1. GENERATEURS DE DIALYSE
Service de Néphrologie-Hémodialyse et Transplantation rénale
CHU Ibn Rochd Casablanca
Casablanca,18 Juin 2013.
Néphrologie-Hémodialyse
Transplantation rénale
Dr. Mohamed Amine KHALFAOUI
2. PLAN
I- INTRODUCTION :
II- HISTORIQUE :
III- PREPARATION DU DIALYSAT :
IV- MAITRISE DE L’ULTRAFILTRATION :
V- CIRCULATION EXTRACORPORELLE :
VI- MONITORAGE ET RETROCONTROLE :
- Paramètre physiologique :
- Quantification et amélioration de l’éfficacité de
dialyse :
VII- DÉSINFECTION DU CIRCUIT DE DIALYSAT :
VIII- CONCLUSION :
3. I- Introduction
Le générateur d’hémodialyse a pour fonction :
→ De préparer et d’assurer le débit du dialysat dans l’hémodialyseur
→ D’assurer le débit du sang dans le circuit extracorporel et dans
l’hémodialyseur
→ D’assurer la maîtrise de l’ultrafiltration (contrôle de l’extraction d’excès
d’eau donc de la perte de poids du patient)
→ De contrôler les paramètres de la dialyse pour assurer la sécurité du
patient
→ La désinfection et le contrôle de la qualité du traitement
5. • 1900:
• John Jacob Abel: Le Premier Rein Artificiel
• le traitement de l’insuffisance rénale par le
passage du sang à travers un circuit
extracorporel dans lequel le sang serait filtré
de façon sélective
Un peu d’histoire
6. Un peu d’histoire
• 1915:
● Georg Haas: Première dialyse humaine avec système
d’Abel et Hirudine purifiée
• Première dialyse durera 30 min, bien tolérée, mais
inefficace.
7. Un peu d’histoire
• 1943: Willem Johan Kolff:
- Premier rein artificiel fonctionnel " Tambour rotatif
membrane cellophane héparine purifiée " :
- Accès vasculaire délabrant (dénudation)
- Cas d’IRA seulement
• 1945: Première survie par hémodialyse pour intoxication: 11
heures de dialyse
14. Le schéma de principe d’un générateur-moniteur :
Diagramme du circuit sanguin en haut et du circuit du dialysat en bas avec
indication des dispositifs de surveillance et de régulation correspondants.
24. 1-Préparation du dialysat
La préparation peut être effectuée de façon :
• Volumétrique :
- L’acide est dilué au trente-cinquième et le bicarbonate au
vingtième. La sonde de conductivité placée après chaque zone
de mélange contrôle la composition globale du fluide en ions
(et non la concentration en Na+) ;
• Conductimétrique (Asservie) :
- La mesure des sondes pilote le débit d’alimentation des
pompes. Il y a généralement deux mesures de conductivité
(préparation + contrôle) après chaque mélange.
25. 1- Préparation volumétrique
• C’est le mélange de volumes prédéterminés
de concentré Acide et Bicarbonate avec l’eau
traitée.
• Acide 1/35 : 1ml concentré + 34 ml eau
traitée.
• Bicarbonate : poudre ou en solution
concentrée 1/28,6 : 1ml + 27,6 ml eau traitée.
• Générateurs : Contrôle assuré par la mesure
de la conductivité.
28. 1- Préparation volumétrique:
La mesure de la conductivité
• Seule mesure pour vérifier, en ligne, la
conformité du dialysat produit par le
générateur.
• Elle dépend de l’ensemble des ions présents.
• C’est une valeur électrique, exprimée en milli
Siemens par cm : mS/cm.
• Pas de relation linéaire entre teneur en
chlorure de sodium du dialysat et conductivité
en mS/cm.
29. 1- Préparation volumétrique
La conductivité
• Dialyse conventionnelle :
13.9 conductivité 14.3
• La « variation de sodium ».
• Toute sortie de la valeur de conductivité du
domaine assigné se traduit par une alarme et
une mise en dérivation du dialysat.
