CA1061259A - Circuit sanguin extracorporel a une seule canule - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un dispositif à aiguille unique pour l'alimentation en sang d'un circuit sanguin extracorporel. Au moins l'un des éléments du dispositif qui sont la pompe, le conduit d'aspiration du sang à la pompe, l'hémodialyseur, le conduit de refoulement et les conduits de liaison offrent au sang un volume interne variable qui est sensible aux variations de la pression différentielle existant entre l'intérieur et l'atmosphère, les tubes d'arrivée et de départ du sang étant munis d'un obturateur alternatif à proximité de l'aiguille. Ce dispositif est utilisable notamment pour alimenter un rein artificiel.
Description
La pré~ente invention concerne un perfectionnement au~ circuits extracorporels de sang pour l'alimentation d'un hemodialyseur à partir d'une aiguilie unique traversée alterna-tivcment par ]c ~ang à épurer et le sang épuré.
Un tel circuit e~t décrit en détail dans l'article "Single need]e dialysis" de K.F. Kopp, G.F. Gu-th et W.J. Koff publié dans le volume XVIII de '~rans. Amer. Soc. Artif. Int.
Organs 1972. Il nécessite l'emploi de détecteur3 de pression relié3 à un moniteur speclalem~nt conçu pour commander l'ocolusion al-ternati~e dc~ oonduits d'amenée et d'évacuation du sang à
:l'hémodialyseur. Ces détecteurs de pression sont des organes délicats entra~nant la mise en oeuvre d'un appareillage relati-vement complexe et co~teux.
La présente invention propose un circuit extracorporel de sang pour l'alimentation d'un hémodialyseur à partir d'une aiguille unique, ~imple, s~r et économique et qui, plus spécia-lement, ne nécessite pas l'emploi de détecteurs de pression.
Elle propo3e également de réduire 6ensiblement le débit de recir-culation du sang à l'intérieur de llhémodialyseur.
Il a maintenant ét~é trouvé un circuit extraaorporel de sang relié ~ un hémodialyseur, comprenant une aiguille creuse susceptible d'être introduite à l'intérieur d'un vaisseau d'un patient, un raccord en Y relié d'une part à ladite aiguille et d'autre part à l'hémodialyseur, une première branche de l'Y reliée à l'entrée de l'hémodialyseur par un conduit d'aspiration, une pompe de type faiblement hémolysant et le premier tronçon d'un conduit de refoulement, une seconde branche de llY reliée à la sortie de l'hémodialyseur par un conduit d'évacuation et un piège à bulles, constituant le second tronçon dudit conduit de refoule-merlt e-t un dispositif qui obture de façon intermi-t-tente lesdit~
106~ZS~
conduits. Ce circuit est caractéri.sé en ce qu'au moins l'un des éléments qui sont la pompe, le conduit d'aspiration du sang à
la pompe, l'hémodialyseur, le conduit de refoulement et les con-duits de liaison offrent au sang un volume interne variable qui est sensible aux variations de la pression différentielle existant entre l'intérieur et l'atmosphère et, conjointement, ledit dispo-sitif d'obturation intermittente des conduits est relié à des moyens l'entrainant de maniere cyclique à une fréquence prédé-termin~e.
La description de la présente invention sera mieux comprise à l'aide des figures ci-jointes qui représentent sché-matiquement, sans échelle déterminée et à titre d'exemples, di-vers modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est la vue en élévation de l'ensemble du circuit.
La figure 2 est la vue en élévation d'un dispositif d'obturation des conduits.
La figure 3 est la vue en élévation d'une variante - de réalisation d'un tel dispositif, En se référant à la figure 1, le circuit selon l'in-` vention comprend une aiguille creuse (1) de type connu pour le prélèvement de sang depuis un vaisseau d'un patient, par exem-ple une veine de l'avant-bras. L'aiguille (1) est raccordée par un tronçon de conduit (2) de faible longueur (quelques centimètres) à un raccord en Y (3) de type connu. Les deux branches de l'Y sont reliées chacune à un dispositif d'obturation intermittent (4) de conduits semblables, disposés en parallèles pour l'amenée et l'évacuation du sang dans l'hémodialyseur.
Le conduit d'amenée s'étend du raccord en Y à l'entrée de l'hémodialyseur (5) de part et d'autre de la pompe (6) d'un type faiblement hémolysant. Il se compose ~ .
-~`. iOf~l'd59 du conduit d'aspiration qui s'étend du raccord en Y à la pompe (6) et d'un premier tronçon du conduit de refoulement qui ~'étend de la pompe (6) à l'hémodialyseur (5). ~e ¢onduit d'évacuation qui constitue aussi le second tronçon du conduit de refoulement, s'étend de la sortie de l'hémodialyseur (5) au raccord en Y et il comprend notamment un piège à bulles (7) de type connu. La pompe (6) et le dispositif (4) d'obturation intermittent de~
conduits d'amenée et d'évacuation sont reliés par des moyens connus (rédùcteurs ou varlateurs de vitesse3, manchons d'accou-ple~ent...) ~ de.s organes moteurs de type~ connus en soi non re-présentés et entraInés à des vitesses généralement constantes, fixes ou réglables. ~e sens de circuiation du sang est indiqué
par des flèches.
