Brevet FR2520621A1 — publié le 19830805

La présente invention concerne un dispositif de dialyse comportant un dialyseur qui est pourvu de deux chambres sépa- rées par une membrane et dont l'une est branchée dans un circuit de dialysat et l'autre dans un circuit de sang, une pompe d'aspiration disposée dans le circuit de dialysat et réglée en fonction de la pression de traversée de membrane un dispositif à valve assurant l'isolement du circuit de dia- lysat par rapport à une source de dialysat et un dispositif de mesure de volume relié par l'intermédiaire d'une valve au circuit de dialysat et servant à mesurer le volume de trop- plein lorsque la source de dialysat est fermée. La fonction d'un tel dispositif de dialyse est d'épurer le sang de patients atteints d'urémie par l'intermédaiire d'une membrane semiperméable A cet effet, on fait passer un liquide de dialyse dans la chambre du dialyseur pendant que le sang à épurer s'écoule de l'autre côté de la membrane En dehors de l'épuration, on doit également extraire du patient l'eau qui a emmagasinée en excès Cela est réalisé en appliquant à la membrane une différence de pression (pres- sion de traversée de membrane) de manière que le côté parcouru par le sang ait une pression positive et celui parcouru par le liquide de dialyse ait une pression négative Plus la pres- sion de traversée de membrane est élevée, plus l'extraction de liquide est importante. A cause de la large dispersion des puissances d'ultra- filtration entre les différents dialyseurs, il est nécessaire de contrôler l'extraction de liquide, par exemple par une pesée régulière d'un patient ou bien par l'utilisation d'une bascule de lit Une insécurité résulte cependant du fait qu'on doit présélectionner la pression de traversée de membrane pour atteindre la quantité d'ultrafiltration désirée Il serait encore plus intéressant de préselectionner non pas la pression de traversée de membrane ou la dépression du liquide de dia- lyse mais directement de régler ou d'indiquer la quantité désirée d'ultrafiltration En principe, il est possible d'obte- nir une indication de la-quantité d'ultrafiltration par l'utilisation de débitmètres de précision Cependant, malgré l'utilisation d'appareils de mesure extrêment précis, il n'est possible d'effectuer la mesure qu'avec une précision très limi- tée car la quantité d'ultrafiltration est très faible par rapport à la quantité de dialysat. Un dispositif de dialyse connu du type défini ci-dessus (brevet US 3 844 940) comporte un dispositif de commutation à l'aide duquel on peut isoler le circuit de dialysat contenant une chambre du dialyseur par rapport à la source de dialysat. Une pompe d'aspiration réglée et branchée en aval du dialyseur doit maintenir constante la pression de traversée de membrane pendant une phase d'interruption La quantité de liquide sortant dans ce cas du dialyseur correspond essentiellement à la quan- tité d'ultrafiltration Elle est canalisée dans un récipient de mesure qui comporte un appareil de mesure de niveau se com- posant de deux électrodes de condensateur De cette manière, on mesure la quantité de l'ultrafiltrat produite dans la phase d'interruption. Un inconvénient rencontré avec le dispositif de dialyse connu consiste en ce que, pour la détermination de la pression de traversée de membrane, on ne fait intervenir qu'une mesure de la pression sanguine Cette valeur de pression sanguine est comparée à la pression apparaissant à la sortie de la chambre de dialysat et la différence est utilisée comme pression de traversée de membrane Du fait que dans la phase d'interrup- tion, le dialysat ne passe pas dans le dialyseur, la résistance à l'écoulement ou la baisse de pression dans le dialyseur n'est pas prise en considération lors de la mesure de la pression de traversée de membrane En outre, la pression sanguine vei- neuse, qui est mesurée sur le patient, ne fournit aucune valeur repréentative de la pression régnant dans la chambre de sang du dialyseur Pendant la phase de mesure, il règne par consé- quent dans le dialyseur des conditions de pression qui diffè- rent fortement des conditions de pression régnant dans la phase de travail Le dispositif de mesure de la pression de traversée de membrane règle, dans la phase de mesure, la pompe d'aspira- tion d'une manière qui ne correspond pas aux conditions existant dans la phase de travail En outre, avec le système connu, on a affaire simplement à un système de mesure qui n'indique