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FR2793145A1 - Dispositif pour l'amenee d'un gaz respiratoire en surpression et agencement de commande pour la commande de celui-ci - Google Patents

Dispositif pour l'amenee d'un gaz respiratoire en surpression et agencement de commande pour la commande de celui-ci Download PDF

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FR2793145A1
FR2793145A1 FR9913512A FR9913512A FR2793145A1 FR 2793145 A1 FR2793145 A1 FR 2793145A1 FR 9913512 A FR9913512 A FR 9913512A FR 9913512 A FR9913512 A FR 9913512A FR 2793145 A1 FR2793145 A1 FR 2793145A1
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breathing
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Stefan Madaus
Harald Genger
Claus Negele
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Resmed R&D Germany GmbH
Original Assignee
MAP Medizintechnik fuer Arzt und Patient GmbH and Co KG
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Abstract

Le dispositif pour l'amenée d'un gaz respiratoire à un patient comporte un dispositif de soufflante, logé dans un boîtier (1), pour transporter le gaz respiratoire, une conduite (4) de gaz respiratoire pour l'amenée de ce gaz dudit dispositif à un masque respiratoire (7), un premier dispositif produisant des signaux représentatifs du flux du gaz respiratoire ou changeant de fonction dudit flux, un second dispositif pour produire des signaux indicatifs de la pression du gaz respiratoire, et un agencement de commande, pour commander le dispositif de soufflante sur la base des signaux indicatifs du flux et de la pression du gaz respiratoire. Application à la thérapie des apnées en particulier du sommeil.

Description

" Dispositif pour l'amenée d'un gaz respiratoire en surpression et
agencement de commande pour la commande de celui-ci " L'invention concerne un dispositif pour l'amenée d'un gaz respiratoire en surpression à un patient ainsi qu'un agencement de commande pour commander
un tel dispositif.
Des dispositifs du type mentionné dans l'introduction sont notamment appliqués dans la thérapeutique de l'apnée du sommeil. En dérogation à des appareils respiratoires qui ne sont utilisés en général que pendant un temps limité, par exemple pour l'amenée d'un gaz anesthésiant à l'hôpital, notamment dans les blocs opératoires, on cherche pour les appareils respiratoires destinés à la thérapie de pathologies du sommeil, à amener le gaz respiratoire au patient de sorte qu'il ne soit pas seulement ressenti comme agréable par le patient dans l'état de veille, mais qu'il soit particulièrement avantageux du point de vue
physiologique dans l'état de sommeil.
Parmi les appareils respiratoires pour la thérapie des apnées, qui sont destinés à un usage prolongé, c'est-à-dire pour de nombreuses années, on trouve des appareils au moyen desquels le gaz respiratoire, par exemple de l'air ambiant, est amené au patient qui respire spontanément à une pression de 2 0 ventilation prédéterminée par l'intermédiaire d'un tuyau de ventilation d'un masque respiratoire. En alternative, on utilise aussi des appareils dans lesquels la pression de ventilation est abaissée pendant une phase d'expiration du patient, puis la pression est augmentée à un niveau déterminé pendant une phase
d'inspiration lui succédant cycliquement.
Dans les appareils respiratoires, la pression de ventilation est réglée normalement par un dispositif de réglage. A cette fin et comme on le connaît de DE 37 32 475 AI ou FR 2 663 547, on peut, par exemple, mesurer la pression de ventilation produite par l'appareil respiratoire dans un tuyau de contrôle amené jusqu'au patient. Lorsque des masques respiratoires sont utilisés, de tels tuyaux de contrôle sont normalement glissés dans le tuyau de ventilation et débouchent
directement dans le masque respiratoire.
Au niveau du masque respiratoire, une ouverture de sortie du gaz respiratoire est formée dans de tels appareils, par laquelle un flux de gaz prédéterminé peut s'écouler tant pendant la phase d'inspiration que pendant la phase d'expiration. Ainsi on obtient un apport continu de gaz respiratoire pour réaliser un échange suffisant de gaz respiratoire dans le tuyau de l'appareil respiratoire (rinçage du Co2). Selon la conception de l'ouverture de sortie du gaz respiratoire, on obtient un rinçage plus ou moins intensif du gaz respiratoire
exhalé dans le tuyau de ventilation pendant la phase d'expiration.
Dans la thérapie de l'apnée du sommeil, il s'est avéré avantageux d'humidifier l'air frais amené par l'intermédiaire de l'appareil respiratoire. A cette fin, le gaz frais aspiré peut être acheminé au moyen d'un dispositif de transport, par exemple un dispositif à soufflante, à un bain-marie en aval. Dans ces appareils surtout, il y a cependant le problème d'un dépôt d'eau de condensation, parfois important, tant dans le tuyau de ventilation que dans le tuyau de contrôle, ce qui influence la commande de la pression dans le masque respiratoire et
augmente la résistance au flux du tuyau de ventilation.
Au lieu du tuyau de contrôle, il est possible, comme le propose par exemple EP O 288 903 A2, de monter un convertisseur de pression électronique directement sur le masque respiratoire et de transmettre la pression saisie par 2 o l'intermédiaire d'un conduit de mesure à l'agencement de commande normalement intégré dans un appareil VPPC (de Ventilation avec Pression Positive Continue). Cet agencement de mesure est cependant relativement cher
et compliqué dans sa maintenance.
L'invention a pour but de créer un appareil respiratoire prévu pour la thérapie d'apnées du sommeil qui se distingue tant par une fiabilité de fonctionnement élevée que par une meilleure tolérance physiologique de
l'échange de gaz de respiration.
