implantables, quoique la mise au point de piles au lithium permet cer-tains espoirs. Actuellement les appa-reils les plus utilisés sont les neuros-timulateurs implantés, mais dont la souce est externe, assurant le pilo-tage par radiofréquence.
Fig. 5. - Le neurostimulateur externe à stimulation transcutanée Neuromod 7728 de Medtronic.
Par conséquent, on peut classer les neurostimulteurs en trois catégo-ries:
• les stimulateurs entièrement ex-ternes dont l'action s'effectue par voie transcutanée (ex. Neuromod de Medtronic, Neurotens 80 de Befic),
• les stimulateurs implantés, mais dont l'alimentation externe est transmise par radiofréquence (ex. Pisces de Medtronic),
• les stimulateurs entièrement im-plantés (ex. Stimucord Mark I de composés essentiellement d'un gé-nérateur d'impulsions dont les carac-téristiques électriques varient selon les appareils que l'on rencontre sur le marché.
Le Neuromod 7 728 de Medtronic (fig. 5) est un générateur d'impul-sions à deux canaux indépendant dé-livrant un courant constant permet-tant ainsi de stimuler simultanément deux zones douloureuses différentes.
Fig. 6. - Le neurostimulateur transcutané Neu-rotens 80 de Befic.
L'appareil peut fonctionner selon deux modes : en basse fréquence, et ceci afin d'éviter des effets secon-daires, le Neuromod délivre une sti-mulation cyclique comprenant des trains de 7 impulsions (fig. 4c) : en haute fréquence, où le choix de 85 Hz est justifié afin de limiter l'im-portance des paresthésies. C'est d'ailleurs une valeur classique dans le domaine de la stimulation transcu-tanée.
Le mode d'action est différent. En haute fréquence, l'effet analgésique serait basé sur le mécanisme de l'in-hibition synaptique. En basse fré-quence, le mécanisme est différent, elle provoquerait la libération de substance dont l'effet serait similaire à celui de la morphine (morphino-mimétique endogène).
Le Neurotens 80 de Befic (fig. 6) est également un neurostimulateur transcutané. La courte durée des
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20 v/c
_/ 2ms/c
Fig. 7. - Forme de /'onde de stimulation du Neurotens 80.
hibitions post-ou présynaptiques, mises en jeu par chaque impulsion sensa-tion de vibrasensa-tion, de fourmillement, c'est-à-dire que nous sommes au-dessous du seuil douloureux.
Le rôle des électrodes est impor-tant, mais il suffit de respecter quel-ques règles précises pour supprimer la plupart des problèmes. Ainsi, avec des surfaces de contact supérieures à 4 cm2, on évite l'apparition d'irrita-tion cutanée dûe aux densités de courant élevées. Les électrodes doi-vent être souples afin de s'adapter à la configuration de la zone anatomi-que à stimuler. Dans la plupart des cas, les électrodes sont réalisées en élastomères conducteurs chargés de carbone. L'usage prolongé nécessite
Fig. 8. - Différents types d'électrodes cuta-nées. De gauche à droite : électrode stérile, électrodes classiques, électrodes à gel analler-gique (doc. Medtronic).
parfois l'emploi d'un gel conducteur n'engendrant pas d'allergie cutanée (fig, 8),
L'emploi de la neurostimulation transcutanée à visée antalgique a des indications très variées. Dans les syndromes douloureux aigus, nous trouvons toute la traumatologie sportive courante (claquage muscu-laire, entorse) - fig. 9. La rhumato-logie, avec les lumbago, les sciati-ques, les douleurs arthrosiques (fig, 10 et 11 ). Les céphalées, les douleurs post-opératoires, les ac-couchements. Dans les syndromes douloureux chroniques, on rencontre les douleurs neurologiques secondai-res à une atteinte du nerf périphéri-que, les diverses douleurs d'origine radiculaire (post-chirurgicales, neuro-pathies). les douleurs après zona (ophtalmique, thoracique), les dou-leurs après amputation (moignons et membres fantômes), les douleurs rhumatismales chroniques (mécani-ques ou inflammatoires), les dou-leurs cancéreuses.
