Brevet FR2715393A1 — publié le 19950728

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE TRANSFERT DE LIQUIDES, ET LEUR UTILISATION DANS UN SYSTEME DE DIALYSE PERITONEALE. La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour le transfert de liquides. L'invention concerne également l'utilisation de ce procédé et de ce dispositif pour le transfert de liquides aseptiques ou contaminés dans un système de dialyse péritonéale. C'est à cette application que l'on se réfèrera plus particulièrement ci-après, mais il sera clair, pour l'homme de métier, que l'invention s'applique au transfert de n'importe quel liquide. On sait que la dialyse péritonéale est une technique de traitement de l'insuffisance rénale chronique, qui utilise le péritoine comme membrane de filtration et d'échange entre le sang, qui irrigue ledit péritoine, et un liquide introduit par un cathéter dans la cavité abdominale du patient. Il faut connaître avec précision le volume de solution dialytique introduit (liquide aseptique, appelé dialysat) à chaque cycle et, de même, il faut connaître le volume retiré en fin de chaque cycle (liquide éventuellement contaminé) pour pouvoir juger de la qualité de la dialyse effectuée, par calcul du volume d'ultrafiltration obtenu. On rappelle que l'ultrafiltration est la différence entre les volumes de dialysat drainé et de dialysat introduit et correspond au volume d'eau retiré au patient. L'ultrafiltration est l'un des objectifs de la dialyse et doit être connue avec précision et reproductibilité. Pour introduire le dialysat aseptique et pour retirer le dialysat effluent contaminé, on utilise deux récipients intermédiaires ou burettes", qui sont connectés au cathéter du patient. La burette d'alimentation en dialysat aseptique est elle-même reliée à un réservoir principal du dialysat, qui permet de la remplir, tandis que la burette servant à l'évacuation du liquide effluent est connectée à un système de mise au rebut. Les lignes de connexion sont naturellement équipées de moyens de fermeture commandés, qui peuvent être de n'importe quel type, mais qui sont la plupart du temps de simples pinces dites "électro-clamps", qui compriment latéralement un conduit souple pour s'opposer au passage du liquide. La présente invention vise à proposer un procédé et un dispositif utilisables dans une telle technique, qui permettent de transférer le dialysat aseptique dans la cavité abdominale du patient et d'en retirer le dialysat usé en des quantités mesurées avec précision. L'invention a également pour but de proposer un dispositif de ce type, qui n'utilise pas de pompe pour le transfert du dialysat aseptique ou du dialysat contaminé. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de transfert d'un liquide à partir d'au moins un récipient en direction d'au moins un réceptacle, et vice-versa, ce procédé étant caractérisé en ce que, en amont du liquide par rapport au récipient ou, réciproquement, en aval du liquide par rapport au réceptacle, on exerce une pression, respectivement une dépression, contrôlée sur le liquide, par l'intermédiaire d'un gaz tampon, sollicité en compression, respectivement en dépression. Conformément à l'invention, par conséquent, le volume de gaz tampon sollicité en compression ou dépression par le piston, de l'air par exemple, sert de moyen moteur pour commander de façon régulée le déplacement du liquide. Le déplacement du piston associé constitue un moyen de mesure du volume de liquide déplacé. L'invention a donc également pour objet un dispositif pour le transfert d'un liquide par une ligne depuis au moins un récipient jusqu'à un réceptacle ou vice-versa, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un piston mobile dans un cylindre, un moyen moteur apte à commander le mouvement du piston dans le cylindre associé pour exercer une pression ou une dépression sur un gaz contenu dans ledit cylindre, et une ligne de connexion du cylindre et du récipient, cette ligne débouchant dans le récipient au-dessus du liquide à transférer, en vue d'exercer sur ce liquide, par l'intermédiaire du gaz, une pression ou une dépression contrôlée. Le dispositif pourra avantageusement comporter deux récipients distincts, tous deux connectés au même réceptacle et au même cylindre par des