Brevet FR2112208A1 — publié le 19720616

S La pénétration par cathéter d'une artère ou d'une veine pour une surveillance de pression, en particulier de la pression centrale dans la cavité thoracique, est devenue une technique indispensable dans les hôpitaux'modernes. Par exemple, à partir d'un 5 système d'introduction de cathéter artériel central et d'un système de rinçage ou de balayage continu et intermittent qui permet un enregistrement clinique de haute qualité des formes d'onde des impulsions artérielles centrales, il est possible de mesurer plusieurs paramètres d'après le contour des impulsions centrales. De 0 tels paramètres comprennent le volume de battement, le rythme du coeur, le débit cardiaque, la durée de la systole et les pressions systolique, diastolique et moyenne. En plus, du sang peut être p]T©lGVP ^ "î * «.-a /-r ~ ? .~;nc -r. : -r —rvA r* r- r>-r>r-r y. +3.3 "v* 2- -B "L - Il s'est révélé nécessaire c I-r/-3r cco.ti- 5 nuellement le cathéter afin ù* empêcher 1 ' de 1''extrémi té intravasculaire du cathéter par des caillots de sang et de maintenir l'état ouvert du cathéter pour un enregistrement continu pendant des périodes qui peuvent atteindre plusieurs jours. Des systèmes de rinçage continu utilisant des tubes capillaires à alé-0 sage marin en tant que résistances d'écoulement et en appliquant la solution de rinçage ou de balayage sous pression ont par conséquent été mis au point, un tel système étant décrit dans un article publié aux pages 675 à 678 du "Journal of Thoracic and Cardio-vascular Surgery", Volume 57, n° 5, mai 1969. Les systèmes connus 5 précédemment dans le but envisagé comprenaient un nombre important et gênant d'appareils compliqués à mettre en place et ces systèmes antérieurs présentaient un problème majeur en ce qui concerne le maintien d'une qualité élevée de la forme d'onde des impulsions. Ceci avait pour résultat une perte de fidélité de l'enregistrement □ à cause de la présence de caillots et de sang à viscosité élevée dans le système de cathéter et l'élément contribuant le plus largement à ce problème était constitué par des .robinets d'arrêt dont plusieurs étaient utilisés dans tout système antérieur connu. Les robinets d'arrêt présentent de minuscules fuites et bien qu'on 5 ait veillé bien soigneusement à maintenir une intégrité de haute qualité des robinets d'arrêt, il s'est révélé qu'il était presque impossible d'arriver à ce résultat en pratique. Même avec un système de robinets d'arrêt parfait, il existe toujours un petit 71 33651 2 2112208 volume déplacé à chaque impulsion de pression et., par conséquent, une petite quantité de sang 'pénètre dans le bout du cathéter à chaque impulsion de pression et même avec un système parfaitement étanche, il était virtuellement impossible d'empêcher le sang de 5 parvenir dans le bout du cathéter. Une fois que du sang a pénétré dans le bout du cathéter., il peut alors par un processus de diffusion, continuer sa pénétration progressivement dans le cathéter et finalement une occlusion en résulte et la fidélité des impulsions de pression diminue. En outre, si le système devait être rempli 10 en une période raisonnable, ce qui est essentiel avant de pouvoir commencer les opérations, un robinet d'arrêt supplémentaire et une source de fluide étaient nécessaires. La présente invention surmonte les inconvénients précités en offrant un petit appareil unitaire destiné à être connecté 15 dans le système de balayage ou de rinçage du cathéter et qui est construit de façon à éliminer l'utilisation de tout robinet d'arrêt dans ce système de rinçage. La présente invention comprend une soupape élastique commandant une dérivation autour de la résistance d'écoulement et cette soupape est exempte de fuites, 20 fiable et à action rapide, tout en permettant la mesure des caractéristiques dynamiques d'un système de transducteur à cathéter, c'est-à-dire en permettant une fermeture rapide pour un essai en onde carrée d'un système de cathéter sur un oscilloscope ou un appareil analogue. Avec cette simple forme de structure, la majeure 25 partie de l'appareillage ainsi qu'un montage compliqué requis jusqu'à présent ont été éliminés. Par conséquent, avec la présente invention, il est possible de surveiller la forne d'onde des impulsions artérielles centrales avec les divers paramètres qui en sont dérivés de façon beaucoup plus aisée, avec une plus grande 30 souplesse et une plus grande précision que ce qui était