Brevet FR2307550A1 — publié le 19761112

La présente invention a pour objet un ensemble de procédés et de dispositifs adaptés et combines pour assurer la stabilité et la précision des différents paramètres défInissant la qualité de fonctionnement d'une Centrale de production et de distribution de liquide de dialyse à terminaux multiples pour l'alimentation des reins artificiels d'un Centre Hospitalier d'Hémo-dialyse. Il est connu de réaliser des Centrales de production et de distribution de liquide de dialyse comportant des réservoirs d'alinntation d'eau adoucie et de concentré et de divers dispositifs de distribution de liquide de dialyse. Les inconvénients des modes de réalisation connus résident essentiellenent dans les variations de concentration du liquide de dialyse avec les risques médicaux qui peuvent en résulter. sn effet, la Centrale de distribution de liquide de dialyse a pour fonction de réaliser la dilution h un titre déterminé d'un concentré salin rproduit an pharmacie, par mélange dans la proportion voulue, avee l'eau d'un adoueisseur, de stocker une quantité suffisente du mélange pour éviter les à-coups de distribution et de distribuer le mélange avec le débit correspondant au nombre de terminaux en service. L'invention qui va outre diorite se différeneie des dispositifs et procédés consuls par le recours à diverses réserves de stockage associées à des vannes, à des résistivimètres et à divers procédés de contrôle et de séparation des gas en solution qui vont être décrite si prbe. La description des différentes caractéristiques de cette invention sera utilement éclairée par les références qui seront faites aux dessins accompagnant le présent texte, donnés à titre d'exemples non limitatifs de réalisations de l'objet de l'invention. La figure t montre les éléments sehematises mis en oeuvre pour assurer le contle permanent de la concentration. La figure 2 Montre une vue en coupe de l'injecteur d'azote dans le circuit du liquide de dialyse. La figure 3 montre des éléments schématisés mis en oeuvre pour la séparation des gaz en solution. La figure 4 montre une variante du procédé selon figure 3. Le procédé mis en oeuvre est entièrement automatisé pour fonctionner selon un cycle d'opérations comportant une phase de préparation, une physe de dialyse et une phase de stérilisation qui se déroule en obéissant à des règles de sécurité multiples dont certaines sont collectives et d'autres individuelles. La Centrale assure les sécurités collectives, notamment la concentration de base du mélange et le dégazage qui sont indépendantes des terminaux, mais également certaines sécurités individuelles essentielles, notamment l'interdiction des phases de préparation ou de stérilisation si un rein est branché, tout en assurant la modulation du débit suivant le nombre de reins artificiels en service. La concentration du liquide de dialyse est contrôlée par un ou plusieurs résistivimètres disposés sur le circuit et permettant l'évacuation à l'égout dans le cas d'une déviation de cette concentration. Pour atténuer autant que possible les risques de pollution du liquide de dialyse, toutes les opérations se font à l'abri de l'air et dans les parties du circuit qui ne sont pas remplies par le liquide, celui-ci est protégé par une atmosphère d'azote dont la pression est régulée pour faciliter le débit. Le dispositif du dosage est constitué par deux ballons t et 2, quatre électrovannes V1 V2 V3 V4 et quatre cellules pbotoélectriques controlant les niveaux a, b, A, B, qui déterminent respectivoient les volumes v dans le ballon 1 et V dans le ballon 2. Les niveaux a, b, A, B, sont réglés de xeuLShre k ce que le volume v de oonoentr rapporté au volume V du mélange présente la concentration recherchée. Au départ du cycle de mélange, le liquide atteint le niveau b dans le ballon I et liteau adoucie atteint le niveau B dans le ballon 2. Les vannes V2 V3 V4 étant fermées, l'ouverture de V1 permet le remplissage du ballon 1 jusqu 1au niveau a. La cellule photo électriques qui contrsle ce niveau libère alors un signal qui provoque la fermeture de la vanne VI. L'ouverture de la vanne V2 permet alors de vidanger le ballon I dans le ballon 2. Au passage du niveau b, la cellule photoélectrique