Brevet FR2010463A1 — publié le 19700220

_t_ 2010463 l'invention concerne un dispositif de mesure de la pression partielle de 15oxygène et du gaz carbonique ainsi que du pH d'un échantillon sanguin se trouvant dans un tube capillaire de mesure à l'intérieur d'un récipient thermostatique, 5 mesure effectuée au moyen de trois groupes d5 électrodes reliés à un appareil de mesure et dfaffichage, groupes dont l'un présente un palpeur de mesure sensible à 1"oxygène, un autre, un palpeur de mesure sensible au gaz carbonique et le troisième un palpeur de mesure sensible au pH, lesquels palpeurs de mesure sont en contact 10 avec l'échantillon sanguin. la recherche de la pression partielle de l'oxygène et du gaz carbonique ainsi que de la valeur du pH drun échantillon sanguin constituent les étapes essentielles du procédé du micro-dosage des gaz du sangj, méthode d'examen très impor-15 tante pour le diagnostic des affections du coeur, des poumons et du mé1abolisme, méthode qui se distingue surtout par le fait qu'il ne faut que de très faibles quantités de sang (environ 2 à 3 gout~) tes pour l'exécution des mesures. A côté de la détermination des grandeurs 20 indiquées, le micro-dosage des gaz du sang comprend aussi la recherche d'autres valeurs caractéristiques pouvant être déterminées normographiquement dans les dites mesuresy comme la teneur en bicarbonate dè l'échantillon sanguin. Pour l'exécution de la mesure il faut d'abord 25 un nettoyage et un séchage du tube capillaire de mesure et des espaces correspondants du récipient de mesure, un étalonnage à intervalles de temps déterminés des électrodes de mesure au moyen de gaz étalons thermostabilisés et saturés de vapeur d'eau et au moyen de solutions tampons. Après un nouveau réglage de l'appareil 30 d'affichage l'échantillon sanguin conservé dans un petit tube et fixé par un produit d'addition est introduit dans le tube capillaire de mesure et le groupe de mesure et d'affichage est mis en circuit. Pour obtenir des résultat^ de mesure opti-35 maux pour les pressions partielles, le sang dans le tube capillaire de mesure doit pendant tout'le processus de mesure, être aaiitaé d'un mouvement de va et vient devant les électrodes» On se sert dans es bût dfun dispositif oscillant composé d'une pompe reliée d'une façon appropriée au le tube capillaire de mesure, pompe 40 qui foîmiit-alteijnativement unf,-âépress^o|x et. une surpression. 69 13648 ~ 2 ~ 2010463 Après lecture des valeurs de pression par~ tielle dcoxygène ou de gaz carbonique apparaissant sur l'appareil „ draffichage il faut un nettoyage et un séchage du tube capillaire de mesure qui se fait habituellement par introduction d'eau 5 distillée et raccordement de l'autre extrémité du tube capillaire de mesure à une pompe aspirante « Pour la mesure de la valeur pH il faut éta~ blir- une liaison électrolytique avec une électrode de référence» P0ur des examens très exacts trois valeurs de pH mesurées sur un 10 échantillon sanguin sont intéressantes s 1. La valeur du pH dite actuelle de l'échantillon sanguin non modifié s 2. La valeur du pH après que l'échantillon sanguin ait étçkis en équilibre avec un gaz étalon présentant une "15 faible pression partielle de gaz carbonique» 3. La valeur du pH après que l'échantillon sanguin ait été mis en équilibre avec un gaz étalon présentant une grande pression partielle de gaz carbonique. Les valeurs de mesure obtenues permettent, 20 étant donnée la fonction logarithmique entre la pression partielle de gaz carbonique et la valeur du pF- l'évaluation monographique ultérieur- connue en elle-même et la lecture de résultats (bicarbonate, pression partielle du gaz carbonique, etc.») L'établissement de l'équilibre des pressions 25 partielles entre le gaz étalon et l'échantillon sanguin est désigné sous le nom d'équilibrage. Les appareils employés jusqu'ici pour l'exécution du