Brevet FR2647350A1 — publié le 19901130

"Appareillage pour l'administration d'insuline à des diabétiques" La présente invention concerne un appareillage pour l'administration d'insuline à des diabétiques de manière à simuler la physiologie naturelle de l'insulino-sécrétion. Les pompes à insuline actuellement utilisées tant pour l'injection d'insuline basale ou interprandiale, c'est-à-dire l'injection permanente, que pour l'injection d'insuline prandiale, c'est-à-dire l'injection qui a lieu au moment des repas, sont des pompes dont le débit est réglé, en fonction du patient, de son taux de glycémie et de la quantité de glucides prévue pour chaque repas en faisant varier respectivement la fréquence et la durée des injections de micro-quantités fixes d'insuline basale. Ces pompes sont généralement constituées d'une seringue d'injection et de son support fixe, d'un moteur électrique "pas-à-pas" et de son générateur d'impulsions, accouplé à une vis mère par l'intermédiaire d'un réducteur avec un équipage mobile le long de cette vis mère à laquelle il est lié par un embrayage et qui est attelé au piston de la seringue de manière à provoquer, par son déplacement dans un sens, l'injection dans le corps du patient du produit qu'elle contient. Avec ces pompes, le débit d'insuline basale est donc sensiblement constant et le débit d'insuline prandiale est délivré sous la forme d'une onde unique à débit plus ou moins rapide et de durée variable. Or des travaux récents ont permis de remarquer que, chez un sujet normal, d'une part, le débit basal est un débit physiologique pulsé environ toutes les treize minutes, plus performant au niveau des récepteurs insuliniques qu'un débit continu et, d'autre part, le débit prandial est un débit biphasique très précis comportant une première onde dite phase céphalique, correspondant à une décharge brève d'insuline survenant, par réflexe, dès le premier contact des aliments avec la bouche et une deuxième onde plus ample mais tardive, déclenchée par la montée post prandiale du taux de glycémie c'est-à-dire déclenchée par métabolisme après absorption intestinale des glucides. En partant de ces constatations, l'appareillage de l'invention, qui vise à améliorer les performances des traitements des diabétiques à l'insuline et qui comporte une pompe du type précité, ou encore une pompe péristaltique, est caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de commande du fonctionnement de la pompe agencés pour qu'elle délivre tant pour l'injection d'insuline basale que pour l'injection d'insuline prandiale des débits séquentiels, à la manière des sécrétions naturelles des sujets normaux, chaque période comportant une phase initiale ou fenêtre d'injection dont la durée maximale réglable est égale à une fraction inférieure au cinquième de la période, suivie d'une phase de repos au cours de laquelle aucune injection n'est produite, des moyens de réglage du débit de la pompe étant prévus pour contrôler ses moyens de commande et déterminer la valeur du débit de la pompe pendant la phase initiale en faisant varier la quantité injectée à l'intérieur de la fenêtre précitée en fonction du patient traité, de son taux de glycémie et, éventuellement, de la quantité de glucides ingérée par ce patient, lors d'un repas. Cet appareillage permet donc de régler le débit d'insuline par variation de quantités injectées à fréquence fixe, alors que les appareillages utilisés jusqu'alors règlent le débit en faisant varier la fréquence d'injections dont l'amplitude est constante. Le réglage de débit est effectué par exemple, dans le cadre de la présente invention, en faisant varier la durée effective d'injection à l'intérieur de la fenêtre précitée. De préférence, chaque période correspondant aux débits séquentiels possède, aussi bien dans l'administration basale que dans l'administration prandiale, une durée d'environ 13 minutes, correspondant à l'intervalle physiologique moyen chez l'homme. Avantageusement, pour tenir compte des variations individuelles dans la fréquence des impulsions, des moyens de sélection sont prévus pour programmer la période considérée, par exemple en offrant la possibilité d'avoir des impulsions à une fréquence choisie de 10,13 ou 20 minutes, en conservant chaque fois un débit moyen horaire affiché. En prenant pour exemple une période dont la durée est de 13 minutes, la phase initiale ou fenêtre d'injection peut posséder une durée d'environ 2 minutes, tandis que la phase de repos, au cours de laquelle aucune injection n'est produite, possède une durée d'environ 11 minutes. D'autres moyens de sélection sont prévus, pour programmer la quantité injectée à chaque impulsion et choisir ainsi le débit pulsé d'insuline injectée, par exemple en offrant le choix entre six débits horaires