Concernant le dispositif pour l'amenée du gaz respiratoire, cet objectif est réalisé selon l'invention par un dispositif qui comporte: - un dispositif de soufflante pour transporter le gaz respiratoire; - une conduite de gaz respiratoire pour l'amenée du gaz respiratoire du dispositif de soufflante à un masque respiratoire; - un premier dispositif pour produire des signaux représentatifs du flux du gaz respiratoire ou changeant en fonction du flux du gaz respiratoire; - un second dispositif pour produire des signaux indicatifs de la pression du gaz respiratoire, et - un agencement de commande pour commander le dispositif de soufflantesur la base, tant des signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire que de la
pression du gaz respiratoire.
Ainsi on peut obtenir de manière avantageuse que la pression de ventilation est réglée avec une dynamique élevée à une valeur théorique se trouvant dans une plage de tolérance comparativement étroite. On peut avantageusement renoncer totalement au tuyau de contrôle jusqu'ici nécessaire, glissé dans le tuyau de ventilation et amené dans la zone du masque. On obtient de la sorte une plus grande surface de section transversale effective du tuyau de ventilation ainsi qu'une réduction des surfaces de tuyau entrant en contact avec le gaz respiratoire exhalé à l'extrémité côté masque du tuyau de ventilation. Le tuyau de ventilation peut être nettoyé de manière comparativement simple. En plus, on diminue considérablement le problème de savoir que le tuyau de contrôle, qui, jusqu'ici, était nécessaire, se bouche au cours d'une phase de sommeil prolongé du patient. Par la réduction de la résistance au flux du tuyau de ventilation, suite à la surface de coupe transversale plus grande et beaucoup plus favorable sur le plan de la technique respiratoire, on obtient aussi de meilleures caractéristiques d'exhalation vu que le gaz de respiration pendant l'exhalation peut être ramené dans le tuyau de ventilation sous une moindre résistance respiratoire. Le dispositif selon l'invention comporte un dispositif de soufflante formé de préférence par un moteur et un rotor qui y est accouplé pour transporter le gaz respiratoire ainsi qu'un agencement de commande électronique, formé de préférence par un circuit de commande programmable pour la commande du transport du gaz respiratoire, notamment pour la commande du régime du moteur
du dispositif de soufflante.
Dans une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, un dispositif d'humidification est situé en aval du dispositif de soufflante, par lequel le gaz respiratoire peut être chargé d'eau ou le cas échéant de principes actifs souhaités. Le transport du gaz respiratoire au masque respiratoire se fait par l'usage d'un tuyau de ventilation souple qui, selon une forme de réalisation
particulièrement préférée de l'invention, est formé en plusieurs parties.
De manière avantageuse, un dispositif pour l'évacuation d'eau de condensation se formant le cas échéant dans le tuyau de ventilation est prévu dans ce tuyau de ventilation. Ce dispositif peut être formé par exemple par un diaphragme en une matière poreuse ou au moins par un petit perçage. Le dispositif selon l'invention comporte un dispositif de saisie de la pression pour produire un signal de pression destiné à l'agencement de commande, le dispositif de saisie de la pression saisissant la pression dans la zone du tuyau de ventilation en un point de mesure qui est espacé en amont de l'extrémité du tuyau côté masque. Cette disposition permet de produire avantageusement un signal de pression qui est régulier et largement exempt d'ondes harmoniques non représentatives. Vu la distance avantageusement plus grande du point de mesure par rapport au masque respiratoire, le problème de l'influence de l'eau de condensation sur la saisie de la valeur de mesure ou celle d'expectorations est
considérablement diminue.
Selon une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, une section compensatoire s'étend entre le point de mesure et l'extrémité du tuyau côté masque, section compensatoire dont la longueur correspond au moins à 9 fois le diamètre intérieur du tuyau de ventilation. De cette manière on obtient, au moyen de l'espace compensatoire situé en amont du masque respiratoire, une saisie de valeurs de mesure suffisamment régulière. La longueur de la section compensatoire peut être agrandie pour des personnes qui ont un grand volume pulmonaire ou qui ont tendance à expectorer. Notamment en cas d'amenée de gaz respiratoire fortement humidifié ou en vue d'une réduction encore plus importante de la résistance respiratoire, il est possible de prévoir le point de mesure directement dans la zone d'entrée du tuyau de ventilation ou encore dans l'appareil VPPC devant la zone d'embout du tuyau, cependant de préférence après (en aval) un dispositif d'humidification le cas échéant prévu. Le point de mesure est disposé avantageusement en aval d'une zone d'humidification formée dans le dispositif d'humidification. Cette disposition permet de compenser largement des influences perturbatrices provoquées par un éventuel dispositif d'humidification. Par exemple le point de mesure peut être prévu dans un raccord coudé ou un élément d'obturation du réservoir humidificateur. Le point de mesure est choisi avec avantage de manière à ce que seule la pression statique est mesurée à cet endroit. Par la saisie supplémentaire de la pression absolue ou de la pression dynamique, il est possible de saisir en plus le débit volumétrique instantané. Par ailleurs il est possible de déterminer le débit volumétrique instantané à l'aide de la puissance absorbée par le dispositif de soufflante ou du régime du dispositif de soufflante compte tenu de la
cartographie du dispositif de soufflante.
Le point de mesure est avantageusement choisi à l'endroit o un conduit de mesure débouche dans le tuyau de ventilation. Dans cette disposition, le point de mesure est situé de préférence dans une section du tuyau de gaz respiratoire
qui se situe entre le tuyau de ventilation et la zone d'humidification.
Une forme de réalisation possible, particulièrement économique de l'invention, résulte du fait que le point de mesure se trouve à l'intérieur du tuyau
de ventilation.
Une forme de réalisation de l'invention, avantageuse parce qu'elle permet une commande particulièrement précise de l'amenée du gaz respiratoire résulte d'un dispositif de calcul qui est compris dans l'agencement de commande, qui permet de tenir compte des caractéristiques de transmission de la section du tuyau de ventilation entre le point de mesure et l'extrémité côté masque du tuyau en fonction du flux instantané du gaz respiratoire ou d'une valeur de mesure indicative du régime du moteur de la soufflante ou de l'absorption de la puissance du moteur. Les caractéristiques de transmission du tuyau de ventilation peuvent également être mémorisées dans une cartographie ou par une fonction sur un
élément mémoire défini par exemple par plusieurs points repères.