~ e fonctionnement de ce circuit est le suivant. Du sang est prélevé au patient par l'aiguille (1) et est envoyé par la pompe (6) dans l'hémodialyseur (5) où il est épuré. Aprè~
avoir traversé le piège à bulles (7) où il s'est éventuellement déga~é, il est réin~ecté au patient ~ travers l'aiguille qui a servi ~ le prélever. Pour cela, le di~po~itif (4) obture sen8i-blement alternativement le~ conduits ~lamenée et d'évacuation dusang à l'hémodialyseur.
Selon l'art antérieur, on cesse d'introduire du sang dans l'hémodialyseur en obturant le conduit d'amenée dès que la pression du sang atteint la valeur maximum admise au refoulement de la pompe (6), ce qui nécessite un délai variable. Une partie du sang épuré est alors évacué pendant un intervalle de temps prédéterminé, puis le cycle recommence.
Selon l'invention, clest la fréquence du cycle tout entier, comportant successivement l'amenée puis l'évacuation du sang dans l'hémodialyseur, qui est prédéterminée et ceci, indé-pendamment de la pression du sang à l'intérieur du ~ cuit. On a en effet constaté que dans les conditions qui sont précisées ci-lO~lZS~
après, les variations de pression du sang à l'intérieur de lapompe, de l'hémodialyseur, des conduits de liaison et éventuel-lement de leurs accessoire~, engendrent dans ces organes des variations du volume qu'il~ offrent au sang, ces variations de volume limitant à leur tour l'élévation de pression du sang ~
un niveau tout à fait acceptable, c'est-à-dire qui élimine pra-tiquement tout risque de rupture des parois, y compris des mem-brane~, au contact du ~ang.
~ e~ conditions ~ re~pecter concernent l'aptitude d'au moin3 llun des organes préoité~ ~ se deformer de manière ré~er-stble et généralement (et de préférence) ~lastiquement, pour offrir au ~ang un volume interne variable en fonction d'une va-riation de pression du sang. Ce volume variable peut atteindre une valeur maximum admissible au moin~ égale au volume de sang déplacé à chaque cycle.
Ainsi la pompe (6) comporte de préférence un corps constitué par un tube souple qui offre au sang un volume interne (entre deux galets ou entre deux clapets) variable~ ~ensible aux variations de la pre6~ion e~er¢ée ~ur ses paroi~. On con~tate que, quelle ~ue soit la vitesse d'entrafnement d'une telle pompe, ~on débit peut diminuer jusqu'à devenir nul, soit lorsque la pres-sion à la ~ortie de la pompe augmente, soit lorsque la pression à
llentrée de la pompe diminue.
~ es pompes utilisées en circulation extracorporelle de sang ne po~sèdent pas nécessairement de telles propriétéæ. Pour mettre en oeuvre la présente invention, on peut employer de pré-férence comme pompe, soit des pompes péristaltiques décrites par exemple dans le6 brevet~ français n 1 529 860 et 2 063 677, soit des pompes à membrane tubulaire et clapet (dites aussi pompes ventriculaires) comportant un clapet d'admission automatique ou de préférence commandé et un clapet de refoulement commandé qui peut 8tre du m~me type que le clapet d'admission, par exemple les ` ~O~Z59 pompe~ ~elon le brevet français n 72 07863. On sait qu'il est aisé de régler la pression du fluide moteur de telles pompes et par là leur pression de refoulement et leur dépression à
l'aspiration. Pour les pompes dites ventriculQires, le volume interne offert au sang est sensible à la pression différentielle qui s'exerce sur la paroi du tube; la pression différentiellé
est la résultante des pressions qui s'exercent à tout instant`à
l'intérieur et`à l'extérieur du tube.
~a pompe de type préférentiel permet au di~positif selon l'in~ention de fonctionner avec une tr~s grande s~curité, car elle évite automatiquement tout accident, par exemple dan~
les cas où l'aiguille (1) se boucherait ou bien le dispositif (4) d'obturations intermittentes resterait bloqué, le conduit dléva-cuation restant fermé.
On peut aussi utiliser une pompe faiblement hémolysante de tout type connu, préférentiel ou non, par exemple une pompe péristaltique associée ~ un conduit d'aspiration du sang et à un conduit de refoulement du sang à travers l'hémodialyseur, qui ; offrent au sang de~ volumes internes variables de préférence ~las-tiquement, sensibles aux variations de la pression différentielle exercée sur leurs parois.
