Brevet FR2938440A1 — publié le 20100521

La présente invention concerne un dispositif de régulation de température d'un fluide thérapeutique. En médecine humaine ou vétérinaire, l'état d'un patient û humain ou animal û peut exiger que des fluides à finalité thérapeutique soient amenés vers le patient sous forme de perfusion ou d'irrigation. Au sens du présent document, le terme de � fluide thérapeutique � désigne tout fluide destiné à être en contact avec un patient humain ou animal par voie cutanée, sous cutanée ou intraveineuse. Un exemple typique de cette pratique est la transfusion sanguine 10 au cours de laquelle du sang ou des produits sanguins sont transfusés à un patient. On sait également que, pour la résolution d'une inflammation ou la résorption d'un oedème, il est classique de procéder à l'irrigation continue de la zone à traiter. 15 Le fluide thérapeutique û sang, produit sanguin, plasma etc. - destiné à être transfusé ou à irriguer une zone du patient est généralement conservé à basse température. Ainsi, le sang et les produits sanguins sont conditionnés sous forme de poches qui sont conservées à basse température de l'ordre habituellement de 4°C. 20 La température de stockage des fluides thérapeutiques fait qu'ils ne peuvent pas être immédiatement transfusés dans le corps du patient ou qu'ils ne peuvent pas immédiatement irriguer la zone à traiter ; l'utilisation directe de ces fluides à leur température de stockage subirait un choc thermique extrêmement préjudiciable au patient. 25 Il est d'autant plus important de préserver le patient que, lors d'une intervention médicale et en particulier chirurgicale, celui-ci est généralement dans une situation globale de stress qui peut rapidement le conduire à un état d'hypothermie. Les facteurs contribuant à l'hypothermie du patient sont notamment dus : 30 - à un traumatisme subi par le patient, - à une anesthésie qui impacte le système de régulation de température corporelle, à une déperdition de chaleur due au fait que le patient est partiellement découvert. 35 Il est essentiel que les fluides thérapeutiques dont le patient a besoin n'accentuent pas eux-mêmes le risque d'hypothermie. C'est pour cela qu'il existe des dispositifs qui permettent d'élever la température d'un fluide thérapeutique depuis une température de stockage de l'ordre de 4°C à une température de transfusion non traumatisante pour l'organisme 35°C à 40°C selon le fluide et selon son protocole d'administration. On a cependant pu détecter dans les dispositifs connus certaines insuffisances. Les dispositifs connus peuvent assurer une régulation insuffisamment précise. Il importe en effet de réchauffer et d'assurer une régulation de température extrêmement précise et rapide. La régulation de température hors de la plage préconisée peut se révéler dommageable pour le patient. Dans ce contexte technique, un but de l'invention est de fournir un appareil de régulation de température d'un fluide thérapeutique qui offre une grande précision de régulation. Un autre but d'invention est de fournir une installation de fourniture de chaleur à un fluide thérapeutique jusqu'au point d'administration au patient. Selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif de régulation de température d'un fluide thérapeutique comprenant un orifice d'entrée de fluide thérapeutique à une première température et un orifice de sortie de fluide thérapeutique à une deuxième température ; en outre le dispositif comprend - des moyens thermoélectriques de libération ou d'absorption de chaleur combinée à des moyens de libération de chaleur, - un échangeur amovible constitué d'un matériau thermiquement conducteur dans lequel circule le fluide thérapeutique de manière à transférer au fluide physiologique la chaleur régulée produite en combinaison par les moyens thermoélectriques et les moyens de libération, - au moins un capteur de température mesurant la température placé en amont du dispositif et au moins un capteur de température mesurant 30 la température du fluide physiologique en aval du dispositif, - un module électronique de commande relié à une interface permettant de fixer une température de consigne au fluide thérapeutique à sa sortie du dispositif, le module électronique de commande étant conçu pour contrôler les moyens thermoélectriques de libération ou d'absorption de 35 chaleur et les moyens de libération de chaleur en fonction notamment de la température d'entrée et de la température de sortie. Ainsi, l'invention