Le conduit de mesure est formé de manière avantageuse par un tuyau guidé à l'intérieur du tuyau de ventilation, sa longueur à l'intérieur du tuyau de ventilation étant plus courte que celle du tuyau de ventilation d'une valeur qui est plus de 9 fois le diamètre intérieur du tuyau de ventilation. Ainsi on obtient de manière simple que le point de mesure est suffisamment éloigné du masque. La distance proposée selon l'invention entre le point de mesure et le masque respiratoire peut être réalisée par un rééquipement en insérant un élément intercalaire entre le masque respiratoire et le tuyau de ventilation. Un tel élément
intercalaire peut être nettoyé aisément.
Une forme de réalisation avantageuse pour la manipulation et l'entretien particulièrement aisés du dispositif selon l'invention résulte du fait que le conduit de mesure est raccordé à un élément manchon qui peut être raccordé à une section d'extrémité côté appareil du tuyau de ventilation. En retirant l'élément manchon on peut de manière avantageuse également retirer le tuyau de mesure du tuyau de ventilation. De manière favorable pour la fabrication et la maintenance, le conduit de mesure peut être sorti par l'intermédiaire de l'élément
manchon de la voie d'amenée du gaz respiratoire.
Quant à un agencement de commande pour commander l'amenée d'un gaz respiratoire à un masque respiratoire, le but indiqué dans l'introduction qui est à la base de l'invention est réalisé selon celle- ci par les étapes de transport du gaz respiratoire au moyen d'un dispositif de soufflante, le guidage du gaz respiratoire à travers un tuyau de ventilation vers un masque respiratoire, la mesure de la pression en un point de mesure en amont du masque respiratoire, et qui est prévu en aval du dispositif d'humidification et est espacé de l'extrémité côté masque du tuyau de ventilation de plus de 9 fois le diamètre intérieur du tuyau de ventilation, ainsi que le réglage du régime ou du débit du moteur du dispositif de soufflante sur la base de la pression saisie. Il est ainsi possible d'obtenir des caractéristiques respiratoires plus favorables pour le patient à
ventiler avec le dispositif tel qu'il est décrit selon l'invention.
Surtout en combinaison avec les mesures indiquées, mais aussi indépendamment de celles-ci, il est possible selon un autre aspect de l'invention, d'amener le gaz respiratoire à un masque respiratoire au moyen d'un dispositif de soufflante raccordé à un dispositif d'amenée de gaz respiratoire, le flux du gaz respiratoire instantané étant déterminé, et sur la base du flux du gaz respiratoire instantané, la chute de pression se produisant le long du dispositif d'amenée de gaz respiratoire entre le dispositif de soufflante et le masque respiratoire est calculée, et le régime ou le débit du dispositif de soufflante est réglé compte tenu de la chute de pression se produisant, de manière à ce que la pression à l'intérieur du masque respiratoire atteint un niveau de pression théorique prédéterminé. Le niveau de pression théorique est de manière avantageuse non constant, mais alterne pendant un cycle respiratoire en fonction d'une évolution temporelle prédéterminée. L'évolution temporelle du niveau de pression théorique est adaptée dans une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention à l'état physiologique instantané, notamment à l'état de sommeil et à la
position corporelle de la personne qui respire.
Une adaptation particulièrement avantageuse de l'évolution temporelle de la pression respiratoire pour l'amenée du gaz respiratoire à un masque respiratoire au moyen d'un dispositif de soufflante raccordé à une installation d'amenée de gaz respiratoire peut être réalisée par l'adaptation de l'évolution temporelle du niveau de pression théorique à l'activité cérébrale instantanée de
la personne qui respire.
A cette fin, il est possible de prévoir des moyens dans une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, par lesquels l'évolution temporelle du niveau de pression théorique est accordée au profil de sommeil calculé. L'activité cérébrale peut être saisie avantageusement par des moyens, notamment des électrodes, appliqués sur le corps, notamment sur la tête de la
personne qui respire.
Une forme de réalisation particulièrement favorable et avantageuse pour usage à domicile est offerte par l'application d'une électrode placée sur le front de la personne qui respire pour mesurer l'activité cérébrale. Une telle électrode peut
être simplement appliquée sous forme d'une bande autocollante par exemple.
Conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention, l'agencement de commande pour commander le régime du dispositif de soufflante est formé de manière à ce que sur la base des signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire, un différentiel ou écart de pression se produisant entre l'endroit de captage du signal de pression et l'extrémité côté masque respiratoire du tuyau de ventilation est relevé. La direction du différentiel de pression dépend
de la direction du flux instantané du gaz respiratoire dans le tuyau de ventilation.
L'agencement de commande est formé de manière particulièrement avantageuse par le fait que celui-ci règle la pression de respiration fournie par le dispositif de transport du gaz respiratoire dans le cadre d'un processus d'inspiration à un
niveau de pression supérieur, en fonction de la chute de pression attendue.
Pour le processus expiratoire, l'agencement de commande règle la pression du gaz respiratoire produit par le dispositif d'amenée à un niveau de pression abaissé en correspondance. Conformément à une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, le dispositif pour produire les signaux indicatifs du flux respiratoire est disposé dans la zone du dispositif de soufflante, et est avantageusement intégré dans l'appareil VPPC. Les signaux de mesure obtenus de la sorte peuvent être transmis de manière favorable directement à un
circuit prévu sur une platine de commande correspondante.