Ces conduits sont généralement constitués par aes tubes souples qui peuvent avoir au repos une section droite circulaire, - elliptique ou fusiforme. Lorsque au repos un tube souple offre au sang une ~ection de pa~sage circulaire, il augmente de diamètre sous l'action d'une augmentation de pre~ion interne par allonge-ment élastique de la paroi, c'est-à-dire par dilatation du tube et il revient à sa dimension initiale lorsque ce~se la pression interne. ~orsque au repos la section droite du tube est non cir-culaire, elle peut varier, aussi bien sous l'effet d'une dépres-sion (~ l'amont de la pompe 6) que d'une surpression interne (à
l'aval de la pompe 6) par flexion de~ paroi~ du tube. On préfère ~061Z5~
utiliser des tubes qui changent de section par flexion de la paroi, car il9 perme-ttent d'obtenir une variation de volume importante pour une faible variation de pres~ion. Parmi ce3 derniers tubes on préfare céux qui changent de section par flexion élastique de leur paroi. En pratique, les tubes souples habi-tuellement utilisés en circulation extracorporelle, par exemple en élastomares silicone~, conviennent bien, évidemment dans la mesure où ils pré~entent l'aptitude requise ~ changer de volume int~rne en fonction de la pres~ion.
On peut également utili~er, associé~ soit à une pompe de type préférentiel, soit à un conduit d'a~piration dont le volume interne est sensible aux variations de pression, des hé-modialyseur~ qui offrent par eux-mêmes au sang un volume variable, sensible aux ~ariations de pres~ion différentielle exercée~ sur leurs parois. Pratiquement la plupart des hémodialyseurs connus possèdent une telle pro~riété.
Naturellement on peut combiner entre eux le~ éléments préférentiel~. Si désiré, on peut en outre raccorder sur le conduit d'amenée des accessoires tels que de~ poche~ soupleg paroi~ éla~tlques (non représentées) qui peuvent, d'une part amortir de brusgues variations de pre~sion du sang et d'autre part, accroftre la capacité de ce conduit sur le plan de la va-riation des volumes offerts au sang.
~ a figure 2 représente un mode de réalisation d'un dis-positi~ d'obturation intermittent des deux conduit~ reliant le patient à l'hémodialyseur.
Ce dispositif comprend deux tubes souples (8) et (9) sensiblement parallèles soutenus par une plaque support (10) en deux zOne~ d'appui opposées ~11) et (12). Entre les deux tubes, une came (13) entra~née à une vi-tesse predéterminée, fixe ou régla-ble, par tous moyens connus non représentés, commande deux biellet-tes symétriques (14) et (15). Ces biellettes peuvent pivoter une extrémité autour d'axes (16) et - --- ~061Z~9 (17); elles portent des galets (]8) et (19) qui tournent au contact de la came (13) et le3 maintiennent appuyées contre les tubes (8) et (9). ~es biellettes présentent chacune ~ers leur extrémité libre une forme proéminente et arrondie qui leur permet de s~enfoncer dans les tubes souples (8) et (9), au niveau des zônes d~appui opposées (11) et (12), jusqu~ les obturer totalement, sans les détériorer, ni pratiquement hémoly~er le sang. Avantageusement les blellettes sont élastique~ et cons-tituées par exemple par de~ lames ressort, afin d~obtenir une obturation sati3faisante des tubes (8) et (9), quelles que soient leurs tolérances d~exécution.
La came (13) lmpose aux biellettes (14) et (15) dlob-turer sen~iblement alternativement le~ tubes souples (8) et (9).
Il est bien évident que la durée pendant laquelle la pompe (6) envoie du sang dans l~hémodiaiyseur (5), alors que le dispositif (4) obture le conduit de ~ang épuré, est limitée. En effet le volume de sang déplacé par la pompe pendant cette durée est in-férieur ou au plu8 égal à la variation maximum admissible du vo-lume interne des différents organes du circuit de refoulement de la pompe dont les parois ~ont ~ensibles aux variation~ de pression.
De même la durée pendant laquelle s'écoule le sang épuré e~t éga-lement limitée pour éviter de soumettre le sang à une aépression trop import-ante dans le circuit d~aspiration de la ponpe. Aus~i est-on conduit à ohoisir pour le dispositif d~obturation (4) un fonctionnement cyclique dont la fréquence est généralement com-prise entre 10 et 50 cycles par minute et de préférence comprise entre 20 et 40 cycles par minute. La durée du cycle sera d~autant plus longue que les compo~ants du circuit (pompe~ conduits, hé-modialyseur, piège à bulles, etc...) sont plus ~ouples et accep-teront une augmentation et/ou diminution de volume sou~ l~effet30 d~une variation de pression. Elle sera évidemment plu~ brève dans le ca~ contraire. ~a durée pendant laquelle l'hémodialyseur est iZ59 alimenté en sang à épurer est sensiblement égale à celle pendant laquelle e~t évacué le ~ang épuré.
