Brevet FR2004772A1 — publié le 19691128

La présente invention concerne un appareil de respiration pulmonaire comportant un raccord pour l'arrivée d'air frais et un autre raccord pour l'évacuation de l'air expiré. Les petits animaux servant aux expériences qui sont utilisés 5 dans les laboratoires pharmacologiqu.es et expérimentaux ont en règle générale une fréquence respiratoire élevée. Les chiffres donnés sont de 100 à 150 respirations par minute pour le rat et le cobaye et atteignent même 136 à 216 respirations par minute pour la souris. On peut comparer ces chiffres avec ceux 10 concernant le chat qui sont seulement de 20 à 30 respirations par minute. Avec un rythme respiratoire aussi élevé, on rencontre des difficultés pour effectuer la respiration artificielle par les méthodes habituelles. 15 Le tuyau flexible d'évacuation &5air utilisé dans les pompes respiratoires habituelles, à l'extrémité duquel est réglée l'expiration offre l'inconvénient de fonctionner de façon indésirable comme cloche à vent et présente de plus une résistance de l'air qui est encore augmentée par l'eau de condensation de l®air expiré. De 20 plus, en règle générale, à l'intérieur des canules de respiration usuelles, à l'exception de celles construites suivant le principe dit du tube.de Pitot, l'air frais amené est mélangé avec une proportion relativement élevée d'air expiré, 18Siespace mort" du poumon étant alors augmenté. On obtient une augmentation de la quantité 25 d'air frais en augmentant l'arrivée d'air, ce qui impose une contrainte plus forte à l'appareil respiratoire et entraîne une augmentation de la durée d'expiration. La présente invention a pour but de palier les inconvénients des appareils connus. 30 A partir d'un appareil du type mentionné oi—dessus, on propose selon l'invention qu'un dispositif électromagnétique à commande séparée commande un système de soupapes pour l'air inspiré à alimentation indépendante et pour l'air expiré, le système de soupapes pour l'air inspiré étant raccordé à un premier tube, et le système 35 de soupapes pour l'air expiré étant raccordé à un deuxième tube, ces deux tubes formant ensemble un tube double qui peut être introduit dans la trachée jusque dans le voisinage du poumon c Un tel appareil permet d'obtenir toute ixis série d'avantages notables. Outre la possibilité offerte de- sans commande et 40 séparément l'une de l'auto la. iîutS..;:?: -- la pro- original 69 08895 2 1004772 fondeur ou amplitude de respiration, un avantage particulièrement important résulte de ce qpe le tube double ne prend fin que dans le voisinage du poumon. L'échange de gaz a lieu ainsi au voisinage immédiat du poumon. L'air inspiré et l'air expiré sont totalement 5 séparés de sorte qu'aucune fraction d'air expiré n'est inspirée à nouveau. Dans les systèmes connus, l'air expiré vicié qui se trouve dans la trachée, les bronches et les bronchioles est pratiquement toujours réintroduit dans le poumon au moment de l'inspiration. Pas5 10 suite de 18augmentation de la profondeur d'introduction du double tube, cet espace mort est sensiblement réduit. Du fait que l'espace mort de la trachée disparaît, le. volume de réserve d'inspiration est augmenté, c'est-à-dire que le poumon n'est plus obligé de se •lilater largement comme il doit le faire autrement pour ^que l'air 15 frais pénètre dans le poumon, puisqu'il n'est plus nécessaire de refoule:.' en même temps dans le poumon l'air provenant d'un espace mort. Par suite de la disparition d'un long système de tuyaux et de l'espace mort de la trachée, le dispositif d'arrivée d'air de res-20 yir&tion ne présente plus le phénomène de cloche à vent. Avec les systèmes coiiims, les conduites d'arrivée.d'air de grande longueur •t l'espace mort de la trachée ont pour effet de ralentir et d'amortir le régime de pression dans la région du poumon par rapport àu régime de pression dans l'appareil de respiration, de sorte que la 25 fréquence de respiration possible est limitée vers le haut et l'amplitude de respiration possible limitée vers le bas. Le tube double est de section ovale, il n'est donc pas nécessaire de procéder à une trachéotomie. L'appareil suivant l'invention permet également de produire dans le poumon des impulsions de près-30 sion expérimentales pour déterminer le comportement élastique du poumon. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront dé la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexé. 35 Le tube mincé 1 pour l'arrivée d'air frais passe à l'intérieur d'un tube 2 sensiblement de même longueur pour l'évacuation de l'ait*. Le diamètre du tube 2 est adapté à la largeur de la trachée du sujet d'expérience. Les deux tubes 1 et 2 sont interchangeables. Le tube -xtérietir 2 est relié à l'extrémité avant de la douille coulissants 40 ? -îsse.