FR3131539A1 - Canule d’admission d’un dispositif d’assistance ou de suppléance du cœur. - Google Patents
Canule d’admission d’un dispositif d’assistance ou de suppléance du cœur. Download PDFInfo
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Abstract
L’invention concerne une canule d’admission d’un dispositif d’assistance ou de suppléance temporaire du cœur d’un patient, la canule d’admission étant destinée à être introduite au moins partiellement dans une veine cave du patient (12) jusqu’à une position finale de prélèvement du sang à partir du système veineux grâce à un système de pompage auquel est reliée ladite canule d’admission, la canule comprenant une enveloppe temporaire (100) qui, une fois retirée, autorise le corps principal (83) de la canule et son canal latéral (82) à occuper une deuxième position développée dans laquelle le canal latéral (82) est dorénavant distant du corps principal (83) et la portion distale dudit corps principal (83) est remplie d’un fluide de sorte que la portion distale présente un diamètre de . Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2
Description
La présente invention a pour objet un dispositif d’assistance ou de suppléance du cœur et avantageusement les poumons (oxygénateur).
L’invention porte ainsi également sur un dispositif d’assistance ou de suppléance du cœur comportant ou utilisant une telle canule d’admission et d’éjection. Le terme assistance est utilisée lorsqu’une partie du sang arrivant au cœur est prélevé tandis que le terme de suppléance est utilisé lorsque la totalité, ou quasi-totalité (> 90%), du sang arrivant au cœur est prélevé par le dispositif de suppléance du cœur.
Elle concerne le domaine technique des dispositifs utilisés par une assistance/suppléance circulatoire extracorporelle qui maintiennent une hémodynamique compatible avec la vie, dans le cadre d'une défaillance du muscle cardiaque menaçant le pronostic vital du patient, suite à une insuffisance cardiaque aigue ou chronique (insuffisance coronarienne et/ou une maladie cardio-vasculaire, ou autre pathologie associée).
Une grave insuffisance cardiaque, ou l'incapacité du cœur d'une personne à débiter suffisamment de sang pour satisfaire aux besoins de son corps, constitue la cause d'une très mauvaise qualité de vie, de coûts très élevés de traitements médicaux et de mortalité pour des centaines de milliers de patients chaque année. On a conçu de nombreuses suppléances : interventions pharmacologiques, biologiques et sous forme de dispositifs implantés, pour traiter cette maladie (défaillance), dont de nombreuses sont brevetées, mais, malgré ces efforts, l'insuffisance cardiaque reste un problème majeur de la santé publique.
Le système cardiovasculaire est un circuit hydraulique fermé, sous pression, tapissé intérieurement par les cellules endothéliales. L'endothélium (quatre kilos pour soixante-dix kilos) est soumis continuellement aux forces tangentielles du stress de cisaillement (« shear stress ») qui sont indispensables au maintien de la fonction endothéliale comprenant le tonus vasculaire par la synthèse d'oxyde nitrique (NOS), la coagulation du sang, la réponse inflammatoire, l'athérosclérose, l'angiogenèse et l'apoptose.
La circulation extra-corporelle (en abrégé CEC) est un dispositif médical utilisé en remplacement du cœur et des poumons dans les blocs opératoires, les laboratoires de cathétérisme cardiaque ou les unités de réanimation , pour des patients en pédiatrie ou adultes.
En tant que source d'énergie, une console ou une unité centrale de CEC comporte un modèle mathématique conçu à partir de lois physiques régissant le déplacement d'un fluide dans un circuit fermé.
Ce circuit est concrètement composé d'une pompe, d'un échangeur thermique, d'un débitmètre, d'un analyseur des gaz et d'électrolytes sanguins, d'un enregistreur de pression ainsi que de matériel biocompatible comme les tubulures, les canules artérielle et veineuse, le réservoir veineux, l'oxygénateur, le filtre artériel. Habituellement une pompe centrifuge ou péristaltique est utilisée comme pompe de tête artérielle et quatre autres pompes péristaltiques sont utilisées pour l'aspiration de la cardiotomie, la circulation des chambres cardiaques, l'administration de la cardioplégie et une pompe de secours.
La CEC est nécessaire pour maintenir la perfusion des organes et les fonctions métaboliques le transport d’oxygène lors de la cardioplégie chirurgicale ou pour assister le muscle cardiaque pendant la chirurgie. Si une défaillance persiste, l’ECMO (« Extracorporeal Membrane Oxygenation ») ou l’ECLS (« Extracorporeal Life Support ») est indiqué. Ces système sont plus simples qu’une CEC standard et sont transportables, le temps d’utilisation étant de plusieurs jours contrairement à la CEC classique. En effet, à la différence de la CEC classique, l’ECMO comme l’ECLS sont maintenus jusqu'à la récupération cardiopulmonaire du patient ou comme relais avant la transplantation.
Le cœur a pour fonction de distribuer le sang dans l'organisme pour transporter l'oxygène et les nutriments nécessaires au fonctionnement des différents organes. Il est divisé en deux parties, le cœur droit qui reçoit par les veines caves le sang veineux (appauvri en oxygène) et qui l'envoie par l'artère pulmonaire vers le système respiratoire (ou il est rechargé en oxygène), et le cœur gauche qui reçoit par les veines pulmonaires le sang oxygéné pour l'éjecter par l'aorte vers les différents organes.
Les contractions du muscle cardiaque (pompe) permettent de générer un débit sanguin dans l'organisme. Elles permettent un asservissement continu du débit sanguin aux besoins physiologiques de l'organisme et de chaque organe (par exemple, elles augmentent en fréquence cardiaque et en débit avec l'effort physique).
Les artères coronaires irriguent en permanence le muscle cardiaque et assurent son oxygénation et son apport énergétique autorisant sa fonction de pompage.
Lorsque ces artères se rétrécissent (induits par les facteurs de risque du type l'hypercholestérolémie, hypertension, tabac, diabète, hérédité et autres), le muscle cardiaque n'est plus suffisamment irrigué donc oxygéné et il peut se nécroser. La conséquence majeure de cette insuffisance coronarienne se caractérise principalement par l'incapacité du muscle cardiaque à générer un débit sanguin adapté aux besoins vitaux de l'organisme (insuffisance cardiaque ischémique).
En présence d'une défaillance du muscle cardiaque (en cas d'infarctus du myocarde par exemple), il est nécessaire de suppléer temporairement à la fonction de pompage dudit muscle cardiaque par un système mécanique d'assistance circulatoire.
Parmi les systèmes d'assistance circulatoire actuellement utilisés, on connaît les dispositifs de circulation extracorporelle permettant de court- circuiter le cœur défaillant en utilisant une pompe asservie placée à l'extérieur du corps, qui reçoit le sang au niveau des veines cave et l'injecte au niveau de l'aorte (thoracique), pour générer mécaniquement un débit sanguin continu compatible avec les besoins vitaux de l'organisme.