différents d'insuline basale, par exemple en mettant en oeuvre un lecteur-analyseur de glycémie optionnel, relié aux moyens de contrôle et de commande. Avantageusement, il est prévu un débit supplémentaire d'insuline, d'une valeur élevée, spécialement destiné à la correction des comas céto-acidosiques. Comme il ressort du principe de l'invention, l'administration prandiale d'insuline se fait sous forme de débit pulsé à fréquence identique au débit basai. Pour reproduire au mieux le débit physiologique, à caractère biphasique, l'injection d'insuline prandiale comprend une première phase sous forme d'injection d'une quantité prédéterminée élevée d'insuline en une seule impulsion, suivie d'une autre phase prévue pour s étendre sur la durée d'un repas et comportant l'injection d'insuline sous forme d'impulsions de période égale à celle de l'injection d'insuline basale. La première phase peut être déclenchée à un instant programmé correspondant à un horaire de repas, ou être provoquée par action sur un moyen de commande manuel au moment voulu, en s'intercalant éventuellement entre les impulsions ordinaires dont la période est fixée. Les impulsions de la phase suivante, ainsi que l'impulsion initiale de l'administration prandiale, correspondent à des "profils" préenregistrés, soit avec des débits fixes, soit avec une régulation ajustant automatiquement la quantité prandiale d'insuline aux glucides ingérés. A l'issue d'une durée prédéterminée, par exemple de deux heures, le débit pulsé d'injection prandiale est automatiquement interrompu, pour permettre la reprise de l'administration d'insuline basale. Pour des raisons de sécurité, on prévoit en outre, avantageusement, des moyens de commande manuels pour l'interruption volontaire et/ou la modification de l'injection prandiale en cours de repas. De toute façon, Itinvention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques seront mises en évidence, à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de cet appareillage pour l'administration d'insuline à des diabétiques, et illustrant le fonctionnement d'un tel appareillage: : Figure 1 est un diagramme rappelant le principe de fonctionnement d'un appareillage classique Figure 2 illustre, sous la forme d'un diagramme similaire à celui de la figure 1, le principe de fonctionnement d'un appareillage conforme à la présente invention ; Figure 3 est un diagramme illustrant plus précisément le fonctionnement de l'appareillage selon l'invention, en administration d'insuline basale Figure 4 est un diagramme analogue -à celui de la figure 3, mais relatif au fonctionnement de l'appareillage selon l'invention en administration d'insuline prandiale ; Figure 5 est un schéma synoptique simplifié de cet appareillage. Sur tous les diagrammes des figures 1 à 4, on a porté en abscisses le temps t, et en ordonnées les quantités d'insuline injectées Q, qui s'expriment en unités appropriées (unités internationales). La figure 1 rappelle le fonctionnement d'un appareillage classique. Les injections sont effectuées en quantité ou amplitude constante, par impulsions de fréquence choisie. La période de ces impulsions, et l'amplitude des injections, définissent le débit injecté. Ce débit est modifié en faisant varier la fréquence des impulsions, l'amplitude restant constante. Par exemple, comme l'illustre la figure 1, le débit initial d peut être doublé en multipliant la fréquence des impulsions par deux, donc en divisant par deux la période initiale T de ces impulsions. Au contraire, dans un appareillage conforme à l'invention et comme l'illustre la figure 2, la période T des impulsions reste constante, et le débit injecté est modifié en faisant varier l'amplitude de ces impulsions. Par exemple, pour obtenir un débit doublé 2d, c'est la quantité d'insuline Q injectée à chaque impulsion qui est multipliée par deux, sans modifier la fréquence des impulsions. Plus particulièrement, en administration basale et comme l'illustre la figure 3 sur laquelle l'échelle des temps est dilatée, la période T des impulsions peut être de 13 minutes. A l'intérieur de chaque période T, on distingue une phase initiale ou "fenêtre" d'injection de durée T1, par exemple égale à 2 minutes, et une phase de repos, sans injection de durée T2 égale par exemple à 11 minutes. La quantité d'insuline Q injectée à chaque impulsion, donc à la fréquence 1/T, est réglable par modification de la durée de fonctionnement effectif de la pompe à l'intérieur de la fenêtre d'injection, de durée maximale Tl. La fréquence et la durée des impulsions déterminent évidemment le débit horaire d'insuline injecté. Le même principe d'injection séquentielle s'applique aussi, selon l'invention, en administration prandiale comme l'illustre la figure 4. Cette administration est biphasique, mais