fournit un dispositif qui fonctionne de manière hybride. Lorsque l'invention fonctionne pour élever la température d'un fluide thérapeutique depuis une température de stockage vers une température d'administration à un patient, le dispositif fonctionne en apportant de la chaleur au fluide de manière combinée par des moyens thermoélectriques et par des moyens de libération de chaleur. Cette disposition originale permet en pratique de réguler avec un temps de réponse très court la température du fluide thérapeutique puisque si les moyens de libération de chaleur n'agissent que dans le sens de l'apport de chaleur au fluide thérapeutique en revanche les moyens thermoélectriques peuvent apporter du froid ce qui permet d'éviter que des pics de température ne se produisent dans le fluide thérapeutique. L'action des moyens thermoélectriques de libération et d'absorption de chaleur permet de compenser l'inertie thermique des moyens de libération de chaleur qui continuent à dégager de la chaleur même lorsqu'ils ne sont plus alimentés électriquement. Le dispositif de régulation selon l'invention a donc la capacité d'éviter des pics de température. Ceci s'avère être un point particulièrement avantageux puisque dans le cas où le débit du fluide thérapeutique vient à baisser brutalement dans le dispositif ce qui est généralement le cas lors de la formation d'un caillot, le dispositif peut non seulement neutraliser les moyens de libération de chaleur mais encore il peut compenser l'inertie des moyens de libération de chaleur qui continuent à libérer de la chaleur quand bien même leur alimentation est coupée. Dans une forme de réalisation préférée, les moyens thermoélectriques de libération ou d'absorption de chaleur comprennent un ou plusieurs modules thermoélectriques à effet Peltier qui dégagent ou absorbent de la chaleur selon le sens du courant qui les parcourt et en ce que les moyens de libération de chaleur comprennent une ou plusieurs résistances qui dégagent de la chaleur lorsqu'elles sont traversées par un courant électrique. Cette forme de réalisation préférée de l'invention apparait également tout à fait avantageuse d'un point de vue économique car le dispositif ainsi constitué utilise principalement des résistances pour fournir de la chaleur au fluide thérapeutique tandis que les modules thermoélectriques à effet Peltier ont principalement une action de régulation. Le dispositif ainsi conçu utilise principalement des résistances qui sont des éléments peu couteux tandis que le ou les modules thermoélectriques à effet Peltier sont qui sont des éléments plus couteux sont utilisés pour leur fonction de régulation et d'écrêtage de pics de température. Dans une forme d'exécution de l'invention, il est prévu qu'une couche de matériau gélatineux thermoconducteur soit interposée entre au 5 moins une face de l'échangeur et une plaque d'échange. Cette disposition s'avère utile pour absorber les éventuelles dispersions dimensionnelles qui peuvent se produire entre le boitier et la porte qui font que le contact surfacique entre l'échangeur et les plaques d'échange n'est pas complet. 10 II est également envisageable qu'une couche de matériau gélatineux thermoconducteur soit interposée entre chacune de faces de l'échangeur et respectivement la plaque d'échange de la porte et la plaque d'échange du boitier. Selon une possibilité de réalisation, le dispositif comprend un 15 boitier qui possède une cavité et une porte articulée sur le boitier pouvant pivoter entre une position de fermeture dans laquelle la porte ferme la cavité et une position d'ouverture dans laquelle la porte ouvre l'accès à la cavité. Dans une forme de réalisation qui permet d'obtenir un dispositif de grande compacité, il est prévu que le boitier reçoit au moins un module 20 thermoélectrique à effet Peltier et la porte incorpore au moins une résistance. Pour favoriser la conduction de la chaleur vers l'échangeur, une plaque d'échange est accolée au module Peltier et une plaque d'échange est accolée aux résistances chauffantes placées dans la porte. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une installation de 25 régulation de température d'un fluide thérapeutique, caractérisé en ce que l'installation comprend : - un dispositif de régulation tel que précédemment défini et u - un tube d'amenée du liquide vers un patient, engagé sur l'orifice de sortie du dispositif, le tube d'amenée incorporant des moyens de libération 30 de chaleur relié au module de commande du dispositif de régulation. En outre, l'installation peut comprendre un bol de débullage ceinturé par une résistance de chauffage relié au module de commande du dispositif de régulation. Pour sa bonne compréhension, l'invention est décrite en référence 35 au dessin ci-annexé représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation d'un dispositif selon celle-ci. Figure 1 représente en perspective un dispositif de régulation de température selon l'invention; Figures 2 à 6 montrent de façon schématique plusieurs architectures du dispositif selon l'invention ; Figure 7 montre une variante de réalisation du dispositif ; Figure 8 est vue générale d'une installation selon l'invention incorporant le dispositif de la figure 1 ; Figures 9 à Il montrent un tube faisant partie de l'installation de la Figure 8. Comme cela est représenté à la figure 1, le dispositif de régulation 1 selon l'invention peut présenter la forme d'un boitier 2 qui possède une cavité 3 interne refermée par une porte 4. La porte 4 est articulée par des charnières qui permettent à la porte 4 de pivoter pour obturer la cavité ou pour ouvrir l'accès à la cavité. Un système de verrouillage permet de maintenir la porte 4 dans sa position fermée. Dans le dispositif selon l'invention, il est prévu que le boitier 2 ainsi que la porte 4 embarque des moyens de chauffage. La cavité est conçue pour recevoir un échangeur 6 à usage unique dans lequel circule un fluide physiologique destiné à être transfusé à un 20 patient. Comme cela apparait sur l'une des figures 2 à 6, le boitier 2 referme deux modules thermoélectriques à effet Peltier. De façon connue en soi, chaque module thermoélectrique comprend des matériaux métalliques, alliés ou semi conducteurs de différentes natures qui sont reliés par des 25 jonctions. Un dégagement de chaleur ou une absorption de chaleur se produit selon le sens de passage du courant dans les jonctions. Un ou plusieurs ventilateurs peuvent être disposés à proximité de chaque module thermoélectrique. Le fond de la cavité 3 est formé par une plaque d'échange qui est 30 réalisée en matériau à faible inertie thermique. En pratique, les modules thermoélectriques à effet Peltier sont directement juxtaposés à la plaque de fond, pour que l'effet de dégagement ou d'absorption de chaleur soit transmis par conduction à la plaque de fond de la cavité ; le ou les ventilateurs assurent la transmission par convection de la chaleur dissipée ou absorbée par le 35 module thermoélectrique. Hormis au niveau de la plaque d'échange, le boitier 2 peut être de doté de parois isolantes qui permettent de limiter les déperditions de chaleur dissipée ou absorbée par le module thermoélectrique. En combinaison des modules thermoélectriques à effet Peltier, le boitier 2 embarque également des résistances chauffantes. Dans l'exemple illustré, les résistances chauffantes sont positionnées dans la porte 4 du dispositif. La porte 4 est dotée d'une plaque d'échange qui est placée sur sa face en regard de la cavité 3. Le boitier 2 embarque une alimentation basse tension qui est reliée 10 aux modules thermoélectriques à effet Peltier et aux résistances placées dans la porte 4. En façade, le dispositif est doté d'une interface de commande 8 qui permet à un utilisateur de fixer une température de consigne. Le boitier 2 peut embarquer une carte de commande qui comprend 15 un microprocesseur, de la mémoire ROM et RAM et une interface entrée/sortie. La carte de commande est connectée à l'interface de commande et est également connectée à plusieurs capteurs de températures dont on verra le détail plus loin. Le dispositif de régulation est par ailleurs doté d'éléments de 20 protection électrique de type fusibles ou équivalent. L'échangeur 6 qui est destiné à être engagé dans la cavité du boitier 2 est réalisé dans un matériau à faible inertie thermique comme, par exemple, de l'aluminium. De manière concrète, l'échangeur 6 peut être constitué de deux plaques d'aluminium superposées et serties à leur périphérie 25 qui délimitent entre elle un passage pour le fluide physiologique qui doit être réchauffé. Il est prévu pour l'orifice d'entrée 9 et pour l'orifice de sortie 10 du fluide deux connecteurs standards sur lesquels peuvent être engagés des tubes par exemple d'un équipement de perfusion. Un code de couleur peut être utilisé pour identifier le connecteur d'entrée et le connecteur de sortie. Il peut 30 être prévu de disposer un réseau de chicanes à