Bien que ces systèmes aient démontré leur efficacité dans leurs fonctions d'assistance circulatoire conventionnelle, ils ne sont pas satisfaisants:
- la mise en place de ces dispositifs est complexe. Elle requiert une intervention chirurgicale lourde, dans un bloc opératoire, entourée de ressources humaines spécialisées que l'on ne trouve que dans les grands centres hospitaliers et qui disposent d'un plateau technique avancé ;
- l'encombrement au sol est très important ;
- le prix d'achat est très élevé ;
- la possibilité de contrainte mécanique sur les éléments figurés du sang (par exemple les globules rouges) avance un risque non négligeable d'hémolyse ;
- l'asservissement du débit sanguin généré ne tient pas compte de la physiologie du patient ;
- les canules d’admission destinées à prélever le sang arrivant au cœur sont difficiles à amener à proximité du cœur et ne permettent pas de prélever efficacement une quantité ou un débit important de sang ;
- enfin, les canules actuelles ne permettent pas de percer le septum qui peut s’avérer, dans certains cas, une nécessité pour sauver le patient.
- la mise en place de ces dispositifs est complexe. Elle requiert une intervention chirurgicale lourde, dans un bloc opératoire, entourée de ressources humaines spécialisées que l'on ne trouve que dans les grands centres hospitaliers et qui disposent d'un plateau technique avancé ;
- l'encombrement au sol est très important ;
- le prix d'achat est très élevé ;
- la possibilité de contrainte mécanique sur les éléments figurés du sang (par exemple les globules rouges) avance un risque non négligeable d'hémolyse ;
- l'asservissement du débit sanguin généré ne tient pas compte de la physiologie du patient ;
- les canules d’admission destinées à prélever le sang arrivant au cœur sont difficiles à amener à proximité du cœur et ne permettent pas de prélever efficacement une quantité ou un débit important de sang ;
- enfin, les canules actuelles ne permettent pas de percer le septum qui peut s’avérer, dans certains cas, une nécessité pour sauver le patient.
La présente demande entend résoudre en premier lieu, mais non exclusivement, les principaux inconvénients susmentionnés des canules de l’état de la technique.
On peut citer des canules de l’état de la technique telles que présentées dans les documents US 2003135085, WO 2011003043, WO 2019138350, WO 2016041220 ou encore WO 2007112033.
Aucune des canules divulguées dans ces documents ne permet en particulier de faciliter leur introduction dans le corps d’un patient pour les amener jusqu’à leur position finale proche du cœur. Également aucune de ces canules ne permet une aspiration du sang qui se doit d’être particulièrement efficace, sans risquer un collabage des veines ou tout autre problème dans la conduite du sang prélevé. Enfin, les canules de l’état de la technique présentent une géométrie inadaptée à la pulsatilité qui caractérise le dispositif d’assistance ou de suppléance du cœur selon l’invention, d’où une mauvaise performance en aspiration et un fort risque de collabage de la veine cave.
L’invention vise à remédier à cet état des choses.
L'invention a également pour but de permettre de meilleures performances et une précision accrue du pompage dans le cas de l'assistance circulatoire.
Un objectif complémentaire est de proposer des canules présentant une solution technique plus simple et facile à gérer pour le ou les opérateurs.
L'invention a également pour but de permettre l'utilisation du dispositif objet de l'invention sans recours nécessaire à une intervention chirurgicale lourde et en bloc opératoire. De cette façon, le dispositif objet de l'invention peut être employé aussi bien dans un bloc opératoire que dans une salle d'angioplastie coronaire et/ou vasculaire ou une unité de soin intensif et/ou réanimation.
Il a ainsi été constaté par la demanderesse, après diverses expériences et manipulations, qu’il est particulièrement intéressant de proposer un système de canule présentant un état contractée ou rétractée pour faciliter son introduction dans le corps du patient et son amenée jusqu’à sa position finale puis un état développée, une fois dans sa position finale, dans lequel la canule double ou triple de diamètre afin d’ancrer sa position et de permettre une aspiration optimale du sang.
La solution proposée par l’invention est une canule d’admission d’un dispositif d’assistance ou de suppléance temporaire du cœur d’un patient, la canule d’admission étant destinée à être introduite au moins partiellement dans une veine cave du patient jusqu’à une position finale de prélèvement du sang à partir du système veineux grâce à un système de pompage auquel est reliée ladite canule d’admission, la canule comprenant :
- un corps principal longiligne flexible d’aspiration du sang, et
- un canal latéral notamment pour l’introduction d’un mandrin de guidage destiné à permettre d’amener la canule d’admission dans sa position finale pour l’aspiration du sang,
le corps principal et le canal latéral étant fixé l’un à l’autre.
- un corps principal longiligne flexible d’aspiration du sang, et
- un canal latéral notamment pour l’introduction d’un mandrin de guidage destiné à permettre d’amener la canule d’admission dans sa position finale pour l’aspiration du sang,
le corps principal et le canal latéral étant fixé l’un à l’autre.
La canule d’admission est remarquable en ce que :
- le corps principal est au moins creux sur sa portion distale dans laquelle ledit corps comporte au moins un orifice d’aspiration du sang, la portion distale présentant un diamètre drlorsque ladite portion distale n’est pas remplie d’un fluide, et
- le canal latéral est amené dans une position initiale contre le corps principal constituant ainsi une première position rétractée, et
- ladite position rétractée est maintenue par une enveloppe temporaire logeant ledit corps principal et ledit canal jusqu’à ce que la position finale de la canule,
dans laquelle l’enveloppe temporaire, une fois retirée, autorise le corps principal et le canal latéral à occuper une deuxième position développée dans laquelle le canal latéral est dorénavant distant du corps principal et la portion distale dudit corps principal est remplie d’un fluide de sorte que la portion distale présente un diamètre dd.
- le corps principal est au moins creux sur sa portion distale dans laquelle ledit corps comporte au moins un orifice d’aspiration du sang, la portion distale présentant un diamètre drlorsque ladite portion distale n’est pas remplie d’un fluide, et
- le canal latéral est amené dans une position initiale contre le corps principal constituant ainsi une première position rétractée, et
- ladite position rétractée est maintenue par une enveloppe temporaire logeant ledit corps principal et ledit canal jusqu’à ce que la position finale de la canule,
dans laquelle l’enveloppe temporaire, une fois retirée, autorise le corps principal et le canal latéral à occuper une deuxième position développée dans laquelle le canal latéral est dorénavant distant du corps principal et la portion distale dudit corps principal est remplie d’un fluide de sorte que la portion distale présente un diamètre dd.
On entend par l’expression « portion distale » concernant la canule, la partie du corps principal s’étendant à partir de l’extrémité proche du cœur, une fois la canule insérée ou conduite dans le corps du patient, autrement dit la partie qui comporte les moyens d’aspiration. Par opposition, la « portion proximale » est la partie opposée à la partie proximale sur la canule, soit la partie s’étendant à partir de l’extrémité du corps principal située hors du corps du patient ou légèrement introduite dans ce dernier.
Il faut noter ici que les canules selon l’invention, c’est-à-dire le corps principal, présentent une longueur d’environ 70 centimètres (cm), autrement dit une longueur comprise entre 60 cm et 80, de préférence entre 65 cm et 75 cm.
Les expressions « position initiale » et « position finale », également désignées respectivement première et deuxième position, signifient respectivement la position rétractée ou contractée et la position développée ou étendue de la canule, soit du corps principal qui est remplie au moins partiellement et du canal latéral qui s’écarte dudit corps tout en restant fixé à ce dernier. A titre d’exemple, dans la position initiale, le diamètre drde l’enveloppe temporaire qui enferme ou loge le corps principal comme le canal latéral est compris entre 2 et 3 millimètres (mm) tandis que dans la position finale, le diamètre de l’ensemble corps principal et canal latéral (l’enveloppe temporaire a été retirée) est compris entre 8 et 9 mm. Autrement dit, entre sa position initiale et sa position finale, la canule a triplé, voire quadruplé de diamètre.