Les neurostimulateurs internes à alimentation externe
La mise en place de stimulateurs internes est plus délicate car elle né-cessite l'implantation d'électrodes au niveau d'un nerf périphérique, d'un cordon postérieur de la moelle épinière ou parfois d'une structure cérébrale profonde. Cela suppose une étude préalable des conditions de stimu_lation. Pour cela, on utilise des générateurs d'impulsions du même genre que ceux décrits précé-demment. Ils permettent de détermi-ner les seuils efficaces et la valeur
Fig. 9. - Emploi du Neurotens 80 dans les syndromes douloureux aigus, tels les claquages musculaires (doc. 8efic).
Electrode frontale (nerf sus-orbitaire)
Zone temporale
CD
Electrode cervicale (C2) (nerf d"Arnold)
@
Fig. 10. - Exemples d'emploi du Neurotens 80. I - Dans les céphalées. - Il - Dans /'amputa-tion du membre supérieur A) au pourtour du moignon ; 8) nerf médian M et nerf cubital C. -Ill - Dans les douleurs lombo-sciatiques A) stimulation locale, zone des interépineux ; 8) stimulation du sciatique poplité interne au creux poplité.
_,_,,,_,.______.,
Fig. 11. - Stimulation transcutanée au moyen du Neuromod de Medtronic.
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d'une stimulation au bout de quel-ques jours, voire quelques semaines.
Ils évitent en outre l'implantation d'un neurostimulateur qui pourrait s'avérer par la suite inefficace.
Ce type de neurostimulateur se compose de deux parties : une partie implantable (le stimulateur) et une partie externe (le générateur d'impul-sion r_adiofréquence) - figure 12. A ce stade, on peut considérer l'être humain comme formé de deux enti-tés face à la douleur. D'une part les membres et le tronc, d'autre part la tête. On comprend que la mise en place d'électrodes intra-cérébra les pose des problèmes de technique chirurgicale qui ne sont plus du res-sort de l'anesthésiste mais de celui du neurochirurgien. Il est fait appel notamment à la stéréotaxie (fig. 19), c'est-à-dire à l'emploi d\m cadre rigide entourant la tête du pa-tient et permettant au moyen de re-pères gradués de localiser (simulta-nément avec une radiographie) les structures cérébrales.
La stimulation du cordon médul-laire avec le neurostimulateur Pisces de Medtronic, modèle 3 522 (fig. 13), est indiqué dans le traite-ment des douleurs des membres fantômes et dans les divers syndro-mes douloureux des neuropathies.
La partie implantable de l'appareil contient le récepteur relié aux élec-trodes. Celles-ci ont une géométrie variable en fonction du site d'implan-tation. Le récepteur démodule les si-gnaux qu'il reçoit de l'extérieur sous la forme d'impulsions réglables de 1 à 120 Hz (fréquence porteuse : 460 Hz). Il transmet ces signaux par l'intermédiaire des électrodes aux structures nerveuses. Le couplage se réalise donc par induction. Le récep-teur délivre un courant à tension constante réglable entre O et 10 V sur une charge résistive de 500 Q (avec un espace de 1 cm entre l'an-tenne et le récepteur).
Le générateur d'impulsions repré-sente la partie extérieure de I' appa-reillage. Les signaux qu'il émet sont transmis à une antenne extérieure en forme de bobine. La bobine sera pla-cée en regard du récepteur et la sti-mulation se transmettra à travers la peau. Le générateur est autonome, alimenté par des piles alcalines de 9 V. La figure 14 montre l'ensemble du neurostimulateur Pisces 3 522 équipé de 2 électrodes (longueur 28 cm) placées dans l'espace mé-dullaire, la figure 15 représente la radiographie de contrôle où l'on note très bien le positionnement des élec-trodes.