30. 2- Préparation conductimétrique
Le mélange des concentrés Acide et Bicarbonate
avec l’eau est réalisé par des pompes d’aspiration
pilotées par des sondes de conductivité.
Sécurité assurée par la vérification concomitante
d’un autre paramètre : mesure du pH (Hospal,
Sorin-Bellco, Gambro Artis), ou comptage du
nombre d’éjections des pompes d’aspiration des
concentrés (A et B) (Gambro AK 100/200).
33. 3- Chauffage du dialysat
• Confort du dialysé = 37°
• Réglage assuré par une résistance pilotée par
une sonde de régulation de température
• Une 2ème sonde, vérifie et affiche la t°
• Marges d’alarme
• Toute dérive = alarme + mise en dérivation du
dialysat
34. 4- Dégazage du dialysat
• Nécessité d’utiliser un dialysat contenant peu
de gaz dissous : maîtriseur d’ultrafiltration
• Dégazage effectué par un système de
dépression : pas d’alarme spécifique, mais si
présence d’air au niveau du dialyseur et du
circuit de maîtrise : alarme spécifique de
présence d’air
35. 5- Vérification de la conformité du dialysat
• Se fait en amont du dialyseur
• Conductimètre + sonde de température
vérifient la conformité et pilotent le
fonctionnement du by-pass
• Normes :
- Conductivité : ±5% ( ± 0.7mS/cm)
- Température : de 35 à 40°C
36. 6- Circulation du dialysat
• Assurée dans le circuit hydraulique par une
des pompes de circulation.
• Défaut de fonctionnement = alarme d’absence
de débit.
• Débit dialysat : réglable, en général
500ml/min.
• Le débit dialysat influe directement sur la
clairance des petites molécules
37. Préparation du dialysat
• De plus certains moniteurs sont équipés de
sondes pH pour assurer un contrôle
supplémentaire de la teneur en acide.
• Une fois contrôlé, le dialysat passe dans un à
deux ultrafiltres, notamment si l’HDF on line est
pratiquée. Le rôle de ce(s) filtre(s) est la rétention
de bactéries ou d’endotoxines qui pourraient se
développer au sein du générateur, malgré les
procédures de désinfection mises en place.
39. PSe
PSs
PDs
PDe
PTM = PSe + PSs – PDe +PDs
2 2
UFml/h = [ KUF ml/h/mmHg ] x PTM
MECANISMES DE L’ULTRAFILTRATION
KUF
40. Maîtrise de l’ultrafiltration
• Le débit d’ultrafiltration assure la perte de poids (en eau) du patient. Cette
perte est gérée par un élément clé du générateur : ʺ Le maîtriseur
d’ultrafiltration ʺ
• Intérêt:
- Introduction au début des années 70
- Permet de résoudre le problème de la précision de perte de poids
- Permet l’utilisation des membranes à haute perméabilité
• Deux principes de maîtrise d’UF peuvent être utilisés :
- Maîtrise volumétrique:
Repose sur l’emploi d’électrovannes et de deux chambres généralement
séparées par une membrane
- Maîtrise débitmétrique:
Repose sur l’emploi de débitmètres et sur le principe suivant : (QD out =
QD in + UF)
41. MAÎTRISEUR VOLUMETRIQUE
Patient
Pompe de circulation
Volume fixe
Non compliant
PRINCIPE :
• Circuit de volume fixe, non compliant incluant le dialyseur et le
patient.
