Brevet FR2658723A1 — publié le 19910830

DETECTEUR D'ECOULEMENT D'UN LIQUIDE DE SUBSTITUTION DANS UN CIRCUIT DE CIRCULATION EXTRACORPORELLE DE SANG. La présente invention a pour objet un détecteur d'écoulement d'un liquide de substitution dans un circuit de circulation extracorporelle de sang. Cette invention trouve application dans les techniques de traitement du sang qui mettent en oeuvre une circulation extracorporelle du sang et o il est nécessaire d'injecter au patient un liquide de perfusion ou de substitution, techniques parmi lesquelles on peut citer, par exemple, l'hémofiltration, l'hémodiafiltration ou la plasmaphérèse. Dans ces techniques de traitement, l'introduction du liquide de substitution dans le sang se fait généralement au niveau du circuit de circulation extracorporelle du sang, ceci afin d'éviter de multiplier les accès directs au système vasculaire du patient C'est ainsi que dans les circuits de liquide de substitution classiques, la canalisation par laquelle s'écoule le liquide de substitution à partir d'un réservoir de liquide de substitution est connectée à une de ses extrémités à une canalisation du circuit sang, en amont ou en aval d'un dispositif de traitement du sang. Un incident qui se produit assez régulièrement dans les installations de traitement de sang du type mentionné plus haut est l'interruption involontaire de l'écoulement du liquide de substitution, due par exemple à l'oubli d'un clamp sur une canalisation du circuit de liquide de substitution ou à l'arrêt d'une pompe de circulation utilisée pour provoquer l'écoulement du liquide de substitution et en réguler le débit Cet incident pouvant avoir des conséquences graves pour le patient s'il n'est pas détecté rapidement, deux moyens de détection principaux sont utilisés actuellement, seuls ou en combinaison, pour détecter un arrêt de l'écoulement du liquide de substitution. Un premier moyen de détection utilisé sur les circuits de liquide de substitution comprenant une pompe de circulation est constitué par un détecteur de rotation de la pompe Ce moyen de détection ne résoud que partiellement le problème posé puisqu'il ne permet de détecter qu'une des causes possibles de l'arrêt de l'écoulement du liquide de substitution, à savoir l'arrêt de la pompe En particulier, il ne permet en aucun cas de détecter la présence d'un clamp sur la canalisation du circuit de liquide de substitution. Un second moyen de détection utilisé est un détecteur de pression captant la pression régnant dans une chambre de dégazage généralement prévue sur le circuit du liquide de substitution, soit en amont, soit en aval de la pompe de circulation, quand le circuit en comporte une Ce moyen de détection n'est pas fiable non plus puisque, selon la localisation d'un clamp sur la canalisation de liquide de substitution par rapport à la chambre de dégazage et à la pompe, il détecte ou non l'absence d'écoulement du liquide de substitution: à titre d'exemple, la pose d'un clamp sur la portion de canalisation s'étendant entre la chambre de dégazage et la pompe ne provoque pas de variation de pression sensible dans la chambre de dégazage, que la chambre de dégazage soit disposée en aval ou en amont de la pompe par rapport au sens d'écoulement du liquide de substitution. Il faut noter, par ailleurs, que l'insuffisance de ces moyens de détection ne peut être palliée par l'utilisation des détecteurs de débits connus, utilisables sur un circuit de liquide de substitution: en effet, compte tenu de la spécificité de ce type de circuit, qui est d'être à usage unique et de contenir un liquide stérile qui ne doit être pollué en aucun cas, un détecteur de débit utilisable sur un tel circuit doit n'avoir aucune partie au contact du liquide et, plus généralement, doit être extérieur au circuit de liquide de substitution Or, les détecteurs de débit connus de ce type, les détecteurs ultrasoniques par exemple, sont impropres à détecter de façon fiable l'écoulement d'un liquide parfaitement limpide ne véhiculant ni particules, ni microbulles. La présente invention a pour but de remédier aux lacunes de l'état de la technique et de proposer des moyens permettant de détecter de façon fiable l'écoulement d'un liquide de substitution dans un circuit de circulation extracorporelle de sang. Pour atteindre ce but on prévoit, conformément à l'invention, un détecteur d'écoulement d'un premier liquide, prévu pour circuler à l'intérieur d'une première canalisation, dans un second liquide prévu pour circuler à l'intérieur d'une seconde canalisation à laquelle est connectée la première canalisation, le premier liquide étant constitué par un liquide de substitution et le second liquide étant constitué par du sang, ce détecteur comprenant des moyens de détection pour détecter la présence de l'un des liquides, disposé pour intercepter sensiblement l'axe de la première canalisation, à proximité de sa connexion à la seconde canalisation. Ce détecteur est parfaitement fiable en ce qu'il permet de contrôler non pas seulement l'existence d'un débit dans la canalisation de liquide de substitution, mais l'écoulement effectif du liquide de substitution dans le sang. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la première canalisation est connectée directement à la seconde canalisation et les moyens de détection sont constitués par un détecteur de sang. Ce détecteur d'écoulement présente l'intérêt d'être très facilement réalisable et à bon marché Il présente aussi l'intérêt que, par une simple modification de sa position dans l'espace, correspondant à une modification de l'inclinaison, par rapport à l'horizontale, de la partie terminale de première canalisation, on peut régler le débit de seuil au-dessous duquel il déclenche. Selon un second mode de réalisation de l'invention, le détecteur comporte un volume tampon pour raccorder les canalisations et permettre l'écoulement libre du premier liquide, les moyens de détection étant disposés au niveau du volume tampon et étant constitués par un détecteur de liquide de substitution. Conformément à l'invention, on prévoit aussi un dispositif de détection à seuil réglable comportant un détecteur conforme au premier mode de réalisation mentionné, qui est fixé à une platine comprenant des moyens pour maintenir les canalisations relativement aux moyens de détection, la platine étant montée pivotante sur un support pour permettre le positionnement de la partie terminale de la première canalisation dans au moins une position intermédiaire entre une position horizontale et une position verticale. Ce dispositif de détection présente l'intérêt d'avoir un seuil de détection réglable par simple pivotement de la platine (ce seuil correspondant à une vitesse d'écoulement déterminée du liquide de substitution au niveau de la connexion des canalisation, au-dessous de laquelle du sang pénètre dans la première canalisation). D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit On se reportera aux dessins annexés sur lesquels Les figures 1 à 3 sont des vues en coupe schématiques, selon un plan passant sensiblement par l'axe des canalisations, d'un premier mode de réalisation de l'invention représenté dans trois positions différentes La figure 4 est une vue en élévation schématique d'un détecteur d'écoulement à seuil de détection réglable conforme à l'invention; et, La figure 5 est une vue en coupe schématique, selon un plan passant sensiblement par l'axe des canalisations, d'un second mode de réalisation de l'invention. Sur les figures 1 à 3, on a représenté la connexion de la partie terminale d'une première canalisation 1 pour l'écoulement d'un liquide de substitution à une seconde canalisation 2 faisant partie d'un circuit de circulation extracorporelle du sang Conformément à l'invention, un premier type de détecteur d'écoulement de liquide de substitution est constitué par un détecteur de sang 3 disposé sur la canalisation 1, à proximité de la canalisation 2, pour intercepter sensiblement l'axe 4 de la canalisation 1 La distance entre le détecteur 3 et la canalisation 2 peut être ajustée en fonction du temps de réponse souhaité du détecteur d'écoulement Comme cela sera explicité plus loin dans la description du fonctionnement de ce premier type de détecteur d'écoulement, si l'on souhaite un temps de réponse minimal, on disposera le détecteur de sang 3 aussi près que possible de la canalisation 2, compte tenu de l'encombrement du détecteur de sang choisi. Comme détecteur de sang 3, on peut utiliser tout détecteur connu permettant de détecter la présence d'un liquide dans une canalisation, soit, par exemple, un détecteur optique délivrant une information de colorométrie ou de turbidimétrie (auquel cas la canalisation 1 sera faite dans un matériau transparent), un détecteur inductif ou un détecteur capacitif En raison de leur fiabilité et de leur faible coût, les détecteurs optiques trouvent une application particulièrement intéressante dans ce premier détecteur selon l'invention. Le fonctionnement de ce détecteur est fondé sur l'exploitation