possible jusqu'à présent. La sûreté du système de mesure de pression a été accrue et la capacité des infirmières, médecins et personnel, auxiliaire de déterminer les signes et conditions vitaux du patient à partir de la forme d'onde artérielle centrale a également 35 été augmentée. D'autres détails et particularités de l'invention res-sortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple . non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels 71 33651 3 2112208 La figure 1 est une représentation schématique illustrant un dispositif appliquant les principes de l'invention en association active avec un patient muni d'un cathéter et une source de solution de rinçage ou de balayage, le dispositif ayant été 5 représenté à une échelle exagérée dans un but de clarté. La figure 2 est une vue en coupe verticale centrale à grande échelle du dispositif proprement dit], avec la soupape en position de fermeture. La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la 10 ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en plan et en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2. La figure 5 est une vue semblable à la figure 2, mais illustrant la soupape en position ouverte. 15 Bien que l'objet de l'invention puisse être incorporé dans divers systèmes de cathéter et même dans certains autres systèmes dans le but de contrôler l'écoulement a travers le. système et qu'il soit hautement utile dans des systèmes destinés à surveiller les pressions veineuses et artérielles, on a représenté et 20 on décrira le système à titre d'exemple dans le cas d'un système de cathéter destiné: à surveiller la pression artérielle centrale . et à permettre un enregistrement clinique de haute qualité des formes d'onde des impulsions artéx'ielles centrales. Le cathéter utilisé dans un tel système est un cathéter mince possédant un 25 diamètre interne voisin d'un demi-millimètre et qui est de préférence fait de polytétrafluoroéthylène. Un tel cathéter doit être maintenu ouvert pendant l'utilisation en empêchant la formation d'un caillot de sang ou d'une autre occlusion à l'extrémité de corps du cathéter et une solution d'infusion suffisante doit être 30 amenée à passer continuellement à travers le cathéter dans ce but, mais pas en une quantité telle qu'elle soit dangereuse pour un patient au cours d'une relativement longue période de surveillance. Il a été déterminé que dans le cas d'un nourrisson,un centimètre cube de solution d'infusion par heure est suffisant et dans le cas d'un 35 adulte de deux à trois centimètres cube par heure de solution sont suffisants. La précision du système doit par conséquent être assurée en tout temps mais, en même temps, des moyens doivent Être prévus pour étdalir un balayage ou rinçage rapide dans le pre 71 33651 4 2112208 mier cas pour débarrasser le système de tout air présent et remplir le système rapidement et un balayage rapide est nécessaire de temps à autre pour vérifier les caractéristiques dynamiques de l'ensemble du système de manière à éviter de tromper l'observateur et de 5 fausser les enregistrements. En gardant ce qui précède présent à l'esprit, on a illustré à la figure 1 iî6£ie représentation schématique d'un dispositif de commande l'appliquant les principes de l'invention et installé dans un système destiné à surveiller la pression cardiovasculaire. 10 Le système général comprend un récipient d'infusion sous pression 2 connecté par un tube 3 à un filtre dans la gamme du micron 4 qui empêche un encrassement de l'élément de résistance d'écoulement décrit ci-après et qui élimine les bactéries qui peuvent se trouver dans la solution d'infusion, le filtre étant connecté à une 15 extrémité d'un tube 5 dont l'autre extrémité est fixée fermement au dispositif 1. Le dispositif est également équipé d'un raccord 6 auquel est connecté le cathéter 7. Dans la représentation illustrée, le cathéter est avancé dans la cavité thoracique d'un patient 8 grâce à une pénétration dans l'artère radiale. 