lignes distinctes, équipées de moyens d'obturation commandés, en vue de permettre le remplissage du réceptacle en liquide à partir de l'un desdits récipients et l'extraction du liquide du réceptacle vers le second, sans contamination du premier récipient par le liquide provenant du réceptacle. L'invention a également pour objet l'utilisation du procédé ou des dispositifs décrits ci-dessus dans la technique de la dialyse péritonéale, pour le transfert en quantité contrôlée d'un dialysat aseptique depuis un premier récipient vers la cavité abdominale d'un patient et pour l'évacuation du dialysat usé, provenant de cette cavité, jusqu'à un second récipient. Dans cette application, le premier récipient pourra donc être connecté, de façon connue en soi, à un réservoir d'alimentation en dialysat aseptique, par exemple par l'intermédiaire d'un moyen de commande tel qu'une pompe. Le second récipient pourra lui-même comporter une ligne de mise au rebut, équipée d'un moyen d'obturation commandé. Dans cette application du procédé et du dispositif conformes à l'invention, il est ainsi possible, en mesurant le déplacement du piston dans le cylindre, de mesurer avec une grande précision les volumes transférés de liquide aseptique ou de liquide contaminé. Si nécessaire, un filtre hydrophobe peut être interposé entre le circuit du liquide à transférer et celui du gaz moteur, en vue d'éviter toute contamination du liquide par ce gaz. Les dessins schématiques annexés illustrent cette application de l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est un schéma de principe illustrant le procédé de l'invention dans son application à la dialyse péritonéale Les figures 2 et 3 sont des schémas de deux formes de réalisation du dispositif conforme à l'invention, représentées dans cette même application. On se réfèrera d'abord à la figure 1. Sur cette figure, un dispositif usuel de dialyse péritonéale est désigné par la référence générale 1 et le dispositif conforme à l'invention par la référence 2. Le dispositif 1 comprend un réservoir 3 de dialysat, connecté par une ligne 4 à un récipient intermédiaire 5 ou "burette", par l'intermédiaire d'un moyen d'alimentation tel qu'une pompe 6, qui intervient lorsqu'un détecteur de niveau 7 relève qu'un niveau minimum prédéterminé est atteint dans la burette 5. Une ligne 8, équipée d'un moyen de fermeture 9 tel qu'un "électro-clamp", peut connecter le réservoir 5 à la cavité abdominale du patient. Une ligne 10, équipée elle aussi d'un moyen de fermeture 11 tel qu'un "électro-clamp", est connectée à un système de drainage 12. Conformément à l'invention, un cylindre 13, contenant un gaz, de l'air par exemple, est connecté par une ligne 14 à la partie supérieure de la burette 5, où la ligne 14 débouche au-dessus de la surface du dialysat. Dans le cylindre 13 se déplace un piston 15, commandé par un moteur linéaire pas-à-pas 16. Sur la ligne 14 peut être interposé un distributeur à trois voies, 17. Un capteur de pression 18 est placé en dérivation sur cette ligne 14. Le volume de gaz tampon entre le piston et le dialysat contenu dans la burette 5 sert d'agent moteur, pour commander, sous l'effet d'une pression ou d'une dépression exercée par le piston 15, le déplacement du dialysat dans la ligne 8 vers la cavité péritonéale du patient ou le retrait du dialysat contaminé de cette cavité via la ligne 10. La position du piston 15 dans le cylindre 13 peut être mesurée en permanence par décompte du nombre de tours ou de fractions de tours accomplis par le moteur 16. Comme on le verra ci-après, dans son application à une dialyse péritonéale, on utilise deux burettes distinctes, l'une pour le dialysat aseptique et l'autre pour le dialysat contaminé, mais pour d'autres applications, on peut n'utiliser qu'un seul récipient intermédiaire. Le piston 15 exerce son action, dans le cylindre 13, sur un volume d'air plus grand que celui de la burette 5 et, en fonctionnement, sa position initiale est environ au milieu du cylindre. La position du piston est asservie à la pression dans le cylindre de manière à maintenir cette pression sensiblement constante. Si cette pression est supérieure à celle du circuit connecté, celui de la ligne 8 par exemple, on chasse le liquide contenu dans ce circuit. Si