de deux caractéristiques du sang qui sont, d'une part, sa faculté de sédimenter rapidement quand il n'est pas en situation de coaguler et, d'autre part, sa faculté de diffuser rapidement en milieu aqueux Grâce à ces caractéristiques du sang, il n'est pas nécessaire que la canalisation 1 de liquide de substitution ait une direction privilégiée dans l'espace pour que le détecteur selon l'invention fonctionne, ainsi que cela apparaît sur les figures 1, 2 et 3. Sur la figure 1, l'axe 4 de la canalisation 1 est sensiblement horizontal La canalisation 2 étant parcourue par un flux de sang, aussi longtemps que du liquide de substitution s'écoule dans la canalisation 1 et arrive, avec une certaine vitesse, au contact du sang (figure la), le liquide de substitution empêche le sang de pénétrer dans la canalisation 1 Si la vitesse du liquide de substitution tombe en-dessous d'une certaine valeur, le sang au contact du liquide de substitution stagnant dans la canalisation 1 se met à sédimenter quasi instantanément et pénètre dans la canalisation 1 (figure 2 b) Quand il arrive au niveau du détecteur 3, sa présence est détectée, ce qui permet de déclencher une alarme A titre d'exemple, avec des canalisations 1 et 2 ayant un diamètre intérieur d'environ quatre millimètres et demi, la débit du liquide de substitution au-dessous duauel le sang sédimente est d'environ cinquante millilitres/heure Dans cette configuration des canalisations, le détecteur 3 étant disposé à environ cinq millimètres de l'extrémité de la canalisation 1, le sang met de l'ordre de cinq secondes pour atteindre le détecteur 3 à partir de l'interruption de l'écoulement du liquide de substitution. Sur la figure 2, l'axe 4 de la canalisation 1 du liquide de substitution est sensiblement vertical et l'arrivée du liquide se fait par le haut Le raccord des canalisations 1, 2 comprend avantageusement une ailette 5 s'étendant sur une partie de la zone de jonction aval des canalisations (par rapport au sens d'écoulement du sang), cette ailette faisant légèrement saillie en oblique à l'intérieur de la canalisation 2 pour favoriser la déflection, dans la canalisation 1, d'un filet de sang périphérique de la veine de sang s'écoulant dans la canalisation 2 Lorsque la vitesse du liquide de substitution dépasse une valeur de seuil au niveau de la jonction des canalisations, la fonction de déflection de l'ailette 5 est neutralisée (figure 2 a) Si la vitesse du liquide de substitution tombe au-dessous de cette valeur, le liquide de substitution ne s'oppose plus à la déflection du sang par l'ailette 5: du sang se répand alors rapidement par convection dans la canalisation 2, o il est détecté par le détecteur de sang 3 (figure 2 b). Sur la figure 3, l'axe 4 de la canalisation 1 du liquide de substitution est sensiblement vertical et l'arrivée du liquide se fait par le bas Le mode de fonctionnement du détecteur d'écoulement de liquide de substitution dans cette position est le même que dans la position représentée sur la figure 1, à ceci près que la vitesse de seuil du liquide de substitution au-dessous de laquelle le sang sédimente, toutes choses étant égales par ailleurs, est beaucoup plus importante A titre de comparaison, avec un détecteur de sang 3 placé sur une canalisation 1 ayant environ quatre millimètres et demi de diamètre intérieur, à environ cinq millimètres d'une canalisation 2 ayant également quatre millimètres et demi de diamètre intérieur, comme dans l'exemple donné plus haut en relation à la figure 1, le débit de seuil n'est plus de environ cinquante millilitres/heure mais de environ cinq cents millilitres/heure Naturellement, à débit de liquide de substitution égal, il est possible d'abaisser cette valeur de seuil en choisissant une canalisation 1 ayant un diamètre intérieur inférieur. Sur la figure 4, on a représenté un dispositif de détection d'écoulement de liquide de substitution à seuil de déclenchement réglable Ce dispositif comporte une platine 10 circulaire montée pivotante sur un support 11, autour d'un axe 12 passant par son centre Le support 11 est prévu pour être fixé de façon que l'axe 12 soit sensiblement horizontal (ce support peut aussi faire partie intégrante d'un appareil) Un détecteur de sang 3 est fixé sur la platine 10 pour intercepter une direction sensiblement radiale La platine 10 comprend deux pinces 13 pour maintenir une canalisation 2 de circuit sang à laquelle est connectée une canalisation 1 de liquide de substitution, de telle façon que la canalisation 1 s'étende