APPARATUS FOR THE ADMINISTRATION OF LIQUIDS BY MEANS OF AN INJECTOR

Abstract: 1. Apparatus (1) for administering a liquid contained in the chamber (5) of an injector (2) equipped with a piston (4) sliding in the said chamber (5), the apparatus (1) exhibiting means for anchoring the body (3) of the injector (2) and means for the traction of the piston (4) in the axial direction within the said chamber (5), the said traction means comprising a first element (17) coupled to a component for the transmission of movement (18) and a second element (19) capable of cooperating with the said piston (4) to draw it axially, characterized in that the said traction means comprise : - linkage means (20) which establish between the said first and elements (17, 19) a flexible coupling with a stroke (a) of predetermined length in the direction of advance of the piston (4) within the said chamber (5), - means (22) permitting the measurement, at any instant, of the distance taken along the direction of advance of the piston between the said first and second elements, the said means (22) comprising a transducer element capable of emitting an electrical signal dependent upon the distance between the said first and second elements (17, 19), the said apparatus further comprising means (73) for comparison of the said signal emitted by the said transducer (22) with a reference signal, the value of which is a function of a predetermined distance between the said first and second elements (17, 19) to emit an output signal, as well as signalling means (76) connected to the output of the said comparison means (73) and capable of being energized or de-energized by the said output signal to indicate that the said predetermined distance has been reached.

Description: APPAREIL POUR ADMINISTRER UN LIQUIDE AU MOYEN D'UN INJECTEUR La présente invention concerne un appareil pour administrer un liquide au moyen d'un injecteur. En particulIer, la présente invention est relative à un appareil capable d'administrer au moyen d'un injecteur, une quantité relativement faible (20 - 30 cm3) d'un liquide dans un temps relativement long (3 - 4 heures). Les appareils capables d'administrer un liquide selon les modalités exposées ci-avant sont avantageusement utilisés dans le domaine médical, par exemple dans les traitements de dialyse du sang pour administrer graduellement au patient une solution héparinée, durant toute la durée du traitement qui est en général de trois à quatre heures. Le liquide à administrer est préalablement introduit dans la chambre d'un injecteur muni d'un piston. L'appareil possède des moyens d'ancrage du corps de l'injecteur et des moyens de traction du piston dans une direction axiale intérieure à ladite chambre. Les inconvénients les plus sérieux lors de l'utilisation de tels appareils sont dus à une obstruction indésirée du conduit à l'aval de l'appareil lui-même. En fait une obstruction non remarquée peut être préjudiciable au patient, puisque l'infusion s'interrompt et peut aussi entraîner des dommages avec rupture possible de la ligne d'administration du liquide à cause de la forte augmentation de pression du liquide poussé par le piston précité. Dans le but d'éviter de tels inconvénients, les moyens actuels de traction du piston présentent, en position perpendiculaire au sens d'avancement du piston, un plateau d'accouplement frontal comprenant deux engrenages à dents triangulaires poussés l'un contre l'autre par des ressorts. De cette manière, une augmentation éventuelle de la pression du liquide due à une obstruction du conduit d'infusion provoque, en conséquence, le désaccouplement des engrenages et le déclenchement par l'un d'eux d'un micro-interrupteur relié à un circuit d'alarme convenable On observe cependant que le relèvement de la surpression ainsi obtenue est insuffisamment fiable et non constant dans le temps puisqu'il dépend de l'usure des dents des engrenages et du degré d'accouplement des engrenages eux-mêmes, qui varie selon la position relative de ces derniers. En outre, de tels appareils doivent être munis d'un micro-interrupteur supplémentaire pour signaler la fin de la course du piston. Un but de la présente invention est de proposer un appareil pour administrer un liquide au moyen d'un injecteur qui surmonte les inconvénients des appareils de types connus et énumérés ci-avant. Ce but est atteint