde 101 de forme longiligne dont une première extrémité ou extrémité distale 101a est destinée à être implantée à l'intérieur du cerveau en vis-à-vis d'une partie du cerveau que l'on souhaite stimuler. La sonde 101 a par exemple la forme générale d'une tige, par exemple une tige à section circulaire. La sonde 101 a par exemple la forme générale et les dimensions d'une sonde de type DBS (de l'anglais "Deep Brain Stimulation"), outil couramment utilisé dans le domaine des implantations intracérébrales . A titre d'exemple, la largeur de la sonde 101 (c'est-à-dire son diamètre dans le cas d'une tige à section circulaire) est comprise entre 0,5 et 5 mm et de préférence entre 1,3 et 2,5 mm, et sa longueur est comprise entre 5 cm et 1 m et de préférence entre 15 et 30 cm. La sonde 101 est de préférence souple ou flexible pour limiter les risques de lésion/détérioration des tissus. En pratique, un outil rigide peut être utilisé pour la mise en place chirurgicale de la sonde. La sonde 101 comprend, du côté de son extrémité distale 101a, une source lumineuse 103 adaptée à irradier des portions du cerveau situées en vis-à-vis de l'extrémité distale de la sonde. La sonde 101 comprend en outre un câble de liaison (câble 225 des figures 2 et 3, non visible sur la figure 1) reliant électriquement la source lumineuse 103 à une deuxième extrémité ou extrémité proximale 101b de la sonde. Le dispositif de la figure 1 comprend de plus un module 105 d'alimentation et de commande de la source lumineuse 103, comportant par exemple une batterie électrique et un circuit de contrôle adapté à commander la source lumineuse 103 pour mettre en oeuvre des stimulations souhaitées du cerveau. Dans l'exemple représenté, le dispositif comporte en outre un câble 107 reliant le module 105 à l'extrémité proximale 101b de la sonde 101. Plus particulièrement, l'extrémité du câble 107 opposée au module 105 est couplée ou connectée électriquement à l'extrémité proximale de la sonde 101, de manière à permettre au module 105 d'alimenter et de commander la source 103.
En pratique, pour minimiser les risques pour le patient, seule la sonde 101 est effectivement implantée dans le cerveau du patient, les autres éléments du dispositif étant maintenus à l'extérieur du cerveau pendant toute la durée du traitement. A titre d'exemple, les éléments du dispositif de la figure 1 autres que la sonde 101 peuvent être implantés dans d'autres parties du corps du patient. Le module d'alimentation et de contrôle 105 peut par exemple être implanté au niveau du thorax du patient. Le couplage entre le câble 107 et la sonde 101 est de préférence détachable ou amovible de façon à pouvoir effectuer certaines opérations de maintenance du module 105 ou du câble 107 sans avoir à extraire la sonde 101 du cerveau du patient. Dans l'exemple représenté, le couplage entre le câble 107 et la sonde 101 est effectué par l'intermédiaire d'un connecteur 109, ce connecteur comportant une partie 109]_ montée solidaire du câble 107 et une partie 1092 montée solidaire de la sonde 101. Les parties 109]_ et 1092 du connecteur 109 sont adaptées à coopérer de manière détachable ou amovible pour établir une connexion électrique entre le câble 107 et le câble de liaison de la sonde 101. Le connecteur 109 peut par exemple être implanté sous le cuir chevelu ou dans un logement préalablement fraisé dans la boîte crânienne du patient .
La figure 2 représente plus en détail un exemple de réalisation de la sonde 101 du dispositif de la figure 1. La figure 2 représente plus particulièrement la partie distale de la sonde 101.
