FR2608929A1

FR2608929A1 - Very-long-life time infusion apparatus

Info

Publication number: FR2608929A1
Application number: FR8618480A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-07-01

Abstract

Infusion apparatus, with electromagnetical operation, and with very low electrical power consumption, diagrammatically represented herein below and characterised in that the kinematic assembly 1 which requires non-negligible power, is actuated by a mechanism 2 which is manually reset, and whose operation is programmed by an electronic unit 3 with very low power consumption, allowing a very long length of usage without replacement of the electrical power source 4.

Description

Certains traitements médicaux nécessitent l'administration de produits par voie intra-veineuse, ou similaire, à l'aide d'appareils habituellemient dénommés perfuseurs, ou pousse-seringues, que le patient doit pouvoir porter sur soi lors de ses déplacements, lorsqu'il peut avoir une activité malgré son affection. Ce type d'appareil nécessite une source d'énergie généralement électrique, fournie soit par une pile électrique, soit par un accumulateur rechargeable, soit sous une autre forme, et quelque soit la forme de cette énergie, le malade est astreint à la remplacer ou à la recharger périodiquement et s'il se trouve dans l'impossibilité de le faire, il peut y avoir de graves inconvénients pour son état de santé. Certain medical treatments require the administration of products by intravenous route, or similar, using devices usually called infusers, or syringe pumps, which the patient must be able to carry with him when traveling, when can be active despite their affection. This type of device requires a generally electrical source of energy, supplied either by an electric battery, or by a rechargeable accumulator, or in another form, and whatever the form of this energy, the patient is obliged to replace it or to recharge it periodically and if it is unable to do so, there may be serious inconveniences for his state of health.

L'appareil, objet de la présente invention, consiste en un ensemble du type"pousse-seringue" dont l'énergie est fournie à la partie cinématique par un dispositif mécanique dont la "recharge" est manuelle, et dont les caractéristiques de fonctionnement sont commandées par un ensemble électronique à très faible consommation, lui-même alimenté par une source d'énergie électrique adaptée à une très longue durée d'utilisation; compte tenu de la faible consommation de l'ensemble électronique, cette source d'énergie électrique est de faibles dimensions et poids. The device, object of the present invention, consists of an assembly of the "syringe pump" type, the energy of which is supplied to the kinematic part by a mechanical device, the "recharging" of which is manual, and the operating characteristics of which are controlled by an electronic assembly with very low consumption, itself supplied by a source of electrical energy suitable for a very long period of use; taking into account the low consumption of the electronic assembly, this source of electrical energy is of small dimensions and weight.

Cet appareil, initialement conçu pour les traitements ambulatoires a un régime de fonctionnement particulièrement intéressant pour son emploi dans les lieux ou le ravitaillement en sources d'énergie électrique est aléatoire. This device, initially designed for outpatient treatment, has a particularly advantageous operating regime for its use in places where the supply of electrical energy sources is random.

La figure 1 schématise le principe de fonctionnement de l'appareil objet de la présente invention: le poussoir 1 destiné à déplacer le piston de la seringue à injection est poussé par un ressort 2 qui lui fournit l'énergie nécessaire à ce déplacement. Ce poussoir 1 porte une crémaillère 3 qui assure la rotation d'un pignon 4, lors du déplacement du pousssoir 1. Le pignon 4 est le premier engrenage d'un train symbolisé par 5, et terminé par l'ensemble à échappement 6, lui-même asservi au système de commande 7. La vitesse d'avance du piston de la seringue, donc le débit du produit à injecter, est ainsi directement dépendante des informations reçues par le dispositif 7.L'ensemble électronique symbolisé en 8 comporte: une source d'énergie électrique 9 qui don ne pour une très longue durée à son énergie de fonctionnement à cet ensemble, une "horloge" 10 qui définit une base de temps à tout le système, un programmateur 11 qui permet de programmer le fonctionnement de la partie mécanique suivant les exigences du traitement médical; ce programmateur peut avantageusement être constitué par un ensemble à microprocesseur, et être susceptible d'inclure dans le programme, des paramètres extérieurs. L'interface 12 transmet les ordres du pregrammateur au dispositif 7 d'asservissement de vitesse du poussoir 1. La figure 2 représente schématiquement l'ensemble mécanique vu dans le plan perpendiculaire à celui de la figure 1. Figure 1 shows schematically the operating principle of the device object of the present invention: the pusher 1 for moving the piston of the injection syringe is pushed by a spring 2 which provides it with the energy necessary for this movement. This pusher 1 carries a rack 3 which ensures the rotation of a pinion 4, during the displacement of the pusher 1. The pinion 4 is the first gear of a train symbolized by 5, and terminated by the exhaust assembly 6, itself - even subject to the control system 7. The speed of advance of the syringe piston, therefore the flow rate of the product to be injected, is thus directly dependent on the information received by the device 7. The electronic assembly symbolized at 8 comprises: a electric power source 9 which donates for a very long period of its operating energy to this set, a "clock" 10 which defines a time base for the whole system, a programmer 11 which makes it possible to program the operation of the mechanical part according to the requirements of medical treatment; this programmer can advantageously be constituted by a microprocessor assembly, and may be able to include in the program, external parameters. The interface 12 transmits the orders from the pregrammateur to the device 7 for controlling the speed of the pusher 1. FIG. 2 schematically represents the mechanical assembly seen in the plane perpendicular to that of FIG. 1.