Grâce au selon l’invention, il est particulièrement facile pour les opérateurs d’amener la canule d’admission dans sa position finale à proximité du cœur, lorsque la canule est sous sa forme rétractée, puis une fois sous sa forme développée, la canule permet en particulier une aspiration optimale du sang du patient, tant en quantité qu’en précision.
Très avantageusement, la canule autorise un déploiement aisé entre la position rétractée et la position développée.
Également, la canule selon l’invention présente une conception optimisée pour le pulsatile (technologie du dispositif d’assistance et de suppléance du cœur) et l’anti-collabage.
Avantageusement, les susdits moyens de commande sont capables d’imposer une force supérieur 500 N (Newton) pour accélérer ou ralentir brutalement une colonne de sang.
D’autres caractéristiques avantageuses de l’appareil objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
Avantageusement, l’enveloppe temporaire comporte au moins une ligne de déchirement préformée permettant de déchirer ladite enveloppe puis de la retirer.
De façon particulièrement avantageuse, le diamètre ddest au moins égal à deux fois le diamètre dr(dd≥ 2dr), de préférence est égal à au moins trois fois le diamètre de (dd≥ 3dr).
Selon une possibilité offerte par l’invention, le corps principal est creux sur toute sa longueur de sorte que ledit corps principal présente un diamètre drsur toute sa longueur lorsque ledit corps n’est pas rempli de fluide et un diamètre de sur toute sa longueur lorsque ledit corps est rempli de fluide.
Avantageusement, le canal latéral est fixé au corps principal dans la position développée. Autrement dit, le canal latéral est toujours fixé au corps principal, que ce soit dans la position initiale rétractée ou dans la position finale développée.
De préférence, le corps principal comprend une pluralité d’orifices d’aspiration du sang, un orifice d’extrémité et une pluralité d’orifices latéraux disposés sur la circonférence du corps principal.
Avantageusement, la canule d’admission selon l’invention comporte une tige - ou guide semi rigide - de perçage du septum, ladite tige étant introduite dans le canal latéral lorsque ce canal est dans sa position développée.
Grâce au canal latéral de la canule, on peut introduire une tige de perçage du septum. A l’heure actuelle, avec les canules de l’état de la technique, lors des ECMO (« Extracorporeal membrane oxygenation »), dès que le cœur gauche ne se vide pas par absence de systole, , les cliniciens sont obligés d’introduire une canule dans le l’oreillette gauche pour le décharger (décharge gauche pour éviter le risque d’œdème pulmonaire hémorragique et le décès du patient). Grâce à cette tige de perçage et au canal latéral, le sang de la décharge gauche sera réinjecté (récupéré) dans le circuit de dérivation du sang du dispositif d’assistance et de suppléance du cœur.
Avantageusement, le corps principal est en plastique ou en élastomère.
De préférence, le fluide remplissant la portion distale du corps principal ou le corps principal consiste en un liquide, de préférence consiste en de l’eau.
La présente invention se rapporte également à un dispositif d’assistance ou de suppléance circulatoire temporaire du cœur d’un patient, le dispositif comportant un circuit de dérivation du sang arrivant au cœur pour l’amener en sortie du cœur du patient, le circuit de dérivation utilisant des tubes reliant entre eux les éléments suivants dudit dispositif :
- au niveau de la portion d’admission du circuit de dérivation, une canule d’admission destinée à être introduite dans une veine cave du patient pour prélever du sang à partir du système veineux,
- au niveau de la portion d’éjection du circuit de dérivation, une canule d’éjection destinée à être introduite dans l’aorte ou l’artère pulmonaire du patient pour injecter le sang dans le système artériel du patient,
- un système de pompage comportant un réservoir à volume interne variable, situé entre la portion d’admission et la portion d’éjection, pour l’admission du sang prélevé puis l’éjection de ce sang, ledit système de pompage étant commandé par des moyens de commande de sorte que le pompage du sang, depuis son admission jusqu’à son éjection, tient compte en temps réel des besoins physiologiques du patient et de l’état hémodynamique dudit patient, le système de pompage comportant au moins un premier capteur de pression, relié aux moyens de commande, disposé dans le circuit de dérivation du sang, caractérisé en ce que la canule d’admission est telle que décrite succinctement ci-dessus.
- au niveau de la portion d’admission du circuit de dérivation, une canule d’admission destinée à être introduite dans une veine cave du patient pour prélever du sang à partir du système veineux,
- au niveau de la portion d’éjection du circuit de dérivation, une canule d’éjection destinée à être introduite dans l’aorte ou l’artère pulmonaire du patient pour injecter le sang dans le système artériel du patient,
- un système de pompage comportant un réservoir à volume interne variable, situé entre la portion d’admission et la portion d’éjection, pour l’admission du sang prélevé puis l’éjection de ce sang, ledit système de pompage étant commandé par des moyens de commande de sorte que le pompage du sang, depuis son admission jusqu’à son éjection, tient compte en temps réel des besoins physiologiques du patient et de l’état hémodynamique dudit patient, le système de pompage comportant au moins un premier capteur de pression, relié aux moyens de commande, disposé dans le circuit de dérivation du sang, caractérisé en ce que la canule d’admission est telle que décrite succinctement ci-dessus.
Avantageusement, le premier capteur de pression est disposé dans la portion d’admission et en ce que ce capteur de pression présente une constante de temps de mesure inférieure à 20 millisecondes de manière à ce que l’unité centrale module ou arrête le pompage du sang prélevé lorsque la pression détectée par le capteur atteint une valeur de pression de seuil et/ou que la pression augmente/diminue au-delà ou en dessous d’une pente d’accélération/décélération de pression de seuil.
De préférence, le capteur de pression présente une constante de temps de mesure inférieure à 10 millisecondes.
Avantageusement, le premier capteur de pression est situé dans ou sur la canule d’admission, à une distance d’au plus 15 centimètres de l’extrémité proximale de ladite canule, ou dans le circuit de dérivation entre la canule d’admission et le système de pompage.
De préférence, le système de pompage comprend un deuxième capteur de pression situé dans le réservoir de sorte que, grâce aux relevés de pression du premier et du deuxième capteur, l’unité centrale détermine la viscosité du sang prélevé, cette valeur de viscosité étant intégré dans la susdite valeur de pression de seuil et/ou la susdite pente d’accélération de pression de seuil.
En effet, en utilisant l’information de pression provenant du premier capteur et l’information de pression provenant du deuxième capteur, on peut calculer, selon une méthode connue de l’homme du métier, la viscosité du sang au niveau de la veine cave, c’est-à-dire à l’endroit où l’emplacement de prélèvement du sang grâce aux mesures des pertes de charge dynamiques.
Ce deuxième capteur sert éventuellement à confirmer la mesure de pression du premier capteur, en particulier si ce dernier est défectueux ou renvoie une information manifestement erronée. Dans ce cas d’un dysfonctionnement du premier capteur de pression, alors le deuxième capteur de pression situé dans le réservoir va remplir la fonction du premier capteur de pression.