Avantageusement, le profil de la came (13) e~t déter-miné, comme représenté figure 2, pour permettre d'obturer si-multanément les deux tubes pendant un oourt in~tant. Grâce à
cette di~position particulière, on réduit considérablement la recirculation dans l'hémodialyseur du sang déj~ épuré, puisque seul le ~ang contenu dans le t~onçon de conduit commun (2) de ~rè~ faible volume peut ~tre recyolé.
En effet, selon l'art antérieur, les deux conduita ne ~ont pa3 fermés totalement simultanément, aussi à chaque cycle, pendant la durée de fermeture ou d'ouverture de~ conduit&, une fraction du sang épuré est aspiré par la pompe (6) et retourne directement a l'hémodialyseur. Il en résulte une bai~e d'ef-ficacité de celui-ci qui n'est compensée que par un allongement de la durée du traitement. Celui-ci peut atteindre 20 ~ 30 ~ ou m~me davan~age de la durée du traitement effectu~ a~ec deux ai-guilles distinctes~ toutes autre~ condition3 égales par ailleurs.
~ U9~i la présente invention pe~met-elle ~ la technique de l'hémodialy9e aveo une seule ai~uille de faire valoir tou~
se~ avantages en faiaant pratiquement dispara$tre ae~ principau~
inconvénients.
~ 'exemple suivant fera ressortir les caractéristiques et le.q avantages du circuit selon l'invention.
EXEMPIE:
- on utilise un circuit extracorporel comprenant lea élé-ments suivants:
- Une aiguille de diamètre intérieur 2 mm et de lon-gueur 30 mm.
- Un raccord en Y dont les branches ont un diamètre intérieur de 4 mm et une longueur de 10 mm.
- Une pompe péristaltique rotative à 3 galet~ pres3ant ~ G~Z59 un tube en éla~tomare silicone ~ 10-14 mm selon un cercle flctif de diamatre 114 mm. Cette pompe est du type décrit dan3 le brevet françai~ publié 80U~
le n 2 06~ 677.
- Un hémodialy~eur commercialisé par le Département Génie Médical de RHONE-PO~IENC, du type RP n 5.
Il comporte 30 membrane~ de surface unitaire uti-le 370 cm2.
- Un piège ~ bulles con~titué par un tube en élastomère silicone de rolume 20 cm3.
- Un dispositif ~ came tel que repr~enté figure 2.
- Des conduits de liaison eh élastomère silioone de ~ 5-8 mm.
On procède avec cet appare~llage à un traitement d'hé-modialyse avec une seule aiguille. Pour cela, après avoir relié
le patient au circuit ainsi constitué, on entraine la pompe à
une vitesse constante de 20 tr/mn et la ca~e à une vitesse de 30 tr/mn. ~e débit de sang traversant l'hémodialyseur est de 200 ml/mn et le débit de sang recyclé est de 10 ml/mn seulement.
20- Naturellement la présente invention n'est pa~ limitée aux seuls modes de réalisation décrits, elle comprend toutes les variantes de réalisation ~ la portée du teohnicien. Par e~emple le dispositif d'obturation intermittent (4) peut comprendre un excentrique au lieu d'une came, ou bien toute combinaison de moyens équivalents, par exemple un système de bielle et manivelle entra~nant l'ensemble des deux conduits soupleæ; comme représenté
figure 3.
. ~
Un tel circuit e~t décrit en détail dans l'article "Single need]e dialysis" de K.F. Kopp, G.F. Gu-th et W.J. Koff publié dans le volume XVIII de '~rans. Amer. Soc. Artif. Int.
Organs 1972. Il nécessite l'emploi de détecteur3 de pression relié3 à un moniteur speclalem~nt conçu pour commander l'ocolusion al-ternati~e dc~ oonduits d'amenée et d'évacuation du sang à
:l'hémodialyseur. Ces détecteurs de pression sont des organes délicats entra~nant la mise en oeuvre d'un appareillage relati-vement complexe et co~teux.
La présente invention propose un circuit extracorporel de sang pour l'alimentation d'un hémodialyseur à partir d'une aiguille unique, ~imple, s~r et économique et qui, plus spécia-lement, ne nécessite pas l'emploi de détecteurs de pression.
Elle propo3e également de réduire 6ensiblement le débit de recir-culation du sang à l'intérieur de llhémodialyseur.
