Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02424045 2003-03-20
WO 02/24258 PCT/BE01/00161
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DESCRIPTION
Domaine technique
Dispositif autonome de uerfusion
La présente invention trouve son origine dans un dispositif autonome de
perfusion suivant le
préambule de la revendication 1
Etat de la technique
On sait que la perfusion est une technique d'intervention qui permet
(introduction lente et
continue d'un liquide, tel qu'une substance médicamenteuse ou du sang, dans un
organisme.
Cette opération se pratique couramment en médecine humainè comme en médecine
vétérinaire.
Elle est destinée à compenser les pertes de liquides biologiques subies par un
organisme à la
suite, par exemple, d'une intervention chirurgicale, d'un accident de la route
ou de toute
circonstance ayant entraîné de graves lésions corporelles. II est d'ailleurs
fréquent que
(organisme qui reçoit la perfusion se trouve en état de choc.
Par principe, la perfusion consiste en l'écoulement d'un liquide approprié,
contenu dans une
poche souple, depuis cette poche jusqu'à l'organisme récepteur, via un circuit
défini, appelé
aussi ligne de pertusion. Cet écoulement doit se faire avec un débit constant,
adapté aux
besoins de l'organisme qui le reçoit.
Selon la pratique traditionnelle, la poche de liquide est maintenue à une
certaine hauteur au-
dessus de l'organisme à perfuser, de façon à assurer un écoulement gravitaire
du liquide. Cette
méthode s'applique assez facilement en milieu hospitalier ou analogue, où la
poche peut être
suspendue à une hauteur constante à une potence et accompagner le patient dans
ses
déplacements éventuels. En extérieur, par exemple sur les lieux d'un accident
de la route ou
d'une catastrophe naturelle, le maintien de la poche mobilise un membre des
services
d'intervention, qui n'est dès lors plus disponible pour des missions de soins
proprement dites. De
plus, la constance du débit est loin d'être assurée dans de telles conditions.
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Par ailleurs, particulièrement avec des poches de grandes dimensions, cette
méthode ne permet
pas toujours de garantir un débit réellement constant pendant la perfusion,
puisque la pression
du liquide diminue au fur et à mesure de la vidange de la poche. Enfin, il
existe un risque non
négligeable que le patient, par un geste incontrôlé, arrache la ligne de
perfusion qui le relie à la
poche suspendue.
Pour tenter de remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé différents
appareils de perfusion
qui peuvent être attachés directement au corps du patient, par un moyen
approprié tel qu'une
sangle ou une agrafe de ceinture. De tels appareils sont dits autonomes, parce
qu'ils ne
nécessitent pas de moyens extérieurs de support de la poche de perfusion.
On connaît, en particulier par le brevet européen EP-A-0 620 747, un appareil
autonome de
pertusion qui comporte des moyens pour mettre une poche de perfusion sous
pression entre
deux plaques de compression parallèles. Lorsque cet appareil se trouve dans sa
position
normale de repos, par exemple rangé dans une armoire, les plaques de
compression sont
essentiellement horizontales. Pour faciliter la description et la
compréhension, il est ici fait
référence à (appareil placé dans cette position. Pendant la perfusion, la
plaque supérieure reste
fixe et la plaque inférieure, portant la poche, peut se déplacer vers le haut
sous l'action d'un
mécanisme élastique. Pour charger une poche dans l'appareil, il faut soulever
la plaque
supérieure, qui constitue en fait un couvercle rabattable, afin d'avoir accès
à la plaque inférieure;
la fermeture de ce couvercle provoque l'armement du mécanisme élastique.
Ce dispositif connu présente plusieurs inconvénients. Son mode de chargement
et d'armement
nécessitant l'ouverture du couvercle supérieur pour dégager l'ouverture de
chargement empêche
l'empilement de plusieurs appareils en batterie en vue d'effectuer
simultanément plusieurs
pertusions. De plus, la fermeture du couvercle requiert l'application d'un
effort important, qui
d'une part est exigé du personnel d'intervention et qui d'autre part peut
nuire, par réaction, à la
fiabilité du verrouillage et à la rigidité du couvercle. II peut en résulter
une irrégularité de la
pression régnant dans la poche et par conséquent aussi du débit du liquide de
perfusion. II faut
d'ailleurs souligner que cet effort est d'autant plus élevé que la poche est
plus grande Pour les
plus grandes poches, par exemple d'une capacité de 3000 ml, l'effort
nécessaire peut excéder
les possibilités physiques du personnel d'intervention; il faut alors recourir
à des moyens
mécaniques improvisés qui causent souvent des pertes de temps.
