Brevet FR2252106A1 — publié le 19750620

La présente invention à la réalisation de laquelle ont collaboré Messieurs Jean MSSCT et Ancré SAVUSSE, concerne un perfectionnement aux circuits extracorporels de sang pour l'alimentation d'un hémodialyseur à partir d'une aiguille unique tra- versée alternativement par le sang à épurer et le sang épuré, Un tel circuit est décrit en détails dans l'article " Single needle dialysis" de K.F. Kopp, G.F. Gutch et W. J. Kolff publié dans le volume XVIII de Crans. Amer. Soc. Artf. Int. Organs 1972. Il nécessite l'emploi de détecteurs de pression reliés à un moniteur spécialement conçu pour commander l'occlusion alternative des conduits d'amenée et d'évacuation du sang à l'hémodinlyseur. Ces détecteurs de pression sont des organes délicats entraînant la mise en oeuvre d'un appareillage relativement complexe et coûteux. Aussi a-t-on essayé de commander l'occlusion alternative des conduits indépendamment des variations de pression du sang, mais sans succès jusqu'à présent. La présente invention propose un circuit extracorporel de sang pour l'alimentation d'un hémodialyseur à partir d'une aiguille unique, simple, str et économique et qui, plus spécialement, ne nécessite pas l'emploi de détecteurs de pression. Elle propose également de réduire considérablement le débit de recirculation du sang à l'intérieur de l'hémodialyseur. Il a maintenant été trouvé un circuit extracorporel de sang pour l'alimen- tation d'un hémodialyseur, comprenant une aiguille creuse susceptible d'autre introduite à l'intérieur d1un vaisseau d'un patient, un raccord en yrelié d'une part à ladite aiguille et d'autre part à l'hémodialyseur ; la première branche de 1'Y est reliée à l'cintrée de l'hémodialyseur par un premier conduit et une pompe de type très faiblement hémolysante, la seconde branche de 1'Y est reliée à la sortie de l'hémodialyseur par un second conduit et un piège à bulles ; un dispositif obture de façon intermittente lesdits conduits, Ce circuit est caractérisé en ce que la pompe comporte un corps constitué par un tube souple qui offre au sang un volume interne sensible aux variations de la pression différentielle exercée sur ses parois et conjointement, le dispositif obturant les conduits est entrainé de manière cyclique à une fréquence prédéterminée. La description de la présente invention sera mieux comprise à l'aide des figures ci-jointes qui représentent schématiquement, sans éehelle déterminée et à titre d'exemples divers modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est la vue en élévation de l'ensemble du circuit. La figure 2 est la vue en élévation d'un dispositif d'obturation des conduite La figure 3 est la vue en élévation d'une variante de réalisation d'un tel dispositif. En se référant à la figure 1, le circuit selon l'invention comprend une aiguille creuse (1) de type connu pour le prélèvement de sang depuis un vaisseau d'un patient, par exemple une veine de l'avant-bras. L'aiguille (i) est raccordée par un tronçon de conduit (2) de faible longueur (quelques centimètres) à un raccord en Y (3) de type connu. Les deux branches de l'y sont reliées chacune à un dispositif d'obturation intermittent (4) de conduits semblables, disposés en parallèles. Le premier conduit est relié à lter.'rée de l'hémodialyseur (5) par l'inter- médiaire d'une pompe (6) d'un type faiblement hémolysant. Le second conduit est relié à la sortie de l'hémodialyseur (5) par l'internédiaire d'un piège à billes (7) de type connu. La pompe (6) et le dispositif (4) d'obturation intermittent des conduits sont commandés par des organes moteurs de types connus non représentés et entraînés à des vitesses généralement constantes, fixes ou réglables. Les conduits sont de préférence souples, au moins sur certains tronçons. Le sens de circulation du sang est indiqué par les flèches. Le fonctionnement de ce circuit est le suivant. Du sang est prélevé au patient par l'aiguille (1) et est envoyé par la pompe (6) dans l'hémodialyseur (5) où il est épuré. Après avoir traversé le piège à bulles (7) où il s'est éventuellement dégazé, il est réinjecté au patient à travers l'aiguille qui a servi à le prélever. Pour cerna, le dispositif (4) obture sensiblement alternativement les conduits dtin- troduction et d'évacuation du sang à l'hémodialyseur. Selon l'art antérieur , on cesse d'alimenter l'hénodialyseur en faisant fonctionner un dispositif d'obturation intermittent (4), lorsque la pression du sang