pas de quelle manière la pression de traversée de membrane doit être modifiée pour obtenir un écoulement d'ultrafiltra- tion désiré Enfin, le dispositif de mesure de volume, qui opère avec deux électrodes, est relativement imprécis car son résultat de mesure est fonction de la conductivité de la solution de dialysat. L'invention a pour but de créer un dispositif de dia- lyse du type défini ci-dessus, qui permette, dans la phase 1 o de mesure, un maintien plus précis de la -constance de la pres- sion de traversée de membrane à la valeur à observer dans la phase de travail et qui permet ainsi une mesure plus précise de la quantité d'ultrafiltrat. Pour résoudre ce problème, il est prévu selon l'inven- tion que le liquide se trouvant dans le circuit de dialysat soit également mis en circulation, lorsque la source de dialy- sat est fermée, sous l'effet de la pompe d'aspiration dans le dialyseur, la pression de traversée de membrane étant main- tenue constante par régulation de la pompe d'aspiration. Avec le dispositif de dialyse conforme à l'invention, il s'établit dans la phase de mesure, c'est-à-dire lorsque la source de dialysat est fermée, une circulation constante du dialysat dans le circuit de dialysat contenant le dialyseur. De cette manière, on entretient dans le dialyseur la même baisse de pression que celle existant également dans la phase de travail Les conditions dans lesquelles la pression de traversée de membrane est déterminée dans les deux phases sont par conséquent identiques Il en résulte que la pression de traversée de membrane, qui est maintenue constante par la régulation de la pompe d'aspiration, est exactement mainte- nue à la même valeur dans les deux phases Il est important notamment que ce maintien de la constance de la pression de traversée de membrane soit indépendant de la baisse de pression dans le dialyseur, c'est-à-dire indépendant de la résistance à l'écoulement dans le dialyseur Du fait que cette résistance à l'écoulement est fonction du type du dialyseur utilisé et que, pour un même type, il peut également exister une 25206 gl dispersion des appareils, la pression de traversée de membrane est maintenue, dans le dispositif de dialyse conforme à l'in- vention, indépendamment du type de dialyseur utilisé à une valeur constante avec une très grande précision Cela permet une mesure précise de la quantité d'ultrafiltrat, auquel cas la valeur mesurée dans la phase de mesure correspond exactement à la valeur qui existe dans la phase de travail. Conformément à un mode avantageux de réalisation de l'invention, il est prévu que le circuit de dialysat soit relié 1 O par l'intermédiaire d'un dispositif à valve à la source de dialysat et à une décharge et que, dans l'une des conditions de commande du dispositif à valve, le circuit de dialysat cons- titue un circuit séparé de la source de dialysat et de la décharge et qui contient l'une des chambres du dialyseur, la pompe d'aspiration et le raccord de trop-plein du dispositif de mesure de volume Le dispositif de mesure de volume se compose d'un récipient qui contient la même quantité de liquide que celle parvenant additionnellement dans le circuit dans la phase de mesure Cette quantité de liquide correspond au volume de l'ultrafiltrat Le dispositif de mesure de volume fonctionne par exemple avec un appareil de mesure de niveau à ultrasons, des cellules photoélectriques qui sont placées à différents niveaux ou des organes semblables, pour mesurer avec une grande précision la quantité de tropplein qui est refoulée hors du circuit. Avantageusement, il est prévu dans le circuit de dialy- sat, en amont du dialyseur en considérant la direction d'écoule- ment, une pompe de refoulement volumétrique Cette pompe de refoulement sert à entretenir l'écoulement, duquel cas la pompe d'aspiration est réglée de telle sorte qu'elle produise, dans la chambre de dialysat du dialyseur placée entre ces deux pompes, une dépression par rapport à la pression régnant dans la chambre de sang du dialyseur. Il est possible de mesurer avec précision la pression de traversée de membrane par le fait que les entrées et les sorties de deux chambres du dialyseur sont reliées respective- ment à un dispositif de mesure de pression et que la pression de traversée de membrane est déterminée par établissement d'une moyenne des deux valeurs de pression régnant de chaque côté de la membrane et par soustraction des valeurs moyennes de pression Une telle méthode de