Brevet FR2457694A1 — publié le 19801226

L'invention concerne un procédé dthémofiltration ainsi qu'un appareil à fonctionnement automatique pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le traitement par hémofiltration est un procédé thérapeutique actuellement couramment employé. Ce traitement permet l'épuration du sang des urémiques et il se substitue ainsi efficacement à la fonction rénale défaillante. Le principe de ce traitement est le suivant On fait circuler le sang du patient à Itextérieur de 11 organisme dans un circuit extracorporel qui comporte entre autres éléments une membrane semi-perméable. On extrait alors par ultrafiltration au travers de cette membrane une certaine quantité de liquide comprenant des éléments nocifs à éliminer tels que certains déchets azotés comme l'urée ou l'acide urique. Simultanément, on injecte dans le circuit extracorporel, en amont ou en aval de la membrane semi-perméable une certaine quantité de liquide stérile. La composition de ce liquide est voisine de celui qui est extrait par filtration à travers la membrane, le liquide injecté ne contenant pas,bien stries éléments à éliminer. Sebn ce traitement, un échange de l'ordre de 20 1 de liquide, réalisé 2 à 3 fois par semaine permet ainsi de suppléer efficacement à la fonction rénale défaillante. Lors de la mise en oeuvre de ce traitement, il est particulièrement important de maitriser ou contrôler la quantité de liquide extrait par rapport à la quantité de liquide injecté. Ce contrtle permet d'assurer l'équilibre volumique du patient. En effet, la différence entre le volume de liquide ultrafiltré et le volume de liquide injecté représente la perte de poids du patient au cours de la séance. On connait déjà des systèmes permettant la maitrise ou le contrôle des volumes de liquids échangésQ Ce contrôle est généralement effectué par pesée. On pèse en permanence l'ensemble des deux volumes de liquide filtré et injecté et par un système d'asservissement on règle soit la quantité de liquide injecté soit la quantité de liquide ultrafiltré. Ces systèmes connus de contrôle par pesée présentent plusieurs inconvénients. Ils sont relativement compliqués à mettre en oeuvre et ils nécessitent des systèmes de sécurité sophistiqués qui permettent d'éviter toute erreur dans la pesée des deux volumes, en particulier lors de 11 addition accidentelle d'un poids sur le système de pesée. Le but de la présente invention est précisément de procurer un procédé permettant lecontrôle des volumes de liquides et un appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé beaucoup plus simple et plus fiable que les systèmes connus mentionnés plus haut L'invention s'applique donc à un procédé d'épuration extra-rénale, par traitement dthémoSiltration du type consistant à faire subir une ultrafiltration à travers une membrane semi-perméable à une quantité donnée de liquide comprenant des éléments à éliminer circulant dans un circuit extracorporel et à remplacer par injection dans le sang du patient cette quantité extraite et ultrafiltrée par une certaine quantité de liquide de composition convenable.Ce procédé est caractérisi par le fait que l'oncontrôle la perte pondérale nécessaire du patient par une mesure volumétrique de la quantité de liquide injecté et de l'ensemble ou d'une partie de la quantité de liquide ultrafiltré. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé se déroule d'une manière cyclique, la période d'injection ne débutant que lorsque la période d'ultrafiltration est terminée et réciproquement. D'autre part, on peut prévoir d'effectuer une mesure volumétrique de la quantité de liquide ultrafiltré diminuée de la quantité correspondante à la perte pondérale nécessaire du patient. Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, le passage de l'une à l'autre des périodes d'injection et d'ultrafiltration a lieu seulement après avoir obtenu des mesure volumétriques identiques de la quantité de liquide injecté et de la quantité de liquide ultrafiltré diminuée d'une quantité proportionnelle à la perte pondérale nécessaire du patient. L'invention s'applique également à un appareil permettant la mise en oeuvre du procédé précité. Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend une membrane semi-perméable formant paroi de séparation entre deux compartiments dont un est relié à 11 égout par un circuit d'ultrafiltration comprenant un moyen de mesure du volume de 11 ensemble ou d'une partie du liquide ultrafiltré et dont l'autre est relié au circuit extracorporel du patient et à une réserve de liquide à injecter de composition convenable par l'intermédiaire d'un circuit dtinjection comprenant un moyen de mesure du volume de liquide à injecter. Le procédé et l'appareil de l'invention permettent ainsi de déterminer précisément les volumes de liquide à injecter et à filtrer et par conséquent de contrtler efficacement la perte pondérale du patient. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre et faite en référence aucdessinsschématiquesannexés donn uniquement à titre d'exemples illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la saure 1 est une vue schématique de l'appareil d'hémofiltration suivant L'invention - la figure 2 est une vue schématique d'une partie de l'appareil sebn un second mode de réalisation de l'invention. L'appareil d'hémofiltration représenté sur la figure 1 comprend une membrane semi-perméable 1 formant paroi de séparation entre deux compartiments 2 et 3. Le compartiment 3 est traversé par le circuit extracorporel 4 du patient dans lequel circule le sang de celui-ci. Le compartiment 2 est relié à un circuit 5 d'ultrafiltration dans lequel circule le liquide filtré. Le compartiment 3 est relié àin circuit d'injection 6 dans lequel circule le liquide à injecter dans le sang du patient en remplacement du liquide filtré. Le circuit d'ultrafiltration 5 va maintenant notre plus particulièrement décrit. Ce circuit comporte un premier conduit 7 dont l'une des extrémités débouche dans le compartiment 2. L'autre extrémité de ce conduit 7 est branchée sur deux autres conduits 8 et 9. Le conduit 9 débouche sur une conduite 10 menant à l'égout. Le conduit 8 relie au reste du circuit d'ultrafiltration un réservoir Il par l'intermédiaire d'une pompe volumique réversible 12. Les conduits 7 et 9 peuvent étire munis d'organes d'obturation 13 et 14 respectivement. Ces organes d'obturation peuvent être constitués par exemplepar des vannes. Un conduit 15 branché sur le conduit 7 relie au reste du circuit d'ultrafiltration un récipient mesureur 16 par l'intermédiaire d'une pompe volumétrique à débit variable 17. Le circuit d'injection 6 se compose d'unconduit 18 dont l'une des extrémités~ peut btre branchée soit directement sur la membrane soit sur le circuit extracorporel du patient. Dans ce dernier cas, le branchement peut se faire soit en amont soit en aval de la membrane semi-perméable. L'autre extrémité du conduit 18 est branchée sur deux autres conduits 19 et 20. Le conduit 19 relie au reste du circuit d'injection un réservoir 21 par l'intermédiaire d'une pompe volumétrique réversible 22. Le conduit 20 relie une réserve 23 au reste du circuit d'injection. Cette réserve 23 est destinée à contenir le liquide 24 de composition convenable destiné à être injecté dans le sang du patient. Les conduits 18 et 20 sont munis d'organes d'obturation 25 et 26 respectivement. Ces organes peuwnt titre du mtme type que ceux précédemment décrits au sujet du circuit d'ultrafiltration. Les réservoirs Il et 21 des circuits d'ultrafiltration et d'injection ont une capacité déterminée. Selon le mode de réalisation illustré par la figure 1 ces réservoirs sont munis de détecteurs de niveau 27 et 28*et et29 et 30 respectivement. Ces détecteurs de niveau peuvent être de tout type convenable, en particulier, ils peuvent être constitués par un système opto-électronique. Les détecteurs de niveau de chacun de ces réservoirs ont pour fonction de commander l'ouverture ou la fermeture des organes d'obturation placés dans leur circuit respectif. Cette commande des organes d'obturation sefait par l'intermédiaire d'un relais 31 auquel sont reliés respectivement les détecteurs de niveau et les organes dsobturation. Ce relais 31 assure de plus la coordination dans le temps de la commande de ces organes, ceci dans un but qui sera expliqué dans la description du fonctionnement de l'appareil qui va suivre. Le fonctionnement de 11 appareil est cyclique et il peut être décrit de la façon suivante. Le sang du patient circu#le dans le circuit extracorporel 4 dans un sens quelconque, soit du bas vers le haut soit du haut vers le bas en regardant la figure 1. Le sang passe alors dans le compartiment 3. Dans un premier temps, l'élément d'obturation 13 est ouvert et l'élément d'obturation 14 est