Une forme de réalisation particulièrement fiable et précise du point de vue de la saisie du flux du gaz respiratoire instantané résulte du fait que le dispositif pour produire les signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire est formé comme dispositif de saisie de la pression de refoulement. Le dispositif de saisie de la pression de refoulement comporte, conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention, une première ouverture de captage de la pression de refoulement dirigée en sens contraire à la direction du transport du gaz respiratoire (dans la direction orientée de l'appareil VPPC vers le masque) et une seconde ouverture de captage de la pression de refoulement dirigée dans le sens de transport du gaz respiratoire. Les signaux indicatifs du gaz respiratoire peuvent être déterminés avantageusement par la mesure de la pression différentielle entre les pressions régnant dans la zone entre les deux ouvertures de saisie de la pression de refoulement. Conformément à une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, les deux ouvertures de captage de la pression de refoulement sont cependant raccordées par l'intermédiaire d'un dispositif de conduite, un agencement de mesure étant prévu dans ce dispositif de conduite pour saisir le courant existant dans le dispositif de conduite. En alternative à cette configuration pour obtenir des signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire, il est aussi possible de produire ces signaux par un agencement de mesure qui présente une section de canal de mesure avec un rétrécissement de canal défini. Il est avantageux de prévoir à l'intérieur de la section de canal rétréci, ainsi qu'immédiatement avant ou après, un point de captage de la pression. Les pressions relevées aux points de captage sont captées au moyen d'un dispositif de saisie de la pression différentielle dans une forme de réalisation préférée de l'invention et sont dépouillées compte tenu d'une
ligne cartographique déterminée pour cet agencement de mesure.
D'autres détails caractéristiques résultent de la description ci-après de
plusieurs exemples de réalisation préférés de l'invention, en combinaison avec
les dessins.
Dans les dessins: la figure 1 présente une vue en perspective simplifiée d'un dispositif pour l'amenée d'un gaz respiratoire conformément à une première forme de réalisation préférée de la présente invention; la figure 2 est une représentation de principe simplifiée d'un dispositif pour l'amenée d'un gaz respiratoire conformément à une seconde forme de réalisation de la présente invention; la figure 3 est un diagramme pour expliquer les caractéristiques de transmission de la section compensatoire prise en considération dans la commande; la figure 4 est une vue en perspective simplifiée d'une autre forme de réalisation préférée de l'invention, comportant un système de tuyau de ventilation dont la structure de raccordement du tuyau à l'appareil est formée en plusieurs parties; la figure 5 est un croquis de principe simplifié pour expliquer un agencement de mesure prévu avantageusement dans un dispositif selon l'invention; la figure 6 est une vue en coupe simplifiée d'un agencement de mesure alternatif à l'agencement de mesure montré dans la figure 5; la figure 7 est une vue en coupe à travers l'appareil VPPC comportant un
agencement de mesure selon la figure 5.
Le dispositif représenté selon la figure 1 pour l'amenée d'un gaz respiratoire comporte un dispositif de transport du gaz respiratoire logé dans un boîtier 1 formé par un dispositif de soufflante (non visible sur la figure 1). Le gaz respiratoire aspiré au moyen du dispositif de soufflante par l'intermédiaire d'une zone d'entrée 2 est amené par des canaux formés dans le boîtier 1 à un dispositif
d'humidification qui est également logé dans le boîtier 1.
Le dispositif d'humidification comporte un réservoir de liquide 3 qui peut être retiré du boîtier 1 pour le remplir ou le nettoyer. Le liquide contenu dans le
réservoir de liquide 3 peut être réchauffé par une installation de chauffage.
L'installation de chauffage est formée dans le dispositif montré par une installation de chauffage à micro-ondes. Le réservoir de liquide 3 est fabriqué dans un matériau de verre ou de plastique transparent. Le gaz respiratoire transporté au moyen du dispositif de soufflante arrive par une ouverture supérieure du réservoir de liquide dans celui-ci et absorbe de la sorte de l1 l'humidité. Le gaz respiratoire humidifié arrive ensuite dans une tubulure de sortie
sur laquelle un tuyau de ventilation 4 est fixé.
Le tuyau de ventilation 4 est formé dans un matériau souple et pourvu d'une spirale insérée. Dans la forme de réalisation montrée dans la figure, le tuyau de ventilation 4 est en deux parties de longueur à peu près identique et
raccordées par un manchon de raccordement 5.
Le tuyau de ventilation 4 est pourvu d'un conduit de mesure 6 qui s'étend partiellement à l'intérieur et partiellement à l'extérieur du tuyau de ventilation. La pénétration du conduit de mesure 6 à l'intérieur du tuyau de ventilation 4 est réalisée dans cet exemple par l'intermédiaire du manchon de raccordement 5. Au moyen du manchon de raccordement 5, le conduit de mesure 6 est fixé à l'intérieur du tuyau de ventilation 4 de manière à ce que l'extrémité avant e du conduit 6 est espacée d'une distance a en amont de l'extrémité avant E du tuyau de ventilation. La distance a entre les deux extrémités e; E est mesurée de manière à ce qu'entre le point de mesure, géographiquement défini par l'extrémité e du conduit de mesure, et le masque respiratoire signalé dans cet exemple par la référence 7, un espace compensatoire Q est formé dont le volume est au moins de 9xDxA, D étant le diamètre intérieur du tuyau de ventilation et A la surface en coupe transversale de celui-ci. En retirant le manchon de raccordement 5, le conduit de mesure 6 peut être sorti de manière
simple du tuyau de ventilation 4.
Le conduit de mesure 6 est centré dans la zone de l'extrémité e à l'intérieur du tuyau de ventilation 4. A cette fin, un élément de centrage 8, schématiquement indiqué dans la figure, est prévu, qui présente trois éléments de piètement disposés en étoile et qui ont une coupe transversale aérodynamique. Le conduit de mesure 6 sortant du manchon de raccordement est fixé par plusieurs étriers de retenue 9 au tuyau de ventilation. Côté appareil, le conduit de mesure 6 est raccordé à un raccord de mesure prévu du côté du boîtier 1 par l'intermédiaire d'une pièce d'assemblage 10 fixée au tuyau de
ventilation 4.
