Brevet FR3074911A1 — publié le 20190614

DISPOSITIF ET PROCEDE D'ANALYSE DE COMPOSITIONS LIQUIDES, NOTAMMENT D'ECHANTILLONS DE LIQUIDES D'ORIGINE BIOLOGIQUE POUR LA DETERMINATION NOTAMMENT DES ELECTROLYTES La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'analyse d'échantillons de liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes. On sait que les mesures d'électrolytes dans le sang, en combinaison avec d'autres paramètres, permettent aux praticiens concernés de diagnostiquer des pathologies probables et de façon rapide et pointue. Les analyses de ce type sont réalisées en laboratoire au moyen d'appareils sophistiqués requérant un investissement important, difficile à rentabiliser sans une très forte demande et un très grand nombre d'analyses journalières. Une sous-traitance externe de ces opérations impose le transfert des échantillons d'une part, la conservation d'autre part et surtout un délai de traitement entre l'envoi de l'échantillon et l'obtention des résultats. De plus, les appareils sophistiqués sont des appareils couteux et non évolutifs c'est-à-dire qu'ils proposent directement l'analyse des électrolytes principaux et d'autres paramètres. On connaît des analyseurs de biochimie, notamment commercialisés sous la marque déposée COBAS, qui permettent d'analyser en automatique les électrolytes du sang, du plasma ou d'autres solutions grâce à un module interchangeable contenant les dispositifs de mesure adaptés. Un tel appareil répond au besoin d'analyses in situ mais l'agencement dudit appareil reste complexe et si le choix des électrolytes est possible, il doit néanmoins être réalisé initialement, à la configuration de l'appareil. Néanmoins, des paramètres tels que le pH et le Calcium par exemple ne peuvent pas être implémentés du fait des délais de traitement. On connaît aussi le brevet US 20090156966 qui vise une cassette avec des modules qui comportent des moyens mémoire afin de lier des informations à ladite cassette, de permettre une reconnaissance du type de cassette par l'appareil dans lequel elle est intégrée et de 2 procéder à l'intégration des données dans le système de pilotage, sans intervention, directement par une pré programmation. Il existe un besoin de dispositifs de dimensions plus modestes, qui sont évolutifs, qui permettent de disposer des résultats in situ donc avec des délais très rapides, qui sont simples 5 à manipuler, qui permettent une traçabilité et des analyses aussi précises que les appareils sophistiqués et d'un prix de revient permettant une installation et une utilisation en limitant les freins financiers. La possibilité d'une analyse complémentaire du taux de CO2 dans le sang peut aussi être un complément utile à ce type d'appareil évolutif. Le dispositif d'analyse d'échantillons de liquides d'origine biologique, selon l'invention, pour 10 la détermination notamment des électrolytes est maintenant décrit en détail, suivant un mode de réalisation particulier, non limitatif, ladite description étant établie en regard des dessins annexés, dessins qui représentent : FIG 1: une vue en perspective du dispositif selon la présente invention, avec son carter, FIG 2 : une vue en perspective du dispositif de la figure 1, avec retrait du carter, 15 FIG 3 : une vue en élévation latérale gauche du dispositif de la figure 2, FIG 4 : une vue en perspective de dessus permettant d'appréhender les mécanismes de déplacement en translation verticalement et horizontalement, FIG 5 : une vue en perspective d'une électrode utilisée dans le dispositif selon la présente invention. 20 La description détaillée est établie à partir des différentes figures, indifféremment. Le dispositif d'analyse d'échantillons de sang liquides d'origine biologique selon la présente invention comprend un bâti B, un carter C avec un écran E de visualisation et de dialogue sur la face avant, en l'occurrence tactile, ainsi qu'une imprimante, non représentée pour la clarté du dessin. Il est également prévu des connexions informatiques et réseaux de type connu, 25 normées. Le bâti reçoit un module de prélèvement 10, un module d'analyse 20 comprenant des électrodes, un module de réserve de produits liquides 30, un module de pilotage 40 comprenant des moyens électroniques et informatiques, ainsi qu'un réseau de connexions fluide 50. Sur la face avant du bâti B, le module de prélèvement 10 d'échantillons de compositions liquides, comporte un support de tubes 100, recevant des tubes 101 d'accueil des échantillons 3 et un tube de référence 102 muni d'un piquage 102P en partie basse. Ce support de tubes 100 est monté mobile en translation sur un chariot 103 porte-tubes, mobile sur