Brevet FR2465227A1 — publié le 19810320

La présente invention concerne un coagulomètre, comportant une éprouvette entrainée en rotation et une bille maintenue en un endroit prédéterminé du fond de 1' éprouvette, à laquelle la paroi de celle-ci peut communiquer un mouvement de rotation et qui, au moment de la formation des filaments de fibrine, peut être entraînée par la dite paroi. Dans un coagulomètre connu de ce type, il est prévu dans l'éprouvette, laquelle est maintenue dans une position fortement inclinée et est entrainée en rotation, une bille de verre de petit rayon par rapport à celui de la courbure qui raccorde la paroi périphérique au fond de l'éprouvette, bille qui, par suite de la position inclinée de l'éprouvette, est maintenue par gravité en un endroit prédéterminé du fond de celle-ci et tourne normalement sur place sous l'effet de la rotation de l'éprouvette. Lorsque les filaments de fibrine commencent à se former, au début de la coagulation, l'adhérence de ces filaments à la bille et à la paroi de ltéprouvette a pour conséquence que la bille accompagne l'éprouvette dans son mouvement de rotation.Il se produit un changement de position de la bille dans l'espace, que l'opérateur peut percevoir et lui indique qu'il doit immédiatement arrêter un instrument de chronométrie ou un appareil enregistreur similaire mis en marche au début de la mesure. Un enregistrement automatique du début de la coagulation et donc une mesure automatique du temps de coagulation d'un échantillon de sang déterminé, placé dans l'éprouvette, ne peuvent être réalisés de façon utile dans un coagulomètre de ce type, car, en premier lieu, 1'entraine- ment de la bille par l'éprouvette dans sa rotation est relativement incertain et, en second lieu, parce qu'avec cet agencement et cette configuration, la bille peut émigrer très vite vers le milieu du fond de l'éprouvette sous 1' effet de son propre poids, de sorte qu'au moment de la coagulation, le déplacement de la bille dans l'espace est considérablement réduit et, s'il est encore perceptible pour l'oeil de I'opérateur, il ne peut être enregistré automatiquement avec une sécurité suffisante.Ce type de coagulomètre présente en outre l'inconvénient qu'en raison de la nécessité d'une perception visuelle on ne peut l'utiliser qu'avec des échantillons de plasma clairs. Avec des échantillons foncés et du sang entierl la perception visuelle du déplacement de la bille devient par trop incertaine. On connait un autre coagulomètre dans lequel une bille d'acier est maintenue par deux aimants opposés dans une position d'immobilité à l'intérieur d'une éprouvette animée d'un mouvement alternatif vertical. Un système de détection constitué par une lampe et une cellule photoélectrique est disposé dans un axe perpendiculaire à la direction de ce mouvement. Avant la coagulation, il se produit donc un mouvement relatif entre l'éprouvette et la bille immobilisée par les aimants. Au début de la coagulation, lorsque les filaments de fibrine commencent â se former, la bille se met à accompagner l'éprouvette dans son mouvement alternatif vertical.Elle cesse alors d'ê- tre dans l'alignement de la lampe et de la cellule, de sorte que cette dernière, éclairée par la lampe, envoie une impulsion de commande qui peut être utilisée pour arrêter un mécanisme de comptage mis en marche au début de l'expérience. Un coagulomètre de ce type est d'une construction compliquée et le coût de sa fabrication est élevé. I1 exige dans chaque cas la présence de deux systèmes concernés par la position de la bille: d'une part le système d' immobilisation magnétique et, de l'autre, le système de détection optique qui déclenche l'impulsion de commande. La bille d'acier et les parois de l'éprouvette doivent ê- tre fabriquées avec une grande précision pour que l'entrainement de la bille soit fiable. De plus, les moyens qui permettent de communiquer à l'éprouvette un mouvement alternatif vertical sont coûteux, dès qu'il s'agit d'un guidage forcé. Pour rester compétitif, il est donc prévu sous l'éprouvette un