fermé, la pompe 12 aspire l'ultrafiltrat à travers la membrane semi-perméable 1 et le refoule dans le réservoir 11,, Lorsque le liquide dans le réservoir Il atteint le niveau du détecteur 28, celui-ci provoque la fermeture de l'organe d'obturation 13 et l'ouverture de l'organe d'obturation 14. La pompe volumétrique 12 qui peut être commandée par le relais 31 aspire alors le liquide du réservoir Il et le refoule vers ltégout 10 jusqu'à ce que le niveau correspondant au détecteur 27 du réservoir Il soit atteint. A ce moment, le détecteur de niveau 27 provoquera la fermeture de l'organe d'obturation 14 et l'ouverture de organe d'obturation 13 et la pompe 12 refoulera de nouveau l'ultrafiltrat dans le réservoir 11. Simultanément, le circuit d'injection fonctionne de façon similaire. Dans un premier temps, l'organe d'obturation 25 est fermé alors que l'organe d'obturation 26 est ouvert. La pompe volumétrique 22 refoule le liquide# 24 de la réserve 23 vers le réservoir 21. Lorsque le liquide atteint dans le réservoir 21 le niveau du détecteur 30, celui-ci commande la fermeture de 1' organe d'obturation 26 et 1' ouverture de 1' organe d'obturation 25. La pompe 22, qui peut aussi être commandée par le relais 31, aspire le liquide du réservoir 21 et le refoule vers le circuit extracorporel jusqu'à ce que le liquide atteigne le niveau inférieur du réservoir 21 correspondant au détecteur 29.A ce moment, celui-ci ferme l'organe d'obturation 25 et ouvre l'organe d'obturation 26 et la pompe 22 recommence à aspirer le liquide 24. On désignera dans la suite du texte par période d'ultrafiltration, la période pendant laquelle la pompe 12 aspire l'ultrafiltrat à travers la membrane semi-perméable 1, l'organe d'obturation 13 étant ouvert l'organe 14 étant fermé. D'autre part, la période d'injection désignera la période pendant laquelle la pompe volumétrique 22 aspire le liquide contenu dans le réservoir 21 et l'injecte dans le circuit extracorporel 4 du patient, l'organe d'obturation 26 étant fermé l'organe 25 étant ouvert. Pendant la période d'ultrafiltration, la pompe 17 aspire une part du liquide ultrafiltré au travers de la membrane 1 et le refoule vers un récipient mesureur 16. La pompe 17 est à débit variable de sorte que l'on peut programmer sa vitesse de façon à ce que le volume pompé au cours de la séance dthémofiltration représente la perte volumique nécessaire du patient. Le récipient mesureur 16 peut par exemple être muni de graduation permettant à l'utilisateur de l'appareil de savoir si le volume nécessaire a été obtenu. Le fonctionnement de l'appareil est cyclique en ce sens qu'à chaque période d'injection est associée une période d'ultrafiltration et en ce qu'en plus, selon un mode de réalisation préféré, les deux périodes précitées se succèdent l'une à l'autre dans le temps. Selon le mode de réalisation décrit et illustré, la période d'injection ne peut débuter que lorsque la période d'ultrafiltration est terminée et réciproquement. Ceci est assuré par le relais 31 qui coordine en plus la commande dans le temps des organes d'obturation 25 et 13. D'autre part, les volumes compris entre les détecteurs de niveau des deux réservoirs sont identiques. Le procédé et l'appareillage de l'invention permettent ainsi de contrôler efficacement la perte pondérale du patient. En effet, après chaque cycle correspondant à une période d'ultrafiltration et une période d'injection, on a filtré et soustrait au sang du patient un volume V1 de liquide. Ce volume correspond à la somme de deux volumes, un volume V1 et Vg Le volume Vt1 correspond au volume du réservoir 11 situé entre les Seawc correspondar*s aux détecteurs 27 et 28. Le volume V"1 correspond à celui qui a été aspiré par la pompe 17 dans le récipient mesureur 16 D'autre part, pendant la période d'injection, on a injecté dans le sang du patient un volume de liquide V2 Ce volume correspond au volume du réservoir 21 compris entre les niveaux correspondant aux détecteurs 29 et 30. Etant donné que les volumes V'1 et V' 2 sont égaux il apparait que, à la fin d'un cycle, le patient a subi une perte volumique égale au volume V"1. A la fin de la séance d'hémofiltration, c'est-à-dire après la succession d'un nombre donné de cycles, le volume mesuré dans le récipient 16 correspondra exactement à la perte volumique nécessaire du patent. Le fonctionnement de l'appareil ayant lieu automatiquement, son emploi