par la présente invention qui est relative à un appareil pour administrer un liquide contenu dans la chambre d'un injecteur muni d'un piston coulissant dans ladite chambre, l'appareil presentant des moyens d'ancrage du corps de l'injecteur et des moyens de traction du piston en direction axiale vers le fond de ladite chambre, caractérisé par le fait que lesdits moyens de traction comprennent un premier élément accouplé à un organe de transmission de mouvement, un second élément capable de coopérer avec ledit piston pour le tirer axiaemont et des moyens de liaison qui établissent entre lesdits premier et second éléments un accouplement élastique avec une course de longueur prédéterminée dans la direction d'avancement du piston à l'intérieur de ladite chambre, des moyens de mesure de déplacement étant prévus pour relever périodiquement à tout instant la distance axiale entre lesdits premier et second éléments. Pour une meilleure compréhension de la présente invention, on en décrit maintenant une forme préférée de réalisation, à simple titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels la figure 1 est une vue de dessus et en partie schématique d'un appareil réalisé selon les enseignements de la présente invention, la figure 2 est une vue en élévation et en coupe selon Il - Il de la figure 1. En se référant plus particulièrement à la figure 1, la référence (1} désigne l'ensemble de l'appareil pour administrer un liquide au moyen d'un injecteur (2). Ce dernier présente en particulier un corps (3) essentiellement cylindrique à l'intérieur duquel coulisse un piston (4) qui délimite avec le corps (3) une chambre (5) à l'intérieur de laquelle est contenu le liquide à administrer. L'appareil (1) possèd#e un chassis support (7) constitué essentiellement de quatre plaques rectangulaires, respectivement (8), (9), (10) et (11), montées face à face deux à deux et reliées entre elles au moyen de vis (12). Sur la plaque (9) on fixe extérieurement un élément de type connu (14) capable de constituer un ancrage stable du corps (3) de l'injecteur (2) à la plaque support (9) elle-même. Le piston (4), quant à lui, est apte à être accroché à un élément (15) en forme Qe L à l'extrémité libre duquel peut pivoter un crochet (16) susceptible de coopérer avec l'extrémité du piston (4) pour verrouiller celui-ci contre ladite extrémité libre de l'élément (15). De cette fanon le piston (4) peut être entraîné dans une direction axiale et dans les deux sens grâce à l'élément (15). Selon la présente invention, l'appareil (1) comprend un premier élément (17) relié à un organe de transmission de mouvement (18), un second élément (19) solidaire de l'élément de traction (15) en forme de L du piston (4) et des moyens de liaison (20) (voir aussi la figure 2) qui établissent entre les premier et second éléments (17, 19) un accouplement élastique avec la possibilité d'un déplacement relatif maximum (course) (a) dans la direction d'avancement du piston (4) à l'intérieur de la chambre (5) de l'injecteur (2). L'appareil (1) comprend en outre des moyens de mesure (22) capables de relever la distance axiale entre les éléments (17) et (19). En particulier de tels moyens de mesure peuvent être constitués essentiellement par un dispositif optique à réflexion fixé sur l'élément (19) au moyen d'une vis (23) et faisant face à l'élément (17). En se référant plus particulièrement à la figure 2, les éléments (17) et (19) ont essentiellement la forme d'un L . En outre, chacun d'eux présente deux trous parallèles, respectivement (24, 25) et (26, 27), disposés parallèlement et perpendiculairement aux bras composant chacun desdits éléments en L. Les éléments (17) et (19) en forme de L sont essentiellement complémentaires et sont montés de manière telle que les trous (24) et (27) puis (25) et (26) sont disposés respectivement le long d'un même axe et sont engagés dans des tiges guide cylindriques respectivement (28) et (29), fixées parallèlement sur les plaques (10) et (11) du chassis (7) au moyen de vis respectivement (30) et (31). Comme on le voit bien figure 1, le second élément (19) est rendu solidaire de l'élément (15) qui tire le piston (4), au moyen d'un étrier (33) qui coulisse à l'intérieur d'une rainure (34) creusée longitudeinalement dans la plaque (9). En se référant aux figures 1 et 2, on fixe au premier élément (17) des moyens de traction