Brevet FR2548026A1 — publié le 19850104

$ 48026 L'invention concerne une commande ayant des réserves spéciales de sécurité pour un coeur artificiel pneumatique Un tel coeur est commandé habituellement par une commande se trouvant à l'extérieur du corps Cette commande doit se distinguer par une sécurité de fonctionnement particulièrement élevée Au contraire d'autres organes artificiels, comme par exemple les reins artificiels, une perturbation de la commande d'un coeur artificiel provoque un risque immédiat de 10 décès La commande doit comporter,en plus de composants sélectionnés spécialement pour leur fiabilité,également une structure qui renforce la sécurité du système. Dans les pompes de sang commandées pneumatiquement, on connaît des commandes dans lesquelles l'air 15 sous pression est modulé de telle façon,par des soupapes magnétiques actionnées par impulsions, qu'elle peut entraîner les pompes pneumatiques de sang En outre, il est connu que cet air sous pression pulsatoire est produit par des pistons pneumatiques réversibles Dans 20 une autre variante, on utilise des compresseurs réversibles de rotation pour produire l'air pulsatoire sous pression Une sécurité renforcée ne pouvait jusqu'ici être obtenue qu'en sélectionnant de façon toute particulière les éléments de structure et en tenant prête 25 une commande de remplacement en cas de déficience d'une commande Ces commandes sont habituellement cependant très lourdes et volumineuses, de sorte qu'un mouvement local du patient n'est guère possible déjà avec une commande, ce qui rend encore plus difficile un fonction30 nement de remplacement En outre, dans le cas de la déficience d'une commande, il faut réintroduire deux conduites pneumatiques, ce qui augmente encore le risque. Le problème qui est à la base de la présente invention est de pouvoir se passer d'une commande de 35 remplacement tout en ayant cependant une sécurité de système nettement renforcée vis-à-vis d'une commande unique Ce problème est résolu selon la présente invention 254802 & en ce qu'on utilise pour le ventricule gauche ainsi que pour le ventricule droit une commande individuelle respective; les commandes ne sont pas accouplées l'une à l'autre mécaniquement et électriquement, mais sont 5 reliées cependant l'une à l'autre de telle maniêre, par des éléments de signalisation et d'écoulement d'air, que la commande destinée à la pompe de sang de gauche peut être remplacée par celle de la pompe de droite. A la base de cette propriété du système se trouve la 10 constatation que l'organisme pendant un temps limité ne dépend essentiellement que de la puissance de la pompe de sang de gauche et peut se dispenser de la fonction de la pompe de sang de droite pendant un laps de temps assez court ou assez long Si la commande 15 de droite est ainsi déficiente par une perturbation mécanique ou électrique, ceci ne provoque pas un péril direct pour le patient et il reste suffisamment de temps à disposition pour accoupler une nouvelle commandeSi la commande de gauche par contre est déficiente, 20 la commande de droite est inversée de telle manière, par le dispositif selon la présente invention, qu'elle travaille comme commande pour la pompe de sang de gauche. Cette inversion peut avoir lieu manuellement après que l'utilisateur de la commande a été rendum attentif 25 à une panne de fonctionnement par une alarme ou bien l'inversion peut également avoir lieu automatiquement. En tant que signal approprié, on peut utiliser alors la pression moyenne dans le système de flexible d'air sous pression de la commande de gauche qui se trouve 30 nettement au-dessus du zéro lors du fonctionnement de la commande de gauche Si cependant la commande de gauche est déficiente, cette pression baisse à une valeur bien plus faible au voisinage du point nul. Cette chute de pression peut être utilisée par un systè35 me mécanique pour effectuer une inversion La prise de valeur moyenne de la pression peut avoir lieu alors de façon simple par un tube capillaire et l'inversion elle-même au moyen d'un élément à ressort qui, dans le cas d'un fonctionnement normal-, est contrarié par la pression moyenne dans le système de commande de gauche L'inverseur doit être réalisé de manière que 5 la pompe de sang de gauche soit désaccouplée du système de commande de droite et que le système de commande de gauche défectueux soit séparé également de la conduite d'arrivée à la pompe de sang de gauche L'inverseur doit être réalisé alors de façon appropriée de manière 10 qu'il travaille de façon bistable, c'est-à-dire qu'il soit stable dans les deux positions d'extrémité, mais qu'il soit instable dans la position centrale. Dans une autre forme de réalisation, cette inversion peut avoir lieu également par un élément 15 électromécanique de positionnement qui provoque l'inversion d'après une analyse des signaux de pression ou aussi des signaux de commande Après l'inversion, la commande de droite doit alors per soudainementcontreune pression plus élevée Cette prise en charge soudaine 20 de la puissance de pompage de gauche peut être fournie selon la présente invention d'une façon simple et sûre en pilotant la commande d'après une courbe de volume nominale et non d'après une courbe de pression