Brevet FR2704432A1 — publié le 19941104

DISPOSITIF D'INJECTION DE LIQUIDE DANS UN CIRCUIT EXTRACORPOREL DE SANG La présente invention est relative au domaine de l'injection de liquide dans un circuit extracorporel de sang. Plus particulièrement, l'invention concerne l'injection d'un liquide ultrafiltré. On connaît dans l'art antérieur, et notamment dans le brevet US 4 702 829, un dispositif d'injection dans un circuit extracorporel de sang d'un liquide de dialyse stérilisé en ligne par passage successif au travers de 2 ultrafiltres puis d'un microfiltre à usage unique dont la taille des pores est d'environ 0,2 jim. Selon cet art antérieur, pour vérifier l'intégrité des membranes des 2 ultrafiltres, un test particulier est effectué pendant lequel la production de liquide stérile est interrompue. En effet, le test proposé dans ce document est un test d'étanchéité à l'air qui peut être mis en oeuvre grâce à la présence dans la première chambre du second ultrafiltre d'un évent fermé par une membrane microporeuse hydrophobe imperméable aux bactéries. Le procédé de vérification proposé selon cet état de la technique n'est pas satisfaisant car il impose de disposer d'un ultrafiltre particulier muni d'un évent et d'arrêter, durant le test, l'ultrafiltration du liquide à injecter. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et notamment de proposer un dispositif d'injection de liquide comportant un ultrafiltre dont l'intégrité est surveillée en permanence, sans interrompre son fonctionnement. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif d'injection de liquide dans un circuit extracorporel de sang, présentant toutes les garanties de sécurité pour le patient dont le sang est en circulation extracorporelle. Pour atteindre ces différents buts, la présente invention a pour objet un dispositif d'injection, dans un circuit extracorporel de sang, d'un liquide filtré au travers d'au moins un ultrafiltre, comportant une conduite d'injection pourvue d'une pompe de circulation du liquide à injecter ainsi que d'un microfiltre placé en aval de la pompe de circulation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour détecter en ligne un colmatage du microfiltre. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les moyens pour détecter en ligne un colmatage du microfiltre comprennent: - des moyens pour mesurer la différence de pression de part et d'autre du microfiltre, - des moyens pour fixer au moins une valeur seuil pour la différence de pression mesurée, - des moyens pour comparer la valeur mesurée à la valeur seuil, - des moyens pour émettre une alarme lorsque la valeur mesurée atteint la valeur seuil. Ainsi la vérification de l'intégrité de l'ultrafiltre utilisé est réalisée grâce à des moyens simples, habituels à un dispositif de traitement du sang, tout en permettant la poursuite de l'injection de liquide. Selon une autre caractéristique, le dispositif d'injection de l'invention comporte, en outre, des moyens pour arrêter le fonctionnement de la pompe de circulation lorsque la valeur de 3 0 pression mesurée est égale à la valeur seuil. Ainsi, le dispositif d'injection proposé présente un haut degré de sécurité pour le patient, dont le sang circule extracorporellement, qui sera assuré de ne pas recevoir d'injection de liquide dont la stérilité 3 5 serait douteuse à cause d'un défaut d'intégrité de l'ultrafiltre utilisé. La présente invention a également pour objet un procédé de surveillance de l'intégrité d'un ultrafiltre utilisé pour filtrer un liquide destiné à être injecté à un circuit extracorporel de sang par l'intermédiaire d'une conduite d'injection pourvue d'une pompe de circulation, le procédé étant du type consistant à placer un microfiltre sur la conduite d'injection en aval de la pompe de circulation, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à vérifier en ligne le colmatage du microfiltre. Selon un mode de réalisation particulier, pour vérifier en ligne le colmatage du microfiltre, le procédé selon l'invention consiste: - à mesurer la différence de pression existant de part et d'autre du microfiltre, i 5 - à déterminer une valeur seuil pour la différence de pression mesurée, - à comparer la différence de pression mesurée à la valeur seuil, - à émettre une alarme lorsque la différence de pression mesurée est égale à la valeur seuil. De nombreux avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, en référence à la figure qui en illustre, de façon schématique et sans échelle déterminée un mode de réalisation. L'invention est représentée, ici, dans son application à un dispositif d'hémodiafiltration pour lequel, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. 