EP0712465B1

EP0712465B1 - Cassette de pompe peristaltique

Info

Publication number: EP0712465B1
Application number: EP94923774A
Authority: EP
Inventors: Frédéric Neftel; Bernard Bouvier
Original assignee: Debiotech SA
Current assignee: Debiotech SA
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: DE69402428T2; FR2708675A1; DE69402428D1; EP0712465A1; CA2168854A1; JPH08510814A; FR2708675B1; JP2723363B2; US5655897A; AU7387394A; WO1995004886A1

Abstract

La présente invention concerne une cassette (1) de pompe péristaltique destinée à coopérer, lors de son utilisation, avec un bloc moteur (22) par un axe (30) d'entraînement comprenant un boîtier (40) ayant une surface (12) d'appui de tube, un tube (11) déformable, des galets (14) rotatifs entraînables par friction par l'axe (30) d'entraînement. Le tube (11) déformable est appliqué sur la surface (12) d'appui et déformé par les galets (14) rotatifs, de façon à produire l'entraînement d'un liquide qu'il contient. Avant la première utilisation, les galets (14) ont une position radiale dans laquelle le tube (11) n'est pas obturé. Lors de la première utilisation, ils sont radialement déplacés par une introduction de l'axe (30) d'entraînement, obturant le tube. Après l'utilisation, les galets (14) sont maintenus dans une position radiale assurant l'obturation du tube.

Description

La présente invention concerne une cassette de pompe péristaltique réalisant l'occlusion définitive de son tube lors de la première introduction de l'axe moteur.
Les pompes péristaltiques permettent l'obtention d'un débit régulier et contrôlable. Elles sont couramment utilisées, en particulier dans le domaine médical, par exemple pour contrôler des injections.
Les pompes péristaltiques comportent souvent une cassette destinée à coopérer avec l'axe d'un moteur qui produit l'entraînement par friction des éléments mobiles.
Une telle cassette comporte un boîtier, un tube déformable et des galets rotatifs.
Le tube déformable forme une boucle dans un plan, appliquée sur une surface d'appui du boîtier par des galets rotatifs.
L'entraînement en rotation de ces galets rotatifs par l'axe du moteur produit la déformation du tube qui engendre l'effet péristaltique recherché.
Les pompes et cassettes de pompes péristaltiques ont fait l'objet de nombreuses publications. On citera par exemple :

La demande de brevet français FR-A-2.595.765 qui décrit et illustre une pompe péristaltique comprenant au moins deux tubes élastiques disposés en parallèle et une pluralité de galets presseurs agissant sur ces tubes élastiques. Cette pompe a pour objet de fournir un débit régulier.
La demande de brevet français FR-A-2.644.212 a pour objet une cassette pour pompe péristaltique à tube déformable et la pompe munie d'une telle cassette. La cassette présente un boîtier qui comporte, au voisinage de chacune de ses extrémités, un chemin de roulement cylindrique contre lequel s'appliquent et roulent des satellites qui écrasent le tube déformable situé entre les deux chemins de roulement. La cassette décrite et illustrée est d'une construction simple et robuste.
La demande de brevet français FR-A-2.644.522 concerne une pompe péristaltique à tube déformable comportant, à l'intérieur du carter, des arcs de tube déformable indépendants, ce qui assure une réduction des fluctuations du débit instantanée. La pompe a un faible encombrement.