atteint la valeur maximum admissible au refoulement de la pompe (6). une partie du sang épuré est alors évacué pendant un temps prédéterminé, puis le cycle recommence. Selon l'invention, la pompe (6) comporte un corps constitué par un tube souple qui offre au sang un volume interne ( entre deux galets ou entre deux clapets) sensible aux variations de la pression exercée sur ses parois. On constate que, quelle que soit la vitesse d'entrainement d'une telle pompe, son débit diminue jusqu'à de- venir nul, soit lorsque la pression à la sortie de la pompe augmente, soit lorsque la pression à l'entrée de la pompe diminue. Les pompes utilisées en circulation extracorporelle de sang ne possèdent pas nécessairement de telles propriétés. Pour mettre en oeuvre la présente invention, on peut employer comme pompe, soit des pompes péristaltique décrites dans le brevet français n0 1 529 860, soit dcs pompes à membrane tubulaire et clapet (dite aussi pompe ventriculaire) comportant une clape d'admission automatique ou de préférence commandé et un clapet de refoulement commandé qui peut Outre du mme type que le clapet d'admission, par exemple les pompes selon le brevet français n 72 07863. Pour les pompes dites ventriculaires, le volume interne offert au sang .../... est sensible à la pression différentielle qui s'exerce sur la paroi du tube ; la pression différentielle est la résultante des pressions qui s'exercent a tout instant à l'intérieur et å l'extérieur du tube. La pression du sang peut etre automatiquement limitée aux valeurs désirées par la pompe (6) à l'entrée de l'hémodialyseur, le circuit sang peut ainsi fonction- ner en toute sécurité, quelles que soient les variations de cette pression. On constate que iton peut alors faire fonctionner le dispositif d'obturation des conduits (4) de manière cyclique, à une fréquence prédéterminée, fixe ou réglable, notanment sans tenir compte de la pression du sang au refoulement de la pompe0 La figure 2 représente un mode de réalisation d'un dispositif d'obturation intermittent des deux conduits reliant le patient à l'hémodialyseur0 Ce dispositif comprend deux tubes souples 8 et 9 sensiblement parallèles soutenus par une plaque support (10) en deux zônes d'appui opposées (11) et (12). Entre les deux tubes, une came (13) entrainée à une vitesse prédéterninée, fixe ou réglable, par tous moyens connus non représentés, commande deux biellettes symétriques (14) et (15). Ces biellettes peuvent pivoter à une extrémité autour d'axes (16) et (17) ; elles portent des galets (18) et (19) qui tournent au contact de la came (13) et les maintiennent appuyées contre les tubes (8) et (9). Les biellettes présentent chacune ters leur extrémité libre une forme proéminente et arrondie qui leur permet de stenfoncer dans les tubes souples 8 et 9, au niveau des zônes dtappui opposées 11 et 12, jusqu'à les obturer totalement, sans les détériorer, ni pratiquement hémo- lyser le sang.Avantageusement les biellettes sont élastiques et constituées par exemple par des lames ressort, afin d'obtenir une obturation satisfaisante des tubes 8 et 9, quelles que soient leurs tolérances d'exécution. La came (13) impose aux biellettes (14) et (15) d'obturer - grosso - modo alternativement les tubes souples (8) et (9). Il est bien évident que la durée pendant laquelle la pompe (6) envoie du sang dans l'hémodialyseur (5), alors que le dispositif (4) obture le conduit de sang épuré, est limitée ; de mêr.e que la durée pendant laquelle s'écoule le sang épuré. Aussi est-on conduit à choisir pour le dispositif d'obturation (4) un fonctionnement cyclique dont la fréquenc est généralement comprise entre 10 et 50 cycles par minute et de préférence esT prise entre 20 et 40 cycles par minute.La durée du cycle sera d'autant plus longue que les composants du circuit (pompe, conduits, hémodialyseur, piège à billes, etc) sont plus souples et accepte- ront une augmentation et/ou diminution de volume sous l'effet d'une variation de pression,Elle sera évidemment plus brève dans le cas contraire. La durée rendant laquelle l'hémodialyseur est alimenté en sang à épurer est sensiblement égale à celle pendant laquelle est évacué le sang épuré. Avantageusement, le profil de la came (13) est déterminé, comme représenté figure 2.pour permettre d'obturer simultanément les deux tubes pendant un court instant. Grâce à cette disposition particulière, on réduit considérablement la recir- culation dans l'hémodialyseur du sang