3 0 De façon classique, le dispositif d'hémodiafiltration comporte un échangeur ou hémodiafiltre 1 divisé en 2 compartiments par une membrane semi-perméable 4 permettant. la dialyse et l'ultrafiltration du sang. Le compartiment 2 constitue une portion du circuit extracorporel de sang comprenant essentiellement une canalisation artérielle 5 destinée à conduire le sang à traiter du patient (non représenté) à l'hémodiafiltre 1, ainsi qu'une canalisation veineuse 6 destinée à conduire le sang traité de l'hémodiafiltre 1 au patient. La canalisation artérielle 5 est munie d'une pompe de circulation 7; la canalisation veineuse 6 est munie d'un piège à bulles 8 qui constitue également un site d'injection d'un liquide de substitution, et qui est muni d'un capteur de pression 23. Le compartiment 3 est destiné à la circulation d'un liquide épurateur ou liquide de dialyse; il est relié à une canalisation 9 1 0 d'alimentation en liquide de dialyse frais, qui est elle-même reliée à son extrémité opposée à l'hémodiafiltre à des moyens 11 de préparation du liquide de dialyse; cette canalisation 9 est en outre pourvue d'une pompe de circulation 13 que l'on désigne par pompe amont. Le compartiment 3 est relié aussi à une canalisation 10 d'évacuation du liquide de dialyse usagé, également pourvue d'une pompe de circulation ou pompe aval 14 et reliée à des moyens 12 d'évacuation du liquide usage. La canalisation d'alimentation 9 comporte en outre un circuit de dérivation d'une fraction du liquide de dialyse. Ce circuit de dérivation comporte une canalisation de dérivation 15 conduisant à un ultrafiltre 16 muni d'une membrane 24 apte à retenir les éléments bactériens et pyrogènes du liquide de dialyse. La sortie de l'ultrafiltre 16 est connectée à une conduite d'injection 17, aboutissant au piège à bulles 8 du circuit extracorporel de sang. Cette conduite 17 est pourvue, en aval de l'ultrafiltre 16, d'une pompe de circulation 18, et d'un microfiltre 19 qui est situé en aval de la pompe 18 en un point très proche du site d'injection constitué par le piège à bulles 8. Ce microfiltre 19 est un filtre de sécurité, de surface réduite, dont le seuil 3 0 de coupure est d'environ 0,22 gm. Selon l'invention, la conduite d'injection 17 comporte en outre un capteur de pression 20, situé en aval de la pompe 18 et en amont du microfiltre 19. Ce capteur de pression constitue, en association avec 3 5 le capteur de pression 23, un moyen de surveillance en ligne de l'état plus ou moins avancé de colmatage du microfiltre 19. Ce capteur 20 est relié à une unité de contrôle 21 qui reçoit également des informations en provenance du capteur de pression 23, et qui est elle- même reliée à une unité 22, apte à indiquer une situation anormale. L'unité de contrôle 21 est également reliée à la pompe 18, d'une part pour recevoir des informations relatives à son débit et d'autre part, pour contrôler directement ou indirectement son fonctionnement. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant Le sang à traiter est mis en circulation grâce à la pompe 7; il circule donc à l'intérieur de l'hémodiafiltre au contact de la membrane 4. Le liquide de dialyse, préparé par les moyens 1 est mis en circulation dans la canalisation 9 grâce à l'action de la pompe 13; il traverse donc le compartiment 3 avant d'être évacué par la canalisation 10 au débit fixé par la pompe aval 14. A l'intérieur de l'hémodiafiltre 1, des échanges ont lieu au travers de la membrane semi-perméable 4 entre le sang et le liquide de dialyse. Ces échanges sont dûs notamment au phénomène de diffusion provoqué par la différence de concentration existant entre les 2 milieux circulant de part et d'autre de la membrane; ainsi le liquide de dialyse étant choisi pour être dépourvu ou appauvri en éléments dont on veut débarrasser le sang, des échanges par diffusion auront lieu à travers la membrane pour rétablir l'équilibre des concentrations. La composition du liquide de dialyse va ainsi changer car il va se charger en impuretés provenant du sang. En outre, des échanges sont dûs au phénomène de convection, provoqué par la différence de pression existant de part et d'autre de la membrane. De façon classique, on choisit des conditions de circulation du sang et du liquide de dialyse telles que la pression dans le compartiment du sang est supérieure à la pression dans le 3 0 compartiment de liquide de dialyse. Ainsi, une fraction de la partie liquidienne du sang passe par ultrafiltration au travers de la membrane, ce qui permet une meilleure épuration du sang. Ces conditions de pression du liquide de dialyse inférieure à la pression du sang