est particulièrement simple. D'autre part, la détermination de la perte volumique nécessaire du patient se fait par une série de mesures de volume. Comme ces mesures sont assez faciles à faire avec une bonne précision, l'invention procure un appareil précis et fiable. La figure 2 illustre un autre mode de réalisation d'une partie de l'appareil de l'invention. Les éléments de l'appareil identiques à ceux utilisés dans le cadre du mode de réalisation illustré par la figure 1 sont désignés par les mêmes références que dans cette figure. Selon le mode de réalisation de la figure 2, on prévoit deux conduits 32 et 33 reliant respectivement les conduits 19 et 8 des circuits d'injection et d'ultrafiltration. Ces deux conduits 32 et 33 sont tous les deux branchés sur les parties des conduits 8 et 19 situés entre les réservoirs Il et 21 et les pompes 12 et 22. De plus, ils sont chacun munis d'organes d'obturation 34 et 35. Enfin, les parties respectives des conduits 8 et 19 situées entre les branchements des conduits 32 et 33 sur chacun des conduits 19 et 8 sont aussi munies d'organes d'obturation 36 et 37. Au cours d'un cycle constitué par un remplissage et une vidange des réservoirs il et 21, les éléments d'obturation 34 et 35 sont fermés, les éléments d'obturation 37 et 36 sont ouverts. Au cours du cycle suivant, les éléments d'obturation 34 et 35 sont ouverts et les éléments d'obturation 36 et 37 sont fermés. Selon un tel système, le circuit dtinåection utilise durant un cycle le réservoir du circuit d'ultrafiltration et le réservoir du circuit d'injection durant le cycle suivant. Ceci permet d'éliminer totalement l'erreur due à une éventuelle différence du volume situé entre les détecteurs de niveau de chaque réservoir, Naturellement, de nombreuses variantes de l'invention sont possibles. En particulier, le procédé et le dispositif de la présente invention peuvent être utilisés dans le cas de la dialyse péritonéale. Dans un tel cas, on met en oeuvre le procédé en effectuant l'injection du liquide 24 dans la cavité péritonéale du patient. L'ultrafiltration se fait dans ce cas à travers le péritoine. D'autre part, les périodes d'ultrafiltration et d'injection sont disjointes dans le temps. L'appareil destiné à la mise en oeuvre de ce procédé est très voisin de celui représenté par les figures 1 et 2. Dans un tel cas, la membrane semi-perméable est remplacée par le péritoine du patient. Les conduits 7 et 8 de l'appareil sont branchés au cathéter utilisé pour la dialyse péritonéale. L'appareil fonctionne suivant le cycle suivant dans une première période on injecte un volume donné de liquide dans la cavité péritonéale. On laisse ensuite s'écouler un certain temps de façon à permettre la diffusion des impuretés au contact du péritoine. Dans un troisième temps, on extrait un volume de liquide identique au volume injecté, ce liquide extrait étant charge des impuretés à éliminer. Le relais 31 assure le déroulement et la succession correcte de ces différentes étapes. Le dispositif décrit permet alors un contrtle précis et fiable des échanges hydrauliques en cours de dialyse. Naturellement, on pourra utiliser sans sortir du cadre de :b présente invention tous les moyens convenables autres que ceux spécifiquement décrits pour la détection des niveaux de liquide, l'obturation des conduits ou la circulation des liquides à l'intézeur des différents circuits de leappareil. On pourra aussi utiliser des réservoirs de volumes différents. Cette différence pourra être calculée de manière à ce que son produit par le nombre de cycles dans une séance correspon de à un volume égal à la perte volumique du patient. Dans un tel cas le circuit 15 et la pompe 17 ne sont plus nécessaires. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent, REVENDICATIONS 1. Procédé d'épuration extra-rénale, par traitement dthémofiltration, du type consistant à faire subir une ultrafiltration à travers une membrane semi-perméable à une quantité donnée de liquide comprenant des éléments à éliminer, circulant dans un circuit extracorporel et à remplacer par injection dans le sang du patient cette quantité extraite et ultrafiltrée par une certaine quantité de liquide de composition convenable, caractérisé en ce que l'on contrôle la perte pondérale nécessaire du patient par une mesure volumétrique de la quantité de liquide injecté et de l'ensemble ou d'une partie de la quantité de liquide ultrafiltré. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractéris en ce qu'il se déroule d'une manière cyclique, la période d'injection ne débutant que lorsque la période d'ultrafiltration est terminée et réciproquement. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on effectueine mesure volumétrique de la quantité de liquide ultrafiltré diminuée de la quantité correspondante à la perte pondérale nécessaire du patient. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'on passe d'une période à l'autre seulement après avoir obtenu des mesures volumétriques identiques de la quantité de liquide injecté et de la quantité de liquide ultrafiltré diminuée d'une quantité proportionnelle à la perte pondérale nécessaire du patient. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'injection se fait dans la cavité péritonéale du patient, l'ultrafiltration se faisant à travers le péritoine et en ce que les périodes d'ultrafiltration et d'injection sont disjointes dans le temps, les volumes de liquide injecté et filtré étant égaux. 6. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une membrane semi-perméable formant paroi de séparation entre deux compartiments dont l'unest relié à L'égout par#un circuit d'ultrafiltration comprenant un moyen de mesure du volume de l'ensemble ou d'une partie du liquide ultrafiltré et dont l'autre est relié au circuit extracorporel du patient et à une réserve de liquide à injecter de composition convenable par l'intermédiaire d'un circuit d'injection comprenant un moyen de mesure du volume de liquide à injecter. 7. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le circuit dtinjection de liquide précité est branché sur le circuit extracorporel du patient. 8. Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le circuit d'ultrafiltration précité comporte une pompe volumétrique à débit variable débitant dans un récipient mesureur d'un volume de liquide ultrafiltré représentant la perte pondérale nécessaire du patient. 9. Appareil selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens précités de mesure des volumes des liquides ultrafil1;rie et injecté sont constitués chacun d'un réservoir de capacité détermine; chacun de ces réservoirs étant relié à la membrane semi-perméable précitée par l'intermédiaire d'une pompe volumétrique réversible. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pompe volumétrique réversible précitée du circuit d'ultrafiltration est reliée par des conduits séparés à la membrane semi-perméable d'une part et à 11 égout d'autre part, chacun des conduits précités comportant un organe d'obturation, en ce que la pompe volumétrique réversible précitée du circuit dtinåection est reliée par des conduits séparés à la membrane semi-perméable d'une part et à une réserve de liquide à injecter d'autre part, chacun des conduits précités comportant un organe d'obturation, et en ce que les réservoirs précités sont munis de détecteurs de niveaux commandant 1' ouverture ou la fermeture des organes d'obturation précités en vue d'obtenir la vidange ou le remplissage cyclique des réservoirs par les pompes volumétriques réversibles précitées. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu 'il comporte des moyens de coordination de la commande dans le temps des organes d'obturation précitées, lesdits moyens étant reliés aadétecteursde niveau précitésen vue de ne faire débuter l'injection dans le circuit extracorporel du liquide à injecter qu'une fois terminée la filtration du liquide à ultrafiltrer. 12. Appareil selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le réservoir précité de chacun des circuits d'injection et d'ultrafiltration est relié en outre au conduit reliant le réservoir de l'autre circuit à la pompe volumétrique réversible précitée de ce même autre circuit, chacun des conduits entre les pompes et les réservoirs étant muni d'un organe d'obturation de façon à ce que chaque pompe vide ou remplit tantôt l'un ou l'autre des réservoirs. 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que les volumes compris entre les détecteurs de niveau précités des deux réservoirs sont identique 14. Appareil selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce qu'il est applicable à la dialyse péritonéale, la membrane semi-perméable étant constituée par le péritoine relié par un cathéter aux circuits d'ultrafiltration et d' injection précités0