Appareil pour joindre ensemble une extrémité de chacun de deux conduits
La présente invention a pour objet un appareil pour joindre ensemble une extrémité de chacun de deux conduits de fluide et former un circuit pour ce fluide.
Au cours de l'emploi d'un rein artificiel, une partie du courant sanguin du patient est périodiquement détournée à travers le rein artificiel afin de maintenir la teneur en impuretés du sang à un niveau donné. Avec les reins artificiels connus, le couplage périodique du rein au patient est une opération pénible et complexe. Parmi les problèmes rendant cette opération complexe on compte la nécessité de stériliser l'équipement réutilisé et la prévention de la coagulation sanguine dans les divers conduits et soupapes. I1 en résulte que les techniques courantes pour coupler le rein artificiel au patient nécessitent une attention et une habileté particulières.
Un but de l'invention est de fournir un appareil permettant par exemple à un patient de fixer lui-même son rein artificiel ou de le retirer sans surveillance médicale.
L'appareil faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend deux dispositifs de serrage pour tenir rigidement les extrémités des conduits, et un organe à came pour déplacer les dispositifs de serrage l'un par rapport à l'autre afin d'amener les extrémités des conduits en alignement et en contact.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil objet de l'invention et une variante:
la fig. 1 est une vue en perspective d'une installation comprenant la première forme d'exécution;
la fig. 2 est une vue en perspective à plus grande échelle de cette forme d'exécution;
la fig. 3 est une vue en perspective correspondant à la fig. 2 montrant une autre position de certains organes;
la fig. 4 est une vue en perspective d'un organe que comprend cette forme d'exécution;
la fig. 5 est une vue en plan, partiellement en coupe, d'un organe que comprend cette forme d'exécution et d'organes annexes;
les fig. 6, 7 et 8 sont des vues en perspective d'un mécanisme que comprend cette forme d'exécution;
la fig. 9 est une vue latérale partiellement en coupe de ce mécanisme;
la fig. 10 est une coupe d'organes de ce mécanisme;
la fig. 11 est une vue par-dessus d'un plateau que comprend ce mécanisme;
la fig. 12 est une vue latérale correspondant à la fig. ll
la fig. 13 est une vue partielle d'organes représentés à la fig. 11;
la fig. 14 est une vue d'autres organes représentés à la fig. 11;
la fig. 15 est une vue latérale d'un organe représenté à la fig. 11;
la fig. 16 est une vue en perspective de la seconde forme d'exécution;
la fig. 17 est une vue en perspective d'un organe que comprend cette forme d'exécution;
la fig. 18 est une coupe de l'organe représenté à la fig. 17;
la fig. 19 est une coupe selon XIX-XIX de la fig. 18
la fig. 20 est une vue en plan d'un organe représenté à la fig. 16;
la fig. 21 est une vue latérale partielle d'un plateau représenté à la fig. 20;
la fig. 22 est une coupe d'un mécanisme que comprend cette forme d'exécution;
la fig. 23 est une vue en plan partielle correspondant à la fig. 22;
la fig. 24 est une coupe à plus grande échelle d'un organe représenté à la fig. 16;
la fig. 25 est une vue latérale à plus grande échelle d'un organe représenté aux fig. 16 et 22;
la fig. 26 est une vue à plus grande échelle d'organes représentés aux fig. 16 et 22;
les fig. 27, 28 et 29 sont des vues partiellement en coupe montrant diverses positions de ces organes;
la fig. 30 est une vue partiellement en coupe d'un mécanisme représenté à la fig. 16;
la fig. 31 est une élévation frontale d'une cartouche montrant un ensemble de conduits que comprend cette forme d'exécution;
les fig. 32 à 38 sont des vues schématiques illustrant le fonctionnement de cette forme d'exécution;
la fig. 39 est une vue par-dessus d'une variante d'un organe représenté à la fig. 20, et
la fig. 40 est une vue schématique correspondant à la variante de la fig. 39.
La fig. 1 montre un patient utilisant un rein artificiel. Le patient est assis sur une chaise et se livre à une activité, la lecture dans le cas présent, pendant que le rein fonctionne.
Le rein artificiel comprend en gros un dispositif shunt 10 pour le système circulatoire du patient (fig. 4), un dialyseur 12 pour dialyser le sang du patient (fig. 1, 2, 3 et 11) et un appareil de couplage 14 (fig. 1, 2 et 3), constituant la première forme d'exécution pour coupler le dispositif shunt 10 au dialyseur 12. Le dispositif shunt 10 et l'appareil de couplage 14 sont associés à l'avant-bras du patient. Il est évident toutefois qu'ils pourraient coopérer avec une autre partie du corps dans la mesure permise par des considérations médicales.
Le dispositif shunt 10 (fig. 4) comprend deux tubes souples 16 et 18 dont les extrémités peuvent être connectées à des dispositifs chirurgicaux d'implantation de canules dans l'avant-bras du patient.
On voit à la fig. 5 que les extrémités libres des tubes 16 et 18 comportent des pièces de couplage 20 et 22 définissant des raccords mâle et femelle destinés à être joints ensemble de la façon décrite plus bas. Les tubes 16 et 18 sont de préférence en matière plastique et les pièces de couplage 20 et 22 comprennent des parties en matière plastique moulées sur les extrémités des tubes 16 et 18, respectivement.
La pièce de couplage 20 comprend une partie parallélépipédique délimitant un évidement conique 24 dans sa face gauche, l'extrémité du tube 16 étant disposée dans la partie 20 adjacente à l'extrémité interne de petit diamètre de l'évidement 24. Les deux côtés opposés de la pièce 20 comportent des nervures de guidage 26 espacées agencées pour être reçues dans des évidements complémentaires associés à des moyens de support de la pièce 20 qui seront décrits plus loin.
La pièce de couplage 22 comprend de même une partie parallélépipédique qui comporte une saillie conique 28 s'étendant depuis sa face droite et dont la configuration est complémentaire de celle de l'évidement 24.
La partie extrême du tube 18 s'étend à travers la pièce 22 et dans la saillie 28 (fig. 5). La pièce 22 comporte des nervures de guidage 30 sur ses faces opposées qui doivent être reçues dans des évidements complémentaires de moyens de support.
Les pièces de couplage 20 et 22 (fig. 4 et 5) constituent des raccords respectivement femelle et mâle par l'évidement 24 et la saillie conique 28. Quand le dialyseur 12 n'est pas utilisé, les pièces de couplage 20 et 22 sont maintenues ensemble comme le montre la fig. 4, jointes par leurs parties mâle et femelle respectivement pour établir un écoulement shunt du sang depuis une artère du patient à travers le tube 18, les pièces de couplage 20 et 22 et le tube 16 avant de revenir dans une veine. Pendant le couplage du dialyseur 12 au dispositif shunt 10, les pièces de couplage 20 et 22 sont séparées comme le montre la fig. 5 par l'appareil de couplage qui va être décrit.
Les pièces de couplage 20 et 22 peuvent être formées de parties en matière plastique intégralement moulées autour des extrémités des tubes respectifs. n est évident toutefois que ces pièces peuvent avoir une autre configuration que celle représentée et peuvent être formées de diverses façons sur les extrémités des tubes.
Quand le rein artificiel n'est pas utilisé, les pièces de couplage 20 et 22 peuvent être maintenues ensemble, comme le montre la fig. 4, par un organe de retenue comprenant une console 33 en forme de U comportant deux jambes opposées 34 et 36. Les jambes 34 et 36 présentent des fentes d'une largeur suffisante pour recevoir les tubes 16 et 18, respectivement, et sont agencées pour engager les extrémités des pièces de couplage 20 et 22, respectivement. Les jambes 34 et 36 sont de préférence espacées d'une distance légèrement inférieure à la longueur de l'ensemble des pièces 20 et 22 jointes, de sorte qu'elles retiennent ces pièces en exerçant une légère force qui tend à pousser la saillie conique 28 dans l'évidement 24 en un ajustage étroit. Le patient peut facilement fixer ou détacher les consoles 32 avec sa main libre en écartant les jambes 34 et 36.
Le dialyseur (fig. 11) comprend un dispositif de dialyse ou rein artificiel sous forme d'une cartouche de dialyse 40 qui comprend un logement contenant plusieurs éléments de dialyse empilés, non représentés. On voit à la fig. 1 1 que la cartouche comporte un raccord d'entrée et un raccord de sortie sur ses côtés opposés qui sont connectés à des tubes 42 et 44 pour la circulation du fluide qui dialyse à travers la cartouche. Le conduit 42 est connecté à l'entrée de la cartouche 40 et à la sortie d'une pompe 43 et le conduit 44 est connecté à un écoulement ou ramène le liquide dialyseur à la source si ce liquide est remis en circulation.
La cartouche 40 est munie de raccords d'entrée et de sortie sur ses deux autres côtés opposés, qui sont connectés par des tubes 46 et 48 respectivement à une pièce de couplage 50 (fig. 5) destinée à être couplée aux pièces de couplage 20 et 22 pour coupler le dispositif shunt 10 au dialyseur 12. Les tubes 46 et 48 sont de préférence des tubes souples en matière plastique et la pièce de couplage 50 comprend une partie moulée en matière plastique, de manière que ensemble comprenant la cartouche 40, les tubes 46 et 48 et la pièce de couplage 50 constitue un tout. Cet ensemble peut être rempli d'une solution qui se mélange avec le sang, une solution saline par exemple, contenue dans un emballage stérilisé, et cet ensemble est jeté après usage du rein artificiel.
La pièce de couplage 50 (fig. 5) comprend une partie parallélépipédique moulée d'une seule pièce sur les parties extrêmes des tubes 46 et 48. L'extrémité du tube d'entrée 46 se termine dans la pièce 50 à l'extrémité d'un évidement conique 52 dans la face gauche de la pièce 50.
Cet évidement 52 est de configuration identique à celle de l'évidement 24 de la pièce de couplage 20 et constitue un raccord femelle sur la pièce 50 agencé pour recevoir le raccord mâle constitué par la saillie 28 de la pièce de couplage 22. L'extrémité du tube 48 se termine dans une saillie conique 54 formée à la surface droite de la pièce 50 et est d'une configuration identique à celle de la saillie 28 de la pièce de couplage 22 de façon à constituer un raccord mâle sur la pièce 50 agencé pour être reçu dans le raccord femelle constitué par l'évidement 24 de la pièce de couplage 20.
Quand la pièce de couplage 50 est disposée entre les pièces de couplage 20 et 22 (fig. 5), ces dernières peuvent être déplacées en direction de la pièce 50 pour placer la saillie 28 dans l'évidement 52 et la saillie 54 dans l'évidement 24 afin de coupler le dispositif shunt 10 au dialyseur 12.
La pièce de couplage 50 comprend en outre un bras 56 d'une seule pièce destiné à faciliter le montage de la pièce 50 dans le mécanisme décrit plus bas. Le bras 56 présente une ouverture dans son extrémité libre et de préférence une section droite mince lui donnant une certaine flexibilité. Pour faciliter le montage de la pièce de couplage 50 dans le mécanisme de couplage 14, on utilise une cheville de verrouillage 55 de type connu et représentée en détail à la fig. 9, cette cheville étant montée dans une ouverture 58.
L'appareil de couplage 14 (fig. 1. 2 et 3) comprend un coffret 60 de forme générale parallélépipédique et comportant une console 62 fixée à sa paroi arrière et destinée à recevoir le bras du patient. La console 62 (fig. 3) présente une surface courbe allongée 64 destinée à être engagée par le bras du patient et une barre 66 sur laquelle est montée à glissement une poignée 68 destinée à être saisie par la main du patient. La poignée 68 est serrée sur la barre 66 au moyen d'une vis de serrage 70 vissée dans la poignée 68 et pouvant se visser également dans la barre 66. La position de la poignée 68 peut être réglée selon la longueur du bras du patient au moyen de la vis 70.
Des courroies 72 (fig. 1 et 2) sont montées sur la face arrière du coffret 60 et de la console 62 pour serrer le bras du patient dans la console 62. Ces courroies peuvent être du type à boucle et ardillon et être manipulées par la main libre du patient.
Le coffret 60 (fig. 2 et 3) délimite une chambre intérieure 74 et présente une ouverture 76 dans sa paroi arrière à travers laquelle les tubes 16 et 18 passent quand le bras du patient est en place sur la console 62. Le coffret 60 présente encore une ouverture 78 dans sa paroi extrême à travers laquelle les tubes 46 et 48 passent quand le bras du patient est en place sur la console 62.
Le coffret 60 présente en outre une ouverture rectangulaire allongée 80 dans sa paroi frontale délimitant des rails espacés 82, 84 le long de ses deux bords allongés, chaque rail externe 84 présentant un évidement 86. Un plateau 88 comportant une poignée de commande 87 peut glisser et pivoter sur la paroi frontale du coffret 60 au moyen des rails 82 et 84. Le plateau 88 présente aussi une forme rectangulaire allongée d'une largeur complémentaire à celle de l'ouverture 80 afin d'être reçu à glissement dans celle-ci (fig. 2).
Le plateau 88 (fig. 11) comprend deux pattes 90 sur ses bords allongés opposés à une de ses extrémités, et deux pattes 92 sur les bords opposés de son autre extrémité, les pattes 90 et 92 étant agencées pour être reçues à glissement entre les rails 82 et 84 afin de mettre en place par glissement le plateau 88 dans l'ouverture 80 pour permettre son mouvement entre les extrémités opposées de rouverture. Les pattes 92 peuvent être sélectivement engagées avec les rails 82 et 84 ou dégagées de ceux-ci au moyen des évidements 86 pour permettre l'ouverture et la fermeture du plateau 88 quand ce dernier est dans la position représentée à la fig. 3 et dans la position représentée en lignes pleines à la fig. 11.
Pour faciliter l'ouverture et la fermeture du plateau 88, les rails 82 et 84 comportent des prolongements perpendiculaires 82a et 84a à leur extrémité droite, agencés pour recevoir les pattes 90 pendant le mouvement d'ouverture du plateau 88 (fig. 13). La forme rectangulaire des pattes 90 agissant contre les surfaces des rails facilite la rétention du plateau 88 dans la position ouverte de la fig. 3. Pour fermer le plateau 88, ce dernier doit être d'abord soulevé légèrement vers l'extérieur pour retirer les pattes 90 des prolongements des rails. après quoi il peut pivoter en position fermée pour placer les pattes 92 dans les évidements 86. Le plateau peut être alors glissé dans la position représentée à la fig. 2 (lignes pointillées à la fig. 11).
Le plateau 88 pivote ainsi entre les positions ouverte et fermée au moyen des pattes 90 et des prolongements 82a et 84a, et quand il est fermé il peut être glissé entre une première et une seconde position qui sont indiquées en lignes pleines et pointillées à la fig. 11 et qui correspondent aux conditions couplée ou non couplée du dispositif shunt 10 et du dialyseur 12, respectivement, comme on le verra plus loin.
Des moyens sont utilisés pour solliciter le plateau 88 dans la position montrée en lignes pleines à la fig. 11.
Ces moyens comprennent un moteur à ressort de type connu comportant un coffret 94 monté à rotation sur un arbre 96 fixé à la paroi arrière du coffre 60, dans la partie droite de ce dernier tel qu'il est vu à la fig. 11. Le moteur comprend deux rubans élastiques 98 flexibles et allongés qui passent autour de poulies de guidage vers le plateau 88 et qui peuvent être déroulés du coffret 94 contre leur force d'enroulement lors du déplacement du plateau 88 vers la gauche (fig. 11). Les parties extrêmes des rubans élastiques 98 présentent des fentes allongées 99 (fig. 12 et 13) d'une longueur au moins égale à la longueur de déplacement du plateau 88. Deux chevilles juxtaposées 100 fixées au plateau 88 dans des évidements ménagés dans la face inférieure du plateau sont reçues dans les fentes 99 des rubans pour connecter le plateau 88 au moteur.
Le moteur exerce une force de retrait sur les rubans 98 tendant à les amener dans le logement rotatif et tendant à engager les chevilles 100 à l'extrémité gauche des fentes 99 pour solliciter le plateau 88 dans la position représentée en lignes pleines à la fig. 11. En outre, quand le plateau 88 est en position ouverte (fig. 3 et 13), le moteur exerce une force sur ce plateau qui tend à le maintenir dans cette position ouverte.
Des organes de détente sont utilisés pour verrouiller le plateau 88 dans la première et dans la seconde position. Ces organes comprennent un mécanisme à échappement actionné électriquement par un solénoïde rotatif 104. Une came rotative 106 est fixée au logement 94 et tourne avec lui, et elle présente deux surfaces de came comportant des butées 108 et 110 à deux différents niveaux (fig. 1 1 et 15). La butée 108 peut être engagée par une extrémité d'un levier 112 monté sur une cheville 114. L'autre extrémité du levier 112 est constituée par un cadre 116 qui peut être engagé avec une cheville de commande mobile 118 du solénoïde 104.
Un cliquet à ressort 120 est porté par le levier 112 et agencé pour être engagé par la butée 110 quand le levier 112 est déplacé de la position représentée à la fig. 1 1 à celle représentée à la fig. 14.
Quand le solénoïde 104 est au repos, l'extrémité du levier 112 est disposée comme le montre la fig. 1 1 et engage la butée 108 si on essaie de déplacer le plateau 88 vers la gauche dans la position représentée en lignes pointillées. Par conséquent, le coffret 94 ne peut pas tourner et le plateau 88 est effectivement verrouillé dans la position représentée en lignes pleines à la fig. 11 qui correspond à la condition de non-couplage du dispositif shunt 10 et du dialyseur 12. Si le solénoïde 14 est excité, le levier 112 est déplacé dans la position de la fig. 14 où l'extrémité du levier 112 est déplacée à partir de la butée 108.
Le plateau 88 peut être déplacé alors vers la gauche dans la position en lignes pointillées de la fig. 11, les rubans à ressort étant retirés du moteur par une rotation dextrogyre du coffret 94 en regardant la fig. 11. Quand le solénoïde 104 est excité, le cliquet 120 est aligné avec la butée 110. Quand le coffret 94 tourne dans le sens dextrogyre pendant le déplacement du plateau 88 vers la gauche, la butée 110 se déplace relativement au cliquet en exerçant une action de rochet au moyen de la surface courbe de la came et il en résulte l'orientation de la butée 110 relativement à la direction de déplacement du coffret 94.
