Brevet FR2647679A1 — publié le 19901207

DISPOSITIF ET PROCEDE DE MESURE DE L'ULTRAFILTRATION DANS UN REIN ARTIFICIEL La présente invention concerne le domaine technique du traitement extracorporel du sang par un rein artificiel. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif et un procédé de mesure de la quantité d'ultrafiltration. La demande de brevet EP 213.050 décrit un dispositif 20 permettant de mesurer l'ultrafiltration du sang en mesurant la quantité de liquide extraite du circuit de liquide de dialyse au moyen d'une pompe d'ultrafiltration 18. Le dispositif 20 est constitué essentiellement de deux récipients 21 et 22 possédant chacun une sonde de mesure 31 et 32 capables d'indiquer l'atteinte d'un niveau prédéterminé dans chacun des récipients. Chaque récipient est rempli grâce au liquide pompé par la pompe 18. Un jeu de vannes (23, 24, 25, 26) contrôlées de façon appropriée par l'organe 34 permet d'effectuer le remplissage d'un récipient pendant la vidange de l'autre récipient et vice-versa. Les sondes 31 et 32 envoient à l'organe 34 un signal électrique à chaque fois que le niveau prédéterminé est atteint; cet organe 34, connaissant le volume de chaque récipient, peut alors effectuer le calcul de la quantité de liquide ultrafiltré. Un tel dispositif manque cependant de précision dans le cas o le liquide pompé contient des bulles qui perturbent la détection du niveau par les sondes de mesure 31 et 32. En outre, une vitesse élevée de remplissage des récipients est un facteur critique qui rend la détection difficile et, dans le cas o le liquide mesuré provient d'une pompe d'ultrafiltration 18 à pulsations, la détection du niveau du liquide dans les récipients est perturbée. L'objet de la présente invention est donc de pallier aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un dispositif et un procédé de mesure de l'ultrafiltration permettant de s'affranchir de la présence de -4 bulles dans le liquide extrait du circuit de liquide de dialyse. Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif et un procédé de mesure de l'ultrafiltration peu sensible aux pulsations du liquide mesuré. Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif et un procédé de mesure de l'ultrafiltration permettant de réduire la vitesse de remplissage des récipients à l'approche des dispositifs de détection de niveau. Afin d'atteindre ces objets, la présente invention propose un dispositëf de mesure, dans un rein artificiel, de la quantité de liquide extraite du circuit de liquide de dialyse et correspondant à l'ultrafiltration du sang, comprenant: - un premier et un second récipients destinés à recevoir le liquide extrait, lesdits premier et second récipients étant pourvus chacun d'un détecteur de niveau capable de détecter la présence de liquide à un niveau prédéterminé et d'émettre en conséquence des signaux électriques, - des moyens de traitement desdits signaux électriques permettant d'établir la quantité de liquide extrait, - des moyens de communication sélective permettant de remplir et de vider alternativement lesdits premier et second récipients, - des moyens de vidange desdits premier et second récipients, caractérisé en ce qu'il comporte en outre: un troisième récipient relié d'une part audit circuit de liquide de dialyse et relié d'autre part, gràce auxdits moyens de communication sélective, auxdits premier et second récipients afin d'assurer alternativement leur remplissage. La présente invention a également pour objet un procédé de mesure, dans un rein artificiel, de la quantité de liquide extraite du circuit de liquide de dialyse et correspondant à l'ultrafiltration du sang consistant: - à remplir et à vider alternativement un premier et un second récipients à partir du liquide à mesurer, - à détecter la présence de liquide à un niveau prédéterminé dans chacun desdits récipients, - à émettre un signal électrique dès que ledit niveau est atteint, - & traiter ledit signal électrique afin de déterminer la quantité de liquide mesuré, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à réduire la vitesse de remplissage desdits premier et second récipients à l'approche dudit niveau prédéterminé. D'autres objets et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre en référence à la figure jointe qui illustre schématiquement, à titre d'exemple, et sans échelle déterminée, un mode de réalisation de la présente invention. Le dispositif de mesure comprend, de façon connue en soi, un premier récipient 1 et un second récipient 2 constitués par exemple par des réservoirs verticaux cylindriques. Les récipients sont munis chacun à leur extrémité supérieure de tubes verticaux de section droite moindre, autour desquels sont disposés des détecteurs de niveau 3 et 4 reliés par des connections appropriées à un organe de contrôle 5. L'extrémité inférieure du récipient 1 (respectivement du récipient 2) est mise en communication sélectivement soit avec une source du liquide à mesurer, soit avec des moyens d'évacuation 6 conduisant par exemple'à l'égout, grâce à une vanne 3 voies 7 (respectivement 8). Les vannes 7 et 8 sont avantageusement des électrovannes pilotées par l'organe de contrôle 5. Le liquide dont on veut mesurer le volume s'écoule dans une canalisation 9 en provenance du circuit de liquide de dialyse d'un rein artificiel 10 (non représenté); ce liquide peut être mis en circulation par tous moyens appropriés et par exemple, grâce à une pompe d'ultrafiltration 11. Selon l'invention, le dispositif de mesure de la quantité de liquide s'écoulant dans la canalisation 9 comporte en outre un troisième récipient 12 qui peut être du même type que les récipients 1 et 2. Ce récipient 12 est relié au circuit 10 via la pompe 11 grâce à la canalisation 9 qui débouche préférentiellement dans sa partie supérieure. La partie inférieure du récipient 12 est relié d'une part par une canalisation 13 à la vanne 7 susceptible de mettre en communication le récipient 12 avec le récipient 1, et d'autre part, par une canalisation 14 à la vanne 8 susceptible de mettre en communication le récipient 12 avec le récipient 2. De façon avantageuse, les trois récipients 1, 2 et 12 sont reliés par un dispositif approprié 15 (non représenté) à la pression atmosphérique. Le fonctionnement du dispositif de mesure selon l'invention est le suivant. Le liquide provenant du circuit de liquide de dialyse et correspondant à.l'ultrafiltration du sang est mis en circulation grâce, par exemple, à la pompe 11 et s'écoule tout d'abord dans le troisième récipient 12. L'ouverture du récipient 12 à l'atmosphère permet d'assurer le dégazage du liquide extrait du circuit de liquide de dialyse. Ce dégazage est encore favorisé par le fait que le récipient 12 est alimenté en liquide à mesurer par sa partie supérieure. Ainsi, dans le cas o le liquide extrait par la pompe 11 contient des bulles, le dégazage effectué permet d'éviter que ces bulles c.perturbent la détection de niveau par les détecteurs 3 et 4. Dans le cas o la position de la vanne 7 est telle que la canalisation 13 est mise en communication avec le récipient 1, le liquide à mesurer après un passage dans le récipient 12, va remplir le récipient 1. Pendant cette opération de remplissage du récipient 1, la position de la vanne 8 est telle que la communication entre le récipient 12 et le récipient 2 est coupée, alors que le récipient 2 est mis en communication avec les moyens d'évacuation 6 tels que l'égout. Le remplissage du récipient 1 s'effectue parallèlement à la montée du liquide dans le récipient 12, à une vitesse lente, fonction notamment du débit d'ultrafiltration, c'est-à-dire de l'extraction du liquide dans la canalisation 9. Lorsque le liquide atteint le niveau du détecteur 3, celui-ci transmet un signal électrique à l'organe de contrôle 5 qui peut ainsi, connaissant la capacité du récipient ainsi que des différentes canalisations remplies de liquide, calculer la valeur de l'ultrafiltration effectuée et éventuellement provoquer son affichage. Le signal électrique transmis par le détecteur 3 à l'organe 5 provoque également de la part de ce dernier une action sur les vannes 7 et 8, de façon à mettre le récipient 1 en communication non plus avec le récipient 12 mais avec les moyens d'évacuation 6 et le récipient 2 en communication non plus avec les moyens d'évacuation 6 mais avec le récipient 12. Le récipient 1 va ainsi se trouver en phase de vidange et le récipient 2 en phase de remplissage. Le remplissage du