peuvent être obtenues en commandant les pompes 13 et 14 pour qu'elles fonctionnent toutes deux au même débit, et en commandant la mise en oeuvre de la pompe 18. Une fraction de liquide est ainsi soustraite au circuit de liquide de dialyse, ce qui y produit la dépression souhaitée. Le liquide soustrait par la canalisation 15 est filtré par passage au travers de la membrane 24 de l'ultrafiltre 16; cette membrane retient les bactéries et les éléments pyrogènes du liquide de dialyse qui peut alors être considéré comme possédant les qualités de stérilité et d'apyrogénicité nécessaires à son injection dans le circuit extracorporel de sang. Avant son injection dans le sang, le liquide de substitution, formé ainsi de façon extemporanée par ultrafiltration du liquide de dialyse, traverse un microfiltre dont la fonction est de pallier un défaut éventuel d'intégrité de l'ultrafiltre. En effet, si une fuite se produit dans la membrane de l'ultrafiltre, les bactéries ou éléments pyrogènes seront alors retenus par le microfiltre. Selon l'invention, la survenue d'un tel incident sera immédiatement détectée grâce aux informations provenant des capteurs de pression 20 et 23. En effet, dans le cas d'un défaut d'intégrité de l'ultrafiltre 16, les éléments non retenus par l'ultrafiltre seront retenus par le microfiltre qui, étant donné sa surface réduite, aura tendance à se colmater rapidement. Un colmatage du microfiltre se traduira, si le débit de la pompe d'injection 18 est maintenu constant, par une augmentation de la différence de pression existant de part et d'autre du microfiltre 19. Ainsi, on détermine, avant la mise en oeuvre du circuit 3 0 d'injection, une valeur seuil pour la différence de pression mesurée de part et d'autre du microfiltre 19, en fonction du débit d'injection de la pompe 18. Cette valeur seuil est mémorisée par l'unité de contrôle 21. Lorsque, durant la séance d'hémodiafiltration, les capteurs 20 et 23 transmettent à l'unité de contrôle 21 les valeurs de la pression mesurée, celle-ci détermine la différence entre la pression mesurée par le capteur 20 et la pression mesurée par le capteur 23 et compare la valeur obtenue avec la valeur seuil. Tant que la valeur de la différence de pression reste inférieure à la valeur seuil, la séance se poursuit normalement. Si la différence de pression atteint la valeur seuil, l'unité 21 transmet à l'unité indicatrice 22 un signal d'alarme, conduisant cette dernière à indiquer à l'opérateur par un signal acoustique et/ou visuel, que l'intégrité de l'ultrafiltre 16 est en défaut. L'unité 21 peut en outre commander l'arrêt de la pompe d'injection 18. Alternativement, il est possible de prévoir 2 valeurs-seuil différentes: la première indicatrice d'un léger colmatage du microfiltre 19 et conduisant uniquement à transmettre à l'opérateur un signal d'avertissement, la seconde indicatrice d'un colmatage plus important du microfiltre et conduisant à commander l'arrêt de la pompe d'injection 18 afin d'éviter de rompre le microfiltre. Il est possible également de ne pas comparer individuellement chaque valeur de différence de pression à la valeur seuil, mais de faire une moyenne, sur une certaine période, des valeurs obtenues pour la différence de pression et d'effectuer ensuite la comparaison entre la valeur moyenne obtenue et la valeur seuil. Ceci permet de tenir compte des variations de pression qui seraient dues, non pas à un colmatage du microfiltre 19, mais au fonctionnement propre de la pompe d'injection. La différence de pression de part et d'autre du microfiltre dépendant du débit fourni par la pompe d'injection 18, il est souhaitable de changer la valeur seuil lorsque le débit de la pompe 18 change. Ceci peut être réalisé en fournissant à l'unité de contrôle 21 la relation existant entre la valeur seuil et le débit de la pompe 18. 3 0 Ainsi, l'unité de contrôle 21 recevant ultérieurement les informations relatives au débit de la pompe 18 pourra modifier la valeur seuil en fonction des changements de débit de la pompe. Selon le mode de réalisation décrit ici, la quantité de liquide soustraite au patient par ultrafiltration est juste compensée par une égale quantité de liquide de substitution injectée au circuit extracorporel de sang. Il est également possible de réaliser une perte de poids du patient, c'est-à-dire de lui soutirer plus de liquide par ultrafiltration que la quantité de liquide de substitution réinjectée. Ceci peut être réalisé avec le dispositif décrit, en fixant le débit de fonctionnement de la pompe aval 14 supérieur au débit de la pompe amont 13. La différence entre les deux débits sera égale au débit de perte de poids. 