L'orientation de la butée 110 est telle, cependant, que le coffret 94 ne peut pas être déplacé dans le sens lévogyre par la force du moteur quand le solénoïde est excité, ce mouvement étant empêché par l'engagement de la butée 110 avec le cliquet 120. Par conséquent, quand le plateau 88 est déplacé dans la position indiquée en lignes pointillées à la fig. 11 le cliquet 120 verrouille efficacement le moteur tant que le solénoïde 104 est excité pour empêcher la force de ce dernier de ramener le plateau 88 à sa position initiale.
Si le solénoïde 104 venait au repos, le cliquet 120 libérerait le moteur et le plateau 88 serait automatiquement ramené à la position représentée en lignes pleines, la butée 108 dans ce cas se déplaçant au-delà de l'extrémité du levier 112 en exerçant une action de rochet due à l'orientation de la butée 108 selon le sens de rotation de la came.
Quand le plateau 88 est dans la position représentée en lignes pointillées à la fig. 11, qui correspond à la condition de couplage des dispositifs 10 et 12, il peut être déplacé manuellement dans sa position initiale au moyen des fentes 99 dans les rubans à ressort. Les chevilles 100 sont déplacées dans les fentes 99 et les rubans restent étendus comme représenté à la fig. 12 et sont reçus dans les évidements du plateau 88 indiqués en lignes pointillées à la fig. 11. Cette construction permet au patient de séparer manuellement les dispositifs 10 et 12.
Un mécanisme pour supporter et mettre en place les pièces de couplage 20, 22 et 50 est représenté aux fig. 3 et 6 à 10, ce mécanisme étant placé dans le coffret 60.
Il comprend deux leviers pivotants 122 et 124 montés à une extrémité de la paroi arrière du coffret 60 par un pivot commun 125 et s'étendant pratiquement parallèlement l'un à l'autre dans la position représentée à la fig. 3.
Les parties extrêmes de gauche des leviers 122, 124, qui sont décalées. présentent des fentes transversales 126 et 128 respectivement (fig. 6) correspondant en largeur aux pièces de couplage 20 et 22, respectivement. Les fentes 126, 128 présentent des évidements complémentaires aux nervures 26 et 30 des pièces 20 et 22 et sont disposées de façon que lorsque les extrémités de gauche des leviers 122, 124 sont dans les positions représentées aux fig. 3, 6 et 7, les pièces de couplage 20, 22 jointes ensemble peuvent être insérées dans les fentes 126, 128 après retrait de la console 32, les nervures 26 et 30 et les évidements complémentaires des fentes 126, 128 servant à déterminer les positions des pièces de couplage.
Des moyens sont utilisés pour solliciter les leviers 122 et 124 dans les positions représentées à la fig. 6.
Ces moyens comprennent un ressort hélicoïdal 129 associé au pivot 125 et aux extrémités des leviers pour solliciter ces derniers l'un vers l'autre. Le ressort 129 maintient aussi les raccords formés par les pièces de couplage 20, 22 en engagement étanche.
Des moyens (fig. 6) sont utilisés aussi pour retenir les pièces de couplage 20, 22 dans les fentes 126, 128. Ces moyens comprennent deux pièces de retenue dont les parties 130, 132 qui sont fixées aux leviers 122, 124 respectivement et des parties à charnière 134, 136 mobiles relativement aux parties 130, 132 autour d'axes définis par l'intersection de ces parties, pour former des plateaux de couverture pour les fentes 126, 128, respectivement. Les parties 134, 136 sont montées à charnière sur les parties 130, 132 afin d'être mobiles de la position représentée à la fig. 6 à la position représentée à la fig. 7 avec une action de détente pour engager et retenir les pièces de couplage 20 et 22 dans les fentes 126 et 128.
Des charnières en plastique d'une seule pièce permettant d'assurer cette action sont bien connues.
Des moyens sont également employés pour retenir les leviers 122, 124 dans la position représentée aux fig. 3, 6, 7 et 10 avant l'insertion de la pièce de couplage 50, comme on va le voir. Ces moyens comprennent (fig. 7, 8 et 9) un bras élastique 140 en porte à faux, dont l'extrémité est pincée sur un poteau 142 sur la paroi arrière du coffret 60 par une pince 143 et une vis 145. Le bras à ressort 140 porte à son extrémité libre une console 144 en U comportant des bras agencés pour engager des évidements complémentaires dans les parties extrêmes des leviers 122, 124 (fig. 10) sous la force du bras à ressort 140, pour retenir les leviers 122, 124 dans les positions représentées aux fig. 3, 6, 7 et 10.
Ce maintien des leviers 122, 124 facilite l'insertion des pièces de couplage 20, 22 jointes et empêche le déplacement de ces leviers pour séparer les pièces de couplage avant l'insertion de la pièce de couplage 50.
Envisageons maintenant les moyens de support de la pièce de couplage 50 dont le bras 56 est agencé pour être retenu sur une bride 146 s'étendant depuis la pince 143 par la cheville de verrouillage 55. Cette cheville est insérée dans une ouverture 150 de la bride 146 comme le montre la fig. 9. La douille extérieure de la cheville 55 comporte des saillies coopérant avec les bords de l'ouverture 150 pour retenir fermement la cheville 55 et les bras 56 sur la bride 146.
La cheville de cet ensemble de verrouillage présente une longueur suffisante pour engager et déplacer le bras à ressort 140 dans le sens de dégagement de la console 144 relativement aux évidements dans les leviers 122, 124 (fig. 9), afin de libérer les leviers et permettre leur déplacement par des moyens à came supportant de façon amovible la pièce de couplage 50 dans le coffret 60, afin de libérer les moyens de retenue constitués par la console 144.
L'ouverture 150 de la bride 146 est disposée de préférence, par rapport à un épaulement 149 de la pince 143, de manière que le bord rectiligne du bras 56 s'appuie fermement contre cet épaulement pour mettre l'ensemble à cheville en alignement avec l'ouverture 150.
La cheville ne peut donc pas être insérée et la console 144 ne peut pas être libérée à moins que la pièce de couplage 50 soit orientée correctement sur ses moyens de support.
L'appareil de couplage comprend en outre des moyens pour serrer les tubes 16, 18 pendant une opération de couplage et de séparation, pour éviter une perte de sang hors du dispositif shunt 10 pendant que les pièces de couplage 20, 22 sont séparées, de la manière qui va être exposée. Pendant l'emploi de l'appareil de couplage 14 (fig. 3), les tubes 16, 18 s'étendent depuis le bras du patient, à travers l'ouverture 76 dans la paroi arrière du coffret 60 et le long de la paroi arrière des pièces 20, 22. Des évidements allongés r dans la surface de la paroi arrière sont agencés pour recevoir les tubes 16, 18 et faciliter leur retenue à distance l'un de l'autre comme le montre la fig. 7.
Les moyens de serrage sont constitués par une barre de serrage 151 fixée à l'extrémité d'un bras de levier 152 monté à pivot sur la paroi arrière du coffret 60 par un ensemble à console et à cheville 154 et présentant une surface de commande 156 destinée à être engagée par des moyens à came décrits plus loin.
Quand une pression est appliquée à la surface 156, la barre 151 est déplacée par le bras de levier 152 et s'engage avec les tubes 16, 18 pour serrer ces derniers. La barre de serrage 151 est superposée à un évidement transversal s dans la surface de la paroi arrière du coffret 60 ayant la même profondeur que l'évidement r. Le déplacement du bras de levier 152 tend à mettre la barre 151 en place dans l'évidement s pour rendre cette barre active dans le plan des tubes 16 et 18.
Pour faciliter la retenue des tubes 16, 18 dans l'évide- ment r, le levier 152 peut être sollicité élastiquement pour mettre normalement la barre 151 en position d'engagement et de retenue des tubes 16, 18, sans serrer les tubes. Cette sollicitation peut être établie par exemple par un ressort hélicoïdal non représenté associé à l'ensemble de la console et de la cheville et connecté au bras de levier 152.
Des moyens à came pour déplacer les pièces de couplage 20, 22 et 50 et le levier 152 sont disposés à la surface arrière du plateau 88 pour effectuer une succession de mouvements déterminée des parties quand le plateau de came est déplacé entre les positions en lignes pleines et en lignes pointillées à la fig. 11. On voit à la fig. 3 que le plateau de came 88 présente deux rainures allongées 158, 160 destinées à recevoir des chevilles de commande 162, 164 fixées aux leviers 122 et 124, respectivement, quand le plateau 88 est fermé, et à déplacer alors ces chevilles et les leviers respectifs quand le plateau est déplacé dans la position en lignes pointillées de la fig. 11.
Le plateau présente en outre une surface de came 166 agencée pour engager la surface de commande 156 du levier 152 et la pièce de couplage 50 pendant le déplacement du plateau 88.
Si on se rapporte maintenant à la séquence particulière des mouvements effectués par les moyens à came que constitue le plateau 88, quand ce plateau est initialement déplacé dans une position fermée, on voit que les chevilles 162, 164 sont disposées dans des parties parallèles a des rainures 158, 160 respectivement dont l'espacement est complémentaire de l'espacement des chevilles quand les leviers 122, 124 sont dans les positions représentées aux fig. 3 et 7. Si le plateau 88 est déplacé vers la gauche en direction de la position représentée en lignes pointillées à la fig. 11, la surface de came 166 engage d'abord et abaisse le levier 152 pour déplacer la barre 151 afin qu'elle vienne serrer les tubes 16, 18 pour arrêter l'écoulement du sang dans le dispositif shunt 10.
Le mouvement plus avant du plateau entraîne des parties b des rainures 158, 160 à déplacer les chevilles 162, 164 et les leviers 122, 124 dans les positions illustrées à la fig. 8.
Ce déplacement des leviers 122, 124 sépare les pièces de couplage 20, 22 comme représenté et les place à distance l'une de l'autre.
Quand le mouvement du plateau 88 se poursuit plus avant, les chevilles 162, 164 se déplacent dans des parties parallèles c des rainures 158, 160, respectivement, pour maintenir les leviers 122, 124 dans les positions représentées à la fig. 8 et l'extrémité de la surface de came 166 engage et déplace la pièce de couplage 50 vers la position représentée à la fig. 8 contre la force exercée par le bras 56. Quand la pièce de couplage 50 est engagée par la partie allongée plate de la surface 166, la pièce de couplage 50 est mise en place entre les pièces de couplage 20 et 22, en alignement avec elles comme le montre la fig. 8.
Le mouvement plus avant du plateau 88 fait que des parties d des rainures 158, 160 déplacent les chevilles 162, 164 et les leviers 122, 124 pour les ramener à leur position initiale afin de coupler les pièces 20, 22 à la pièce 50, couplant ainsi le dispositif shunt 10 au dialyseur 12. Après que le couplage a été achevé, les chevilles 162, 164 se déplacent dans des parties e des rainures 158, 160 et la surface 166 se dégage de la surface 156 de la barre 151 et desserre ainsi les tubes 16 et 18.
Il est évident que. lorsque le plateau 88 est ramené dans sa position initiale, les mouvements décrits ci-dessus se produisent en sens inverse pour séparer le dispositif shunt 10 du dialyseur 12.
Dans le circuit du rein artificiel, le solénoïde 104 est connecté en série avec un interrupteur 170 et une lampe témoin 172 aux bornes d'une source de courant (fig. 11).
Pour commander la pompe 43 du dialyseur, un interrupteur 174 est disposé dans la partie gauche du coffret 60 afin d'être engagé et fermé par le plateau 88 dans la position couplée de de ce dernier. L'interrupteur 174 est connecté en série avec le moteur de la pompe, une lampe témoin 176 et un interrupteur manuel 178 aux bornes d'une source de courant. L'arrangement est tel que la pompe ne peut pas être mise en marche par la fermeture de l'interrupteur 178 tant que les dispositifs 10 et 12 ne sont pas complètement couplés.
La pompe 43 et un réservoir pour le liquide de dialyse sont disposés sur une console 180 (fig. 1), et la cartouche 40 est montée à proximité étroite du méca- nisme de couplage 14 pour minimiser la longueur des tubes 46 et 48 pour le sang (fig. 11). Un câble 182 est disposé de façon à contenir les conduits 42 et 44 pour le fluide de dialyse et les connexions électriques pour le solénoïde 104, I'interrupteur 174 et le circuit dans la console. Les interrupteurs 170 et 178 peuvent être disposés sur la console, comme représenté, ou ils peuvent être montés sur le coffret 60 du mécanisme de couplage.
Quand le rein artificiel décrit fonctionne, le dispositif shunt 10 est porté par le patient de la façon représentée à la fig. 4 pendant le non-usage du dispositif. Quand la dialyse est nécessaire, le patient peut s'asseoir sur une chaise (fig. 1) ou prendre toute autre position confortable dans laquelle il peut exercer une activité personnelle compatible avec l'emploi du rein artificiel.
Pour coupler le dispositif shunt 10 au dialyseur 12, le plateau 88 du mécanisme de couplage est d'abord ouvert et le bras du patient est inséré dans la console 62.
Pendant l'insertion du bras, les tubes 16 et 18 et l'ensemble couplé des pièces de couplage 20 et 22 sont mis en position à travers l'ouverture 76 dans la paroi arrière du coffret 60. Le bras du patient peut être alors serré sur la console 62 par les courroies 72 (fig. 1 et 2).
Le patient peut ensuite mettre les tubes 16, 18 en place sous la barre de serrage 151 et dans l'évidement r et ouvrir les plateaux 134. 136 pour exposer les fentes 126, 128 dans les leviers 122, 124, respectivement. La console 32 peut être alors retirée des pièces de couplage 20, 22 après quoi l'ensemble couplé peut être mis en place dans les fentes 126, 128 (fig. 6).
La pièce de couplage 50 est alors mise en place dans le coffret 60 et son bras 56 est fixé à la bride 146 par l'ensemble de verrouillage 148 pour placer la pièce de couplage 50 adjacente aux pièces de couplage 20, 22.
L'insertion de l'ensemble de verrouillage 148 dans la bride 146 pour fixer le bras 56 assure le déplacement du levier 140 et libère les organes de retenue constitués par la console 144, de la manière décrite plus haut.
Après la mise en place des pièces de couplage 20, 22 et 50 de la façon décrite. le plateau 88 peut être fermé de manière que les pattes 92 engagent les rails 82, 84, après quoi l'interrupteur 170 peut être fermé pour assurer l'excitation du solénoïde 104 qui déplace le levier 112 de façon à déverrouiller le coffret 94 du moteur à ressort, pour libérer le plateau 88 et permettre son déplacement qui couple le dispositif shunt 10 au dialyseur 12. Le patient peut déplacer ensuite le plateau 88 dans la position représentée à la fig. 2.
Ce mouvement entraîne les organes à came portés par le plateau à actionner successivement le levier 152 pour serrer les tubes 16. 18, à déplacer les leviers 122, 124 dans les positions représentées à la fig. 8, à déplacer les leviers 122, 124 dans la position représentée à la fig. 10 pour coupler les pièces 20 et 22 à la pièce 50, à libérer la barre de serrage 151 pour desserrer les tubes 16, 18, et à fermer l'interrupteur 174 pour placer le circuit de la pompe en condition d'excitation.
Le mécanisme d'échappement comprenant les organes à came 106, le levier 112 et le cliquet 120 empêchent le retrait des rubans à ressort 98 et le retour du plateau 88 sous l'action de la force produite par le moteur à ressort pendant l'excitation du solénoïde. Ainsi, quand le plateau 88 est complètement déplacé dans la position représentée en lignes pointillées à la fig. 11 et libéré par le patient, le cliquet 120 est engagé par la butée 110 et les rubans 98 sont verrouillés en condition d'extension.
Quand le plateau 88 a été déplacé dans la position représentée à la fig. 3, le dispositif shunt 10 est complètement couplé au dialyseur 12. La pompe 43 peut être alors excitée par fermeture de l'interrupteur 178 pour assurer la circulation du fluide de dialyse à travers la cartouche 40.
Le patient peut se relaxer maintenant et entreprendre une lecture ou toute autre activité dans la mesure du possible pendant la période requise pour la dialyse. Si, à un instant quelconque pendant la dialyse, une panne de courant vient à se produire. le solénoïde 104 est désexcité pour déplacer le levier 112 dans la position représentée à la fig. 11. Ce déplacement du levier 112 déverrouille le coffret 94 du moteur à ressort de sorte que les rubans élastiques 98 sont ramenés dans le coffret 94 et le plateau 88 est déplacé dans la position représentée en lignes pleines à la fig. 11. Par conséquent, le dispositif shunt 10 est automatiquement désaccouplé du dialyseur 12.
Si la dialyse est achevée de la façon normale, le patient peut découpler le dispositif shunt 10 du dialyseur 12 en ouvrant l'interrupteur 170 pour libérer le coffret 94. Facultativement, il peut manuellement mettre le plateau 88 en position de non couplage, les rubans dans ce cas restant étendus et les chevilles se déplaçant dans les fentes 99 comme indiqué à la fig. 12.
Pendant le couplage et la séparation du dispositif shunt 10 et du dialyseur 12, le patient peut saisir la poignée 68 de la façon représentée à la fig. 3 plus rigidement pour supporter le mécanisme 14 et faciliter le déplacement du plateau 88 par sa main libre. Pendant la dialyse, il peut libérer la poignée 68 et participer à une activité telle que la lecture, par exemple.
Bien qu'on admette que le patient préfère être en position assise ou dans une autre position non dressée pendant la dialyse, le patient peut se déplacer avec l'appareil de couplage 14 fixé à son corps, dans le domaine permis par les tubes de connexion et par des considérations médicales.
L'appareil décrit peut être utilisé à la maison sans surveillance médicale. Les caractéristiques de verrouillage et de sécurité décrites rendent le mécanisme sûr pour un usage indépendant avec des dispositifs de dialyse jetés après usage, pour la plupart des patients après une brève instruction.
Il est évident que les raccords mâles et femelles constitués par les pièces de couplage 20, 22 et 50 peuvent comporter des surfaces de verrouillage réciproque qui facilitent le maintien des pièces en position couplée.