Il a maintenant ét~é trouvé un circuit extraaorporel de sang relié ~ un hémodialyseur, comprenant une aiguille creuse susceptible d'être introduite à l'intérieur d'un vaisseau d'un patient, un raccord en Y relié d'une part à ladite aiguille et d'autre part à l'hémodialyseur, une première branche de l'Y reliée à l'entrée de l'hémodialyseur par un conduit d'aspiration, une pompe de type faiblement hémolysant et le premier tronçon d'un conduit de refoulement, une seconde branche de llY reliée à la sortie de l'hémodialyseur par un conduit d'évacuation et un piège à bulles, constituant le second tronçon dudit conduit de refoule-merlt e-t un dispositif qui obture de façon intermi-t-tente lesdit~
106~ZS~
conduits. Ce circuit est caractéri.sé en ce qu'au moins l'un des éléments qui sont la pompe, le conduit d'aspiration du sang à
la pompe, l'hémodialyseur, le conduit de refoulement et les con-duits de liaison offrent au sang un volume interne variable qui est sensible aux variations de la pression différentielle existant entre l'intérieur et l'atmosphère et, conjointement, ledit dispo-sitif d'obturation intermittente des conduits est relié à des moyens l'entrainant de maniere cyclique à une fréquence prédé-termin~e.
La description de la présente invention sera mieux comprise à l'aide des figures ci-jointes qui représentent sché-matiquement, sans échelle déterminée et à titre d'exemples, di-vers modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est la vue en élévation de l'ensemble du circuit.
La figure 2 est la vue en élévation d'un dispositif d'obturation des conduits.
La figure 3 est la vue en élévation d'une variante - de réalisation d'un tel dispositif, En se référant à la figure 1, le circuit selon l'in-` vention comprend une aiguille creuse (1) de type connu pour le prélèvement de sang depuis un vaisseau d'un patient, par exem-ple une veine de l'avant-bras. L'aiguille (1) est raccordée par un tronçon de conduit (2) de faible longueur (quelques centimètres) à un raccord en Y (3) de type connu. Les deux branches de l'Y sont reliées chacune à un dispositif d'obturation intermittent (4) de conduits semblables, disposés en parallèles pour l'amenée et l'évacuation du sang dans l'hémodialyseur.
Le conduit d'amenée s'étend du raccord en Y à l'entrée de l'hémodialyseur (5) de part et d'autre de la pompe (6) d'un type faiblement hémolysant. Il se compose ~ .
-~`. iOf~l'd59 du conduit d'aspiration qui s'étend du raccord en Y à la pompe (6) et d'un premier tronçon du conduit de refoulement qui ~'étend de la pompe (6) à l'hémodialyseur (5). ~e ¢onduit d'évacuation qui constitue aussi le second tronçon du conduit de refoulement, s'étend de la sortie de l'hémodialyseur (5) au raccord en Y et il comprend notamment un piège à bulles (7) de type connu. La pompe (6) et le dispositif (4) d'obturation intermittent de~
conduits d'amenée et d'évacuation sont reliés par des moyens connus (rédùcteurs ou varlateurs de vitesse3, manchons d'accou-ple~ent...) ~ de.s organes moteurs de type~ connus en soi non re-présentés et entraInés à des vitesses généralement constantes, fixes ou réglables. ~e sens de circuiation du sang est indiqué
par des flèches.
~ e fonctionnement de ce circuit est le suivant. Du sang est prélevé au patient par l'aiguille (1) et est envoyé par la pompe (6) dans l'hémodialyseur (5) où il est épuré. Aprè~
avoir traversé le piège à bulles (7) où il s'est éventuellement déga~é, il est réin~ecté au patient ~ travers l'aiguille qui a servi ~ le prélever. Pour cela, le di~po~itif (4) obture sen8i-blement alternativement le~ conduits ~lamenée et d'évacuation dusang à l'hémodialyseur.
Selon l'art antérieur, on cesse d'introduire du sang dans l'hémodialyseur en obturant le conduit d'amenée dès que la pression du sang atteint la valeur maximum admise au refoulement de la pompe (6), ce qui nécessite un délai variable. Une partie du sang épuré est alors évacué pendant un intervalle de temps prédéterminé, puis le cycle recommence.
Selon l'invention, clest la fréquence du cycle tout entier, comportant successivement l'amenée puis l'évacuation du sang dans l'hémodialyseur, qui est prédéterminée et ceci, indé-pendamment de la pression du sang à l'intérieur du ~ cuit. On a en effet constaté que dans les conditions qui sont précisées ci-lO~lZS~
après, les variations de pression du sang à l'intérieur de lapompe, de l'hémodialyseur, des conduits de liaison et éventuel-lement de leurs accessoire~, engendrent dans ces organes des variations du volume qu'il~ offrent au sang, ces variations de volume limitant à leur tour l'élévation de pression du sang ~
un niveau tout à fait acceptable, c'est-à-dire qui élimine pra-tiquement tout risque de rupture des parois, y compris des mem-brane~, au contact du ~ang.
