Brevet FR2518410A1 — publié le 19830624

La présente invention concerne un appareil d'injectionsous pression-pour applications médicales, compor- tant un carter contenant un mécanisme à broche et pourvu d'un premier support pour la fixation d'une des parties d'une seringue, un coulisseau déplaçable linéairement par rapport au carter, entraîné par un moteur par l'intermédiaire du méca- nisme à broche et qui comporte un second support pour la fixation de l'autre partie de la seringue, et un dispositif de déclenchement qui, lors de son actionnement, interrompt la transmission de force entre le moteur et le coulisseau. De tels appareils d'injection sous pression sont utilisés pour effectuer des injections permanentes Ils sont appropriés pour actionner une seringue lentement et de façon continue de manière que le contenu de la seringue soit injecté avec répartition uniforme en-24 heures par exemple dans un- patient relié à la sortie de la seringue Les appareils d'injec tion sous pression doivent par conséquent délivrer des quan- tités très petites de liquides à un débit de 0,06 à 6 ml/h avec une grande constance temporelle, l'écart de vitesse étant généralement limité au maximum à 1 %. On connaît des appareils d'injectionsous pressioi dans lesquels la seringue est comprimée par l'intermédiaire d'un entraînement à crémaillère qui est actionné par l'inter- médiaire d'un moteur synchrone pourvu d'un mécanisme de trans- mission L'extrémité avant du cylindre de seringue est fixée dans un support tandis qu'un second support, relié à la tige de piston de la seringue, se déplace lentement en direction du premier support. Des appareils d'injection sous pression plus récents sont équipés, à la place d'une crémaillère, d'un méca- nisme à broche Ce mécanisme à broche est entraîné par un moteur pas-à-pas ou bien, par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission, par un moteur à courant continu Le mécanisme à broche peut être bloqué par l'intermédiaire d'un dispositif de déclenchement de façon à pouvoir effectuer manuellement un réglage préalable de la tige de piston On rencontre cepen- dant les difficultés suivantes lors de l'utilisation de l'appareil d'injection sous pression, la seringue est d'abord remplie à partir d'une bouteille de médicament à l'aide d'une canule d'alimentation Ensuite la canule est enlevée et un tuyau souple vide, sorti d'un emballage stérile, est relié à la sortie de seringue Pour des raisons de stérilité, de propre- té et d'économie, il est souhaitable de remplir le tuyau seule- ment exactement jusqu'à son extrémité libre, avant de relier à celui-ci une canule ou un cathéter Ce remplissage du tuyau souple est effectué dans les appareils connus en faisant avancer le coulisseau lors de l'actionnement du dispositif'- de déclenchement,jusqu'à ce que le liquide atteigne précisé- ment l'extrémité avant du tuyau souple Lorsque l'actionnement du dispositif de déclenchement est terminé, il se produit soit un encliquetage dans un cran de division de la-broche ou de la crémaillère ou bien l'accouplement est supprimé. Lorsque, après terminaison de l'actionnement du dispositif de déclenchement, il se produit un encliquetage dans un cran de division de la broche ou de la crémaillère, un mouvement brusque peut être imparti au coulisseau vers l'avant ou vers l'arrière, de sorte que de l'air pénètre dans le tuyau souple ou bien que du liquide en sort Par contre, lorsqu'il ne se produit aucun encliquetage lors de la terminaison de l'actionnement du dispositif de déclenchement, l'encli- quetage se produit alors plus tard avec un certain retard, notamment lorsque la broche ou la crémaillère s'est déplacée suffisamment loin pour qu'un encliquetage soit possible. Pour un débit de 1 ml/h, pour une course de piston de 80 mm en 50 heures et pour une vitesse à la sortie de 1,6 mm/h,il peut s'écouler, dans l'hypothèse o la pente de la broche s'élève à 1 mm, une période pouvant atteindre jusqu'à 40 minutes avant que l'encliquetage ne s'établisse Pendant ce temps, l'injection est arrêtée, bien que le patient soit relié à l'appareil d'injection sous pression Cela peut conduire