Brevet FR2139778A1 — publié le 19730112

La présente invention a pour objet un appareil utilisable pour l'injection rapide dans les vaisseaux sanguins (artères ou veines) d'un liquide suivant un débit constant prédéterminé indépendant des autres variables individuelles (résistance du circuit d'injection, viscosité du produit etc...). Un tel appareil peut notamment s'utiliser dans la technique artériographique pour injecter un liquide opaque aux rayons X. Pour qu'un appareil du genre en question puisse donner les résultats attendus, il est indispensable qu'il assure les conditions d'aseptie, c'est-à-dire d'absence de contamination du liquide injecté par des microbes ou des virus. Il importe en outre que le débit du produit injecté reste constant pendant toute l'opération sans qu'il yait des surpressions intempestives au début ou à la fin de celle-ci. Ce débit constant doit pouvoir être réglé à l'avance en fonction de ltexamen qu'on désire réaliser. On a déjà proposé de nombreux appareils pour réaliser de telles injections, la majorité d'entre eux utilisant la force motrice d'un gaz à pression constante ou des systèmes électroniques complexes. L'invention vise à réaliser un appareil à commande hydraulique qui remplisse complètement les diverses conditions exigées dans la pratique. L'appareil suivant l'invention comprend - un générateur hydraulique propre à fournir un débit de liquide constant indépendant de la contre-pression qui s'oppose à l'écoulement de ce liquide - un système de vérin propre à recevoir de façon aisément amovible au moins une seringue disposée de manière à pouvoir être actionnée par ce système - et une canalisation reliant le générateur au système de vérin. En ce qui concerne le générateur, on connait à lthéure actuelle dans la technique des dispositifs permettant d'imposer à un circuit hydraulique un débit constant, pratiquement indépendant de la contre-pression d'écoulement, du moins entre de vastes limites. Quant au système de vérin, il est constitué par au moins un tel vérin fixé à un support comportant des moyens pour retenir une seringue et la relier mécaniquement à ce vérin. Le support peut être constitué par exemple par un dispositif de berceau propre à recevoir la seringue en la centrant par rapport à la ligne d'action du système. Dans une forme d'exécution particulière destinée à l'injection dite séquentielle on prévoit plusieurs vérins, le support étant agencé de manière à pouvoir recevoir une seringue en face de chaque vérin élémentaire, tandis que chacun de ces vérins élémentaires est alimenté à travers une soupape chargée.Il est aisé de voir qu'en pareil cas c'est le vérin dont la soupape est la moins chargée qui fonctionne le premier ; quand il est bloqué à fond de course, la pression s'élève et c'est alors un autre vérin qui fonctionne à son tour, et ainsi de suite. On a ainsi la possibilité de mettre en action de façon successive plusieurs seringues alimentant à débit constant un même dispositif d'injection. En ce qui concerne enfin la canalisation de liaison, celleci peut être réalisée sous forme souple, de manière que le système de vérin puisse être disposé près du sujet, indépendamment du générateur lui-même. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue générale simplifiée de l'ensemble d'un appareil suivant l'invention. Fig. 2 représente schématiquement les éléments principaux du générateur hydraulique de cet appareil. Fig. 3 montre sc#hématiquement comment peuvent être disposés respectivement le vérin et la seringue diinjection~correspon- dante dans un système de vérin suivant'l'invention à seringue unique. Fig. 4 est une vue semblable à celle de fig. 3, mais correspondant au cas d'un vérin actionnant simultanément deux seringues. Fig. 5 est une vue de côté d'une forme d'exécution constructive d'un système de vérin à seringue unique. Fig. 6 et 7 sont des coupes transversales respectivement suivant VI-VI et Vil-Vil (fig. 5). Fig. 8 montre schématiquement un système de vérin à rappel par ressort. Fig. 9 indique le schéma d'un système comportant deux vérins élémentaires à fonctionnements successifs, commandant chacun une seringue (injection séquentielle). Fig. 10 représente le schéma d'une variante. L'appareil très schématiquement représenté #n fig. 1 comprend un générateur hydraulique 1 enfermé dans un coffret approprié. Une canalisation 2, réalisée sous forme de tuyau souple, relie le générateur 1 à un vérin 3 solidaire d t un support 4 propre à recevoir de façon amovible une seringue d'injection 5 de tout type appr#- prié qu'un tube 6 relie au dispositif d'injection non figuré (aiguille, cathéter, etc...). Pour utiliser un tel dispositif, on remplit une seringue 5 et on la monte dans le support 