20 Un autre raccord 9 est prévu sur le dispositif 1 pour la connexion à un mécanisme indicateur tel qu'un manomètre, comme indiqué sché-matiquement en 10, ou à un transducteur de pression associé à un oscilloscope,ouencore le raccord peut être équipé d'un bouchon à auto-obturation pour une injection hypodermique dans le cas où 2 5 ceci semble indiqué. Il doit être entendu que la présente invention peut être utilisée dans des systèmes de cathéter dans lesquels le cathéter peut être introduit dans diverses veines ou artères du corps. Le dispositif 1 peut être fabriqué à partir de plusieurs 30 pièces moulées en matière plastique rigide, de préférence transparente, et ces pièces peuvent être fixées ensemble par collage, par soudage ou par fusion, à l'aide d'un solvant ou de toute autre manière appropriée. Dans la représentation illustrée, le dispositif est constitué par un boîtier ou carter sous la forme d'un 35 bloc formé d'un corps 11, d'un capuchon d'extrémité 12 portant le raccord de cathéter 6 et d'un capuchon d'extrémité opposé 13 portant le raccord 3, ainsi que d'autres points d'introduction dans . des passages du corps. Lorsque l'on considère que le corps et les 71 33651 5 2112208 capuchons d'extrémité, à l'exclusion des raccords 7 et 9, peuvent être calculés de manière à n'avoir que 2,2 cm de long, 1,9 cm de large et 0,6 cm d'épaisseur, les avantages de l'invention résultant de l'élimination des appareils utilisés jusqu'à présent, y 5 compris tous les robinets d'arrêt, de l'établissement d'une structure aisément connectée et d'une structure qui peut être suspendue à partir des tubes étant donné qu'elle n'a qu'un poids extrêmement réduit tout en satisfaisant toutes les opérations désirées définies précédemment pour la commande de 1'écoulement à travers le 10 système, sercntimmédiatement évidents. Le corps 11 est moulé de manière à offrir un passage 14 connectant les raccords creux 7 et 9, le raccord ? étant façonné intérieurement comme indiqué en 15 de manière à établir une connexion pour un raccord Luer. Un autre passage lt> de plus grande 15 dimension est prévu dans le corps 11 et le capuchon 13 et il est en communication avec un passage transversal 17 par l'intermédiaire d'une ouverture de sortie réduite 18, le passage 17 étant connecté à une extrémité avec le passage 14 précité. Encore un autre passage 19 est prévu dans le corps 11 et l'extrémité interne 20 du passage 19 se rétrécit intérieurement jusqu'à une dimension réduite 20 tout en établissant un siège de soupape en 21, le passage réduit 20 communiquant également avec le passage transversal 17. Le long du côté du passage 19 le plus proche du passage 16 on a prévu un petit passage de dérivation 21' se trouvant en coramunica-25 tion ouverte avec le passage 19 et ce passage est connecté au passage 16 par l'intermédiaire d-'-une dérivation latérale 22. Le tube 5 précité destiné à la connexion au système d'infusion est connecté de manière permanente par sa partie d'extrémité à l'intérieur du passage 16, le capudion 13 étant doté d'un élément d'arrêt 23 30 destiné à empêcher le tube de venir bloquer le passage de dérivation 22 lorsque le tube est assemblé à l'origine avec le capuchon 13. A 1-'intérieur du passage 16 se trouve une résistance d'écoulement sous la forme d'un tube 24 présentant une rondelle 35 d'étanchéité percée élastique 25 à chacune de ses extrémités. La résistance 24 est dénommée tube à alésage marin et l'alésage effectif 26 à travers le tube n'a que quelques centièmes de millimètre de diamètre, de manière à offrir une résistance élevée à 1'écoule- 71 33651 6 2112208 ment d'une solution d'infusion à travers l'élément de résistance. On se rendra compte que l'illustration au dessin a des dimensions très exagérées dans un but de clarté, étant donné que l'alésage 26 dans le tube 24 est pratiquement invisible à l'oeil nu lorsqu'on 5 observe une extrémité du tube. Le tube capillaire 24 avec son minuscule alésage 26 offre une résistance élevée à l'écoulement à travers ce tube. Une augmentation ou une diminution de la longueur du tube 24 augmentera ou diminuera le débit de manière linéaire. Etant donné que cet écoulement est laminaire, la loi de Poiseuille ÎO est d'application et, par conséquent, de faibles variations dans le rayon de l'alésage 26 dans le tube de résistance provoqueront de relativement grandes variations dans le débit. En calculant l'écoulement à travers le système, on doit tenir compte non seulement de la résistance offerte par le tube 24, mais aussi des ré-15 sistances du cathéter et du filtre 4. Ces résistances sont connues, celle du cathéter étant relativement élevée , à savoir environ 80 millimètres de mercure par centimètre cube par minute et celle du filtre à 0,22 micron est de 130 millimètres de mercure par centimètre cube par minute. A titre d'exemple, en utilisant un tube 20 de résistance présentant un alésage d'un diamètre de 0,05 millimètre