à l'apparition d'une thrombose et finalement à une embolie Pour cette raison, on provoque dans la plupart des cas un encliquetage obligatoire. Lorsque l'encliquetage est établi après que le tuyau souple a été raccordé au patient, il se manifeste deux effets indésirables et médicalement critiques L'encli- quetage provoque soit une inversion de courte durée de la direction de transport, de sorte que du sang est aspiré et qu'il se manifeste le risque de thrombose et d'embolie soit 'une administration concentrée de médicament au patient. Un autre inconvénient de l'appareil d'injection sous pression connu consiste en ce que, lors de l'actionnement du dispositif de déclenchement en charge, les précontraintes sont brusquement libérées. L'invention a pour objet de-fournir un appareil d'injection sous pression dont le coulisseau est librement déplaçable lors de l'actionnement du dispositif de déclenche- ment, de sorte que, dans chaque position du coulisseau, il est possible d'établir graduellement et sans effet de blocage, une transmission de force au dispositif d'entraînement. Pour supprimer les inconvénients précités, il est prévu selon l'inventionquelemécanisme à broche comporte une transmis- sion à circulation de billes pourvue d'une broche et d'une noix disposée sur la broche et dont le filetage est relié à celle-ci par l'intermédiaire des billes, et que le disposi- 259 tif de déclenchement soit constitué par un dispositif d'accouplement qui accouple soit la broche, soit la noix, dans au moins un sens de rotation, rigidement avec le coulis- seau. Dans le cas d'une transmission à circulation de billes, il s'agit d'un mécanisme à broche qui n'est pas irréversible Cela signifie que non seulement par rotation de la noix par rapport à-la broche, il est possible de produire un mouvement longitudinal entre la noix et la broche mais également, par translation linéaire de la broche par rapport à la noix, il est possible de faire tourner ces deux parties l'une par rapport à l'autre De telles transmissions à circulation de billes sont par exemple connues d'après- la demande de brevet allemand DE-OS 14 25 787 Elles compor- tent une noix qui est pourvue de filets orientés en corres- pondance aux filets de la broche Les filets de la noix et de la broche ne sont cependant-pas en prise l'un dans l'autre mais ils forment des canaux hélicoïdaux dans lesquels des billes sont disposées Ces billes se déplacent lors d'un mouvement relatif entre la broche et la noix à l'intérieur de la noix et, lorsqu'elles atteignent l'extrémité de la noix, elles sont renvoyées par l'intermédiaire de canaux 1 O axiaux de retour vers l'extrémité opposée de la noix Par - suite du frottement extrêmement faible se produisant dans la transmission à circulation de billes, on obtient pour effet que, lors de la rotation de la noix, la broche soit déplacée linéairement par rapport à la noix mais que d'autre part la broche puisse êtredéplacée linéairement par transla- tion à l'intérieur de la noix, auquel cas elle est alors obligatoirement entraînée en rotation On a ainsi affaire à un mécanisme d'entraînement-à broche qui n'est pas irréver- sible. Par suite de l'utilisation de la transmission à circulation-de billes, le coulisseau peut être amené liné- airement dans n'importe quelle position lorsque la broche peut tourner librement Si ensuite, la broche est reliée sans possibilité de rotation relative au coulisseau par l'intermédiaire du dispositif d'accouplement, la transmission de force entre le moteur et le coulisseau est immédiatement établie sans nécessiter un encliquetage dans un cran de divi- sion de la broche Le coulisseau portant le second support, sur lequel la tige de piston de la seringue est fixée, peut- ainsi être exactement réglé sur la seringue correspondante. Il est également possible, par une manoeuvre manuelle du coulisseau, de remplir à partir de la seringue le flexible relié à celle-ci, auquel cas la broche tourne librement. Lorsque le liquide est arrivé à l'extrémité avant du flexible, la broche est accouplée au coulisseau de sorte que le mouve- ment additionnel du coulisseau est produit à