La sonde 101 comporte, du côté de son extrémité distale 101a, un tube 201 en un matériau biocompatible transparent, par exemple du saphir ou de la silice, à l'intérieur duquel est disposée la source lumineuse 103. Le tube 201 présente par exemple une section circulaire. A titre d'exemple, la largeur du tube 201 (c'est-à-dire son diamètre dans le cas d'un tube à section circulaire) est comprise entre 1 et 2 mm, et sa longueur est comprise entre 1 et 10 mm. Le tube 201 est par exemple disposé de façon que son axe central longitudinal coïncide sensiblement avec l'axe central longitudinal de la sonde. Le tube 201 peut être réalisé en un matériau rigide, par exemple un matériau présentant un module de Young supérieur à 10 GPa. Le tube transparent 201 est hermétiquement fermé à ses extrémités par des bouchons 203 et 205. Les bouchons 203 et 205 sont par exemple (mais non nécessaire¬ ment) transparents. Le bouchon 203 peut être intégré au tube 201 de manière à former une seule pièce avec le tube 201. A titre d'exemple, les bouchons 203 et 205 sont en le même matériau bio- compatible transparent que le tube 201 de façon à faciliter l'assemblage, par exemple par soudure laser ou brasure métallique. Dans l'exemple représenté, le bouchon 203 est tourné vers la partie distale 101a de la sonde, et le bouchon 205 est tourné vers la partie proximale 101b de la sonde. Le bouchon 203 est hermétiquement fixé sur toute sa périphérie à une première extrémité du tube 201, par exemple par soudure, ou par une brasure hermétique biocompatible 207, par exemple une brasure à l'or. Le bouchon 205 est hermétiquement fixé sur toute sa périphérie à l'extrémité opposée du tube 201, par exemple par soudure ou par une brasure hermétique biocompatible 209, par exemple une brasure à l'or. La fixation des bouchons 203 et 205 aux extrémités du tube 201 est par exemple réalisée par soudure thermosonique ou par thermocompression. Ces méthodes présentent l'avantage de pouvoir être réalisées à relativement basse température, par exemple à une température inférieure à 200 °C, ce qui permet de ne pas endommager les composants placés à l'intérieur du tube 201. A titre de variante, la fixation des bouchons 203 et 205 aux extrémités du tube 201 se fait par soudure laser à travers le matériau et sans apport de matière. Une fois les bouchons 203 et 205 en place, l'ensemble comprenant le tube 201 et les bouchons 203 et 205 forme un boîtier hermétique adapté à isoler l'ensemble des composants non biocompatibles qu'il contient, par exemple un boîtier présentant un taux de fuite à l'hélium inférieur à 10~ atm.cm-Vs et de préférence inférieur à 10-^ atm.cm-^/s, avec 1 atm = 101325 Pa. A titre d'exemple, le boîtier est fermé sous atmosphère neutre (sans oxygène), par exemple sous argon.
Préalablement à la fermeture hermétique du tube 201, la source lumineuse 103 de la sonde est disposée à l'intérieur du tube 201. La source lumineuse comprend un ou plusieurs émetteurs de lumière 211. Les émetteurs 211 peuvent être des diodes laser, par exemple des diodes laser à cavité verticale à émission par la surface (VCSEL) , des diodes électroluminescentes (LED) , par exemple des diodes électroluminescentes organiques (OLED) , ou toutes autres sources lumineuses adaptées. Dans l'exemple représenté, les émetteurs 211 sont montés sur un support 213, par exemple une carte de circuit imprimé. Les émetteur 211 peuvent par exemple être disposés sur une même face d'une carte de circuit imprimé, ou sur les deux faces opposées d'une carte de circuit imprimé comme cela est représenté en figure 2. Les émetteurs 211 peuvent être identiques ou similaires et commandables simultané¬ ment. A titre de variante, la source de lumière 103 comprend des émetteurs 211 présentant des propriétés distinctes, par exemple des bandes de longueurs d'ondes d'émission distinctes. De plus, les émetteurs 211 de la source de lumière 103 peuvent être commandables individuellement. A titre d'exemple, la source de lumière 103 comprend des émetteurs 211 adaptés à émettre dans une bande de longueurs d'ondes comprise dans la plage allant de 650 à 1100 nm. Plus généralement, toute autre gamme de longueurs d'ondes d'émission peut être prévue, par exemple la gamme allant de 400 à 650 nm pour des applications d' optogénétique . La sonde 101 peut en outre comporter, à l'intérieur du tube 201, un capteur 215 adapté à surveiller l'herméticité du boîtier formé par le tube 201 et les bouchons 203 et 205. Dans l'exemple représenté, le capteur 215 est monté sur le même support 213 que les émetteurs 211 de la source lumineuse 103. Le capteur d'herméticité 215 comprend par exemple un capteur de la pression interne du tube 201, ou un capteur du taux d'humidité à l'intérieur du tube 201.
