Brevet FR2778338A1 — publié le 19991112

La présente invention a pour objet un dispositif d'injection à débit contrôlé et en ambulatoire d'un médicament sous forme liquide. Dans le cas de certains traitements, il est nécessaire de réaliser une injection d'un médicament liquide sous un très faible débit, pendant une période importante. Pour éviter l'immobilisation du patient, il est connu de l'équiper d'un dispositif d'injection à débit contrôlé, qu'il porte sur lui et avec lequel il peut se déplacer. Un dispositif connu comprend un manchon élastique en silicone ou latex, formant réservoir, contenu dans une enceinte rigide. Un tel dispositif est muni d'une entrée pour permettre l'introduction dans le manchon élastique du médicament par l'intermédiaire d'une seringue. Cette entrée est munie d'un clapet anti-retour empêchant le refoulement du médicament après déconnexion de la seringue. La sortie du médicament vers le patient se fait par un deuxième orifice de section calibrée. Cet orifice est relié à une ligne assurant la mise en perfusion du patient. Lorsque le patient est connecté, le médicament s'écoule avec un débit dépendant de la pression générée par le manchon calibré, de la section de l'orifice de sortie, et de la viscosité du liquide. Un tel dispositif d'une part nécessite l'utilisation d'une seringue pour son remplissage, et d'autre part ne possède pas un débit de perfusion constant, surtout dans le dernier tiers du vidage du manchon élastique. Le but de l'invention est de fournir un dispositif d'injection à débit contrôlé, ne nécessitant pas de seringue intermédiaire pour le remplissage, assurant un débit de perfusion constant, et permettant également le réglage de la valeur de ce débit. A cet effet, le dispositif qu'elle concerne comprend - un corps de seringue équipé d'un accès pouvant être relié successivement à un organe de remplissage, tel qu'une aiguille et à une ligne de perfusion munie d'un clapet anti-retour permettant le passage de liquide de la seringue vers la ligne, - un boîtier monté coulissant avec étanchéité à l'intérieur du corps, afin de faire varier le volume d'une chambre qu'il délimite avec le corps de la seringue, - un élément qui, formant piston, monté sur le boîtier, et en contact avec la chambre, est susceptible, suivant sa position, de créer une surpression ou une dépression dans la chambre, des moyens pour actionner de façon alternative l'élément formant piston. Dans un premier temps, pour réaliser le remplissage de la chambre, le liquide est aspiré comme avec une seringue traditionnelle, le boîtier coulissant jouant le rôle de piston. Dans un second temps, le corps de la seringue est relié à une ligne de perfusion, et l'élément formant piston est actionné, créant successivement une surpression et une dépression dans la chambre contenant le médicament liquide. Lorsqu'une surpression est exercée, une certaine quantité de liquide est évacuée par la ligne de perfusion, tandis que lorsqu'une dépression est exercée par le piston, le boîtier est déplacé dans le corps de la seringue dans un sens de réduction du volume de la chambre, s'adaptant ainsi automatiquement au volume de liquide contenu dans celle-ci. Suivant une forme avantageuse d'exécution de l'invention le boîtier contient un électro-aimant auquel est associé un noyau mobile, monté coulissant dans un alésage débouchant dans la face du boîtier délimitant la chambre, le noyau mobile étant déplacé dans un sens par l'électro-aimant et en sens inverse par des moyens de rappel. Dans ce cas une membrane d'étanchéité est montée entre l'extrémité du noyau mobile et la chambre. Les moyens de rappel du noyau mobile sont constitués par un ressort, et les moyens de commande de l'électro-aimant sont constitués par un générateur d'impulsions électriques. Il est possible de faire varier la durée et la fréquence des impulsions en commandant le générateur d'impulsions par l'intermédiaire d'un oscillateur générant un signal dont la fréquence est préréglée par un potentiomètre. Avantageusement les moyens d'actionnement de l'élément formant piston sont logés dans le boîtier. Suivant une autre caractéristique de l'invention l'extrémité du corps de seringue, située du côté opposé à l'accès, est ouverte et sert au passage d'un organe d'actionnement en forme de poussoir monté sur la paroi postérieure du boîtier. Le poussoir n'est mis en place que lors de la phase de remplissage du corps de la seringue, puis retiré pendant l'opération de perfusion. Avantageusement, c'est le retrait du poussoir qui assure la mise en fonctionnement du dispositif de perfusion. A cet effet, sur la paroi arrière du boîtier est monté un interrupteur disposé sur le circuit d'alimentation des moyens de commande de l'électro-aimant, cet interrupteur étant actionné par le poussoir de façon à inactiver les moyens de commande de l'électro-aimant lorsque le poussoir est fixé sur le boîtier et inversement. Afin d'éviter que, lorsque le piston exerce une surpression à l'intérieur de la chambre, le boîtier coulissant ne recule à l'intérieur du corps, le boîtier comporte des moyens empêchant son recul, en période d'injection. Suivant une forme d'exécution les moyens empêchant le recul du boîtier en période d'injection sont constitués par des pattes radiales fixées