Brevet FR2600258A1 — publié le 19871224

Le contrôle du cI#bit lors des injections, qu'elles soient intra veineuses, intramusculaires ou sous-cutanées, avec le matériel `a usage unique existant, reste aléatoire même entre les mains d'un opérateur entrainé. Ceci est encore plus vrai lorsque, à partir d'une même seringue, on doit délivrer une pluralité de volumes unitaires soit échelonnés dans le temps, soit répartis dans une pluralité de sites. Qu'il s'agisse d'un débit continu ou discontinu, son contrôle ne peut être assuré que par celui de la transla tion du piston de la seringue. C'est pourquoi de nanbreux dispositids de trans lation médiate ont été proposés, utilisant en général une vis ou une crémaillère dont le mouvement est contrôlé soit par lecture soit mieux par asser vissement, que ce mécanisme soit entrainé directement par l'opérateur ccRUne dans le brevet français n 85-09015, ou par un servo-mécanisme généralement électrique. L'utilité de ces dispositifs est particulièrement évidente pour les traitements médicaux dits au long cours ccoume les administrations répétitives de drogues telles que antimitotiques, antibiotiques, hormones, si l'on ne désire pas multiplier le nombre d'injections, et partant de puncLvres cutanées. Dans l'art actuel d'administration de tels traitements médicamenteux, on recourt généralement aux injections intraveineuses répétitives. Pour ce faire, on institue le plus souvent une perfusion veineuse par gravité au moyen d'un cathéter ou d'une aiguille intra-vasculaire à demeure reliés à une tubulure munie de moyens de contrôle du obit et dans laquelle on injecte répétitivement la ou les drogues dans une zone perforable et auto-obturatrice ad'hoc. Cette techïuque, qui n'a pour but que d'empêcher l'obturation du cathéter par coagulation du sang, présente de nombreux inconvénients, notamment lors des déplacements du patient. En effet, le maintien d'un gradient de pression constant entre le flacon de perfusion et le système vasculaire est aléatoire, voire impos sible, ce qui entraine des reflux de sang dans la tubulure générateurs de coagulation intempestive et la quasi impossibilité de maintenir un débit de perfusion suffisant. D'un autre côté, les quantités de solution nécessaires au maintien du cathéter sont importantes, ce qui n'est pas sans inconvénient par suite des surcharges hydriques ou ce solutés contenus dans la solution (diabète). Dans la présente invention, on choisit de subsituer au générateur de pression que constitue un flacon en gravité, le générateur de débit qui est constitué par un volurm variable, c'est à dire une seringue. Ce généra teur de débit permet en outre, au contraire du générateur de pression, les injections intra-artérielles et un meilleur contrôle des perfusions sous- cutanées et intra=dermiques, c'est à dire chaque fois que la contre pression développée au site d'injection est élevée et incontrôlable. Il a été proposé de nombreux dispositifs pousse-seringue aatcLatisés, tels ceux des brevets suédois 84/00894, anglais 83/12069, américain 84/Ù1109. Dans la présente invention, il a été trouvé que le contrôle du débit pouvait être remplacé par un contrôle précis d'injections répétées dans le temps selon le principe bien connu du "tout ou rien". Ceci s'obtient en substituant à une vitesse de rotation angulaire constante de la vis-sans-fin, un contrôle de l'angle de rotation, c'est à dire de la dose volumétrique délivrée par la seringue. L'avantage de cette technique est de permettre le retour rapide p_ans débrayage de l'écrou entraineur du piston. En outre, la programmation dans le temps des doses volumétriques injectées est beaucoup plus facile que dans les dispositifs à variation de débit par programmation de la vitesse angulaire de la vis-sans-fin. A titre d'exemple non limitatif, nous, décrirons un dispositif pousse-seringue à volumes unitaires constants programmés par horloge plus spécialement destiné à l'entretien de cathéter intraveineux pour traitement ambulatoire. Le dispositif se canpose du mécanisme pousse-seringue proprement dit et d'un ensemble de programmation électronique à alimentation indé pendante du secteur. Le mécanisme pousse-seringue décrit dans la figure (1) se compose d'un-moto-réducteur (1) avantageusement constitué d'un moteur à courant continu sans fer-tournant à excitation par aimant permanent et d'un réduc teur à haut-rendement et à sortie co-axiale sur laquelle est fixée la vis-sans-fin (2), ici, avantageusement choisie de diamètre 4 mn et de pas 0,7 correspwdaiit à l'emploi d'une seringue (7) de 70 mm de course utile, exemple non limitatif de choix d'un rapport entier entre course de la seringue et pas de la vis. Le moto-réducteur est fixé par le nez avantageu sement au moyen d'un matériau élastique (3) qui pallie les inévitables défauts d'alignement. La vis-sans-fin actionne un chariot (4), lui-même porteur