et une longueur d'un centimètre, avec 300 millimètres de pression de mercure sur la source de solution d'infusion 2, un écoulement de 3 centimètres cube par heure est obtenu et la résistance effective du système d'infusion serait d'environ 6.000 millimètres 25 de mercure par centimètre cube par minute. La contre-pression provenant du corps du patient n'a pas d'effet perturbateur sur l'écoulement et un écoulement d'environ 3 centimètres cube par heure balayera ou rincera constamment le cathéter de manière à éviter toute occlusion dans celui-ci et ne viendra pas gêner ou 30 réduire la haute qualité de l'enregistrement clinique des formes d'onde d'impulsions artérielles centrales. Bien évidemment, le remplissage initial du système par l'intermédiaire d'un aussi faible écoulement à travers le tube de résistance exigerait une période de temps gênante. Par consé-35 quent, des moyens sont prévus dans le passage 19 pour permettre un balayage rapide ou un remplissage accéléré de l'ensemble du système. Ces moyens comprennent une soupape 27 en matière élastique, telle que du caoutchouc naturel ou synthétique, qui s'applique sur 71 33651 7 2112208 le siège 21. La soupape présente un prolongement cylindrique 28 s'étendant à partir du corps de soupape et l'extrémité externe de ce prolongement est appliquée sur un embout 29 s'étendant vers l'intérieur du capuchon 13. La longueur du corps - de soupape et du 5 prolongement 28 est légèrement supérieure à .la distance entre le siège de soupape et le capuchon 13 de telle sorte que la soupape est appliquée de manière étanche sur son siège sous l'effet de sa propre pression et bloque tout contournement de la solution par l'intermédiaire des passages 20 et 21. La soupape est actionnée 10 manuellement à l'aide d'une tige de soupape 30 s'étendant depuis le corps de soupape à travers le prolongement et à travers le capuchon 13. Lorsque cette tige de soupape est tirée manuellement vers l'extérieur, la soupape est écartée du siège 21, en ouvrant le contournement et le prolongement 28 de la soupape prendra un 15 aspect ondulé tel qu'indiqué en 31 à la figure 5. La structure de la soupape la rend fiable, en ce sens qu'elle ne peut pas être laissée accidentellement en position ouverte, parce que quand la tige 30 est libérée, la soupape se fermera automatiquement et avec force, d'une manière rapide. La soupape s'appliquera également 20 avec précision sur son siège à cause de la présence d'une saillie de guidage 34 s'étendant depuis le corps de soupape dans le petit passage 20. Lors de l'utilisation, le dispositif de commande d'écoulement 1 est extrêmement efficace. Avant l'introduction du cathé-25 ter dans le corps du patient mais après la connexion du dispositif 1 à la source de solution d'infusion sous pression, la tige 30 de la soupape est tirée de manière à ouvrir cette dernière et de balayer ou rincer le système y compris le cathéter, afin d'éliminer toute bulle d'air possible. Au cours de ce rinçage, la solution 30 d'infusion suivra la ligne indiquée par les flèches 32 à travers les passages de dérivation et sortira par le raccord 6. La soupape est fermée après le rinçage initial, mais le cathéter peut être introduit dans le corps du patient alors que l'infusion d'écoulement de rinçage se poursuit par l'intermédiaire du tube 35 de résistance 24, comme indiqué par les flèches 33 à la figure 2. Le raccord 9 est évidemment connecté à n'importe quel moyen d'in-dLcafcion ou d'enregistrement désiré ou à un transducteur de pression pour des observations à l'oscilloscope, tandis que le cathéter se 71 33651 8 2112208 ra maintenu à l'état ouvert prendant un long intervalle de temps. Il est essentiel, pour assurer la qualité de la forme d'onde, de déterminer la réponse dynamique de l'ensemble du système de temps à autre. Ceci ©st réalisé d'une façon simple en ouvrant la soupa-5 pe 27 et en lui permettant de se fermer rapidement. Un tel rinçage rapide provoquera l'apparition d'usé onde dite "carrée" sur un oscilloscope et une telle onde ne pourra pas induire en erreur l'observateur ni rendre confus un enregistrement permanent quelconque. La soupape est suffisamment rapide dans son action pour 10 remplir cette fonction» Au cours de l'utilisation du dispositif de commande d'écoulement et de rinçage instantané 1, il ne peut se produire aucun écoulement en sens inverse parce que la pression sanguine du patient est insuffisante pour chasser du liquide à travers