FR2591899A1

FR2591899A1 - Method and device for continuously measuring a blood flow rate, in particular in a dialysis circuit

Info

Publication number: FR2591899A1
Application number: FR8519152A
Authority: FR
Inventors: Jean Mion
Original assignee: FRANCE MATERIEL MEDICAL
Current assignee: FRANCE MATERIEL MEDICAL
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1987-06-26

Abstract

The invention relates to a process for continuously measuring a blood flow rate in a supply pipe 6 of an external system 1 for treating the blood of a patient. This method is characterised in that gas bubbles are continuously injected into the said pipe upstream of the said treatment system, in that the speed of advance of the said bubbles in the said pipe is measured with a view to deducing therefrom the flow rate of the blood, in that the gas bubbles are separated from the blood downstream of the said treatment system, and in that the said gas bubbles are recycled in a closed circuit upstream of the said system for a new measurement cycle.

Description

Procédé et dispositif pour la mesure en continu d'un débit sanguin, notamment dans un circuit de dialyse. Method and device for the continuous measurement of a blood flow, in particular in a dialysis circuit.

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la mesure en continu d'un débit sanguin, notamment dans un circuit de dialyse. The present invention relates to a method and a device for the continuous measurement of a blood flow, in particular in a dialysis circuit.

Dans un certain nombre de traitements thérapeutiques, le sang du patient, prélevé en continu dans une artère du corps, est traité à l'extérieur de celui-ci, également en continu, avant d'être recyclé dans une veine du patient. In a certain number of therapeutic treatments, the patient's blood, drawn continuously from an artery in the body, is treated outside of the body, also continuously, before being recycled into a vein of the patient.

Le débit sanguin dans le circuit doit naturellement être contrôlé en vue d'y adapter les conditions du traitement et, en particulier, les quantités des produits médicamenteux utilisés. The blood flow in the circuit must naturally be controlled in order to adapt the conditions of the treatment and, in particular, the quantities of the medicinal products used.

On rencontre notamment cette situation dans les appareils d'hémodialysetdans lesquels le sang du patient est amené en continu dans un compartiment d'un dialyseur, qui est séparé par un élément semi-perméable d'un second compartiment#qui contient, ou dans lequel circule, un liquide de dialyse. Un échange dialytique s'effectue entre les deux compartiments, les sels et les liquides en excès dont est chargé le sang du malade passant dans le liquide de dialyse et étant évacués avec celuici. This situation is encountered in particular in hemodialysis machines in which the patient's blood is continuously supplied into a compartment of a dialyzer, which is separated by a semi-permeable element from a second compartment # which contains, or in which circulates , a dialysis fluid. A dialytic exchange takes place between the two compartments, the excess salts and liquids with which the patient's blood is charged passing through the dialysis liquid and being evacuated with it.

L'efficacité de la dialyse suppose, bien entendu, un contrôle du débit sanguin et la mesure de ce débit s'effectue le plus généralement par des étalonnages discrets in vitro et/ou des mesures occasionnelles in vivo. The efficiency of dialysis supposes, of course, a control of the blood flow and the measurement of this flow is generally carried out by discrete calibrations in vitro and / or occasional measurements in vivo.

Il serait naturellement préférable de pouvoir connaître à tout moment avec précision le débit sanguin dans le circuit d'alimentation du dialyseur, afin de pouvoir réguler ce débit, en commandant de façon appropriée la pompe prévue à cet effet sur le circuit. It would naturally be preferable to be able to know at any time with precision the blood flow in the dialyzer supply circuit, in order to be able to regulate this flow, by appropriately controlling the pump provided for this purpose on the circuit.