Par ailleurs, la pression appliquée par ce dispositif connu décroît
progressivement au cours de la
perfusion, ce qui entraîne une diminution progressive du débit du liquide et
souvent méme une
grande difficulté de vider complètement la poche de perfusion. Enfin, la
taille des poches
utilisables est limitée en particulier à cause de l'effort requis pour la
fermeture du couvercle. II
faut encore souligrier que l'effort de fermeture, généralement élevé, est
appliqué directement par
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le couvercle à la poche de perfusion qui, à son tour, le transmet à la plaque
inférieure, contre la
force du mécanisme élastique, pour effectuer l'armement de l'appareil; la
poche est ainsi
soumise à un effort nettement supérieur à celui qu'elle subit pendant la
perfusion.
Présentation de l'invention
L'invention cherche précisément à remédier à ces inconvénients, en proposant
un dispositif
autonome de perfusion qui assure un débit constant du liquide de pertusion
pendant toute la
durée de celle-ci, qui garantit une vidange substantiellement complète des
poches de pertusion
et enfin qui peut être installé en batterie, notamment pour pertuser
simultanément plusieurs
patients ou pour injecter simultanément plusieurs liquides à un même patient.
Pour la clarté de l'exposé, le dispositif autonome de perfusion sera ici
également considéré dans
sa position normale de repos.
Conformément à l'invention, un dispositif autonome de perfusion, qui comporte
des moyens pour
mettre une poche de perFusion sous pression entre une plaque fixe et une
plaque mobile
entraïnée par un mécanisme élastique, est caractérisé en ce que la plaque
inférieure est fixe en
direction verticale, en ce que la plaque supérieure est mobile en direction
verticale sous faction
dudit mécanisme élastique, en ce qu'il est prévu au moins une ouverture dans
au moins une
paroi latérale du dispositif pour l'introduction d'une poche de perfusion
entre lesdites deux
plaques, en ce que ledit mécanisme élastique est pourvu de moyens de commande
et de
verrouillage indépendants desdites plaques, et en ce qu'il est prévu des
moyens pour
déverrouiller ledit mécanisme élastique après le chargement de ladite poche de
perfusion.
Suivant une forme de réalisation particulière, la plaque inférieure est mobile
dans son plan à la
manière d'un tiroir, entre une position intérieure, utilisée pour la perfusion
et le repos, et une
position extérieure, utilisée pour le chargement de la poche dans le
dispositif.
Suivant une caractéristique supplémentaire, le dispositif comporte des moyens
de déverrouillage
dudit mécanisme élastique actionnés par ladite plaque inférieure lors de sa
course de retour à sa
position intérieure.
II est encore avantageusement prévu des moyens de verrouillage de la plaque
inférieure dans sa
position intérieure, ainsi que des moyens pour déverrouiller ladite plaque
inférieure en vue de
permettre son mouvement vers sa position de chargement.
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De façon connue en soi, le mécanisme élastique comprend deux ensembles de
leviers croisés,
parallèles deux à deux, dans lesquels les leviers d'un même ensemble sont
réunis par des
ressorts et les deux ensembles de leviers sont assemblés par des axes
transversaux. Le
mécanisme élastique constitue ainsi un pantographe, commandant le déplacement
vertical de la
plaque supérieure sous l'effet de la traction des ressorts, qui provoque une
variation de l'angle
d'ouverture du pantographe. Une description plus détaillée de ce mécanisme
élastique et de son
mode de fonctionnement seront données plus loin en faisant référence aux
Figures 2 et 3.
Dans le dispositif du document EP-A-0 620 747, le bandage des ressorts est
obtenu par la
fermeture du couvercle et la transmission de l'effort de fermeture à la plaque
inférieure par
l'intermédiaire de la poche de perfusion.