L'utilisation des pompes péristaltiques à cassette en milieu hospitalier permet l'amélioration de la sécurité des soins. En ce sens, les cassettes jetables, dissociables du groupe moteur, ont constitué une amélioration significative.
La mise en oeuvre de dispositif de détrompage évitant qu'une cassette puisse être utilisée avec un bloc moteur auquel elle n'est pas destinée, a également constitué une étape importante dans l'amélioration de la fiabilité.
Il est toutefois apparu qu'une cassette, libérée de son bloc moteur, est susceptible de permettre l'écoulement d'un liquide dans le tube qui la traverse, ce qui peut dans certains cas présenter des risques.
Par exemple, un liquide de perfusion peut alors être injecté dans des conditions non contrôlées, ne correspondant plus à la prescription.
Pour résoudre cette difficulté, il a été envisagé de mettre en oeuvre des cassettes de pompe péristaltique, dans lesquelles le tube déformable est mis en compression et oblitéré dès le montage de la pompe. Toutefois, il s'est avéré que cette mise en compression du tube, en un point déterminé, pendant toute la période de temps s'écoulant entre le montage et l'utilisation de la pompe, est susceptible d'entraîner une déformation permanente du tube préjudiciable à son utilisation ultérieure.
Le but de la présente invention est donc de proposer une cassette de pompe péristaltique dans laquelle le tube est oblitéré, en permanence, après le premier usage, quelles que soient sa configuration ultérieure et sa situation par rapport au bloc moteur.
C'est un autre objectif de l'invention de proposer une telle cassette à auto-occlusion qui puisse être stockée, avant son premier usage, sans que cela n'entraîne une détérioration du tube.
C'est encore un autre objectif de la présente invention de proposer une cassette de pompe péristaltique à auto-occlusion relativement simple à fabriquer et dont le coût de fabrication peut rester raisonnable.
Ainsi, l'invention concerne une cassette de pompe péristaltique destinée à coopérer, lors de son utilisation, avec un bloc moteur par un axe d'entraînement comprenant :

un boîtier ayant une surface d'appui de tube,
un tube déformable,
des galets rotatifs entraînables par friction par l'axe d'entraînement,

le tube déformable étant appliqué sur la surface d'appui et déformé par les galets rotatifs, de façon à produire l'entraînement d'un liquide qu'il contient.
Selon l'invention, avant la première utilisation, les galets ont une position radiale dans laquelle le tube n'est pas obturé ; lors de la première utilisation, ils sont radialement déplacés par une introduction de l'axe d'entraînement, obturant le tube ; après l'utilisation, les galets sont maintenus dans une position radiale assurant l'obturation du tube.
Selon différents modes de réalisation présentant chacun leurs avantages spécifiques, les caractéristiques ci-après, considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles, sont prévues :

le boîtier contient des moyens de blocage empêchant l'enlèvement d'une partie au moins de l'axe d'entraînement après sa première introduction ;
la cassette comporte un organe élastique lié au boîtier, libéré par l'introduction de l'axe d'entraînement et maintenant au moins l'un des galets dans une position radiale assurant l'obturation du tube ;
les galets sont libres et ont chacun une surface de révolution d'entraînement délimitée par deux bases, et comportent chacun au moins un cylindre sur l'une de leurs bases ; le boîtier comporte un disque, approximativement perpendiculaire à l'axe d'entraînement, au voisinage des galets, ce disque ayant un doigt élastique mis en appui sur la base du cylindre de l'un des galets avant la première introduction de l'axe d'entraînement, libéré lors de l'introduction de cet axe, et venant en appui contre la surface de révolution du cylindre, maintenant au moins un galet dans une position radiale assurant l'obturation du tube ;
le disque est un disque en matière plastique dans lequel le doigt élastique est formé ;
le doigt élastique porte une butée concentrique de l'axe d'entraînement apte à coopérer avec le cylindre des galets ;
la butée couvre un angle supérieur à 120° ;
la butée couvre un angle d'environ 132° ;
lorsque l'axe d'entraînement est introduit dans la cassette, le doigt élastique n'est pas en contact avec les galets ;
les galets ont des moyeux, et la cassette comporte des séparateurs sur lesquels les galets sont fixés par leurs moyeux, lesdits séparateurs comportant des premiers logements dans lesquels sont placés les moyeux avant la première introduction de l'axe d'entraînement, et des seconds logements plus excentrés que les premiers, et séparés de ceux-ci par une butée élastique, la première introduction de l'axe du moteur dans la cassette produisant le déplacement irréversible des moyeux des premiers logements vers les seconds.