des guides 104. Le chariot 103 est associé à des moyens moteurs 105, en l'occurrence un moteur électrique 106 pas à pas, deux poulies 107 et 108, dont une est motrice et entraînée par ledit moteur, 5 avec une courroie crantée 109 tendue entres lesdites deux poulies. Le chariot 103 est solidaire de ladite courroie crantée si bien que, quand la courroie se déplace dans un sens ou dans l'autre, le chariot est déplacé de la même façon. L'axe XX' passant par les centres desdites deux poulies est horizontal comme les guides 104. La translation du chariot 103 porte-tubes ainsi obtenue est exercée dans un plan parallèle à la 10 façade, l'amplitude des déplacements laissant toujours le chariot dans la largeur de la façade. Sur cette même face avant du bâti B, le module de prélèvement 10 comprend de plus des moyens de prélèvement 110 qui comprennent eux-mêmes un chariot 111 porte aiguille sur lequel est disposée une aiguille 112 de prélèvement à canal central. Le chariot porte-aiguille 111 est monté mobile en translation sur des guides 113, les guides étant orientés 15 verticalement, suivant l'axe YY', c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe XX'. Un agencement, de même type que pour le chariot porte-tubes 103, est réalisé sous la forme d'une courroie crantée 114 tendue entre deux poulies 115, 116 dont la droite qui joint les axes de rotation des deux dites poulies est orienté suivant l'axe YY'. L'une des poulies, en l'occurrence la poulie 115 haute, est entraînée en rotation par un moteur électrique pas à 20 pas 106', du même type que le moteur 106. Le chariot porte-aiguille 111 assure ainsi des mouvements monte et baisse de l'aiguille de prélèvement 112 qu'il porte. Le module 20 des électrodes comprend un rack 200 destiné à recevoir des électrodes 201 d'analyse des électrolytes du type 201Ca, 201, 201Na etc. On note que dans le mode de réalisation tel que proposé et illustré sur les dessins, l'électrode 25 de gauche, figure 3 par exemple, est l'électrode 201K visant la mesure du Potassium, toujours disposée à gauche. A droite du rack, et toujours disposée à droite sur le rack, on trouve l'électrode de Référence 202. Les autres électrodes d'analyse des électrolytes 201 sont interposées, en fonction des besoins, 30 entre les électrodes Potassium 201K et de Référence 202. Le rack 200 comporte également des moyens de pressage 203 des électrodes les unes contre les autres pour les besoins de continuité et d'étanchéité comme cela sera expliqué plus avant. 4 Ces moyens de pressage 203 comportent des presses 204 et une vis de serrage 205, permettant de rapprocher les presses. Une électrode selon la présente invention est détaillée sur la figure 5. Cette électrode 201, 202 comprend un corps de forme sensiblement parallélépipédique, avec 5 un canal traversant 206 en partie inférieure, un réservoir 207 et une électrode 209 proprement dite, débouchant dans ledit canal, des moyens de mémorisation 208 des informations concernant ladite électrode ainsi que des moyens de connexion filaire 209 destinés à coopérer avec les bornes d'un bornier 210. Le bornier 210 est lui-même connecté au module de pilotage 40. 10 Le canal traversant 206 comporte à chacune de ses extrémités débouchantes des moyens d'étanchéité entre les électrodes, par exemple par compression d'un joint du type torique, de façon à pouvoir assurer l'étanchéité entre deux modules et une continuité de circulation d'un canal d'une électrode au canal de l'électrode suivante, juxtaposée. L'électrode 201K comprend un piquage 211 à son extrémité libre, c'est-à-dire à gauche dans 15 la représentation dessinée, c'est-à-dire le côté non susceptible d'être juxtaposé à une autre électrode. L'électrode 202 de référence comprend, de façon symétrique, un piquage 212 à droite. Les moyens de pressage 203 assurent la compression mécanique nécessaire pour générer ladite étanchéité entre les électrodes par pressage des joints toriques. 20 Le dispositif d'analyse selon l'invention intègre aussi, de façon optionnelle, une cellule de mesure du taux de CO2, 213, indépendante du module d'électrodes. Le module de réserve de produits liquides 30 comprend un premier contenant 300 du produit de référence permettant un étalonnage et utilisé notamment pour le rinçage de l'aiguille de prélèvement et du canal du module d'électrodes. 