partir du moteur par l'intermédiaire du mécanisme à broche Cela permet un réglage de précision de la seringue au début du processus d' injection. Conformément à une variante avantageuse de l'invention, il est prévu que la broche ou la noix accouplée au coulisseau soit reliée à un bouton tournant et que le dispositif d'accouplement soit constitué par une roue libre déverrouillable qui, dans la condition d'accouplement, auto- rise la rotation de la broche ou de la noix par le bouton tournant seulement dans la direction qui correspond à un rapprochement mutuel des deux supports. On obtient de cette manière que la broche ou la noix puisse être tournée par le bouton tournant à la main de telle sorte qu'il soit possible d'effectuer, par rotation du bouton tournant,un déplacement précis des deux supports l'un par rapport à l'autre Pendant ce déplacementprécis, le flexible relié à la seringue est rempli exactement de liquide jusqu'à son extrémité avant Une réaspiration de liquide dans le flexible n'est pas possible car une rotation en sens inverse du bouton est empêchée par la roue libre De cette manière on évite que des substances contaminantes soient aspirées par l'air extérieur dans le flexible Le déplacement précis est également possible en charge lorsque le moteur tourne. En principe, il est possible de relier soit la broche, soit la noix avec le coulisseau par l'intermédiaire du dispositif d'accouplement Il suffit qu'une de ses deux parties soit entraînée par le moteur et qu'à chaque fois l'autre partie soit montée dans le coulisseau et puisse être reliée à celui-ci, sans possibilité de rotation relative, par l'intermédiaire du dispositif d'accouplement. Conformément à un mode avantageux de réalisation de l'invention, l'entraînement à broche comporte un tube entraîné par le moteur et lié, rigidement à la noix et danslequel la broche est disposée Cela procure l'avantage d'une cons- truction avantageuse car le bouton tournant'peut être relié directement et rigidement à l'extrémité de la broche Avanta- geusement, le coulisseau est guidé à rotation, à l'aide d'un manchon engagé sur le tube, dans un appendice-tubulaire du carter L'ensemble du mécanisme à broche est logé dans l'appen- dice tubulaire et il est, par conséquent, protégé contre des influences perturbatrices extérieures. Conformément à un mode avantageux de réalisa- tion de l'invention, la roue libre comporte une bague contenant des aiguilles et qui peut être entraînée en rotation par un bouton de déclenchement Les aiguilles s'appliquent extérieure- ment contre une partie d'arbre reliée à la broche et elles sont guidées entre des parties de parois tangentielles du coulisseau Une telle roue libre à aiguilles, comme cela est bien connu en principe également dans des bicyclettes, procure l'avantage d'empêcher immédiatement une rotation en sens inverse alors qu'elle autorise sans entrave des rotations en marche avant Dans le cas d'une rotation en arrière, les aiguilles se coincent entre la partie d'arbre et les parties de parois tangentielles. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la fig 1 est une vue latérale de l'appareil d'injectionsous pression, la fig 2 est une coupe longitudinale faite suivant la ligne II-II de la fig 1, et la fig 3 est une coupe faite suivante la ligne III-III de la fig 2. L'appareil d'injection-sous pression représenté comporte un carter de forme tubulaire allongée 10, sur le côté inférieur duquel est fixé un premier support 11 enfforme de L, dont une branche libre est dirigée vers le bas Dans le carter 10 est guidé un coulisseau 12, qui dépasse de l'extré- mité libre du carter et qui comporte un second support 13 dirigé vers le bas La branche verticale du premier support 11 est pourvue d'un évidement latéral dans lequel est engagé le col du cylindre d'une seringue 14 De l'extrémité arrière du cylindre dépasse -la tige de piston 15 dont l'extrémité est engagée dans un évidement du second support 13 Lorsque le * 518410 second support 13 est déplacé en direction du premier support 11, le contenu de la seringue est refoulé par l'orifice de sortie 16 Cet orifice de sortie 16 de la