d'un pion (5) pousse piston et se termine par un codeur (39) constitué par un aimant (14) et un interrupteur sensible au magnétisme (13) qui sera décrit avec l'ensemble électronique. Vis et chariot fileté sont avantageusement choisis en matériaux légers et auto-lubrifiants, par exemple alliages d'aluminuim, polyamide. Le guide (16) du chariot peut avantageusement être constitué par l'enveloppe (16) même de l'ensemble, par exemple un profilé de section polyédrique, de préférence carrée dans lequel glisse le chariot, formé par un bloc de section homologue, ledit chariot se trouvant ainsi libre en translation et bloqué en rotation. Le chariot porte en. outre un aimant (12) destiné à actionner les interrupteurs fin de course aller (10) et fin de course retour (15) à travers la paroi de l'enveloppe-guide. L'enveloppe- guide porte sur sa face sup-rieure in clips (17) élastique avantageuse.-nent de section trapézoïeale qui maintient la seringue par son corps cylindrique. Les extrémités de l'enveloppe-guide (16) sont obturées par des bouchons dont l'un porte avantageusement le système de verrouillage de l'embout de départ de la tubulure d'injection. Ladite tubulure (18) à usage unique catune la seringue (7) est composée d'un tube avantageusement transparent et souple d'un diamètre intérieur aussi faible que possible généralement de l'ordre du millimètre et d'une longueur comprise entre 200 mn et 1 mètre. Cette tubulure porte facultativement et avantageusement une zone perforable et auto-obturatrice (19) destinée aux injections de substances qui ne seraient pas déjà contenues dans la seringue principale à l'aide d'une seringue auxiliaire. La tubulure de termine soit par une aiguille (20) directement fixée et destinée à la puncture, soit par un embout (21) pouvant s'assujetir à un cathéter à demeure. L'enveloppe-guide (16) porte à sa partie supérieure une fraisure (22) destinée au passage du pion pousse piston (5). Cette fraisure est avan tageusement surmontée d'un rideau (6) fendu en caoutchouc ou tout autre matériau élastique qui s'oppose à la pénétration de liquide ou de particules à l'intérieur de l'enveloppe-guide. L'ensemble ainsi défini peut avantageusement être intro duit dans un boitier (9) contenant l'alimentation et le dispositif électro nique de contrôle du moteur, qui sera décrit ultérieurement. Le couvercle dudit boitier portera avantageusement des gardes (23) protégeant le pion (5) et le piston de la seringue-du blocage mécanique. Ledit boitier peut contenir un tiroir amovible destiné aux piles ou aux batteries de l'alimentation. L'ensemble électromécanique et électrin:ie avantageusement contenu dans le boitier précité, comprend quatre des ensembles fonctionnels dont les fonctions et les liaisons sont précisées dans les figures 3, 4 et 5. L'intégrateur central comprend deux parties : la première est chargée de la mise en forme des signaux issus de la cannande et de l'ali mentation du moteur lors de la distribution des volumes unitaires, ainsi que de l'intégration des informations provenant du codeur. Dans l'exemple choisi, cette partie est constituée par un thyristor (24) et deux transis tors PNP et NPN montés en collecteur commun tldont l'un est plus spécialement chargé du freinage du moteur par mise en court-circuit. La deuxième partie est chargée essentiellement de la détermination du sens de rotation du moteur ainsi que sa vitesse et reçoit à cet effet les informations provenant de la commande manuelle ainsi que du codeur en translation. Dans l'exemple décrit,-nous avons choisi non limitativement un relais minuscule à double inverseur qui peut être remplacé par tout autre système de bascule électronique connu. Le progrananàteur (25) est chargé de délivrer à l'intégrateur des impulsions correspondant à-une dose unitaire, le rythme des impulsions pouvant être fonction de toute grandeur extérieure temps, concentration dans une humeur, pression d'un fluide, etc... Dans l'ensemble décrit, nous avons choisi une horloge composée d'un relaxateur à transistor uni-jonction (26) et condensateur attaquant le thyristor (3g) d'entrée de l'intégrateur (27) précité. La période dudit relaxateur est réglable non litiûtativement de 30 à 300 secondes. La carmmnde manuelle (28) est chargée de fournir à l'intégrateur l'information avance rapide continue du chariot et retour rapide irrévocable dudit chariot. Elle est composée dans notre exemple, de deux boutons poussoirs commandant l'un un inver seur (29), l'autre un contact (30). Le codeur de rotation mesure l'angle de rotation du moto-réducteur (1) correspondant à une dose unitaire. Dans l'exemple décrit, il est avantageusement composé d'un aimant perma nent (14) produisant un champ magnétique tournant agissant à distance sur un contacteur à lame souple sensible audit champ magnétique. On ne sort pas du cadre du présent brevet en utilisant aux lieu et