La figure 3 schématise une des réalisations préférées du système précédemment décrit, dans laquelle le ressort n'agit pas directement sur le poussoir 1: en effet, dans le premier système décrit, la force avec laquelle ce ressort agit, dépend de sa longueur; cette force diminue au fur et à mesure de l'avance du poussoir 1. Dans la réalisation schématisée par la figure 3, le poussoir est entraîné par la crémaillère 3, elle-même entrainée par la rotation du oignon 4 sue l'axe duquel est placé un cabestan 13 à rayon croissant sur lequel est enroulé un câble de traction 14 dont l'extrèmité 15 est fixée au ressort 2. La variation du diamètre de ce cabestan est telle que le couple exercé sur l'axe 19 du pignon 4 soit constant lorsque la longueur du ressort 2 varie.Ce système d'entraînement du poussoir 1 présente l'inconvénient d'exercer sur le couple crémaillère 3 / pignon 4, un effort qui oblige à dimensionner convenablement ces éléments, donc à alourdir l'appareil. Figure 3 shows schematically one of the preferred embodiments of the system described above, in which the spring does not act directly on the pusher 1: in fact, in the first system described, the force with which this spring acts, depends on its length; this force decreases as the pusher 1 advances. In the embodiment shown diagrammatically in FIG. 3, the pusher is driven by the rack 3, itself driven by the rotation of the onion 4 on the axis of which is placed a capstan 13 with increasing radius on which is wound a traction cable 14 whose end 15 is fixed to the spring 2. The variation of the diameter of this capstan is such that the torque exerted on the axis 19 of the pinion 4 is constant when the length of the spring 2 varies. This pusher drive system 1 has the disadvantage of exerting on the rack and pinion 3 / pinion 4 torque, an effort which makes it necessary to dimension these elements properly, and therefore to make the apparatus heavier.

La figure 4 schématise une variante dans laquelle le poussoir 1 est entraîné par un câble 16 passant sur des poulies de renvoi 17 et 18, et enroulé et fixé sur un cabestan cylindrique 20 solidaire du cabestan cônique 13, par l'intermédiaire de l'axe 21. Ce dispositif permet en outre d'éliminer du mouvement du poussoir, les effets du jeu mécanique de la crémaillère. Les cabestans 13 et 20 ne sont pas impérativement respectivement cônique et cylindrique, mais de profils tels que le couple exercé sur leur axe commun par la traction du câble 14 qui transmet l'effort du ressort 2, soit constant en fonction des variations de longueur de ce ressort.Dans le cas où le cabestan 20 présente une cônicité, il doit être constitué de deux éléments complémentaires de telle sorte que le câble 16 conserve une tension constante, sans qu'il soit nécessaire de recourrir à un ressort de liaison. Figure 4 shows schematically a variant in which the pusher 1 is driven by a cable 16 passing over idler pulleys 17 and 18, and wound and fixed on a cylindrical capstan 20 integral with the conical capstan 13, via the axis 21. This device also makes it possible to eliminate from the movement of the pusher, the effects of the mechanical play of the rack. The capstans 13 and 20 are not necessarily conical and cylindrical respectively, but of profiles such that the torque exerted on their common axis by the pull of the cable 14 which transmits the force of the spring 2, is constant as a function of the length variations of In the case where the capstan 20 has a conicity, it must consist of two complementary elements so that the cable 16 retains a constant tension, without it being necessary to resort to a connecting spring.

Dans une variante, le ressort 2 peut travailler en compression, comme indiqué à titre d'exemple non limitatif, par le schéma de la figure 5. In a variant, the spring 2 can work in compression, as indicated by way of nonlimiting example, by the diagram in FIG. 5.

Une autre variante schématisée figure 6 consiste à remplacer l'ensemble créumaillère 3 / pignon 4 par un dispositif à câble. Une solution simple consiste à confondre les axes 19 et 21. Another variant shown diagrammatically in FIG. 6 consists in replacing the crumallière 3 / pinion 4 assembly with a cable device. A simple solution is to confuse axes 19 and 21.

Dans le principe schématisé figures 1 et 2, la vitesse de déplacement su poussoir 1 est imposée par le dispositif à échappement 6. Ce procédé n'est pas limitatif et peur être avantageusement remplacé par un système à positionnement angulaire imposé, tel qu'un moteur " pas à pas" ou un disque à secteurs magnétiques, ou tout autre système analogue, pourvu qu'en l'absence d'énergie, le couple de retenue soit suffisant pour arrêter l'avance du poussoir 1, l'avance angulaire étant assurée par la faible énergie fournie par l'ensemble électronique de programmation. In the principle shown diagrammatically in FIGS. 1 and 2, the speed of movement of the pusher 1 is imposed by the exhaust device 6. This method is not limiting and can be advantageously replaced by a system with imposed angular positioning, such as a motor. "step by step" or a disk with magnetic sectors, or any other similar system, provided that in the absence of energy, the holding torque is sufficient to stop the advance of the pusher 1, the angular advance being ensured by the low energy supplied by the electronic programming unit.