La fig. 16 montre une seconde installation de rein artificiel qui comprend également un dispositif shunt 10' pour le système circulatoire du patient, un dialyseur 12', et un appareil de couplage 14' pour coupler le dispositif shunt 10' au dialyseur 12' et pour coupler aussi le système circulatoire du patient au dispositif de dialyse.
Les fig. 16 à 19 montrent le dispositif shunt 10' qui comprend deux tubes flexibles 16', 18', dont les extrémités peuvent être connectées à des dispositifs chirurgicaux d'implantation de canule 20' dans l'avant-bras du patient.
L'autre extrémité du tube 16' (fig. 18) est formée de façon à présenter une partie extrême 22' de plus grand diamètre et comprend une bride annulaire 24' formée d'une pièce dans cette partie 22'. L'autre extrémité du tube 18'comprend une partie extrême 26' du même diamètre que le tube 18' et une bride annulaire 28' d'une pièce avec la partie 26'. Les parties extrêmes 22' et 26' des tubes 16' et 18' constituent des raccords femelles et mâles de dimension complémentaire, la partie extrême femelle 22' étant agencée pour recevoir à glissement la partie extrême mâle 26' (fig. 18).
Quand les parties extrêmes 22' et 26' sont jointes de
la manière illustrée à la fig. 18, les brides 24' et 28'
sont espacées l'une de l'autre et utilisées pour retenir
les parties extrêmes 22' et 26' en relation de couplage, indiquée à cette figure. Plus spécialement, les brides 24', 28' sont engagées et sollicitées l'une vers l'autre par des organes de retenue comprenant une console 30' de forme générale en U. La console 30' comporte deux jambes
opposées 32', 34' présentant des fentes 36' et 38' d'une largeur suffisante pour recevoir les parties extrêmes 22'
et 26', respectivement, mais inférieure aux diamètres des brides 24', 28'.
La console 30' est montée par glis
sement sur les parties extrêmes 22', 26' des tubes, les
surfaces des jambes 32', 34' engageant les brides 24', 28', respectivement. Les jambes 32', 34' sont de préférence légèrement moins espacées que les brides 24', 28' quand les tubes sont joints, de sorte qu'elles engagent les brides avec une légère sollicitation inhérente qui tend à forcer la partie extrême 26' en engagement étanche avec l'épaulement formé à la jonction de la partie extrême 22' avec le tube 16'. Le patient peut aisément fixer ou retirer la console 30' avec sa main libre en écartant les jambes 32', 34'.
Quand les parties extrêmes 22', 26' des tubes 16' et
18' sont jointes comme le montre la fig. 18, le sang s'écoule de l'artère du patient à travers les tubes 18' et revient à la veine par le tube 16'. On forme ainsi un dispositif shunt pour le système circulatoire du patient.
Comme on le verra en détail plus loin. l'appareil de couplage 14' est capable de séparer les parties 22' et 26' des tubes pendant une opération de couplage et de coupler les tubes 16', 18' au dialyseur 12'. Avant cette opération, la console 30' est retirée par le patient et les parties jointes 22' et 26' des tubes sont placées dans des blocs de serrage des tubes associés au mécanisme de couplage, de la manière qui sera décrite. Quand il est couplé au dialyseur, le tube 18' sert de conduit d'alimentation pour le sang et le tube 16' de conduit de retour.
En se reportant aux fig. 16 et 31, le dialyseur 12' comprend un rein artificiel qui peut être sous forme d'une cartouche de dialyse 40' qui comprend des raccords d'entrée et de sortie sur deux de ses côtés opposés qui sont connectés à des tubes 42', 43' (fig. 16) pour la circulation du fluide de dialyse à travers la cartouche. Celle-ci comporte des raccords d'entrée et de sortie sur ses deux autres côtés opposés qui sont connectés à des conduits décrits plus bas qui forment le dispositif de dialyse du sang.
Un des tubes 42', 43' peut être relié à une source de fluide de dialyse dans une console 180. par exemple (fig. 1). et l'autre peut être connecté à l'écoulement ou raccordé à la source si le fluide est remis en circulation. pour faire circuler le fluide de dialyse à travers les intérieurs creux des éléments de dialyse empilés, non représentés.
Les raccords d'entrée et de sortie pour le sang sont connectés aux tubes 44' et 46', respectivement, pour la circulation du sang à travers la cartouche entre les éléments dialyseurs non représentés, de la manière décrite dans le brevet cité. On voit à la fig. 32 que le système de conduits pour le sang comprend encore des raccords 48', 50' en Y connectés aux extrémités des tubes 44' et 46'respectivement et des tubes shunt 52' connectés entre les raccords 48' et 50' en parallèle avec la cartouche 40'.
Les autres entrées dans les raccords 48', 50' sont connectées aux extrémités de deux tubes 54', 56', respectivement, dont les extrémités opposées sont reçues par un bloc de couplage 58'. Les tubes 54', 56' sont des tubes de sortie et d'entrée pour le dispositif dialyseur et sont agencés pour être couplés aux tubes 16', 18' respectivement de la manière décrite ci-après.
La fig. 24 montre que les tubes 54' et 56' s'étendent dans le bloc 58'parallèlement l'un à l'autre et comportent des parties extrêmes 60' et 62's'étendant coaxialement en sens opposés vers les côtés opposés du bloc 58'.
La partie extrême 60' se projette hors du bloc et constitue un raccord mâle, et la partie extrême 62' est d'un diamètre élargi pour constituer un raccord femelle dans le bloc 58'. La partie extrême 62' se termine dans le bloc à l'extrémité d'un évidement conique 64' dans la surface du bloc.
On verra plus loin plus en détail que le raccord mâle constitué par la partie extrême 60' est complémentaire du raccord femelle constitué par la partie extrême 22' du tube 16' et peut être reçu dans ce raccord, et que le raccord femelle constitué par la partie extrême 62' est complémentaire du raccord mâle constitué par la partie extrême 26' du tube 18' et peut s'ajuster avec ce raccord pendant le couplage du dispositif shunt 10' au dialyseur 12' sous l'action du mécanisme de couplage 14'.
Le bloc 58' peut être moulé d'une pièce en matière plastique, les parties terminales 60' et 62' des tubes étant noyées dans ce bloc. En variante, le bloc 58' peut être sous forme d'un dispositif de serrage qui retient les parties extrêmes des tubes dans la position représentée à la fig. 24.
L'ensemble représenté à la fig. 31, comprenant la cartouche 40', le bloc 58', les tubes 44', 46', 52', 56' peut être formé d'une matière plastique économique et peut être jeté après chaque usage du rein artificiel. Ainsi qu'on le verra plus loin en détail, cette caractéristique rend l'appareil utilisable par un patient sans surveillance médicale puisque les parties formant l'ensemble à jeter ne sont que des parties de l'appareil à travers lesquelles le sang ne doit pas s'écouler de façon continue et par conséquent les seules parties nécessitant une stérilisation et un nettoyage avant chaque emploi. I1 est donc préférable que cet ensemble soit livré en emballage stérilisé et utilisé une seule fois avant d'être jeté.
L'ensemble comprenant la cartouche 40', le bloc 58' et les tubes 44', 46', 52' et 56' peut être livré complètement rempli d'un liquide, telle qu'une solution saline normale, qui peut être mélangé avec le sang pour éviter d'introduire de l'air dans le rein artificiel. La capacité totale d'une cartouche 40' peut être inférieure à 60 cl0. Les capacités totales des tubes 44', 46', 52' et 56' peut être de l'ordre de 48 cm1. Par conséquent le volume total de solution saline introduite dans le sang du patient est négligeable au point de vue médical.
Le mécanisme de couplage 14' (fig. 22) comprend un bâti principal 70' agencé pour être placé sur la partie supérieure d'une table sur laquelle le mécanisme peut être manipulé par la main libre du patient. Ce mécanisme comprend un plateau de support 72' supporté par des jambes 74' sur le bâti 70' à distance de ce dernier de façon que l'avant-bras du patient et sa main puissent être insérés entre la surface du bâti 70' et la face inférieure du plateau 72' dans la position représentée à la fig. 16.
Un bord du plateau 72' est couplé en 77' pour permettre aux tubes 16' et 18' de s'étendre depuis le poignet du patient jusqu'au mécanisme disposé sur la surface supérieure du plateau 72'. On voit à la fig. 22 que le mécanisme comprend un troisième plateau 75' fixé au plateau 72' à distance de ce dernier au moyen de jambes 76'. Le plateau 75' supporte les parties spécifiques du mécanisme pour joindre les parties extrêmes des tubes 16' et 18' aux parties extrêmes des tubes 54' et 56', respectivement.
Deux plateaux allongés 78', 80' alignés (fig. 16 et 24 à 29) sont montés à glissement sur la surface du plateau de support 75' de façon à pouvoir se déplacer coaxialement dans des sens opposés en réponse à la rotation d'organes à came décrits plus loin; le plateau mobile 78' est disposé entre deux rails de guidage parallèles 82' qui sont fixés à la surface du plateau 75' par des vis 86' et comportent des brides de guidage 88' chevauchant les parties marginales du plateau 78' pour retenir ce dernier engagé avec la surface du plateau 75' (fig. 25).
De même, le plateau 80' est disposé à glissement entre deux rails de guidage parallèles 90' qui sont fixés à la surface du plateau 75' par des vis 92' et comportent des brides de guidage 94' chevauchant les parties marginales du plateau 80'. Les rails 82' et 90' permettent un déplacement axial des plateaux 78' et 80' et des parties portées par ces derniers, dans des sens opposés. On verra plus en détail que les plateaux 78' et 80' et les parties qu'ils portent sont déplacés entre les positions indiquées aux fig. 27, 28 et 29 par des organes à came.
Un troisième plateau 96' est disposé à glissement sur la surface du plateau 75' et peut se déplacer perpendiculairement à la direction de déplacement des plateaux 78' et 80'. Ce plateau 96' est disposé également entre deux rails de guidage 98' qui sont fixés à la surface du plateau 75' par des vis 100' et comportent des brides 102' engageant la surface supérieure des parties marginales du plateau 96'. Ce dernier peut être déplacé entre les positions indiquées aux fig. 27 et 28 par des organes à came qui seront décrits.
Deux dispositifs 104' et 106' de support et de serrage des tubes (fig. 16 et 24 à 29) sont montés mobiles sur le plateau 75' par les plateaux 78' et 80' et les rails associés 82' et 90', respectivement. En général, les dispositifs 104' et 106' sont agencés pour recevoir les parties extrêmes jointes des tubes 16' et 18' quand ils sont dans la position représentée aux fig. 16, 24 et 27, pour séparer les parties extrêmes des tubes 16' et 18' quand les plateaux 78' et 80' sont déplacés dans les positions représentées à la fig.
28, et pour coupler ensuite les parties extrêmes des tubes 16' et 18' aux parties extrêmes des tubes 54' et 56' quand ils sont déplacés dans la position représentée à la fig. 29, afin de coupler le dialyseur 12' au dispositif shunt 10'.
Le dispositif de serrage 104' (fig. 24 à 29) comprend une forte base 108' comportant une bride 110' fixée au plateau 78' par des vis 112'. On voit à la fig. 25 qu'un plateau de serrage des tubes 114' est monté à charnière sur la base 108' par une cheville 116'. Une vis 118' s'étendant à travers le plateau 114' et comportant un bouton de commande 120' est agencée pour se visser dans la base 108' par rotation de la vis dans la position fermée du plateau 114', pour verrouiller le plateau à la base 108'.
La base 108' et le plateau 114' du dispositif de serrage 104' sont évidés de façon complémentaire de sorte qu'en position fermée du plateau les deux parties délimitent une ouverture tubulaire allongée 122' pourvue d'un évidement 124' et d'une partie extrême conique 126'.
L'ouverture 122' présente des dimensions complémentaires à celles de la partie extrême 22' du tube 16' pour recevoir le raccord femelle constitué par la bride 24' alignée dans l'évidement 124' et l'extrémité du tube 16' disposée à proximité de l'extrémité de petit diamètre d'une partie conique 126' (fig. 24).
Le dispositif 106' de serrage et de support des tubes comprend de même une forte base 128' présentant une bride 130' fixée au plateau 78' par des vis 132', un plateau de serrage des tubes 134' monté à charnière sur la base 128 par une cheville non représentée, et une vis 138' comportant un bouton de commande 140' et pouvant être vissée dans la base 128' pour serrer le plateau 134' sur cette base. La base 128' et le plateau 134' sont évidés pour délimiter une ouverture tubulaire 142' présentant une partie évidée 146' annulaire.
L'ouverture 142' a des dimensions générales complémentaires de celles de la partie extrême 26' du tube 18' afin de recevoir le raccord mâle délimité ainsi comme le montre la fig. 24, la bride 28' engageant la partie évidée 146' et
I'extrémité mâle de la partie 26' se projetant légèrement au-delà de la surface gauche du dispositif de serrage 106'.
Pour le fonctionnement des dispositifs de serrage 104' et 106' décrits, quand les plateaux 78' et 80' sont dans la position représentée aux fig. 24 et 27, les bases 108' et 128' sont mises en place en les engageant mutuellement, comme représenté. Quand les bases sont ainsi disposées, les ouvertures alignées 122' et 142'délimitent une ouverture tubulaire pratiquement continue présentant les évidements annulaires 124' et 146'espacés et complémentaires des brides 24' et 28' des parties jointes 22' et 26' des tubes 16' et 18'.
Les plateaux 114' et 134' étant ouverts, la console 30' peut être retirée des parties jointes 22' et 26' et les parties jointes des tubes peuvent être placées par le patient dans les évidements des bases 108' et 128'. Les plateaux 114' et 134'peuvent être fermés alors pour serrer les parties de tubes 22' et 26' sur les bases 180' et 128', respectivement.
Lors du déplacement subséquent des plateaux 78' et 80' et des dispositifs de serrage 104' et 106' dans les positions représentées à la fig. 27, les parties 22' et 26' des tubes sont séparées comme le montre la fig. 28.
Le plateau 96' est mobile pour mettre en place le bloc 58' entre les dispositifs de serrage 104' et 106' quand ces derniers sont séparés, afin d'effectuer le couplage des tubes 16', 18' aux tubes 54', 56', respectivement. On voit à la fig. 24 que le plateau 96' comporte deux vis espacées 148' s'étendant vers le haut et destinées à être reçues dans des évidements semi-circulaires complémentaires 150' (fig. 24 et 31) formés dans une surface latérale du bloc 58'. Une pièce 152' de forme parallélépipédique est ajustée sur le plateau 96' par une vis de serrage 154' s'étendant à travers une fente dans la pièce 152' et vissée dans le plateau 96'.
Un plongeur à détente 155' est monté à glissement dans la pièce 152' et sollicité vers la droite (fig. 24) par un ressort hélicoïdal 157'. L'extrémité droite du plongeur 155' est de configuration conique et agencée pour engager un évidement conique complémentaire dans le côté du bloc 58' (fig. 24) sous une sollicitation élastique pour retenir le bloc 58' dans une position donnée sur le plateau 96'. La forme conique du plongeur 155' permet d'insérer facilement le bloc 58' entre le plongeur 155' et les vis 148', ou de le retirer.
Les organes à came assurent également la mise en place du plateau 96' de la position représentée à la fig.
27 à celle représentée à la fig. 28 quand les plateaux 78' et 80' et les dispositifs de serrage 104' et 106' sont déplacés dans les positions représentées à la fig. 28. Quand les parties sont dans la position de la fig. 28, la partie extrême mâle en saillie 60' du tube 54' est alignée axialement avec l'évidement conique 126' et la partie extrême femelle 22' du tube 16', et la partie extrême femelle 62' du tube 56' est alignée axialement avec la partie extrême mâle 26' du tube 18'.
Dans cette position, les plateaux 78' et 80' sont déplacés par les organes à came pour amener les dispositifs de serrage 104' et 106' en engagement avec les côtés opposés des blocs 58' (fig. 29) et mettre en place la partie extrême mâle 60' du tube 54' dans la partie extrême femelle 22' du tube 16', et la partie extrême mâle 26' du tube 18' dans la partie extrême femelle 62' du tube 56', afin de coupler les tubes 54' et 56' aux tubes 16' et 18', respectivement.
Les évidements coniques 64' et 126' (fig. 24) servent à guider les raccords mâles constitués par les parties 60' et 26' des tubes dans les raccords femelles constitués par les parties 22' et 62', respectivement, et servent à compenser les légères erreurs d'alignement.
On va décrire maintenant les organes à came pour mettre en place les plateaux 78', 80' et 96' et les parties qu'ils supportent (fig. 16) (20 à 23). On voit aux fig. 20 et 22 que ces organes comprennent un seul plateau de came circulaire rotatif 160' disposé au-dessous du plateau de support 75' et monté à rotation sur la partie extrême supérieure d'un arbre 162' dont l'extrémité inférieure est fixée sur le plateau 72'. Le plateau de came 160' est monté sur l'arbre 162' par un palier 166' et il est libre de tourner relativement au plateau 72'.
On va décrire des moyens manuels pour faire tourner le plateau de came 160' entre deux positions angulaires.
Ces moyens comprennent une roue à chaîne 168' (fig.
16 et 22) fixée à un arbre 170' dont l'extrémité inférieure est montée à rotation dans le plateau de support 72'. Un volant à main 172' comportant une poignée 174' est fixé à l'extrémité supérieure de l'arbre 170' pour faire tourner ce dernier et la roue 168'. Une chaîne d'entraînement 176' sert à coupler la roue 168' à des roues à chaîne 178' sur un moyeu 180' du plateau de came 160', afin d'assurer la rotation de ce dernier en réponse à la rotation manuelle du volant 172'.
Ces moyens manuels comprennent en outre (fig. 23) des organes d'arrêt pour déterminer le domaine de mouvement du volant 172' et du plateau de came 160'. Un plateau circulaire 182' est fixé à l'extrémité de l'arbre 170' au-dessous du plateau de support 72' et porte une butée 184' d'une seule pièce agencée pour engager sélectivement deux butées réglables 186' et 188' fixées à la face inférieure du plateau 72' par des vis 190' et 192' qui s'étendent à travers des fentes dans ces pièces.
Dans la position du plateau 182'représentée à la fig.