le tube 15 capillaire 24 dans le sens inverse. Le dispositif est extrêmement léger, hautement efficace dans son fonctionnement, il élimine des assemblages compliqués d'appareils et il rend possible une surveillance de la forme d'onde des implusions artérielles centrales avec les divers paramètres qui en sont dérivés de façon beaucoup 20 plus aisée, avec une plus grande souplesse et une plus grande précision que ce qui était possible jusqu'à présent. De même, le dispositif est suffisamment économiquej pour justifier son élimination conjointement avec le cathéter après une seule utilisation, si ceci semble indiqué, bien que le dispositif puisse être utili-25 sé de manière répétée et stérilisé si nécessaire, lorsque les conditions des patients le permettent. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ai-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du 30 présent brevet. 71 33651 9 2112208 REVENDICATTONS 1. Appareil de commande d'écoulement continu destiné à être utilisé dans un système d'écoulement de liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc présentant plusieurs passages d'inter- 5 connexion, l'un de ces passages étant un passage d'admission pouvant être connecté à une source de fluide sous pression, un raccord de sortie en communication avec ce premier passage afin d'assurer la connexion à une partie du système recevant du liquide, et une résistance d'écoulement sous la forrns 3'un cube capillaire à 10 alésage marin dans le premier passage précité af-.r; de limiter l'écoulement dans celui-ci à une quantité :ain±£um désirée. 2. Appareil suivant la revendication 1. caractérisé en • ce que certains des passages forment un contournement autour de la résistance d'écoulement et une soupape bloque i^orKialement ce con- 15 tournement, la soupape pouvant être cependant actionnée de manière à ouvrir le contournement et à établir un écoulement nettement plus rapide pour remplir rapidement le système ou en vérifier les caractéristiques dynamiques. 3. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en 20 ce que certains des passages forment un contournement autour de la résistance d'écoulement et en ce qu'il comprend une soupape fiable commandant un écoulement plus rapide par l'intermédiaire du contournement . 4. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en 25 ce que le bloc a une dimension inférieure à 2,5 centimètres dans n'importe quel sens et est suffisamment léger pour être suspendu dans une conduite à fluide. 5. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un raccord sur le boîtier pour connecter ce der- 30 nier à un appareil indicateur ou pour recevoir un bouchon permettant une injection hypodermique, l'un des passages connectant le passage de sortie à ce second raccord. 6. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un tube souple ancré à une extrémité dans le 35 passage précité et un raccord à l'autre extrémité de ce tube pour la connexion à la source de fluide sous pression. 7. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le contournement se rétrécit en un point de manière à for- 71 33651 10 2112208 Hier un siège de soupape, la soupape étant élastique et agissant par elle-même de manière à s'appliquer fermement contre le siège et à isoler normalement le contournement. 8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en 5 ce que la soupape comprend un corps massif se rétrécissant de manière à s'adapter contre le siège de soupape et un prolongement tubulaire sur le corps obturé de manière étanche à son extrémité externe et qui est comprimé lorsque la soupape est ouverte. 9. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ÎO ce qu'il comprend un embout creux faisant saillie à partir du boîtier dans le contournement à l'extrémité opposée au siège de soupape, tandis que la soupape comprend un corps massif se rétrécissant de manière à s'adapter contre le siège de soupape, et un prolongement tubulaire sur le boîtier fixé de manière étanche au-15 tour de l'embout et qui peut être comprimé afin d'ouvrir la soupape. 10. Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la soupape et le prolongement sont légèrement plus longs que l'espace occupé, de telle sorte qu'il existe une pression con- 20 tinue repoussant la soupape contre son siège, et une tige s'éten-dant à partir du corps de soupape à travers le prolongement et faisant saillie vers l'extérieur du boîtier afin de permettre 1'actionnement de cette soupape.