Débitmètres pour la mesure des multi-perfusions

Cette semaine, nous publions un article de blog du Dr. Roland Snijder, physicien médical au centre Hospitalier de Haaglanden Medisch (Pays-Bas). Pour obtenir son doctorat à l'université d'Utrecht, Roland a travaillé en tant que chercheur sur le projet traitant des multi-perfusions au sein du département de Technologie Médicale & Physique Clinique de l'University Medical Center Utrecht (UMC Utrecht). Il a orienté ses recherches sur les causes physiques des erreurs de dosage dans les systèmes de multi-perfusions. Au cours de ce travail, les caractéristiques de débit des installations des multi-perfusions ont été analysées à l'aide de débitmètres à effet Coriolis de Bronkhorst. Dans cet article, Roland nous présente ses recherches.

débitmètre pour les systèmes de multi-perfusions

Qu'est-ce que la perfusion ?

La plupart des patients admis à l'hôpital sont traités par des médicaments (produits pharmaceutiques). En soins intensifs notamment, un nombre important de patients nécessitent un traitement intraveineux. Un traitement intraveineux signifie qu'une solution de produits pharmaceutiques est administrée directement dans les veines. Ce procédé d'administration est appelé perfusion et est effectué en utilisant un dispositif permettant un accès vasculaire (par ex. un cathéter) qui est inséré dans la veine.

Exemple d'une installation de multi-perfusions en pratique clinique.

L'importance d'un débit précis

Souvent, les patients en soins intensifs, notamment les jeunes patients et les prématurés, souffrent de maladies qui nécessitent l'administration intraveineuse de produits pharmaceutiques très puissants et agissant sur un temps très court. Ces produits pharmaceutiques nécessitent typiquement une administration très précise où le moindre écart de débit, et donc de taux d'administration, peut facilement conduire à des erreurs de dosage. Pour cette raison, on utilise des pompes à perfusion ou pousse-seringue.

En plus de cela, l'accès vasculaire du patient est généralement limité à un point et par conséquent, de nombreuses pompes à perfusion doivent être connectées à travers un seul cathéter (multi-perfusions), ce qui rend tout le processus d'administration du produit pharmaceutique complexe et difficile à prévoir. Et parce que les erreurs de dosage sont courantes dans la pratique clinique, il était évident qu'il fallait pousser les recherches. Nombre des résultats de cette recherche figurent dans la thèse : “Physical Causes of Dosing Errors in Patients Receiving Multi-Infusion Therapy”.

Mesure de débit avec un débitmètre Coriolis

Nous avons réalisé un nombre important de mesures afin d'en savoir davantage sur les caractéristiques de débit des systèmes de multi-perfusions. Ces mesures ont été conduites à l'aide de débitmètres Coriolis Bronkhorst (série mini CORI-FLOW). Ces débitmètres nous ont permis de mesurer le débit des pompes à perfusion de manière exacte, précise et indépendante de la densité de la solution en train d'être mesurée (la plupart des solutions ont des propriétés proches de l’eau).

Ces débitmètres ont également été choisis car ils sont adaptés aux débits très faibles, les débits de perfusion pouvant être aussi bas que 0,1 ml/h. En fin de compte, c'est le débit de la quantité de matière ou le débit massique du produit pharmaceutique administré au patient qui est important.

Pour mesurer cela, nous avons utilisé une technique de spectrophotométrie d'absorption, ce qui nous a permis de mesurer la concentration d'une substance dans une solution, c'est-à-dire un produit pharmaceutique ou équivalent. Pour convertir la densité (par ex. µg/l) en un débit massique (par ex. µg/h), le débit cumulé (par ex. ml/h) du réglage de la perfusion a également été mesuré.

Nous avons d'abord utilisé une balance de précision puis nous avons utilisé le débitmètre mini CORI-FLOW. Les données venant de la balance de précision étaient plutôt bruitées alors que le débitmètre fournissait des données très propres, ce qui a fortement amélioré nos mesures.

Toutefois, il fallait faire attention au fait que les débitmètres produisent une perte de charge qui se traduit par une résistance au passage du débit. Les implications de cet effet et la manière dont le réglage des mesures est lié à une situation clinique est expliqué en détails dans la thèse mentionnée plus haut.

La recherche a conclu qu’un grand nombre de paramètres de la perfusion avaient une influence particulière, généralement significative et que le personnel médical n'est généralement pas conscient des implications que cela a pour le traitement par perfusion. Il a été recommandé de prendre conscience des mécanismes sous-jacents de ces effets par la formation du personnel et l'innovation technique. Les débitmètres Coriolis de Bronkhorst se sont révélés être très adaptés pour découvrir les différents mécanismes des défaillances des systèmes de pompes à perfusion.

débitmètre massique Coriolis

A propos de l'auteur :

Le Dr. R. A. (Roland) Snijder (1985) est physicien hospitalier au centre hospitalier Haaglanden Medisch Centrum (Pays-Bas). Il est diplômé d'un master en Ingénierie Biomédicale de l'Université de Groningen avec une spécialisation en physique médicale (instrumentation et imagerie médicales). Durant sa thèse de master, conduite à l'University Medical Center Groningen, il a effectué des recherches sur les effets de l'utilisation de la tomographie par ordinateur (CT) dans le dépistage du cancer du poumon. Après avoir achevé sa thèse de master en 2012, Roland a poursuivi en passant un PhD au département de Technologie Médicale et & Physique Clinique de l'University Medical Center Utrecht (UMC Utrecht).

L'article original du Dr. Snijder a été rédigé en anglais, il a été traduit en français pour le blog.

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