mesure permet de déterminer une "pression moyenne de traversée de membrane", c'est-à-dire la différence de pression correspondant au milieu de la membrane du dialyseur Ainsi, on tient compte des pertes de charge qui se produisent dans les deux chambres du dialyseur par suite des résistances à l'écoulement desdites chambres. Le dispositif de mesure de volume comporte un trop- plein qui peut être relié par l'intermédiaire d'une valve à l'entrée de la pompe d'aspiration Il est possible de cette manière d'effectuer une désinfection et un rinçage. Dans le dispositif de dialyse conforme à l'invention, il est prévu, conformément à un mode avantageux de fonctionnement, que la pression de traversée de membrane TMP 2 à régler soit déterminée en correspondance à la relation tl TMP l TMP 2 = TP t 2 o TMP 1 désigne la pression de traversée de membrane réglée au préalable et t 1 désigne le temps nécessaire pour remplir, pour cette pression de traversée de membrane TMP 1, un volume prédéterminé V du dispositif de mesure tandis que t 2 désigne le temps qui est nécessaire pour le remplissage du volume V pour le débit désiré d'ultrafiltrat. En principe, il est également possible d'effectuer, à la place de mesure de temps dans le processus de mesure décrit ci-dessus, également une mesure de volume A cet effet, il est prévu que la pression de traversée de membrane TMP 2 à régler soit obtenue en correspondance à la relation V 2 TMP 2 = TMP 1 V 1 o V 1 désigne le volume débordant du circuit fermé pendant un intervalle de mesure prédéterminé et pour la pression de traversée de membrane existante TMP l tandis que V 2 dési- gne le volume débordant dans le même temps de mesure dans le cas du débit d'ultrafiltrat désiré. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente un exemple de réalisation de l'invention. Le dialyseur 10 représenté schématiquement comporte deux chambres 101, 102 qui sont séparées l'une de l'autre par une membrane 103 La chambre 101 est la chambre de dialysat et la chambre 102 la chambre de sang Dans un mode de réali- sation pratique, le dialyseur 10 peut se composer de faisceaux de fibres creuses, auquel cas on fait passer le sang dans les fibres creuses tandis que le dialysat passe autour des fibres creuses. On va supposer que l'écoulement de liquide de dialysat passant dans la chambre 101 correspond à un débit de 500 ml/min. Ce -courant s'additionne à un courant d'ultrafiltration prove- nant du patient Ce courant d'ultrafiltration s'élève par exemple à 5 ml/min et il doit être défini avec une précision de moins de 2 % Pour obtenir ce résultat, on doit mesurer le courant de liquide de dialysat sortant de la chambre 101 avec une erreur maximale de 0,2 o/oo Cela correspond par conséquent à un impératif de précision extrêmement élevé. La source de dialysat 1 est reliée, par l'intermédiaire d'un distributeur de commutation 2 et d'une zone d'étrangle- ment 3, à la pompe de refoulement volumétrique 6 Cette pompe de refoulement 6 est reliée, par l'intermédiaire du distri- buteur 7, à l'entrée l Ola de la chambre 101 du dialyseur La sortie 101 b de la chambre 101 est reliée à l'entrée de la pompe d'aspiration 13, dont la sortie est reliée par l'intermédiaire d'un distributeur 14 à la sortie 15. Lorsque les distributeurs 2,7 et 14 se trouvent ensemble dans la position 1/2, le dialysat est fourni au dialyseur par la source de dialysat 1 par l'intermédiaire de la pompe de refoulement 6 et il parvient à partir du dialyseur 10 et par l'intermédiaire de la pompe d'aspiration 13 à la décharge Les distributeurs 2,7 et 14 peuvent respectivement être commutés entre les positions 1/2 et 1/3 Les distributeurs 2 et 14 sont reliés entre eux et ils constituent le dispositif de distribution 2,14 Dans la position 1/3 de ce dispositif de distribution 2,14, la source de dialysat 1 est reliée direc- tement à la décharge 15 tandis que la sortie de la pompe d'aspiration 13 est reliée à l'entrée de la pompe de refoule- ment volumétrique. Les entrées et les sorties des deux chambres 101 et 102 sont respectivement reliées à un appareil de mesure de pression 8,9,11,12 Les appareils de mesure de pression 8 et 12 fournissent les valeurs de pression A et B à l'entrée et à la sortie de la chambre de dialysat 101 Dans un circuit de calcul 17, on détermine la valeur moyenne A + B à partir des valeurs de pression A et B De la même manière, les sorties des appareils de mesure de pression 9 et 11 asso- ciés à l'entrée et à la sortie