seringue est relié à un flexible stérile (non représenté). Dans le carter tubulaire 10, le manchon 17 relié rigidement au coulisseau 12 est guidé de façon à pouvoir coulisser longitudinalement Le manchon 17 comporte, à son extrémité opposée au coulisseau 12, un appendice 18, placé radialement en saillie et qui glisse dans une rainure longitu- dinale 19 ménagée dans le côté intérieur du carter 10 en - entrant en contact, quand le coulisseau 12 est complètement sorti, avec une vis de butée 20 qui est vissée au-travers de la paroi du carter 10 L'appendice 18 sert simultanément de sécurité anti-rotation pour empêcher une rotation du coulis- seau 12 par rapport au carter 10. L'extrémité 21, située du côté d'entraînement (gauche), du carter 10 sert à l'accouplement d'un moteur (non représenté) Dans cette extrémité 21 est monté un engre- nage 22 qui est entraîné par le moteur par l'intermédiaire d'un pignon 23 L'engrenage est relié à un tube 26 par l'inter- médiaire d'un embout d'arbre 24 monté dans un roulement à billes -25 Le tube 26 est disposé coaxialement à l'inté- rieur du carter tubulaire 10 et à l'intérieur du manchon 17. A l'extrémité libre du tube 26, il est prévu la noix 27 de la transmission à circulation de billes Cette noix 27 coopère avec la broche 28, qui s'étend, à partir du côté du coulisseau 12, coaxialement à l'intérieur du tube 26 La coopération de la noix 27 et de la broche 28 n'a pas été représentée en particulier Une telle structure est connue par exemple d'après la demande de brevet allemand DE-OS 14 25 787. L'extrémité de la broche 28 est montée par l'intermédiaire d'un roulement à billes 29 dans le coulisseau. 12 Sur l'extrémité de la broche 28 est fixé un bouton tour- nant 30 qui est mobile par translation en même temps que le coulisseau 12 et par l'intermédiaire duquel la broche 28 peut être tournée manuellement L'extrémité de broche est bloquée sur le coulisseau 12 de manière à être empêchée d'exécuter 2 518410 des translations axiales. A l'intérieur du coulisseau 12, un embout d'arbre 32 relié à leextrémité de broche est'entouré par une bague de commande 33, qui peut être tournée dans certaines limites La bague de commande 33 comporte un nez 34 faisant saillie radialement et qui pénètre dans une saignée transver- sale d'un poussoir 35 Le poussoir 35 est disposé dans le coulisseau 12 au-dessus de l'embout d'arbre 32 et perpendi- culairement à celui-ci Il est guidé dans un trou borgne et il est poussé latéralement vers l'extérieur par un ressort 36. La bague de commande 33 est agencée sous la forme d'une cage pour deux aiguilles 37 Ces aiguilles sont placées à l'extérieur sur la paroi périphérique de l'embout d'arbre 33 D'autre part, les aiguilles 3-7 s'appliquent contre la surface intérieure tangentielle d'éléments de pression 38 Les éléments de pression 38 délimitent en coopération avec l'embout d'arbre 32 (en vue en coupe) des canaux en forme de coins pour les billes ou aiguilles 37 On obtient ainsi un effet de roue libre car l'embout d'arbre 32, qui est relié à la broche 28, peut tourner librement seulement dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, en regardant la fig 3 Lors d'une rotation de l'embout d'arbre-32 dans le sens des aiguilles d'une montre, les aiguilles 37 viennent se coincer contre les éléments de pression 38 de sorte qu'une telle rotation est immédiatement arrêtée. Quand le poussoir 35 est enfoncé en opposition à l'action du ressort 36, la bague de commande 33 est tournée alors dans le sens contraire des aiguilles d'une montre de sorte que les aiguilles 37 sont obligatoirement amenées dans leur position de libération et qu'ainsi des rotations de l'embout d'arbre 32 sont autorisées dans les deux directions. Entre le coulisseau 12 et l'extrémité, tournée vers lui, du carter 10, il est prévu un soufflet plissé 40, -35 qui recouvre le manchon 17 du coulisseau 12 et qui obture le carter 10. La manipulation d'un appareil d'injection, sous pression se produit de la façon suivante pour mettre en place une seringue remplie, le coulisseau 12 est sorti du carter 10 à partir de la position indiquée sur la fig 2 - Ce mouvement