tels qu' une crémaillère (36) sur la partie extérieure du bras percé du trou (25). Cette crémaillère s'engrène sur un pignon correspondant (37) calé sur un arbre (38) - Ce dernier sort perpendiculairement à la plaque (9) travers un orifice (39) percé dans celle-ci pour recevoir un pommeau (40) représenté partiellement figure 1. L'arbre (38) est supporté par un palier (41) logé dans un trou correspondant ménagé dans la plaque (8) et il peut s'accoupler en rotation de manière amovible avec l'organe de transmission de mouvement (18) au nxs3n d'un plateau d'accouplement (42) muni de dents de scie dissymétriques comme représenté figure 1. Ce dernier comprend en particulier une première pièce (44) solidaire de l'arbre (38) et une seconde pièce (45) qui vient s'accoupler à l'organe (18) de transmission de mouvement, essentiellement constitué par l'arbre de sortie d'un moto-re#t'#r (46). L'arbre (38) porte en outre, calé dans la partie comprise entre la partie (44) et le palier (41) un disque (47) présentant à la périphérie une pluralité d'appendices radiaux équidistants (48). Entre le disque (47) et le palier (41), on place et on maintient en compression un ressort à boudin (49) coaxial à l'arbre (38). Dens les régions encadrant les appendices radiaux (48) du disque t47) on place respectivement un élément photoémetteur (51) et un élément photorécepteur (52) se faisant face et de manière telle que le faisceau lurttineux émis par l'élément photoémetteur (51) et dirigé vers l'éleit#et' photorécepteur (52) puisse etre intercepté par les appendices (48) du disque (47). tes éléments (51) et (52) sont supportés par une petite fourche (53) fixée sur la plaque (8) par un étrier (54). Le signal électrique provenant de l'élément photorécepteur (52), par exemple un phototransistor, parvient à une première entrée d'un bloc d'élaboration (56) dont une seconde entrée reçoit un signal de référence règlable engendré par le bloc (57). Le bloc (56) peut être réalisé de toute manière convenable afin de fournir à une lampe (58) un signal d'alarme chaque fois qu'on atteindra une différence de valeur prédéterminée entre les signaux reçus. En d'autres termes, la lampe (58) fournit à l'opérateur une alarme chaque fois que la rotation de l'arbre (38) qui commande le déplacement du premier élément (17) correspond à des valeurs qui sortent des limites prédéterminées. En se référant à la figure 2, les moyens de liaison (20) entre les éléments (17) et (19) comprennent essentiellement une vis (61) avec une tête (62), une partie intenmédiaire (63) non filetée et une extrémité filetée (64). Celle-ci est vissée dans la partie correspondante (65) d'un trou borgne (66) creusé dans l'élément (19) parallèlement au trou (27) dans la face tournée vers l'élément (17). Le trou borgne (66) reçoit à l'intérieur un ressort à boudin (68) qui est coaxial à la partie interrn & aire (63) de la vis (61). Cette partie intermédiaire peut coulisser axialement à l'intérieur d'un trou (69) creusé dans l'élément (17) à côté du trou (24) précité. De la même manière la tête (62) de la vis (61) est logée sans interférence à l'intérieur d'une cavité cylindrique (70) coaxiale au trou (69) et tournée du côté opposé à celui qui fait face au ressort (68). Le diamètre de la cavité (70) est plus grand que celui du trou (69) et leurs surfaces cylindriques sont reliées par une paroi annulaire plane et orthogonale (71) qui constitue une butée d'arrêt aux déplacements axiaux de la tête (62) par rapport à l'élément (17) dans le sens de la poussée exercée par le ressort (68). La longueur de la partie intermédiaire (63) de la vis (61) est essentiellement égale à la somme des longueurs mesurées dans la direction 'axiale des trous (69), de la partie non filetée du trou borgne (66) et de la course précitée désignée par : a. De cette manière le lien entre le premier élément (17) et le second élément (19) se révèle de type rigide quand, en se référant à la figure 2, l'arbre (38) tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une notre afin d'entraîner un déplacement de la droite vers la gauche des éléments (17) et (19). Un tel lien se révèle au contraire de type élastique dans le cas où l'arbre (38) tourne dans le sens des aiguilles d'une montre : en fait, dans ces conditions, l'élément (17) transmet un poussée axiale à l'élément (19) au moyen du ressort cylindrique (68). Dans