4, lequel est prévu pour la centrer suivant l'axe du vérin 3 Il suffit alors d'actionner le générateur 1 pour que le vérin 3 agisse sur la seringue et réalise l'injec- tion. Comme indiqué plus haut, le générateur 1 est à débit constant, de sorte que l'injection elle-même se fait elle aussi à débit constant, réglable en fonction du débit du générateur et du rapport des surface entre vérin et seringue, mais indépendamment des résistances que le liquide injecté peut rencontrer. Suivant le schéma de fig. 2 le générateur 1 comprend un moteur électrique 7 entrainant une pompe 8 qui aspire par une canalisation 9 à partir d'une bâche 10 pour refouler par une canalisation 11. Un by-pass taré 12 avec retour à la bâche 13 limite la pression de refoulement en agissant ainsi comme dispositif de sécurité. Sur la canalisation 11 est interposée une vanne régulatrice 14 du type assurant un débit constant (par exemple une vanne Vickers). On sait qu'une telle vanne comprend un organe d'obtura- tion commandé par la différence de pression entre les deux faces d'une paroi percée d'un orifice réglable que le liquide doit traverser ; en maintenant substantiellement constante cette différence de pression, l'organe en question assure ainsi le débit constant recherché. La canalisation 11 aboutit à l'une des entrées d'une vanne dtin- version à quatre voies (distributeur hydraulique) 15 dont l'autre entrée est reliée à la bâche 10 par une canalisation 16. De l'une des sorties de cette vanne 15 part une canalisation 17 à laquelle se raccorde la canalisation de liaison 2 de fig. 1. L'autre sortie de la vanne 15 est reliée à la bâche 10 par une canalisation 18 sur laquelle est interposé un organe d'étranglement 19, préférablement réglable, mais qui, quand cette possibilité de réglage n'est pas souhaitée, peut en fait être remplacé par la canalisation 18 elle même, prévue relativement longue et de faible section. La vanne 15 comporte une première position pour laquelle elle réalise les liaisons 11-17 et 16-18, et une seconde correspondant aux liaisons 11-18 et 16-17, le tout comme l'indiquent les flèches parallèles en traits pleins et croisées en traits interrompus. Au départ la vanne se trouve à sa seconde position précitée (flèches croisées). Dans ces conditions lors de la mise en marche du moteur 7 la pompe 8 refoule le liquide à travers l'organe d'étranglement 19 réglé de manière à lui imposer une contre-pression très grossièrement égale à celle que provoquera plus tard le système de vérin. D'autre part la canalisation 17 est librement reliée à la bâche 10 par la canalisation 16, de sorte que l'opérateur peut contracter le vérin 3 (ou le laisser se contracter de lui-même, le cas échéant) pour l'amener à sa position de départ permettant la mise en place de la seringue 5. Lorsque la vanne régulatrice de débit 14 s'est stabilisée par rapport à cette contre-pression l'opé- rateur fait passer la vanne à quatre voies 15 à sa première position (flèches en traits pleins).Le liquide refoulé par la pompe est alors envoyé dans la canalisation 2 , c'est-à-dire vers le vérin 3, lequel se trouve ainsi alimenté à débit constant sans l'inconvénient de la surpression initiale qui apparait lors de la mise en marche et sans les irrégularités momentanées qu'elle entraine, lesquelles ne sont tolérables que dans les cas les plus favorables. Lorsque l'opération d'injection est terminée, l'opérateur commute la vanne 15 qui revient donc à sa seconde position pour permettre la contraction du vérin et le dégagement de la seringue. La vanne 15 est préférablement à commande électromagnétique et pour éviter toute erreur, on combine sa commande avec celle du moteur 7, par exemple par le moyen d'un dispositif de commutateur électrique comportant une position de repos et deux positions successives de marche, la première correspondant à la mise en marche du moteur, la vanne étant à sa seconde position (retour à la bâche), et la seconde au maintien de la marche du moteur mais avec la vanne en première position (alimentation du vérin). Fig. 3 indique sous forme extrêmement schématisée l'agencement essentiel d'un dispositif de vérin simple à seringue unique. Ce système comprend un vérin 22 alimenté par une courte canalisation 23 qu'un raccord rapide 24 permet de relier à la canalisation souple 2 de fig. 2. Le vérin 22 est solidaire d'un support approprié, non figuré, propre à recevoir une seringue 25 avec son piston ou poussoir 26, en la centrant dans l'axe du vérin 22. Quand ce dernier fonctionne, il repousse le poussoir 26 et assure l'in- jection. Comme il est alimenté sous débit constant, l'injection elle-même se fait aussi à débit constant. Fig. 4 indique une variante dans laquelle un même vérin 22 actionne