A titre de variante, le capteur 215 comprend une ou plusieurs diodes électroluminescentes organiques (OLED) . Les diodes électroluminescentes organiques sont en effet connues pour voir leurs performances se dégrader en présence d'humidité ou d'oxygène. Dans cet exemple, on prévoit de mesurer des caractéristiques d'une ou plusieurs diodes électroluminescentes organiques pour détecter la présence éventuelle d'oxygène ou d'humidité dans des proportions anormales à l'intérieur du boîtier formé par le tube 201 et les bouchons 203 et 205, et en déduire la présence d'une fuite dans le boîtier. En particulier, en présence d'humidité ou d'oxygène, le rendement lumineux d'une diode électroluminescente organique décroit relativement rapidement. Ainsi, le capteur 215 peut comporter une diode électroluminescente organique et un capteur photosensible adapté à mesurer l'intensité lumineuse émise par cette diode. Le module d'alimentation et de commande 105 peut alors être adapté, à partir des mesures fournies par le capteur photosensible, à détecter une éventuelle fuite dans le boîtier formé par le tube 201 et les bouchons 203 et 205. Il est en outre connu que l'impédance d'une diode électroluminescente organique augmente relativement rapide¬ ment en présence d'humidité ou d'oxygène. Ainsi, le capteur 215 peut comporter une diode électroluminescente organique, le module
105 étant adapté à mesurer l'impédance de cette diode et à détecter, à partir des mesures d'impédance réalisées, une éventuelle fuite dans le boîtier formé par le tube 201 et les bouchons 203 et 205. On notera que dans le cas où le capteur 215 comprend une diode électroluminescente organique, cette diode peut être utilisée non seulement pour la surveillance d'étanchéité du boîtier formé par le tube 201 et les bouchons 203 et 205, mais aussi comme émetteur de lumière pour l'irradiation optique du cerveau du patient. Dans le cas où le capteur 215 comprend un capteur photosensible, ce dernier peut en outre être utilisé pour surveiller les signaux lumineux d'irradiation émis par les émetteurs 211.
Lorsque le module 105 détecte, à partir des mesures fournies par le capteur 215, une fuite dans le boîtier formé par le tube 201 et les bouchons 203 et 205, il déclenche par exemple une alarme pour signaler que la sonde 101 doit être remplacée.
La sonde 101 comprend en outre des éléments de connexion électrique 219 traversant le boîtier formé par le tube 201 et les bouchons 203 et 205 et reliant électriquement à l'extérieur du boîtier les composants situés dans le tube 201. Plus particulière¬ ment, la sonde 101 comprend au moins deux éléments de connexion électrique 219 isolés reliés respectivement à une borne d'ali¬ mentation positive et à une borne d'alimentation négative de la source de lumière 103. D'autres éléments de connexion 219 peuvent en outre être prévus pour l'alimentation des composants situés à l'intérieur du tube 201 et/ou pour la communication avec ces composants. Dans l'exemple représenté chaque élément de connexion électrique 219 comprend une tige conductrice traversant de part en part le bouchon 205 par l'intermédiaire d'un trou ou via percé dans ce bouchon. Chacun des vias est fermé hermétiquement par une brasure 221 en un matériau biocompatible, par exemple une brasure à l'or. La partie extérieure des éléments de connexion 219 peut être totalement ou partiellement noyée dans une goutte de résine 223 déposée sur la face extérieure du bouchon 205, de façon à renforcer la résistance mécanique de la zone d'interconnexion.
Les éléments de connexion électrique 219 peuvent être en un matériau conducteur biocompatible, par exemple du platine iridié.