le cas où l'élément (19) rencontre un obstacle quelconque à la translation axiale de la gauche vers la droite, le ressort à boudin (68) est comprimé par l'élément (17) et la distance entre les éléments (17) et (19) se réduit jusqu'à zéro. Comme on l'a déjà dit, la mesure de la distance entre les éléments (17) et (19) est effectuée par le dispositif optique (22). Le signal électrique émis par celui-ci est envoyé à travers un circuit amplificateur (72) sur la première entrée d'un circuit comparateur (73), dont la seconde entrée est reliée au curseur d'un potentiomètre (74). Celui-ci a une extrémité reliée à la masse et l'autre extrémité reliée à une borne (75) reliée à son tour, d'une manière non représentée, à une source d'alimentation en courant continu. La sortie du comparateur (73) est reliée à des moyens de signalisation (76) comprenant une lampe (77) et un avettisseur acoustique i78). Le fonctionnement de l'appareil (1) est le suivant. Avant tout le corps (3) de l'injecteur (2) est mis correctement en place grâce à l'élément d'ancrage (14) pendant que le piston (4) est accroché à l'élément (15) en forme de L. On peut ensuite administrer le liquide contenu à l'intérieur de la chambre (5) par le déplacement du piston (4) en aliitentant électriquement le motoréducteur (46). Ce dernier entraîne dans le sens des aiguilles d'une montre l'arbre (18), donc dans le même sens l'arbre (38) et par conséquent le déplacement de la gauche vers la droite des éléments (17) et (19), ainsi que de l'élément en L (15) solidaire du piston (4). La quantité de liquide administrée dépend donc de l'avancement du piston (4) à l'intérieur de la chambre (5) et est contrôlee de la manière indiquée ci-avant par le bloc d'élaboration (56). Ce dernier vérifie en fait que l'avancement des appendices (48) du disque t47) entre les éléments photoémetteur (51) et photorécepteur (52) s'effectue dans des intervalles de temps prédéterminés et imposés à l'avance au moyen du bloc (57) générateur de signaux de référence. Dans le cas où l'avancement des appendices (48) et donc la rotation du disque (47) serait hors des limites de temps prédéterminées, le bloc (56) envoie un signal provoquant l'éclairage de la lampe (58) afin de signaler 1'anomalie à 1 'opérateur. Dans des conditions normales, l'avancement du piston (4) s'effectue de manière à administrer progressivement le liquide contenu dans la chambre (5) de l'injecteur (2). Dans le cas où l'on observe une obstruction qui empêche ou qui réduit de façon considérable le déDit de liquide s'écoulant de la chambre (5), il se crée dans celle-ci une augmentation de pression qui crée une poussée axiale dans la direction opposée au sens d'avancement du piston (4) lui-mème. Une telle poussée est transmise à l'élément (15) et de celui-ci, par l'étrier (33) à l'élément (19). Ce dernier en se reportant à la figure 2, tend essentiellement à rester arrêté, provoquant en conséquence la compression du ressort à boudin (68) par l'élément (17). De cette manière les éléments (17) et (19) s'approchent graduellement, ce qui modifie le niveau du signal engendré par le dispositif optique (22). Le signal émis par celui-ci, après être amplifie par le circuit amplificateur (72), est comparé dans le circuit comparateur (73) avec le signal fourni par le potentiomètre (74) et réglé préalablement en vue d'éviter de fausses alarmes. Lorsque la différence entre les signaux arrivant aux entrées du circuit comparateur (73) devient inférieure à une valeur minimum prédéterminée, le circuit (73) lui-même émet un signal de sortie qui alimente directement la lampe (77) et l'avertisseur acoustique (78) afin d' informer 1' opérateur d'une situation anormale. Une situation anormale particulière correspond à la fin de course des éléments (17) et (19) et donc du piston (4); elle est reconnue et signalée lorsque l'arrêt de l'élément (19) est provoqué par la paroi (11) du chassis (7). A la fin de l'infusion, l'injecteur peut être désaccouplé de l'élément d'ancrage (14) et de l'élément en L (15). Le déplacement de celui-ci peut être enfin commandé par l'opérateur en appliquant une force axiale sur le pommeau (40), pour désaccoupler le disque frontal (42) et en faisant de même tourner l'arbre (38) jusqu'à ce que l'élément (17) rejoigne sa position initiale à proximité de la plaque (10). De l'examen des caractéristiques de l'appareil