les poussoirs 26 de deux seringues 25 par l'intermédiaire d'un plateau 27 fixé en bout de son piston 28. Dans la forme d'exécution de fig. 5 le support associé au vérin 22 comprend une première plaque transversale rigide 29 fixée au cylindre du vérin 22. A cette plaque sont fixées trois tiges 30 qui portent deux autres plaques respectivement 31 et 32, la fixation des diverses plaques 29, 31 et 32 aux tiges 30 étant assurée par des écrous 33 dans l'exemple représenté. La plaque 31 (fig.6) est découpée d'une ouverture 31a à fond semi-circulaire pour recevoir la seringue 25 indiquée en traits interrompus. Quant à la plaque 32 (fig. 7) elle comporte une entaille 32a dimensionnée de manière à recevoir de son côté l'embout de sortie 25a de cette seringue (cet embout étant également indiqué en traits interrompus).On comprend que la seringue puisse être très aisément mise en-pla- ce dans la sorte de berceau constitué par les deux plaques 31 et 32, de manière que son poussoir 26 se trouve centré sur l'axe du piston 28 du vérin 22, quitte à la brider en place si nécessaire. Fig. 8 indique sous forme schématique une disposition suivant laquelle à un vérin 22 sont associés des ressorts de rappel 34 accrochés d'une part à un plateau 35 monté en bout du piston 28 du vérin, d'autre part à des oreilles 36 solidaires du fond du cylindre de ce dernier. D'autre part sur la canalisatioon 23 d'alimentation du vérin l'on a interposé un clapet anti-retour auquel on a affecté la référence générale 37.Ce clapet comprend un organe d'obturation 38 repoussé contre son siège par un léger ressort 39, la queue 40 de cet organe dépassant à l'extérieur de manière à pouvoir être actionnée par le moyen d'un bouton 41 quand on désire rendre le clapet inopérant. A la fin d'une opération d'injection quand l'opérateur a ramené la vanne 15 de fig. 2 à sa première position, les ressorts 34 tendent à contracter le vérin, mais le clapet anti-retour 37 s'y oppose, de sorte que la seringue 25 ne risque nullement de se remplir de sang. sous l'effet de la pression artérielle. Quand ce risque est éliminé d'une manière ou d'une autre (par exemple par retrait de l'aiguille d'injection ou par pincement du tube correspondant), lto- pérateur peut actionner le bouton 41 pour permettre au vérin de se contracter. Il peut en certains cas être intéressant de lier le poussoir 26 de la seringue au piston 28 du vérin (ou à son plateau 35), de manière que la contraction de ce vérin entraine l'aspiration par la seringue du liquide destiné à une injection ultérieure. Dans la disposition très schématiquement indiquée en fig. 9 le système de vérin comprend deux vérins élémentaires 22A-22B solidaires d'un support qui peut recevoir deux seringues élémentaires correspondantes 25A, 25B dont les poussoirs 26A, 26B sont situés en face des pistons 28A, 28B des vérins respectifs. Sur la canalisation 23A, respectivement 23B de chaque vérin est interposé un clapet chargé 42A, 42B. Des raccords rapides 43A, 43B permettent de relier ces canalisations à une canalisation commune 44 qu'on relie à son tour à la canalisation 2 par le raccord rapide 24 de fig. 3. D'autre part les deux seringues 25A, 25B sont reliées à un même tube d'injection 6. On supposera que le tarage du clapet 42A est inférieur à celui du clapet 42B. Dans ces conditions le fonctionnement est le suivant Au début le liquide hydraulique pénètre dans le vérin 22A qui actionne la seringue 25A. Le vérin 22B ne peut fonctionner puisqu' en raison du plus fort tarage de son clapet 42B, la pression qu'il devrait recevoir pour repousser la seringue 25B (qui subit la même pression interne que la seringue 25A) devrait être supérieure~à- celle que reçoit le vérin 22A. Lorsque la seringue 25A est à fond de course, la pression s'é- lève dans la canalisation 2 et elle peut alors agir sur le vérin 22B, lequel repousse à son tour la seringue 25B. De-cette manière les deux seringues 25A et 25B fonctionnent l'une à la suite de l'au- tre, sans aucune interruption et en assurant un débit d'injection constant (injection séquentielle). On comprend au surplus qu'il serait possible de prévoir plus de deux vérins et plus de deux seringues, si on le désirait. Il convient de noter que pour permettre la contraction des vérins après l'injection, les clapets 42A, 42B doivent comporter un organe de commande permettant de les dégager de leur siège, étant donné qu'ils agissent normalement à la façon d'organes anti-retour comme le clapet 37 de fig. 8 dont ils ne se distinguent finalement que par le plus fort tarage (préférablement réglable) de leurs ressorts respectifs. Fig. 10 montre une variante de disposition pour injection séquentielle. Ici les deux vérins 22A et 22B ne sont pas de