place tout système codeur optique ou mécanique. Le codeur de translation (12) est chargé de déterminer les fins de course aller et retour du chariot. I1 est avantageusement constitué, à l'instar du codeur de rotation, d'un aimant permanent solidaire du chariot agissant à distance sur plusieurs contacteurs et/ou inverseurs sensibles au magnétisme adéquatement placés par rapport à la vis-sans-fin. On ne sort pas du cadre de la présente invention en remplaçant les contacteurs magnétiques par des dispositifs optiques ou mécaniques assurant les mêmes fonctions. on peut aussi remplacer ces différents systèmes par un ou plusieurs compteurs décompteurs de modèle connu, intégrant les informations provenant du codeur en rotation de quelque type qu'il soit, les codeurs de rotation et de translation liés mécaniquement au moto-réducteur constituant avec ce dernier et avec l'intégrateur une boucle d'asservissement (31) caracté ristique du dispositif: L'affichage optique est chargé de visualiser chaque rotation du moto-réducteur correspondant à un volume unitaire. I1 est constitué de 2 diodes électro-luminescentes (32) doublées d'un signal sonore à vibreur électromagnétique ou piezo-électrique (33). Avantageusement, le codeur de translation peut délivrer une information lorsqu'il ne reste plus qu'une dizaine de Volumes unitaires à délivrer avant la fin de course aller, qui est signalée par un affichage sonore (34) réalisé par un vibreur électromagnétique ou piézo-électrique de fréquence et rythme identifiables. Le type de moto-réducteur choisi ainsi que le système chariot vis-sans-fin coaxiaux ayant un bon rendement, la mesure de l'intensité qui traverse le rotor suffit à délivrer une information fonction du couple résistant, lui-même sous la dépendance de résistances mécaniques éventuelles et surtout et y compris d'entrave à l'écoulement du fluide injecté par la seringue. Il est donc monté en série avec le moteur un dispositif qui contrôle si l'intensité dopasse un seuil prédéterminé, avantageusement formé par un enroulement calibré à faible résistance dont le champ commande un ou plusieurs contacts ou magnéto-résistances. L'information ainsi obtenue active dans un premier temps une alarme sonore (34) continue ou discontinue et, facultativement, après une durée réglable de l'ordre de vingt secondes, coupe-l'alimentation du moteur au moyen d'un disjoncteur. Urie carmande manuelle (35) permet de conjoncter à nouveau après que l'opé rateur ait remédié au couple résistant excessif. Non limitativement, d'autres versions de l'appareil peuvent être prévues pour des injections répétitives intradermiques, sous-cutanées ou intramusculaires, par exemple pour administrer. des drogues en plusieurs sites ccmme dans la technique connue sous le nom de mésothérapie. Le dis positif sera alors modifié pour correspondre à une seringue de capacité convenable de 2 à 5 ml, par exemple, et suffisamment miniaturisé et allégé pour être aisément tenu en main, par exemple en donnant au boitier la forme d'un pistolet (figure 6). Le codeur en rotation est conservé et le codeur en translation peut avantageusement être remplacé par un détecteur de fin de course retour. L'horloge et les différentes coirmandes manuelles sont supprimées et remplacées par une camnande manuelle simplifiée comportant deux boutons poussoir ; le détecteur fin de course aller est supprimé, le contrôle de l'intensité suffisant à signaler la résistance dûe à la seringue canplè- tement vidée. Le dépassement du seuil d'intensité déclenche alors le retour rapide irrévocable par basculement du relais à double inverseur (35). Un autre exemple d'utilisation possible est la délivrance de volumes unitaires de solutions médicamenteuses programmée avec précision en nombre et rytYze d'injection, pour le traitement d'affections nécessi- tant des pointes de concentration systémique= déterminées à l'avance telles que, par exemple, les injections d'insuline pour le traitement du diabète et en général de toute affection nécessitant des doses répétitives au long cours (traitement anticoagulant, traitement antimitotique). Le dispositif peut être avantageusement constitué de deux parties reliées par un cordon conducteur ; la première partie est constituée de l'ensemble électromécanique pousse-seringue ; la deuxième partie, qui peut être tenue en main, contient les commandes, les dispositifs électroniques et alarmes et l'alimentation. En général, les injections sont déterminées par le programmateur qui peut, dans cette version, être commandé par une grandeur extérieure, par exemple, la concentration plasmatique en glucose, le dispositif constituant alors un des éléments d'un ensemble connu sous le man de-pancréas artificiel. Les différentes applications du dispositif nécessitent une autonomie de durée variable selon l'utilisation mais toujours à possi bilité ambulatoire. Selon les cas, il sera avantageux de faire appel aux piles groupées ou non en bloc aisément remplaçables, ou encore aux accumulateurs de préférence "dadmium-nickel" canplétés par leur système de recharge. Ce dernier mode d'alimentation est particulièrement indiqué pour les applications de très longue durée des différentes versions du dispositif. REVENDICATIONS 1) Dispositif pousse-seringuë électro-mécanique portable et pour traitements ambulatoires à autonomie de plusieurs heures caractérisé par un règlage du débit en tout ou rien par asservissement de la délivrance de doses élemen- taires séparées par des périodes de relaxation. 