construit selon la présente invention, il résulte clairement qu'il permet d'éviter les inconvénients cités ci-avant liés à l'emploi des appareils de type connu. En fait, des obstructions quelconques du conduit d'administration à l'aval de l'injection (2) sont détectées et signalées à l'opérateur alors qu'il est encore possihle d'intervenir afin d'éviter tout inconvénient au patient, de même que tout dommage à la ligne d'administration du liquide. Il est important d t observer qu'une telle signalisation n'est pas influencée par l'usurpe des pièces accouplées entre elles et donc de paramètres qui peuvent varier dans le temps; il en résulte qu'elle est particulièrement sûre et fiable. En outre l'appareil décrit ci-dessus ne nécessite pas l'emploi de micro-interrupteur de signalisation de fin de course du piston, puisque la condition de fin de course est reconnue, comme dit ci-dessus, comme empEchiant la poursuite du déplacement du piston et est signalée comme une condition anormale. Il est clair enfin que l'on peut apporter à 11 appareil décrit ci¯avar;;t diverses modifioetions et variantes de réalisation sans pour autant sortir de la présente invention. Par exemple les moyens de mesure (22) du dépîace##nt, au lieu d'être de type Optico-électronique, pourraient coçrendre un transducteur quelconque capable de fournir un signal de sortie électrique dont la valeur dépende de la distance entre les éléments cités (17) et (19). Par ailleurs une solution équivalente à celle decrite ci-avant consisterait à placer le transducteur optique à réflexion sur l'élément (17) plutôt que sur l'élément (l9).

Claims: REVENDICAIIONS 1. Appareil (1) pour administrer un liquide contenu dans la chambre (5) d'un injecteur (2) muni d'un piston (4) coulissant dans ladite chambre (5), l'appareil (1) présentant des moyens d'ancrage du corps (3) de l'injecteur (2) et des moyens de traction du piston (4) en direction axiale vers le fond de ladite chambre (5), caractérisé par le fait que lesdits moyens de traction comprennent un premier élément (17) accouplé à un organe de transmission de mouvement (18), un second élément (19) capable de coopérer avec ledit piston (4) pour le tirer axialement et des moyens de liaison (20) qui établissent entre lesdits premier et second éléments (17, 19) un accouplement élastique avec une course (a) de longueur prédéterminée dans la direction d'avancement du piston (4) à l'intérieur de ladite chambre (5), des moyens (22) de mesure de déplacement étant prévus pour relever périodiquement à tout instant la distance axiale entre lesdits premier et second éléments (17, 19). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens (22) de mesure de déplacement comprennent un élément transducteur (22) capable de fournir un signal électrique de sortie dépendant de la distance entre lesdits premier et second éléments (17, 19). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit transducteur est de type optico-électronique. 4. Appareil selon la revendication 3, caracterisé par le fait que ledit transducteur de type optico-électronique est constitue essentiellement par un dispositif optique (22) à réflexion fixé sur ledit second élément (19) face au-dit premier élément (17) ou vice-versa 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait de comprendre des moyens d'élaboration d'un signal électrique émis par ledit transducteur (22); lesdits moyens d'élaboration comprennant essentiellement des moyens (73) de comparaison du signal émis par ledit transducteur avec un signal de référence pour émettre un signal de sortie dont la valeur change en correspondance avec une distance prédéterminée entre lesdits premier et second éléments (17, 19) et des moyens de signalisation (77, 78) reliés à la sortie desdits moyens de comparaison (73) et susceptibles d'être excités ou désexcités par le signal de sortie émis par ces derniers pour signaler l'obtention de ladite distance prédéterminée. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens de comparaison comprennent un comparateur à seuil présentant une première entrée recevant ledit signal émis par ledit transducteur (22) et une seconde entrée recevant ledit signal de référence. 7. Appareil selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de réglage (74) du niveau dudit signal de référence. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens de signalisation (76) comprennent un avertisseur optique (77) et/ou un avertisseur acoustique (78). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'élaboration comprennent un amplificateur (72) interposé entre ledit transducteur (22) et lesdits moyens de comparaison (73). 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de liaison (20) entre lesdits permier (17) et second (18) éléments comprennent essentiellement une vis (61) et un ressort (68) : ladite vis (61) présentant une tête (62) capable de coopérer avec une surface correspondante de butée dudit premier élément (17) et une tige avec une partie intermédiaire (63) coulissant par rapport audit premier élément et une extrémité (64) vissée dans le second élément (19) afin de permettre un déplacement axial dudit second élément (19) par rapport audit premier élément (17), ledit ressort étant interposé entre lesdits premier (17) et second (19) éléments. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit ressort (68) est du type ressort à boudin et est monté coaxialement à la partie intermédiaire (63) de la tige de ladite vis (61). 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait de comprendre des moyens (28, 29) de guidage du déplacement axial desdits premier (17) et second (19) éléments. 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé par le fait que lesdits moyens de guidage comprennent une paire de guides cylindriques (28, 29) parallèles et fixés à un chassis support (7). 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé par le fait que lesdits premier (17) et second (19) éléments ont essentiellement chacun la forme d'un L , et ont chacun une paire de trous parallèles (24, 25 ; 26, 27) qui coopèrent respectivement avec des guides cylindriques (28, 29). 15. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit premier élément (17) est solidaire d'une crémaillère (36) qui coopère avec un pignon (37) lequel est accouple# à des moyens de transmission de mouvement (18). 16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé par le fait qu'il comprend un plateau d'accouplement (42) qui permet l'accouplement en rotation dudit pignon (37) avec lesdits moyens de transmission de mouvement (18). 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé par le fait que ledit plateau d'accouplement (42) comprend une seconde partie (45) solidaire desdits moyens de transmission de mouvement (18) et une première partie (44) solidaire dudit pignon (37) et de l'arbre (38) mobile axialement contre l'action de moyens élastiques (49) pour permettre le désaccouplement entre lesdites première (44) et seconde (45) parties du plateau d'accouplement (42). 18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé par le fait que lesdits moyens élastiques (49) comprennent un ressort à boudin (49) coaxial à l'arbre (38) comprimé entre un élément fixe (8) solidaire du chassis dudit appareil et un élément (47) solidaire dudit arbre (38). 19. Appareil selon la revendication 17 ou 18, caractérisé par le fait que ledit arbre (38) s'étend à l'extérieur au chassis dudit appareil pour être engagé dans un pommeau (40) manoeuvrable à la main pour entraîner en translation axiale et en rotation ledit arbre (38). 20. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait de comprendre des moyens pour relever et contrôler le déplacement dudit premier élément (17) sous l'action des moyens de transmission de mouvement (18). 21. Appareil selon la revendication 20, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour relever et contrôler ledit déplacement comprennent essentiellement des moyens optico-électroniques (51, 52) capables d'émettre un signal électrique en fonction de l'avancement dudit premier élément (17), et des moyens d'élaboration (56) capables de comparer ledit signal électrique avec un signal correspondant de référence et à émettre un signal d'alarme quand l'écartement entre le signal dépendant de la position du premier élément (17) et le signal de référence sort des limites prédéterminées. Appareil selon la revendication 21, dépendante de la revendication 15, caractérisé par le fait que lesdits moyens de mesure (51, 52) coopèrent avec les appendices radiaux (48) d'un disque (47) solidaire dudit arbre (38) portant ledit pignon (37).

Inventors: ALDROVANDI, MAURO
Applicants: HOSPAL AG
Application year: 1985
Main classification: A61M5
IPC codes: A61M5