1 O Selon le mode de réalisation décrit, le liquide soustrait au circuit de liquide de dialyse est stérilisé par passage au travers d'un seul ultrafiltre 16. La présente invention est également applicable dans le cas o l'ultrafiltration du liquide serait réalisée par passage au travers de 2 ou plusieurs ultrafiltres disposés en série, la pompe d'injection 18 étant située en aval de l'ultrafiltre le plus en aval par rapport au sens d'écoulement du liquide à injecter. De même, bien que l'invention ait été décrite dans le cas d'une postdilution du sang, c'est-à-dire avec une injection du liquide de substitution dans le piège à bulles veineux, il est également possible de la mettre en oeuvre dans le cas d'une pré-dilution du sang, c'est-à- dire avec une injection du liquide de substitution dans le piège à bulles artériel. La présente invention a été décrite dans son application à un dispositif d'hémodiafiltration dans lequel le liquide de substitution est obtenu par ultrafiltration en ligne d'une fraction du liquide de dialyse. L'objet de l'invention n'est pas limité à cette application mais trouve également application en hémofiltration o il n'y a pas de circulation 3 O0 de liquide de dialyse, mais o le Iiquide de substitution injecté au circuit extracorporel de sang pour compenser le volume de liquide soustrait par ultrafiltration, est préparé de façon extemporanée par dissolution dans de l'eau d'un concentré d'électrolytes et est ensuite stérilisé par filtration au travers d'au moins un ultrafiltre dont on souhaite vérifier l'intégrité. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'injection, dans un circuit extracorporel de sang, d'un liquide filtré au travers d'au moins un ultrafiltre (16), comportant une conduite d'injection (17) pourvue d'une pompe de circulation (18) du liquide à injecter ainsi que d'un microfiltre (19) placé en aval de la pompe de circulation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (20, 21, 23) pour détecter en ligne un colmatage du microfiltre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour détecter en ligne un colmatage du microfiltre comprennent: - des moyens (20, 23) pour mesurer la différence de pression existant de part et d'autre du microfiltre (19), - des moyens (21) pour fixer au moins une valeur seuil pour la différence de pression mesurée, - des moyens (21) pour comparer la différence de pression mesurée à la valeur seuil, - des moyens (22) pour émettre une alarme lorsque la différence de pression mesurée atteint la valeur seuil. 3. Dispositif d'injection selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour arrêter le fonctionnement de la pompe de circulation lorsque la différence de pression mesurée est égale à la valeur seuil. 4. Dispositif d'injection selon une des revendications précédentes, 3 0 caractérisé en ce que le liquide injecté est un liquide de dialyse stérilisé par passage au travers d'au moins un ultrafiltre (16). 5. Dispositif d'injection selon la revendication 4, caractérisé en ce que le liquide de dialyse est extrait d'un circuit de liquide de dialyse (9) d'un rein artificiel et stérilisé en ligne. 6. Procédé de surveillance de l'intégrité d'un ultrafiltre (16) utilisé pour filtrer un liquide destiné à être injecté à un circuit (6) extracorporel de sang par l'intermédiaire d'une conduite d'injection (17) pourvue d'une pompe de circulation (18), le procédé étant du type consistant à placer un microfiltre (19) sur la conduite d'injection en aval de la pompe de circulation, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à vérifier en ligne le colmatage du microfiltre. 7. Procédé de surveillance selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il consiste à vérifier en ligne le colmatage du microfiltre en effectuant les opérations suivantes: - mesurer la différence de pression existant de part et d'autre du microfiltre (19), - déterminer une valeur seuil pour la différence de pression mesurée, - comparer la différence de pression mesurée à la valeur seuil, - émettre une alarme lorsque la différence de pression mesurée est égale à la valeur seuil. 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à arrêter le fonctionnement de la pompe de circulation (18) lorsque la différence de pression mesurée atteint la valeur seuil. 9. Procédé selon une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à filtrer, en vue de son injection en tant que liquide de substitution, du liquide provenant du circuit de liquide de dialyse. 3 0 10. Procédé selon une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à modifier la valeur seuil lorsque le débit de la pompe de circulation (18) change.