micro-dosage des gaz du sang présentent l'inconvénient d'une construction relativement compliquée, qui suppose la mise en 30 jeu de. spécialistes soigneusement formés et un travail très minutieux pour que la mesure puisse fournir des résultats utilisables, et si la manipulation est simplifiée une diminution de la précision des mesures en résulte» . Dans les exécutions connues de ces disposi-= 35 tifs de mesure les pressions partielles des gaz et la valeur du pH sont- déterminées-au moins, dans deux têtes de mesure thermostatiques séparées l'une - de l'autre, qui contiennent chacune un tube capillaire de. mesure et. -les électrodes dp mesure .correspondantes» Cependant la manipulation de 69 13648 «• 3 *■ 2010463 Outre la nécessité de deux opérations d'étalonnage successives dans le temps accompagnées des opérations de levage et de séchage correspondantes, la nécessité d'établir à ** chaque fois, deune façon adaptée aux différentes phases opératoires 5 les raccordements nécessaires des tubes capillaires de mesure avec les dispositifs auxiliaires mentionnés, est extrêmement gênante pour un déroulement rapide de la mesure. En particulier l'équilibrage avec les deux gaz étalons présentant une teneur de COg connue exige, avec les 10 .appareils connus disponibles, une attention et une habileté particulière de l'opérateur, ainsi qu'après la mesure des opérations de nettoyage qui prennent du temps. Ces faits, ainsi que les nombreuses sources d'erreurs, qui conduisent avec de très petits écarts opératoires et des résultats de mesure complètement inutilisables, ont 15 suscité contre cette méthode de mesure dans le monde des spécialistes un préjugé qui s'oppose à la diffusion de ce précieux auxiliaire du diagnostic. l'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus. 20 Elle concerne à cet effet un dispositif de mesure de la pression partielle de l'oxygène et du COg ainsi que du pH dans un échantillon sanguin placé dans un tube capillaire de mesure, mesure effectuée au moyen de trois groupes d'électrodes reliées à un appareil de mesure et d'affichage, groupes dont l'un 25 présente un palpeur de mesure sensible à l'oxygène, un> autre un palpeur de mesure sensible au 0Ô2 et le troisième un palpeur de mesure sensible au pH, dispositif caractérisé par ce que les trois palpeurs de mesure sont tous disposés sur un réservoir de mesure commun, chacun étant en liaison avec le tube capillaire de mesure 30 par une ouverture débouchant dans celui-ci, un robinet de commutation étant prévu, à une extrémité du tube oapillaire de mesure pour relier celui-ci au choix à des canalisations d'arrivée de gaz étalons, à un dispositif d'oscillation et à une pompe aspirante, ce qui permet des mesures précises suivant un processus simple. 35 - Ainsi les phases opératoires nécessaires pour la détermination de la pression partielle de l'oxygène et du C0g ainsi que de la valeur du pH peuvent être exécutées en succession rapide, de façon concentrée sur la zône étroitement limitée dans l'espace du réservoir thermostatique, l'influence de l'erreur 40 individuelle sur le résultat de la mesure étant pratiquement exclue 69 13648 - 4 - 2010463 par la manipulation simplifiée et très mécanisée de l'appareil. En raison du mode de construction conforme , „ à l'invention, le dispositif de mesure convient particulièrement pour un service de mesure semi=automatisé ou même complètement 5 automatique utilisant une commande par programme. Celle-ci peut aussi bien commander la commutation de l'appareil indicateur d'une électrode de mesure à l'autre, 1'entrainement du dispositif d'oscillation et de la pompe aspirante que la manoeuvre du robinet de commutation entraîné par exemple par un aimant rotatif à l'aide d'im-10 pulsions de commutation accordées l'une sur l'autre dans le temps» Suivant un exemple d'exécution préféré de l'invention, l'extrémité du