~ e~ conditions ~ re~pecter concernent l'aptitude d'au moin3 llun des organes préoité~ ~ se deformer de manière ré~er-stble et généralement (et de préférence) ~lastiquement, pour offrir au ~ang un volume interne variable en fonction d'une va-riation de pression du sang. Ce volume variable peut atteindre une valeur maximum admissible au moin~ égale au volume de sang déplacé à chaque cycle.
Ainsi la pompe (6) comporte de préférence un corps constitué par un tube souple qui offre au sang un volume interne (entre deux galets ou entre deux clapets) variable~ ~ensible aux variations de la pre6~ion e~er¢ée ~ur ses paroi~. On con~tate que, quelle ~ue soit la vitesse d'entrafnement d'une telle pompe, ~on débit peut diminuer jusqu'à devenir nul, soit lorsque la pres-sion à la ~ortie de la pompe augmente, soit lorsque la pression à
llentrée de la pompe diminue.
~ es pompes utilisées en circulation extracorporelle de sang ne po~sèdent pas nécessairement de telles propriétéæ. Pour mettre en oeuvre la présente invention, on peut employer de pré-férence comme pompe, soit des pompes péristaltiques décrites par exemple dans le6 brevet~ français n 1 529 860 et 2 063 677, soit des pompes à membrane tubulaire et clapet (dites aussi pompes ventriculaires) comportant un clapet d'admission automatique ou de préférence commandé et un clapet de refoulement commandé qui peut 8tre du m~me type que le clapet d'admission, par exemple les ` ~O~Z59 pompe~ ~elon le brevet français n 72 07863. On sait qu'il est aisé de régler la pression du fluide moteur de telles pompes et par là leur pression de refoulement et leur dépression à
l'aspiration. Pour les pompes dites ventriculQires, le volume interne offert au sang est sensible à la pression différentielle qui s'exerce sur la paroi du tube; la pression différentiellé
est la résultante des pressions qui s'exercent à tout instant`à
l'intérieur et`à l'extérieur du tube.
~a pompe de type préférentiel permet au di~positif selon l'in~ention de fonctionner avec une tr~s grande s~curité, car elle évite automatiquement tout accident, par exemple dan~
les cas où l'aiguille (1) se boucherait ou bien le dispositif (4) d'obturations intermittentes resterait bloqué, le conduit dléva-cuation restant fermé.
On peut aussi utiliser une pompe faiblement hémolysante de tout type connu, préférentiel ou non, par exemple une pompe péristaltique associée ~ un conduit d'aspiration du sang et à un conduit de refoulement du sang à travers l'hémodialyseur, qui ; offrent au sang de~ volumes internes variables de préférence ~las-tiquement, sensibles aux variations de la pression différentielle exercée sur leurs parois.
Ces conduits sont généralement constitués par aes tubes souples qui peuvent avoir au repos une section droite circulaire, - elliptique ou fusiforme. Lorsque au repos un tube souple offre au sang une ~ection de pa~sage circulaire, il augmente de diamètre sous l'action d'une augmentation de pre~ion interne par allonge-ment élastique de la paroi, c'est-à-dire par dilatation du tube et il revient à sa dimension initiale lorsque ce~se la pression interne. ~orsque au repos la section droite du tube est non cir-culaire, elle peut varier, aussi bien sous l'effet d'une dépres-sion (~ l'amont de la pompe 6) que d'une surpression interne (à
l'aval de la pompe 6) par flexion de~ paroi~ du tube. On préfère ~061Z5~
utiliser des tubes qui changent de section par flexion de la paroi, car il9 perme-ttent d'obtenir une variation de volume importante pour une faible variation de pres~ion. Parmi ce3 derniers tubes on préfare céux qui changent de section par flexion élastique de leur paroi. En pratique, les tubes souples habi-tuellement utilisés en circulation extracorporelle, par exemple en élastomares silicone~, conviennent bien, évidemment dans la mesure où ils pré~entent l'aptitude requise ~ changer de volume int~rne en fonction de la pres~ion.
On peut également utili~er, associé~ soit à une pompe de type préférentiel, soit à un conduit d'a~piration dont le volume interne est sensible aux variations de pression, des hé-modialyseur~ qui offrent par eux-mêmes au sang un volume variable, sensible aux ~ariations de pres~ion différentielle exercée~ sur leurs parois. Pratiquement la plupart des hémodialyseurs connus possèdent une telle pro~riété.
Naturellement on peut combiner entre eux le~ éléments préférentiel~. Si désiré, on peut en outre raccorder sur le conduit d'amenée des accessoires tels que de~ poche~ soupleg paroi~ éla~tlques (non représentées) qui peuvent, d'une part amortir de brusgues variations de pre~sion du sang et d'autre part, accroftre la capacité de ce conduit sur le plan de la va-riation des volumes offerts au sang.
