Brevet FR2327548A1 — publié le 19770506

La présente invention se rapporte à un appareil pour mesurer le temps de coagulation du sang ou du plasma sanguin selon le test de Quick, à l'aide duquel on peut déterminer le taux de prothrombine du sang ou du plasma. Un prélèvement de sang ou de plasma mélangé à une quantité déterminée d'une solution isotonique de citrate de sodium ou d'oxalate ne coagule pas. En ajoutant une certaine quantité d'un réactif de coagulation, il se produit au bout de plus ou moins de temps, suivant l'importance du taux de prothrombine, une coagulation de l'échantillon. Par la durée de Quick on veut exprimer la durée qui commence par l'adjonction et le mélange du réactif de coagulation avec le prélèvement de sang ou de plasma et se termine dès la coagulation de l'échantillon à l'état naissant (statu nascendi). A partir de la durée de Quick, à partir d'une courbe d'étalonnage, on peut déterminer la teneur en pourcentage de prothrombine. La méthode classique généralement utilisée réside dans le fait que la personne exécutant le test aVioment de l'addition du réactif de coagulation démarre un chronomètre à la main et l'arr8teau moment où elle a remarqué le premier filament de coagulation. La mise en marche et l'arrêt manuel de la minuterie ainsi que l'observation visuelle de la coagulation amorcée impliquent donc la possibilité d'erreurs subjectives au cours de ces trois opérations. La présente invention concerne donc un appareil qui exécute automatiquement les trois opérations, ceci permettant d'exclure les erreurs subjectives. Cet appareil pourra donc par la suite être désigné comme dispositif automatique de coagulation, même lorsque certaines opérations préparatoires ou certaines opérations qui n'ont pas un r81e à jouer dans la précision de la mesure, doivent être exécutées manuellement. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci, apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence au dessin schématique annexé , donné uniquement à titre d'exemple, illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel - la figure unique illustre un appareil conforme à l'invention pour mesurer le temps de coagulation d'un échantillon de sang. Le prélèvement de sang citraté ou de plasma est versé dans un tube à essai 1. Le récipient 2 contient le réactif de coagulation. Les deux récipients sont accrochés sur un plateau tournant 3 et pénètrent dans un bain d'eau 4 qui est maintenu de manière connue, à une température constante. Le support 5 peut être déplacé du haut en bas en direction verticale à l'aide d'un mécanisme connu. Lorsque le support se trouve en position haute, les capillaires 6 sont enfoncés dans le support et maintenus par un joint d'étanchéité. Dans cette position du support, le récipient 2 peut également être mis en place dans le trou correspondant du plateau 3.Suivant la position de ce plateau, les capillaires 6 peuvent être abaissés dans le tube à essai 1 ou dans le récipient 2 pour le réactif de coagulation, jusqutà proximité du fond de ces récipients. Les capillaires 6 communiquent par l'intermédiaire d'une ligne mobile à une pompe à piston 7 et à un manomètre dont les valeurs de mesure sont captées de manière électronique. La course dela pompe 7 est commandée, comme ceci est représenté, par un excentrique 9 qui est entraSné par un moteur non représenté à régime de rotation constant. Le processus de mesure s'effectue de la manière suivante 1) Le plateau rotatif 3 est amené dans la position dans laquelle les capillaires 6 peuvent plonger dans le récipient 2, puis les capillaires sont ensuite abaissés. 2) Par un mécanisme non représenté, on abaisse l'arbre excentrique et de cette façon on aspire avec la pompe du réactif de coagulation dans les capillaires. La quantité aspirée peut être lue sur une graduation. Pour des essais répétés avec les mêmes réactifs de coagulation et les mêmes quantités de sang ou de plasma, on prévoit sur la graduation précitée des butées si bien que toute lecture devient superflue. 3) Le support 5 est soulevé, le plateau tournant 3 revient dans sa position de départ et les capillaires 6 sont abaissés dans le tube à essai 1. Après retour du mécanisme, le piston de la pompe 7 est ramené dans sa position de départ si bien que le réactif de coagulation est injecté dans le tube à essai où il est mélangé au prélèvement sanguin. Dans la position d'extrémité du mécanisme, le circuit du moteur qui assure le déplacement de l'excentrique 9, est fermé et l'instrument de mesure de la durée est mis en marche. Par un montage de type connu on veillera à ce que le moteur ne soit arrêté que lorsque l'excentrique se trouve dans la position qui correspond au point mort haut du piston. La pompe aspire donc pendant la première moitié de la rotation de l'excentrique le mélange de liquide du tube à essai dans les capillaires et le repousse pendant la seconde moitie de cette rotation.La quantité de liquide montant et descendant et la course du piston de la pompe sont calculées de telle manière que la colonne de liquide n'atteigne jamais l'extrémité supérieure des capillaires. Au rythme de la rotation de l'excentrique le liquide se déplace de haut en bas