La sonde 101 comprend de plus, à l'extérieur du tube 201, un câble de liaison 225 reliant électriquement les éléments de connexion 219 à l'extrémité proximale 101b de la sonde. Le câble 225 comprend une pluralité de brins conducteurs isolés 227 connectés respectivement aux différents éléments de connexion 219. Les brins 227 peuvent être réalisés en un matériau conducteur biocompatible, par exemple en acier inoxydable.
Dans l'exemple de la figure 2, la sonde 101 comprend de plus une gaine de protection 229 en un matériau biocompatible transparent enrobant le tube 201 et le câble de liaison 227. La gaine 229 est par exemple en un matériau élastomère transparent, par exemple en silicone ou en polyuréthane . A titre d'exemple, la gaine 229 est en matériau présentant un module de Young compris entre 1 et 1000 MPa de façon à conférer une certaine flexibilité à la sonde 101.
Pour limiter les réflexions parasites de la lumière émise par la source 103, les parois internes du tube 201 peuvent être revêtues d'une couche antireflet. A titre de variante, un matériau de remplissage transparent d'indice adapté, par exemple un matériau d'indice inférieur à celui du matériau du tube 201, par exemple du silicone, peut être injecté à l'intérieur du tube 201. Le matériau de remplissage peut notamment être choisi pour avoir une conductivité thermique supérieure à celle de l'air. Ainsi, un avantage supplémentaire est que la présence du matériau de remplissage permet d'améliorer la dissipation de la chaleur produite par la source lumineuse, et d'améliorer en conséquence la durée de vie des composants .
Un avantage du dispositif décrit en relation avec les figures 1 et 2 réside dans le fait qu'il permet de mettre en oeuvre des stimulations optiques du cerveau plus variées qu'avec un dispositif à fibre optique. En particulier, le dispositif décrit permet d'irradier des surfaces plus importantes du cerveau qu'un dispositif à fibre optique. En outre, la source lumineuse
103 peut comporter des émetteurs 211 émettant simultanément dans des bandes de longueurs d'ondes distinctes.
De plus, la disposition de la source lumineuse à l'extrémité distale de la sonde 101, c'est-à-dire directement en vis-à-vis des régions à stimuler, permet de réduire la puissance de la source lumineuse et les pertes par couplage (présentes dans le cas d'un dispositif comprenant une source déportée et une fibre optique) et par conséquent la consommation électrique du dispo¬ sitif par rapport à un dispositif à fibre optique.
Un autre avantage du dispositif décrit en relation avec les figures 1 et 2 est que la gaine d'enrobage peut être agencée de façon à conférer à la sonde 101 une forme générale et des propriétés mécaniques similaires à celles de dispositifs de stimulation cérébrale profonde électrique existants, ou à celles des dispositifs de stimulation cérébrale profonde optique à fibre optique existants. Ainsi, l'implantation de la sonde 101 peut être réalisée au moyen d'outils et de techniques chirurgicales déjà éprouvés. En outre, ce système reste compatible avec les éléments de contrôle de stimulation standard et la connectique associée.
La figure 3 représente une variante de réalisation du dispositif décrit en relation avec les figures 1 et 2. La figure 3 représente plus particulièrement la partie distale de la sonde 101 du dispositif.
La sonde 101 de la figure 3 comprend les mêmes éléments que la sonde 101 de la figure 2, agencés sensiblement de la même manière. La sonde 101 de la figure 3 diffère de la sonde 101 de la figure 2 en ce qu'elle comporte en outre, au niveau de sa partie distale, des électrodes 301 (quatre dans l'exemple représenté) adaptées à la mise en oeuvre d'une stimulation électrique profonde du cerveau. Les électrodes 301 sont disposées sur la périphérie extérieure de la gaine 229 et sont destinées à être placées directement en contact avec les tissus du cerveau. Les électrodes 301 ont par exemple la forme d'anneaux entourant la gaine 229. Chaque électrode 301 a par exemple une largeur (c'est-à-dire une distance dans l'axe longitudinal de la sonde
101) comprise entre 0,5 et 3 mm, par exemple de l'ordre de 1 mm. La distance (dans l'axe longitudinal de la sonde 101) entre deux électrodes 301 voisines est par exemple comprise entre 0,2 et 2 mm, par exemple de l'ordre de 0,5 mm. Les électrodes 301 sont par exemple disposées en amont de la sonde par rapport à la source lumineuse 103. A titre d'exemple, la distance (dans l'axe longitudinal de la sonde 101) entre la source lumineuse 103 et l'électrode 301 la plus proche de la source lumineuse 103 est comprise entre 0,5 mm et 1 cm, par exemple de l'ordre de 1 mm. Dans l'exemple de la figure 3, le câble de liaison 225 reliant la partie distale de la sonde 101 à son extrémité proximale 101b comprend en outre des brins conducteurs isolés 303 connectés respectivement aux différentes électrodes 301.