sur la paroi postérieure du boîtier, orientées de l'intérieur vers I'extérieur, destinées à venir s'arc-bouter contre la face intérieure du corps. Le corps de piston devant pouvoir reculer pour réaliser le remplissage du corps de la seringue, lorsque le poussoir est en position montée, les pattes anti-recul comportent plusieurs ondulations inverses successives, I'extrémité libre de chaque patte étant inclinée de l'avant vers l'arrière, et le poussoir, en position montée sur le boîtier, prend appui sur une ondulation centrale de chaque patte, pour désaccoupler les pattes de la paroi du corps de seringue. Suivant une autre caractéristique de l'invention la ligne de perfusion est équipée d'un accumulateur disposé en aval du clapet anti- retour. Le rôle de cet accumulateur est d'absorber instantanément le volume expulsé à chaque impulsion, puis de restituer le liquide stocké vers le patient. Son utilité est d'autant plus importante, lorsque la ligne de perfusion est de faible diamètre, en raison des pertes de charge. Cet accumulateur peut être constitué d'une simple chambre élastique. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif. Figure 1 est une vue en coupe longitudinale de ce dispositif avant utilisation, Figure 2 en est une vue en coupe longitudinale en fin de remplissage de liquide, Figures 3 et 4 en sont deux vues en coupes longitudinales au cours de deux phases successives de la perfusion, Figure 5 est une vue en plan du dispositif anti-recul du boîtier, Figure 6 est une vue de côté et à échelle agrandie de ce dispositif anti-recul, Figure 7 est une vue d'un schéma- bloc illustrant les éléments de la carte électronique de commande. Comme montré à la figure 1, le dispositif comporte un corps de seringue 2 dont une extrémité est munie d'un accès 3 pouvant être relié à un organe de remplissage ou à une ligne de perfusion. A cet effet cet accès est de type luer à verrouillage. L'extrémité du corps de seringue 2 opposée à l'accès 3 est ouverte. A l'intérieur du corps 2 est monté coulissant un boîtier 4, l'étanchéité étant réalisée par l'intermédiaire d'un joint périphérique 5. Sur la paroi 6 du boîtier, opposée à l'accès 3, peut être fixé, par vissage de façon amovible, un poussoir 7. A l'intérieur du boîtier est logé un électro-aimant 8 muni d'un noyau mobile 9 déplaçable parallèlement à l'axe de la seringue 2 à I'intérieur d'un alésage 10 que comporte le boîtier. L'extrémité avant du noyau mobile est située du côté de la paroi avant du boîtier, avec réalisation de l'étanchéité à l'aide d'une membrane 12. Lorsque l'électro- aimant 8 est alimenté, le noyau mobile 9 est déplacé vers l'avant de la seringue. Le rappel en arrière du noyau mobile est réalisé par un ressort hélicoïdal 13. Le boîtier coulissant contient également une pile 14 d'alimentation électrique de l'électro-aimant ainsi qu'un circuit électronique de commande 15. L'alimentation de l'électro-aimant à travers le circuit électronique de commande 15 est réalisée par un circuit comportant un interrupteur 16 actionné par le poussoir amovible 7. Lorsque le poussoir est en position montée sur le boîtier 4, I'interrupteur 16 est ouvert, alors que l'interrupteur se ferme dès que le poussoir est retiré, comme montré aux figures 3 et 4. La paroi postérieure 6 du boîtier est équipée, comme montré notamment aux figures 5 et 6, d'une pluralité de pattes anti-retour 17, qui sont des pattes métalliques comportant plusieurs ondulations. L'extrémité libre de chaque patte, est orientée de l'intérieur vers l'extérieur et de l'avant vers l'arrière, et est destinée à prendre appui contre la paroi intérieure du corps de la seringue. Les pattes 17 peuvent être escamotées par appui du poussoir amovible 7, lorsque celui-ci est en position montée sur le boîtier, comme montré aux figures 1 et 2. D'un point de vue pratique, l'alimentation de l'électro-aimant 8 à partir de la pile 14 se fait à travers l'interrupteur 16, un oscillateur 19 qui génère un signal dont la fréquence est préréglée par un potentiomètre 20. Ce signal pilote un générateur d'impulsions 22 destiné à limiter la durée de l'impulsion de commande transmise à l'électro-aimant 8. Avant utilisation, le dispositif se trouve dans la position représentée à la figure 1, le poussoir 7 étant monté sur le boîtier 4, et l'accès 3 étant fermé par un capuchon de protection 23. Le capuchon étant retiré, il est procédé au montage sur l'accès 3 d'une aiguille 24. Du liquide peut alors être aspiré dans un récipient 25. Le liquide passe alors du récipient dans une chambre 26 située entre le boîtier coulissant 4 et le corps 2 de la seringue. L'aiguille 24 est démontée et remplacée par une ligne de perfusion 27. L'opérateur évacue les bulles d'air de la chambre 26 et de la ligne 27. La ligne 27 comprend un clapet anti-retour 28 ne permettant le passage de liquide que du dispositif vers le patient, ainsi qu'un accumulateur 29 disposé en aval du clapet 28. La ligne étant connectée au patient il est procédé au retrait du poussoir 7 par dévissage. Cette opération assure la fermeture de I'interrupteur 16 et par suite l'alimentation du circuit électronique et de l'électro-aimant 8. La perfusion commence. La pression nécessaire à la perfusion par voie intraveineuse est de 30 mbar minimum (1 bar = 101 300 