L'invention sera décrite en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels :

la Figure 1 est une représentation générale d'une cassette de pompe péristaltique en position d'utilisation sur un bloc moteur, vu en perspective ;
la Figure 2 est la représentation du même ensemble vu de dessus ;
la Figure 3 est une représentation vue de dessus d'une cassette selon l'invention sans son capot avant toute utilisation ;
la Figure 4 est la représentation en coupe AA de la cassette de la Figure 3 ;
les Figures 5 et 6 sont les représentations correspondantes aux Figures 3 et 4, lorsque la cassette coopère avec l'axe d'entraînement ;
les Figures 7 et 8 correspondent aux Figures 3 et 4, lorsque la cassette a été dissociée de l'axe d'entraînement après utilisation ;
la Figure 9 représente la mise en oeuvre de l'invention dans une cassette comportant des séparateurs avant la première utilisation ;
la Figure 10 représente le même ensemble en présence de l'axe d'entraînement ou après utilisation.

La cassette 1 est placée, lors de son utilisation, sur le bloc moteur 2 qui présente un logement prévu à cet effet.
Par les commandes 3 et 4 et le panneau de visualisation 5, le fonctionnement du bloc moteur 2 est contrôlé par l'utilisateur.
Les boutons 6 et 7 permettent la dissociation de la cassette 1 du bloc moteur 2 et concourent à la sécurité nécessaire à cette opération.
Les tubes 8 et 9 sont respectivement les tubes d'entrée et de sortie de la pompe. Le tube 8 peut, par exemple, être relié à un réservoir de perfusion, alors que le tube 9 est relié à une aiguille d'injection.
Le tube déformable 11 forme une boucle approximativement plane, en appui par sa surface extérieure sur une surface d'appui 12 prévue à cet effet dans le boîtier 13 de la cassette 1 de la pompe péristaltique.
Les galets 14, en nombre variable, représentés ici au nombre de trois, ont une forme de révolution d'axe 21 et sont placés à l'intérieur de la boucle formée par le tube déformable 11.
L'axe d'entraînement 15, parallèle à l'axe de révolution des galets, écarte ceux-ci lorsqu'il est introduit entre eux, les amène à comprimer le tube déformable 11 contre la surface d'appui 12 et assure leur entraînement par friction.
Les galets sont tous identiques et leur description est faite plus particulièrement en référence à la Figure 6.
Un galet a un axe de révolution 21, deux surfaces cylindriques 22, 23 en contact avec l'axe 30 et permettant l'entraînement des galets 14 par cet axe 30.
Une surface d'appui 24 d'axe 21, de préférence en forme de tonneau, c'est-à-dire avec une convexité tournée vers l'extérieur, est destinée à assurer une compression sur le tube déformable 11. L'élément central 25 résulte du procédé de fabrication du galet 14 et n'intervient pas directement dans le dispositif et le fonctionnement décrits ici.
Le galet 14 est muni, à chacune de ses extrémités, d'un cylindre 26, 27, également d'axe 21, de diamètre inférieur aux cylindres 22 et 23.
L'axe 21 des galets est bien entendu parallèle à l'axe 30 d'entraînement. La distance radiale des galets est la distance r, respectivement désignée par rl, r2, r3 sur les différentes Figures.
La cassette de pompe péristaltique comporte un boîtier 40 formé d'une base 41 et d'un couvercle.
Dans un but de clarté, le couvercle n'a pas été représenté. Il est généralement encliqueté sur la base 41 et participe au maintien des éléments contenus par la cassette 40.
Lors du montage de la pompe, le tube déformable 11 est relié à un guide-tube 42, sur lequel il est fixé par l'intermédiaire des éléments mâles 43 et 44.
Le tube déformable 11 forme ainsi une boucle, approximativement plane, qui est positionnée à l'intérieur du boîtier 40 et vient en appui sur la surface d'appui 12.
Les galets 14 sont alors introduits à l'intérieur de la boucle fermée. En raison de leur diamètre, ils viennent en contact les uns avec les autres et produisent une légère déformation du tube 11. Par élasticité, la tubulure 11 repousse les galets vers le centre et produit leur contact les uns avec les autres.