de la chambre de sang 102 sont reliées à un circuit de calcul 18 qui détermine, à partir des deux valeurs de pression D et B, la valeur moyenne D + E Les sorties des circuits de calcul 17 et 18 sont reliées à un circuit de soustraction 19 qui établit à partir des signaux de sortie F et C des circuits de calcul la différence F C. Le signal de sortie du circuit de soustraction 19 constitue la valeur moyenne mesurée de la pression de traversée de mem- brane TMP La valeur TMP est comparée dans un circuit compara- teur 20 avec la valeur préréglée de consigne TM Ps de la pression moyenne de traversée de membrane et la différence entre les deux valeurs est utilisée pour la régulation de la pompe d'aspiration 13 De cette manière, on obtient que la pompe d'aspiration 13 établisse constamment une force d'aspiration telle que la pression moyenne de traversée de membrane TMP soit maintenue à la valeur de consigne TMP dans le dialyseur s 10. L'entrée de la pompe de refoulement 6 est reliée par l'intermédiaire d'une valve 4 à l'extrémité inférieure d'un récipient de mesure 5 placé en position verticale L'extrémité supérieure du récipient de mesure 5 est reliée par l'in-er- médiaire d'un distributeur 16 placé dans la position 1/2 à l'atmosphère en vue d'assurer une ventilation ou bien dans la position 1/3, à l'entrée de la pompe d'aspiration 13. Dans la phase de travail, la pompe de refoulement 6 produit un écoulement de dialysat entre la source de dialysat 1 et le dialyseur 10 par l'intermédiaire du distributeur 2 et de l'étranglement 3 et du distributeur 7 La pompe d'aspi- ration réglée 13 produit dans la chambre 101 la dépression préréglée par rapport à la chambre 102 Le dialysat contenant la fraction d'ultrafiltration s'écoule par l'intermédiaire du distributeur 14 vers la décharge 15 Peu après que la valeur de consigne TMP 8 de la pression de traversée de membrane, réglée initialement, soit atteinte, les distributeurs 2 et 14 sont commutés sur les voies 1/3 Simultanément, la valve 4 est ouverte La phase de mesure est ainsi enclenchée A l'aide de la pompe de refoulement 6, le dialysat est recyclé dans le circuit déjà isolé de la source de dialysat 1 et de la déchar- ge 15 Du fait que le volume augmente par suite de la quantité d'ultrafiltrat, le dialysat passant par l'intermédiaire de la valve 4 monte dans le récipient de mesure 5 Dans le réci- pient de mesure, il est prévu un dispositif de mesure de niveau. La vitesse de montée du liquide fournit une mesure de la quan- tité d'ultrafiltrat obtenue Avec ce résultat, il est possible de calculer la valeur moyenne de la pression de traversée de membrane qui est nécessaire pour obtenir la quantité préselec- tionnée d'ultrafiltrat par l'algorithme suivant: En désignant par: V: le volume de la chambre de mesure, QUF: le débit désiré d'ultrafiltration t 2: le temps nécessaire pour remplir le volume V avec le débit QUF TMP 1: la pression de traversée de membrane réglée initialement t 1: le temps mesuré qui est nécessaire, sur la base de la valeur TMP 1, pour remplir le volume V, TMP 2: La pression de traversée de membrane qui doit être réglée pour atteindre le débit d'ultrafiltrat QUF' on obtient t 2 = V 2 QUF TMP 2 = t TMP 1 t 2 Après achèvement de la mesure et du calcul, le dispositif de mesure fait à nouveau passer les distributeurs 2 et 14 sur les voies 1/2 de sorte que la phase de travail est à nouveau enclenchée Sous 11 effet de la pression négative s'établissant entre l'étranglement 3 et la pompe de refoulement 6, l'appareil de mesure 5 est vidé jusqu'à ce qu'on atteigne le niveau zéro. Lorsque ce niveau est atteint, la valve 4 est à nouveau fermée. Du fait que, en cours de dialyse, le facteur d'ultra- filtration du dialyseur 10 peut changer, il est nécessaire de déterminer à nouveau, à intervalles réguliers, le débit d'ultrafiltration du dialyseur Dans ce but, on répète la mesure à intervalles présélectionnés. Fondamentalement, on peut appliquer le principe qui a été décrit cidessus en référence à une mesure de temps en vue d'effectuez également une mesure de volume Dans ce cas, en désignant par: V 1 = volume atteint pour la valeur TM Pl V 2 = volume atteint pour le débit QUF dans le récipient de mesure, et t 3 = temps de mesure constant, on obtient V 2 QUF * t 3 TMP 2 = v 2 TMP 1. A la fin de la dialyse, il est nécessaire de désinfec- ter l'ensemble du système et d'effectuer ensuite un rinçage. Dans ce but, le distributeur 16 est commuté de la position 