Malcolm Begemann, Willem Boute, Marijn Van Gemert

Chacun d'entre nous porte en lui son propre stimulateur cardiaque

Ce sont en effet les cellules du stimulateur cardiaque qui créent les pulsations rythmiques vitales qui contrôlent le battement du cœur humain. Cependant, si ces cellules sont endommagées d'une manière ou d'une autre et si le stimulateur cardiaque naturel ne fonctionne pas comme il devrait, il est alors nécessaire de produire ces pulsations électriques au moyen d'une méthode différente.

Examinons plus en détail le stimulateur cardiaque artificiel. Dans les années 1950, plusieurs groupes de recherche ont mené des expériences avec les premières technologies en matière de stimulateur cardiaque. Depuis ces premiers tests, l'un des principaux enjeux a été axé sur la problématique du fonctionnement d'un organe d'une machine en parfaite harmonie avec le tissu vivant.

Ce problème a bien évidemment été résolu. Malcolm Begemann, Willem Boute et Marijn Van Gemert ont toutefois considéré qu'il existait un créneau propice au développement d'un nouveau stimulateur cardiaque qui réponde davantage aux besoins physiologiques du patient.

Dans un brevet publié en 1995, les inventeurs néerlandais ont retracé l'historique du stimulateur cardiaque. C'est au cours de leurs travaux au sein de la société néerlandaise Vitatron, entreprise spécialisée dans la fabrication de stimulateurs cardiaques, qu'ils ont fait leur découverte capitale : à savoir un stimulateur cardiaque à asservissement dynamique amélioré.

Begemann et ses collègues ont réalisé que la relation entre l'intervalle QT (temps qui s'écoule entre le début de l'onde Q et la fin de l'onde T dans le cycle électrique cardiaque) et la fréquence de stimulation souhaitée devait être variable et non fixe (ce qui était le cas des modèles plus anciens). Les inventeurs estimaient qu'il devait exister un moyen d'adaptation automatique de la déclivité en fonction des antécédents du patient, afin de maintenir une réponse optimale à long terme au rythme cardiaque. Et c'est précisément ce qu'ils ont rendu possible.

Double coup du sort

Begemann est à présent à la retraite, le coauteur du brevet, Willem Boute, étant pour sa part le premier négociateur-chercheur chez Medtronic, qui détient en propriété exclusive Vitatron. Selon Boute, la véritable avancée décisive de ce brevet est double : elle traite en premier lieu d'une relation plus complexe entre les paramètres qui indiquent le degré d'effort et le rythme cardiaque optimal. Le produit détecte en second lieu les changements de paramètres physiologiques du patient au cours de son activité quotidienne, puis adapte ses propres paramètres de réglage en conséquence.

Les scientifiques ont étroitement collaboré avec un médecin pour mettre au point le brevet afin de s'assurer que le produit final ne constituait pas un outil de travail plus complexe pour les médecins que les produits précédents.

L'équipe de chercheurs a découvert, dans un éclair de génie, cette relation non linéaire et s'est rendu compte qu'il s'agissait comme le décrit le coauteur du brevet, Willem Boute "de quelque chose qui pouvait véritablement changer la vie des patients". Il s'agissait alors de concrétiser ce qui constituait une simple idée.

Le développement pratique de l'idée a effectivement connu des contretemps - dont une faible capacité de traitement de la plate-forme technologique et un manque de mémoire - qui ont fini par être surmontés.

Qualité de vie

Affirmer que le produit a été un succès commercial ne constitue rien moins qu'une litote. On le retrouve ainsi dans de nombreuses gammes de stimulateurs cardiaques proposées par Vitatron et Medtronic - dans les années 1990, il équipait les stimulateurs cardiaques Topaz ainsi que les Collections I, II et III de stimulateurs des deux sociétés. Plus marquant encore, ce stimulateur est toujours utilisé dans les tout derniers produits de Vitraton et de Medtronic tels que les séries C et T de stimulateurs cardiaques numériques.

Selon Vitatron, les ventes de ses stimulateurs cardiaques ont plus que doublé depuis l'introduction de cette nouvelle technologie en 1998. La combinaison des fonctionnalités et du programmeur Model 9790 de Medtronic, associée à leur traduction en un stimulateur cardiaque de petite dimension, a également fait progresser les ventes de manière subite.

Ce brevet a permis d'améliorer la qualité de vie des personnes souffrant de problèmes cardiaques et devant porter des stimulateurs cardiaques. Il a fait progresser de manière significative le développement de ces stimulateurs, grâce à une reproduction quasi parfaite des fonctions du meilleur stimulateur cardiaque qui soit - à savoir le cœur humain.

Mode de fonctionnement

Les avancées décisives essentielles de ce brevet se traduisaient par deux innovations véritablement distinctes mais non moins liées : la première innovation concernait le traitement de la relation complexe entre le paramètre physiologique et la fréquence cardiaque optimale ; la seconde innovation concernait le traitement effectif de cette relation sans pour autant le rendre plus complexe (pour le médecin), en concevant un produit capable de détecter les changements de paramètres physiologiques du patient au cours de son activité quotidienne, puis d'adapter ses propres paramètres de réglage en conséquence.

Le stimulateur cardiaque fera, par exemple, varier la fréquence de stimulation entre minimale (limite de fréquence minimale : lorsque le paramètre physiologique se situe à une extrémité du spectre particulier du patient) et maximale (limite de fréquence maximale : lorsque le paramètre physiologique se situe à l'autre extrémité du spectre particulier du patient).

Ainsi, la fréquence cardiaque du patient (imposée par le stimulateur cardiaque, comme tel est le cas avec de nombreux porteurs de cet appareil dont leurs propres fréquences cardiaques font défaut ou sont trop faibles) correspond étroitement à la demande métabolique.

Bien que les stimulateurs cardiaques asservis existent depuis de nombreuses années, ce brevet répond mieux au besoin physiologique du patient.

Il permet par ailleurs de mieux déterminer la corrélation entre la variable d'indication détectée du patient et la fréquence de stimulation sélectionnée. Le brevet permet également de régler de manière dynamique le contrôle de la fréquence de stimulation en fonction d'une variable contrôlée du patient, et fournit un dispositif et une méthode améliorés d'adaptation de la sensibilité de fréquence du stimulateur cardiaque au patient porteur de ce type d'appareil.