23, la butée 184' engage la butée 186' qui délimite une première position du volant 172' et du plateau de came 160' quand le dialyseur 12' est séparé du dispositif shunt 10'. Si le volant 172' est tourné dans le sens lévogyre en regardant la fig. 16, le plateau 182' et le plateau de came 160' sont déplacés angulairement dans une seconde position dans laquelle la butée 184' engage la butée 188', les deux dispositifs 10' et 12' étant couplés ensemble.
Les organes de commande manuels du plateau de came 160' comprennent en outre un organe élastique à détente pour assurer le déplacement des parties entre les deux positions décrites. Un ressort hélicoïdal 194' (fig.
23) est monté en tension entre une cheville 196' fixée à la face inférieure du plateau 72' et une cheville 198' fixée à la butée 184' pour solliciter le plateau circulaire 182' et le plateau de came 160' vers l'une des deux positions angulaires quand il est dans une position stable de détente. Dans la position des parties représentées à la fig. 23, le ressort 194' sollicite le plateau circulaire 182' dans la première position angulaire, la butée 184' engageant la butée 186'. Si le plateau circulaire 182' est tourné par manipulation du volant 172', le plateau 182' tourne contre l'action du ressort 194' jusqu'à ce que l'axe du ressort soit aligné sur une ligne tirée entre la cheville 196' et Marbre 170'.
Un déplacement plus avant du plateau 182' déplace le ressort 194' dans l'autre position stable de détente, de sorte que le ressort sollicite le plateau 182' vers la seconde position angulaire, la butée 184' engageant la butée 188'. Le ressort 194' peut ainsi solliciter le plateau 182' et le plateau de came 160' dans l'une et l'autre des deux positions. Le ressort présente de préférence une force de tension suffisante pour déplacer le plateau de came 160' par l'intermédiaire du mécanisme d'entraînement quand il saute d'une position de détente à l'autre, afin d'assurer le déplacement rapide des parties entre la première et la seconde position.
L'avantage de cette construction apparaîtra plus complètement dans ce qui suit.
Les organes manuels décrits ci-dessus (fig. 20) peuvent déplacer le plateau de came 160' entre la première et la seconde position angulaire dans laquelle le dispositif shunt 10' et le dialyseur 12' sont respectivement non couplés et couplés. Dans la position non couplée, une ligne de référence radiale A est alignée avec une ligne de référence B, tandis que dans la position couplée, la ligne
A est alignée avec une ligne de référence C, le plateau de came 160' pouvant tourner entre les deux positions dans le sens indiqué par la flèche.
Le plateau de came 160' comprend une première surface de commande pour mettre en place le plateau 78' dans les rails 82', cette surface comprenant une rainure 200' dans sa face supérieure. La rainure 200' est engagée par un galet 202' monté tournant sur l'extrémité d'une cheville suiveuse 204' fixée à la surface inférieure du plateau 78' et s'étendant depuis cette surface à travers une fente 206' dans le plateau de support 75'.
Quand le plateau de came 160' est déplacé angulairement entre les positions B et C, la cheville 204' est déplacée par la rainure 200' pour mettre en place le plateau 78' et l'ensemble qu'il porte de la position représentée à la fig. 27 à la position représentée à la fig. 28, puis dans la position représentée à la fig. 29, cette dernière position correspondant à la position C du plateau de came 160'.
Le plateau de came 160' comprend une seconde surface de commande pour mettre en place le plateau 80' dans les rails 90', constituée par une rainure 208' dans sa surface inférieure. La rainure 208' est engagée par un galet 210' monté tournant sur une cheville 212' portée par une console 214'. La console 214' s'étend depuis la face inférieure du plateau 90' à travers une ouverture 216' dans le plateau 75' et autour du bord du plateau de came 160' pour supporter la cheville 212' et le galet 210' au-dessous du plateau de came 160'.
Quand le plateau de came 160' est déplacé angulairement entre les positions
B et C, la cheville 212' est déplacée pour déplacer le plateau 80' et les parties qu'il porte de la position représentée à la fig. 27 à la position représentée à la fig. 28 et ensuite dans la position représentée à la fig. 29, cette dernière position correspondant à la position C du plateau de came 160'.
Le plateau de came 160' comprend encore une troisième surface de commande pour mettre en place le plateau 90' dans les rails 98'. Cette surface est constituée par une rainure 218' dans la face supérieure du plateau, engagée par un galet 220' monté tournant sur extrémité d'une cheville 222' s'étendant depuis la surface inférieure du plateau 96' à travers une fente 224' dans le plateau 75'.
Quand le plateau de came 160' est déplacé angulairement entre les positions B et C, la cheville 222' est déplacée dans la fente 224' pour déplacer le plateau 96' et les parties qu'il porte de la position représentée à la fig. 27 à la position représentée à la fig. 28.
En ce qui concerne les mouvements des plateaux 78', 80' et 96' pendant l'opération de couplage, les plateaux 78' et 80' sont déplacés simultanément en synchronisme à travers le domaine des positions décrites, et le plateau 96' est déplacé quand les plateaux 78' et 80' et les parties qu'ils portent passent des positions représentées à la fig. 27 aux positions séparées représentées à la fig. 28.
Les premières sections a de rayon variable déplacent les plateaux 78' et 80' et les parties qu'ils portent à partir des positions de la fig. 27 aux positions de la fig. 28, les secondes sections b les déplacent des positions séparées de la fig. 28 aux positions de la fig.
29, et les parties c de rayon constant intermédiaires aux parties a et b déplacent les plateaux 78' et 80' dans les positions séparées de la fig. 28 pendant un temps donné entre les mouvements de séparation et de retour.
La rainure 218', à l'encontre des rainures 200' et 208', présente des parties à rayon constant d et e reliées à une partie f à rayon variable. Les différentes parties des rainures 200', 208' et 218' sont orientées de telle manière que lorsque les plateaux 78' et 80' sont momentanément fixes dans la position représentée à la fig. 28, le plateau 96' est déplacé de la position de la fig. 27 à la position de la fig. 28.
Pour résumer la succession de mouvements des diverses parties décrites pendant l'opération de couplage, on voit que lorsque le plateau de came 160' tourne de la position B à la position C sous l'action du volant à main 172', les plateaux 78' et 80' sont déplacés initialement des positions de la fig. 27 aux positions de la fig. 28 par les sections a de rayon variable des rainures 200' et 208', respectivement, pour séparer les parties extrêmes 22' et 26' des tubes 16' et 18'.
Les plateaux 78' et 80' restent fixes dans les positions de la fig. 28 pendant une période de temps donnée durant laquelle le plateau 96' est déplacé de la position de la fig. 27 à la position de la fig. 28 par la section f de la rainure 218', pour mettre en place le bloc 58' entre les dispositifs de serrage 104' et 106' portés par les plateaux 78' et 80'.
Ensuite, les plateaux 78' et 80' sont déplacés dans les positions de la fig. 29 par les sections b des rainures 200' et 208', pour pousser les dispositifs de serrage 104' et 106' portés par les plateaux 78' et 80' contre le bloc 58', afin de joindre les parties 26' et 62' des tubes aux parties 22' et 60' des autres tubes (fig. 28), couplant ainsi le dispositif shunt 10' au dialyseur 12'. Il est évident que le déplacement du plateau de came 160' de la position C à la position B sous l'action du volant à main 172' inverse les mouvements ci-dessus pour séparer le dispositif shunt 10' et le dialyseur 12'.
Des moyens sont également utilisés pour serrer les tubes 16' et 18' avant la succession de mouvements décrits ci-dessus pour éviter une perte de sang du patient alors que les deux dispositifs doivent être couplés ou séparés. On voit à la fig. 16 que deux paires de chevilles de guidage espacées 226' et 228' sont fixées à la partie marginale du plateau 72' à proximité du bord de la section découpée 77', pour aligner les tubes 16' et 18' à distance l'un de l'autre. Un écran 230' s'étendant depuis le plateau 72' vers le plateau 75' empêche un contact de tubes 16', 18' avec le plateau de came 160' et la chaîne 176'.
Une barre de serrage 232' est montée à pivot à l'une de ses extrémités au moyen d'un ensemble 234' à console et cheville et délimite une partie de serrage de tube 235' chevauchant les tubes 16' et 18' (fig.
16). Les organes de commande pour la barre 232' comprennent un levier pivotant 236' dont une extrémité est montée à pivot sur le plateau de support 72' au moyen d'un ensemble 238' à console et cheville, et dont Faute extrémité s'étend à travers une encoche 239' dans la barre de serrage 232' jusqu'au bord du plateau de came
160'.
Un galet 240' (fig. 20) est monté tournant sur l'extrémité libre du levier 236' par une cheville 241' et il peut être engagé par deux évidements espacés 242' et 244' dans la surface inférieure du plateau de came 160', dans les positions B et C de ce plateau, respectivement, et peut être engagé aussi par la surface du plateau de came 160' entre les évidements 242' et 244' pendant la rotation du plateau 160' entre ces positions. Pour compléter l'ensemble, un ressort 246' (fig. 16), supporté par un ensemble 248' à console et cheville, comporte une partie mobile engageant la barre de serrage 232'.
Le ressort 246' sollicite la barre 232' vers le haut en engagement avec le levier 236' et sollicite ce levier vers le haut pour assurer l'engagement du galet 240' avec la surface du plateau de came 160', pour assurer la mise en place du levier 236' par le plateau de came 160'.
Lors du fonctionnement du dispositif de serrage des tubes, quand le galet 240' est engagé par l'un des deux évidements 242', 244', le ressort 246' pousse la barre de serrage 232' dans sa position supérieure dans laquelle les tubes 16' et 18' sont serrés. Quand le plateau de came 160' est en position B, le galet 240' engage l'évidement 242'. La rotation du plateau de came 160' fait que l'épaulement de l'évidement 242'déplace le levier 236' et la barre 232' vers le bas pour mettre la barre 232' en engagement de serrage avec les tubes 16', 18'.
La surface plate du plateau de came 160' retient les parties en positions de serrage jusqu'à ce que le plateau 160' atteigne la position C à la fin de l'opération de couplage.
Dans la position C du plateau de came 160', le galet 240' engage l'évidement 244' et la barre de serrage 232', et le levier 236' est déplacé dans la position de la fig. 16 par le ressort 246'. La même succession d'opérations se produit pendant le mouvement de retour du plateau de came 160' à la position B.
Le dispositif de serrage des tubes répond ainsi au mouvement initial du plateau de came 160' pendant une opération de couplage ou une opération de séparation, pour serrer les tubes 16', 18' qui restent serrés jusqu'à ce que Opération soit achevée. Cette caractéristique empêche l'écoulement de sang dans le dispositif shunt 10' pendant l'opération de couplage ou de séparation, quand les parties et 26' des tubes sont séparées.
En plus du dispositif de serrage constitué par les barres 232' et les parties associées, on peut utiliser facultativement un dispositif de serrage électrique pour assurer sélectivement l'écoulement du sang à travers le tube 56' et la cartouche 40'. Ce dispositif (fig. 16 et 30) comprend un mécanisme 260' actionné par solénoïde pour
serrer sélectivement les tubes 44' et 52' (fig. 30). Le mécanisme 260' comprend un bâti 262' qui supporte deux bras réglables espacés 264', 266', chacun d'eux étant monté à pivot sur une extrémité du bâti 262'. Des vis 268' et 270' et des écrous de verrouillage associés sont utilisés pour calibrer les positions des bras 264' et 266', respectivement.
Les tubes 44' et 52' sont placés en contact avec les surfaces juxtaposées des bras 264', 266' par des guides non représentés, et sur les côtés opposés d'un levier de serrage pivotant 272' dont l'extrémité gauche (fig. 30) est en forme de coin pour former des surfaces de serrage supérieure et inférieure pour engager les tubes 44'
et 52', respectivement.
Le levier de serrage 272' est monté à pivot sur une cheville 274' supportée elle-même sur une partie du bâti 262' et il est sollicité par un ressort 276' et un plongeur 278' dans le sens lévogyre en regardant la fig. 30, vers la position représentée dans laquelle son extrémité gauche engage et pince le tube 44' pour empêcher un écoulement du fluide à travers ce tube. Un solénoïde rotatif 279' comportant un levier de commande 280' est connecté à l'extrémité du levier de serrage 272' pour déplacer ce dernier angulairement dans le sens dextrogyre (fig. 30), contre la force du ressort 276', en engagement de serrage avec le tube 52'.
Le mouvement rotatif du levier 280' est transmis au levier de serrage 272' par une cheville 282' portée par l'extrémité du levier 280' et engageant une fente dans l'extrémité du levier de serrage 272'.
Quand le solénoïde 279' est remis au repos, le levier de serrage 272' engage et serre le tube 44' pour empêcher l'écoulement du fluide à travers le tube 44' et ainsi l'écoulement de sang à travers le rein artificiel ou cartouche 40'. Dans cette condition du solénoïde, le tube 52' est desserré pour établir un courant shunt du sang autour de la cartouche 40'. Quand le solénoïde 279' est excité, le tube shunt 52' est serré et le tube 44' est desserré pour établir un écoulement de sang à travers la cartouche 40'.
Pour éviter la coagulation du sang dans le tube 52', L'action de serrage est réglée de préférence de façon à permettre un écoulement goutte à goutte à travers le tube 52' quand ce dernier est serré.
Comme indiqué schématiquement à la fig. 30, le solénoide 279' peut être connecté en série avec un interrupteur manuel 286' et une source de courant par des conducteurs électriques. On voit à la fig. 16 que l'interrupteur 286' peut être un interrupteur à articulation monté sur le coffret du solénoïde.
Le dispositif électrique de serrage des tubes permet de coupler et de séparer la cartouche 40' du reste de l'appareil quand le dispositif shunt 10' est couplé au dialyseur 12'. Ce dispositif électrique constitue aussi un moyen de sécurité contre une panne en ce sens que la cartouche 40' est efficacement séparée du reste de l'appareil dans la condition de repos du solénoïde 279'. Cette caractéristique est importante dans le cas d'une panne de courant lorsque les pompes, non représentées, assurant la circulation du fluide de dialyse à travers la cartouche 40' ne fonctionnent pas.
Il est évident qu'en l'absence d'un dispositif électrique de serrage des tubes, Ensemble à jeter après usage représenté à la fig. 30 peut être simplifié en supprimant les tubes 52', 44' et 46' et les raccords 45' et 50', de sorte que les extrémités des tubes 54' et 56' peuvent être couplées directement à la cartouche 40'. Le coût du dispositif de dialyse est ainsi un peu inférieur si ce dispositif électrique n'est pas utilisé.
Quand le rein artificiel n'est pas utilisé, le dispositif shunt 10' est porté par le patient de la manière représentée à la fig. 17, la console 30' servant à retenir de façon sûre les parties extrêmes mâle et femelle des tubes 16' et 18' en condition couplée (fig. 18). Le patient peut se mouvoir librement et entreprendre des activités normales.
Quand la dialyse du sang est nécessaire, le patient doit d'abord vérifier que le volant 172' est disposé dans la position de non couplage de l'appareil 14', le plateau de came 160' étant en position B. Le patient conditionne ensuite le dialyseur 12' au couplage au dispositif shunt 10' en couplant les tubes 42' et 43' aux raccords d'entrée et de sortie appropriés de la cartouche 40', en mettant en place les tubes 44' et 52' dans le dispositif de serrage à solénoïde 260', et en mettant en place le bloc 58' sur le plateau de support mobile 96'.
Le patient insère ensuite son bras entre le bâti 70' et le plateau 72' du mécanisme de couplage 14' dans la position représentée à la fig. 16, et place les tubes 16' et 18' du dispositif shunt entre les chevilles de guidage 226' et 228' et sous la barre de serrage 232'. Il peut alors ouvrir le plateau des dispositifs de serrage des tubes 106' et 108', retirer la console 30' des parties des tubes 22' et 26', et mettre en place les parties de tubes dans les évidements de la base des dispositifs de serrage 104' et 106', de la manière indiquée à la fig. 27.
Les plateaux des dispositifs de serrage 104' et 106' sont alors refermés et les boutons 120' et 140' sont tournés pour serrer les parties des tubes 22' et 26' dans les dispositifs 104, 106'. Les deux dispositifs 10' et 12' sont alors prêts à être couplés sous l'action du mécanisme de couplage 14'.
Les fig. 32 à 38 illustrent la succession d'opérations et de mouvements des diverses parties pendant le couplage. La fig. 32 illustre la condition initiale de l'appareil après que le patient a effectué les stades préliminaires décrits ci-dessus. On voit que le plateau de came 160' est en position B, la barre de serrage 232' dégagée des tubes 16' et 18'.
comme indiqué par le symbole O , les dispositifs de serrage 104', 106' sont placés en engagement avec les parties 22', 26' des tubes insérées par le patient, et l'interrupteur 286 est ouvert, de sorte que le dispositif de serrage à solénoïde 260' serre le tube 44' comme indiqué par le symbole < fermé C et desserre le tube 52 comme indiqué par le symbole R ou vert O) > .
Pour coupler le dispositif shunt 10' et le dialyseur 12' le patient fait tourner le volant 172' (fig. 16) de sa main libre, pour déplacer le plateau de came 160' vers sa position C de la manière décrite précédemment. Le mouvement initial du plateau 160' actionne la barre de serrage 232' pour serrer les tubes shunt 16' et 18' (fig.
33) et arrêter ainsi le courant sanguin dans le dispositif shunt 10'. Le mouvement ultérieur du plateau 160' produit la séparation des dispositifs de serrage 104', 106' et la séparation des parties 22' et 26' des tubes (fig. 34), les tubes 16', 18' restant serrés pour éviter un courant sanguin depuis les extrémités des tubes. Quand le plateau de came 160' est tourné encore plus loin, il déplace le bloc 58' dans une position située entre les dispositifs de serrage séparés 104'. 106' (fig. 35) dans laquelle les parties 60' et 62' des tubes sont alignées avec les parties 22', 26'.
Une nouvelle rotation place les dispositifs de serrage 104', 106' en engagement avec le bloc 58' (fig. 36) pour joindre les parties 26', 62' des tubes et les parties jointes 22' et 60' de manière à coupler les tubes 16', 18' aux tubes 54'. 56'. Quand le plateau de came 160' atteint la position C. la barre de serrage 232' est libérée pour ouvrir les tubes 16', 18' comme indiqué par le symbole O de la fig. 37.