1/2 dans la position 1/3 et la valve 4 est ouverte Simultané- ment la pompe de refoulement 6 est réglée à la moitié de sa vitesse de rotation normale de façon à faire passer un courant Z 0621 partiel de la solution désinfectante par les raccords court- circuités 101 a et 10 lb du dialyseur 10 et l'autre courant partiel dans le récipient de mesure 5 Au bout d'un temps de rinçage suffisant, la désinfection est arrêtée. On traite des patients déterminés par ce qu'on appelle une thérapie séquentielle Cela signifie qu'initialement on effectue une ultrafiltration sans écoulement de dialysat et que, après une déshydratation suffisante du patient, et en réduisant ou en arrêtant simultanément l'ultrafiltration, on passe sur la dialyse Dans ce but, il est prévu le distri- buteur 7 pour pouvoir couper l'arrivée de dialysat dans le dialyseur 10. REVENDICATIONS 1 Dispositif de dialyse comportant un dialyseur qui est pourvu de deux chambres séparées par une membrane et dont l'une est branchée dans un circuit de dialysat et l'autre dans un circuit de sang, une pompe d'aspiration disposée dans le circuit de dialysat et réglée en fonction de la pression de traversée de membrane, un dispositif à valve assurant l'isole- ment du circuit de dialysat par rapport à une source de dialy- sat et un dispositif de mesure de volume relié par l'intermé- diaire d'une valve au circuit de dialysat et servant à mesurer le volume de trop-plein lorsque la source de dialysat est fermée, caractérisé en ce que le liquide se trouvant dans le circuit de dialysat est également mis en circulation, lorsque la source de dialysat ( 1) -est fermée,. dans le dialyseur par l'intermédiaire de la pompe d'aspiration ( 13), la pression de traversée de membrane étant maintenue constante par régulation de la pompe d'aspiration ( 13). 2 Dispositif de dialyse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de dialysat est relié par l'intermédiaire d'un dispositif distributeur ( 2,14) à la source de dialysat ( 1) et à une décharge ( 15) et en ce que, dans l'une des conditions de commande du dispositif distributeur ( 2,14), le circuit de dialysat constitue un circuit séparé de la source de dialysat ( 1) et de la décharge ( 15) et qui contient l'une des chambres ( 101) du dialyseur, la pompe d'aspiration ( 13) et le raccord de trop-plein pour le dispositif de mesure de volume ( 5). 3 Dispositif de dialyse selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu une pompe de refoule- ment volumétrique ( 6) en amont du dialyseur ( 10), en considé-_ rant la direction d'écoulement. 4 Dispositif de dialyse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les entrées et les sorties des deux chambres ( 101,102) du dialyseur ( 10) sont respectivement reliées à un dispositif de mesure de pression ( 8,9,11,12) et en ce que la pression de traversée de membrane est déterminée par établissement de moyenne des deux valeurs de pression (A,B; D,E) de chaque côté de la membrane ( 103) et par soustraction des valeurs moyennes de pression (C,F). Dispositif de dialyse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de volume ( 5) comporte un trop-plein qui peut être relié par l'intermé- diaire d'un distributeur ( 16) à l'entrée de la pompe d'aspira- tion ( 13). 6 Dispositif de dialyse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif d'étranglement ( 3) entre la source de dialysat ( 1) et le dispo- sitif de mesure de volume ( 5). 7 Mode de mise en oeuvre du dispositif de dialyse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pres- sion de traversée de membrane (TMP 2) à régler est obtenue en correspondance à la relation: t 1 TMP 1 TMP 2 t 2 o TMP 1 désigne la pression de traversée de membrane réglée au préalable et t 1 désigne le temps qui est nécessaire pour remplir, avec cette pression de traversée de membrane TMP 1, un volume prédéterminé V du dispositif de mesure de volume tandis que t 2 désigne le temps nécessaire pour le remplissage du volume V pour le débit d'ultrafitrat désiré. 8 Mode de mise en oeuvre du dispositif de dialyse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pres- sion de traversée de membrane (TMP 2) à régler est obtenue en correspondance à la relation: TMP 2 = 2 TMP 1 V 1 o V 1 désigne le volume débordant du circuit dans un temps prédéterminé de mesure pour la pression de traversée de membrane existante TMP 1 tandis que V 2 désigne le volume débordant pendant le même temps de mesure pour le débit d'ultrafiltrat désiré.