selon la direction radiale interceptée par le détecteur 3 et que le détecteur 3 soit à proximité de la canalisation 2 Enfin, la platine 10 porte à sa périphérie un index 14 disposé en regard d'un secteur gradué 15, solidaire du socle 11 Sur le mode de réalisation représenté, le secteur gradué s'étend sur un quart de cercle et correspond à des positions d'une canalisation 1 de liquide de substitution allant de l'horizontale à la verticale, le liquide dans ce dernier cas arrivant par le bas Comme variantes à cette disposition, on peut aussi prévoir un secteur gradué d'un quart de cercle correspondant à des positions de la canalisation 2 allant de l'horizontale à la verticale, le liquide arrivant par le haut, ou encore un secteur gradué d'un demi cercle correspondant à toutes les positions que la canalisation 2 peut occuper dans un plan vertical. Les graduations du secteur 15 correspondent avantageusement aux débits de seuil au-dessous desquels, pour un type de canalisation (diamètre intérieur) et de connexion de canalisations donnés (raccordement en T ou en Y, présence ou non d'ailette 5), le dispositif de détection déclenche. La figure 5 représente un second mode de réalisation du détecteur d'écoulement de liquide de substitution selon il l'invention Ce détecteur comporte un volume tampon allongé par l'intermédiaire duquel sont connectées une canalisation 2 d'un circuit de circulation extracorporelle de sang et une canalisation 1 de liquide de substitution La canalisation 1 est raccordée à une extrémité du volume tampon , avec son axe 4, au niveau du raccordement, sensiblement parallèle à l'axe du volume tampon 20 Le détecteur comporte en outre des moyens de détection 21 pour détecter un écoulement libre de liquide de substitution dans le volume tampon 20, sous forme d'une sucession de gouttes ou d'un filet continu, les moyens de détection 21 étant disposés au niveau du volume tampon 20 pour intercepter sensiblement l'axe 4 de la canalisation 2, le volume tampon 20 étant maintenu sensiblement vertical, avec la canalisation 2 raccordée à son extrémité supérieure, dans la position de fonctionnement du détecteur. Les moyens de détection 21 sont constitués par tous moyens de détection connus utilisables pour détecter un écoulement libre d-e liquide: ce peuvent être notamment des moyens de détection optiques ou ultrasoniques. Avantageusement, le volume tampon 20 est utilisé comme chambre de dégazage pour le sang et le liquide de substitution et il comporte un évent 22 obturable pour permettre de réaliser une mise à niveau du liquide dans cette chambre. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et elle est suceptible de variantes à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1) Détecteur d'écoulement d'un premier liquide, prévu pour circuler à l'intérieur d'une première canalisation ( 1), dans un second liquide prévu pour circuler à l'intérieur d'une seconde canalisation ( 2) à laquelle est connectée la première canalisation ( 1), le premier liquide étant constitué par un liquide de substitution et le second liquide étant constitué par du sang, le détecteur comprenant des moyens de détection ( 3, 21) pour détecter la présence de l'un des liquides, disposés pour intercepter sensiblement l'axe ( 4) de la première canalisation ( 1), à proximité de sa connexion à la seconde canalisation ( 2). 2) Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première canalisation ( 1) est connectée directement à la seconde canalisation ( 2) et en ce que les moyens de détection sont constitués par un détecteur de sang ( 3). 3) Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un volume tampon ( 20) pour raccorder les canalisations ( 1, 2) et permettre l'écoulement libre du premier liquide, les moyens de détection étant disposés au niveau du volume tampon ( 20) et étant constitués par un détecteur ( 21) de liquide de substitution. 4) Dispositif de détection comportant un détecteur selon la revendication 2 fixé à une platine ( 10) comprenant des moyens ( 13) pour maintenir les canalisations ( 1, 2 > relativement aux moyens de détection ( 3), la platine ( 10) étant montée pivotante sur un support ( 11) pour permettre le positionnement d'une portion de la première canalisation ( 1) s'étendant à partir de la seconde canalisation ( 2) dans au moins une position intermédiaire entre une position horizontale et une position verticale. ) Détecteur selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection ( 3, 21) sont des moyens de détections optiques.