En l'absence de l'axe d'entraînement, le tube 11, telle que représentée en coupe sur la Figure 4, n'est que partiellement déformée. En effet, les dimensions respectives du boîtier et des galets sont déterminées de telle manière que ce tube 11 ne soit pas obturé ou oblitéré.
La faible déformation de la tubulure déformable 11, dans cet état, n'est en rien préjudiciable à son utilisation ultérieure, quelle que soit la durée de stockage pendant laquelle elle est maintenue en cet état. Par contre, puisqu'elle n'est que faiblement déformée, elle n'est pas oblitérée et pourrait laisser passer, passivement, un fluide mis sous pression à l'une de ses extrémités.
L'introduction de l'axe d'entraînement 30, telle que représentée sur les Figures 5 et 6, produit un écartement des galets par rapport au centre et entraîne la compression de la tubulure 11 entre la surface d'appui 12 du boîtier et la surface d'appui 24 des galets.
Cette mise en compression entraîne l'obturation ou oblitération complète de la tubulure.
Par ailleurs, cette compression exerce une force élastique appliquant les galets 14, plus particulièrement leurs zones cylindriques 22, 23 sur l'axe d'entraînement 30.
Ainsi, lors de la rotation de cet axe d'entraînement 30, les galets 14 sont entraînés en rotation par friction.
Ils tournent sur eux-mêmes et leur axe de rotation tourne lui-même autour de l'axe d'entraînement 30.
On comprend que lors de l'utilisation des cassettes connues, la dissociation de la cassette de l'axe d'entraînement 30 ramène les différents éléments constitutifs de la cassette en leur état initial, représenté aux Figures 3 et 4, par l'effet de l'élasticité de la canalisation 11 qui reprend sa forme initiale et ramène les galets en contact les uns avec les autres.
La canalisation 11 n'étant plus alors oblitérée, elle est susceptible de laisser circuler le liquide qu'elle contient, par exemple lorsqu'une différence de pression existe entre la canalisation d'entrée 8 et la canalisation de sortie 9.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le boîtier 40 de la cassette comporte un élément élastique, non représenté, coopérant avec l'axe de rotation 30, de telle sorte que celui-ci, une fois introduit en position dans la cassette, ne puisse plus être extrait. Il peut s'agir, par exemple, d'un doigt élastique fixé au fond du boîtier et coopérant avec une gorge ménagée sur l'axe d'entraînement 30.
Ainsi, le tube élastique 11 est définitivement oblitéré par l'introduction de l'axe de rotation 30 qui est elle-même définitive.
Dans ce cas, l'axe d'entraînement 30 doit être changé à chaque fois que l'on change de cassette. L'axe moteur 32, solidaire du bloc moteur 2, comporte alors un organe d'accouplement 31 assurant la jonction avec l'axe d'entraînement 30.
Dans un deuxième mode de réalisation préféré, le boîtier 40 est équipé d'un disque 50, positionné par rapport à celui-ci par des encoches 51, 52, et comportant un doigt élastique 53, éventuellement équipé d'une butée 54, apte à coopérer avec le cylindre 27 des galets 14.
Une collerette 55 prévue sur le disque 50 concourt à son positionnement par rapport au boîtier 40.
La butée 54 est concentrique de l'axe d'entraînement 30.
Sa position radiale, définie par sa distance r4 à l'axe 30, est telle que, lorsque les galets 14 sont en position de montage, position dans laquelle la tubulure 11 telle qu'indiquée plus haut est faiblement déformée, cette butée cylindrique est en appui sur l'une des bases d'au moins l'un des galets 14. Ainsi, ces galets 14 sont libres et sont positionnés uniquement par l'effet de la force de rappel élastique produite par la tubulure 11 et par leur encombrement respectif.
Lors de l'introduction de l'axe d'entraînement 30, les galets 14 sont repoussés, tel qu'indiqué plus haut, vers l'extérieur de la cassette et autorisent l'engagement de la butée 54 au niveau de la partie cylindrique 27 du galet 14, tel que représenté sur la Figure 6.