l'intérieur de l'échangeur 6 pour maximiser le trajet du fluide dans l'échangeur 6. La mise en place de l'échangeur 6 se fait en ouvrant la porte 4 du dispositif et en engageant l'échangeur 6 dans la cavité 3. L'échangeur 6 repose sur la plaque d'échange qui est accolée aux modules thermoélectriques à effet 35 Peltier. La porte 4 est ensuite fermée, ce qui met l'échangeur 6 en contact de la plaque d'échange de la porte 4. L'échangeur 6 est ainsi interposé entre deux plaques d'échange qui sont respectivement accolées pour l'une, aux modules thermoélectriques à effet Peltier et pour l'autre, aux résistances de chauffage embarquées dans la porte 4. On peut préciser que la porte 4 est pourvue de découpes qui permettent d'accéder aux orifices d'entrée et de sortie de l'échangeur 6. Dans une possibilité d'exécution, un capteur de température est placé au niveau de l'orifice d'entrée et un capteur de température est placé au niveau de l'orifice de sortie. Les données relevées par ces capteurs sont transmises à la carte de commande qui peut déterminer en fonction de paramètres préprogrammés, l'intensité du chauffage produit par les modules thermoélectriques à effet Peltier et aux résistances de chauffage placées dans la porte 4. La particularité du dispositif selon l'invention tient dans la grande rapidité avec laquelle il peut réagir et avec laquelle il peut assurer la régulation de la température. Le dispositif selon l'invention se révèle notamment particulièrement performant pour prévenir une élévation de température qui peut se produire brutalement en cas de bouchage d'un tube de perfusion. Dans ce cas de figure, l'inertie thermique des résistances de chauffage fait que la température du fluide thérapeutique peut continuer à s'élever même en cas d'arrêt de l'alimentation électrique de ces dernières. On peut rappeler que l'hémolyse du sang débute à 43°C. Le seuil de dégradation du fluide thérapeutique peut donc être atteint extrêmement rapidement car la température de consigne du fluide thérapeutique est généralement de l'ordre de 35°C à 38°C. On voit donc que la gestion de la température doit être faite de manière extrêmement fine. Le dispositif selon l'invention est parfaitement adapté pour faire face à ce type de situation puisque les modules thermoélectriques à effet Peltier sont alors utilisés pour la production de froid et compensent ainsi l'inertie thermique des résistances chauffantes. Le dispositif de régulation montré à la Figure 1, a l'avantage d'une grande compacité puisque les résistances chauffantes sont incluses dans la porte 4 et, de ce fait, ne créent pas de surépaisseur par rapport à un dispositif conventionnel. Il est cependant envisageable de prévoir d'autres architectures pour comme le montre les Figures 2 à 6. Il est notamment possible de prévoir un dispositif symétrique dans lequel l'échangeur est interposé entre des résistances et des modules thermoélectriques à effet Peltier. On peut se reporter à la figure 7 pour apprécier une variante de l'invention qui permet d'améliorer le contact entre l'échangeur et les plaques 5 d'échanges qui lui sont adjacentes. II en effet est prévu qu'une couche de matériau gélatineux thermoconducteur soit interposée entre au moins une face de l'échangeur et une plaque d'échange. Cette disposition s'avère utile pour absorber les éventuelles 10 dispersions dimensionnelles qui peuvent se produire entre le boitier et la porte qui font que le contact surfacique entre l'échangeur et les plaques d'échange n'est pas complet. Cette couche de gel permet d'absorber les inévitables dispersions dimensionnelles. La couche de matériau gélatineux thermoconducteur peut être collées sur chacune des faces de l'échangeur. 15 Il est également possible d'envisager de disposer une ou deux couches de matériaux gélatineux thermoconducteur dans un poche dans laquelle l'échangeur peut être inséré. Dans la mesure ou l'échangeur est à usage unique cela permet de conserver la poche pour plusieurs utilisations. Selon un autre aspect, l'invention concerne une installation dans 20 laquelle le fluide thérapeutique est chauffé sur la totalité de son parcours jusqu'au patient. Comme on peut le voir sur la figure 8, il est en effet prévu de doter de moyens de chauffage, l'ensemble des équipements situés en aval du dispositif de régulation. Les équipements aval peuvent être, comme cela 25 apparaît sur la figure 8, un bol de débullage 11 et un tube d'amenée 12 du fluide thérapeutique vers le patient. Le bol