Brevet FR2690741A1 — publié le 19931105

La présente invention concerne les capteurs de pression et vise notamment de tels capteurs dans leur application à un dispositif de surveillance de la pression dans une installation de perfusion. On utilise des pompes à perfusion pour injecter des substances médicamenteuses à un patient1 généralement par voie intravasculaire, mais également par d'autres voies d'accès appropriées. I1 est souhaitable de pouvoir contrôler la pression d'écoulement du fluide en aval de la pompe à perfusion, afin de détecter une éventuelle anomalie dans le fonctionnement de l'installation. En effet divers incidents peuvent survenir : la pompe peut s'emballer ou au contraire s'arrêter, le cathéter à travers lequel la substance médicamenteuse est injectée peut s'obturer progressivement par dépôt de sang, la ligne de perfusion peut être plicaturée, une fuite peut se produire en un point quelconque de la ligne de perfusion, etc. On utilise actuellement pour surveiller la pression d'écoulement dans une ligne de perfusion des interrupteurs fonctionnant par tout ou rien et qui sont actionnés sous l'effet d'une variation importante de la pression par rapport à la pression nominale de fonctionnement . De tels dispositifs sont très peu précis, la précision de la mesure pouvant être de l'ordre de 50% de la valeur de la pression mesurée. Ils sont souvent utilisés simplement pour commander l'arrêt du moteur d'entraînement de la pompe lorsque la pression dépasse un certain seuil. On connaît également d'autres dispositifs plus élaborés, tels que décrits dans les brevets US 4.446.344 et US-4.431.425 . Les dispositifs decrits dans ces brevets comportent des interrupteurs qui sont capables non seulement d'arrêter le moteur lorsque la pression devient trop élevée mais qui remettent ce moteur en marche lorsque la pression est redescendue à une valeur acceptable . Cependant l'inconvénient de la précision insuffisante subsiste. Le but de cette invention est de proposer un capteur qui permette d'effectuer en continu et avec une précision suffisante la mesure de la pression d'un fluide contenu dans une canalisation souple Elle a pour objet un dispositif de mesure de pression, du type comprenant un capteur piézoélectrique, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier délimitant au moins une chambre délimitée sur une face par une membrane déformable et dans laquelle est disposé au moins un capteur piézoélectrique, un fluide étant interposé entre la membrane et le capteur piézoéIectrique, ce fluide ayant un coefficient de Poisson supérieur ou égal à 0.49 et un module instantané d'élasticité inférieur à 10 MPa. Suivant une autre caractéristique, le fluide est un gel silicone. L'invention a également pour objet une installation de perfusion comprenant une pompe et une ligne de perfusion alimentée à partir de cette pompe, ainsi qu'un dispositif de mesure de la pression régnant dans la ligne de perfusion, caractérisée en ce que le dispositif de mesure de la pression est tel que défini ci-dessus et sa membrane est maintenue appliquée contre la paroi de la ligne de perfusion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et, dont la figure unique une est vue en coupe, schématique, d'un capteur selon l'invention, associé à une ligne de perfusion. On a représenté schématiquement au dessin une partie d'une installation de perfusion comprenant une pompe dont on a représenté une partie 10 de son boîtier et à partir de laquelle est alimentée une ligne de perfusion 12 qui peut être par exemple réalisée en silicone. Un dispositif selon l'invention est utilisé pour mesurer en continu la pression d'écoulement dans la ligne de perfusion. Ce dispositif comprend un boîtier 14 délimitant au moins une chambre 16 dont l'une des parois est constituée par une membrane déformable 18. Cette membrane peut être réalisée en un matériau élastomère ou en métal . Son élasticité peut provenir de la nature du matériau utilisé ou de la forme donnée à la membrane . C'est ainsi que cette dernière peut être constituée par un soufflet métallique . Elle peut être plane ou de forme cylindrique concave pour s'adapter sur la ligne de perfusion, ou encore légèrement bombée vers l'extérieur1 ce qui peut permettre d'améliorer la sensibilité du dispositif de mesure. Elle est collée au boîtier ou fixée à ce