Ainsi, lors du retrait de l'axe d'entraînement 30, tel que représenté sur les Figures 7 et 8, le galet 14, tendant à reprendre sa position de montage initial par l'effet de la force élastique exercée par le tube déformable 11, en est empêché par la butée 54. Ainsi, l'obturation ou oblitération du tube 11 est maintenue, même en l'absence de l'axe d'entraînement 30.
Afin d'éviter une perturbation éventuelle du mouvement des galets 14 lors de l'utilisation de la pompé, la butée 54 a une dimension telle qu'elle est maintenue à distance, sans contact avec le cylindre 27, lors de la présence de l'axe d'entraînement 30.
Telle que décrite jusqu'à présent et représentée sur les Figures 3 à 8, la cassette de l'invention ne comporte qu'un seul disque placé au voisinage de l'une des bases des galets 14.
Toutefois, il est possible de prévoir un tel disque sur chacune des bases, au-dessus et en dessous des galets.
La dimension angulaire de la butée 54 est déterminée de telle manière que, quelle que soit la position des galets à l'intérieur de la cassette, l'un au moins d'entre eux soit en appui sur cette butée et assure, avec la meilleure sécurité, l'oblitération du tube 11. Ce résultat est obtenu avec une butée angulaire 54 s'étendant sur un angle d'au moins 120° et, de préférence, égal à 132° environ.
Lors du montage, les galets se positionnent à une distance r1 de l'axe d'entraînement 30. Lorsque l'axe d'entraînement 30 est introduit, leur position radiale devient r2 et lorsque celui-ci est enlevé, la position radiale des galets 14 devient r3. r2 est supérieur à r1 et le déplacement des galets en cette position produit l'oblitération complète du tube déformable 11. r3 est également supérieur à r1 et lorsque les galets 14 occupent la position correspondante, l'oblitération complète du tube 11 est également réalisée. Toutefois, afin de limiter les forces de frottement produites par le disque 50 lors du fonctionnement de la cassette, r3 est légèrement inférieure à r2.
Un autre mode de réalisation de l'invention est proposé dans le cas où les galets comportent des moyeux 60 et sont maintenus par des séparateurs 61.
Ce mode de réalisation est schématiquement représenté sur les Figures 9 et 10. Seuls les séparateurs et les galets sont représentés, les autres éléments de la cassette étant analogues à ceux décrits plus haut.
Le séparateur 61 comprend alors, pour chacun des galets 14, un premier logement 62 correspondant à une première position radiale r5 des galets, et un deuxième logement 63 correspondant à une deuxième position radiale r6 des galets.
Ces premiers logements 62 et deuxièmes logements 63 sont séparés par des butées 64, 65 ménageant entre elles un espace de dimension inférieure au diamètre du moyeu 60. Ces premier et deuxième logements forment ainsi un élément d'extrémité de chaque bras 66 du séparateur 61 déformable lorsqu'une pression est exercée par le moyeu 60. Cette déformation permet le passage du moyeu 60 du premier logement 62 au deuxième logement 63.
La distance radiale r6 du deuxième logement 63 est supérieure à la distance radiale r5 du premier logement 62.
Lors du montage de la cassette, les moyeux 60 et galets 14 sont placés dans les premiers logements.
Lors de l'introduction de l'axe d'entraînement 30 entre les galets, celui-ci exerce une force de pression sur les moyeux 60, imposant leur passage par déformation élastique de l'extrémité des bras 66 vers les deuxième logements 63.
Lors de l'extraction de l'axe d'entraînement 30, la force élastique de rappel exercée par la tubulure déformable 11 est insuffisante pour produire le rappel des moyeux dans les premiers logements 62.
Ainsi, ceux-ci restent maintenus dans les deuxième logements 63 et maintiennent l'oblitération du tube 11.
Dans cette description, on a désigné par axe d'entraînement 30, l'axe d'entraînement des galets en tant qu'élément matériel, mais aussi comme définissant sa position théorique, y compris lorsque la pompe est dissociée de son bloc moteur, donc que l'axe n'est pas matériellement présent.
Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée.