cette pression est inférieure à celle du circuit connecté, on aspire le liquide pour remplir ce circuit. Un simple moyen de fermeture tel qu'un "électro-clamp" peut être substitué sur la ligne 4 à la pompe 6 et, dans ce cas, le récipient 5 peut être rempli de façon simple à partir du réservoir 3, après avoir fermé les organes 9 et 11, en exerçant une dépression dans le récipient 5, par un déplacement judicieux du piston 15 dans le cylindre 13. Le dimensionnement des connexions est tel que les pertes de charge soient faibles, au débit utilisé, et l'équilibre des pressions est donc réalisé de bout en bout, la compressibilité de l'air n'intervenant pas dans la précision de la mesure. De toute façon, la pression est mesurée à l'arrêt des fluides pour faire le calcul exact du volume transféré. Le système de commande de l'ensemble peut tenir compte, en outre, de l'évolution de paramètres significatifs, en particulier de la température de l'air, lors de la mise en pression ou en dépression des volumes concernés. Les figures 2 et 3 représentent deux formes de réalisation du dispositif conforme à l'invention dans son application à une dialyse péritonéale. Les organes déjà décrits sur la figure 1 sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Dans les deux cas, on utilise deux burettes 5a, 5b, équipées chacune d'un moyen de fermeture commandé, 9a, 9b, et connectées chacune par une ligne 8a, 8b, à une ligne 19 elle-même reliée au cathéter du patient. Dans le cas de la figure 3, les burettes 5a - 5b sont regroupées dans un même bloc-support 20, alors que,sur la figure 2, elles sont séparées. Comme précédemment, la burette 5a est connectée,par la ligne 4, au réservoir 3 et la burette 5b, par la ligne 10, au système de drainage 12. Deux voies distinctes du distributeur 17 sont reliées par des lignes 14a, 14b, respectivement, à la partie supérieure des burettes 5a, 5b, de manière à pouvoir exercer indifféremment une pression ou une dépression sur le liquide contenu dans chacune d'entres elles, par un déplacement approprié du piston 15 dans le cylindre 13. Chacune des burettes 5a, 5b est équipée d'un détecteur de niveau 7a, 7b. Ces deux dispositifs fonctionnent de la manière suivante. Pour effectuer le remplissage initial en dialysat de l'ensemble, on ouvre les "électro-clamps" 9a, 9b et 11. La ligne 19 du patient n'est donc pas isolée, mais on la maintient seulement au-dessus de la machine. Le distributeur 17 connecte le cylindre 13 à la ligne 14a. On met la pompe en route et on remplit le système jusqu'à ce que le niveau minimal de la burette d'entrée 5a soit atteint. On ferme l'electro-clamp 11, puis on continue à remplir, en déplaçant le piston pour faire monter la pression et remplir la ligne 19 du patient et la burette de sortie 5b jusqu'au niveau minimal. On ferme les électro-clamps 9a et 9b. On déplace le piston 15 pour obtenir une pression nulle dans la burette d'entrée 5a. On bascule le distributeur 17 pour connecter le cylindre 13 et la ligne 14b et on annule la pression dans la burette de sortie 56. On est alors dans les conditions initiales pour faire toute intervention de remplissage, rinçage ou début de cycle. Pour injecter le dialysat au patient, les électroclamps 9a, 9t, et 11 étant fermés, et le cylindre 13 étant relié par le distributeur 17 à la ligne 14a, on actionne la pompe pour remplir la burette 5a. On maintient la pression constante dans la burette 5a, par déplacement du piston 15. On peut ainsi mesurer le volume de dialysat introduit dans la burette 5a. A l'arrêt de la pompe 6 au volume désiré, on exerce une pression dans la burette 5a, par déplacement du piston 15, et on ouvre l'électro-clamp 9a. On déplace le piston 15 à pression constante jusqu'à la fin du transfert du volume. Le déplacement est suffisamment lent pour que l'équilibre des pressions soit réalisé en permanence. On arrête le piston lorsque le volume unitaire d'injection est atteint. Le cycle peut être repris autant de fois que nécessaire pour obtenir le volume d'injection programmé, compte tenu du volume de la burette 5a. Pour procéder au drainage, on connecte le cylindre 13 à la ligne 14b et on exerce une dépression d'environ 100 mbar par déplacement du piston 15. On ouvre l'électroclamp 9b et l'on maintient la