Quand le plateau de came 160' est en position C et le dispositif à solénoïde 260' est encore au repos comme représenté à la fig. 37, le sang s'écoule de l'artère du patient à travers les tubes 18', 56', 52', 54' et 16' pour revenir à la veine, I'écoulement étant shunté autour de la cartouche 40'. Pour commencer l'opération de dialyse, le patient peut maintenant fermer l'interrupteur 286' et exciter le dispositif de serrage à solénoïde 260' qui desserre le tube 44' et serre le tube 52' pour assurer l'écoulement sanguin à travers la cartouche 40'.
Après la période de dialyse requise, le patient peut facilement séparer le dispositif shunt 10' et le dialyseur 12', d'abord en ouvrant l'interrupteur 286' et en faisant tourner le volant 172' pour ramener le plateau de came 160' en position B. Pendant ce mouvement, la séquence de mouvements décrits ci-dessus se produit en sens inverse pour placer les diverses parties de la manière illustrée à la fig. 32. Le patient peut alors séparer les parties des tubes jointes aux dispositifs de serrage 104', 106' et installer la console 30' sur ces derniers, de sorte qu'il peut quitter l'appareil. Le dialyseur 12' est alors jeté, de préférence.
Il est évident que si une panne de courant se produit pendant l'opération de dialyse, le dispositif de serrage à solénoïde 260' desserre le tube 52' et serre le tube 44' pour shunter l'écoulement sanguin autour de la cartouche 40', terminant ainsi l'opération de dialyse. il est évident aussi que le dispositif 260' peut être facilement supprimé pour simplifier le dispositif de dialyse de la manière indiquée précédemment. La construction assurant la sécurité en cas de panne est préférée dans le cas de patients très âgés et en condition physique extrêmement défavorable qui peuvent ne pas avoir conscience d'une panne de courant.
Dans le cas de patients pouvant s'apercevoir d'une panne et présentant une résistance physique normale, le dispositif de serrage 260' peut être facilement omis ou n'a pas besoin d'être utilisé s'il est prévu. Dans ce dernier cas, le dispositif de dialyse le plus simple précédemment décrit omettant le shunt de la cartouche peut être utilisé.
L'appareil de couplage décrit permet un couplage précis du dispositif shunt 10' au dialyseur 12' avec un effort minimum de la part du patient. Le plateau de came d'une seule pièce pourvu de toutes les surfaces de came nécessaires assure un synchronisme exact des mouvements des parties pendant les opérations de couplage et de séparation. Par suite de sa configuration, le plateau de came 160' peut être moulé de façon précise à partir d'une matière plastique à bas prix et la sûreté du mécanisme peut être assurée avec un prix de revient minimum.
II faut remarquer que les tubes 16', 18' formant le dispositif shunt 10' sont sujets à un écoulement sanguin continu pendant l'usage et le non-usage du rein artificiel et par conséquent ne peuvent être le siège d'une coagulation sanguine. En outre, les parties extrêmes des tubes 16', 18' sont exposées à l'atmosphère seulement un instant pendant l'opération de couplage et de séparation. Par conséquent, la vie utile du dispositif shunt 10' est grandement augmentée en éliminant la nécessité d'une manipulation manuelle avec tous les dangers de contamination bactérienne qu'elle comporte, même sans surveillance médicale.
Une des caractéristiques les plus importantes de cette forme d'exécution est la position de tous les tubes et des parties soumis seulement à un écoulement périodique du sang dans le dialyseur 12'. En faisant du dialyseur 12' un dispositif utilisé une seule fois, on supprime les problèmes de nettoyage et de stérilisation nécessaires lors d'un usage périodique d'un tel dispositif puisque le dialyseur 12' est jeté après chaque usage. Ce caractère rend le rein artificiel décrit très propre à l'emploi à la maison sans surveillance médicale.
Les fig. 38 et 39 illustrent une variante d'une partie de l'appareil de couplage qui assure aussi une sécurité contre les pannes. Dans cette variante, le plateau de came 160' est sollicité dans la position B par un organe comprenant un ressort hélicoïdal 292' qui encercle l'arbre au-dessous du plateau et dont une extrémité est fixée au plateau et l'autre extrémité à l'arbre 162', comme indiqué schématiquement à la fig. 38. Le ressort 292'présente une force de tension suffisante pour que, dans la position C du plateau 160', il puisse surmonter les autres forces du dispositif et faire tourner le plateau 160' dans la position B pour séparer le dispositif shunt 10' et le dialyseur 12'.
Des moyens sont utilisés pour verrouiller le plateau de came 160' en position C contre la force du ressort 292'. Ces moyens comprennent un solénoïde 294' comportant un plongeur 296' mobile axialement relativement au plateau 160' et sollicité dans la position représentée par un ressort 298'-monté à compression entre le solé noïde 294' et une bride 300' sur l'extrémité du plongeur. Quand le solénoïde 294' est excité, le plongeur 296' est déplacé axialement et engage le bord du plateau 160' contre la force du ressort 298'.
Les organes de verrouillage comprennent en outre un évidement 302' dans le bord du plateau de came 160' agencé pour être aligné avec l'extrémité du plongeur 296' et engagé par cette extrémité quand le plateau de came est dans la position C. Quand l'extrémité du plongeur 296' engage l'évidement 302', il verrouille le plateau en position C et retient le plateau dans cette position contre la force du ressort 298'.
Pour commander l'excitation du solénoïde 294', un dispositif interrupteur comprenant un interrupteur 304' et un intenupteur manuel 306' est connecté en série avec le solénoïde aux bornes d'une source de courant, comme indiqué schématiquement à la fig. 38. L'interrupteur 304' comprend deux contacts normalement ouverts agencés pour être fermés par déplacement axial d'une cheville de commande 308'. La cheville 308' est agencée pour être déplacée par un levier de commande 310' pivotant à une extrémité sur le coffret de l'interrupteur et comportant un galet suiveur 312' à son autre extrémité agencé pour engager un évidement 314' dans le bord du plateau de came 160' en position B, comme représenté à la fig. 38.
Quand le galet 312' engage l'évidement 314', les contacts de l'interrupteur 304' sont ouverts et le solénoïde 294' est mis au repos. Si le plateau de came 160' est déplacé vers sa position C, le galet 312' est déplacé vers l'interrupteur 304' pour actionner la cheville 308' et fermer les contacts de l'interrupteur.
Au cours du fonctionnement de cette variante, dans la condition non couplée du dispositif shunt 10' et du dialyseur 12', le galet 312' engage l'évidement 314' (fig.
38 et 39) et le solénoïde 294' est mis au repos. S'il désire coupler le dispositif shunt 10' et le dialyseur 12', le patient ferme d'abord l'interrupteur 306' et fait tourner le volant 172' pour déplacer le plateau de came 160' dans sa position C. Quand le plateau de came commence à tourner, le galet 312' est déplacé par le bord de l'évidée ment 314' pour fermer les contacts de l'interrupteur 304' et exciter le solénoïde 294' et assurer l'engagement du plongeur 296' avec le bord du plateau 160'.
Quand ce plateau atteint sa position C, le plongeur 296' engage l'évidement 302' et verrouille le plateau 160' dans ladite position contre la force du ressort 292'.
Si le courant vient à manquer alors que le plateau de came 160' est verrouillé en position C du solénoïde 294', le ressort 298' déplace le plongeur 296' pour retirer ce dernier de l'évidement 302', après quoi le ressort 292' ramène le plateau de came 160' dans la position B pour séparer le dispositif shunt 10' et le dialyseur 12'.
L'appareil fonctionne ainsi automatiquement pour séparer le dispositif shunt et le dialyseur afin de terminer la dialyse.
Avec la variante représentée aux fig. 38 et 39, le patient peut aussi séparer les deux dispositifs à tout instant en ouvrant l'interrupteur 306'. Cette opération met au repos le solénoïde 294' et assure le retour du plateau de came 160' en position de non couplage. Cette caractéristique est avantageuse en ce qu'elle permet au patient de séparer immédiatement les dispositifs dans le cas d'un mauvais fonctionnement, par exemple en cas de perte de sang ou de liquide de dialyse.
On voit à la fig. 29 que le dialyseur 12' et la partie non réutilisée de l'appareil peuvent être simplifiés avec cette variante en ce sens que les tubes 54' et 56' peuvent etre connectés directement à la cartouche en éliminant les raccords en Y et d'autres tubes de connexion représentés à la fig. 30.
Apparatus for joining together one end of each of two conduits
The present invention relates to an apparatus for joining together one end of each of two fluid conduits and forming a circuit for this fluid.
During the use of an artificial kidney, part of the patient's blood stream is periodically diverted through the artificial kidney in order to maintain the impurity content of the blood at a given level. With known artificial kidneys, periodic coupling of the kidney to the patient is a tedious and complex operation. Among the problems making this operation complex are the need to sterilize the reused equipment and the prevention of blood clotting in the various conduits and valves. As a result, current techniques for coupling the artificial kidney to the patient require special attention and skill.
An object of the invention is to provide an apparatus enabling, for example, a patient to fix his artificial kidney himself or to remove it without medical supervision.
The apparatus forming the subject of the invention is characterized in that it comprises two clamping devices for rigidly holding the ends of the conduits, and a cam member for moving the clamping devices relative to one another. other to bring the ends of the conduits into alignment and contact.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the apparatus which is the subject of the invention and a variant:
fig. 1 is a perspective view of an installation comprising the first embodiment;
fig. 2 is a perspective view on a larger scale of this embodiment;
fig. 3 is a perspective view corresponding to FIG. 2 showing another position of certain organs;
fig. 4 is a perspective view of a member included in this embodiment;
fig. 5 is a plan view, partially in section, of a member that this embodiment comprises and of ancillary members;
figs. 6, 7 and 8 are perspective views of a mechanism included in this embodiment;
fig. 9 is a side view partially in section of this mechanism;
fig. 10 is a sectional view of parts of this mechanism;
fig. 11 is a view from above of a tray that includes this mechanism;
fig. 12 is a side view corresponding to FIG. ll
fig. 13 is a partial view of members shown in FIG. 11;
fig. 14 is a view of other members shown in FIG. 11;
fig. 15 is a side view of a member shown in FIG. 11;
fig. 16 is a perspective view of the second embodiment;
fig. 17 is a perspective view of a member included in this embodiment;
fig. 18 is a sectional view of the member shown in FIG. 17;
fig. 19 is a section along XIX-XIX of FIG. 18
fig. 20 is a plan view of a member shown in FIG. 16;
fig. 21 is a partial side view of a tray shown in FIG. 20;
fig. 22 is a sectional view of a mechanism included in this embodiment;
fig. 23 is a partial plan view corresponding to FIG. 22;
fig. 24 is a section on a larger scale of an organ shown in FIG. 16;
fig. 25 is an enlarged side view of an organ shown in FIGS. 16 and 22;
fig. 26 is a view on a larger scale of members shown in FIGS. 16 and 22;
figs. 27, 28 and 29 are partially sectional views showing various positions of these members;
fig. 30 is a partially sectional view of a mechanism shown in FIG. 16;
fig. 31 is a front elevation of a cartridge showing a set of conduits included in this embodiment;
figs. 32 to 38 are schematic views illustrating the operation of this embodiment;
fig. 39 is a top view of a variant of a member shown in FIG. 20, and
fig. 40 is a schematic view corresponding to the variant of FIG. 39.
Fig. 1 shows a patient using an artificial kidney. The patient is seated in a chair and engaged in an activity, in this case reading, while the kidney is functioning.
The artificial kidney roughly comprises a shunt device 10 for the patient's circulatory system (Fig. 4), a dialyzer 12 for dialysing the patient's blood (Figs. 1, 2, 3 and 11) and a coupling device 14 (Fig. 1, 2 and 3), constituting the first embodiment for coupling the shunt device 10 to the dialyzer 12. The shunt device 10 and the coupling device 14 are associated with the patient's forearm. It is evident, however, that they could cooperate with another part of the body to the extent permitted by medical considerations.
The shunt device 10 (FIG. 4) comprises two flexible tubes 16 and 18, the ends of which can be connected to surgical devices for implanting cannulas in the patient's forearm.
We see in fig. 5 that the free ends of the tubes 16 and 18 include coupling pieces 20 and 22 defining male and female fittings intended to be joined together as described below. The tubes 16 and 18 are preferably made of plastic and the coupling pieces 20 and 22 include plastic parts molded on the ends of the tubes 16 and 18, respectively.
The coupling piece 20 comprises a parallelepipedal part delimiting a conical recess 24 in its left face, the end of the tube 16 being disposed in the part 20 adjacent to the inner end of small diameter of the recess 24. The two opposite sides of the part 20 comprise spaced guide ribs 26 arranged to be received in complementary recesses associated with support means of the part 20 which will be described later.
The coupling part 22 likewise comprises a parallelepipedal part which comprises a conical projection 28 extending from its right face and the configuration of which is complementary to that of the recess 24.
The end of the tube 18 extends through the part 22 and into the projection 28 (Fig. 5). The part 22 comprises guide ribs 30 on its opposite faces which must be received in complementary recesses of the support means.
The coupling pieces 20 and 22 (fig. 4 and 5) constitute respectively female and male connectors through the recess 24 and the conical projection 28. When the dialyzer 12 is not in use, the coupling pieces 20 and 22 are held together as shown in fig. 4, joined by their male and female parts respectively to establish a shunt flow of blood from an artery of the patient through the tube 18, the coupling pieces 20 and 22 and the tube 16 before returning to a vein. During the coupling of the dialyzer 12 to the shunt device 10, the coupling pieces 20 and 22 are separated as shown in FIG. 5 by the coupling apparatus which will be described.
The coupling pieces 20 and 22 may be formed of plastic parts integrally molded around the ends of the respective tubes. However, it is obvious that these parts can have a configuration other than that shown and can be formed in various ways on the ends of the tubes.
When the artificial kidney is not in use, the coupling pieces 20 and 22 can be held together, as shown in fig. 4, by a retaining member comprising a U-shaped console 33 comprising two opposing legs 34 and 36. The legs 34 and 36 have slots of sufficient width to receive the tubes 16 and 18, respectively, and are arranged for engage the ends of the coupling pieces 20 and 22, respectively. The legs 34 and 36 are preferably spaced a distance slightly less than the length of the set of the joined pieces 20 and 22, so that they retain these pieces by exerting a slight force which tends to push the conical projection 28 in the recess 24 in a close fit. The patient can easily attach or detach the consoles 32 with his free hand by spreading the legs 34 and 36.
The dialyzer (Fig. 11) comprises a dialysis device or artificial kidney in the form of a dialysis cartridge 40 which includes a housing containing several stacked dialysis elements, not shown. We see in fig. 1 1 that the cartridge has an inlet fitting and an outlet fitting on its opposite sides which are connected to tubes 42 and 44 for the circulation of the fluid which dialysis through the cartridge. The conduit 42 is connected to the inlet of the cartridge 40 and to the outlet of a pump 43 and the conduit 44 is connected to a flow or returns the dialyzer liquid to the source if this liquid is recirculated.
The cartridge 40 is provided with inlet and outlet connections on its other two opposite sides, which are connected by tubes 46 and 48 respectively to a coupling piece 50 (fig. 5) intended to be coupled to the coupling pieces 20 and 22 for coupling the shunt device 10 to the dialyzer 12. The tubes 46 and 48 are preferably flexible plastic tubes and the coupling part 50 comprises a molded part of plastic material, so that together comprising the cartridge 40, the tubes tubes 46 and 48 and the coupling part 50 constitutes a whole. This set can be filled with a solution which mixes with the blood, for example saline solution, contained in a sterilized packaging, and this set is discarded after use of the artificial kidney.
The coupling part 50 (Fig. 5) comprises a parallelepiped part molded integrally on the end parts of the tubes 46 and 48. The end of the inlet tube 46 terminates in the part 50 at the end of the tube. 'a conical recess 52 in the left face of the part 50.
This recess 52 is of identical configuration to that of the recess 24 of the coupling part 20 and constitutes a female connector on the part 50 arranged to receive the male connector formed by the projection 28 of the coupling part 22. The end of the tube 48 terminates in a conical projection 54 formed on the straight surface of the part 50 and is of an identical configuration to that of the projection 28 of the coupling part 22 so as to constitute a male connector on the part 50 arranged to be received in the female connector formed by the recess 24 of the coupling part 20.
When the coupling piece 50 is disposed between the coupling pieces 20 and 22 (Fig. 5), the latter can be moved towards the piece 50 to place the projection 28 in the recess 52 and the projection 54 in the recess. recess 24 in order to couple the shunt device 10 to the dialyzer 12.
The coupling part 50 further comprises a one-piece arm 56 intended to facilitate mounting of the part 50 in the mechanism described below. The arm 56 has an opening in its free end and preferably a thin straight section giving it some flexibility. To facilitate the mounting of the coupling part 50 in the coupling mechanism 14, a locking pin 55 of known type is used and shown in detail in FIG. 9, this ankle being mounted in an opening 58.
The coupling device 14 (FIGS. 1, 2 and 3) comprises a box 60 of generally parallelepiped shape and comprising a console 62 fixed to its rear wall and intended to receive the patient's arm. The console 62 (Fig. 3) has an elongated curved surface 64 intended to be engaged by the patient's arm and a bar 66 on which is slidably mounted a handle 68 intended to be gripped by the patient's hand. The handle 68 is clamped to the bar 66 by means of a set screw 70 screwed into the handle 68 and can also be screwed into the bar 66. The position of the handle 68 can be adjusted according to the length of the patient's arm. using screw 70.
Straps 72 (fig. 1 and 2) are mounted on the rear face of the cabinet 60 and of the console 62 to clamp the patient's arm in the console 62. These straps can be of the buckle and pin type and can be handled by the hand. free hand of the patient.
The cabinet 60 (Figs. 2 and 3) defines an interior chamber 74 and has an opening 76 in its rear wall through which the tubes 16 and 18 pass when the patient's arm is in place on the console 62. The cabinet 60 has still an opening 78 in its end wall through which the tubes 46 and 48 pass when the patient's arm is in place on the console 62.
The cabinet 60 further has an elongated rectangular opening 80 in its front wall defining spaced rails 82, 84 along its two elongated edges, each outer rail 84 having a recess 86. A tray 88 having an operating handle 87 can slide out. and pivot on the front wall of the cabinet 60 by means of the rails 82 and 84. The plate 88 also has an elongated rectangular shape with a width complementary to that of the opening 80 in order to be slidably received therein ( fig. 2).