récipient 2 est effectué au début grice au liquide déjà présent dans le réservoir 12 qui s'écoule par gravité, selon le principe des vases communicants à une vitesse assez rapide. Par contre, la fin du remplissage s'effectue à une vitesse lente qui dépend notamment du débit d'ultrafiltration. En effet, la montée du liquide dans le récipient 2 a lieu parallèlement avec la montée du liquide dans le récipient 12. Ainsi, si l'on choisit un récipient 12 avec une section large, du moins au niveau des détecteurs 3 et 4, la vitesse finale de remplissage sera lente, malgré le fait que le liquide circule dans une canalisation étroite autour de laquelle est placé le détecteur de niveau 4. La section étroite de la canalisation dans laquelle circule le liquide au moment de sa détection permet une bonne précision du volume mesuré alors que la vitesse lente permet une bonne détection du niveau. Lorsque le liquide atteint le niveau du détecteur 4, celui-ci émet un signal électrique qui est transmis à l'organe 5 qui va à nouveau inverser les ouvertures et fermetures des vannes 7 et 8, de façon à provoquer la vidange du récipient 2 et le remplissage du récipient 1. En outre, l'organe 5, connaissant la capacité du récipient 2, va incrémenter la valeur de l'ultrafiltration mesurée du volume du récipient 2. Cette nouvelle valeur de l'ultrafiltration peut alors être affichée. Le fonctionnement du dispositif de mesure selon l'invention se poursuit ainsi par remplissage et vidange successifs alternativement d'un récipient puis de l'autre, l'un des récipients étant en phase de vidange lorsque l'autre est en phase de remplissage et vice-versa. La montée lente du liquide en fin de phase de remplissage permet très avantageusement une très bonne détection de l'atteinte du niveau prédéterminé dans l'un ou l'autre des récipients. En outre, l'ouverture à l'atmosphère du troisième récipient 12 et son alimentation en liquide par sa partie supérieure permettent d'effectuer un très bon dégazage du liquide à mesurer, ce qui évite les erreurs de mesure provenant d'une mauvaise détection de l'atteinte du niveau prédéterminé dans chacun des récipients, à cause de la présence de bulles. Le récipient 12 constitue en outre une sorte de réservoir-tampon permettant d'atténuer les perturbations pouvant provenir des pulsations éventuelles de la pompe d'ultrafiltration 11. Des essais réalisés avec un dispositif de mesure selon la présente invention ont permis d'effectuer des mesures avec une précision de 1 pour mille. Le dispositif de mesure de la présente invention a été décrit en relation avec des vannes 3 voies 7 et 8, qui peuvent naturellement être remplacées chacune par 2 vannes 2 voies. Les capacités respectives des deux récipients 1 et 2 ne sont pas un facteur critique pour la présente invention. Cependant, étant donné que l'information concernant l'ultrafiltration réalisée est donnée à chaque nouveau remplissage d'un récipient, il est souhaitable de donner des informations le plus fréquemment possible et donc d'avoir des récipients de faible capacité. Mais d'autre part, chaque commutation des vannes 7 et 8 entraîne une erreur, même faible, de la mesure effectuée. Afin de réduire cette erreur autant que possible, il est donc souhaitable de réduire le nombre de commutations et de prévoir par conséquence des récipients de grande capacité. Le choix de la capacité des récipients peut donc être considérétomme un compromis entre ces deux exigences, et on a remarqué qu'une capacité de l'ordre de 20 ml est satisfaisante. Ces deux récipients peuvent être ou non de capacité égale. Leur étalonnage peut être effectué par tout moyen connu; il est possible d'étalonner chacun d'entre eux, ou simplement l'ensemble des deux. Dans ce dernier cas, si les deux récipients sont approximativement de même capacité, la valeur de l'étalonnage peut être divisée par 2 pour fournir à l'organe de contrôle 5 la valeur de remplissage de chacun des récipients, ce qui permet à l'ultrafiltration d'être incrémentée à chaque nouveau remplissage de l'un ou l'autre des récipients. Il est également possible de n'incrémenter la valeur de l'ultrafiltration qu'à chaque nouveau remplissage des deux récipients; par exemple chaque fois que le récipient 1 