En alternative à la forme de réalisation représentée avec un long tuyau de ventilation 4 (en deux parties), il est aussi possible de placer le manchon de raccordement 5 directement sur la tubulure de sortie prévue côté humidificateur et de raccorder le conduit de mesure raccourci pour cette configuration. Les niveaux de pression mesurés par le conduit de mesure au début en amont de l'espace compensatoire Q sont traités par un dispositif de calculateur disposé dans le boîtier 1 compte tenu du débit volumétrique du gaz respiratoire
instantané ou des signaux indicatifs à son sujet.
La figure 2 est une représentation simplifiée d'une autre forme de réalisation de l'invention. Dans la forme de réalisation montrée, le point de mesure se trouve directement à la sortie de l'humidificateur désigné dans cet exemple globalement par la référence 11, et donc dans une section située en aval d'une zone d'humidification. On peut totalement renoncer au tuyau de
mesure traditionnellement utilisé, guidé dans la conduite du gaz respiratoire.
L'humidificateur 11 comporte, en plus du réservoir de liquide 3, un dispositif 12 pour créer des turbulences hélicoïdales du gaz respiratoire amené. On obtient de la sorte une humidification plus intense du gaz respiratoire et une atténuation encore meilleure des bruits produits par la soufflante. Le point de mesure est accouplé par un conduit de mesure 6 à un capteur de pression p qui, à son tour, est raccordé à un convertisseur analogique/numérique 13. Le convertisseur
analogique/numérique est raccordé à un agencement de commande 14.
Cet agencement de commande traite un grand nombre de données d'entrée comme par exemple celles du régime du dispositif de soufflante, le cas échéant aussi le signal de la puissance absorbée par le moteur d'entraînement du dispositif de soufflante 15 relevé par un capteur de régime. Dans cette forme de réalisation, on renonce totalement à la section du conduit de mesure guidé à travers le tuyau de ventilation 4 que l'on trouve dans les deux premières formes
de réalisation, ce qui produit une résistance respiratoire particulièrement faible.
L'agencement de commande 14 montré traite en plus des signaux de potentiels physiques relevés par électroencéphalographie de la personne à ventiler. Il y faut simplement un calculateur intermédiaire 16, en représentation simplifiée, et y
raccorder une électrode 17 adaptée à l'application personnelle.
La figure 3 est une représentation schématique des caractéristiques de transmission de l'espace compensatoire Q prises en considération dans I'agencement de commande 14. Tant à l'inspiration qu'à l'expiration le gradient de pression Pc se produisant par l'espace compensatoire Q est calculé sur la base d'une cartographie mémorisée ou d'une fonction mémorisée dépendant du débit volumétrique instantané V. La figure 4 représente un autre exemple de réalisation préféré de
I'invention. Les composants décrits dans le cadre de la description précédente
sont dans ce cas repérés par les mêmes références.
Dans la forme de réalisation montrée dans cette figure, un élément de passage 20 du tuyau de mesure est prévu avant la pièce d'assemblage 10 prévue pour le raccordement du tuyau de ventilation 4, au moyen duquel le conduit de mesure 6 représenté comme tuyau de mesure est inséré dans le tuyau de ventilation 4. L'élément de passage 20 du tuyau de mesure est raccordé de manière étanche, mais de sorte à pouvoir être détaché, à la section d'extrémité correspondante du tuyau de ventilation 4. Dansl'arrangement montré, il est possible de retirer le tuyau de ventilation 4 et le conduit de mesure 6 d'une pièce de la section de raccordement côté appareil et ensuite de retirer de manière simple le conduit de mesure 6 ou le tuyau de mesure ensemble avec l'élément de passage 20 du tuyau de mesure hors du tuyau de ventilation 4. Le rapport de longueur du tuyau de mesure et du tuyau de ventilation proposé selon l'invention est réalisé de manière avantageuse par la fixation du tuyau de mesure dans l'élément de passage 20 du tuyau de mesure. Le tuyau de ventilation 4 est ici montré en dimensions raccourcies. Le tuyau de mesure 6 sortant du tuyau de ventilation 4 est raccordé par l'intermédiaire d'une structure de raccordement correspondante à un émetteur électrique de valeurs de pression prévu à l'intérieur du boîtier 1 dans la partie latérale de l'appareil. Le diamètre intérieur du tuyau de ventilation 4 se situe avantageusement dans la plage d'environ 18 à 35 mm. Le diamètre extérieur du tuyau de mesure 6 se situe avantageusement dans
la plage de4 à8 mm.
L'agencement de mesure montré dans la figure 5 d'une forme de
réalisation préférée de l'invention est intégré dans un appareil VPPC.
s Dans l'agencement de mesure sont prévus un premier élément de captage de la pression de refoulement 21 et un second élément de captage de la pression de refoulement 22, qui dans la présente forme de réalisation montrée, sont raccordés entre eux par un conduit de mesure 23a et 23b. Dans le conduit de mesure 23a, 23b un dispositif de saisie du débit volumétrique 24 est prévu, au
moyen duquel le flux du gaz traversant le conduit de mesure 23a, 23b est saisi.
Sur la base du débit volumétrique relevé de la sorte, le flux du gaz respiratoire V
dans la conduite de gaz respiratoire 25 peut être déterminé.
En alternative au dispositif de saisie du débit volumétrique 24 montré, il est aussi possible de prévoir à cet endroit un dispositif de saisie de la pression différentielle et de ne relever que la pression différentielle entre les niveaux de pression déterminés par les éléments de captage de la pression de refoulement
21 et 22.