dans les capillaires suivant les variations de pression qui se manifestent par suite du mouvement rythmé de la pompe dans la partie pneumatique du système et qui sont mesurées par le manomètre. Les impulsions partant du manomètre sont transmises à un système capteur. Tant que la prélèvement reste à l'état liquide, la réaction du capteur est faible et ne peut pas actionner le mécanisme d'arrêt associé à la mesure de la durée. La coagulation s'établit de manière brutale par la formation d'un fin fil de coagulation la plupart du temps au débouché des capillaires si bien que par suite de la plus grande résistance, la variation de pression est plus grande et que le mécanisme d'arrêt est actionné. La durée de Quick qui doit être mesurée automatiquement commence à l'inJection du réactif de coagulation ou au déclenchement du démarrage du processus de pompage et se termine par l'arrêt du mécanisme de mesure de la durée. Pour donner une notion de l'ordre de grandeur de cette durée, on peut préciser que pour le sang humain avec un taux de prothrombine de 100%, elle est de 10 à 15 secondes suivant le réactif de coagulation utilisé et avec un taux de prothrombine de 10%, cette durée s'élève à 27-32 secondes. Mais le mécanisme est réglé de telle manière que même pour une très faible augmentation de la surpression ou de la dépression, les parties du mécanisme mesurant la durée sont arrêtées. Comme instrument de mesure du temps, on peut utiliser un chronomètre électronique avec des aiguilles et un cadran chiffré répondant aux impulsions de démarrage et d'arrêt ainsi qu'un compteur d'impulsions avec des rouleaux de comptage. Pour une lecture rapide et store, on préfèrera utiliser un compteur d'impulsions. Si pour l'entratnement de l'arbre excentrique-on utilise un moteur synchrone qui entraine l'arbre à une vitesse de rotation de 60 t /mn et si l'on monte sur cet arbre deux interrupteurs tournants avec un ou dix contacts, on envoie par seconde un nombre de 1 ou 10 impulsions si bien que le compteur, suivant le choix de l'interrupteur, indique au moyen d'un commutateur, la durée en seconde ou en dizième de seconde. Pour la première augmentation de la variation de pression, une impulsion d'arrêt est délivrée qui interrompt le circuit du compteur. La fréquence du réseau sert de mesure du temps pour les mesures et présente une précision et une constance suffisantes. Les trois opérations : mise en marche du compteur, détermination du début de la coagulation, arrêt du compteur, s'effectuent donc automatiquement en excluant toutes les sources d'erreurs subjectives, le but principal de la présente invention étant donc rempli. Toutes les autres exigences concernant ces mesures sont obtenues par les dispositions suivantes 1)Le mouvement du liquide de l'échantillon nécessaire aqprocessus de coagulation ne s'effectue pas, comme dans les autres méthodes, par l'intermédiaire d'un agitateur mais au contraire par de l'air comprimé pulsé, le liquide se déplaçant dans le récipient fixe et dans les capillaires fixes. Ces deux parties peuvent être dimensionnées, sans grande difficulté technique, de manière suffisamment petites pour que l'on puisse travailler avec des quantités de sang extrêmement réduites. L'expérience a montré qu'il suffit de verser dans un tube à essai une quantité de 0,02 ml de sang citraté ou de plasma citraté. L'exigence du fonctionnement avec des quantités infimes de sang ou de plasma est donc remplie. 2) Dans la pratique médicale il est habituel de déterminer le taux de prothrombine à partir de la valeur moyenne de trois temps de Quick mesurés. Le système hydropneumatique formé du tube à essai, des capillaires, de la ligne de Jonction, de la pompe, du manomètre et du système de palpage pour le compteur d'impulsions ou le chronomètre électronique, peut être exécuté de trois manières alors que les autres pièces, notamment les boutons de commande pour les opérations manuelles peuvent remplir de manière très simple leurs fonctions respectives. Si ceci est considéré comme avantageux, on peut également prévoir plus de trois systèmes hydropneumatiques et compteurs. On a donc la possibilité avec un seul prélèvement de sang effectué de préférence par un piquement du bout du doigt, d'exécuter simultanément trois ou plusieurs mesures .L'avantage réside non seulement dans la diminution du temps nécessaire mais également dans la faible dispersion des résultats de mesure par suite de l'unique prélèvement sanguin dans une quantité microscopique comparativement aautres méthodes qui nécessitent plusieurs prélèvements successifs. L'exigence d'une mesure simultanée de trois échantillons de sang est donc remplie. 