déjà épuré, puisque seul le sang contenu dans le tronçon de conduit commun (2) de très faible volume peut être recyclé En effet, selon l'art antérieur, les deux conduits ne sont pas fermés tota-- lement simultanément, aussi a chaque cycle, pendant la durée de fermeture ou d'ouverture des conduits, une fraction du sang épuré est aspiré par la pompe (6) et re tourne directement à l'hémodialyseur.Il et résulte une baisse d'efficacité de celui ci qui n'est compensée que par un al allongement de la durée du traitement. Celle-ci petit atteindre 20 à 30 % ou nême davantage de la durée du traitement effectué avec deux aiguilles distinctes, toutes autres conditions égales par ailleurs. Aussi la présente invention permet-elle à la technique de l'hémodialyse avec une seule aiguille de faire valoir tous ses avantages en faisant pratiquement dispa rature ses principaux inconvénients. L'exemple suivant fera ressortir les caractéristiques et les avantages du circuit selon l'invention. EXEMPLE: On utilise un circuit extracorporel comprenant les éléments suivants : -Une aiguille de diamètre intérieur 2mm et de longueur 30 - Un raccord eny dont les branches ont un diamètre intérieur de 4 En et une longueur de 10 am. -- Une pompe péristaltique rotative à 3 galets, munie d'un tube en élnsto mère silicone # 10/14 mm, du type décrit dans le brevet français publié sous le n 2 063 677. - &num; - Un hémodialyseur cornercialisd par le Département Génie Médical de - RHONE-POULENC du type RP n 5. - I Un piège à bulles constitué par un tube en élastomère silicone de volume 20 cm3. - Un dispositif à came tel que représenté figure 2. - Des conduits de liaison en élastomère silicone de # 5/8 mm. On procède avec cet appareillage à un traitement d'hémodialyse avec une aeule aiguille. Pour cella, après avoir relié le patient au circuit ainsi constitué, on entrain la pompe à une vitesse constante de 20 tr/mn et la cane à une vitesse de 30 tr/mn. Le débit de sang traversant l'hémodialyseur est de 200 ml/mn et le débit de sang recyclé est de 10 ml/mn seulement0 Naturellement la présente invention n'est pas limitée aux seuls modes de réalisation décrits, elle comprend toutes les variantes de réalisation à la portée du technicien. Par exemple le dispositi d'obturation intermittent (4) peut compren- dre un excentrique au lieu d'une cars, ou bien toute combinaison de noyens équivalents, par exemple un système de bielle et manivelle entraînant l'ensemble des deux conduits souples, comme représenté figure 3o REVENDICATIONS i/ Circuit extracorporel de sang pour 1' l'alimentation d'un hémodialyseur comprenant une aiguille creuse susceptible d'être introduite à l'intérieur d'un vaisseau d'un patient, un raccord en # relié d'une part à ladite aiguille et d'autre part à l'hémodialyseur , la première branche de l" étant reliée à 1' entrée de l'hémo- dialyseur par un premier conduit et une pompe de type très faiblement hémolysante, la seconde branche do l'#étant reliée à la sortie de l'hémodialyseur par un second conduit et un piège à bulles, un dispositif obturant de façon intermittente lesdits conduits,caractérisé en ce qWe la pompe comporte un corps constitué par un tube souple qui offre au sang un volume interne sensible aux variations de la pression différentielle exercée sur ses parois et conjointement, le dispositif obturant les conduits est entraîné de manière cyclique à une fréquence prédéterminée. 2/ Circuit extracorporel de sang selon la revendication 1, caractérisé en - ce que la pompe est une pompe péristaltique à galets tournants dont le tube ne prend pas appui sur un stator. 3/ Circuit cxtracorporel de sang selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence des cycles du dispositif obturant les conduits est compris entre 10 et 50 par minute. 4/ Circuit extracorporel de sang selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif obturant les conduits obture au cours dtun cycle pondant un instant simultanément les deux conduits. 5/ Circuit extracorporel de sang selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif obturant les conduits est commandé par une came. 6/ Circuit extracorporel de sang selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite came commande des biellettes s métrique3 ayant chacune une forme arrondie leur permettant d'obturer les conduits souples contre un support fixe. 7l CarcuLt extracorporel de sang selon ra revendication 5, caractérisé en ce que lesdites biellettes sont élastiqueti