de débullage 11 est ceinturé par une résistance de chauffage qui est reliée à la carte de commande du dispositif de régulation. Le tube d'amenée 12 comme le montre la figure 9 incorpore dans 30 l'épaisseur de sa paroi, un conducteur qui est également reliée à la carte de commande. La connexion avale du tube d'amenée 12 se fait de façon classique (voir figure 10) tandis que la connexion amont prévoit la liaison électrique avec la carte de commande (voir figure 11). Dans cette forme de réalisation de l'invention, le contrôle de la température se fait sur l'ensemble jusqu'au point d'utilisation du fluide thérapeutique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation 5 décrite ci dessus à titre d'exemple limitatif mais elle en embrasse au contraire toutes les formes de réalisation. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de régulation de température d'un fluide thérapeutique comprenant un orifice d'entrée de fluide thérapeutique à une première température et un orifice de sortie de fluide thérapeutique à une deuxième température, caractérisé en ce que le dispositif comprend, en outre : - des moyens thermoélectriques de libération ou d'absorption de chaleur combinée à des moyens de libération de chaleur, - un échangeur (6) amovible constitué d'un matériau thermiquement conducteur dans lequel circule le fluide thérapeutique de manière à transférer au fluide physiologique la chaleur régulée produite en combinaison par les moyens thermoélectriques et les moyens de libération, - au moins un capteur de température mesurant la température placé en amont du dispositif et au moins un capteur de température mesurant la température du fluide physiologique en aval du dispositif, - un module électronique de commande relié à une interface permettant de fixer une température de consigne au fluide thérapeutique à sa sortie du dispositif, le module électronique de commande étant conçu pour contrôler les moyens thermoélectriques de libération ou d'absorption de chaleur et les moyens de libération de chaleur en fonction notamment de la température d'entrée et de la température de sortie. 2. Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens thermoélectriques de libération ou d'absorption de chaleur comprennent un ou plusieurs modules thermoélectriques à effet Peltier qui dégagent ou absorbent de la chaleur selon le sens du courant qui les parcourt et en ce que les moyens de libération de chaleur comprennent une ou plusieurs résistances qui dégagent de la chaleur lorsqu'elles sont traversées par un courant électrique. 3. Dispositif de régulation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'une couche de matériau gélatineux thermoconducteur est interposée entre au moins une face de l'échangeur et une plaque d'échange. 4. Dispositif de régulation selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une couche de matériau gélatineux thermoconducteur est interposée entre chacune de faces de l'échangeur et respectivement la plaque d'échange de la porte et la plaque d'échange du boitier. 5. Dispositif (1) de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif comprend un boitier 2 qui possède une cavité et une porte (4) articulée sur le boitier (2) pouvant pivoter entre une position de fermeture dans laquelle la porte (4) ferme la cavité et une position d'ouverture dans laquelle la porte (4) ouvre l'accès à la cavité. 6. Dispositif (1) de régulation selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le boitier (2) reçoit au moins un module thermoélectrique à effet Peltier et la porte (4) incorpore au moins une résistance. 7. Dispositif (1) de régulation selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'une plaque d'échange est accolée au module Peltier et en ce que un plaque d'échange est accolée aux résistances chauffantes placées dans la porte (4). 20 8. Installation de régulation de température d'un fluide thérapeutique, caractérisé en ce que l'installation comprend : - un dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 à 7, - un tube d'amenée du liquide vers un patient, engagé sur l'orifice 25 de sortie du dispositif, le tube d'amenée incorporant des moyens de libération de chaleur relié au module de commande du dispositif de régulation. 9. Installation de régulation de température selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'installation comprend un bol de 30 débullage ceinturé par une résistance de chauffage relié au module de commande du dispositif de régulation.15