moteur qui entraine un excentrique. L'excentrique soulève- périodiquement l'éprouvette guidée dans un alésage du bâti et celle-ci retomb-e de son propre poids. De ce fait, l'appareil ne peut fonctionner de façon très fiable; il arrive que l'éprouvette ne retombe qu'avec un certain retard ou ne retombe qu'à moitié, voire pas du tout. Ceci est dû en premier lieu au fait que l'alésage, qui n'est pas particulièrement protégé, est exposé au risque d'encrassement par les poussières. De ce fait, bien que le déplacement de la bille d'acier soit enregistré automatiquement, les résul-tats de cet enregistrement sont loin d'être fiables, malgré le coût élevé de la construction de cet appareil. Ici aussi, le système de détection optique ne permet pratiquement de travailler que sur des échantillons de plasma clairs, excluant les échantillons foncés et le sang entier. L'invention a donc pour objet de réaliser un coagulomètre du type défini dans le préambule du présent mémoire, qui, tout en étant d'une construction simple, permet une détection automatique sûre et fiable- du début de la coagulation. A cet effet, dans le coagulomètre selon l'invention, le chemin de roulement de la bille est, dans la zone du fond de l'éprouvette, disposé de telle manière et un teton de limitation saillant au centre du fond lui est associé de telle façon que la bille se trouve à une faible distance de la zone du téton qui lui fait face et aussi de la znne de la paroi de l'éprouvette placée en regard d'elle et un capteur déclenchant une impulsion de commande et réagissant à la bille est placé contre la trajectoire décrite par celle-ci lorsqu'elle accompagne l'éprouvette dans sa rotation. Grâce à cet agencement, il se forme au début de la coagulation un réseau de filaments de fibrine entre la bille et le fond de l'éprouvette dans la zone de son chemin de roulement et, en plus, entre la bille et la zone de la paroi de l'éprouvette qui lui fait face et aussi entre la bille et la zone du téton qui se trouve en face d'elle. La présence du téton central empêche par ailleurs la bille entrainée dans le mouvement de rotation de l'éprouvette d' émigrer vers le centre du fond de celle-ci sous l'effet de son propre poids.Il s'est avéré que cette configuration donne à l'entratnement de la bille par l'éprouvette le caractère de fiabilité et de reproductibilité indispensable et qu'elle assure à la bille pendant cette phase d'entraî- nement une trajectoire bien précise, qui permet à un capteur déclenchant une impulsion de commande de détecter de façon-parfaitement sûre ce-changement de position de la bille. Un tel coagulomètre est d'une construction très simple. Il suffit de le munir d'un système d'entraînement en rotation de l'éprouvette. Pour maintenir la bille en un endroit prédéterminé de la zone du fond de l'éprouvette pendant la première phase de la mesure, il est préférable d'utiliser la méthode connue qui consiste à donner à l'éprouvette une position inclinée, grâce à laquelle la bille est maintenue par gravité à l'endroit désiré. Selon une autre caractéristique de l'invention, la voie de roulement de la bille est définie par une gouttière formée dans le fond de l'éprouvette, dont le rayon de courbure est légèrement supérieur au rayon de la bille. On est ainsi assuré que pendant la première phase de la mesure, la bille n'a pratiquement qu'un contact ponctuel avec l'éprouvette et n'a donc aucune tendance à un entraînement prématuré par cette dernière, pas plus qu'elle n'a de tendance à vaciller. On a constaté en outre qu'on peut obtenir un entrainement particulièrement sûr et notamment toujours bien défini dans le temps de la bille par l'éprouvette lorsque le téton et la paroi de l'éprouvette présentent des cannelures dans leurs zones qui se trouvent au niveau de la bille. Il est en outre particulièrement avantageux d'utiliser un capteur magnétique et une bille faite d'un matériau ferromagnétique. On peut ainsi examiner non seulement des échantillons de plasma clairs, mais aussi des échantillons foncés et de sang entier, ce qui élargit considérablement le champ d'application du coagulomètre selon l'invention. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce coagulomètre: Fig. 1 est une vue de dessus de l'éprouvette du coagulomètre selon l'invention; Fig. 2 est une vue en coupe suivant II-II de fig. 1 avec indication de la position inclinée de l'éprouvette; Fig. 3 est un schéma du capteur magnétique et du circuit de commande associé dans un coagulomètre selon 1' invention. L'éprouvette 1 du coagulomètre comporte une paroi périphérique 2 sensiblement cylindrique, dont l'épaisseur diminue légèrement vers le haut et qui est raccordée à angle droit au fond 3 de l'éprouvette. Au centre du fond 3 se dresse à l'intérieur de l'éprouvette un téton de limitation conique 4, dont l'axe colncide avec celui de l'é- prouvette et dont la paroi conique converge vers le haut. Le fond 3 définit en outre une voie de roulement pour une bille d'acier 5 (cf. figure 2) qui doit être placée dans 1' éprouvette. Cette voie de roulement es-t constituée par une gouttière 6, formée dans le fond 3, dont le profil curviligne a un rayon de courbure légèrement supérieur à celui de la bille 5. Grâce à cette configuration, la bille ne repose pratiquement sur le fond que par un seul point de contact. Comme le montrent les figures 1 et 2, le téton 4 est cannelé sur sa face externe; il est muni en l'occurren- ce de plusieurs petites nervures 7 espacées les unes des autres et orientées dans une direction parallèle à celle de l'axe longitudinal de l'éprouvette. De même, la paroi périphérique 2 de l'éprouvette présente sur sa face interne, dans sa zone inférieure, qui coopère avec la bille 5, des cannelures qui sont également constituées par plusieurs nervures 8 espacées les unes des autres et orientées parallèlement à l'axe longitudinal de l'éprouvette. Les ner vures 7 et 8 ne saillent sur les faces concernées pas suffisamment pour venir en contact avec la bille 5 qui se trouve dans la gouttière 6, au moins pendant la phase normale de l'opération de mesure.L'emplacement de la gouttière 6, ses dimensions ainsi que celles de la bille et des nervures sont choisis de façon que la bille 5, pendant cette phase, ne se trouve qu'à une faible distance à la fois des nervures 7 et des nervures 8. La configuration de l'éprouvette a été en outre choisie de façon que contrairement à la paroi périphérique 2, les nervures 8 de cette paroi se raccord-ent à la gouttière 6 par une courbe dont le rayon correspond à celui du profil curviligne de cette dernière. Les nervures 7 et 8 diminuent progressivement de largeur et de hauteur en direction de leur extrémité supérieure. Le coagulomètre comporte un i ~ thermostat à sec (non représenté), dans lequel ltéprouvette est montée en rotation dans une position légèrement inclinée, l'angle d' inclinaison étant d'environ 10 . Cette position inclinée est représentée à la figure 2. Un système moteur non représenté communique à l'éprouvette 1 un mouvement de rotation lent autour de son axe longitudinal. Pour mesurer le temps de coagulation, c'est-à-dire le temps nécessaire pour que des filaments de fibrine commencent à se former, on place dans l'éprouvette la substance coagulable, en l'occurrence un échantillon de plasma clair ou foncé ou de sang entier.En raison de l'inclinaison de l'éprouvette, la bille d'acier 5 est maintenue en un endroit prédéterminé de cette dernière et, par son contact seulement ponctuel avec elle, elle est entraînée en rotation sans toutefois quitter la place dans laquelle la maintient son propre poids. Lorsque la coagulation commence, il se forme dans les espaces étroits entre la bille 5, d'une part, et les parties libres de la gouttière 6 et surtout la paroi 2 et le téton 4, d'autre part, ainsi qu'entre les nervures 7 et 8 concernées, un réseau de filaments de fibrine solidement fixé par les dites nervures, qui a pour effet de lier la bille à l'éprouvette de façon sûre et exactement définie dans le temps. La bille 5 accompagne alors l'éprouvette dans son mouvement de rotation et quitte la position qu'elle