associée B ce niveau libère un signal qui provoque la fermeture de la vanne V2. On a ainsi introduit dans le volume délimité par les vannes V2 V3 V4 un volume v de concentré. Llouvandhlre de la vanne V3 permet alors d'admettre l'eau adoucie dans le ballon 2. Quand le liquide atteint dans ce ballon le niveau A, la cellule photoélectrique qui contrôle ce niveau libère un signal qui provoque la fermeture de la vanne V3. On a ainsi constitué dans le volume délimité par les vannes V2 V3 V4 un volume V de solution ayant la concentration recherchée. L'ouverture de la vanne V4 permet de déverser le mélange vers le bac de stockage 3. Quand le liquide atteint le niveau B dans le ballon 2, la cellule photoélectrique qui contrtle ce niveau provoque la fermeture de la vanne V4 et l'on se trouve ramené à la situation de départ pour un nouveau cycle de mélange. En application de ce procédé, la composition du liquide stocké correspond à la concentration recherchée dans la mesure ou sont remplies les conditions suivantes Les niveaux a,b, A,B, ne sont pas déréglés - Les signaux des cellULes photoélectriques sont correctement libérés - La fermeture des vannes est étanche - La composition du concentré fabriqué en pharmacie est correcte et deme invariable Comme il n'est pas possible de garantir de manière absolue la permanence de ces conditions, il est indispensable de contrôler la régularité de la concentration.A cet effet, on dispose sur la tuyauterie un ou plusieurs résistiviibtres dont les indications, dans une plage assez large, sont proportionnelles à la concentration du liquide contrtlé. Lorsque l'aiguille indicatrice du résistivimètre s'écarte en plus ou en moins d'une plage déterminée par deux index réglables, le ré8istiviètre libère un signal qui provoque 1' évacuation à l'égout du liquide de qualité déficiente. Afin d'éviter de container et d'avoir à vidanger puis à reconstituer le contenu du bac de stockage, un résistivimétre R1 est disposé entre la vanne T4 et ce bac 3. Pour augmenter la sécurité, un second résistivimètre R2 sera disposé à la sortie de la Centrale immédiatement avant la rampe de distribution. Ces différents procédés sont connus, mais leur mise en oeuvre obéit aux impératifs de précision imposés par la dialyse. Le dispositif qui vient d'être décrit peut, en luimime, assurer un dosage correct par la répétition des volumes v et V. Cependant le mélange ainsi obtenu n'est pas homogbne. I1 ee ferme dans le ballon 2 des couches de densités différentes, de sorte que pendant la vidange de ce ballon dans le bac de stockage 5, le résistisi btre R1 enregistre une variation continue,légère mais sensible, de la concentration. L 'amplitude de cette variation la précision du contrôle par Rt, de sorte que cette précision denture insuffisante au regard des impératifs de la dialyse. Afin d'obtenir une préoision de contrele suffisante, il est nécessaire dthomogénéiser le mélange en amont de Rt. La solution d'introduire un agitateur dans le ballon 2 ne peut entre retenue en raison du risque certain de contamination du liquide. L'une des caractéristiques nouvelles de la présente invention consiste à disposer sur le circuit entre la vanne V4 et le résistivimètre R1 une capacité / 4 de grande section horizontale et de faible hauteur, dont le volume est équivalent à celui délimité par les vannes V2 V3 V4, soit légbrenent supérieur au volume V. Le sens de circulation du liquide dans cette capacité est de bas en haut. Ce dispositif, en offrant au liquide des sections horizontales plus larges réduit naturellement la variation de densité des couches successives, et la seule turbulence provoquée par le débit du liquide suffit à assurer l'homogénéité du mélange. Le procédé est parfaitement efficace, de sorte que la plage de tolérence du résistivimètre eut être considérablement resserrée pour définir un intervalle de tolérence très faible conipatible avec la précision recherchée. Si le liquide présente une concentration déficiente le résistivinètre R1 ibère uii signal qui déclenche le dispositif d'évacuation vers ltésout, consistant dans les vannes V5 V6. Lorsque la concentration redevient correcte, le signal inverse rétablit la circulation normale vers le bac de stockage 