42. MAÎTRISEUR VOLUMETRIQUE
Patient
Pompe UF
Pompe de circulation
UF
- Avec une pompe d’ UF, on prélève un certain volume de liquide; ce qui soumet
l’ensemble du circuit à une dépression égale au volume de liquide soustrait
- Cette dépression entraîne la soustraction, au patient, d’une UF qui vient compenser à
volume égal le liquide soustrait par la pompe d’ UF ; Il suffit alors de piloter/régler la
pompe d’ UF pour piloter la perte de poids du patient
43. Trois types de Maîtriseurs volumétriques
• Monocompartimental circuit commun au dialysat
frais et au dialysat usé :
HOSPAL Monitral, BAXTER Miroclav
• Monocompartimental sans contact entre le
dialysat frais et le dialysat usé :
FRESENIUS 2008/4008, BAXTER (ALTHIN) système 1000, BRAUN,
NIPRO
• Bicompartimental à débit dialysat alternatif
NIKKISO
46. Maitriseur Volumétrique
Monocompartimental, sans contact df/du
Pendant que le dialysat usagé est évacué de la chambre 2 vers l’égout et remplacé par du frais,
produit par le générateur, celui de la chambre 1 passe dans le dialyseur
1 2
égout
47. Maitriseur Volumétrique
Monocompartimental, sans contact df/du
Pompe UF
la pompe d’ultrafiltration prélève un certain volume. Le système étant fermé, un apport
d’eau plasmatique, du sang vers le dialysat, est donc nécessaire pour compenser cette
perte, suivant le même débit UF ;le dialysat qui sort du dialyseur est alors usagé et
retourne dans la chambre 1 ;
1 2
48. MAITRISEUR VOLUMETRIQUE
Monocompartimental, sans contact df/du
Quand la chambre 1 est remplie de dialysat usagé et la chambre 2 de dialysat frais, il y a un
switch des électrovannes et la dialyse est réalisée à partir de la chambre 2.
1
1
2
2
49. 2- Maîtrise débimétrique
• Cette maîtrise repose sur l’emploi de débitmètres et sur le principe
suivant : le débit du dialysat en sortie du générateur est égal à la
somme du débit dialysat en entrée et du débit d’ultrafiltration
(QDout = QDin + UF)
• À partir de ce principe, deux procédés sont envisageables :
- On utilise une pompe UF et le maîtriseur doit alors assurer que le
débit d’entrée est strictement égal au débit de sortie ( Hospal, avec
deux débitmètres à ailettes, Bellco avec un débitmètre de Coriolis )
- On n’utilise pas de pompe UF car la mesure de la différence des
deux débits est suffisamment précise pour obtenir les résultats
attendus ( Gambro avec un débitmètre électromagnétique couplant
les débits d’entrée et de sortie qui génèrent des forces
électromotrices opposées )
50. QE QS
Δ QS-QE = UF
Pompe de
dépression
Contrôle debimétrique
Repose sur l’emploi de débitmètres et sur le principe suivant : le débit du dialysat en sortie du
générateur est égal à la somme du débit dialysat en entrée et du débit d’ultrafiltration
(QDs = QDe + UF)
52. CONTRÔLEUR DEBIMETRIQUE
Effet Coriolis
- Pour la détermination de l'écoulement, un tube en U oscillant est
utilisé à travers lequel passe le fluide qui va suivre un mouvement
proportionnel à la vitesse d'écoulement qui est provoqué par la force de
Coriolis agissant sur le tube.
- L'entité de La force de Coriolis dépend de la masse déplacée, sa vitesse
dans le système et par conséquent le débit d'écoulement de masse.