Les éléments de captage de la pression de refoulement 21 et 22 sont formés dans l'exemple de réalisation représenté, par deux tubulures qui sont orientées chacune sensiblement perpendiculairement à un axe médian longitudinal 26 de la conduite de gaz respiratoire 25 et s'étendent à proximité de la paroi intérieure de la conduite de gaz respiratoire. Le premier élément de captage de la pression de refoulement 21 présente une première ouverture de captage de la pression 27a qui se trouve sur une section de paroi latérale de
I'élément de captage de la pression de refoulement 21 dirigée en amont.
Une deuxième ouverture de captage de la pression 27b prévue sur le deuxième élément de captage de la pression de refoulement 22 se trouve sur une section de paroi latérale dirigée en aval de l'élément de captage de la pression de refoulement 22. Les éléments de captage de la pression de refoulement 21 et 22 peuvent en alternative être aussi intégrés dans un organe
de mesure unique.
En aval du dispositif pour produire les signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire formé par les éléments de captage de la pression de refoulement 21 et 22, se trouve un point de captage de la pression 28 pour saisir la pression statique à l'intérieur de la conduite de gaz respiratoire 25. Lorsqu'un humidificateur de gaz respiratoire est utilisé pour fournir un gaz respiratoire humidifié, ce point de captage de la pression se trouve de préférence directement
en aval de cet humidificateur de gaz respiratoire.
Le point de captage de la pression 28 est raccordé par l'intermédiaire d'un mince tuyau 29 à un convertisseur de valeurs de mesure 30 dans la forme de réalisation montrée dans cette figure. Ce convertisseur de valeurs de mesure 30 est raccordé à un agencement de commande 32 par l'intermédiaire d'un conduit de données 31. Cet agencement de commande 32 reçoit en plus les signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire de la part du dispositif de saisie du débit
volumétrique par l'intermédiaire d'un conduit de mesure 34.
Les signaux transférés par le conduit de mesure 31 et le conduit de mesure 34 de l'agencement de commande 32 sont conjointement pris en considération dans l'agencement de commande 32 pour le réglage du débit de la
soufflante, notamment pour la commande du régime d'un moteur de la soufflante.
L'agencement de commande comporte à cette fin de préférence au moins une installation de mémoire dans laquelle une procédure de dépouillement prédéterminée ainsi que des interactions non-linéaires entre le flux du gaz
respiratoire et la chute de pression sont mémorisées.
Les procédures de régulation mémorisées dans le dispositif de mémorisation ou celles appliquées dans l'agencement de commande 32 sont de
préférence adaptables, notamment par l'intermédiaire d'un dispositif d'interface.
Le dispositif de mémoire est de préférence au moins partiellement formé par une
carte mémoire échangeable.
En alternative à l'agencement décrit plus haut pour la saisie des signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire, il est aussi possible d'obtenir ces signaux
par un agencement de mesure représenté de manière simplifiée dans la figure 6.
Dans l'agencement de mesure montré dans la figure 6, la conduite de gaz respiratoire 25 est formée avec un étranglement 35 par lequel un rétrécissement défini de la section transversale du passage de la conduite de respiration 25 est réalisé. Au moyen d'un premier point de captage de la pression 36, la pression dans la conduite de gaz respiratoire 25, dans la forme de réalisation montrée, est saisie dans la zone immédiatement en amont de l'étranglement 35. Par l'intermédiaire d'un second point de captage de la pression 37 la pression
statique dans la zone de l'étranglement 35 peut être relevée.
Les deux niveaux captés aux deux points de captage de la pression 36 et 37 peuvent, par analogie avec l'agencement de mesure montré dans la figure 5, être transmis à un convertisseur de valeurs de mesure 30' au moyen duquel les signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire sont à leur tour produits. Il est possible de compenser d'éventuelles non- linéarités de l'agencement de mesure décrit par ce convertisseur de valeurs de mesure. L'agencement de mesure décrit dans la figure 6 se trouve de manière avantageuse à proximité immédiate
d'un dispositif de soufflante à l'intérieur de l'appareil VPPC.
Dans la figure 7 est représenté un tel appareil VPPC, qui présente un
dispositif de transport du gaz respiratoire formé par un dispositif de soufflante 38.
Le débit du dispositif de soufflante, notamment le régime du rotor du dispositif de soufflante, est commandé par l'agencement de commande 32 représenté de manière simplifiée dans la figure. Le régime du rotor est commandé par l'intermédiaire de l'agencement de commande 32 tant en fonction du flux du gaz respiratoire qu'en fonction de la pression statique à l'intérieur de la conduite de gaz respiratoire, captée de préférence encore à l'intérieur de l'appareil VPPC ou encore à proximité de l'appareil VPPC. Pour saisir les signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire, un dispositif de saisie de la pression de refoulement est prévu dans l'appareil représenté schématiquement dans la figure, qui dans sa construction répond substantiellement au dispositif de saisie de la pression de refoulement décrit dans le contexte de la figure 5. Dans la forme de réalisation montrée en l'occurrence, le capteur de pression, en dérogation à la forme de réalisation décrite dans la figure 5, est formé comme un capteur de pression électronique pour capter la pression à l'intérieur de la conduite de gaz respiratoire , capteur électronique qui est directement raccordé à l'agencement de commande 32, c'est-à-dire sans convertisseur de valeurs de mesure 30 intercalé comme prévu dans la figure 5. En utilisant un dispositif d'humidification du gaz respiratoire en aval de l'appareil VPPC à proprement parler, il est possible de prévoir le point de captage de la pression pour la détermination de la pression régnant à l'intérieur de la conduite de gaz respiratoire directement après le dispositif d'humidification du gaz respiratoire. Le cas échéant, un convertisseur de valeurs de mesure supplémentaire est prévu qui peut être raccordé, au choix, par l'intermédiaire d'un tuyau de raccordement court à une zone de la conduite
de gaz respiratoire en aval du dispositif d'humidification.