3. Outre les impératifs de parfaite concentration, le liquide de dialyse doit être convenablement dégazé. L'eau adoucie utilise pour le mélange contient des gaz en solution, prIncipalement de l'oxygène, da gaz carbonique et de 11 azote. Or, ces gaz ont la propriété de se fixer sur les pores de la membrane du dialyseur, dont ils réduisent sellsiblement la transparence, et de plus iS sont susceptibles de passer dans le sang et de provoquer des acci- dents circulatoires graves. Il est donc nécessaire de procèder à un dégazage du liquide avant de le délivrer aux reins artificiels. Ce dégazage peut être effectué nu biveau de la Centrale. Un dispositif efficace a été décrit dans le brevet n0 73 / 27511 du 5G juillet 1973, déposé par le demandeur de la présente demande de brevet d'invention et consiste à faire passer le liquide dans une enceinte en dépression pour provoquer le dégazage. Ce procédé est exploité par le demandeur pour les générateurs individuels de liquide de dialyse. Une caractéristique nouvelle et originale de la présente inventions consiste à combiner une variante de ce procédé avec un second procédé pour en augmenter 1' effica- cité. Le principe du déplacement par l'azote de l'oxygène dissous dans un liquide repose sur la Loi de Henry 1 " " La masse de gaz dissous dans liquide est proprotionnelle à la concentration de ce gaz dans l'atmosphère oui surmonte le liquide". Dès lors, si cette atmosphère est constituée par de l'azote pur, l'oxygène dissous diffusera vers l'atmosphère jusqu'à l'établissement 'un nouvel équilibre. La vitesse du processus est fonction notamment de l'importance de l'interface azote/liquide. Si l'azote est illsufflé dans le liquide au lieu d'entre simplement mis en contact à la surface, l'interface est considérablement augmentée, ce qui provoque une diffusion beaucoup plus rapide de Il oxygène. Ui, de plus, l'atmosphère d'azote pur a la surface est constamment renouvel, l'oxygène libre est évacué et l'effet de diffusion de l'oxygène ne peut pas tendre vers un équilibre. Pour mettre en oeuvre le procéde on utilise un injecteur d'azote constitué d'un Té en acier inoxydable, comportant un diffuseur en métal poreux consistant en une cartouche de métal fritté. Cet appareil est disposé sur la canalisation dans laquelle circule le liquide autorisant ainsi une ineufflation directe et continue. On se rapportera à la figure 2 pour examiner le schéma de l'injecteur d'azote et aux figures 3 et 4 pour analyser la mise en oeuvre de ce dispositif. Selon une première caractéristique de mise en oeuvre du procédé, l'injecteur 5 est disposé à l'entrée du bac de stockage 3. La pression d'injection d'azote est réglée pour être sensiblement supérieure à celle qui règne à la surface du liquide dans le bac. Le ciel de bac est alimenté en azote par 1' intermédiaire d'un détendeur. Une soupape tarée SI, limitant la pression dans cette zone,-permet l'évacuation vers 1' atmosphère libre de l'azote en excédent contenant l'oxygène diffusé, assurant ainsi le renouvellement de l'atmosphère d'azote pur. Ce dispositif permet de libérer la plus grande partie de 1 'oxygène contenu en solution dans le bac de stockage 3. Cependant, il reste en solution une quantité importante d' azote outil est nécessaire d'éliminer. Une caractéristique nouvelle de l'invention consiste à associer au procédé d'insufflation d'azote tel qu'il vient d'être décrit, un procédé de dégazage en dépression qui peut etre celui qui fait l'objet du brevet d'invention précité ou encore une variante simplifiée de ce procédé. Dans cette variante, la dépression est provoquée dans la canalisation de sortie du bac de stockage par une pompe de circulation 6, destinée à accélérer le débit de l'écoulement du liquide. Cette accélération a pour effet de créer dans le conduit en amont de la pompe 6 une dépression importante qui favorise le dégagement des gaz en solution. La pompe débouche dans une enceinte de débullage 7. Cette capacité a la forme d'un cylindre vertical et elle est norsalement remplie de liquide, mais le gaz libéré par l'action de la pompe 6 se dégage à la partie supérieure du eylindre. Celui-ci est surmonté de tubulure en verre dans laquelle le niveau du liquide descend progresaivement à mesure