tube capillaire de mesure opposée au robinet de commutation est constituée sous forme de réccord de remplissage conique pour la réception de l'échantillon sanguin ou 15 d'un entonnoir de mélange. Avec un tel appareil en dehors de la recherche des pressions partielles mentionnées et de la valeur de pH actuelle on Jeut encore exécuter l'opération désignée sous le nom d'équilibrage du micro-dosage des gaz du sang. L'exécution indiquée 20 en dernier de l'appareil conforme à l'invention offre une simplification sensible du processus d'équilibrage. Pour l'exécution de cette opération le robinet de commutation a seulement besoin d'être amené en position dans laquelle le tube capillaire de mesure est relié à la canalisation d'arrivée de gaz étalon. 25 Le gaz étalon affluant dans le tube capil laire de mesure pousse alors l'échantillon sanguin dans l'entonnoir de mélange où se fait ensuite l'enrichissement de l'étalon sanguigjavec le gaz étalon. Le nettoyage de l'entonnoir de mélange peut se faire simplement, séparément de la tête de mesure ou être 30 complètement supprimé en employant des entonnoirs de mélange à une voie. Un mode de réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple non limitatif, sur le dessin unique ci-joint montrant schématiquement en coupe le dispositif de mesure. 35 Le réservoir de mesure de l'appareil est constitué par un récipient de verre 2 disposé horizontalement, fermé de façon étanche aux deux extrémités par des capuchons 1. Le récipient 2 représenté interrompu dans sa longueur est rempli avec un liquide maintenu thermostatiquement à environ 37°C pour 40 créer pendant la mesure des conditions correspondant à la 69 13648 - 5 - 2010463 température du corps humain. Dans H© récipient 2 est scellé un tube capillaire de mesure 3 qui s'étend dans le sens longitudinal du récipient 2 et dont les deux extrémités se terminent chacune par 5 une ouverture 4 agrandie coniquement allant jusqu'en haut du récipient 2. Du tube capillaire de mesure 3 partent également des ouvertures de réception 5 pour- les électrodes de mesure non représentées allant jusqu'à la surface supérieure du -10 récipient en verre 2. Pour simplifierp deux seulement des quatre ouvertures sont représentées schématiquement. Lorsque les trois électrodes (02, C02, pH) sont en placep les palpeurs de mesure se trouvent dans des lumières du tube capillaire de mesure 3« La quatrième ouverture est constituée pour 15 l'établissement d'un pont d'électrolyte vers l'électrode de référence. Dans l'ouverture agrandie 4 du tube capillaire 3 représentée à gauche dans le dessin est inséré un robinet de commutation 6 représenté de façon simplifiée avec une poignée de 20 manoeuvre 7» Dans cette ouverture 4 débouchent plusieurs canalisations de raccordement, dont seule la canalisation 8 est représentée dans le dessin simplifié. Le tube capillaire de mesure 3 peut au choix, par un déplacement correspondant du robinet de commutation 6 être alimenté avec des gaz étalons de différentes teneur en 25 C02 et 02 ou bien être relié à un dispositif d'oscillation ou à une pompe aspirante, lesquels dispositifs supplémentaires sont reliés en permanence par des canalisations à la disposition de mesure. Dans l'ouverture agrandie 4 du tube capil-30 laire de mesure 3, opposée au robinet de commutation 6, peut être inséré pour 1'équilibrage9 comme représenté, un entonnoir de mélange 6 avec couvercle rapporté 10. Quand l'entonnoir de mélange 9 est enlevéj, l'ouverture de droiÎB 4 du tube capillaire de mesure 3 forme le raccord de remplissage pour recevoir l'échantillon san-35 guin. Au début de la mesure, le tube capillaire de mesure 3 est lavé à l'eau distillée et séché d'une façon non expliquée en détail ici. Si nécessaire on procède ensuite à un contrôle des électrodes de mesure inserées dans les ouverturès de 40 réception 6, le robinet de commutation 6 