Selon une possibilité offerte par l’invention, le système de pompage comprend un troisième capteur de pression situé dans la portion d’éjection
Avantageusement, le système de pompage comporte également un système d’oxygénation du sang, de préférence ce système d’oxygénation du sang permettant l’oxygénation du sang au niveau de la portion d’éjection.
Ce système d’oxygénation est utilisé dès que le traitement du patient nécessite une oxygénation du sang prélevé. Autrement dit, ce système d’oxygénation est nécessairement utilisé dans le cas de la suppléance mais peut être optionnel dans le cas d’une assistance du cœur, notamment lorsque la part du sang prélevé est d’au moins 40%, le cœur étant apte à oxygéner la part restante du sang.
Selon une particularité de l’invention, l’extrémité distale de la canule d’admission est située à une distance d’au plus 5 centimètres de l’oreillette droite du cœur l’extrémité distale de la canule d’admission est située à une distance d’au plus 5 centimètres de l’oreillette droite du cœur.
Selon un aspect de l’invention, le réservoir présente une forme de poire avec une base de diamètre large d1 se réduisant dans sa hauteur pour aboutir à un sommet de faible diamètre d2 de telle sorte que d1 est au moins égal à sept fois d2, soit d1 > 7d2, et en ce que la portion d’admission pénètre dans le réservoir, via un conduit d’entrée, orientée obliquement suivant un angle compris entre 10° et 60° par rapport à la surface du réservoir et de manière ascendante – soit vers le susdit sommet - suivant un angle compris entre 10° et 50°.
Avantageusement, la portion d’éjection pénètre dans le réservoir, via un conduit de sortie, par le sommet de sorte que le conduit de sortie présente comme diamètre le diamètre d2. Selon une interprétation différente, la portion d’éjection est issue du réservoir qui forme la conduit de sortie.
Grâce à cette caractéristique, associée à celle du réservoir et du conduit d’entrée, les bulles éventuellement générées lors de l’entrée du sang dans le réservoir ou lors de son aspiration seront conduites naturellement à s’échapper par le conduit d’éjection et éliminées dans ou par un circuit d’extraction propre.
Avantageusement, le susdit conduit d’entrée est orienté obliquement suivant un angle compris entre 30° et 50° par rapport à la surface du réservoir et de manière ascendante – soit vers le susdit sommet - suivant un angle compris entre 20° et 40°.
Avantageusement, le réservoir est disposé verticalement, la base s’étendant suivant un plan horizontal, et le conduit de sortie étant situé symétriquement, suivant un plan perpendiculaire et vertical par rapport au plan d’extension de la base, au sommet du réservoir.
Avantageusement, le volume interne du réservoir est compris entre 80 cm3 (centimètre cube) et 120 cm3, de préférence compris entre 95 cm3 et 105 cm3.
De préférence, le réservoir comprend au moins deux languettes destinées à venir en prise sur un socle pour la fixation du réservoir. Ainsi, cette fixation mécanique est particulièrement simple et courante, facile à produire et à utiliser pour les opérateurs.
Avantageusement, une membrane élastomère est fixée sous la base du réservoir, ladite membrane ayant une face supérieure mobile formant une des surfaces du réservoir à volume interne variable, ladite face supérieure s’étendant, dans un état initial, suivant le plan de la base du réservoir.
Selon un aspect avantageux de l’invention, la susdite face supérieure de la membrane est montée mobile sous l’action d’un vérin, chaque pas du vérin correspondant à un volume interne du réservoir. Le vérin agit sur la membrane via un insert central.
Selon un mode d’exécution préféré, le diamètre d1 à la base du réservoir est compris entre 8 et 12 centimètres (cm), de préférence entre 9 cm et 11 cm, tandis qu’au sommet, le diamètre d2 est compris entre 0,9 et 1,3 cm, de préférence entre 1 m et 1,2 cm.
On comprend avec cet exemple que d1peut être égal à plus de dix fois d2, soit d1> 10 d2voire égale à plus de onze ou 12 fois d2(d1> 11 d2ou d1> 12 d2).
Avantageusement, une membrane déformable est fixée sous la base du réservoir, ladite membrane présentant une face interne mobile sous l’action d’un moyen d’actionnement de manière à augmenter ou à réduire le volume interne du réservoir, la membrane formant une des surfaces du réservoir à volume interne variable, ladite face interne s’étendant, dans un état initial, suivant le plan de la base du réservoir.
De préférence, le moyen d’actionnement de la membrane est un vérin (électrique), chaque pas du vérin correspondant à un volume interne du réservoir. Le vérin agit sur la membrane via un insert central, noyé dans l’élastomère.
Cet insert central assure la transmission du mouvement imposé par le vérin et impose la déformation de la membrane via un profil optimal et déterministe. Le vérin est avantageusement un vérin électrique permettant à la fois une disponibilité de puissance/force importante avec une réactivité de l’ordre du centième de secondes, ce que les vérins hydrauliques ou pneumatiques ne permettent pas d’atteindre à l’heure actuelle. Par ailleurs, un système électrique ne requiert pas un entretien important.
De préférence, la membrane déformable consiste en un élastomère, de préférence ladite membrane consiste en un silicone
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
est une vue schématique du dispositif d’assistance ou de suppléance circulatoire temporaire du cœur d’un patient selon l’invention.
est une représentation d’un mode de réalisation des différents éléments constitutifs d’une canule d’admission du dispositif d’assistance ou de suppléance circulatoire temporaire du cœur d’un patient selon l’invention.
est une autre vue des différents éléments constitutifs de la canule d’admission visible sur la .
est une vue principalement du corps principal de la canule d’admission.
est une vue principalement du corps principal de la canule d’admission avec un élément ou mandrin de guidage inséré dans le canal latéral.
est une vue principalement du corps principal de la canule d’admission avec un outil ou tige de perçage du septum inséré dans le canal latéral.
illustre la mise contiguë du canal latéral le long du corps principal.
illustre l’état rétractée du corps principal avec le canal latéral contigüe au corps principal.
est une vue schématique de l’enveloppe temporaire.
est une vue agrandie d’une portion de l’enveloppe temporaire sur laquelle on voit la ligne sécable ou ligne de déchirement.
est une vue illustrant la canule d’admission dans son enveloppe temporaire ainsi qu’une indication de sa libération pour le déploiement de la canule d’admission.
est une représentation d’un mode de réalisation du réservoir du dispositif d’assistance ou de suppléance circulatoire temporaire du cœur d’un patient selon l’invention.
est une représentation du réservoir de la relié ou disposé dans un socle de maintien.
est une vue schématique en coupe de la membrane montée sur le piston, la membrane étant alors dans sa position initiale ou au repos.
est une vue schématique montrant la surface supérieure de la membrane s’élevant sous l’action de l’insert central lui-même actionné par le piston et le vérin.
est une vue schématique de dessus illustrant l’insert central (et son diamètre) par rapport à la membrane ou la surface supérieure de la membrane (et son diamètre).
La présente invention va être décrite dans la suite en lien avec un dispositif d’assistance circulatoire temporaire pour le cœur du type utilisant un vérin 10 à déplacement linéaire pour aspirer et éjecter le sang dans un réservoir 11.
Le dispositif objet de l'invention est destiné à être utilisé lors d'une situation hémodynamique dégradée menaçant directement le pronostic vital du patient 12 (Pression de perfusion - PF - tissulaire inférieure à 50 mm Hg). Il permet d'assister ou de suppléer le cœur 13 d'un patient 12.