The plate 88 (fig. 11) comprises two tabs 90 on its elongated edges opposite to one of its ends, and two tabs 92 on the opposite edges of its other end, the tabs 90 and 92 being arranged to be slidably received between the legs. rails 82 and 84 in order to slide the plate 88 into place in the opening 80 to allow its movement between the opposite ends of the opening. The tabs 92 can be selectively engaged with the rails 82 and 84 or disengaged therefrom by means of the recesses 86 to allow the opening and the closing of the plate 88 when the latter is in the position shown in FIG. 3 and in the position shown in solid lines in FIG. 11.
To facilitate the opening and closing of the plate 88, the rails 82 and 84 have perpendicular extensions 82a and 84a at their right end, arranged to receive the tabs 90 during the opening movement of the plate 88 (FIG. 13). The rectangular shape of the tabs 90 acting against the surfaces of the rails facilitates the retention of the tray 88 in the open position of FIG. 3. To close the tray 88, it must first be lifted slightly outward to remove the tabs 90 from the rail extensions. after which it can pivot into the closed position to place the legs 92 in the recesses 86. The tray can then be slid into the position shown in FIG. 2 (dotted lines in fig. 11).
The plate 88 thus pivots between the open and closed positions by means of the legs 90 and the extensions 82a and 84a, and when it is closed it can be slid between a first and a second position which are indicated in solid and dotted lines in FIG. . 11 and which correspond to the coupled or uncoupled conditions of the shunt device 10 and of the dialyzer 12, respectively, as will be seen later.
Means are used to bias the tray 88 into the position shown in solid lines in FIG. 11.
These means comprise a spring motor of known type comprising a box 94 mounted to rotate on a shaft 96 fixed to the rear wall of the box 60, in the right part of the latter as seen in FIG. 11. The motor comprises two flexible and elongated elastic bands 98 which pass around guide pulleys towards the plate 88 and which can be unwound from the cabinet 94 against their winding force when moving the plate 88 to the left (Fig. 11). ). The end parts of the elastic bands 98 have elongated slots 99 (Figs. 12 and 13) of a length at least equal to the displacement length of the plate 88. Two juxtaposed pegs 100 fixed to the plate 88 in recesses made in the face bottom of the chainring are received in the slits 99 of the ribbons for connecting the chainring 88 to the motor.
The motor exerts a withdrawal force on the tapes 98 tending to bring them into the rotating housing and tending to engage the pegs 100 at the left end of the slots 99 to urge the plate 88 in the position shown in solid lines in FIG. 11. Furthermore, when the plate 88 is in the open position (Figs. 3 and 13), the motor exerts a force on this plate which tends to keep it in this open position.
Detent members are used to lock the tray 88 in the first and second positions. These members include an escapement mechanism electrically actuated by a rotary solenoid 104. A rotary cam 106 is attached to the housing 94 and rotates with it, and it has two cam surfaces having stops 108 and 110 at two different levels (Fig. 1). 1 and 15). The stop 108 can be engaged by one end of a lever 112 mounted on a pin 114. The other end of the lever 112 is constituted by a frame 116 which can be engaged with a movable control pin 118 of the solenoid 104.
A spring loaded pawl 120 is carried by the lever 112 and arranged to be engaged by the stopper 110 when the lever 112 is moved from the position shown in FIG. January 1 to that shown in FIG. 14.
When the solenoid 104 is at rest, the end of the lever 112 is disposed as shown in FIG. 1 1 and engages the stop 108 if one tries to move the plate 88 to the left in the position shown in dotted lines. Therefore, the cabinet 94 cannot rotate and the tray 88 is effectively locked in the position shown in solid lines in FIG. 11 which corresponds to the condition of non-coupling of the shunt device 10 and of the dialyzer 12. If the solenoid 14 is energized, the lever 112 is moved to the position of FIG. 14 where the end of the lever 112 is moved from the stopper 108.
The plate 88 can then be moved to the left to the position in the dotted lines of FIG. 11, the spring tapes being withdrawn from the motor by a dextrorotatory rotation of the box 94, looking at FIG. 11. When the solenoid 104 is energized, the pawl 120 is aligned with the stopper 110. As the cabinet 94 rotates in the dextrorotatory direction during movement of the plate 88 to the left, the stopper 110 moves relative to the pawl by exerting an action. ratchet by means of the curved surface of the cam and this results in the orientation of the stopper 110 relative to the direction of movement of the box 94.
The orientation of the stopper 110 is such, however, that the cabinet 94 cannot be moved in the levorotatory direction by the force of the motor when the solenoid is energized, this movement being prevented by the engagement of the stopper 110 with the motor. pawl 120. Therefore, when the platen 88 is moved to the position shown in dotted lines in FIG. The pawl 120 effectively locks the motor as long as the solenoid 104 is energized to prevent the force of the latter from returning the platen 88 to its original position.
If the solenoid 104 came to rest, the pawl 120 would release the motor and the platen 88 would automatically return to the position shown in solid lines, the stopper 108 in this case moving past the end of the lever 112 by exerting a ratchet action due to the orientation of the stop 108 according to the direction of rotation of the cam.
When the plate 88 is in the position shown in dotted lines in FIG. 11, which corresponds to the coupling condition of the devices 10 and 12, it can be moved manually to its initial position by means of the slots 99 in the spring tapes. The pegs 100 are moved in the slots 99 and the tapes remain extended as shown in FIG. 12 and are received in the recesses of the tray 88 indicated by dotted lines in FIG. 11. This construction allows the patient to manually separate devices 10 and 12.
A mechanism for supporting and positioning the coupling pieces 20, 22 and 50 is shown in figs. 3 and 6 to 10, this mechanism being placed in the box 60.
It comprises two pivoting levers 122 and 124 mounted at one end of the rear wall of the cabinet 60 by a common pivot 125 and extending substantially parallel to one another in the position shown in FIG. 3.
The extreme left parts of the levers 122, 124, which are offset. have transverse slots 126 and 128 respectively (FIG. 6) corresponding in width to the coupling pieces 20 and 22, respectively. The slots 126, 128 have recesses complementary to the ribs 26 and 30 of the parts 20 and 22 and are arranged so that when the left ends of the levers 122, 124 are in the positions shown in FIGS. 3, 6 and 7, the coupling pieces 20, 22 joined together can be inserted in the slots 126, 128 after removal of the bracket 32, the ribs 26 and 30 and the complementary recesses of the slots 126, 128 serving to determine the positions coupling parts.
Means are used to urge the levers 122 and 124 in the positions shown in FIG. 6.
These means comprise a helical spring 129 associated with the pivot 125 and with the ends of the levers to urge the latter towards one another. The spring 129 also maintains the fittings formed by the coupling pieces 20, 22 in sealed engagement.
Means (fig. 6) are also used to retain the coupling pieces 20, 22 in the slots 126, 128. These means comprise two retaining pieces of which the parts 130, 132 which are fixed to the levers 122, 124 respectively and hinged parts 134, 136 movable relative to parts 130, 132 about axes defined by the intersection of these parts, to form cover plates for the slots 126, 128, respectively. The parts 134, 136 are mounted to hinge on the parts 130, 132 so as to be movable from the position shown in FIG. 6 in the position shown in FIG. 7 with a detent action to engage and retain the coupling pieces 20 and 22 in the slots 126 and 128.
One-piece plastic hinges to provide this action are well known.
Means are also employed to retain the levers 122, 124 in the position shown in FIGS. 3, 6, 7 and 10 before the insertion of the coupling part 50, as will be seen. These means comprise (fig. 7, 8 and 9) an elastic arm 140 cantilevered, the end of which is clamped on a post 142 on the rear wall of the box 60 by a clamp 143 and a screw 145. The arm to spring 140 carries at its free end a U-shaped console 144 comprising arms arranged to engage complementary recesses in the end parts of the levers 122, 124 (FIG. 10) under the force of the spring arm 140, to retain the levers 122, 124 in the positions shown in fig. 3, 6, 7 and 10.
This retention of the levers 122, 124 facilitates the insertion of the joined coupling pieces 20, 22 and prevents the movement of these levers to separate the coupling pieces before the insertion of the coupling piece 50.
Let us now consider the means for supporting the coupling piece 50, the arm 56 of which is arranged to be retained on a flange 146 extending from the clamp 143 by the locking pin 55. This pin is inserted into an opening 150 of the flange 146 as shown in fig. 9. The outer socket of the peg 55 has protrusions cooperating with the edges of the opening 150 to firmly retain the peg 55 and the arms 56 on the flange 146.
The pin of this locking assembly is of sufficient length to engage and move the spring arm 140 in the direction of release of the console 144 relative to the recesses in the levers 122, 124 (Fig. 9), in order to release the levers and allow their movement by cam means removably supporting the coupling part 50 in the box 60, in order to release the retaining means constituted by the console 144.
The opening 150 of the flange 146 is preferably disposed, with respect to a shoulder 149 of the clamp 143, so that the straight edge of the arm 56 rests firmly against that shoulder to bring the ankle assembly into alignment with it. opening 150.
The peg cannot therefore be inserted and the console 144 cannot be released unless the coupling piece 50 is correctly oriented on its support means.
The coupling apparatus further comprises means for clamping the tubes 16, 18 during a coupling and separation operation, to prevent loss of blood from the shunt device 10 while the coupling pieces 20, 22 are separated, from the way that is going to be exposed. During use of the coupling apparatus 14 (Fig. 3), the tubes 16, 18 extend from the patient's arm, through the opening 76 in the rear wall of the cabinet 60 and along the wall. rear of the parts 20, 22. Elongated recesses r in the surface of the rear wall are arranged to receive the tubes 16, 18 and facilitate their retention at a distance from each other as shown in FIG. 7.
The clamping means consist of a clamping bar 151 fixed to the end of a lever arm 152 pivotally mounted on the rear wall of the cabinet 60 by a console and pin assembly 154 and having a control surface 156 intended to be engaged by cam means described below.
When pressure is applied to surface 156, bar 151 is moved by lever arm 152 and engages tubes 16, 18 to clamp them. The clamping bar 151 is superimposed on a transverse recess s in the surface of the rear wall of the cabinet 60 having the same depth as the recess r. The movement of the lever arm 152 tends to put the bar 151 in place in the recess s to make this bar active in the plane of the tubes 16 and 18.
To facilitate retention of the tubes 16, 18 in the recess, the lever 152 may be resiliently biased to normally place the bar 151 in the engaging and retaining position of the tubes 16, 18, without clamping the tubes. This bias can be established for example by a helical spring, not shown, associated with the assembly of the console and the pin and connected to the lever arm 152.
Cam means for moving the coupling pieces 20, 22 and 50 and the lever 152 are provided on the rear surface of the plate 88 to effect a determined succession of movements of the parts when the cam plate is moved between the solid line positions. and in dotted lines in FIG. 11. It can be seen in FIG. 3 that the cam plate 88 has two elongated grooves 158, 160 intended to receive control pins 162, 164 attached to the levers 122 and 124, respectively, when the plate 88 is closed, and then to move these pins and the respective levers when the table is moved to the position in the dotted lines of fig. 11.
The platen further has a cam surface 166 arranged to engage the control surface 156 of the lever 152 and the coupling piece 50 during movement of the platen 88.
If we now refer to the particular sequence of movements effected by the cam means constituted by the plate 88, when this plate is initially moved into a closed position, it is seen that the pegs 162, 164 are arranged in parts parallel to grooves 158, 160 respectively, the spacing of which is complementary to the spacing of the pegs when the levers 122, 124 are in the positions shown in FIGS. 3 and 7. If the plate 88 is moved to the left towards the position shown in dotted lines in FIG. 11, the cam surface 166 first engages and lowers the lever 152 to move the bar 151 so that it clamps the tubes 16, 18 to stop the flow of blood into the shunt device 10.
The further movement of the tray causes parts b of the grooves 158, 160 to move the pegs 162, 164 and the levers 122, 124 to the positions shown in FIG. 8.
This movement of the levers 122, 124 separates the coupling pieces 20, 22 as shown and places them at a distance from each other.
As the movement of the plate 88 continues further, the pegs 162, 164 move in parallel portions c of the grooves 158, 160, respectively, to hold the levers 122, 124 in the positions shown in FIG. 8 and the end of the cam surface 166 engages and moves the coupling part 50 to the position shown in FIG. 8 against the force exerted by the arm 56. When the coupling piece 50 is engaged by the elongated flat portion of the surface 166, the coupling piece 50 is placed between the coupling pieces 20 and 22, in alignment with them. as shown in fig. 8.
The further movement of the plate 88 causes parts of the grooves 158, 160 to move the pegs 162, 164 and the levers 122, 124 back to their original position to couple the pieces 20, 22 to the piece 50, coupling thus the shunt device 10 to the dialyzer 12. After the coupling has been completed, the pegs 162, 164 move into parts e of the grooves 158, 160 and the surface 166 disengages from the surface 156 of the bar 151 and thus loosens. tubes 16 and 18.
It's obvious that. when the plate 88 is returned to its initial position, the movements described above occur in reverse to separate the shunt device 10 from the dialyzer 12.
In the artificial kidney circuit, solenoid 104 is connected in series with a switch 170 and a pilot light 172 across a current source (Fig. 11).
To control the pump 43 of the dialyzer, a switch 174 is arranged in the left part of the box 60 so as to be engaged and closed by the plate 88 in the coupled position of the latter. Switch 174 is connected in series with the pump motor, pilot light 176, and manual switch 178 across a power source. The arrangement is such that the pump cannot be started by closing switch 178 until devices 10 and 12 are fully coupled.
Pump 43 and a reservoir for the dialysis fluid are disposed on a console 180 (Fig. 1), and the cartridge 40 is mounted in close proximity to the coupling mechanism 14 to minimize the length of the tubes 46 and 48 for the dialysis fluid. blood (fig. 11). A cable 182 is arranged to contain conduits 42 and 44 for dialysis fluid and electrical connections for solenoid 104, switch 174 and circuitry in the console. Switches 170 and 178 may be disposed on the console, as shown, or they may be mounted on cabinet 60 of the coupling mechanism.
When the artificial kidney described is functioning, the shunt device 10 is worn by the patient as shown in FIG. 4 while the device is not in use. When dialysis is necessary, the patient can sit in a chair (Fig. 1) or take any other comfortable position in which he can exercise a personal activity compatible with the use of the artificial kidney.
To couple the shunt device 10 to the dialyzer 12, the tray 88 of the coupling mechanism is first opened and the patient's arm is inserted into the console 62.
During arm insertion, tubes 16 and 18 and the coupled assembly of coupling pieces 20 and 22 are positioned through opening 76 in the rear wall of cabinet 60. The patient's arm can then be clamped. on the console 62 by the belts 72 (fig. 1 and 2).
The patient can then place the tubes 16, 18 in place under the clamp bar 151 and in the recess r and open the trays 134, 136 to expose the slots 126, 128 in the levers 122, 124, respectively. The bracket 32 can then be removed from the coupling pieces 20, 22 after which the coupled assembly can be fitted into the slots 126, 128 (Fig. 6).
The coupling piece 50 is then placed in the box 60 and its arm 56 is fixed to the flange 146 by the locking assembly 148 to place the coupling piece 50 adjacent to the coupling pieces 20, 22.
Insertion of the locking assembly 148 into the flange 146 to secure the arm 56 moves the lever 140 and releases the retaining members constituted by the console 144, as described above.
After the installation of the coupling pieces 20, 22 and 50 as described. the plate 88 can be closed so that the legs 92 engage the rails 82, 84, after which the switch 170 can be closed to energize the solenoid 104 which moves the lever 112 so as to unlock the box 94 from the motor spring loaded, to release the plate 88 and allow its movement which couples the shunt device 10 to the dialyzer 12. The patient can then move the plate 88 in the position shown in FIG. 2.
This movement causes the cam members carried by the plate to successively actuate the lever 152 to clamp the tubes 16, 18, to move the levers 122, 124 into the positions shown in FIG. 8, to move the levers 122, 124 into the position shown in FIG. 10 to couple the parts 20 and 22 to the part 50, to release the clamp bar 151 to loosen the tubes 16, 18, and to close the switch 174 to place the pump circuit in energized condition.
The exhaust mechanism comprising the cam members 106, the lever 112 and the pawl 120 prevent the withdrawal of the spring tapes 98 and the return of the plate 88 under the action of the force produced by the spring motor during the excitation. of the solenoid. Thus, when the tray 88 is fully moved into the position shown in dotted lines in FIG. 11 and released by the patient, the pawl 120 is engaged by the stopper 110 and the tapes 98 are locked in the extended condition.
When the plate 88 has been moved to the position shown in FIG. 3, the shunt device 10 is completely coupled to the dialyzer 12. The pump 43 can then be energized by closing the switch 178 to ensure the circulation of the dialysis fluid through the cartridge 40.
The patient can now relax and undertake a reading or other activity if possible during the time required for dialysis. If at any time during dialysis a power failure occurs. the solenoid 104 is de-energized to move the lever 112 to the position shown in FIG. 11. This movement of the lever 112 unlocks the cabinet 94 from the spring motor so that the elastic bands 98 are returned to the cabinet 94 and the plate 88 is moved to the position shown in solid lines in FIG. 11. Therefore, the shunt device 10 is automatically uncoupled from the dialyzer 12.
If dialysis is completed in the normal fashion, the patient can decouple shunt 10 from dialyzer 12 by opening switch 170 to release cabinet 94. Optionally, he can manually move tray 88 to the non-coupling position, the ribbons. in this case remaining extended and the pegs moving in the slots 99 as shown in fig. 12.
During coupling and separation of the shunt device 10 and the dialyzer 12, the patient can grip the handle 68 as shown in FIG. 3 more rigidly to support the mechanism 14 and facilitate the movement of the plate 88 by his free hand. During dialysis, he can release the handle 68 and participate in an activity such as reading, for example.
Although it is recognized that the patient prefers to be in a seated or other non-upright position during dialysis, the patient can move with the coupling apparatus 14 attached to his body, within the range permitted by the connecting tubes. and by medical considerations.
The device described can be used at home without medical supervision. The locking and safety features described make the mechanism safe for independent use with dialysis devices discarded after use, for most patients after brief instruction.