54. Les avantage du maitrisuer à effet Coriolis
• Pas de pièces en mouvement
• Mesure de masses
- Taux d’UF élevée possible
- Pas d’erreur due à l’air
• Autocalibration
• Circuit ouvert à débit constant
55. 3- Sécurités liées au maîtriseur d’UF
• Le maîtriseur fonctionne en suivant les paramètres introduits
par l’utilisateur
• Bon fonctionnement vérifié par un séquençage programmé
de mesures de contrôle
• La pression qui règne dans l’enceinte du maîtriseur est sous
contrôle
56. 3- Sécurités liées au maîtriseur d’UF
• UF demandée trop importante pour le
dialyseur utilisé dépression dialysat
importante PTM élevée (ou PD très
négative) arrêt de l’ UF
• Faible UF demandée pour un dialyseur à forte
pente / plicature de la ligne veineuse à la
sortie du dialyseur PTM devient négative
arrêt de l’UF
58. Support de l’hémodialyseurTémoins lumineux
( pressions, PTM, Conductivité,
UF)
Seringue auto-pousseuse
Cannes pour aspiration des
concentré acide et bicarbonate
orifice pour cartouche de
bicarbonate
Blood Pressure Monitor
(BPM),
Pompe à sang
Détecteur d’air
Écran d’affichage
Eelectroclamp
Capteur de pression
Alarmes
Dialock( raccords du
dialysat)
60. Circulation extracorporelle
Les générateurs peuvent fonctionner en uni- ou biponcture:
• Dans le cas de la biponcture :
- Une seule pompe à sang
- Deux sites d’aspiration et de réinjection
• Dans le cas de l’uniponction :
- Il n’y a qu’une seule aiguille et le générateur alterne les
phases d’aspiration et de réinjection.
- Soit il y a deux pompes à sang, une pour le prélèvement
et une pour la réinjection, soit il y a un système composé
d’une seule pompe et de deux clamps placés sur les lignes
artérielle et veineuse.
62. Circulation extracorporelle
• Les débits des pompes à sang peuvent aller selon les générateurs
jusqu’à 500–700 mL/min, le débit doit être adapté à chaque
patient. Il s’agit de pompes péristaltiques à deux ou trois galets
• Leur débit est fonction de la pression amont et aval. Certains
générateurs en tiennent compte pour calculer le débit sanguin réel :
celui-ci est plus faible si la dépression en amont est forte
• Des démarches ont été entreprises pour faciliter le montage des
lignes, jusqu’à les rendre captives du matériel :
- Cassettes prémontées sur l’Innova (Hospal)
- Lignes préadaptées aux corps de pompe spécifiques (Fresenius
5008)
63. MONITEURS DE PRESSIONS DANS LE CIRCUIT
SANGUIN
Régime de pressions dans le circuit sanguin:
• La pression hydrostatique (PH) est négative dans le segment
artériel:
- La résistance au niveau de l’abord vasculaire et de la ligne
- L’effet exercé par la pompe à sang
• La PH est positive au-delà de la pompe à sang avec un niveau de
pression dépendant :
- La géométrie du dialyseur (perte de charge dans le dialyseur)
- Le diamètre et de la longueur de l’aiguille veineuse
- La résistance au niveau du retour veineux (sténose)
75. Les différents moniteurs
• Capteur de pression artérielle:
Placé en amont de la pompe à sang, permettant de détecter une pression
négative excessive:
- Débit insuffisant au niveau de l’abord vasculaire
- Ligne artérielle coudée
- Chute de débit secondaire à une chute de tension artérielle du patient
• Moniteur de pression veineuse:
Mesure la pression hydrostatique dans le piège à bulle veineux et détecte toute
variation de pression sur le retour veineux:
- Sténose de l’abord vasculaire
- Ligne veineuse coudée
- Caillots dans les filtres
- Chute de pression du côté artériel, coagulation dans le dialyseur, déconnexion
accidentelle
N.B: Les capteurs de pression doivent être munis d’un double isolateur, isolant la prise de
pression du générateur du sang du malade, du fait du risque de contamination virale lorsque
des souillures sont présentes à ce niveau, d’autant qu’il est difficile de nettoyer parfaitement
le générateur à ce niveau.
76. Les différents moniteurs
• Détecteur d’air:
• C’est un composant essentiel du circuit sanguin, ayant permis une nette
diminution du risque d’embolie gazeuse qui peut survenir en cas de
déconnexion accidentelle de la ligne artérielle, en raison de la pression
hydrostatique négative dans ce segment
• Le détecteur d’air idéal doit répondre à la mousse aussi bien qu’à l’air mais
pas au sérum salé. En situation d’alarme (visuelle et sonore), il stoppe la
pompe à sang et active un électroclamp situé immédiatement en dessous
du détecteur d’air
• L’électroclamp:
• L’électroclamp idéal doit être occlusif vis-à-vis des pressions les plus
élevées que l’on peut rencontrer dans le circuit sanguin sans altérer la
ligne veineuse.