Lorsque l'on quitte la région
mé-Générateur Stimulateur
Largeur d'onde
Générateur d'impulsions
Oscillateur Ampli Démodulateur
FIitre
Antenne R&cepteur
Electrodes
Fig. 12. - Schéma synoptique d'un neurostimulateur interne à alimentation externe.
Fig. 13. - Neurostimulateur interne Pisces à alimentation externe par radiofréquence. En haut, le générateur et son antenne en cou-ronne ; en bas, le récepteur et deux types d'électrodes (doc. Medtronic).
Fig. 14. - L'ensemble du neurostimulateur Pisces (émetteur-récepteur) et la position ana-tomique des deux électrodes /doc. Medtronic).
Fig. 15. - Radiographie de contrôle de la mise en place des deux électrodes médullaires /doc.
Medtronic).
dullaire (pour le traitement des dou-leurs du tronc et des membres) pour stimuler les régions cérébrales pro-fondes, seules la technique d'im-plantation et la configuration des électrodes sont différentes. En effet, on retrouve un ensemble compre-nant (fig. 16) le générateur d'
impul-sions et son antenne, un récepteur radiofréquence (fig. 17) et une élec-trode spécialement adaptée (fig. 18). C'est une électrode du type Schriver, de 21,6 cm de lon-gueur, multipolaire et présentant à son extrémité distale quatre zones stimulantes torsadées ayant
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Fig. 16. - L'ensemble du neurostimulateur im-plantable à radiofréquence à un canal, pour stimulation cérébrale profonde. Modèle 08S de Medtronic.
J1 J2
D1
Fig. 17. - Schéma du neurostimulateur 08S modèle 3523 de Medtronic. Vues de profil et de face du récepteur radiofréquence et son câblage et, en dessous, le schéma électrique.
Fig. 18. - Electrode à 4 contacts de Medtro-nic.
Fig. 19. -Après mise en place du cadre de stéréotaxie, /'électrode cérébrale profonde est mise en place sous contrôle radiographique /doc. Medtronic).
Fig. 20. - Radiographies montrant la position de /'électrode dans le cerveau et qui complète /'information fournie par le cadre de stéréotaxie (doc. Medtronic).
cune 1 mm de long et 0,63 mm de diamètre. Les surfaces stimulantes sont en platine irridié et sont sépa-rées les unes des autres par une distance de 2 mm. Le contact le plus distal est constitué par une boucle de 0,89 mm de diamètre qui est cro-chetée au guide utilisé lors de l'im-plantation par technique stéréotaxi-que.
L'exploration des structures céré-brales pr_ofondes est une technique
relativement ancienne et qui, de nos jours, est bien codifiée, C'est donc cette technique : la stéréotaxie, qui est utilisée pour implanter avec pré-cision les électrodes de stimulation (fig. 19-20). L'électrode étant multi-polaire (ici 4 pôles), les surfaces sti-mulantes sont numérotées de 0 à 3 en partant de l'extrémité distale.
Dans le cerveau, la cible correspond au point le plus profond que l'on désire stimuler, ce sera le pôle« 0 » de l'électrode.
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Oeclllalevr
Programmeur
-... ...
cou,ant
...
-Le cerveau est un organe que l'on connait très bien sur le plan anato-mique. Les données sont réunies dans un atlas de stéréotaxie qui per-met de calculer les coordonnées de la cible choisie. Partant de cela, on place la tête du patient dans le cadre de stéréotaxie. On pratique une in-jection de produit rendant opaque le 3° ventricule du cerveau afin de vi-sualiser des lignes repères. Puis, les coordonnées de la cible sont rappor-tées à partir de ces lignes repères.
La trajectoire de l'électrode est ainsi définie, il reste à la descendre dou-cement, sous contrôle télévisé. Une fois en place, un test de contrôle assure que l'impact anatomique cor-respond bien à la réaction physiolo-gique que l'on désire obtenir. En-suite, les fils sont reliés par voie sous-cutanée au récepteur, qui lui, sera logé dans la région sous-clavi-culaire homolatérale.