occupait dans l'espace jusqu ici.Ce changement de position, bien défini dans le temps et dans l'espace, est, dans la forme d'exécution décrite dans le présent mémoire, enregistré par un capteur magnétique disposé près de la face de révolution externe de l'éprouvette 1, dans la zone de la trajectoire parcourue par la bille d'acier 5 lorsqu'elle accompagne l'éprouvette dans son mouvement-de rotation, capteur qui produit alors une impulsion de commande utilisée pour arrêter un appareil enregistreur mis en marche au moment où la substance à coaguler a été placée dans l'é- prouvette. Le capteur magnétique 9 utilisé dans la forme d' exécution qui vient d'être décrite est représenté avec le circuit de commande associé à la figure 3. Ce capteur magnétique 9 possède un système de Hall intégré 10 et il est conçu de façon à transformer une modification de l'induction en une modification proportionnelle de la tension, une augmentation de l'induction produisant une augmentation positive de la tension de sortie. Un capteur magnétique à système de Hall de ce type n'a pas d'hystérésis et il est donc considéré comme un convertisseur linéaire. Sur la face arrière du capteur proprement dit est placé un aimant permanent (non représenté), qui crée une tension initiale inductive qui garantir que le changement dans l'induction ne peut être obtenu que par l'approche d'un matériau magnétique.Cette modification de l'induction s'étend en longueur à travers le chip du capteur, car l'aimant permanent placé sur sa face arrière et le matériau magnétique qui passe le long de sa face avant sont les causes du flux magnétique. A travers un filtre passe-bas RC 11, qui sert à éliminer les influences perturbatrices, le signal émis par le capteur 9 arrive capacitivement à un premier amplificateur opérationnel 12, plus précisément à l'entrée directe de celui-ci. Comme particularité, ce premier amplifi cateur est branché de telle façon que son entrée inverse reçoit une partie de sa tension de sortie par l'intermédiaire d'une combinaison résistance-résistance dont une des résistances est réglable, tandis qu'un condensateur est monté en parallèle avec elle.Le taux d'amplification de l'amplificateur opérationnel 12 résulte du rapport qui a été réglé entre les valeurs des deux résistances. Le condensateur en parallèle diminue automatiquement ce rapport et donc le gain de l'amplificateur 12 lorsque la fréquence augmente. De ce fait, les signaux qui ont une vitesse de modification de-tension élevée et qui sont une source fréquente de perturbations sont complètement dérivés en contre-réaction et n'ont aucune possibilité d'influer sur la mesure. Le signal fortement amplifié ainsi obtenu à la sortie ae l'amplificateur opérationnel 12 est envoyé à un second amplificateur 13, qui fonctionne comme comparateur de tension avec hystérésis. L'hystérésis garantit le fonctionnement contre une commutation permanente.Le branchement est effectué de telle façon qu'une demi-tension prédéterminée est appliquée à l'entrée inverse de l'amplificateur 13 par l'intermédiaire d'un montage à deux résistances en forme de diviseur de tension1 de sorte que lorsque la demitension d'alimentation envoyée par l'amplificateur 12 à 1' entrée directe de l'amplificateur 13 devient supérieure à cette demi-tension prédéterminée, ce dernier amplificateur émet une impulsion qui est utilisée comme signal d'arrêt pour le système enregistreur de mesure du temps de coagulation, par exemple un chronomètre électronique non représenté. Le déclenchement se déroule de la manière suivante: Lorsque la bille est entrainée dans le mouvement de rotation de l'éprouvette, elle se rapproche tout d'abord du capteur 9, puis défile devant lui et s'en éloigne, de sorte qutil en résulte un signal en forme de demi-onde. Grâce a l'agencement qui vient d'être décrit et à la configuration du second amplificateur opérationnel 13, le moment où le signal d'arrêt est envoyé au chronomètre électroni que peut être fixé avec prcision, à savoir sur le flanc ascendant de la demi-onde. Pour éliminer en outre