Dans le dispositif de (invention au contraire, le bandage des ressorts, donc
(armement du
dispositif, est réalisé par des moyens de commande indépendants des plaques de
compression.
Selon une forme de réalisation particulière, les moyens de commande dudit
mécanisme
élastique comprennent une chaîne cinématique propre, reliant un point
d'application de l'effort
d'armement à l'organe de bandage des ressorts et de variation de l'angle
d'ouverture du
pantographe. Par exemple, l'effort d'armement peut être appliqué par un organe
mécanique tel
qu'une manivelle ou un moteur, et !'organe de bandage des ressorts peut être
une transmission
par roue à vis et vis sans fin. Différents organes de commande appropriés,
notamment
mécaniques, mais aussi pneumatiques ou hydrauliques, sont bien connus dans la
technique et
ne nécessitent pas une description détaillée ici.
L'avantage essentiel de ces moyens de commande du mécanisme élastique
indépendants des
plaques de compression est qu'ils ne nécessitent par la présence d'une poche
de perfusion et
qu'ils ne risquent dès lors pas d'endommager celle-ci lors de l'armement du
dispositif.
D'autres particularités et avantages du dispositif de l'invention apparaîtront
dans la description
détaillée d'une forme de réalisation de l'invention, donnée ci-dessous à titre
de simple exemple
en relation avec les dessins annexés.
Brève description des dessins
Dans ces dessins, la
Fig. 1 montre vue de face du dispositif de l'invention, du côté de (ouverture
de chargement; la
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Fig. 2 est une vue latérale du dispositif de la Figure 1, avec le mécanisme
élastique en position
déployée, la plaque supérieure en position basse et la plaque inférieure en
position
intérieure; la
Fig. 3 est une vue analogue à la Figure 2, mais avec le mécanisme élastique
replié, la plaque
5 supérieure en position haute et la plaque inférieure en position extérieure,
prête à
recevoir une poche de pertusion.
II va de soi que ces dessins ne constituent que des représentations
schématiques simplifiées du
dispositif de (invention, sans échelle particulière et dans lesquelles on n'a
reproduit que les
éléments indispensables pour la compréhension de l'invention. Des éléments
ïdentiques sont
désignés par les mêmes repères numériques dans toutes les figures.
Mode de réalisation de l'invention
Les Figures 1 à 3 montrent schématiquement la partie active du dispositif de
l'invention. Dans la
pratique, ce dispositif peut être logé dans un boîtier protecteur ou
décoratif, généralement
parallélépipédique; pour simplifier le dessin, on n'a représenté ici que le
cadre constitué par les
arêtes portantes. Le boîtier éventuel se compose essentiellement d'un panneau
de fond
horizontal 1, d'un panneau supérieur 2, de panneaux latéraux 3, 4 et
éventuellement de
panneaux avant 5 et arrière 6.
Dans la Figure 1, on a représenté une vue de face du dispositif de
l'invention; quand il est
présent, un panneau avant 5 présente au moins une ouverture 7, qui permet
notamment le
chargement de la poche, la sortie du tiroir de chargement qui sera décrit plus
loin, et le passage
de la ligne de perfusion. La position de l'éventuelle ouverture 7 est
symbolisée en trait mixte
dans la Figure 1 et mieux visible dans les Figures 2 et 3.
On distingue dans cette figure la plaque inférieure 8, qui porte une poche de
perfusion 9; cette
plaque inférieure 8 peut être dotée de rebords latéraux 10, 11 qui facilitent
notamment le
positionnement correct de la poche de perfusion. La plaque inférieure 8 repose
sur un support
12 fixé au panneau de fond 1, sur lequel elle peut coulisser horizontalement,
par des glissières
ou analogues 13. Le mouvement coulissant se fait entre une position intérieure
ou rentrée (Fig.
2), qui est la position de travail et de repos, et une position extérieure ou
sortie (Fig. 3), qui est la
position de chargement.