C'est ce problème que se propose de résoudre la présente invention, en proposant un moyen de mesure en continu d'un débit sanguin à l'extérieur du corps d'un patient. It is this problem which the present invention proposes to solve, by proposing a means of continuously measuring a blood flow outside the body of a patient.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mesure en continu d'un débit sanguin dans un conduit d'alimentation d'un système externe de traitement du sang d'un patient, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on injecte en continu des bulles de gaz dans ledit conduit en amont dudit système de traitement, en ce que l'on mesure la vitesse d'avanement desdites bulles dans ledit conduit en vue d'en déduire le débit du sang, en ce que l'on sépare les bulles de gaz du sang en aval dudit système de traitement, et en ce que l'on recycle lesdites bulles de gaz en circuit fermé en amont dudit système pour un nouveau cycle de mesure. To this end, the subject of the invention is a method for continuously measuring a blood flow in a supply duct of an external system for treating the blood of a patient, this method being characterized in that the gas bubbles are continuously injected into said conduit upstream of said treatment system, in that the speed of advancement of said bubbles is measured in said conduit in order to deduce therefrom the flow of blood, in that the 'the gas bubbles are separated from the blood downstream of said treatment system, and in that said gas bubbles are recycled in a closed circuit upstream of said system for a new measurement cycle.

L'invention a également pour objet un dispositif de mesure en continu du débit sanguin dans un conduit d'alimentation d'un système externe de traitement du sang d'un patient, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend :un conduit auxiliaire disposé en dérivation sur ledit conduit d'alimentation entre un point disposé en aval et un point disposé en amont dudit système de traitement du sang, de manière à former avec la portion du conduit d'alimentation disposée entre ces deux points un circuit fermé dans lequel circulent des bulles de gaz injectées en continu dans ledit conduit d'alimentation par ledit conduit auxiliaire; sur ladite portion du circuit d'alimentation, un moyen pour mesurer la vitesse de passage desdites bulles d'air, de préférence en amont dudit système de traitement du sang ; un moyen pour convertir cette mesure de vitesse en mesure de débit ; et un dispositif de séparation du sang et du gaz disposé au point de raccordement du dit conduit auxiliaire et du dit conduit d'alimentation situé en aval du système de traitement du sang. The invention also relates to a device for continuously measuring the blood flow in a supply duct of an external system for treating the blood of a patient, this device being characterized in that it comprises: an auxiliary duct disposed in diversion on said supply conduit between a point disposed downstream and a point disposed upstream of said blood processing system, so as to form with the portion of the supply conduit disposed between these two points a closed circuit in which gas bubbles circulating continuously injected into said supply conduit through said auxiliary conduit; on said portion of the supply circuit, means for measuring the speed of passage of said air bubbles, preferably upstream of said blood processing system; means for converting this velocity measurement into a flow measurement; and a device for separating blood and gas arranged at the connection point of said auxiliary conduit and said supply conduit located downstream of the blood treatment system.

Le moyen de mesure de la vitesse des bulles de gaz pourra comprendre, par exemple, deux détecteurs électro-optiques disposés sur le conduit d'alimentation et reliés à une base de temps, dont la définition sera suffisante pour que l'erreur principale de mesure tienne aux variations de diamètre du conduit (généralement de 2 à 5 %). The means for measuring the speed of the gas bubbles may include, for example, two electro-optical detectors arranged on the supply duct and connected to a time base, the definition of which will be sufficient for the main measurement error due to variations in the diameter of the duct (generally from 2 to 5%).

Le conduit auxiliaire comportera un système incorporé de perte de charge tel que les bulles de gaz soient libérées une à une et avec un débit tel que le temps séparant l'introduction de deux bulles successives dans le conduit principal soit nettement supérieur à la durée de dé#placement d'une bulle d'un détecteur à l'autre. The auxiliary duct will have an incorporated pressure drop system such that the gas bubbles are released one by one and with a flow rate such that the time between the introduction of two successive bubbles into the main duct is significantly greater than the duration of de #placement of a bubble from one detector to another.

Le dispositif de séparation du sang et du gaz pourra etre constitué par un simple piège à bulles bien connu dans la technique. The device for separating blood and gas may be constituted by a simple bubble trap well known in the art.

Le gaz utilisé pourra, bien entendu, etre simplement de l'air. The gas used can, of course, simply be air.