les influences de 1' alimentation sur le secteur et maintenir stables les données de travail fixées par réglage, le circuit de commande qui vient d'être décrit, capteur compris, est avantageusement alimenté par l'intermédiaire d'un régulateur de tension. Par ailleurs, une source de tension différentielle stable en température fournit en même temps la tension de réfépence nécessaire au réglage de la tension de suppression du capteur. Dans la forme d'exécution qui vient d'être décrite, la bille d'acier 5 est, au cours de la première phase de la mesure, maintenue dans la position prédéterminée d'une façon qui, du point de vue de la construction, est particulièrement simple, puisqu'elle utilise l'effet combiné de la peaanteur et de la position inclinée de l'éprouvette. Comme variante, dans des cas particuliers où l'éprouvette est verticale, la bille pourrait aussi être maintenue à l'endroit prédéterminé de l'éprouvette par un petit aimant d'une force donnée. - PEVENDICATTONS 1.- Coagulomètre comportant une éprouvette entrainée en rotation et une bille maintenue en un endroit prédéterminé de la zone du fond de l'éprouvette, à laquelle la paroi de celle-ci peut communiquer un mouvement de rotation sur elle-même et qui, au moment de la formation des filaments de fibrine,peut être entrainée par la dite paroi dans le mouvement de rotation de celle-ci, caractérisé en ce que le chemin de roulement de la bille est, dans la zone du fond (3) de l'éprouvette (1), disposé de telle manière, et un téton de limitation (4) saillant au centre du fond lui est associé de telle façon, que la bille (5) se trouve à une faible distance de la zone du téton qui lui fait face et aussi de la zone de la paroi (2) de l'éprouvette placée en regard d'elle et en ce qu'un capteur (9) déclenchant une impulsion de commande et réagissant à la présence de la bille est placé contre la trajectoire décrite par celleci lorsqu'elle accompagne l'éprouvette dans son mouvement de rotation. 2.- Coagulomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chemin de roulement de la bille est défini par une gouttière formée dans le fond de l'éprouvette, dont le profil curviligne a un rayon de courbure légèrement supérieur au rayon de la bille. 3.- Coagulomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le téton de limitation (4) et la paroi (2) de l'éprouvette présentent des cannelures dans leurs zones qui se trouvent au niveau de la bille. 4.- Coagulomètre selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cannelures sont constituées par de petires nervures (7,8) espacées les unes des autres et orientées dans une direction parallèle a celle de l'axe longitudinal de l'éprouvette. 5.- Coagulomètre selon la revendication 4, caractérise en ce que les nervures (8) formées sur la paroi (2) de l'éprouvette se raccordent à la gouttière (6) par une courbe dont le rayon correspond à celui du profil de celle-ci. 6.- Coagulomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur est un capteur magnétique et en ce que la bille est faite d'un matériau ferromagnétique. 7.- Coagulomètre selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur magnétique (9) est muni d'un système de Hall intégré (10). 8.- Coagulomètre selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le capteur magnétique (9) est relié dans le cadre d'un montage de commande à un amplificateur opérationnel (12), sur l'entrée directe duquel il agit et dont une partie de la tension de sortie est appliquée à son entrée inverse par l'intermédiaire de deux résistances, dont l'une est réglable, un condensateur étant monté en parallèle avec cette dernière. 9.- Coagulomètre selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un filtre passe-bas RC (11) est interposé entre la sortie du capteur (9) et l'entrée directe de l'amplificateur opérationnel (12). 10.- Coagulomètre selon la revendication 8, caractérisé encre qu'en aval de -l'amplifiáteur opérationnel (12' est prévu un second amplificateur opérationnel (13), qui est branché comme comparateur de tension avec hystérésis.