25 Un deuxième contenant de fluides usagés 301 est destiné à recevoir les fluides liquides usagés après les différentes opérations de lavage, étalonnage, analyse. Enfin un troisième contenant 302 reçoit de l'acide lactique destiné à alimenter la cellule de mesure du taux de CO2 213, lorsqu'elle est présente. Le module de pilotage 40 comprenant des moyens électroniques et informatiques reçoit et 30 traite les informations issues des électrodes. Une mémoire intègre un logiciel de pilotage afin de réaliser les programmes de déplacements mécaniques, de circulation des fluides, de rinçage, de reprogrammation en fonction des électrodes en place, les étalonnages, les 5 rinçages poussés, les impressions de résultats ou de journaux de résultats, les transmissions des informations via les connexions réseau, les émissions d'alertes en cas de nécessité de nettoyage, de dysfonctionnements liés à des pannes et/ou à des remplacements nécessaires de contenants de solutions fluides. 5 Le module de connexions fluide 50 comprend les liaisons entre les différents contenants et organes du dispositif selon la présente invention ainsi que les moyens de mise en circulation. Le premier réseau 500 relie par un tuyau 501 le contenant 300 de produit de référence au piquage 102P en pied du tube de référence 102. Une pompe 502, par exemple péristaltique, est interposée sur le tuyau 501. Cette pompe aspire dans le contenant et alimente ledit tube 10 de référence par le bas. Le deuxième réseau 503 comprend un tuyau 504 qui relie le sommet de l'aiguille de prélèvement 112 et le piquage 211 de la première électrode 201K. Le tuyau 504 reprend sur le piquage 212 à la sortie de l'électrode de référence 202, assurant la continuité avec le canal intérieur des électrodes 201 juxtaposées. 15 Ce tuyau 504 débouche dans le contenant 301 qui recueille les fluides usagés. Une pompe 505, par exemple péristaltique, assure la circulation dans ce deuxième réseau. Dans le cas de présence d'une cellule de mesure du CO2, il est en outre prévu un tuyau 506 reliant le troisième contenant 302 confinant l'acide lactique à la cellule de mesure du CO2213. Quant au tuyau 504, il est alors relié à la cellule de mesure du CO2 ( non représenté) afin d'y 20 faire circuler l'échantillon prélevé avec l'aiguille de prélèvement 112, en sortie des électrodes de mesure des électrolytes. Le tuyau 504 se prolonge de la cellule de mesure du CO2 jusqu'au contenant 301 qui recueille les fluides usagés donc l'échantillon de sang. Le troisième réseau 506 comprend un tuyau 507 qui relie le troisième contenant 302 confinant 25 l'acide lactique de mesure comparative, une pompe, par exemple péristaltique, assurant la circulation. Ce schéma fluide est simplifié pour des raisons de clarté mais le circuit de la cellule d'analyse de CO2 peut être plus complexe dans ses circuits d'alimentation, de nettoyage et d'évacuation en fonction du type de cellule, cette partie n'étant pas l'objet de la présente invention. 30 Le dispositif selon la présente invention fonctionne de la façon qui est maintenant décrite, selon des cycles de base qui peuvent être aménagés en fonction des besoins. 6 Tout d'abord le dispositif est configuré par mise en place des électrodes nécessaires pour les analyses visées. Ces électrodes sont disposées sur le rack 200. Ainsi, l'électrode 201K (Potassium) est en place à gauche de l'électrode 202 de référence qui est en place à droite dudit rack. 5 Si des taux d'autres électrolytes doivent être mesurés, il suffit d'intercaler entre les deux électrodes en place les électrodes nécessaires, par exemple deux électrodes 201Na (sodium) et 201Ca (calcium). Il suffit pour cela de desserrer les presses 204 par manoeuvre de la vis 205. De façon déterminée dans le présent mode de réalisation, l'électrode de référence 202 est fixe et on écarte l'électrode 201K vers la gauche. 10 Les deux électrodes 201Na et 201Ca supplémentaires sont alors intercalées. Les moyens de connexion filaire 209 sont connectés sur les broches du bornier 210. Dès lors le dispositif reconnaît les électrodes ajoutées du fait des informations contenues dans les moyens de mémorisation 208 de chaque électrode. Le pilotage, les cycles, les mesures seront traitées de façon adaptée. 15 II est ensuite nécessaire de serrer l'ensemble grâce aux presses 204 par manoeuvre de la vis 205 en sens inverse. Cette pression mécanique assure la mise en pression des joints toriques des électrodes entre elles et donc l'étanchéité et la formation d'un canal permettant aux fluides de circuler dans les chambres 206, en continuité. 