78. Les différents moniteurs
• Détecteur de fuite de sang:
• Il permet de détecter le passage de sang dans le dialysat en raison
d’une rupture de membrane.
• Pompe à héparine:
• Elle sert à administrer l’héparine nécessaire à l’anticoagulation du
circuit sanguin. Il s’agit le plus souvent d’un pousse-seringue
électrique incorporés au niveau du générateur.
• La pompe à héparine est située sur la ligne artérielle, de préférence
après la pompe à sang où la pression hydrostatique est positive afin
d’éviter le risque d’aspiration brutale du contenu de la seringue. Les
seringues doivent être capables d’infuser le débit adéquat contre
cette pression positive.
82. 1- Paramètres physiologiques: Tension artérielle
• Son suivi doit permettre premièrement de
prévenir une chute de tension, et éventuellement
de générer un profil d’UF adapté à chaque
patient. Tous les générateurs sont actuellement
équipés de tensiomètres en série ou en option.
• Le module Blood Pressure Monitor (BPM), qui
permet l’affichage de la tension artérielle
(pressions systolique, diastolique, moyenne) et
du pouls, équipe un certain nombre de moniteur
83. • La variation de la température corporelle du patient a un impact sur
la tolérance de la dialyse puisque les échanges thermiques dans le
dialyseur vont dépendre du gradient de température entre le sang
et le dialysat
• L’enregistrement des ces échanges est important puisqu’il va
permettre de mesurer et d’envisager des modifications de la
température corporelle par le biais d’une mesure de la température
de la ligne artérielle et de la température du dialysat
• Le module Blood Temperature Monitor (BTM) permet de contrôler
les échanges thermiques durant la séance de dialyse à partir de
l’enregistrement en ligne de la température du sang en amont et en
aval du dialyseur. Elle permet aussi de moduler parfaitement ces
échanges et de définir un niveau de température centrale optimum
du patient durant la séance
2- Paramètres physiologiques: Température
85. • L’ultrafiltration engendre une réduction du volume plasmatique
(hypovolémie) et donc une hémoconcentration
• De nombreux générateurs fournissent soit une estimation en
temps réel de cette variation du volume sanguin, soit une
variation de l’hématocrite, soit les deux
• Le suivi de l’hémoconcentration peut reposer:
1- sur un système infrarouge : capteur Blood Volume Sensor
(BVS) (Gambro) ; Hemoscan (Hospal) ; VS (Nikkiso).
2- sur la mesure de densités optiques : Hemavision (Baxter)
;Hemox (Bellco).
3- sur une mesure par ultrasons : Blood Volume Monitor (BVM)
(Fresenius).
3- Paramètres physiologiques: Volume sanguin
87. 1- Dose de dialyse (Clairance et KT/V)
• Pour mesurer le KT/V de façon directe, il est nécessaire de calculer la clairance de
l’urée.
• A l’aide de la mesure de la concentration de l’urée dans le dialysat à partir d’une
électrode spécifique placée sur le dialysat efférent. Le module DQM proposé par
Gambro pour cette dernière mesure n’est actuellement plus commercialisé.
• Actuellement, certains générateurs apprécient de façon approchée la clairance de l’urée
par la mesure de la dialysance ionique, du fait de la proximité de masses molaires entre
ions (notamment Na+) et urée.
• Le transfert des ions est donc assimilé à celui de l’urée, le principe de mesure de la
dialysance ionique repose sur une variation de la conductivité du dialysat durant un
temps précis et sur la mesure de la conductivité à l’entrée et à la sortie du dialysat.
• Cette mesure est disponible sur les générateurs Hospal (Innova–Integra) et Gambro,
par le biais du module Diascan, et sur les générateurs Fresenius par le modèle OCM.