2) Dispositif selon la revendication (1)caractérisé en ce que l'ensemble électromécanique est camposé d'un moto-réducteue courant continu sans fer tournant et d'une vis-sans-fin co-axialIt\ttaquant un écrou de section polygonal-(A# logé dans une enveloppe-guid4d)Je même section que l'écrou( 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac térisé en ce que l'angle de rotation du moto-réducteu#correspondant à une dose élémentaire est déterminé au moyen d'un interrupteurW@ensible au champ magnétique et par un aimant permanenéqécaniquement solidaire de la vis- sans-fin, 4) Dispositif selon la revendication (3) caractérisé en ce que l'angle de rotation élémentaire est déterminé par un codeur optique lié mécaniquement à la vis-sans-fin. 5) Dispositif selon la revendication (3) ou (4) caractérisé en ce que l'angle de rotation du moto-réducteur est déterminé par une came liée mécaniquement à la vis-sans-fin. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac térisé en ce que le contrôle de l'angle de rotation corre!spcndant à la dose élémentaire est assuré par la mise en court-circuit du moto-réducteur. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le signal d'initiation de la rotation correspondant à la délivrance de la dose élémentaire est obtenu par la décharge d'un condensateut attaquant la gachette d'un thyristor Commandant deux tran- sistors complémentaires montés en collecteur ccmmun. 8) Dispositif selon la revendication (7) caractérisé en ce que l'impulsion de carmande du thyristor est fournie par un programmateur. , 9) Dispositif selon la revendication (8) caractérisé en ce que le program- mateur est une horloge déterminant les périodes de relaxation. 10) Dispositif selon la revendication (8) caractérisé en ce que le pro grammateur est lui asservi à une grandeur externe traduite en courant électrique. 11) Dispositif selon la revendation (10) caractérisé en ce que la grandeur menante est la concentration plasmatique en glucose. 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes cârac- térisé en ce que la pression du fluide contenu dans la seringue est contrôlée par la mesure de l'intensité électrique traversant le moto-réducteur 13) Dispositif selon la revendication (12) caractérisé en ce que la mesure de l'intensité du courant traversant le moto-réducteur(eest assurée par un solénôïde en série avec le moto-réducteu4)gui ferme un contact lorsque ladite intensité dépasse un seuil pré-déterminé. 14) Dispositif selon les revendications (12) et (13) caractérisé en ce- que le franchissement du seuil d'intensité déclenche après temporisation un affichage sonore ou lumineux et/ou l'arrêt du moto-réducteur 15) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac térisé en ce que la.fin de la course aller du chariotest contrôlée par un aimant permanen@t@rté par ledit chariotG)qui agit sur un contaà`sensible au champ magnétique traversant l'enveloppe guide. 16) Dispositif selon la revendication (15) caractérisé en ce que la fin de course aller est précédée d'une alarme rythmée lorsqu'il ne reste plus qu'un nanbre prédéterminé de doses élémentaires. . 17) Dispositif selon les revendications (15) et (16) caractérisé en ce que l'information fin de course et pré-fin de course est obtenue par un pion solidaire du chariot et agissant sur des interrupteurs. 18) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le retour du chariot est obtenu par inversion des polarités du moto-réducteur-au moyen d'un double inverseur à commande manuelle et/ou autcmatique,-ledit inverseur étant remis en position marche avant par un interrupteur de fin de course retour 19) Dispositif selon la revendication (18) caractérisé en ce que l'inter rupteur de fin de course retour est. sensible au champ magnétique de l' ai:.z.nt porté par le chariot 20) Dispositif selon la revendication (19) caractérisé en ce que l'inter rupteur de fin de coursé retour-coupe l'alimentation générale à d'une commande avance rapide 21) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'alimentation électrique est assurée par des accumulateurs cadmium-Nickel. 22) Dispositif selon la revendication (21) caractérisé en ce que l'opera- teur est averti de la nécessité de recharger les accumulateurs par une alarme optique.