En se référant à la ou 2, le dispositif objet de l'invention comporte un système de pompage permettant de suppléer partiellement ou totalement le muscle cardiaque en admettant une quantité suffisante de sang durant la phase de diastole du cycle cardiaque et en la réinjectant durant la phase de systole dudit cycle.
L'opérateur introduit une canule d'admission (21 ou 23 French ou « Fr », le FRENCH représentant 1/3 de millimètre) apte à prélever le sang dans le système veineux du patient 12 et une canule d'éjection apte (17 ou 19 French) à injecter le sang dans le système artériel dudit patient 12. Nous verrons dans la suite qu’une canule d’admission spécifique est avantageusement utilisée dans le cadre de la présente invention. Néanmoins, les canules d'admission et d'éjection que l'on utilise habituellement sur le marché de la circulation extra-corporelle (CEC, ECMO, ECLS) sont aussi compatibles avec l'invention.
L'opérateur peut effectuer:
- une mise en place cœur gauche / cœur gauche pour une assistance partielle en cas de défaillance du cœur gauche, en positionnant la canule d'admission au niveau de l'oreillette droite, si on perce le septum on décharge l’oreillette gauche et la canule d'éjection au niveau de l'aorte abdominale ;
- une mise en place cœur droit / cœur droit pour une assistance partielle en cas de défaillance du cœur droit, en positionnant la canule d'admission au niveau d'une veine cave et la canule d'éjection au niveau l'artère pulmonaire ( ou 2) ;
- une mise en place cœur droit / cœur gauche en cas de défaillance du cœur droit et du cœur gauche, en positionnant la canule d'admission au niveau d'une veine cave et la canule d'éjection au niveau de l'aorte. Dans ce dernier cas, les poumons sont également court-circuités et un système d'oxygénation 17, est placé dans le circuit de dérivation pour éliminer le CO2du sang et le charger en O2avant de le réinjecter dans l'organisme. Ce système d’oxygénation 17 est avantageusement disposé après le réservoir 11, soit sur la portion d’éjection 18 du circuit de dérivation.
- une mise en place cœur gauche / cœur gauche pour une assistance partielle en cas de défaillance du cœur gauche, en positionnant la canule d'admission au niveau de l'oreillette droite, si on perce le septum on décharge l’oreillette gauche et la canule d'éjection au niveau de l'aorte abdominale ;
- une mise en place cœur droit / cœur droit pour une assistance partielle en cas de défaillance du cœur droit, en positionnant la canule d'admission au niveau d'une veine cave et la canule d'éjection au niveau l'artère pulmonaire (
- une mise en place cœur droit / cœur gauche en cas de défaillance du cœur droit et du cœur gauche, en positionnant la canule d'admission au niveau d'une veine cave et la canule d'éjection au niveau de l'aorte. Dans ce dernier cas, les poumons sont également court-circuités et un système d'oxygénation 17, est placé dans le circuit de dérivation pour éliminer le CO2du sang et le charger en O2avant de le réinjecter dans l'organisme. Ce système d’oxygénation 17 est avantageusement disposé après le réservoir 11, soit sur la portion d’éjection 18 du circuit de dérivation.
Les canules peuvent être mises en place par voie percutanée, dans une salle de cathétérisme cardiaque et/ou vasculaire ou dans une unité de réanimation ou par une unité UMAC SAMU (Unité Mobile d’Assistance Circulatoire pour UMAC et Service d’Aide Médical Urgence pour SAMU) , en les introduisant par un vaisseau sanguin périphérique et en les amenant à proximité du cœur 13, au niveau des veines ou des artères visées. Elles peuvent également être mises en place par voie chirurgicale dans un bloc chirurgical, implantation mixte ponction percutanée et ouverture chirurgicale des vaisseaux.
Ces canules sont reliées au système de pompage par des tubes du type cathéter, aussi compatibles avec ceux que l'on utilise habituellement pour une CEC pour former d’une part la portion d’admission 19 et la portion d’éjection 18 du circuit de dérivation.
Associé à ce système de tube des portions 18, 19, un système intelligent et indépendant de purge permet l'élimination de l'air, ce système étant connu dans l’état de la technique. Comme nous le verrons dans la suite, le réservoir présente une forme et une disposition permettant également d’éliminer les bulles, c’est-à-dire de les évacuer par le conduit de sortie 30 du réservoir 11.
Le système de pompage est constitué d'un réservoir 11 permettant de stocker momentanément un volume de sang nécessaire à la génération du débit sanguin et d'un piston 31 agencé avec un actionneur 10, du type moteur linéaire ou tout autre moyen équivalent permettant de transmettre un mouvement de translation linéaire avant/arrière audit piston 31 de manière à faire varier le volume dudit réservoir 11 et pomper le sang. Des moyens de commande 40 sont prévus pour piloter automatiquement l'actionneur 10. De la même manière que pour la canule d’admission, un réservoir 11 spécifique ainsi qu’une membrane 41 spécifique, actionnée par le piston 31, seront décrits dans la suite car implémentés de manière avantageuse dans le dispositif d’assistance ou de suppléance circulatoire temporaire du cœur 13 d’un patient 12.
Les moyens de commande 40, contrôlant ou commandant en particulier le système de pompage, sont mis en place ou en œuvre avec une unité centrale 42 consistant en un ordinateur, calculateur ou analogue.
Dans le cadre de la présente demande, l’objet principal de l’invention réside dans le fait de disposer d’une canule d’admission d’un type bien particulier.
Selon un autre aspect avantageux de l’invention, la canule d’admission mesure environ 70 centimètres (cm) – entre 60 et 80 cm - et est introduite au niveau de la partie supérieure de la jambe, comme on peut le voir schématiquement sur la : une fois introduite en totalité, elle arrive à proximité immédiate du cœur 13.
Sur les figures 2 et 3 sont visibles les différents éléments composant une telle canule d’admission, certains en double ou selon deux variantes de réalisation.
La canule d’admission comporte au moins un mandrin de guidage 80 permettant de pousser la canule pour l’introduction de celle-ci jusqu’à sa position finale proche du cœur 13 du patient 12, l’un ou l’autre de ces mandrins 80 (en fonction de la longueur souhaitée) étant utilisé pour servir avec les outils de perçage et d’aspiration 81 du septum.
Cette canule d’admission comporte également deux outils de perçage et d’aspiration 81 du septum, chacun présentant une forme légèrement différente de l’autre afin de faciliter le travail de l’opérateur d’une part pour percer le septum puis d’autre part pour aspirer le sang du patient 12. Ce perçage du septum est envisagé pour évacuer le trop-plein de sang dans le ventricule gauche, le sang risquant de pénétrer dans les poumons qui sont proches et ainsi provoquer un œdème pulmonaire .
Les éléments de guidage 80 ainsi que les tiges de perçage et d’aspiration 81 sont destinés à être introduit dans un canal latéral 82 fixé au corps principal 83 de la canule d’admission. Ce canal latéral 82 est fixé au corps principal 83 par liaison plastique, à l’aide d’un insert de liaison en métal ou par tous autres moyens adapté.