• Sur les générateurs Fresenius la dialysance ionique est improprement appelée clairance
de l’urée.
88. 2- Pression transmembranaire (PTM)
• Une élévation importante de la pression
transmembranaire signale un colmatage
important de la membrane qui perd alors ses
propriétés de transfert d’eau et de solutés.
• En l’absence de capteur de pression à l’entrée du
filtre côté sang, la valeur proposée n’est
qu’estimée, puisque au mieux, elle estime la
pression d’entrée en ajoutant une perte de
charge dépendant du filtre à la pression veineuse
89. 3- Taux de recirculation
• La présence potentielle de ce phénomène peut être évaluée, soit
par conductimétrie (bolus de NaCl), soit par mesure des variations de
la température artérielle sous l’influence d’une variation de la
température du dialysat (BTM - Fresenius ) : refroidissement du
dialysat puis mesure de la température au niveau artériel. Si celle-ci
diminue, il y a recirculation.
• De même, sur les générateurs disposant de la mesure de la
dialysance ionique (Hospal, Gambro) la recirculation peut être
appréciée indirectement par une baisse des valeurs de référence de
la dialysance ionique.
92. Désinfection du circuit de dialysat et prévention du
Biofilm
- La contamination microbienne du dialysat est à l’origine du
développement d’un biofilm sur la surface du circuit hydraulique du
générateur.
- Le biofilm est constitué d’une matrice, le glycocalyx, qui forme une
carapace protectrice pour les micro-organismes contre les agressions
du milieu extérieur
94. Traitement du circuit hydraulique
4 opérations nécessaires
Nettoyage, détartrage ,désinfection et
rinçage des circuits hydrauliques selon un
rythme défini par le fabricant
97. Désinfection thermique
• Physique (thermique)
– Pasteurisation : T° > 85 °C
– Stérilisation : 125 °C
– 2 méthodes:
- Circulation eau chaude > 85°C
- Vapeur eau >121°
• Fabricants doivent préciser couples
temps/température
• Température maintenue en tous points du circuits
98. Désinfection thermochimique
- Thermo - chimique :
Association produit chimique + chaleur
• acide citrique à 80°
• Acide hydroxyacétique à 85°
- Efficacité évaluée:
• Couple temps - température
• Activité anti-microbienne du produit
99. Désinfection du circuit de dialysat et
prévention du biofilm
• Les agents désinfectants séjournent dans les circuits
hydrauliques jusqu’à la dialyse suivante, où ils doivent être
éliminés par rinçage. La présence éventuelle de traces
résiduelles dans le dialysat doit être soigneusement
recherchée à l’aide de tests appropriés: l’iodure de
potassium pour l’hypochlorite et l’acide acétique.
• Le remplacement périodique des tubulures du circuit de
dialysat et des lignes de dialysat est recommandé pour
éviter la formation d’un biofilm.
• De même, les connecteurs rapides, qui sont sujets à la
surinfection bactérienne et à la formation d’un biofilm,
doivent être désinfectés séparément et pendant une durée
d’au moins 24 heures.
100. Désinfection du circuit de dialysat et
prévention du biofilm
• Au Maroc :
– Arrêté du ministère de la santé n° 808-02 du 25 dol hija
1423 ( 27 février 2003) fixant les normes techniques des
centres d’hémodialyse
– chapitre II : normes d’équipement médico- techniques et
règles relatives à la pratique des séances de d’hémodialyse
– article 10 :
La pratique des séances d’hémodialyse est soumise aux
règles suivantes :
• Désinfection des générateurs entre deux séances
• Désinfection trimestrielle de la boucle de distribution avec
changement régulier de filtre.
101. CONCLUSION
• Le générateur de dialyse = Pilier du traitement de
l’épuration extrarénal
• Actuellement en pleine évolution technologique
• Un générateur de qualité :
- un traitement adéquat
- une sécurité maximale
- et bien évidemment écologique
102. HU un chinois survit depuis 14 ans en se
dialysant
sur une machine qu'il a fabriquée lui même !