~ a figure 2 représente un mode de réalisation d'un dis-positi~ d'obturation intermittent des deux conduit~ reliant le patient à l'hémodialyseur.
Ce dispositif comprend deux tubes souples (8) et (9) sensiblement parallèles soutenus par une plaque support (10) en deux zOne~ d'appui opposées ~11) et (12). Entre les deux tubes, une came (13) entra~née à une vi-tesse predéterminée, fixe ou régla-ble, par tous moyens connus non représentés, commande deux biellet-tes symétriques (14) et (15). Ces biellettes peuvent pivoter une extrémité autour d'axes (16) et - --- ~061Z~9 (17); elles portent des galets (]8) et (19) qui tournent au contact de la came (13) et le3 maintiennent appuyées contre les tubes (8) et (9). ~es biellettes présentent chacune ~ers leur extrémité libre une forme proéminente et arrondie qui leur permet de s~enfoncer dans les tubes souples (8) et (9), au niveau des zônes d~appui opposées (11) et (12), jusqu~ les obturer totalement, sans les détériorer, ni pratiquement hémoly~er le sang. Avantageusement les blellettes sont élastique~ et cons-tituées par exemple par de~ lames ressort, afin d~obtenir une obturation sati3faisante des tubes (8) et (9), quelles que soient leurs tolérances d~exécution.
La came (13) lmpose aux biellettes (14) et (15) dlob-turer sen~iblement alternativement le~ tubes souples (8) et (9).
Il est bien évident que la durée pendant laquelle la pompe (6) envoie du sang dans l~hémodiaiyseur (5), alors que le dispositif (4) obture le conduit de ~ang épuré, est limitée. En effet le volume de sang déplacé par la pompe pendant cette durée est in-férieur ou au plu8 égal à la variation maximum admissible du vo-lume interne des différents organes du circuit de refoulement de la pompe dont les parois ~ont ~ensibles aux variation~ de pression.
De même la durée pendant laquelle s'écoule le sang épuré e~t éga-lement limitée pour éviter de soumettre le sang à une aépression trop import-ante dans le circuit d~aspiration de la ponpe. Aus~i est-on conduit à ohoisir pour le dispositif d~obturation (4) un fonctionnement cyclique dont la fréquence est généralement com-prise entre 10 et 50 cycles par minute et de préférence comprise entre 20 et 40 cycles par minute. La durée du cycle sera d~autant plus longue que les compo~ants du circuit (pompe~ conduits, hé-modialyseur, piège à bulles, etc...) sont plus ~ouples et accep-teront une augmentation et/ou diminution de volume sou~ l~effet30 d~une variation de pression. Elle sera évidemment plu~ brève dans le ca~ contraire. ~a durée pendant laquelle l'hémodialyseur est iZ59 alimenté en sang à épurer est sensiblement égale à celle pendant laquelle e~t évacué le ~ang épuré.
Avantageusement, le profil de la came (13) e~t déter-miné, comme représenté figure 2, pour permettre d'obturer si-multanément les deux tubes pendant un oourt in~tant. Grâce à
cette di~position particulière, on réduit considérablement la recirculation dans l'hémodialyseur du sang déj~ épuré, puisque seul le ~ang contenu dans le t~onçon de conduit commun (2) de ~rè~ faible volume peut ~tre recyolé.
En effet, selon l'art antérieur, les deux conduita ne ~ont pa3 fermés totalement simultanément, aussi à chaque cycle, pendant la durée de fermeture ou d'ouverture de~ conduit&, une fraction du sang épuré est aspiré par la pompe (6) et retourne directement a l'hémodialyseur. Il en résulte une bai~e d'ef-ficacité de celui-ci qui n'est compensée que par un allongement de la durée du traitement. Celui-ci peut atteindre 20 ~ 30 ~ ou m~me davan~age de la durée du traitement effectu~ a~ec deux ai-guilles distinctes~ toutes autre~ condition3 égales par ailleurs.
~ U9~i la présente invention pe~met-elle ~ la technique de l'hémodialy9e aveo une seule ai~uille de faire valoir tou~
se~ avantages en faiaant pratiquement dispara$tre ae~ principau~
inconvénients.
~ 'exemple suivant fera ressortir les caractéristiques et le.q avantages du circuit selon l'invention.
EXEMPIE:
- on utilise un circuit extracorporel comprenant lea élé-ments suivants:
- Une aiguille de diamètre intérieur 2 mm et de lon-gueur 30 mm.
- Un raccord en Y dont les branches ont un diamètre intérieur de 4 mm et une longueur de 10 mm.
- Une pompe péristaltique rotative à 3 galet~ pres3ant ~ G~Z59 un tube en éla~tomare silicone ~ 10-14 mm selon un cercle flctif de diamatre 114 mm. Cette pompe est du type décrit dan3 le brevet françai~ publié 80U~
le n 2 06~ 677.