Une particularité de la canule d’admission selon l’invention réside dans sa capacité à prendre deux états : un premier état dit rétracté dans lequel d’une part le canal latéral 82 est présent contigu au corps principal 83 de la canule et d’autre part le corps principal 83, se présentant sous la forme d’un élément creux, n’est pas rempli de fluide.
Le corps principal 83 est en effet un corps longitudinal creux qui peut se remplir et se vider, via les conduits filaires d’extrémité 84, d’un fluide, avantageusement d’un liquide. Le corps principal 83 comporte à son extrémité distale 85, proche du cœur 13 lorsque disposé dans la veine cave, une ouverture d’aspiration longitudinale 86 et à son extrémité proximale 87 opposée, une ouverture 88 pour autoriser le sang aspiré à pénétrer dans la portion d’admission 19 du circuit de dérivation jusqu’au réservoir 11.
Le corps principal 83 de la canule d’admission présente également la particularité d’une pluralité d’ouvertures latérales 89 – de l’ordre de plusieurs dizaines – sur la circonférence de ce corps 83 à partir de l’ouverture d’aspiration longitudinale 86.
Par ailleurs, des éléments de connexion 90 sont visibles sur ces figures 2 et 3 pour être montés sur les extrémités proximale 87 et distale 85 du corps principal 83. On peut noter deux éléments de raccord 91 entre le corps principal et la canal latéral, ces éléments de raccord 91 permettant de compléter la liaison ou la fixation entre le corps principal 83 et le canal latéral 82.
La tige de perçage 81 du septum est avantageusement monté sur un mandrin de guidage 80, comme cela est visible sur la .
Comme énoncé précédemment, une particularité majeure de l’invention réside dans la capacité de la canule d’admission selon l’invention a adopté deux états, l’un rétracté et l’autre développé. L’état rétracté du corps principal 83 avec le canal d’aspiration 82 est maintenu à l’aide d’un moyen mécanique 100 apte à se détruire ou se résorber de manière à libérer automatiquement le corps principal 83 et le canal latéral 82 vers l’état développé. En l’espèce, ce moyen mécanique 100 consiste en une enveloppe temporaire dans laquelle sont contraints le corps principal 83 creux vide et le canal latéral 82 rapporté contre ledit corps 83 lorsqu’en position rétractée.
L’enveloppe temporaire 100 comporte une ligne longitudinale sécable 101. Cette ligne sécable 101 permet de découper l’enveloppe 100 en deux parties sensiblement égales et de retirer l’enveloppe 100 en tirant sur une portion accessible à l’opérateur, directement du fait que l’extrémité proximale 87 de la canule n’est pas insérée dans le corps du patient 12 ou grâce à une partie protubérante de l’enveloppe 100, non représentée sur les figures annexées, hors dudit corps 83 permettant de retirer ladite enveloppe simplement en tirant dessus. La ligne sécable 101 se déclenche facilement en étant amorcé à l’extrémité proximale 87 simplement en tirant sur les deux parties de cette enveloppe temporaire 100 ou encore à l’aide d’un filet à tirer, non représenté sur les figures annexées, pour libérer la ligne sécable 101.
Cette ligne sécable 101 consiste en une ligne de déchirement prétraitée en termes d’épaisseur, de la nature de la matière de l’enveloppe et de préperçages de cette ligne. Cette ligne de déchirement 101 entraine ou permet une fragilité permettant ou autorisant le pelage de l’enveloppe temporaire en deux ou plus parties si l’on dispose d’une pluralité de telles lignes sécables 101 sur l’enveloppe 100. L’enveloppe temporaire 100 est avantageusement en plastique.
Bien entendu, cette ligne sécable 101 est un moyen pour libérer ou soustraire cette enveloppe temporaire 100 maintenant l’état rétracté de la canule d’admission mais on peut envisager tout autre moyen mécanique permettant de déchirer, découper et/ou soustraire l’enveloppe temporaire 100 de manière à permettre ou autoriser automatiquement l’état développé de la canule d’admission.
Un autre aspect avantageux de l’invention réside dans la forme spécifique du réservoir 11 combiné à un conduit d’entrée 65 spécifique ainsi qu’à la présence d’une membrane 41 mobile sous l’effet d’un moyen d’actionnement 72 pour délimiter très fidèlement et très précisément le volume interne du réservoir 11.
Ce réservoir 11 présente ainsi une forme de poire avec une base 60 large de diamètre d1 très supérieur au diamètre d2 à son sommet 61, avec une diminution légère de ce diamètre d1 depuis la base 60 sur une première portion d’élévation du réservoir 11 puis une diminution importante/rapide jusqu’à atteindre le diamètre d2. Le conduit d’entrée 65, pour l’introduction du sang aspiré, est orienté de manière ascendante, soit en direction du sommet 61 du réservoir 11, avec un angle par rapport à ce sommet 61 compris entre 30° et 70°. Par ailleurs, ce conduit d’entrée 65 pénètre de manière oblique dans le réservoir 11, soit avec un angle par rapport à la surface du réservoir compris entre 10° et 80°, ce conduit d’entrée 65 n’étant pas perpendiculaire à la surface du réservoir 11 et avantageusement le plus tangentielle possible, soit suivant un angle le plus petit possible, inférieur à 40° voire 30°. De telles conceptions sont prises pour éviter les risques d’hémolyse et évacuer les bulles d’air vers le sommet 61.
Au sommet 61 du réservoir 11 pénètre le conduit de sortie ou d’éjection 62, avec donc son diamètre d2. Le réservoir 11 est disposé verticalement, reposant sur sa base 60 et son sommet 61 constitue ou détermine la hauteur dudit réservoir 11. Le réservoir 11 dispose ici de deux oreilles 66 permettant de bloquer mécaniquement, par rotation dans une fente de blocage 67, le réservoir 11 sur un socle 68, visible sur la .
Enfin, le réservoir 11 comporte une membrane 70 fixée sous la base 60 du réservoir 11, la surface supérieure 71 de cette membrane 70 formant la surface interne inférieure du réservoir. Cette membrane 70 est en un matériau flexible et élastique, élastomère ou autre, au moins au niveau de sa face ou de sa surface supérieure 71, correspondant à la surface interne inférieure du réservoir 11. De manière avantageuse, la membrane 70 est intégralement en un même matériau flexible et élastique, tel qu’un élastomère. Cette membrane 70 loge un insert central, non visible sur les figures annexées, doté d’un bras d’actionnement consistant en le piston 31, ce piston 31 étant fixé à un vérin 10, hydraulique ou pneumatique, apte à déplacer linéairement cet insert. Le piston 31 est fixé à un vérin 10 grâce à un moyen mécanique 73 d’engagement, de fixation ou de connexion audit vérin 10.
De manière avantageuse, l’insert central présente un diamètre représentant entre 40% et 60% du diamètre de la membrane 70, ou encore de la surface supérieure 71 de la membrane 70. On rappelle ici que le diamètre de la membrane 70 ou la face/surface supérieure 71 de la membrane 70 est égal, ou sensiblement égal, au diamètre d1 de la base du réservoir 11.
Ainsi, chaque pas de déplacement du vérin 10 correspond à un volume interne du réservoir 11, cette correspondance entre le pas du vérin 10 et le volume interne du réservoir 11 étant stockée ou enregistrée dans les moyens de commande 40. Par rapport à une position initiale dans laquelle la face ou la surface supérieure 71 de la membrane 41 n’est pas déplacée par l’insert central, correspondant à un volume interne maximum du réservoir 11, l’insert est déplacé sous l’action du vérin 10 de sorte que la surface supérieure 71 de la membrane 70 s’élève dans le réservoir 11, réduisant de fait le volume interne du réservoir 11.