Fig. 22. - Schéma du neurostimulateur programmable Cordis.
Les indications médicales à I' em-ploi de cette technique doivent faire l'objet d'une sélection très rigou-reuse. C'est essentiellement le trai-tement des douleurs rebelles à toutes autres thérapeutiques.
Les neurostimulateurs totalement implantés
Malgré quelques inconvénients, les neurostimulateurs totalement im-plantés représentent la solution de l'avenir. Les principaux inconvé-nients sont la durée de vie des piles, la complexité des circuits (surtout dans le cas de stimulateur à plu-sieurs canaux) et la programmation des différents paramètres. Les pro-grès accomplis dans le domaine des stimulateurs cardiaques éliminent certaines critiques, et actuellement plusieurs modèles d'appareils sont en cours d'essais cliniques.
Nous ne parlerons pas des neu-rostimulateurs totalement implantés pré-programmés ou à programme li-mité qui représentent, à notre avis, une étape importante mais transi-toire dans l'évolution de ce type d'appareils. En revanche nous dirons quelques mots du neurostimulateur programmable « Cordis Stimucord Neural». Le développement de tels stimulateurs est rendu possible ac-tuellement grâce aux progrès tech-nologiques. Ils sont réservés à la sti-mulation médullaire en continu, mais on peut penser que les indications s'étendront.
Le neurostimulateur Cordis (fig. 21 et 22) est utilisé en stimula-tion bipolaire ou unipolaire et, dans
Fig. 24. - Pile au lithium sulfide cuprique du Stimucord Cordis.
Fig. 25. - Les différents éléments constituant la pile au lithium sulfide cuprique de Cordis.
ce cas, le boîtier sert d'électrode in-différente. L'appareil est réglable à l'aide d'un programmateur (fig. 23) émettant un train d'impulsions ma-gnétiques. C'est le nombre d' impul-sions dans chaque train d'onde qui sert de code de programme. Le sti-mulateur peut être programmé selon des combinaisons utilisant 6
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Fig. 23. - Programmateur du Stimucord (doc.
Cordis).
quences de stimulation et 12 ampli-tudes de courant de sortie.
Les caractéristiques électriques sont, sous une charge de 650 Q, une amplitude de 1,35 mA et 5,75 V, une fréquence de 12,5 Hz.
La largeur de l'onde de stimulation est fonction de la fréquence : à
10 Hz nous avons 0,22 ms, à
50 Hz : 0,2 ms et à 100 Hz : 0, 18 ms.
L'alimentation du stimulateur s'effectue au moyen d'une pile au lithium sulfide cuprique (fig. 24 et 25) comprenant 3 éléments montés en série. Lorsque l'un de ces élé-ments s'épuise, sa tension chute d'environ 20 % provoquant une chute de 3 % de la fréquence pro-grammée. Quand les 3 éléments at-teignent la fin de leur vie, la chute en fréquence atteint 10 % environ, c'est le signe que le stimulateur doit être remplacé.
a - Mise en place du trocart dans /' espace épidural. b - Insertion de l'électrode de stimulation dans l'espace épidural.
c - Détermination du seuil de stimulation. d - Incision et mise en place du stimulateur dans sa loge abdominale.
e - Tunnelisation du trajet de /'électrode.
Fig. 26. - Les différentes phases de l'implantation d'un neurostimulateur . (doc. Cordis)
f - Raccordement de /'électrode au stimulateur avant fermeture de /'incision.
La durée de vie de la source d'alimentation dépend de la consommation de courant, c'est-à-dire du programme affiché. Cette consommation varie, en stimulation continue, d'un minimum de 5, 15 µA (pour 0,65 mA à 10 Hz) à un maxi-mum de 159 µA (pour 8,75 mA à 10 Hz). Ce qui donne une durée de vie théorique entre 15 et 485 mois.