dépression par déplacement du piston, jusqu'à l'obtention du volume d'une burette ou du temps maximal de drainage. On ferme alors l'électro- clamp 9b et l'on met en pression la burette par déplacement du piston après ouverture de l'électro-clamp 11. On déplace le piston 15 à pression constante d'un volume correspondant au volume de la burette 5b, puis on ferme l'électro-clamp 11. On reprend le cycle jusqu'à ce que l'équilibre des pressions en drainage se maintienne sans déplacement du piston pendant un temps convenu. Le dispositif conforme à l'invention se prête à des réalisations de petites dimensions, parfaitement compatibles avec les dispositifs existants de dialyse péritonéale. C'est ainsi, par exemple, que le piston 15 pourra avoir un diamètre de 40 mm, ce qui correspond à une section de 12, 5 cm2, avec un déplacement de 0,8 mm pour un volume d'air déplacé de 0,8 ml. En utilisant des burettes usuelles d'un volume de 150 ml, la vidange ou le remplissage d'une burette correspondra à une course du piston de 120 mm, que l'on doit multiplier par 1,2 pour tenir compte de la mise en pression, ce qui correspond, dans la pratique, à une course d'environ 150 mm. Pour une surpression ou une dépression de 200mbar, la force à exercer hors frottement est de 25 N. Dans la pratique, l'effort total à exercer sera de l'ordre de 35 N. L'actionneur linéaire 16 assure un déplacement du piston de 0,0254 mm par pas du moteur pas-à-pas de commande, soit un volume d'air ou de liquide déplacé de 0,03 ml par pas. La vitesse de déplacement est de 300 pas par seconde, soit 9, 57 ml/s ou 574 ml/mm. Il n'y a pas lieu de tenir compte de la pression, dans la mesure où on sait la maintenir constante pendant tout le déplacement du piston, sans fuites vers l'extérieur. Les capteurs de pression, associés à un convertisseur analogique numérique, permettent de maintenir une sensibilité meilleure que 0,1 mbar, ce qui, pour un volume de 200 ml, correspond à une variation de 0, 02 ml. Il est donc possible de mesurer avec une précision au moins égale à 0, 1 % des volumes de 150 ml correspondant aux volumes des burettes usuelles. L'invention apporte donc un moyen simple et très précis pour assister les dispositifs usuels de dialyse péritonéale. REVENDICATIONS 1. Procédé de transfert d'un liquide à partir d'au moins un récipient (5) en direction d'un réceptacle, et vice-versa, ce procédé étant caractérisé en ce que, en amont du liquide par rapport au récipient (5) ou, réciproquement, en aval du liquide par rapport au réceptacle, on exerce une pression, respectivement une dépression, contrôlée sur le liquide, par l'intermédiaire d'un gaz tampon, sollicité en compression, respectivement en dépression. 2. Dispositif pour le transfert d'un liquide par une ligne depuis au moins un récipient jusqu'à un réceptacle ou vice-versa, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un piston (15) mobile dans un cylindre (13), un moyen moteur (14) apte à commander le mouvement du piston dans le cylindre associé pour exercer une pression ou une dépression sur un gaz contenu dans ledit cylindre, et une ligne (14) de connexion du cylindre (13) et du récipient (5), cette ligne (14) débouchant dans le récipient (5) audessus du liquide à transférer, en vue d'exercer sur ce liquide, par l'intermédiaire du gaz, une pression ou une dépression contrôlée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen moteur actionnant le piston (15) est un moteur linéaire pas-à-pas (16). 4. Dispositif selon l'une des revendication 2 et 3, caractérisé en ce que le récipient (5) est connecté de façon commandée, d'une part, à un réservoir (3) d'alimentation en liquide, d'autre part, à un moyen d'évacuation (12). 5. Dispositif selon l'une des revendication 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux récipients (5a, Sb) connectés séparément au réceptacle, chacun de ces récipients pouvant en outre être connecté sélectivement au cylindre (13) par l'intermédiaire de lignes de connexion (14a, 14b) et d'un moyen (17) de raccordement de ces lignes, interposé entre les récipients (5a, 5b) et le cylindre (13). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'un (5a) des récipients est connecté à un réservoir (3) de liquide et l'autre (5b) à un moyen (12) d'évacuation.