Claims

Cassette (1) de pompe péristaltique destinée à coopérer, lors de son utilisation, avec un bloc moteur (22) par un axe (30) d'entraînement comprenant :
- un boîtier (40) ayant une surface (12) d'appui de tube,

- un tube (11) déformable,

- des galets (14) rotatifs entraînables par friction par l'axe (30) d'entraînement,
le tube (11) déformable étant appliqué sur la surface (12) d'appui et déformé par les galets (14) rotatifs, de façon à produire l'entraînement d'un liquide qu'il contient,
caractérisée par des moyens qui effectuent que :
avant la première utilisation, les galets (14) ont une position radiale dans laquelle le tube (11) n'est pas obturé,

lors de la première utilisation, ils sont radialement déplacés par une introduction de l'axe (30) d'entraînement, obturant le tube,

après l'utilisation, les galets (14) sont maintenus dans une position radiale assurant l'obturation du tube.
Cassette selon la revendication 1, caractérisée en ce que le boîtier (40) contient des moyens de blocage empêchant l'enlèvement d'une partie au moins de l'axe (30) d'entraînement après sa première introduction.
Cassette selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un organe élastique lié au boîtier (40), libéré par l'introduction de l'axe (30) d'entraînement et maintenant au moins l'un des galets (14) dans une position radiale assurant l'obturation du tube (11).
Cassette selon la revendication 3, caractérisée en ce que les galets (14) sont libres, ont chacun une surface (24) de révolution d'entraînement délimitée par au moins une base et comportent chacun au moins un cylindre sur l'une de leurs bases, et en ce que le boîtier comporte un disque (50), approximativement perpendiculaire à l'axe (30) d'entraînement, au voisinage des galets (14), ledit disque ayant un doigt élastique mis en appui sur le cylindre (27) de l'un des galets avant la première introduction de l'axe d'entraînement, libéré lors de l'introduction de cet axe, et venant en appui contre la surface de révolution du cylindre (27), maintenant au moins un galet dans une position radiale assurant l'obturation du tube.
Cassette selon la revendication 4, caractérisée en ce que le disque (50) est un disque en matière plastique dans lequel le doigt élastique (53) est formé.
Cassette selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le doigt élastique (53) porte une butée concentrique (54) de l'axe d'entraînement apte à coopérer avec le cylindre (27) des galets (14).
Cassette selon la revendication 6, caractérisée en ce que la butée (54) couvre un angle supérieur à 120°.
Cassette selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que, lorsque l'axe (30) d'entraînement est introduit dans la cassette, le doigt élastique (53) n'est pas en contact avec les galets (14).
Cassette selon la revendication 3, caractérisée en ce que les galets (14) ont des moyeux (60), et que la cassette comporte des séparateurs (66) sur lesquels les galets sont fixés par leurs moyeux (60), lesdits séparateurs comportant des premiers logements (62) dans lesquels sont placés les moyeux (60) avant la première introduction de l'axe (30) d'entraînement, et des seconds logements (63) plus excentrés que les premiers, et séparés de ceux-ci par une butée élastique (64, 65), la première introduction de l'axe (30) d'entraînement dans la cassette produisant le déplacement irréversible des moyeux des premiers logements (62) vers les seconds (63).