même diamètre, le premier étant plus gros que le second. On a supprimé les clapets chargés 42A et 42B de fig. 9. Lorsque le système est alimen- té en liquide par le générateur hydraulique 1 de fig. 1, la pression est la *me dans les deux vérins, mais en raison de la différence de diamètre, la poussée exercée par le vérin 22A est plus forte que celle qui correspond au vérin 22B. Comme là encore la résistance opposée par les deux seringues est la même (puisqu'elles sont de même diamètre et reliées à la même canalisation 6), c'est le vérin 22A qui fonctionne en premier pour repousser sa seringue 25A.Quand celle-ci est à fond de course, la pression du liquide fourni par le générateur s'élève et c'est alors au tour du vérin 22B de fonctionner. Bien entendu durant cette seconde phase de fonctionnement le débit injecté est plus fort que pendant la première puisque pour un m & débit fourni par le générateur hydraulique le piston 28B doit avancer davantage que le piston 28A en raison de sa plus faible section. Mais la différence peut être tenue relativement faible (de l'ordre de 10% ou moins) et d'autre part il arrive fréquemment que dans l'injection séquentielle l'on injecte durant la seconde phase un liquide autre que celui mis en oeuvre au cours de la première, ce second liquide pourant s'injecter plus rapidement que le premier. On conçoit sans peine qu'au lieu de faire Jouer la différence de diamètre sur les vérins, on pourrait tout aussi bien l'appliquer aux seringues avec le#-mêrne résultat, c'est-à-dire dans le cas sus-exposé, utiliser des vérins 22A et 22B de même diamètre, mais choisir une seringue 25B de plus fort diamètre- Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en rempla çant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour injection dans les vaisseaux sanguins, notamment en vue des examens radiographiques, caractérisé en ce qu'il comprend - un générateur hydraulique propre à fournir un débit de liquide constant indépendant de la contre-pression qui s'oppose à l'écoulement de ce liquide - un système de vérin propre à recevoir de façon aisément amovible au moins une seringue disposée de manière à pouvoir être actionnée par ce système. - et une canalisation reliant le générateur au système de vérin. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur hydraulique comprend un système de vanne régulatrice à débit constant. 3 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu' il renferme des moyens qui, au début de chaque opération, renvoient le liquide sous pression à la bâche à travers un circuit calibré et le dirigent ensuite vers le système de vérin après que la vanne de régulation se soit stabilisée. 4 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système de vérin comprend au moins un vérin fixé à un support comportant des moyens pour retenir une seringue et la relier mécaniquement à ce vérin. 5 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support du système de vérin est constitué par un berceau solidaire du vérin et dimensionné de manière à pouvoir recevoir une seringue. 6 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système de vérin comporte un vérin unique dont le piston porte en bout un plateau propre à actionner s Inultanément plusieurs seringues. 7 - Appareil uivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le système de vérin comporte des moyens élastiques pour ramener à l'état contracté le ou les vérins qu'il renferme après que ceux-ci aient été reliés à la bâche. 8 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu' il comporte un clapet anti-retour interposé entre le système de vérin et le générateur hydraulique pour empêcher les ressorts de con tracter le ou les vérins aussi longtemps que cela n'est pas souhaitable, ce clapet étant équipé de moyens permettant de le rendre inopérant quand on désire au contraire laisser le ou les vérins se contracter. 9 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le système de vérin comprend plusieurs vérins élémentaires à chacun desquels correspond une seringue, chaque vérin étant alimenté à travers un clapet chargé, les charges des clapets des différents vérins étant étagées et toutes les seringues étant reliées au même tube d'injection, de manière que ces vérins fonctionnent les uns à la suite des autres en commen çant par celui dont le clapet est le moins chargé. 10 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le système de vérin comprend plusieurs vérins élémentaires à chacun desquels correspond une seringue, toutes les seringues étant reliées au même tube d'injection, tandisque le fonctionnement successif de ces vérins est obtenu par une différence de diamètre appliquée soit aux vérins, soit aux seringues elles marnes.