est produit en enfonçant le poussoir 35 Lorsque, le poussoir étant enfoncé, on exerce sur le coulisseau 12 une traction (vers la droite), le manchon 17 se déplace alors vers la droite dans le carter 10, auquel cas simuiltanément la broche 28 tourne librement, tandis que la noix 27 est maintenue immobile par le moteur encore arrêté Après que le coulisseau 12 a été sorti suffisamment loin, comme le nécessite la seringue remplie, cette seringue 14 est engagée dans les deux supports 11, 13 Le poussoir 35 est maintenant relâché On peut maintenant faire tourner le bouton 30 seule- ment dans le sens de rotation qui correspond à un mouvement du second support 13 en direction du premier support 11-mais non dans le sens contraire Le bouton tournant 30 est tourné jusqu'à ce que le flexible relié à l'orifice de sortie 16 de la seringue soit rempli par du liquide provenant de la seringue Du fait que la broche 28 s'appuie contre la noix 27 initialement encore immobile (le moteur n'est pas encore enclenché), le jeu dans la transmission est éliminé, par l'actionnement du bouton tournant 30, par une précontrainte exercée dans la direction de travail. Après que le flexible a été relié au patient, on peut enclencher le moteur Par suite de la liberté de jeu, la distribution du liquide commence également pour de très faibles débits d'injection. Pour améliorer la compréhension du dessin, les moteurs assurant l'entraînement du tube 26 et de la noix 27 ont été supprimés En outre, le contacteur de fin de course, qui arrête le moteur quand le coulisseau 12 a atteint sa position maximale d'enfoncement par rapport au carter ou bien lorsqu'il se produit une surcharge,n'a pas été représenté. REVENDICATIONS 1 Appareil d'injectionsous pression pour applications médicales, comportant un carter contenant un mécanisme à broche et pourvu d'un premier support pour la fixation d'une des parties d'une seringue, un coulisseau déplaçable linéairement par rapport au carter, entratné par un moteur par l'intermédiaire du mécanisme à broche et qui comporte un second support pour la fixation de l'autre partie de la seringue, et un dispositif de déclenchement qui, lors de son actionnement, interrompt la transmission de force entre le moteur et le coulisseau, caractérisé en ce que le mécanisme à broche comporte une transmission à circulation de billes ( 27,28) pourvue d'une broche ( 28) et d'une noix ( 27) disposée sur la brocheet en prise avec celle-ci par leurs filetages et par l'intermédiaire de billes, et en ce que le dispositif de déclenchement est un dispositif d'accou- plement ( 33,37) qui accouple, sans possibilité de rotation relative, la broche ( 28) ou la noix ( 27) avec le coulisseau ( 12) au moins dans un sens de rotation. 2 Appareil d'injection sous pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que la broche ( 28) ou la noix ( 27), accouplée avec le coulisseau ( 12), est reliée à un bouton tournant ( 30) et en ce que le dispositif- d'accouplement ( 33,37) est une roue libre déverrouillable qui autorise, dans la condition d'accouplement, la rotation de la broche ( 28) ou de la noix ( 27) par le bouton tournant ( 30) seulement dans la direction qui correspond à un rappro- chement mutuel des deux supports ( 11,13). 3 Appareil d'injection sous pression selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement de broche comporte un tube ( 26) entraîné par le moteur, relié rigidement à la noix ( 27) et dans lequel est disposée la broche ( 28). 4 Appareil d'injectionsous pression selon la revendication 3, caractérisé en ce que le coulisseau ( 12) est úuidé, sans possibilité de rotation relative, dans le carter ( 10) à l'aide d'un manchon ( 17) s'accrochant sur le 11. tube ( 26). Appareil d'injecticnsous pression selon la revendication 2, caractérisé-en ce que la roue libre- comporte une bague de commande ( 33) contenant des aiguilles ( 37) et pouvant être entraînée en rotation par un bouton de déclenchement ( 35) et en ce que les aiguilles ( 37) s'appliquent extérieurement contre une partie d'arbre ( 32) reliée à la broche ( 28) et sont guidées entre des éléments de pression tangentiels ( 38).