It is obvious that the male and female connectors constituted by the coupling parts 20, 22 and 50 may include reciprocal locking surfaces which facilitate the maintenance of the parts in the coupled position.
Fig. 16 shows a second artificial kidney setup which also includes a shunt device 10 'for the patient's circulatory system, a dialyzer 12', and a coupling device 14 'for coupling the shunt device 10' to the dialyzer 12 'and for also coupling the patient's circulatory system to the dialysis machine.
Figs. 16-19 show the shunt device 10 'which comprises two flexible tubes 16', 18 ', the ends of which can be connected to surgical cannula implantation devices 20' in the patient's forearm.
The other end of the tube 16 '(fig. 18) is formed so as to present an end part 22' of larger diameter and comprises an annular flange 24 'formed integrally in this part 22'. The other end of tube 18 'comprises an end portion 26' of the same diameter as tube 18 'and an annular flange 28' integral with portion 26 '. The end parts 22 'and 26' of the tubes 16 'and 18' constitute female and male connectors of complementary dimension, the female end part 22 'being arranged to slidably receive the male end part 26' (fig. 18).
When the end parts 22 'and 26' are joined by
the manner illustrated in FIG. 18, the 24 'and 28' flanges
are spaced apart and used to hold
the end parts 22 'and 26' in coupling relation, indicated in this figure. More specifically, the flanges 24 ', 28' are engaged and urged towards one another by retaining members comprising a console 30 'of generally U-shape. The console 30' comprises two legs
opposites 32 ', 34' having slits 36 'and 38' of sufficient width to receive the end portions 22 '
and 26 ', respectively, but smaller than the diameters of the flanges 24', 28 '.
The 30 'console is mounted by glis
on the end parts 22 ', 26' of the tubes, the
surfaces of the legs 32 ', 34' engaging the flanges 24 ', 28', respectively. The legs 32 ', 34' are preferably slightly less spaced than the flanges 24 ', 28' when the tubes are joined, so that they engage the flanges with a slight inherent bias which tends to force the end portion 26 'into place. sealed engagement with the shoulder formed at the junction of the end part 22 'with the tube 16'. The patient can easily fix or remove the console 30 'with his free hand by spreading the legs 32', 34 '.
When the 22 ', 26' end parts of the 16 'and
18 'are joined as shown in fig. 18, blood flows from the patient's artery through tubes 18 'and returns to the vein through tube 16'. This forms a shunt device for the circulatory system of the patient.
As we will see in detail below. the coupling apparatus 14 'is capable of separating the portions 22' and 26 'of the tubes during a coupling operation and of coupling the tubes 16', 18 'to the dialyzer 12'. Prior to this operation, console 30 'is removed by the patient, and tube attachments 22' and 26 'are placed in tube clamp blocks associated with the coupling mechanism, as will be described. When coupled to the dialyzer, tube 18 'serves as a supply line for blood and tube 16' as a return line.
Referring to fig. 16 and 31, the dialyzer 12 'comprises an artificial kidney which may be in the form of a dialysis cartridge 40' which includes inlet and outlet fittings on two of its opposite sides which are connected to tubes 42 ', 43 '(fig. 16) for the circulation of the dialysis fluid through the cartridge. This has inlet and outlet connections on its other two opposite sides which are connected to conduits described below which form the blood dialysis device.
One of the tubes 42 ', 43' can be connected to a source of dialysis fluid in a console 180, for example (fig. 1). and the other can be connected to the flow or connected to the source if the fluid is recirculated. to circulate the dialysis fluid through the hollow interiors of the stacked dialysis elements, not shown.
The inlet and outlet fittings for blood are connected to tubes 44 'and 46', respectively, for the circulation of blood through the cartridge between the dialyzer elements not shown, as described in the cited patent. We see in fig. 32 that the blood line system still includes 48 ', 50' Y-fittings connected to the ends of tubes 44 'and 46' respectively and shunt tubes 52 'connected between 48' and 50 'fittings in parallel with the 40 'cartridge.
The other inlets in fittings 48 ', 50' are connected to the ends of two tubes 54 ', 56', respectively, whose opposite ends are received by a coupling block 58 '. Tubes 54 ', 56' are outlet and inlet tubes for the dialyzer device and are arranged to be coupled to tubes 16 ', 18' respectively as described below.
Fig. 24 shows that tubes 54 'and 56' extend in block 58 'parallel to each other and have end portions 60' and 62 'extending coaxially in opposite directions towards opposite sides of block 58'.
The end part 60 'projects out of the block and constitutes a male connector, and the end part 62' is of an enlarged diameter to constitute a female connector in the block 58 '. The end portion 62 'terminates in the block at the end of a conical recess 64' in the surface of the block.
It will be seen later in more detail that the male connector formed by the end part 60 'is complementary to the female connector formed by the end part 22' of the tube 16 'and can be received in this connector, and that the female connector formed by the end part 62 'is complementary to the male connector formed by the end part 26' of the tube 18 'and can be adjusted with this connector during the coupling of the shunt device 10' to the dialyzer 12 'under the action of the coupling mechanism 14' .
The block 58 'can be molded in one piece of plastic material, the end parts 60' and 62 'of the tubes being embedded in this block. Alternatively, block 58 'may be in the form of a clamping device which retains the end portions of the tubes in the position shown in FIG. 24.
The assembly shown in FIG. 31, comprising the cartridge 40 ', the block 58', the tubes 44 ', 46', 52 ', 56' can be made of an economical plastic material and can be discarded after each use of the artificial kidney. As will be seen later in detail, this feature makes the device usable by a patient without medical supervision since the parts forming the disposable assembly are only parts of the device through which the blood must not flow continuously and therefore the only parts requiring sterilization and cleaning before each use. It is therefore preferable that this set is delivered in sterilized packaging and used only once before being discarded.
The assembly comprising cartridge 40 ', block 58' and tubes 44 ', 46', 52 'and 56' can be delivered completely filled with a liquid, such as normal saline, which can be mixed with blood to avoid introducing air into the artificial kidney. The total capacity of a 40 'cartridge may be less than 60 cl0. The total capacities of the tubes 44 ', 46', 52 'and 56' can be of the order of 48 cm1. Therefore, the total volume of saline introduced into the patient's blood is medically negligible.
The coupling mechanism 14 '(Fig. 22) includes a main frame 70' arranged to be placed on the top of a table on which the mechanism can be manipulated by the free hand of the patient. This mechanism includes a support plate 72 'supported by legs 74' on the frame 70 'away from the latter so that the patient's forearm and hand can be inserted between the surface of the frame 70' and the body. lower face of the plate 72 'in the position shown in FIG. 16.
One edge of tray 72 'is coupled at 77' to allow tubes 16 'and 18' to extend from the patient's wrist to the mechanism disposed on the upper surface of tray 72 '. We see in fig. 22 that the mechanism comprises a third plate 75 'fixed to the plate 72' at a distance from the latter by means of legs 76 '. The plate 75 'supports the specific parts of the mechanism for joining the end parts of the tubes 16' and 18 'to the end parts of the tubes 54' and 56 ', respectively.
Two aligned elongated platens 78 ', 80' (Figs. 16 and 24-29) are slidably mounted on the surface of the support platen 75 'so that they can move coaxially in opposite directions in response to the rotation of members. with cam described later; the movable plate 78 'is disposed between two parallel guide rails 82' which are fixed to the surface of the plate 75 'by screws 86' and have guide flanges 88 'overlapping the marginal parts of the plate 78' to retain the latter engaged with the surface of the plate 75 '(fig. 25).
Likewise, the plate 80 'is slidably disposed between two parallel guide rails 90' which are fixed to the surface of the plate 75 'by screws 92' and have guide flanges 94 'overlapping the marginal parts of the plate 80'. . The rails 82 'and 90' allow axial displacement of the plates 78 'and 80' and the parts carried by the latter, in opposite directions. It will be seen in more detail that the plates 78 'and 80' and the parts which they carry are moved between the positions indicated in FIGS. 27, 28 and 29 by cam members.
A third platen 96 'is slidably disposed on the surface of platen 75' and can move perpendicular to the direction of travel of platens 78 'and 80'. This plate 96 'is also disposed between two guide rails 98' which are fixed to the surface of the plate 75 'by screws 100' and have flanges 102 'engaging the upper surface of the marginal parts of the plate 96'. The latter can be moved between the positions shown in fig. 27 and 28 by cam members which will be described.
Two devices 104 'and 106' for supporting and clamping the tubes (fig. 16 and 24 to 29) are movably mounted on the plate 75 'by the plates 78' and 80 'and the associated rails 82' and 90 ', respectively . In general, the devices 104 'and 106' are arranged to receive the joined end parts of the tubes 16 'and 18' when they are in the position shown in FIGS. 16, 24 and 27, to separate the end parts of the tubes 16 'and 18' when the plates 78 'and 80' are moved to the positions shown in FIG.
28, and then to couple the end parts of the tubes 16 'and 18' to the end parts of the tubes 54 'and 56' when they are moved into the position shown in FIG. 29, in order to couple the dialyzer 12 'to the shunt device 10'.
The clamping device 104 '(fig. 24 to 29) comprises a strong base 108' comprising a flange 110 'fixed to the plate 78' by screws 112 '. We see in fig. 25 that a tube clamping plate 114 'is hinged to base 108' by a pin 116 '. A screw 118 'extending through the tray 114' and having a control knob 120 'is arranged to screw into the base 108' by rotating the screw in the closed position of the tray 114 ', to lock the tray. base 108 '.
The base 108 'and the plate 114' of the clamping device 104 'are hollowed out in a complementary manner so that in the closed position of the plate the two parts define an elongated tubular opening 122' provided with a recess 124 'and a conical end part 126 '.
The opening 122 'has dimensions complementary to those of the end part 22' of the tube 16 'to receive the female connector formed by the flange 24' aligned in the recess 124 'and the end of the tube 16' disposed nearby of the small diameter end of a conical portion 126 '(fig. 24).
The device 106 'for clamping and supporting the tubes likewise comprises a strong base 128' having a flange 130 'fixed to the plate 78' by screws 132 ', a clamping plate for the tubes 134' hinged to the base 128 by a plug not shown, and a screw 138 ′ comprising a control button 140 ′ and capable of being screwed into the base 128 ′ to tighten the plate 134 ′ on this base. The base 128 'and the plate 134' are recessed to define a tubular opening 142 'having an annular recessed portion 146'.
The opening 142 'has general dimensions complementary to those of the end part 26' of the tube 18 'so as to receive the male connector thus defined as shown in FIG. 24, the flange 28 'engaging the recessed part 146' and
The male end of part 26 'projecting slightly beyond the left surface of clamp 106'.
For the operation of the clamping devices 104 'and 106' described, when the plates 78 'and 80' are in the position shown in FIGS. 24 and 27, the bases 108 'and 128' are put in place by engaging them with each other, as shown. When the bases are so disposed, the aligned openings 122 'and 142' define a substantially continuous tubular opening having the annular recesses 124 'and 146' spaced apart and complementary to the flanges 24 'and 28' of the joined portions 22 'and 26' of the tubes. 16 'and 18'.
With the trays 114 'and 134' open, the console 30 'can be removed from the attached parts 22' and 26 'and the joined parts of the tubes can be placed by the patient in the recesses of the bases 108' and 128 '. The trays 114 'and 134' can then be closed to clamp the tube portions 22 'and 26' on the bases 180 'and 128', respectively.
During the subsequent displacement of the plates 78 'and 80' and of the clamping devices 104 'and 106' in the positions shown in FIG. 27, the parts 22 'and 26' of the tubes are separated as shown in fig. 28.
The plate 96 'is movable to place the block 58' between the clamps 104 'and 106' when the latter are separated, in order to effect the coupling of the tubes 16 ', 18' to the tubes 54 ', 56' , respectively. We see in fig. 24 that the tray 96 'has two spaced screws 148' extending upwardly and intended to be received in complementary semi-circular recesses 150 '(Figs. 24 and 31) formed in a side surface of the block 58'. A parallelepiped shaped part 152 'is fitted to the plate 96' by a set screw 154 'extending through a slot in the part 152' and screwed into the plate 96 '.
A detent plunger 155 'is slidably mounted in the part 152' and biased to the right (Fig. 24) by a coil spring 157 '. The right end of plunger 155 'is of conical configuration and arranged to engage a complementary conical recess in the side of block 58' (Fig. 24) under resilient bias to retain block 58 'in a given position on plate 96. '. The conical shape of the plunger 155 'allows the block 58' to be easily inserted between the plunger 155 'and the screws 148', or to be removed.
The cam members also ensure the positioning of the plate 96 'from the position shown in FIG.
27 to that shown in FIG. 28 when the plates 78 'and 80' and the clamps 104 'and 106' are moved to the positions shown in FIG. 28. When the parts are in the position of fig. 28, the protruding male end portion 60 'of the tube 54' is axially aligned with the conical recess 126 'and the female end portion 22' of the tube 16 ', and the female end portion 62' of the tube 56 'is axially aligned. with the male end part 26 'of the tube 18'.
In this position, the plates 78 'and 80' are moved by the cam members to bring the clamps 104 'and 106' into engagement with the opposite sides of the blocks 58 '(fig. 29) and seat the part. male end 60 'of the tube 54' in the female end part 22 'of the tube 16', and the male end part 26 'of the tube 18' in the female end part 62 'of the tube 56', in order to couple the tubes 54 ' and 56 'to tubes 16' and 18 ', respectively.
The conical recesses 64 'and 126' (fig. 24) serve to guide the male fittings constituted by the parts 60 'and 26' of the tubes in the female fittings constituted by the parts 22 'and 62', respectively, and serve to compensate slight alignment errors.
We will now describe the cam members for positioning the plates 78 ', 80' and 96 'and the parts which they support (fig. 16) (20 to 23). We see in fig. 20 and 22 that these members comprise a single rotary circular cam plate 160 'disposed below the support plate 75' and rotatably mounted on the upper end part of a shaft 162 'whose lower end is fixed on the 72 'tray. Cam plate 160 'is mounted on shaft 162' by a bearing 166 'and is free to rotate relative to plate 72'.
Manual means will be described for rotating the cam plate 160 'between two angular positions.
These means comprise a chain wheel 168 '(fig.
16 and 22) fixed to a shaft 170 ', the lower end of which is rotatably mounted in the support plate 72'. A handwheel 172 'having a handle 174' is attached to the upper end of the shaft 170 'to rotate the latter and wheel 168'. A drive chain 176 'serves to couple the wheel 168' to chain wheels 178 'on a hub 180' of the cam plate 160 ', in order to ensure the rotation of the latter in response to the manual rotation of the flywheel. 172 '.
These manual means further include (fig. 23) stop members for determining the range of movement of the flywheel 172 'and of the cam plate 160'. A circular plate 182 'is attached to the end of the shaft 170' below the support plate 72 'and carries a one-piece stopper 184' arranged to selectively engage two fixed adjustable stops 186 'and 188'. to the underside of the plate 72 'by screws 190' and 192 'which extend through slots in these parts.
In the position of the plate 182 'shown in FIG.
23, the stopper 184 'engages the stopper 186' which defines a first position of the flywheel 172 'and of the cam plate 160' when the dialyzer 12 'is separated from the shunt device 10'. If the flywheel 172 'is turned in the levorotatory direction, looking at FIG. 16, plate 182 'and cam plate 160' are angularly moved to a second position in which stopper 184 'engages stopper 188', the two devices 10 'and 12' being coupled together.
The manual actuators of the cam plate 160 'further include an elastic detent member to ensure the movement of the parts between the two positions described. A coil spring 194 '(fig.
23) is mounted in tension between a pin 196 'fixed to the underside of the plate 72' and a pin 198 'fixed to the stop 184' to urge the circular plate 182 'and the cam plate 160' towards one of the two angular positions when in a stable relaxed position. In the position of the parts shown in FIG. 23, the spring 194 'urges the circular plate 182' in the first angular position, the stopper 184 'engaging the stopper 186'. If the circular plate 182 'is rotated by manipulating the handwheel 172', the plate 182 'rotates against the action of the spring 194' until the axis of the spring is aligned with a line drawn between the pin 196 'and Marble 170 '.
Further movement of the plate 182 'moves the spring 194' into the other stable relaxed position, so that the spring biases the plate 182 'towards the second angular position, the stopper 184' engaging the stopper 188 '. The spring 194 'can thus urge the plate 182' and the cam plate 160 'in either of the two positions. The spring preferably has sufficient tension force to move the cam plate 160 'through the drive mechanism as it jumps from one detent position to the other, to ensure rapid movement of the parts. between the first and second position.
The advantage of this construction will appear more fully in what follows.
The manual members described above (Fig. 20) can move the cam plate 160 'between the first and the second angular position in which the shunt device 10' and the dialyzer 12 'are respectively uncoupled and coupled. In the uncoupled position, a radial reference line A is aligned with a reference line B, while in the coupled position, the line
A is aligned with a reference line C, the cam plate 160 'being rotatable between the two positions in the direction indicated by the arrow.
The cam plate 160 'comprises a first control surface for positioning the plate 78' in the rails 82 ', this surface comprising a groove 200' in its upper face. The groove 200 'is engaged by a roller 202' rotatably mounted on the end of a follower pin 204 'fixed to the lower surface of the plate 78' and extending from this surface through a slot 206 'in the plate. support 75 '.
When the cam plate 160 'is angularly moved between positions B and C, the pin 204' is moved through the groove 200 'to place the plate 78' and the assembly it carries from the position shown in figure fig. 27 in the position shown in FIG. 28, then in the position shown in FIG. 29, the latter position corresponding to the position C of the cam plate 160 '.
Cam plate 160 'includes a second control surface for locating plate 80' in rails 90 ', formed by a groove 208' in its bottom surface. The groove 208 'is engaged by a roller 210' rotatably mounted on a pin 212 'carried by a bracket 214'. Console 214 'extends from the underside of deck 90' through an opening 216 'in deck 75' and around the edge of cam plate 160 'to support pin 212' and roller 210 'below. of the cam plate 160 '.
When the cam plate 160 'is angularly moved between the positions
B and C, the pin 212 'is moved to move the plate 80' and the parts which it carries from the position shown in FIG. 27 in the position shown in FIG. 28 and then in the position shown in FIG. 29, the latter position corresponding to the position C of the cam plate 160 '.