.Au-dessus de la plaque inférieure 8 est disposée une plaque supérieure 14,
qui peut se
déplacer en direction verticale, parallèlement à elle-même, sous l'action d'un
mécanisme
élastique 15, connu en soi dans la technique. Ce mécanisme et son action sont
mieux visibles
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dans les Figures 2 et 3. La plaque supérieure 14 est accrochée au mécanisme
élastique 15 par
des moyens connus en soi et non représentés ici.
Comme on le voit bien dans la Figure 2, le mécanisme élastique 15 est composé
de deux
ensembles de leviers croisés 16, 17 articulés l'un sur l'autre en leur milieu
et définissant
ensemble un plan vertical. A une de ses extrémités, par exemple vers (arrière
du dispositif, le
levier 16 de chaque ensemble est articulé au cadre supérieur du dispositif; de
façon similaire, le
levier 17 de chaque ensemble peut être articulé par son extrémité arrière à la
plaque supérieure
14. A leur autre extrémité, les deux leviers 16 sont assemblés l'un à l'autre
par un axe
transversal 18, qui roule par exemple dans des glissières prévues sur la
plaque supérieure 14;
de même, les autres extrémités des deux leviers 17 sont assemblées Tune à
l'autre par un axe
transversal 19, qui roule sous le cadre supérieur. ' De plus, des ressorts de
traction 20, 21 sont
tendus entre les extrémités supérieures, respectivement entre les extrémités
inférieures, des
leviers croisés 16, 17 de chaque ensemble.
Des moyens de commande, connus en soi et non représentés ici, tels qu'une
manivelle
actionnant une roue à vis et une vis sans fin, permettent de faire varier
l'angle d'ouverture (3 des
leviers croisés de chaque ensemble, et de ce fait la tension dans les ressorts
20, 21 des deux
ensembles et la position verticale de la plaque supérieure 14. Le point
d'application de l'effort
d'armement à ces moyens de commande est de préférence situé dans la face avant
5 du
dispositif, de façon à en faciliter l'accès et à limiter (encombrement latéral
du dispositif.
Comme on peut encore le comprendre par la Figure 1, chaque ensemble de leviers
croisés 16,
17 est en fait constitué d'un double jeu de leviers croisés, disposés de part
et d'autre des paliers
d'articulation respectifs des leviers au panneau supérieur 2 et éventuellement
à la plaque
supérieure 14. Cette disposition permet d'éviter (introduction de moments de
flexion parasites
dans les leviers lors de la commande du mouvement du mécanisme élastique 15 et
de la plaque
supérieure 14.
Enfin, la Figure 3 montre en outre un exemple de système de verrouillage et de
déverrouillage
du mécanisme élastique 15. Un crochet élastique 22, repoussé en place par un
ressort de
compression 23, verrouille le mécanisme élastique 15 en position haute. La
plaque inférieure 8
est représentée ici en position de chargement. Elle porte une tringle 24 qui
sort à l'arrière de la
plaque inférieure 8. Sur le panneau arrière 6 est disposée une lamelle
élastique 25 qui, en se
déformant, peut actionner le crochet 22 contre la force du ressort 23. Cette
tringle 24 peut par
exemple être coulissante à travers la plaque inférieure 8.
Selon une caractéristique supplémentaire, le dispositif comporte des moyens
pour surveiller le
degré de vidange de la poche pendant la perfusion. Ces moyens peuvent
consister par exemple
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en une fenêtre graduée permettant de surveiller la variation de la distance h,
ou un organe
permettant de surveiller la position angulaire du mécanisme élastique 15.
Lorsque le dispositif
comporte un boîtier, une telle fenêtre est avantageusement située dans le
panneau avant 5 du
boîtier.
Selon l'invention, le mécanisme élastique 15 et les ressorts 20, 21 sont
avantageusement
réalisés en un matériau résistant à la corrosion, par exemple en acier
inoxydable. Le dispositif
peut ainsi être utilisé sans problème dans atmosphères humides ou polluées.