que le gaz s'accumule. Cette tubulure débouche à l'atmosphère à sa partie supérieure par l'intermédiaire d'une électrovanne V7. Une cellule photoélectrique, associée à un relais temporisé, repère le passage du ménisque liquide/gaz à un niveau déterminé dans la tubulure. Elle libère un signal qui provoque l'ouverture ou la fermeture de l'électrovanne 7, suivant que le ménisque se trouve au dessous ou au dessus du niveau re, permettant ainsi l'évacuation du gaz à l'atmosphère, qui se traduit par la remontée du liquide jusqu'au sommet de la tubulure. La temporisation du signal maintient l'ouverture de la vanne pendant le temps nécessaire à l'échappement du gaz libéré. La combinaison de l'insufflation d'azote et du débullage en dépression constitue l'une des caractéristiques nouvelles de l'invention, qui permet ainsi de distribuer un liquide pratiquement dépourvu de gaz en solution. Dans une autre variante telle qu'elle est décrite figure 4, l'injecteur d'azote 5 peut entre disposé indifféremment à l'entrée ou à la sortie du bac de stockage 3. Dans ce dernier cas, l'évacuation de l'oxygène ne se fait plus à la surface du bac, mais dans l'enceinte de débullage, en même temps que l'évacuation de azote. La pompe de circulation 6 est disposée en aval de l'enceinte de débullage 7. L'électrovanne V7 au lieu de déboucher à l'atmosphère, débouche dans une capacité 8 maintenue par une pompe à vide 9 à une dépression sensiblement supérieure à celle existant dans le débulleur. l'évacuation des gaz libérés se fait par l'ouverture de la vanne V7 commandée de la mne façon que dans le procédé décrit précédemment. REVENDICATIONS 1 - Procédé de production et de distribution de liquide de dialyse à plusieurs postes terminaux alimentant des reins artificiels, le liquide de dialyse étant ccnstitut par un mélange de concentré salin et d'eau adoucie dans des prupc.tions déterminées, com- prenant deux capacités de volume approprié et dont le niveau est contrôlé, recevant respectivement le concentré salin et l'eau adoucie, reliées à un bac de stockage, l'admission des composants dans les deux capacités et leur évacuation vers le bas de stockage étant commandées par des cellules photoélectriques et des électrovannes assurant ainsi la dilution des composants à un titre déterminé. 2 - Dispositif selon la revendication 1, le bac de stockage du liquide de dialyse présentant en aval et en amont du circuit de distribution deux résistivimetres sensi- bles aux variations de concentration du liquide et délivrant un signal provoquant 1' évecuation à l'égout du liquide dont la concentration diffère de celle oui est affichée sur la plage de tolérance des résistivimètres par contact de l'aiguille indicatrice sur les repères délimitant la marge de tolérance et déclenchement de l'ouverture, pulls de la fermeture d'électrovannes disposées sur le circuit et commandées par les résistivi êtres. 3 - Dispositif selon la revendication 2, le mélange homogène des composants dll liouide de dialyse et l'homogenéité de ce liquide étant améliorés par une capacité de grande section horizontale et de faible hauteur, dispose sur le circuit cle di@@bution entre les deux esp2eités réceptrices des composants et le bac de stockage, imposant ainsi le mélange de couches de composants de densités différentes. 4 - Dispositif selon la revendication 3, la séparation des gaz en solution dans le liquide de dialyse étant assurée par un injecteur d'azote disposé sur le circuit de distribution avant le bac de stockage, associé à une pompe d'accélération du débit du liquide créant une dépression dans le bac de stockage où l'oxygène dissous diffuse par le fait de l'admission d'azote à la partie supérieure du bac et de son évacuation vers l'atmosphère en continu, et par une enceinte de débullage en aval de le polie dsaccéle- ration dans laquelle l'azote demeurant dans le liquide de dialyse est évacuée par échap pement automatique à l'atmosphère à la partie supérieure de l'enceinte de débullage. 5 - Dispositif selon @@ revendication 4, l'échappement de l'azote dans l'enceinte de débullage étant amélioré par la mise en relation de la partie supérieure de 1' enceinte de débullage avec une capacité mise en dépression par une pompe à vide.