L'agencement de commande 32 est formé de manière à ce qu'il compense, pour tenir compte du flux du gaz respiratoire instantané, la chute de pression entre le point de captage de la pression 28 et l'extrémité côté masque du tuyau de ventilation. Ainsi il est possible de renoncer au tuyau de mesure de la pression jusqu'ici nécessaire et guidé normalement à l'intérieur du tuyau de ventilation. Une résistance de respiration nettement réduite est donc réalisable
ainsi qu'un nettoyage simplifié du tuyau de ventilation.
Les caractéristiques de transmission du tuyau suivant le point de captage de la pression 28 sont prises en considération à l'intérieur de l'agencement de commande 32 par des cartographies ou fonctions correspondantes, Les caractéristiques de transmission de cette section de mesure sont principalement déterminées par la section transversale du tuyau de gaz respiratoire et la longueur du tuyau de gaz respiratoire. Grâce à l'agencement décrit, la pression régnant à l'intérieur d'un masque respiratoire peut être réglée à l'intérieur d'une plage de tolérance extrêmement restreinte. De préférence, le dispositif est pourvu d'un dispositif de réglage au moyen duquel la résistance du tuyau, la longueur du
tuyau ou la dépendance peuvent être réglés.
Le réglage évolue dans le but que Pstat + v2 p/2 + v2 + Y (dpldt) = Psoll (t) 3 0 Pstat étant la pression statique au point de mesure de la pression; p étant la densité du gaz respiratoire; v étant la vitesse du gaz respiratoire dans la zone du point de captage de la pression; étant le coefficient de résistance de la conduite de gaz respiratoire dans la zone entre le point de captage de la pression et l'embouchure dans le masque, le cas échéant provenant de la cartographie; Pso0I(t) étant le niveau de la pression théorique statique instantané dans la zone du masque respiratoire; Y étant le coefficient de correction pour les caractéristiques d'accumulation de la
pression de la conduite de gaz respiratoire.

Claims (29)

Revendications
1. Dispositif pour l'amenée d'un gaz respiratoire à un patient, comportant: - un dispositif de soufflante (38) pour transporter le gaz respiratoire; - une conduite de gaz respiratoire (4) pour l'amenée du gaz respiratoire du dispositif de soufflante (38) à un masque respiratoire (7), - un premier dispositif (21, 22, 24) pour produire des signaux représentatifs du flux du gaz respiratoire ou changeant en fonction du flux du gaz respiratoire, - un second dispositif (28, 29, 30) pour produire des signaux indicatifs de la pression du gaz respiratoire, et un agencement de commande (32) pour commander le dispositif de soufflante (38) sur la base, tant des signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire que de la
pression du gaz respiratoire.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agencement de commande (32) comprend un dispositif de calculateur, agencé de manière à déterminer un différentiel de pression entre un point de captage de pression (28) dudit second dispositif (28, 29, 30) et une extrémité, côté masque respiratoire (7), de ladite conduite de gaz respiratoire (4, 25), en fonction desdits signaux
représentatifs ou changeant en fonction du flux du gaz respiratoire.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de calculateur est agencé et relié audit dispositif de soufflante (38) de sorte à régler la pression de transport produite par ledit dispositif de soufflante (38) à un niveau de pression supérieur, en phase d'inspiration, en fonction d'une chute de
pression attendue le long de ladite conduite de gaz respiratoire (4, 25).
4. Dispositif selon l'une au moins des revendications 2 et 3, caractérisé en
ce que ledit dispositif de calculateur est agencé et relié audit dispositif de soufflante (38) de sorte à diminuer la pression de transport produite par ledit dispositif de soufflante (38) à un niveau de pression inférieur, en phase d'expiration, en fonction de la chute de pression attendue le long de ladite
conduite de gaz respiratoire (4, 25).
5. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 4, caractérisé en
ce que le dispositif (21, 22, 24) pour produire les signaux indicatifs du flux du gaz
respiratoire est disposé dans la zone du dispositif de soufflante (38).
6. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 5, caractérisé en
ce que le dispositif (21, 22, 24) pour produire les signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire présente un dispositif (21, 22) de captage de la pression de refoulement ou une section de canal de mesure avec un étranglement de
conduite défini (35).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif (21, 22, 24) pour produire les signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire présente une première ouverture de captage de la pression de refoulement (27a) dirigée en sens contraire à la direction de transport du gaz respiratoire et une seconde ouverture de captage de la pression (27b) tournée dans la direction de transport
du gaz respiratoire.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux ouvertures de captage de la pression de refoulement (27a, 27b) sont raccordées par un dispositif de conduite (23a, 23b) et qu'un dispositif de mesure du flux (24)
est prévu pour mesurer le flux dans le dispositif de conduite (23a, 23b).
9. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 8, caractérisé en
ce qu'un dispositif de mesure de la pression différentielle est prévu pour mesurer la différence de pression entre la première et la seconde ouverture de captage de
la pression de refoulement (27a, 27b).
10. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 9, caractérisé en
ce que ledit dispositif pour produire des signaux indicatifs du flux du gaz respiratoire comprend un dispositif de saisie qui saisit le régime du moteur (15) du dispositif de soufflante (38) ou des signaux indicatifs de la puissance
absorbée par le moteur d'entraînement (15) du dispositif de soufflante (38).
11. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un dispositif de saisie (30') de la pression différentielle est prévu pour saisir une différence de pression entre un point de captage (37) de la pression dans la zone de l'étranglement (35) et dans une zone (36) immédiatement en amont ou en aval
de l'étranglement (35).
12. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 11, caractérisé en
ce que l'agencement de commande (14, 32) est configuré de manière à ce qu'il saisit le signal d'absorption de la puissance du moteur et la pression (13, 30) régnant au point de mesure de la pression et règle la puissance du moteur en fonction de ces deux paramètres saisis, que la pression dans la zone du point de mesure (28) atteint un degré qui, en fonction du différentiel de pression instantané présent entre le masque (7) et le point de mesure (28) de la pression, se situe au-dessus (phase d'inspiration) ou au-dessous (phase d'expiration) de la
pression de ventilation théorique.