dernier par tout moyen appro prié. prle . Dans le fond de la chambre 16 est disposé un capteur piézoélectrique 20 connu en soi, qui peut être de tout type convenable, résistif ou capacitif, à mesure de pression absolue ou relative. A titre d'exemple, un tel capteur peut comporter un diaphragme en silicium, associé à un montage électrique en pont de Wheatstone, comportant par exemple cinq conducteurs 22 de connexion Entre la membrane et le capteur piézoélectrique est disposé un fluide de remplissage 24, incompressible ou quasi incompressible et présentant un très bas module d'élasticité . Un tel matériau doit ainsi avoir un coefficient de Poisson supérieur ou égal à 0.49 et un module instantané d'élasticité inférieur à 10 MPa . Sa viscosité peut être de l'ordre de quelques centaines de centipoises. Le rôle de ce matériau de remplissage est tout à fait essentiel car il assure la transmission de la pression depuis la membrane 18 jusqu'au capteur piézoélectrique 20, sans perturber la linéarité de réponse de ce capteur. Un exemple d'un tel matériau peut être constitué par un gel silicone tel qu'on en applique sur la peau d'un patient pour transmettre un signal échographique d'un transducteur à travers ce patient. On citera comme exemples le "Silicone gel system Q7 - 2218" de la Société Dow Corning et le " Silicone gel System Q7 - 2167" de la même société, associé au "Silicone gel system Q7 - 2168". Un tel dispositif est particulièrement adapté pour être utilisé avec une pompe à perfusion portable ambulatoire, étant donné sa dimension et son poids très faibles et le fait qu'il permet de mesurer en continu l'évolution de la pression en aval de la pompe de façon précise, fiable et linéaire. La précision peut etre de l'ordre de 1% de la valeur de la pression mesurée. La mesure est linéaire grâce à l'utilisation d'un capteur piézoélectrique et à l'utilisation d'un matériau approprié pour transmettre les variations de pression de la membrane à ce capteur. Il permet de détecter l'absence de liquide dans la ligne de perfusion, en cas de fuite ou de réservoir vide Il permet de surveiller les variations de pression dans l'installation de perfusion. En cas d'obstruction progressive par un dépôt sanguin d'un cathéter vasculaire, il permet de déceler l'augmentation de pression correspondante. On est ainsi averti avant l'obstruction -complète du cathéter, ce qui permet d'intervenir en temps utile pour déclencher une opération de nettoyage du conduit. On évite ainsi l'explantation et le remplacement du cathéter. Un tel dispositif peut être associé à une unité de commande électronique gérant le fonctionnement global de la pompe. L'information fournie par le capteur est alors utilisée pour commander et ajuster le débit de la pompe, ce que ne permettent pas de réaliser les interrupteurs connus fonctionnant par tout ou rien. On notera également parmi les autres avantages de ce dispositif le fait que le capteur n'est pas en contact direct avec le fluide contenu dans la ligne de perfusion. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure de pression, du type comprenant un capteur piézoélectrique, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier ( 14) délimitant au moins un chambre (16) délimitée sur une face par une membrane déformable (18) et dans laquelle est disposé au moins un capteur piézoélectrique (20), un fluide (24) étant interposé entre la membrane (18) et le capteur (20), ce fluide ayant un coefficient de Poisson supérieur ou égal à 0.49 et un module instantané d'élasticité inférieur à 10 MPa. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide (24) a une viscosité de l'ordre de quelques centaines de centipoises. 3 - Dispositif l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé ou ce que le fluide est un gel silicone. 4 - Dispositif suivant la revendication 1, caratérisé en ce que la membrane déformable (18), est bombée vers l'extérieur. 5 - Installation de perfusion, comprenant une pompe (10) et une ligne de perfusion (12) alimentée à partir de cette pompe, ainsi qu'un dispositif de mesure de la pression régnant dans la ligne de perfusion, caractérisée en ce que le dispositif de mesure de la pression est tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 4, la membrane (18) de ce dispositif étant maintenue appliquée contre la paroi de la ligne de perfusion (12).