Pa). Le dispositif représenté est étudié pour pouvoir fournir une pression de 100 mbar. Lorsque l'électro-aimant 8 est excité par le courant électrique, le noyau 9 est attiré en position avant jusqu'en butée. La course du noyau et son diamètre déterminent le volume de liquide déplacé à chaque impulsion. Lorsque le noyau 9 avance, il exerce une surpression dans la chambre 26 de telle sorte que le volume disponible de celle-ci diminue. Le liquide étant incompressible, il est refoulé vers la ligne de perfusion 27, à la condition que la surpression générée soit celle inférieure à celle nécessaire pour faire reculer le boîtier. Pour éviter de tels risques, les pattes anti-recul 17 remplissent cette fonction d'anti-recul, comme expliqué précédemment et représentées aux figures 3 à 6. A la fin de l'impulsion, le noyau mobile 9 recule sous l'action du ressort de rappel 13. Il se crée une dépression dans la chambre 26. Le liquide de la ligne ne pouvant pas être aspiré à cause du clapet anti- retour 28, c'est l'ensemble du boîtier 4 qui avance vers l'extrémité avant du corps de la seringue. Comme il ressort de ce qui précède l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif d'injection à débit contrôlé et en ambulatoire, de structure simple, permettant de réaliser de façon autonome son remplissage en liquide, et fournissant un débit constant et réglable pendant toute la phase de vidage. Comme il va de soi l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif, décrit ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que l'élément assurant successivement une mise en pression et une dépression dans le chambre contenant le liquide pourrait ne pas être constitué par un piston monté coulissant dans un alésage, mais par une membrane déformée successivement dans deux directions opposées, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Ce dispositif d'injection à débit contrôlé et en ambulatoire d'un médicament sous forme liquide, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps de seringue (2) équipé d'un accès (3) pouvant être relié successivement à un organe de remplissage, tel qu'une aiguille et à une ligne de perfusion munie d'un clapet anti-retour (28) permettant le passage de liquide de la seringue vers la ligne, - un boîtier (4) monté coulissant avec étanchéité à l'intérieur du corps (2), afin de faire varier le volume d'une chambre (26) qu'il délimite avec le corps de la seringue, - un élément (9) qui, formant piston, monté sur le boîtier (4), et en contact avec la chambre, est susceptible, suivant sa position, de créer une surpression ou une dépression dans la chambre, - des moyens (8, 14, 15) pour actionner de façon alternative l'élément formant piston. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (4) contient un électro-aimant (8) auquel est associé un noyau mobile (9), monté coulissant dans un alésage (10) débouchant dans la face du boîtier (4) délimitant la chambre (26), le noyau mobile (9) étant déplacé dans un sens par l'électro-aimant (8) et en sens inverse par des moyens de rappel (13). 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une membrane d'étanchéité (5) est montée entre l'extrémité du noyau mobile (9) et la chambre (26). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens de rappel du noyau mobile (9) sont constitués par un ressort (13). ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de commande de l'électro-aimant sont constitués par un générateur (22) d'impulsions électriques. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (14, 15) de l'élément formant piston sont logés dans le boîtier. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité du corps de seringue (2), située du côté opposé à l'accès, est ouverte et sert au passage d'un organe d'actionnement en forme de poussoir (7) monté sur la paroi postérieure du boîtier. 8) Dispositif selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que sur la paroi arrière du boîtier est monté un interrupteur (16) disposé sur le circuit d'alimentation des moyens de commande (15) de l'électro- aimant (8), cet interrupteur (16) étant actionné par le poussoir (7) de façon à inactiver les moyens de commande de l'électro-aimant (8) lorsque le poussoir (7) est fixé sur le boîtier et inversement. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le boîtier (4) comporte des moyens empêchant son recul, en période d'injection. ) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens empêchant le recul du boîtier (4) en période d'injection sont constitués par des pattes radiales (17) fixées sur la paroi postérieure (6) du boîtier (4), orientées de l'intérieur vers l'extérieur, destinées à venir s'arc- bouter contre la face intérieure du corps. 11) Dispositif selon les revendications 7 et 10, caractérisé en ce que les pattes anti-recul (17) comportent plusieurs ondulations inverses successives, I'extrémité libre de chaque patte (17) étant inclinée de l'avant vers l'arrière, et le poussoir (4), en position montée sur le boîtier, prend appui sur une ondulation centrale de chaque patte (17), pour désaccoupler les pattes de la paroi du corps de seringue. 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la ligne de perfusion est équipée d'un accumulateur (29) disposé en aval du clapet anti-retour (28).