Le mode de fonctionnement du dispositif de l'invention est le suivant:
Initialement, on amène le mécanisme élastique 15 en position haute, par un
moyen de
commande approprié. Ce mouvement a pour effet de dégager la plaque inférieure
8, de fermer
l'angle (3 formé par les leviers croisés 16, 17 et de tendre les ressorts 20,
21. Le mécanisme
élastique 15 est verrouillé en position haute par le crochet 22. On déplace
alors la plaque
inférieure 8 en position de chargement (Fig. 3) et on y dépose une poche de
perfusion 9. On
repousse la plaque inférieure 8 en position de travail. A l'aide de la tringle
24 et de la lamelle
élastique 25, on déverrouille le mécanisme élastique 15, qui applique la
plaque supérieure 14 sur
la poche 9 sous l'effet de la force de traction exercée par les ressorts 20,
21. L'angle ~ des
leviers croisés 16, 17 s'ouvre. La plaque supérieure 14 exerce ainsi une
pression sur la poche de
perfusion 9, ce qui provoque l'expulsion du liquide de perfusion hors de la
poche vers la ligne de
perfusion, non représentée ici.
II importe cependant que cette expulsion soit effectuée dans des conditions
parfaitement
contrôlées afin que le débit du liquide expulsé reste aussi constant que
possible pendant toute la
durée de la pertusion.
A cet égard, et de façon également connue en soi, la ligne de pertusion est
équipée de moyens
de réglage du débit de liquide, ainsi que d'un dispositif de mesure de ce
débit. II est ainsi
possible d'adapter le débit de perfusion à chaque cas particulier et de
surveiller la constance de
ce débit.
Concrètement, la constance du débit de perfusion est conditionnée par la
constance de la
pression générée au sein du liquide contenu dans la poche. Cette pression est
elle-même
déterminée par le rapport entre la force de pression FP exercée par les
plaques et la surface de
contact S entre ces plaques et la poche de perfusion.
Des essais effectués avec des poches de perfusion de type courant ont montré
que la surface de
contact augmentait linéairement en fonction du volume pertusé, c'est-à-dire en
fonction de la
diminution de la distance h entre les plaques inférieure 8 et supérieure 14.
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Par ailleurs, la force de pression dépend à la fois de la force de rappel FR
des ressorts et de
l'angle a, formé par l'axe des leviers et l'axe des ressorts, par la relation
FP=k*FR*tga
dans laquelle:
- k est un facteur de proportionnalité caractéristique du dispositif;
- FR est la force de rappel des ressorts 20, 21;
- tg a traduit l'influence de (inclinaison des leviers par rapport à la ligne
d'action des ressorts.
La force de rappel FR est à son tour une fonction linéaire de la raideur du
ressort et de son
allongement; elle diminue linéairement en fonction de la diminution de
l'allongement du ressort et
par conséquent aussi en fonction de la diminution de la distance h, donc en
fonction du volume
perfusé.
Au contraire, tg a augmente de manière pratiquement linéaire en fonction de la
diminution de la
distance h, donc en fonction du volume perfusé, pour un angle a compris entre
0° et environ 35°.
II faut noter qu'en raison de la symétrie du mécanisme 15, on a a = 2a.
II apparaît donc que, globalement, la force de pression dépend linéairement de
la variation de la
distance h, par l'intermédiaire d'un facteur de proportionnalité dépendant à
son tour de la raideur
des ressorts et du dimensionnement du pantographe.
Selon l'invention, les ressorts présentent une raideur qui, combinée à un
dimensionnement
approprié du pantographe, conduit à une augmentation de la force de pression
FP en fonction de
la diminution de la distance h, au moins sensiblement égale à l'augmentation
de la surface de
contact S également en fonction de la diminution de cette distance h.
A cet égard, !a taille du dispositif de l'invention, et dès lors la géométrie
du pantographe, est
adaptée à la taille des poches qu'il reçoit; les ressorts correspondants
présentent dans chaque
cas une raideur, c'est-à-dire un diamètre du fil et un nombre et un diamètre
de spires,
déterminée de façon à assurer la force de pression requise en fonction de ia
taille de la poche.
II n'est pas possible d'indiquer une relation précise entre ces éléments, et
les ressorts doivent
être dimensionnés expérimentalement pour chaque taille de poche.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être
décrit et illustré. Diverses
modifications peuvent y être apportées par un homme de métier, notamment en ce
qui concerne
les moyens de commande du mécanisme élastique et tes moyens de surveillance du
degré de
vidange des poches.