On a certes déjà utilisé l'injection de bulles d'air dans une canalisation de liquide et la mesure de leur vitesse pour déterminer le débit de ce liquide, mais les dispositifs connus proposés dans ce but comportent un système d'injection flair indépendant et non un circuit fermé dans lequel les bulles d'air sont recyclées en permanence. L'absence d'introduction d'air additionnel, susceptible de perturber le traitement du sang, constitue un avantage particulièrement intéressant du procédé et du dispositif conformes à l'invention, en particulier dans le cas des traitements par hémodyalise. We have certainly already used the injection of air bubbles in a liquid pipe and the measurement of their speed to determine the flow rate of this liquid, but the known devices proposed for this purpose include an independent and non-flair injection system. a closed circuit in which the air bubbles are continuously recycled. The absence of introduction of additional air, likely to disturb the treatment of the blood, constitutes a particularly advantageous advantage of the method and of the device in accordance with the invention, in particular in the case of hemodyalise treatments.

En général, le débit d'alimentation du dyaliseur (ou d'un autre dispositif de traitement du sang) est assuré par une pompe péristaltique disposée en amont du dialyseur. Conformément à l'invention, cette pompe -ou tout autre moyen d'alimentation- sera asservie au moyen de mesure du débit en vue de maintenir constant le débit d'alimentation du dialyseur. In general, the feed rate of the dyalizer (or of another blood treatment device) is ensured by a peristaltic pump arranged upstream of the dialyzer. According to the invention, this pump - or any other supply means - will be controlled by the flow measurement means in order to keep the supply flow to the dialyzer constant.

Le dessin schématique annexé illustre une telle forme de mise en oeuvre de l'invention. Seuls ont été représentés les éléments caractéristiques de l'invention. The attached schematic drawing illustrates such a form of implementation of the invention. Only the characteristic elements of the invention have been represented.

Sur le dessin, on voit un dialyseur 1, qu'un élément semi-perm,éable 2 divise en deux compartiments 3 et 4. Le liquide de dialyse circule dans des conduits 5 connectés au compartiment 3, tandis que le compartiment 4 est alimenté en sang par le conduit 6, connecté en amont à une artère du patient et, en aval, à une veine de celui-ci. Une pompe péristaltique 7, disposée en amont du dialyseur 1 sur le conduit 6,entrain le sang dans ce conduit. In the drawing, we see a dialyzer 1, which a semi-perm, maple element 2 divides into two compartments 3 and 4. The dialysis liquid circulates in conduits 5 connected to compartment 3, while compartment 4 is supplied with blood through line 6, connected upstream to an artery of the patient and, downstream, to a vein of the latter. A peristaltic pump 7, disposed upstream of the dialyzer 1 on the conduit 6, draws the blood into this conduit.

Conformément à l'invention, un conduit auxiliaire 8 est monté en dérivation sur le conduit 6, entre un point 9, disposé en amont de la pompe 7, et un piège à bulles 10, disposé en aval du dialyseur 1. Le piège à bulles 10 est en surpression par rapport au point 9, de telle manière que des bulles de gaz, de l'air par exemple, peuvent être introduites en continu en ce point 9 dans le conduit 6, par l'intermédiaire du conduit 8, et être entraînées par le sang. Une vanne 11, disposée sur le conduit 8, permet de régler la perte de charge sur ce conduit de façon que les bulles d'air soient injectées une à une à des intervalles de temps réguliers et suffisamment espacés. According to the invention, an auxiliary conduit 8 is mounted in diversion on the conduit 6, between a point 9, disposed upstream of the pump 7, and a bubble trap 10, disposed downstream of the dialyzer 1. The bubble trap 10 is under overpressure with respect to point 9, so that gas bubbles, for example air, can be introduced continuously at this point 9 into the conduit 6, via the conduit 8, and be driven by blood. A valve 11, disposed on the pipe 8, makes it possible to adjust the pressure drop on this pipe so that the air bubbles are injected one by one at regular time intervals and sufficiently spaced.