- Un hémodialy~eur commercialisé par le Département Génie Médical de RHONE-PO~IENC, du type RP n 5.
Il comporte 30 membrane~ de surface unitaire uti-le 370 cm2.
- Un piège ~ bulles con~titué par un tube en élastomère silicone de rolume 20 cm3.
- Un dispositif ~ came tel que repr~enté figure 2.
- Des conduits de liaison eh élastomère silioone de ~ 5-8 mm.
On procède avec cet appare~llage à un traitement d'hé-modialyse avec une seule aiguille. Pour cela, après avoir relié
le patient au circuit ainsi constitué, on entraine la pompe à
une vitesse constante de 20 tr/mn et la ca~e à une vitesse de 30 tr/mn. ~e débit de sang traversant l'hémodialyseur est de 200 ml/mn et le débit de sang recyclé est de 10 ml/mn seulement.
20- Naturellement la présente invention n'est pa~ limitée aux seuls modes de réalisation décrits, elle comprend toutes les variantes de réalisation ~ la portée du teohnicien. Par e~emple le dispositif d'obturation intermittent (4) peut comprendre un excentrique au lieu d'une came, ou bien toute combinaison de moyens équivalents, par exemple un système de bielle et manivelle entra~nant l'ensemble des deux conduits soupleæ; comme représenté
figure 3.
. ~
Claims (8)
1. Circuit extracorporel de sang relié à un hémo-dialyseur, comprenant une aiguille creuse susceptible d'être introduite à l'intérieur d'un vaisseau d'un patient, un rac-cord en Y relié d'une part à ladite aiguille et d'autre part à
l'hémodialyseur, une première branche de l'Y reliée à l'entrée de l'hémodialyseur par un conduit d'aspiration, une pompe de type faiblement hémolysante et le premier tronçon d'un conduit de re-foulement, une seconde branche de l'Y reliée à la sortie de l'hé-modialyseur par un conduit d'évacuation et un piège à bulles constituant le second tronçon dudit conduit de refoulement et un dispositif obturant de façon intermittente lesdits conduits, ca-ractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments qui sont la pompe, le conduit d'aspiration du sang à la pompe, l'hémodialyseur, le conduit de refoulement et les conduits de liaison offrent au sang un volume interne variable qui est sensible aux variations de la pression différentielle existant entre l'intérieur et l'at-mosphère et, conjointement, ledit dispositif d'obturation inter-mittente des conduits est relié à des moyens l'entraînant de ma-nière cyclique à une fréquence prédéterminée.
l'hémodialyseur, une première branche de l'Y reliée à l'entrée de l'hémodialyseur par un conduit d'aspiration, une pompe de type faiblement hémolysante et le premier tronçon d'un conduit de re-foulement, une seconde branche de l'Y reliée à la sortie de l'hé-modialyseur par un conduit d'évacuation et un piège à bulles constituant le second tronçon dudit conduit de refoulement et un dispositif obturant de façon intermittente lesdits conduits, ca-ractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments qui sont la pompe, le conduit d'aspiration du sang à la pompe, l'hémodialyseur, le conduit de refoulement et les conduits de liaison offrent au sang un volume interne variable qui est sensible aux variations de la pression différentielle existant entre l'intérieur et l'at-mosphère et, conjointement, ledit dispositif d'obturation inter-mittente des conduits est relié à des moyens l'entraînant de ma-nière cyclique à une fréquence prédéterminée.
2. Circuit extracorporel de sang selon la revendi-cation 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments qui sont la pompe, le conduit d'aspiration du sang à la pompe, l'hé-modialyseur, le conduit de refoulement et les conduits de liai-son ont des parois élastiques.
3. Circuit extracorporel de sang selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la pompe est une pompe péristaltique à galets tournants dont le tube ne prend pas appui sur un stator.
4. Circuit extracorporel de sang selon la reven-dication 1, caractérisé en ce que le dispositif obturant les conduits par intermittence est relié à des moyens l'en-traînant de manière cyclique à une fréquence comprise entre 10 et 50 par minute.
5. Circuit extracorporel de sang selon la reven-dication 1, caractérisé en ce que le dispositif obturant les conduits obture au cours d'un cycle pendant un instant simultanément les deux conduits.
6. Circuit extracorporel de sang selon la reven-dication 1, caractérisé en ce que le dispositif obturant les conduits est commandé par une came.
7. Circuit extracorporel de sang selon la reven-dication 6, caractérisé en ce que ladite came commande des biellettes symétriques ayant chacune une forme arrondie leur permettant d'obturer les conduits constitués par des tubes souples contre un support fixe.
8. Circuit extracorporel de sang selon la reven-dication 7, caractérisé en ce que lesdites biellettes sont élastiques.
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