nominale. En fonctionnement normal, le réglage des deux commandes 25 l'une par rapport à l'autre a lieu de manière que la commande de gauche soit pilotée par la pression de l'oreillette de gauche ou par la pression artérielle pulmonaire de gauche Ces pressions peuvent être mesurées, soit directement soit indirectement, ou bien 30 elles sont obtenues par des signaux qui sont produits à partir de l'analyse de la pression pneumatique de refoulement de la pompe de gauche dans la phase d'aspiration. Les avantages obtenus avec la présente 35 invention résident spécialement dans le fait qu'au lieu de disposer ou de placer concurrement une commande complète de remplacement, on obtient une sécurité à peu près égale à ce cas par une propriété du système de la commande selon la présente invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résulteront de la description 5 détaillée qui va suivre de formes de réalisation qui est faite à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux dessins, sur lesquels: la figure 1 représente le schéma théorique de la commande de sécurité; _ -la figure 2 illustre le soéa de ccmutation; et -la figure 3 est une vue schématique d'un inverseur mécanique automatique. La figure 1 représente la poee de sang de gauche 1 et la p O Epe de sang de droite 2 qui sont ommarndées par la ommande 3 15 (ici un piston) ou la camade 4 L'impulsion de pression est transmise depuis les conduites flexibles 5 et 6 En fonctionnrt nornmal, les soupapes 7 et 8 sont ouvertes, tandis que la soupape 9 est fermée Si la commande de droite 4 est déficiente, la commande de gauche 3 peut assurer toute la puissance 20 du circuit Si cependant c'est la commande de gauche 3 qui est déficiente, elle est alors séparée de la pompe de sang 1 par la soupape 7, la commande de droite 4 est séparée par la soupape 8 de la pompe de droite 2 et est commutée par l'ouverture de la soupape 9 sur 25 la pompe de gauche 1 De ce fait, la commande de droite 4 prend alors en charge toute la puissance du circuit. A la figure 2, la partie supérieure montre le fonctionnement normal avec des conduites flexibles 5 et 6 à parcours libre et la soupape 9 fermée séparant 30 les systèmes La partie inférieure montre la condition dans le cas de perturbations: les deux pompes sont bloquées par les soupapes 7 et 8 par rapport à leurs commandes d'origine, tandis que la soupape 9 est ouverte. A la figure 3 qui représente un inverseur 35 mécanique automatique, on voit entre la commande de gauche 3 et la soupape 7 une dérivation avec le tube capillaire 10 Tant que la commande 3 est capable de fonctionner, il y a dans le système une pression pulsatoire dont le capillaire 10 prend la moyenne en fonction du temps et qui agit comme une pression positive en moyenne en fonction du temps, sur le piston 11, 5 tout en comprimant ainsi un ressort 12 Lorsque la commande 3 est déficiente, la pression pulsatoire manque et le ressort 12 recomprime le piston 11 Ce mouvement de piston est utilisé pour provoquer les inversions de soupape décrites ci-dessus, de la manière conforme 10 à la présente invention L'élément de ressort bistable 13 agit alors de manière que les soupapes puissent. prendre seulement l'une des deux positions, normale ou perturbée, en évitant une position intermédiaire. REVENDICATIONS 1 Commande de sécurité-destinée à un coeur artificiel, caractérisée en ce que la pompe de sang ( 1, 2) pneumatique de gauche et de droite est commandée 5 par une commande pneumatique respective ( 3, 4) indépendante de l'autre et en ce que la commande de droite ( 4) peut être commutée comme commande de réserve pour la commande de gauche ( 3). 2 Commande de sécurité selon la revendica10 tion 1, caractérisée en ce que cette commutation a lieu automatiquement par un commutateur mécanique stable, la commutation ayant lieu au moyen d'un ressort ou d'un élément accumulateur d'énergie similaire qui, dans le cas de fonctionnement normal, est maintenu dans 15 une position d'extrémité par la pression de commande pneumatique de gauche dont on a pris la moyenne. 3 Commande selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisée en ce que la commutation de la commande de droite sur la commande de gauche 20 a lieu manuellement d'après une signalisation d'alarme. 4 Commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la commutation a lieu automatiquement au moyen d'un dispositif séparé de positionnement en fonction de 25 l'analyse du signal d'air sous pression de la pompe de gauche. Commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la commande de gauche et la commande de droite sont 30 pilotées par une courbe nominale de courant de volume d'air. 6 Commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le courant de volume de la commande de gauche est commandée 35 en fonctionnement normal par la pression de l'oreillette gauche et,lors de la déficience de la commande de gauche, la commande de droite est également commandée par la pression de l'oreillette gauche. 7 Commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le courant de volume d'air de gauche est commandé par 5 un signal qui est obtenu par l'analyse de la pression pneumatique de refoulement de la pompe de gauche dans la phase d'aspiration.