est rempli, la valeur de l'ultrafiltration est incrémentée par l'organe 5 de la valeur de la capacité des deux récipients. La forme du récipient 12 peut également faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation, la caractéristique avantageuse de ce récipient 12 étant toutefois d'avoir une section droite importante au niveau des détecteurs 3 et 4 afin de réduire la vitesse de fin de remplissage des récipients 1 et 2. L'alimentation en liquide à mesurer a été décrite par la partie supérieure du récipient 12, ce qui est une solution particulièrement avantageuse pour assurer un bon dégazage. Il est cependant possible d'effectuer cette alimentation à n'importe quel niveau du récipient 12, et d'assurer le dégazage du liquide à mesurer grice à un dispositif particulier en amont du dispositif de mesure. De nombreuses variantes de réalisation sont ainsi à la portée du technicien sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. 0 o o o o REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure, dans un rein artificiel, de la quantité de liquide extraite du circuit de liquide de dialyse (10) et correspondant à l'ultrafiltration du sang, comprenant - un premier (1) et un second (2) récipients destinés i recevoir le liquide extrait, lesdits premier et second récipients (1,2) étant pourvus chacun d'un détecteur de niveau (3, 4) capable de détecter la présence de liquide à un niveau prédéterminé et d'émettre en conséquence des signaux électriques, - des moyens de traitement (5) desdits signaux électriques permettant d'établir la quantité de liquide extrait, - des moyens de communication sélective (7,8) permettant de remplir et de vider alternativement lesdits premier et second récipients (1,2), - des moyens de vidange (6) desdits premier et second récipients, caractérisé en ce qu'il comporte en outre: - un troisième récipient (12) relié d'une part audit circuit de liquide de dialyse (10) et relié d'autre part, grâce auxdits moyens de communication sélective (7,8) auxdits premier et second récipients (1,2) afin d'assurer alternativement leur remplissage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier, second et troisième récipients sont reliés à la pression atmosphérique. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premier et second récipients sont munis d'une partie supérieure dont la section droite est inférieure à la section droite moyenne desdits récipients, lesdits détecteurs de niveau (3,4) étant situés sur ladite partie supérieure. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit troisième récipient (12) possède au moins une portion située au niveau desdits détecteurs (3,4) de section droite supérieure ou égale à la section droite desdits premier (1) et second (2) récipients audit niveau. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit troisième récipient (12) est relié à sa partie supérieure audit circuit de liquide de dialyse (10). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits récipients (1, 2, 12) sont mis en communication par leur partie inférieure. 7. Procédé de mesure, dans un rein artificiel, de la quantité de liquide extraite du circuit de liquide de dialyse (10) et correspondant à l'ultrafiltration du sang consistant: - à remplir et à vider alternativement un premier (1) et un second (2) récipients à partir du liquide à mesurer, - à détecter la présence de liquide à un niveau prédéterminé (3,4) dans chacun desdits récipients, - à émettre un signal électrique dès que ledit niveau est atteint, - à traiter ledit signal électrique afin de déterminer la quantité de liquide mesuré, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à réduire la vitesse de remplissage desdits premier et second récipients (1,2) à l'approche dudit niveau prédéterminé. 8. Procédé de mesure selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à recueillir tout d'abord ledit liquide extrait du circuit de liquide de dialyse dans un troisième récipient (12), puis à remplir lesdits premier et second récipients (1,2) alternativement à partir dudit troisième récipient (12). 9. Procédé de mesure selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à dégazer le liquide à mesurer avant de remplir lesdits premier et second récipients (1,2).