Le piston 31 et son insert central peuvent remonter de sorte que la surface supérieure 71 de la membrane 70 jusqu’à proximité du sommet 61 du réservoir 11 de manière à vider l’intégralité de ce dernier 61.
Comme le montre la , la surface supérieure 71 de la membrane 70 s’élève dans le réservoir 11 de manière à réduire la volume interne et expulser du sang. Lorsqu’au contraire, on cherche à aspirer du sang le vérin 10, via le piston 31 et l’insert central 72, on augmente le volume interne du réservoir 11 en descendant ou en abaissant la surface supérieure 71 de la membrane 70, autrement dit en abaissant/descendant l’insert central 72.
La position initiale de la surface supérieure 71 de la membrane 70 occupe sa position initiale lorsque cette surface 71 est plane (cf. par exemple les figures 11 et 12), au repos sans aucune action d’élévation de l’insert 72. Cette position initiale de la membrane 70 ou de sa surface supérieure 71 correspond au volume interne du réservoir 11, autrement sa capacité maximale volumique.
Compte tenu de la nature de la membrane 70 et de la forme de l’insert central 72, lors de l’élévation de la surface supérieure de la membrane 70, les contours de cette dernière 70 suivent les parois internes du réservoir 11 de manière étanche à tout liquide.
Enfin, un autre aspect avantageux de l’invention réside dans le fait d’éviter tout risque de collabage au niveau de la portion d’admission 19 du circuit de dérivation.
l’objet de l’invention réside dans le fait de disposer un minimum de capteurs de pression 50, 51, 52 pour anticiper tout risque de collabage au niveau de la veine cave lors de la phase d’aspiration du sang.
Le système de pompage est commandé par les moyens de commande 40 et son unité centrale 42, autrement dit le débit de sang pompé par ce système est commandé par l’unité centrale 42. La présente invention prévoit ainsi de disposer au moins un capteur de pression 50 au niveau de la portion d’admission 19 du circuit de dérivation, au plus proche de la veine cave. Evidemment, ce capteur de pression 50 est relié à l’unité centrale 42 / moyens de commande 40, c’est-à-dire que l’unité centrale 42 reçoit instantanément les mesures issues/provenant de ce capteur de pression 50.
Ainsi, si l’on dispose d’un capteur de pression 50 susceptible d’être disposé dans la canule d’admission, un tel capteur 50 y est disposé. Plus sûrement, le capteur de pression 50 peut être installé sur ou dans le circuit de dérivation, entre la canule d’admission et le réservoir 11.
Outre le lieu de placement du capteur de pression 50, l’important réside dans le fait que ce capteur de pression 50 doit présenter une constante de temps de mesure inférieure à 20 millisecondes, avantageusement inférieure à 10 millisecondes, afin de détecter très rapidement et très régulièrement dans le temps la pression sanguine et toute modification de cette dernière.
L’unité centrale 42 dispose de moyens informatiques dans lesquels on a programmé deux types d’alerte relativement à la pression détectée dans la portion d’admission 19 du circuit de dérivation du sang du patient 12. Tout d’abord, un niveau seuil en valeur absolue de pression qui, s’il est atteint, déclenche une modification du pompage du sang, classiquement en diminuant le débit de pompage. Ensuite, la deuxième alerte consiste en l’accélération/décélération de la pression, entre deux mesures de pression dans le temps : à nouveau, si cette pente de seuil (d’accélération/décélération) est atteinte, l’aspiration du sang est modifiée, classiquement en la diminuant ou en la stoppant. Concernant la pente de seuil, le programme prédictif de l’évolution de la pression utilise classiquement le nombre de Reynold ou encore l’onde de Reynold. Le nombre de Reynolds correspond à un nombre sans dimension qui est utilisé en mécanique des fluides. Cette grandeur permet de caractériser un écoulement, en particulier la nature de son régime. Il est ainsi possible de savoir si un écoulement est laminaire, transitoire ou turbulent.
A chaque pulsation, un ordre de grandeur du volume de sang prélevé est de l’ordre de 50 ml (millilitre) mais cela peut monter à 100 ml, ceci dépendant du patient. Un débit cardiaque naturel est compris entre 2,5 et 4,5 l/mn/m² (litre par minute par mètre carré). Autrement dit, plus la surface d’un corps humain (et donc son poids) est importante, plus la circulation sanguine est également importante. En pratique, pour ajuster le poids ou le volume de sang à aspirer à chaque pulsation, le médecin considère le poids du patient 12 et en déduit le volume à chaque pulsation.
Pour un cœur battant à 70 bpm (battement par minute), la durée d’aspiration est d’environ 0,56 seconde de sorte qu’un débit normal est d’environ 90 ml/s (millilitre par seconde par systole) soit 5 l/mn (litre par minute). Or, dans la pratique, pour un CEC/ECMO/ECLS pulsatif, le médecin s’oriente sur un débit moyen de 3 ou 4 l/mn. Grâce au dispositif selon l’invention, on peut augmenter (ou éventuellement réduire) les quantités de sang aspiré pour correspondre au plus près au fonctionnement réel d’un cœur, sans risquer de collabage au niveau de la veine cave.
L’évolution des pressions veineuses au niveau des veines caves et de l’oreillette est très complexe en raison des très basses pressions (2 à 4 millimètres de mercure en moyenne) et des fortes variations de pression en zone proche atriale. Le profil de pression atriale (oreillette droite) suit une courbe avec 3 maxima par cycle – avec un maximum considéré parmi ces 3 maxima - correspondant à différents évènements comme les contractions du cœur droit ou la relaxation des valves tricuspides. L’admission du sang dans le dispositif selon l’invention est décalée par rapport à la diastole naturelle d’un décalage de l’ordre de 0,25 seconde environ (soit entre 0,2 et 0,3 seconde).
Ainsi, à titre d’exemple, pour la valeur de seuil de pression (première alerte) et la valeur de seuil de pente ou d’accélération de la pression (deuxième alerte) :
- si la pente ou l’accélération de la pression mesurée est inférieure de 50% à ce qu’elle devrait être au cours d’un cycle d’aspiration, alors cela signifie qu’il y a un risque imminent de collabage, et l’unité centrale ralentit immédiatement le débit aspiré ;
- si la pression absolue descend en dessous de la valeur de pression de seuil de 1 mm Hg (millimètre de mercure), alors l’unité centrale 42 cesse immédiatement le pompage pour ce cycle d’aspiration car le risque de collabage est très/trop significatif. Le pompage redémarre au cycle d’aspiration suivant.
Bien entendu, ces valeurs de pente et absolue de seuils sont variables selon les patients 12. Par ailleurs, il faut noter ici que le dispositif selon l’invention peut fonctionner avec une quantité de sérum physiologique – adapté à son mélange dans ou avec le sang du patient 12 – présent ou non dans le réservoir 11, lorsque l’on commence l’aspiration dans le circuit de dérivation. Si l’on prévoit ce sérum physiologique initialement présent dans le réservoir 11, le cycle de fonctionnement du dispositif selon l’invention commence avec l’introduction de cette quantité ou d’une partie de celle-ci dans le corps du patient 12, ce qui revient à augmenter légèrement la pression globale dans le système sanguin et donc veineux du patient 12. Tandis que si le dispositif commence à aspirer le sang du patient, sans la présence de cette quantité ou ce volume de sérum physiologique dans le réservoir 11, la pression veine globale du patient va légèrement chuter du fait de l’aspiration du sang.