20 Les échantillons de liquide d'origine biologique, sont placés dans des tubes 101 eux-mêmes positionnés dans le support de tubes 100 sur le chariot 103. Le tube de référence 102 est rempli de liquide de référence confiné dans le contenant 300 par son piquage 102P en pied, par actionnement de la pompe 502. Le programme prévoit ensuite un passage de l'aiguille de prélèvement dans le tube de 25 référence 102 de façon à procéder à un nettoyage de l'aiguille de prélèvement 112. L'aiguille de prélèvement 112 est abaissée par mise en service du moteur 106', rotation des poulies 115 et 116 ainsi que de la courroie 114. Du liquide de référence est alors pompé à travers l'aiguille de prélèvement 112 et passe à travers les électrodes 201 et 202 en place pour assurer d'une part un étalonnage à la mise en 30 service et d'autre part un nettoyage. La pompe 505 assure cette circulation du liquide de référence jusqu'au contenant 301 de fluides usagés. 7 Le cycle suivant consiste à remonter l'aiguille de prélèvement par translation verticale, à assurer une translation du chariot 103 par mise en service du moteur 105 qui entraîne la poulie 107 et donc la poulie 108 par la courroie crantée 109. Le premier tube 101 contenant du liquide d'origine biologique est positionné au droit de 5 l'aiguille de prélèvement 112. L'aiguille de prélèvement est de nouveau abaissée de façon que l'extrémité de ladite aiguille soit dans l'échantillon de liquide d'origine biologique. La pompe 505 assure la circulation du liquide d'origine biologique à travers l'aiguille de prélèvement, à travers le conduit 211, à travers toutes les électrodes 201K, 201Na et 201Ca, dans le cas retenu, et 202 jusqu'au rejet 10 dans le contenant 301 des fluides usagés. Les mesures effectuées par les électrodes au passage du liquide d'origine biologique dans les chambres 206 au contact des électrodes proprement dites 207 sont transmises au module de pilotage 40. Une fois les mesures effectuées, le circuit est nettoyé. 15 A cet effet, après remontée de l'aiguille de prélèvement et sortie du tube 101 contenant le liquide d'origine biologique analysé, le chariot 103 est ramené en position sous l'aiguille de prélèvement qui est abaissée puis le liquide de référence est aspiré par ladite aiguille et circule à travers les électrodes pour finir dans le contenant 301 de recueil des fluides liquides usagés. Le cycle peut alors être reproduit avec le contenu du tube 101 suivant, dans les meilleures 20 conditions. Ce cycle de base peut être complété en faisant passer le sang total issu du passage à travers les électrodes vers la cellule de mesure du taux de CO2 lorsque cela est nécessaire et que ladite cellule est en place. Les fluides usagés sont conduits dans le même contenant 301. Cette cellule de mesure du taux de CO2, utilisant un capteur du commerce, étant plus 25 complexe dans son fonctionnement bien connu, comporte un schéma fluide plus complexe puisque l'acide lactique est introduite, on attend le développement du CO2, on mesure l'augmentation de pression si bien qu'il est nécessaire de disposer de connexions fluidiques supplémentaires comme indiqué ci-avant. Ce schéma d'analyse est différent, c'est la raison pour laquelle elle ne peut être couplée 30 directement sur le rack avec les électrodes d'analyse des électrolytes. 8 Les résultats avec les mesures peuvent être imprimés si l'option imprimante est prévue, et/ou ils peuvent être transmis en ligne et/ou ils peuvent être sauvegardés sur des moyens de stockage de données de masse. Les cycles peuvent être adaptés en fonction des besoins notamment les cycles nettoyage. 5 En ce qui concerne les nettoyages, il est prévu un nettoyage calibration à chaque test ainsi que cela vient d'être décrit mais il est aussi conseillé de procéder à un nettoyage plus agressif de circuit et des électrodes tous les x tests ou suivant une durée fixe d'utilisation ou de non utilisation. Un calibrage spécifique est réalisé au moins une fois par jour pour vérifier la sensibilité d'une 10 part et la réponse des électrodes d'autre part. Selon un perfectionnement de la présente invention, le dispositif est équipé d'un lecteur de références, par exemple un lecteur de codes-barres, lesdits codes-barres étant portés par les tubes d'échantillon 101. Ce lecteur étant relié au module de pilotage 40, les résultats du contenu dudit tube, repérés 15 par un code-barres, seront associés à ce code-barres au moment de son traitement par l'aiguille de prélèvement 112 et par conséquent, à l'échantillon. Ce perfectionnement assure une parfaite corrélation entre les contenus des tubes 101 et les résultats obtenus, REVENDICATIONS1. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, caractérisé en ce qu'il comprend un bâti B, un module de prélèvement (10), un module d'analyse (20) comprenant des électrodes, un module de réserve de produits liquides (30), un module de pilotage (40) comprenant des moyens électroniques et informatiques, ainsi qu'un réseau de connexions fluide (50). 2. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de prélèvement (10) comporte un support de tubes (100), recevant des tubes (101) d'accueil des échantillons et un tube de référence (102), un support de tubes (100) monté mobile en translation sur un chariot (103). 3. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chariot (103) est monté mobile sur des guides (104), associé à des moyens moteurs (105), deux poulies (107, 108), et une courroie crantée (109) tendue entres lesdites deux poulies. 4. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le tube de référence (102) comprend un piquage (102P) en partie basse. 5. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de prélèvement (110) qui comprennent un chariot (111) porte aiguille sur lequel est disposée une aiguille (112) de prélèvement à canal central, ce chariot porte-aiguille (111) étant monté mobile en translation sur des guides (113), les guides étant orientés verticalement. 6. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, 10 selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module d'analyse (20) comprend un rack (200) destiné à recevoir des électrodes (201) d'analyse des électrolytes avec des moyens de pressage (203) desdites électrodes les unes contre les autres pour les besoins de continuité et d'étanchéité. 5 7. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rack comprend une électrode de Référence (202) fixe et une électrode Potassium (201K) mobile, les autres électrodes étant intercalées entre ces deux dites électrodes. 10 8. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque électrode (210, 202) comprend un corps avec un canal traversant (206) en partie inférieure, une électrode (207) proprement dite, débouchant dans ledit canal, des moyens de 15 mémorisation (208) des informations concernant ladite électrode ainsi que des moyens de connexion filaire (209). 9. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un canal traversant (206) et des 20 moyens d'étanchéité par pressage destinés à assurer une continuité de circulation d'un canal (206) d'une électrode au canal (206) de l'électrode suivante, juxtaposée. 10. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de 25 réserve de produits liquides (30) comprend un premier contenant (300) du produit de référence, un deuxième contenant de fluides usagés (301) est destiné à recevoir les fluides liquides usagés après les différentes opérations de lavage, étalonnage, analyse et un troisième contenant (302), optionnel. 11. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de pilotage (40) comprend des moyens électroniques et informatiques, une mémoire intégrant 11 un logiciel de pilotage afin de réaliser les programmes de déplacements mécaniques, de circulation des fluides, de rinçage, de reprogrammation en fonction des électrodes en place, les étalonnages, les rinçages poussés, les impressions de résultats ou de journaux de résultats, les transmissions des informations via les connexions réseau, les émissions d'alertes en cas de 5 nécessité de nettoyage, de dysfonctionnements liés à des pannes et/ou à des remplacements nécessaires de contenants de solutions fluides. 12. Dispositif d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un 10 module d'analyse de CO2. 13. Procédé d'analyse d'échantillons de compositions liquides d'origine biologique, notamment d'échantillons de sang total pour la détermination notamment des électrolytes, ceci avec le dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à faire évoluer le dispositif en disposant les électrodes nécessaires et en 15 assurant les étapes suivantes: abaisser l'aiguille de prélèvement (112) dans le tube de référence (102)et pompage du liquide de référence de façon à procéder à un nettoyage de l'aiguille de prélèvement (112) et un étalonnage, remonter l'aiguille de prélèvement par translation verticale, 20 positionner le premier tube (101) contenant du sang total au droit de l'aiguille de prélèvement (112), abaisser l'aiguille de prélèvement (112) de façon que l'extrémité de ladite aiguille soit dans l'échantillon de sang total, circulation du sang à travers l'aiguille de prélèvement, à travers toutes les 25 électrodes (201) et (202) jusqu'au rejet dans le contenant (301) des fluides usagés, mesures par les électrodes au passage du sang total dans les chambres (206) au contact des électrodes proprement dites (207) et transmission au module de pilotage (40), positionner l'aiguille de prélèvement (112) de nouveau au droit du tube de référence (102), abaissement et aspiration de liquide de référence par ladite aiguille et circulation à travers les électrodes jusqu'au contenant (301) de recueil des fluides liquides usagés.