Le train d'engrenages 5 doit avoir un rapport de multiplication adapté à la précision et à la finesse de positionnement exigées pour l'avance du poussoir 1, en fonction du système choisi pour le dispositif 7 et de la fréquence adoptée pour effectuer cette commande. The gear train 5 must have a multiplication ratio adapted to the precision and the fineness of positioning required for the advance of the pusher 1, according to the system chosen for the device 7 and the frequency adopted to carry out this command.

La "recharge" en énergie mécanique consiste à remettre le ressort 2 sous contention, (compression ou extension), selon le mode de travail choisi. Cette opération peut être effectuée, par exemple sans que cela ne constitue des solutions limitatives, en faisant tourner dans le sens convenable, soit l'axe 19 soit l'axe 21, soit l'axe commun (Fig. 6) Afin que le poussoir 1 soit remis à sa position de départ sans entraîner l'ensemble d'engrenages 5, un coupleur unidirectionnel 22 est intercalé entre le mécanisme d'entraînement du poussoir et le train d'engrenages 5 (fig. 2). The "recharge" in mechanical energy consists in putting the spring 2 under restraint, (compression or extension), according to the mode of work chosen. This operation can be carried out, for example without this constituting limiting solutions, by rotating in the appropriate direction, either the axis 19 or the axis 21, or the common axis (Fig. 6) So that the pusher 1 is returned to its starting position without driving the gear assembly 5, a unidirectional coupler 22 is interposed between the pusher drive mechanism and the gear train 5 (fig. 2).

Dans une variante schématisée figure 7, le ressort 2 est remplacé par un ressort à barillet 23 entraînant, directement ou non, l'axe 19 ou l'axe commun de la figure 6, le cabestan de traction 20 étant unique et constitué de deux éléments côniques complémentaires tels que décrits précédemment, pour permettre au câble de traction de conserver une tension constante sans l'intervention d'un système de rattrapage de longueur. In a variant shown diagrammatically in FIG. 7, the spring 2 is replaced by a barrel spring 23 driving, directly or not, the axis 19 or the common axis of FIG. 6, the traction capstan 20 being unique and consisting of two elements complementary conics as described above, to allow the traction cable to keep a constant tension without the intervention of a length adjustment system.

La plupart des pousse-seringue possèdent un dipositif d'entraînement du poussoir, constitué par une vis. Le principe de l'appareil objet de la présente invention s'applique à ce type de cinématique, comme il s'applique à tous les dispositifs d'entraînement utilisés, par la simple substitution de l'ensemble moteur existant et d'une consommation en énergie excessive, par un ensemble à remontage mécanique, la vitesse d'avancement du poussoir étant programmée par un ensemble électronique tel que décrit précédemment. Une des réalisations préférée pour ce type d'appareil à vis, est schématisée figure 8 dans laquelle l'ensemble 24 représente le mécanisme d'entraînement à remontage manuel qui assure la rotation de la vis 25 d'entraînement du poussoir 1, par l'intermédiaire d'un dispositif de conversion de couple 26 constitué, à titre d'exemple non limitatif, par un câble enroulé sur deux cabestans cyniques complémentaires. La rotation de la vis est contrôlée par un ensemble non figuré, analogue à celui qui déité précédemment décrit. Most syringe pumps have a pusher drive device, consisting of a screw. The principle of the device which is the subject of the present invention applies to this type of kinematics, as it applies to all the drive devices used, by the simple substitution of the existing motor assembly and of a consumption in excessive energy, by a mechanical winding assembly, the advancement speed of the pusher being programmed by an electronic assembly as described above. One of the preferred embodiments for this type of screw device is shown diagrammatically in FIG. 8 in which the assembly 24 represents the manual winding drive mechanism which ensures the rotation of the screw 25 driving the pusher 1, by the intermediary of a torque conversion device 26 constituted, by way of nonlimiting example, by a cable wound on two complementary cynical capstans. The rotation of the screw is controlled by an assembly which is not shown, similar to that described above.

Claims

1- Device intended for infusion or injection, characterized by the fact that the mechanical part 1 which actuates the piston of the injection syringe receives the energy necessary for its movement, from a spring 2 manually put under contention, and that this movement is controlled and programmed by an electronic assembly 8.

2- Apparatus according to claim 1 characterized in that the speed of movement of the mechanism 1 is imposed by an exhaust device 6, itself controlled by the programmer 8, through the control system 7.

3- Apparatus according to claim 2 characterized in that the speed of movement of the mechanism 1 is imposed by an angular positioning system, itself controlled by the programmer 8.

4- Apparatus according to claims 1, 2 and 3 characterized in that the elements constituting the electronic assembly 8 include a microprocessor and are capable of taking into account external parameters.

5- Apparatus according to claims 1 to 4 characterized in that the spring 2 providing mechanical energy, is coupled to the mechanism 1 via a device which provides this mechanism, a constant force whatever the state spring containment 2.