Un autre facteur important pour ces valeurs seuils de pente de pression et de pression absolue réside dans la détermination de la viscosité du sang du patient 12. Celle-ci est rendue possible par la présence d’un deuxième capteur de pression 51 présent dans le réservoir 11. En effet, les pertes de charges dynamiques aux extrémités d’un circuit résistif non compliant répondent à la formule suivante :
s.q = L [(Pi – Po) – R.q)]
où Pi et Po sont les pressions en entrée et en sortie du circuit, L l’inertance du système, q le débit et s la variable de Laplace.
s.q = L [(Pi – Po) – R.q)]
où Pi et Po sont les pressions en entrée et en sortie du circuit, L l’inertance du système, q le débit et s la variable de Laplace.
Dans le dispositif selon l’invention, le débit est très précisément mesurable grâce à la position du piston 31 dans le réservoir 11. On en déduit aisément la résistance de frottement visqueux R.q proportionnelle au débit. R est directement proportionnelle à la viscosité (Loi de Poiseuille en laminaire ou autres lois après établissement des turbulences). On peut noter également que la connaissance de la viscosité du sang du patient 12 permet de déterminer la pression à un endroit du circuit, en l’espèce du circuit de dérivation du sang du patient 12, connaissant la pression à un autre endroit du circuit.
Ainsi, un troisième capteur de pression 52 est avantageusement positionné dans la portion d’éjection 18 du circuit de dérivation de manière à confirmer ou à affiner la valeur calculée de viscosité du sang du patient 12. Ce capteur 52 est destiné à relever la pression au cours de la phase d’éjection, lors de l’onde systolique.
Cette valeur de viscosité du sang du patient 12 exerce une influence directe sur les valeurs seuil de pression absolue et de pente à définir pour alerter d’un risque de collabage au niveau de la veine cave, c’est-à-dire de l’endroit de prélèvement du sang du patient. On comprend aisément que plus le sang d’un patient 12 est visqueux, indépendamment de la pression, plus le risque de collabage est important. Dans ce cas, les valeurs de première et de deuxième alertes sont modifiées/abaissées pour intégrer cette caractéristique dans le risque de collabage au niveau des veines cave.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l’invention. En particulier :
- la longueur de la canule d’admission ainsi que la matière la composant/formant ;
- la forme, le nombre et l’objet même du moyen de libération de l’enveloppe temporaire consistant dans l’exemple choisi pour illustrer l’invention en une ligne sécable 101.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.
Claims (10)
- Canule d’admission d’un dispositif d’assistance ou de suppléance temporaire du cœur (13) d’un patient (12), la canule d’admission étant destinée à être introduite au moins partiellement dans une veine cave du patient (12) jusqu’à une position finale de prélèvement du sang à partir du système veineux grâce à un système de pompage auquel est reliée ladite canule d’admission, la canule comprenant :
- un corps (83) principal longiligne flexible d’aspiration du sang, et
- un canal latéral (82) notamment pour l’introduction d’un mandrin de guidage (80) destiné à permettre d’amener la canule d’admission dans sa position finale pour l’aspiration du sang,
le corps principal (83) et le canal latéral (82) étant fixé l’un à l’autre,
caractérisée en ce que :
- le corps principal (83) est au moins creux sur sa portion distale dans laquelle ledit corps (83) comporte au moins un orifice d’aspiration (86) du sang, la portion distale présentant un diamètre dr lorsque ladite portion distale n’est pas remplie d’un fluide, et
- le canal latéral (82) est amené dans une position initiale contre le corps principal (83) constituant ainsi une première position rétractée, et
- ladite position rétractée est maintenue par une enveloppe temporaire (100) logeant ledit corps principal (83) et ledit canal (82) jusqu’à ce que la position finale de la canule,
dans laquelle l’enveloppe temporaire (100), une fois retirée, autorise le corps principal (83) et le canal latéral (82) à occuper une deuxième position développée dans laquelle le canal latéral (82) est dorénavant distant du corps principal (83) et la portion distale dudit corps principal (83) est remplie d’un fluide de sorte que la portion distale présente un diamètre de. - Canule d’admission selon la revendication 1, dans laquelle l’enveloppe temporaire (100) comporte au moins une ligne de déchirement (101) préformée permettant de déchirer ladite enveloppe(100) puis de la retirer.
- Canule d’admission selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le diamètre deest au moins égal à deux fois le diamètre dr(de≥ 2dr), de préférence est égal à au moins trois fois le diamètre dr(de≥ 3dr).
- Canule d’admission selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps principal (83) est creux sur toute sa longueur de sorte que ledit corps principal (83) présente un diamètre drsur toute sa longueur lorsque ledit corps (83) n’est pas rempli de fluide et un diamètre desur toute sa longueur lorsque ledit corps (83) est rempli de fluide.
- Canule d’admission selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le canal latéral (82) est fixé au corps principal (83) dans la position développée.
- Canule d’admission selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps principal (83) comprend une pluralité d’orifices (89) d’aspiration du sang, un orifice d’extrémité et une pluralité d’orifices latéraux (89) disposés sur la circonférence du corps principal (83).
- Canule d’admission selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une tige de perçage (81) du septum, ladite tige (81) étant introduite dans le canal latéral (82) lorsque ce canal (82) est dans sa position développée.
- Canule d’admission selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps principal (83) est en plastique ou en élastomère.
- Canule d’admission selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le fluide remplissant la portion distale du corps principal (83) ou le corps principal (83) consiste en un liquide, de préférence consiste en de l’eau.
- Dispositif d’assistance ou de suppléance circulatoire temporaire du cœur d’un patient, le dispositif comportant un circuit de dérivation du sang arrivant au cœur pour l’amener en sortie du cœur (13) du patient (12), le circuit de dérivation utilisant des tubes reliant entre eux les éléments suivants dudit dispositif :
- au niveau de la portion d’admission (19) du circuit de dérivation, une canule d’admission destinée à être introduite dans une veine cave du patient (12) pour prélever du sang à partir du système veineux,
- au niveau de la portion d’éjection (18) du circuit de dérivation, une canule d’éjection destinée à être introduite dans l’aorte ou l’artère pulmonaire du patient pour injecter le sang dans le système artériel du patient,
- un système de pompage comportant un réservoir (11) à volume interne variable, situé entre la portion d’admission et la portion d’éjection, pour l’admission du sang prélevé puis l’éjection de ce sang, ledit système de pompage étant commandé par des moyens de commande (40) de sorte que le pompage du sang, depuis son admission jusqu’à son éjection, tient compte en temps réel des besoins physiologiques du patient et de l’état hémodynamique dudit patient, le système de pompage comportant au moins un premier capteur de pression (50), relié aux moyens de commande (40), disposé dans le circuit de dérivation du sang,
caractérisé en ce que la canule d’admission est selon l’une des revendications précédentes.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
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EXTE | Extension to a french territory |
Extension state: PF |
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PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20230707 |
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PLFP | Fee payment |
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