Sur le conduit 6, entre le point 9 et la pompe 7, sont disposés en série deux détecteurs 12 du passage des bulles d'air, par exemples des détecteurs électrooptiques, connectés à un dispositif 13, qui mesure le laps de temps séparant le passage d'une bulle devant chacun des détecteurs 12, c'est-à-dire la vitesse de progression du sang, et le convertit en mesure de débit du sang dans le conduit 6. Les bulles sont naturellement émises à des intervalles de temps supérieurs au temps mis par une bulle pour parcourir la distance séparant les deux détecteurs 12. On the duct 6, between point 9 and the pump 7, are arranged in series two detectors 12 for the passage of air bubbles, for example electro-optical detectors, connected to a device 13, which measures the period of time separating the passage of a bubble in front of each of the detectors 12, that is to say the speed of progression of the blood, and converts it into a measurement of blood flow in the conduit 6. The bubbles are naturally emitted at intervals of time greater than the time taken by a bubble to cover the distance between the two detectors 12.

Le dispositif 13 compare le débit mesuré à une valeur de consigne et commande la vitesse de la pompe 7 de manière à annuler la différence entre ces deux valeurs. The device 13 compares the measured flow to a set value and controls the speed of the pump 7 so as to cancel the difference between these two values.

Lorsque les bulles d'air arrivent en aval du dialyseur 1 dans le piège à bulles 10, elles se séparent du sang qui a subi le traitement de dialyse et qui est recyclé, par la ligne 14,à une veine du patient, tandis que l'air est lui-même recyclé en circuit fermé au point 9, par le conduit 8, sans aucune introduction d'air additionnel dans le circuit pendant toute la durée de traitement du patient. When the air bubbles arrive downstream of the dialyzer 1 in the bubble trap 10, they separate from the blood which has undergone the dialysis treatment and which is recycled, via line 14, to a vein of the patient, while the the air is itself recycled in a closed circuit at point 9, via the conduit 8, without any introduction of additional air into the circuit during the entire treatment period of the patient.

L'invention apporte donc un moyen simple et facile à mettre en oeuvre pour la mesure du débit sanguin dans le conduit 6 et la régulation de ce débit, qui n'implique aucune perturbation du traitement du patient. The invention therefore provides a simple and easy-to-use means for measuring the blood flow in the conduit 6 and regulating this flow, which does not involve any disturbance in the treatment of the patient.

Claims

1.- A method of continuously measuring a blood flow in a conduit (6) for supplying an external system (1) for treating the blood of a patient, this method being characterized in that one injects gas bubbles continuously in said conduit upstream of said treatment system, in that the speed of advancement of said bubbles in said conduit is measured in order to deduce therefrom the flow of blood, in that one separates the gas bubbles from the blood downstream from said treatment system, and in that said gas bubbles are recycled in a closed circuit upstream from said system for a new measurement cycle.

2.- Device for continuously measuring the blood flow in a conduit (6) for supplying an external system (1) for processing the blood of a patient, this device being characterized in that it comprises an auxiliary conduit (8) disposed in diversion on said supply conduit between a point (10) disposed downstream and a point (9) disposed upstream of said blood processing system, so as to form with the portion of the supply conduit disposed between these two points (9, 10) a closed circuit in which circulate gas bubbles injected continuously into said supply conduit by said auxiliary conduit on said portion of the supply circuit, means (12) for measuring the speed passing said air bubbles, preferably upstream of said blood treatment system; means (13) for converting this velocity measurement to a flow measurement; and a device (10) for separating blood and gas disposed at the connection point of said auxiliary conduit and said supply conduit located downstream of the blood processing system.

3.- Device according to claim 2, characterized in that said means for measuring the speed of the gas bubbles comprises two detectors (12), in particular electro-optical detectors, disposed on said supply conduit (6), preferably upstream of said blood processing system.

4.- Device according to claim 3, characterized in that said auxiliary duct (8) comprises a pressure drop system (11) such that the gas bubbles are released one by one with a flow such that the time separating the introduction of two successive bubbles into said supply conduit (6) is greater than the duration of displacement of a bubble from one detector (12) to the other.

5.- Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the separation device (10) da blood and gas comprises a bubble trap (10).

6.- Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises means (7) for supplying blood to said treatment system (1), controlled by said means (12) for measuring the speed of said air bubbles, so that the feed rate is kept constant.

7.- Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that said system (1) for processing the blood is a dialyzer.