Dans l'exemple de la figure 3, le module de commande 105 (figure 1) du dispositif est non seulement adapté à commander la source lumineuse 103 pour mettre en oeuvre des stimulations optiques du cerveau, mais est en outre adapté à commander les électrodes 301 (par l'intermédiaire des brins conducteurs 303) pour mettre en oeuvre des stimulations électriques du cerveau, par exemple simultanément à la mise en oeuvre des stimulations optiques, ou en alternance avec les stimulations optiques.
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples de matériaux et de dimensions susmentionnés .
En outre, on a décrit ci-dessus un exemple de réalisa¬ tion dans lequel le tube 101 est un tube initialement ouvert à ses deux extrémités, des bouchons 203 et 205 étant utilisés pour fermer hermétiquement les deux extrémités du tube. A titre de variante, le tube 101 peut être initialement ouvert à une seule de ses extrémités, auquel cas un seul bouchon peut être utilisé pour fermer le tube.
Par ailleurs, les modes de réalisation décrits ne sont pas limités à l'exemple susmentionné d'application à l'irradiation profonde du cerveau. A titre de variante, les dispositifs décrits peuvent être utilisés pour la stimulation profonde d'organes du corps humain ou animal autres que le cerveau.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif implantable pour la stimulation optique d'un organe du corps humain ou animal, comportant une sonde (101) comprenant :
un tube (201) en un premier matériau transparent, ce tube étant hermétiquement fermé par au moins un bouchon (203, 205) ;
au moins une source lumineuse (103) disposée à l'intérieur du tube (201) ;
une pluralité d'éléments de connexion électrique (219) traversant le bouchon (203 ; 205) et reliant électriquement ladite au moins une source lumineuse (103) à l'extérieur du tube (201) ;
un câble de liaison (225) disposé à l'extérieur du tube (201), connecté audits éléments de connexion (219) ; et
un capteur (215) adapté à détecter une éventuelle fuite dans le tube (201) .
2. Dispositif selon la revendication 1, comportant en outre une gaine (229) en un deuxième matériau transparent enrobant le tube (201) et le câble (225) .
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le deuxième matériau est un matériau élastomère.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le premier matériau est du saphir ou de la silice .
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la sonde (101) a une forme longiligne, le tube
(201) étant situé à une première extrémité (101a) de la sonde (101) et le câble de liaison (225) reliant la source lumineuse à une deuxième extrémité (101b) de la sonde (101) opposée à la première extrémité (101a) .
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
1 à 5, comportant en outre un module (105) d'alimentation et de contrôle relié électriquement à la source lumineuse (103) par l'intermédiaire du câble de liaison (225).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la source lumineuse (103) comprend une ou plusieurs diodes électroluminescentes (211) .
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit capteur (215) comprend une diode électroluminescente organique située à l'intérieur du tube (201).
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ledit capteur (215) comprend en outre un circuit de mesure d'une grandeur représentative de 1 ' impédance de la diode électroluminescente organique et/ou du rendement lumineux de la diode électroluminescente organique.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel un matériau de remplissage transparent est disposé à l'intérieur du tube (201).
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la sonde (101) comprend en outre des électrodes (301) adaptées à la mise en oeuvre d'une stimulation électrique d'un organe du corps humain ou animal.
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