13. Dispositif pour l'amenée d'un gaz respiratoire à un patient comportant: - un dispositif de soufflante pour transporter le gaz respiratoire, - un agencement de commande pour commander le transport du gaz respiratoire, - un tuyau de ventilation (4) pour l'amenée du gaz respiratoire à un masque respiratoire (7), et - un dispositif (6) de saisie de la pression pour produire un signal de pression pour l'agencement de commande, le dispositif (6) de saisie de la pression saisissant la pression dans la zone du tuyau de ventilation (4) à un point de mesure (e) qui est espacé en amont de l'extrémité (E) du tuyau (4) côté masque (7), et un agencement de commande étant prévu qui commande le débit de la turbine compte tenu d'un signal indicatif du flux du gaz respiratoire instantané et du niveau de pression saisi au point de mesure (e), que, pendant un processus d'inspiration, un niveau de pression règne au point de mesure (e) qui s'écarte d'une valeur de pression différentielle de la pression théorique du masque (7), laquelle valeur correspondant à la chute de pression entre le masque (7) et le point de mesure (e) dépendant du flux du
gaz respiratoire instantané.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'entre le point de mesure (e) et l'extrémité (E) du tuyau (4) côté masque (7) s'étend une section compensatoire (Q) dont la longueur (a) correspond au moins à 9 fois le diamètre
intérieur du tuyau de ventilation (4).
15. Dispositif selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que
le point de mesure (e) est disposé en aval d'une zone d'humidification formée par un dispositif d'humidification (3).
16. Dispositif selon l'une au moins des revendications 13 à 15, caractérisé en
ce que le point de mesure correspond géographiquement à l'endroit d'embouchure (e) d'un conduit de mesure (6) introduit dans le tuyau de
ventilation (4).
17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le point de mesure (e) est disposé dans une section de conduite de gaz respiratoire
s'étendant entre le tuyau de ventilation (4) et la zone d'humidification.
18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le point de
mesure (e) se trouve dans la zone du tuyau de ventilation (4).
19. Dispositif selon l'une au moins des revendications 13 à 18, caractérisé en
ce que l'agencement de commande comporte une unité de calcul qui tient compte des caractéristiques de transmission de la section du tuyau de ventilation (4) entre le point de mesure (e) et l'extrémité (E) côté masque (7) du tuyau (4) en
fonction du flux du gaz respiratoire momentané.
20. Dispositif selon l'une au moins des revendications 13 à 19, caractérisé en
ce que le conduit de mesure (6) est formé par un tuyau conduit à l'intérieur du tuyau de ventilation (4) et dont la longueur à l'intérieur du tuyau de ventilation (4) est plus courte de plus de 9 fois le diamètre intérieur du tuyau de ventilation (4)
que le tuyau de ventilation (4).
21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que le conduit de mesure (6) est couplé au moyen d'un élément manchon (5) qui peut être
raccordé à la section d'extrémité côté appareil (1) du tuyau de ventilation (4).
22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que le conduit de mesure (6) est sorti hors de la voie d'amenée (4) du gaz respiratoire par
I'intermédiaire de l'élément manchon (5).
23. Agencement de commande, pour la commande de l'amenée d'un gaz respiratoire à un masque respiratoire (7) au moyen d'un dispositif de soufflante (38) raccordé audit masque (7) au moyen d'un dispositif de conduite (4) de gaz respiratoire, caractérisé en ce que l'agencement de commande (32) comprend un dispositif de calculateur agencé de manière à déterminer le flux de gaz respiratoire instantané vers ledit masque (7) et à calculer une chute de pression attendue le long dudit dispositif de conduite (4), entre ledit dispositif de soufflante (38) et ledit masque respiratoire (7), en fonction dudit flux de gaz respiratoire instantané, l'agencement de commande (32) étant de plus agencé pour commander le régime ou le débit dudit dispositif de soufflante (38) en fonction de ladite chute de pression attendue et de sorte que la pression dans le masque (7) atteint un niveau de pression théorique prédéterminé calculé par ledit dispositif
de calculateur.
24. Agencement de commande selon la revendications 23, caractérisé en ce
que ledit dispositif de calculateur est agencé de manière à faire varier ledit niveau
de pression théorique pendant un cycle respiratoire.
25. Agencement de commande selon la revendication 24, caractérisé en ce que ledit dispositif de calculateur est agencé de manière à adapter l'évolution temporelle dudit niveau de pression théorique à l'état instantané d'une personne
qui respire.
26. Agencement de commande selon l'une des revendications 23 à 25,
caractérisé en ce que ledit dispositif de calculateur est agencé de manière à pouvoir accorder l'évolution temporelle dudit niveau de pression théorique à
l'activité cérébrale instantanée d'une personne respirant avec ledit masque (7).
27. Agencement de commande selon l'une au moins des revendications 23 à
26, caractérisé en ce que ledit dispositif de calculateur est agencé de manière à régler l'évolution temporelle dudit niveau de pression théorique en harmonie avec
l'état instantané du sommeil d'une personne qui respire.
28. Agencement de commande selon l'une au moins des revendications 23 à
27, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement d'électrodes (17), en particulier du type applicable sur la tête d'une personne qui respire, et destiné à
saisir l'activité cérébrale de ladite personne.
29. Agencement de commande selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit agencement d'électrodes (17) est du type applicable sur le front de
ladite personne.
FR9913512A 1999-05-04 1999-10-28 Dispositif pour l'amenee d'un gaz respiratoire en surpression et agencement de commande pour la commande de celui-ci Expired - Lifetime FR2793145B1 (fr)

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DE19920433 1999-05-04
DE19936505 1999-08-05
DE29917806 1999-10-08

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