reste pulsée à la même fréquence que l'administration basale, par exemple avec une période T de 13 minutes et avec une fenêtre d'injection de durée T2 égale à 2 minutes, au début de chaque période. La première phase correspond à l'injection, à l'heure du repas, d'une quantité déterminée de N unités d'insuline. La phase suivante, s'étendant sur une durée totale de deux heures par exemple, correspond à des injections pulsées de quantités égales entre elles de n unités, plus faibles que l'injection initiale de N unités, la fréquence d'injection et cette quantité de n unités définissant ici aussi le débit horaire injecté (débit prandial). Une fois cette administration prandiale achevée, par exemple à l'issue de la durée de deux heures, le débit retourne automatiquement au débit basal précédant le repas. L'appareillage selon l'invention, dont le principe de fonctionnement vient d'être indiqué, est réalisable selon le schéma synoptique de la figure 5, sur laquelle le repère 1 désigne la pompe à insuline, par exemple du type comportant une seringue dont le corps est raccordé, par un tube souple 2, à une aiguille d'injection 3 destinée à être mise en place sur le patient. A la pompe I sont associés des moyens de commande 4, déterminés en fonction du type de pompe. En particulier, dans le cas d'une pompe 1 actionnée par un moteur électrique "pas-à-pas", les moyens de commande 4 comprennent un générateur d'impulsions électriques envoyées au moteur, qui lui-même déplace le piston de la pompe à seringue, dans l'exemple indiqué plus haut, sur des distances proportionnelles au nombre d'impulsions délivrées. Les moyens de commande 4 sont eux-mêmes sous la dépendance d'un ensemble électronique de contrôle 5 avec un microprocesseur 6, avec un pupitre de commande manuelle 7 pour la programmation et la commande de diverses fonctions, et avec des moyens d'affichage 8 permettant de faire apparaître divers paramètres. Le pupitre de commande 7 comporte des touches ou boutons dont l'état est décodé par le microprocesseur 6, lequel délivre des informations dirigées vers les moyens d'affichage 8. La liaison réalisée entre le microprocesseur 6 et la pompe I, par l'intermédiaire des moyens de commande 4, permet de synchroniser la pompe 1 avec les ordres émis à partir de l'ensemble électronique de contrôle 5, et de maîtriser ainsi le débit d'insuline injecté au patient. A titre optionnel et comme indiqué en pointillés, un lecteur-analyseur de glycémie 9 peut être branché sur le patient et fournir une information transmise, par une liaison électronique 10, vers l'ensemble de contrôle 5, de manière à constituer un système en boucle, auto-régulé. Les composants électriques et électroniques sont évidemment alimentés par une source d'énergie appropriée, non représentée, telle que batterie. Compte tenu du fonctionnement désiré, l'ensemble électronique de contrôle 5 inclut une horloge interne, ainsi que des moyens de programmation, de mémorisation et de calcul de données, les programmes mis en oeuvre ne faisant pas partie de l'invention et pouvant, d'ailleurs, varier en fonction des commandes manuelles disponibles sur le pupitre 7 et en fonction des caractéristiques particulières de la pompe 1. A titre indicatif, le pupitre de commande 7 peut comporter des touches, interrupteurs ou boutons poussoirs permettant de: - modifier les paramètres basaux (glycémie, besoin d'insuline, fréquence des impulsions), - modifier les paramètres prandiaux (glucides, horaires des repas), - déclencher l'administration d'insuline prandiale, - afficher instantanément la quantité totale prandiale sur les moyens d'affichage 8, - déclencher la correction des comas céto-acidosiques, - remettre à zéro un totalisateur de la quantité totale d'insuline injectée. Le microprocesseur 6, autour duquel s'articule le fonctionnement de l'ensemble de contrôle 5, traduit notamment les informations données par les touches ou autres commandes manuelles du pupitre 7, précédemment détaillées, pour - calculer le débit basal en fonction de la glycémie, de la fréquence des impulsions et des besoins en insuline, - calculer le débit biphasique prandial en fonction des glucides et de l'horaire des repas, - gérer la visualisation permanente de divers paramètres sur les moyens d'affichage 8. Egalement à titre indicatif, ces moyens d'affichage 8 peuvent assurer la visualisation - du débit basal sélectionné, en unités par heure, - des autres paramètres basaux : taux de glycémie, fréquence des impulsions, besoin d'insuline, - du débit instantané en cours d'injection (lors de l'administration basale et prandiale), - des autres paramètres prandiaux: quantités de glucides (en grammes), horaires des repas, - de la quantité totale d'insuline injectée, et - de la quantité d'insuline restante, soit la quantité en réserve dans la seringue dans le cas d'une pompe I du type précédemment mentionné. Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de cet appareillage pour l'administration d'insuline qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par l'utilisation d'une pompe d'un autre type, telle qu'une pompe péristaltique, ou par la modification des temps intervenant dans le fonctionnement, ou encore par l'adjonction ou la suppression de fonctions auxiliaires. REVENDICATIONS 1. Appareillage pour l'administration d'insuline à des diabétiques, comportant une pompe (1) avec une seringue d'injection actionnée par un moteur électrique "pas-à-pas", ou une pompe péristaltique, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de commande (4) du fonctionnement de la pompe (1) agencés pour qu elle délivre tant pour l'injection d'insuline basale que l'injection d'insuline prandiale des débits séquentiels, à la manière des sécrétions naturelles des sujets normaux, chaque période (T) comportant une phase initiale ou fenêtre d'injection (Tl) dont la durée maximale réglable est égale à une fraction inférieure au cinquième de la période (T), suivie d'une phase de repos (T2) au cours de laquelle aucune injection n'est produite, des moyens (5) de réglage du débit de la pompe (1) étant prévus pour contrôler ses moyens de commande et déterminer la valeur du débit de la pompe pendant la phase initiale (T1) en faisant varier la quantité injectée à l'intérieur de la fenêtre précitée en fonction du patient traité, de son taux de glycémie et, éventuellement, de la quantité de glucides ingérée par ce patient, lors d'un repas. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (5) de réglage du débit de la pompe (1) sont prévus pour faire varier la durée effective d'injection à l'intérieur de la fenêtre d'injection (tel). 3. Appareillage selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que chaque période (T) correspondant aux débits séquentiels possède, aussi bien dans l'administration basale que dans l'administration prandiale, une durée d'environ 13 minutes, correspondant à l'intervalle physiologique moyen chez l'homme. 4. Appareillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la phase initiale ou fenêtre d'injection (Tl) possède une durée d'environ 2 minutes, tandis que la phase de repos (T2), au cours de laquelle aucune injection n'est produite, possède une durée d'environ Il minutes. 5. Appareillage selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que, pour tenir compte des variations individuelles dans la fréquence des impulsions, des moyens de sélection (7) sont prévus pour programmer la période (T) considérée, par exemple en offrant la possibilité d'avoir des impulsions à une fréquence choisie de 10,13 ou 20 minutes, en conservant chaque fois un débit moyen horaire affiché. 6. Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que d'autres moyens de sélection (7) sont prévus pour programmer la quantité (Q) injectée à chaque impulsion et choisir ainsi le débit pulsé d'insuline injectée, par exemple en offrant le choix entre six débits horaires différents d'insuline basale. 7. Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de sélection précités (7) comprennent un moyen prévu pour déclencher un débit supplémentaire d'insuline d'une valeur élevée, destiné à la correction des comas céto-acidosiques. 8. Appareillage selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce que l'injection d'insuline prandiale, dont l'administration se fait sous forme de débit pulsé à fréquence (I/T) identique au débit basal, comprend une première phase sous forme d'injection d'une quantité prédéterminée élevée d'insuline (N) en une seule impulsion, suivie d'une autre phase prévue pour s'étendre sur la durée d'un repas et comportant l'injection d'insuline sous forme d'impulsions de période (T) égale à celle de l'injection d'insuline basale. 9. Appareillage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de commande manuel (7) pour le déclenchement de la première phase de l'administration d'insuline prandiale, au moment voulu, cette première phase pouvant s'intercaler entre les impulsions ordinaires de période fixée (T). 10. Appareillage selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un lecteur-analyseur de glycémie (9), relié (en 10) aux moyens de contrôle (5) et de commande (4). 11. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend, en plus de moyens aptes à interrompre automatiquement le débit pulsé d'injection prandiale pour permettre la reprise de l'administration d'insuline basale, ceci à l'issue d'une durée prédéterminée par exemple de deux heures, des moyens de commande manuels (7) pour l'interruption volontaire et/ou la modification de l'injection prandiale en cours de repas.