Cam plate 160 'further includes a third control surface for locating plate 90' into rails 98 '. This surface is constituted by a groove 218 'in the upper face of the plate, engaged by a roller 220' rotatably mounted on the end of a pin 222 'extending from the lower surface of the plate 96' through a slot 224 'in the 75 'plateau.
When the cam plate 160 'is angularly moved between positions B and C, the pin 222' is moved in the slot 224 'to move the plate 96' and the parts it carries from the position shown in FIG. 27 in the position shown in FIG. 28.
With respect to the movements of the plates 78 ', 80' and 96 'during the coupling operation, the plates 78' and 80 'are simultaneously moved in synchronism through the range of the positions described, and the plate 96' is moved. when the plates 78 'and 80' and the parts which they carry pass from the positions shown in FIG. 27 in the separate positions shown in FIG. 28.
The first sections a of variable radius move the plates 78 'and 80' and the parts which they carry from the positions of FIG. 27 to the positions of FIG. 28, the second sections b move them from the separate positions of FIG. 28 to the positions of FIG.
29, and the parts c of constant radius intermediate to parts a and b move the plates 78 'and 80' to the separate positions of FIG. 28 for a given time between the separation and return movements.
The groove 218 ', unlike the grooves 200' and 208 ', has parts with a constant radius d and e connected to a part f with a variable radius. The different parts of the grooves 200 ', 208' and 218 'are oriented such that when the plates 78' and 80 'are momentarily fixed in the position shown in FIG. 28, the plate 96 'is moved from the position of FIG. 27 to the position of FIG. 28.
To summarize the succession of movements of the various parts described during the coupling operation, it can be seen that when the cam plate 160 'rotates from position B to position C under the action of handwheel 172', the plates 78 'and 80' are initially displaced from the positions of FIG. 27 to the positions of FIG. 28 by the sections a of variable radius of the grooves 200 'and 208', respectively, to separate the end parts 22 'and 26' of the tubes 16 'and 18'.
The plates 78 'and 80' remain fixed in the positions of FIG. 28 during a given period of time during which the plate 96 'is moved from the position of FIG. 27 to the position of FIG. 28 by the section f of the groove 218 ', to place the block 58' between the clamping devices 104 'and 106' carried by the plates 78 'and 80'.
Then, the plates 78 'and 80' are moved to the positions of FIG. 29 by sections b of the grooves 200 'and 208', to push the clamping devices 104 'and 106' carried by the plates 78 'and 80' against the block 58 ', in order to join the parts 26' and 62 'of the tubes to parts 22 'and 60' of the other tubes (fig. 28), thus coupling the shunt device 10 'to the dialyzer 12'. It is evident that the movement of the cam plate 160 'from the position C to the position B under the action of the handwheel 172' reverses the above movements to separate the shunt device 10 'and the dialyzer 12'.
Means are also used for clamping the tubes 16 'and 18' before the succession of movements described above to avoid loss of blood from the patient when the two devices must be coupled or separated. We see in fig. 16 that two pairs of spaced guide pins 226 'and 228' are attached to the marginal portion of the tray 72 'near the edge of the cut section 77', to align the tubes 16 'and 18' apart from one another. the other. A screen 230 'extending from the plate 72' to the plate 75 'prevents contact of tubes 16', 18 'with the cam plate 160' and the chain 176 '.
A clamp bar 232 'is pivotally mounted at one of its ends by means of a bracket and pin assembly 234' and delimits a tube clamp portion 235 'overlapping the tubes 16' and 18 '(fig.
16). The controls for the bar 232 'include a pivoting lever 236', one end of which is pivotally mounted on the support plate 72 'by means of a bracket and peg assembly 238', and the end of which extends to through a notch 239 'in the clamp bar 232' to the edge of the cam plate
160 '.
A roller 240 '(fig. 20) is rotatably mounted on the free end of the lever 236' by a pin 241 'and it can be engaged by two spaced recesses 242' and 244 'in the lower surface of the cam plate 160' , in positions B and C of this plate, respectively, and can also be engaged by the surface of the cam plate 160 'between the recesses 242' and 244 'during the rotation of the plate 160' between these positions. To complete the assembly, a spring 246 '(fig. 16), supported by an assembly 248' with console and pin, comprises a movable part engaging the clamping bar 232 '.
The spring 246 'biases the bar 232' upwards in engagement with the lever 236 'and urges this lever upwards to ensure the engagement of the roller 240' with the surface of the cam plate 160 ', to ensure the positioning. lever 236 'by cam plate 160'.
During the operation of the tube clamping device, when the roller 240 'is engaged by one of the two recesses 242', 244 ', the spring 246' pushes the clamping bar 232 'into its upper position in which the tubes 16 'and 18' are tight. When the cam plate 160 'is in position B, the roller 240' engages the recess 242 '. Rotation of cam plate 160 'causes the shoulder of recess 242' to move lever 236 'and bar 232' downward to bring bar 232 'into clamping engagement with tubes 16', 18 ' .
The flat surface of the cam plate 160 'retains the parts in clamped positions until the plate 160' reaches position C at the end of the coupling operation.
In the position C of the cam plate 160 ', the roller 240' engages the recess 244 'and the clamp bar 232', and the lever 236 'is moved to the position of FIG. 16 by the spring 246 '. The same succession of operations occurs during the return movement of the cam plate 160 'to position B.
The tube clamping device thus responds to the initial movement of the cam plate 160 'during a coupling operation or a separation operation, to clamp the tubes 16', 18 'which remain clamped until the operation is completed. This feature prevents the flow of blood into the shunt device 10 'during the coupling or separation operation, when the parts and 26' of the tubes are separated.
In addition to the clamping device constituted by the bars 232 'and associated parts, an electrical clamping device can optionally be used to selectively ensure the flow of blood through the tube 56' and the cartridge 40 '. This device (fig. 16 and 30) comprises a mechanism 260 'actuated by solenoid for
selectively tighten the tubes 44 'and 52' (fig. 30). Mechanism 260 'includes a frame 262' which supports two adjustable spaced arms 264 ', 266', each of which is pivotally mounted on one end of frame 262 '. Screws 268 'and 270' and associated locking nuts are used to calibrate the positions of arms 264 'and 266', respectively.
The tubes 44 'and 52' are placed in contact with the juxtaposed surfaces of the arms 264 ', 266' by guides not shown, and on the opposite sides of a pivoting clamping lever 272 'whose left end (fig. 30) is wedge-shaped to form upper and lower clamping surfaces for engaging tubes 44 '
and 52 ', respectively.
The clamping lever 272 'is pivotally mounted on a pin 274' itself supported on a part of the frame 262 'and it is biased by a spring 276' and a plunger 278 'in the levorotatory direction, looking at FIG. 30, to the position shown in which its left end engages and clamps tube 44 'to prevent fluid flow through this tube. A rotary solenoid 279 'comprising a control lever 280' is connected to the end of the clamping lever 272 'to move the latter angularly in the dextrorotatory direction (fig. 30), against the force of the spring 276', in engagement of the latter. tightening with tube 52 '.
The rotary movement of the lever 280 'is transmitted to the clamping lever 272' by a pin 282 'carried by the end of the lever 280' and engaging a slot in the end of the clamping lever 272 '.
When the solenoid 279 'is returned to rest, the clamp lever 272' engages and clamps the tube 44 'to prevent the flow of fluid through the tube 44' and thus the flow of blood through the artificial kidney or cartridge. 40 '. In this condition of the solenoid, tube 52 'is loosened to establish a shunt flow of blood around cartridge 40'. When the solenoid 279 'is energized, the shunt tube 52' is tightened and the tube 44 'is loosened to establish blood flow through the cartridge 40'.
To prevent blood from clotting in tube 52 ', the clamping action is preferably adjusted to allow drip flow through tube 52' when the latter is clamped.
As shown schematically in fig. 30, solenoid 279 'can be connected in series with manual switch 286' and a current source through electrical conductors. We see in fig. 16 that switch 286 'may be a toggle switch mounted on the solenoid cabinet.
The electric tube clamp device makes it possible to couple and separate the cartridge 40 'from the rest of the device when the shunt device 10' is coupled to the dialyzer 12 '. This electrical device also constitutes a means of safety against failure in that the cartridge 40 'is effectively separated from the rest of the apparatus in the rest condition of the solenoid 279'. This characteristic is important in the event of a power failure when the pumps, not shown, ensuring the circulation of the dialysis fluid through the cartridge 40 'are not working.
It is obvious that in the absence of an electrical device for clamping the tubes, the disposable assembly shown in FIG. 30 can be simplified by removing tubes 52 ', 44' and 46 'and fittings 45' and 50 ', so that the ends of tubes 54' and 56 'can be coupled directly to cartridge 40'. The cost of the dialysis device is thus somewhat lower if this electrical device is not used.
When the artificial kidney is not in use, the shunt device 10 'is worn by the patient as shown in FIG. 17, the bracket 30 'serving to securely retain the male and female end parts of the tubes 16' and 18 'in coupled condition (Fig. 18). The patient can move freely and undertake normal activities.
When blood dialysis is required, the patient must first verify that the handwheel 172 'is placed in the non-coupling position of the device 14', the cam plate 160 'being in position B. The patient then conditions dialyzer 12 'to coupling to shunt device 10' by coupling tubes 42 'and 43' to the appropriate inlet and outlet fittings of cartridge 40 ', placing tubes 44' and 52 'in the device solenoid clamp 260 ', and placing the block 58' on the movable support plate 96 '.
The patient then inserts his arm between the frame 70 'and the plate 72' of the coupling mechanism 14 'in the position shown in FIG. 16, and place the tubes 16 'and 18' of the shunt device between the guide pins 226 'and 228' and under the clamping bar 232 '. He can then open the tray of the tube clamps 106 'and 108', remove the console 30 'from the tube parts 22' and 26 ', and fit the tube parts into the recesses in the base of the tube clamps. tightening 104 'and 106', as shown in fig. 27.
The plates of the clamps 104 'and 106' are then closed and the knobs 120 'and 140' are turned to clamp the portions of the tubes 22 'and 26' in the devices 104, 106 '. The two devices 10 'and 12' are then ready to be coupled under the action of the coupling mechanism 14 '.
Figs. 32 to 38 illustrate the succession of operations and movements of the various parts during the coupling. Fig. 32 illustrates the initial condition of the apparatus after the patient has completed the preliminary steps described above. We see that the cam plate 160 'is in position B, the clamping bar 232' released from the tubes 16 'and 18'.
as indicated by the symbol O, the clamps 104 ', 106' are placed in engagement with the portions 22 ', 26' of the tubes inserted by the patient, and the switch 286 is opened, so that the clamp with solenoid 260 'tightens the tube 44' as indicated by the symbol <closed C and loosens the tube 52 as indicated by the symbol R or green O)>.
To couple the shunt device 10 'and the dialyzer 12' the patient turns the handwheel 172 '(Fig. 16) with his free hand, to move the cam plate 160' to its position C as previously described. The initial movement of the plate 160 'activates the clamping bar 232' to clamp the shunt tubes 16 'and 18' (fig.
33) and thereby stop the blood flow in the shunt device 10 '. The subsequent movement of the plate 160 'produces the separation of the clamps 104', 106 'and the separation of the parts 22' and 26 'of the tubes (fig. 34), the tubes 16', 18 'remaining clamped to avoid a flow. blood from the ends of the tubes. When the cam plate 160 'is rotated even further, it moves the block 58' to a position between the separate clamps 104 '. 106 '(fig. 35) in which the parts 60' and 62 'of the tubes are aligned with the parts 22', 26 '.
Further rotation places the clamps 104 ', 106' in engagement with the block 58 '(fig. 36) to join the parts 26', 62 'of the tubes and the joined parts 22' and 60 'so as to couple the pieces. 16 ', 18' tubes to 54 'tubes. 56 '. When the cam plate 160 'reaches position C. the clamping bar 232' is released to open the tubes 16 ', 18' as indicated by the symbol O in fig. 37.
When the cam plate 160 'is in position C and the solenoid device 260' is still at rest as shown in FIG. 37, blood flows from the patient's artery through tubes 18 ', 56', 52 ', 54' and 16 'to return to the vein, the flow being bypassed around cartridge 40'. To begin the dialysis operation, the patient can now close switch 286 'and energize solenoid clamp 260' which loosens tube 44 'and clamps tube 52' to ensure blood flow through the cartridge. 40 '.
After the required period of dialysis, the patient can easily separate the shunt device 10 'and the dialyzer 12', first by opening the switch 286 'and rotating the handwheel 172' to bring the cam plate 160 'back. position B. During this movement, the sequence of movements described above occurs in reverse order to place the various parts in the manner illustrated in fig. 32. The patient can then separate the parts of the tubes joined to the clamps 104 ', 106' and install the console 30 'on them, so that he can leave the apparatus. The dialyzer 12 'is then preferably discarded.
It is evident that if a power failure occurs during the dialysis operation, the solenoid clamp 260 'loosens the tube 52' and clamps the tube 44 'to bypass the blood flow around the cartridge 40', thus ending the dialysis operation. it is also evident that the device 260 'can be easily omitted to simplify the dialysis device in the manner indicated above. The outage safety construction is preferred in the case of very old and extremely poorly physically conditioned patients who may not be aware of a power outage.
In the case of patients who may notice a failure and have normal physical resistance, the clamp 260 'can be easily omitted or need not be used if provided. In the latter case, the simpler dialysis device previously described omitting the cartridge shunt can be used.
The disclosed coupling apparatus allows precise coupling of the shunt device 10 'to the dialyzer 12' with minimum effort on the part of the patient. The one-piece cam plate with all the necessary cam surfaces ensures exact synchronism of the movements of the parts during the coupling and separation operations. As a result of its configuration, the cam plate 160 'can be precisely molded from plastic at a low cost and the safety of the mechanism can be ensured with minimum cost.
It should be noted that the tubes 16 ', 18' forming the shunt device 10 'are subject to continuous blood flow during use and non-use of the artificial kidney and therefore cannot be the site of blood coagulation. Further, the end portions of the tubes 16 ', 18' are exposed to the atmosphere only for a moment during the coupling and separation operation. Therefore, the useful life of the shunt device 10 'is greatly increased by eliminating the need for manual handling with all the dangers of bacterial contamination that it entails, even without medical supervision.
One of the most important features of this embodiment is the position of all tubes and parts subject only to periodic blood flow in dialyzer 12 '. By making the dialyzer 12 'a device used only once, the problems of cleaning and sterilization necessary during periodic use of such a device are eliminated since the dialyzer 12' is discarded after each use. This trait makes the described artificial kidney very suitable for home use without medical supervision.
Figs. 38 and 39 illustrate a variant of a part of the coupling apparatus which also provides security against breakdown. In this variant, the cam plate 160 'is biased in position B by a member comprising a coil spring 292' which encircles the shaft below the plate and of which one end is fixed to the plate and the other end to the plate. 'shaft 162', as shown schematically in fig. 38. The spring 292 'has sufficient tension force so that, in position C of plate 160', it can overcome the other forces of the device and rotate plate 160 'in position B to separate shunt device 10'. and the dialyzer 12 '.
Means are used to lock the cam plate 160 'in position C against the force of the spring 292'. These means comprise a solenoid 294 ′ comprising a plunger 296 ′ movable axially relative to the plate 160 ′ and biased in the position represented by a spring 298 ′ mounted in compression between the solenoid 294 ′ and a flange 300 ′ on the end of the diver. When solenoid 294 'is energized, plunger 296' is moved axially and engages the edge of plate 160 'against the force of spring 298'.
The locking members further include a recess 302 'in the edge of the cam plate 160' arranged to be aligned with the end of the plunger 296 'and engaged by that end when the cam plate is in the C position. 'end of plunger 296' engages recess 302 ', it locks the plate in position C and retains the plate in this position against the force of spring 298'.
To control the energization of the solenoid 294 ', a switch device comprising a switch 304' and a manual switch 306 'is connected in series with the solenoid at the terminals of a current source, as shown schematically in FIG. 38. Switch 304 ′ comprises two normally open contacts arranged to be closed by axial displacement of a control pin 308 ′. The pin 308 'is arranged to be moved by a control lever 310' pivoting at one end on the switch cabinet and comprising a follower roller 312 'at its other end arranged to engage a recess 314' in the edge of the plate cam 160 'in position B, as shown in fig. 38.
When the roller 312 'engages the recess 314', the contacts of the switch 304 'are open and the solenoid 294' is put to rest. If the cam plate 160 'is moved to its position C, the roller 312' is moved to the switch 304 'to actuate the pin 308' and close the contacts of the switch.
During the operation of this variant, in the uncoupled condition of the shunt device 10 'and of the dialyzer 12', the roller 312 'engages the recess 314' (fig.
38 and 39) and the solenoid 294 'is put to rest. If he wishes to couple the shunt device 10 'and the dialyzer 12', the patient first closes the switch 306 'and turns the handwheel 172' to move the cam plate 160 'to its position C. When the plate of cam begins to rotate, the roller 312 'is moved by the edge of the recess 314' to close the contacts of the switch 304 'and energize the solenoid 294' and ensure the engagement of the plunger 296 'with the edge of the 160 'plateau.
When this plate reaches its position C, the plunger 296 'engages the recess 302' and locks the plate 160 'in said position against the force of the spring 292'.
If the current fails while the cam plate 160 'is locked in position C of the solenoid 294', the spring 298 'moves the plunger 296' to withdraw the latter from the recess 302 ', after which the spring 292' returns the cam plate 160 'to position B to separate the shunt device 10' and the dialyzer 12 '.
The device thus works automatically to separate the shunt device and the dialyzer in order to complete the dialysis.
With the variant shown in FIGS. 38 and 39, the patient can also separate the two devices at any time by opening the switch 306 '. This operation puts the solenoid 294 'to rest and ensures the return of the cam plate 160' to the non-coupling position. This feature is advantageous in that it allows the patient to immediately separate the devices in the event of a malfunction, for example in the event of loss of blood or dialysis fluid.
We see in fig. 29 that the dialyzer 12 'and the non-reused part of the apparatus can be simplified with this variant in that the tubes 54' and 56 'can be connected directly to the cartridge eliminating the Y-connectors and other tubes. connection shown in fig. 30.