3) Le processus de coagulation dépend de la température de l'échantillon. Pour obtenir des résultats de mesure reproductibles et comparables, on considère comme normale, dans les milieurs spécialistes, une température de 370C comme température normale avec une variation de t 0,10C. Un bain d'eau, notamment lorsqu'il est assez abondant, peut être maintenu sans difficulté à une température normale constante même si la température ambiante varie provisoirement, par exemple lorsqu'on ouvre une fenêtre ou qu'il y a des courants d'air. il importe simplement que la surface exposée à l'air de l'échantillon plongeant dans le bain soit petite comparativement à la surface qui est entourée par le bain. La forme du récipient en cylindre allongé ne permet qu'un très faible rayonnement si bien que la température de l'échantilon est pratiquement indépendante des variations de température extérieure .Ceci n'est toutefois pas le cas dans les appareils qui utilisent pour le réchauffement une plaque électrique chauffante sur laquelle on dépose une coupelle contenant l'échantillon puisque la surface libre de l'échantillon est importante par rapport à son volume et que l'apport de chaleur ne s'effectue que par le fond. L'exigence d'une insensibilité vis-à-vis des variations de température extérieure est remplie par le bain d'eau qui entoure totalement le tube à essai et par le forme mince de ce dernier. 4) I1 est connu que même des restes extrêmement s faibles de produit de coagulation d'une expérience précédente qui sont mis au contact du prélèvement suivant, peuvent entrainer l'obtention de résultats faux. Le nettoyage des pièces qui viennent au contact de l'échantillon coagulé est la plupart du temps illusoire et demande un certain temps. La seule solution réside dans le fait que ces éléments ne soient utilisés qu'une seule fois et pour une seule mesure. Ils doivent donc être bon marché et facilement remplaçables. Dans le cas présent, ceci s'applique aux capillaires et aux tubes à essai qui sont tous les deux bon marché et peuvent être obtenus facilement dans le commerce étant donné qu'ils sont utilisés pour d'autres buts dans la médecine. Le remplacement est simple puisque les capillaires doivent être enfoncés dans les Joints du support et que les récipients comportant un bourrelet à leur rebord supérieur peuvent être accrochés dans les trous du plateau tournant. L'exigence suivant laquelle les erreursprovenant d'impuretés résultant de résidus de mesuresantérieuns doivent être supprimées, est donc parfaitement remplie. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D 1 C A T I 0 N S 1 - Appareil pour mesurer automatiquement le temps de coagulation du sang ou du plasma sanguin selon le test de Quick, comportant une pompe à piston avec un mécanisme pour aspirer un réactif de coagulation et délivrer ce réactif à un récipient contenant le prélèvement de sang ou de plasma, dans lequel les deux liquides sont mélangés, caractérisé en ce que ledit mécanisme dans sa position d'extrémité obtenue après délivrance du réactif, est mis en marche par l'actionnement de contacts d'une part d'un instrument électrique de mesure de la durée et d'autre part d'un entrainement de pompe, qui imprime au piston de la pompe un mouvement rythmique, si bien que le mélange de liquide dans le tube à essai est aspiré de manière rythmique dans la conduite tubulaire plongeant dans ledit liquide par suite des variations de pression dans la partie remplie d'air du système de pompe puis rejeté de ladite conduite, les variations de pression restant faibles tant que le mélange de liquide est à l'état totalement liquide mais augmentant de manière brutale dès que s'établit la coagulation, par suite de la résistance d'écoulement augmentée à cause de la formation des filaments de coagulation, si bien qu'un manomètre relié à la pompe délivre à ce moment une impulsion qui arrête l'instrument de mesure de la durée indiquant le temps de Quick. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient contenant l'échantillon est réalisé sous forme d'un cylindre fermé à sa partie inférieure tandis que l'extrémité de la conduite de la pompe est configurée sous forme d'un petit tube de verre cylindrique plongeant dans ledit récipient. 3 - Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il contient un système hydropneumatique formé du récipient contenant le prélèvement, de petits tubes de verre, d'une conduite de Jonction, d'une pompe, d'un manomètre avec un émetteur d'impulsions, ainsi que d'un instrument de mesure de la durée, ce système hydropneumatique étant répété plusieurs fois pour permettre de mesurer simultanément plusieurs échantillons-tandis que les autres parties, notamment les boutons d'utilisation pour les opérations manuelles, ne sont prévues qu'une seule fois dans tout l'appareil. 4 - Appareil selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que les récipients plongeant dans un bain d'eau à température constante, pour recevoir le réactif de coagulation et les prélèvements de sang ou de plasina, sont réalisés sous forme de cylindres allonge; demanière à ce que la surface des liquides correspondants exposée à ltair ambiant soit plus petite que la surface entourée par ledit bain. 5 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pièces de l'appareil venant au contact du sang ou du plasma coagulé, c'est-à-dire les petits tubes de verre et les récipients contenant les échantillons peuvent être facilement remplacés étant donné que les tubes de verre sont enfoncés dans des joints d'étanchéité et que les récipients contenant les échantillons qui présentent un bourrelet sur leur rebord supérieur, peuvent être accrochés dan# corps de réception perforé.