étant amené dans une 69 13648 — 6 - 2010463 position âe commutation dana 'laquelle par l'une des canalisations 8 un gaz étalon thermostabilisé et saturé de vapeur d'eau pénètre , . dans le tube capillaire de mesure 3. Après la correction éventuelle de l'appareil 5 draffichage branché sur les électrodes de mesure, le processus de mesure proprement dit peut être amorcé. Par le raccord de remplis-* sage 4 1'échantillon sanguin est alors introduit dans le tube capillaire de mesure 3 et après l'établissement du pont d'électro-lyte pour l'électrcde de référence la valeur du pH est d'abord 10 lue sur l'appareil de mesure. Ensuite le robinet de commutation 6 est ramené dans une position dans laquelle le tube capillaire de mesure 3 est relié au dispositif d'oscillation» Par l'action alternée d'aspiration et de 15 pression du dispositif d'oscillation l'échantillon sanguin est mis en mouvement de va et vient dans le tube capillaire de mesure. Maintenant, sur l'appareil d'affichage peuvent être lues et enregistrées successivement la pression partielle de l'oxygène et la pression partielle du S02. 20 Après la mesure a lieu un nouveau nettoyage et séchage du tube capillaire de mesure qui en même temps est branché par le robinet de commutation 6 sur la pompe aspirante5 Pour l'équilibrage d'un échantillon sanguin se trouvant dans le tube capillaire de mesure 3, l'entonnoir de . 25 mélange 9 est inséré dans l'ouverture 4 et par le robinet de commutation amené dans la position correspondant. Un gaz étalon d'une concentration déterminée en C02 est introduit dans le tube capillaire de mesure 3, lequel gaz fait morter le sang jusque dans l'entonnoir de mélange 9. Dans celuic-i a lieu, avec une formation 30 constante de bulles, un mélange intime de l'échantillon sanguin avec le gaz étalon de sorte que l'échantillon sanguin prend exactement la pression partielle de C02, définie de façon précise du gaz étalon. Après l'arrêt de l'afflux de gaz au moyen 35 du robinet de commutation 6, le sang équilibré est aspiré en retour de l'entonnoir 9 par l'effet capillaire dans le tube capillaire de mesure 3. où a lieu la nouvelle mesure du pH. L'équilibrage avec le deuxième gaz étalon et la troisième mesure du pH suivante se fait de façon analogue, ensuite l'entonnoir 9 est enlevé et le tube 40 capillaire de mesure est lavé et séché, se trouvant ainsi prêt 69 13648 {j 2010463 pour la mesure suivante. Bien entenduP l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés,, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres 5 formes de réalisation;, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 13648 «a 8 » 2010463 RETOTDIOATIOKS 1c) Dispositif de mesure de la pression partielle de l'oxygène et du COg ainsi que du pH dans un échan= tillon sanguin, placé dans un tube capillaire de mesure,, mesure effectuée au moyen de trois groupes d:électrodes reliées à un appareil de mesure et d'affichagep groupes dont l'un présente un palpeur de mesure sensible à 15oxygènep un autre, un palpeur de mesure sensible au COg et le troisième un palpeur de mesure sensible au pH;, dispositif caractérisé par ce que les trois palpeurs de mesure sont tous disposés sur un réservoir de mesure commun,, chacun étant en liaison avec le tube capillaire de mesure par une ouverture débouchant dans celui—sis un robinet de commutation étant prévu, à une extrémité du tube capillaire de mesure pour relier celui-ci au ohoix à des canalisations d'arrivée de gaz étalons, à un dispositif d'oscillation et à une pompe aspirante ce qui permet des mesures précises suivant un processus simple. 2°) Dispositif de mesure suivant la revendication lj caractérisé par ce que l'extrémité du tube capillaire de mesure opposée au robinet de commutation est constituée sous forme de raccord de remplissage conique susceptible de recevoir l'échantillon sanguin ou un entosmoir de mélange.