^blé^ nfec l'15» et est île vréféreaa'G BAD ORIGINAL 08895 3 2004772 engagé sur cette douille. Le tube mince t est raccordé à un noyau magnétique 3 se déplaçant dans la douille coulissante 9. le noyau magnétique 3 est percé d'un canal sur toute sa longueur. Ce canal 14 est ouvert à l'avant et est à cet endroit assemblé de façon étan-5 che au gaz avec le tube 1. Cet assemblage entre le canal 14 et le tube 1 s'effectue par exemple par l'intermédiaire d'un joint d'étan-chéité 13 qui se déplace avec le noyau magnétique 3. lorsque la bobine 4 est alimentée en courant, le noyau magnétique 3 se déplace vers l'avant dans le sens de la flèche, lorsque la 10 bobine 4 n'est plus excitée, le noyau magnétique 3 est rappelé dans sa. position de départ par le ressort 7 (flèche en traits interrompus) . Ce mouvement alternatif du noyau magnétique 3 peut également être provoqué par deux bobines ou bien par inversion de polarité de la tension d'alimentation lorsque le noyau est fait d'un matériau 15 magnétique polarisé. Dans son mouvement en avant dans le sens de la flèche, le canal 14 et par conséquent le tube 1 sont raccordés à la chambre à air frais 6 qui est raccordée par exemple par l'intermédiaire de l'orifice 12 à un réservoir d'air à pression réglable, la liaison entre 20 ia chambre 6 et le canal 14 s'effectue dans ce cas par la lumière transversale 11 percée dans la douille coulissante 9 et par la lumière 10 percée dans le noyau 3 qui coïncide avec la lumière 13 iquand le noyau 3 est en position d'attraction. De cette façon, l'air de respiration arrive au poumon par l'intermédiaire du tube 1. 25 l'air expiré qui fait retour en arrière s'échappe par l'orifice 5 prévu dans la douille coulissante 9 qui met de cette façon le tube -2 en liaison avec l'extérieur. Suivant un mode de réalisation préféré, il peut être prévu que lors du mouvement en avant du noyau 3 cet orifice 5 est obturé. De façon avantageuse, ce mouvement est 30 commandé de telle façon que, dans la première partie du mouvement du noyau 3, l'orifice 5 est obturé tandis que dans la deuxième partie du mouvement, la liaison est établie entra la chambre 6 et le canal 14 par l'intermédiaire des lumières transversales 10 et 11. Pour obturer l'orifice 5 on utilise de préférence le joint d'étan-35 chéité 13 qui assure également l'étanchéité entre le noyau 3 et le tube 1. L'inspiration d'air par le tube 1 s'effectue donc lors du mouvement vers l'avant du noyau 3» c'est-à-dire que l'air frais arrive alors sous pression dans le poumon. L'expiration s'effectue lors du retour en arrière du noyau 3 c'est-à-dire qu'à ce moment 40 l'arrivée d'air venant de la chambre 6 est interrompue et que le 69 08895 2004772 système de conduites se détend par l'intermédiaire de l'orifice 5. L'appareil peut comporter de plus une tubulure de raccordement 8 sur le tube d'expiration 2. A cette tubulure de raccordement 8 on peut par exemple relier un mariomètre sensible de façon à mesurer et 5 à enregistrer à chaque instant la pression à 1|intérieur du poumon. Ceci est intéressant en pharmacologie lorsqu'on procède à lfétude des propriétés broncholytiques de substances et de produits pharmaceutiques. A titre d'exemple, on peut constater et prouver un rétrécissement des bronches en mesurant le régime de pression à la tubu-10 lure 8. Il est facile de tirer des conclusions précises de ce genre en comparant le régime de pression dans le tube 1 au régime de pression dans le tube 2 (tubulure 8). Par la tubulure 8 on peut également aspirer les mucosités éventuelles. Il est également possible de raccorder à la tubulure 8 15 une cloche à vent (réservoir d'égalisation de pression), ce qui permet de faire varier les augmentations de pression de l'air inspiré. Un tel réservoir d'égalisation de pression engendre une contrepres-sion déterminée et les augmentations de pression peuvent être aplanies. 20 A la place du système de commande représenté avec tin noyau 3 animé d'un mouvement alternatif (électro-aimant de levage)fon peut monter également dans l'enveloppe 15 un système rotatif. Si par exemple le système rotatif se compose d'un aimant rotatif, l'orifice 5 est obturé dans un premier temps lors de la rotation dans un 25 sens puis, par l'intermédiaire d'une fente dans la douille coulissante 9 et d'une fente disposée à la même hauteur dans le noyau 3, la liaison est établie entre la chambre 6 et le canal 14-. Lorsque le noyau revient en tournant en sens inverse, la conduite d'arrivée est fermée et la conduite, d'expiration est ouverte. On peut égale-30 ment utiliser un mécanisme de manoeuvre pas à pas ou un moteur procédant successivement aux opérations suivantes : fermeture de l'orifice 5, mise en liaison du canal 14 et de la chambre 6, séparation entre le canal 14 et la chambre 6 et, au pas suivant, réouverture de l'orifice 5. 35 Une caractéristique essentielle de l'objet de l'invention est la possibilité de régler de façon continue et indépendamment l'une de l'autre la fréquence et l'amplitude de la respiration, ce qui permet de simuler toutes les formes de respiration. La fréquence de respiration est déterminée par la fréquence de travail de l'électro-40 aimant 3»4 tandis que l'amplitude de respiration est déterminée 69 08895 5 2004772 s par la pression réglable à 1Jintérieur de la chambre 6. Comme source fournissant l'air de respiration, on peut utiliser des bouteilles d'aii* comprimé qui sont raccordées à la tubulure 12 par un détendeur à réglage de précision, la fréquence de travail et la pression 's dans la. chambre 6 peuvent être commandées et réglées électronique-» ^cnt. Ut avantage importan/s rë&ids dar.g I on j>«ïù «>ain«enir jonsuant ? l-.„ teneur en 0Co de l'air expiré, cettt) £— ?G teneur é«anl mesurée à la sortie 5 et,, es. fonction de cette teneur, ■jii règle la de et/ou. 1 fie respirs» '::iesy o'e&t-à^âire 1*arrivé ci';oxygène su poumon* L'air servant a la rostfir&Gxon artificielle-peut être en tout temps additionné de do3@â de£iîiies âe gaz aareoticpiea ou de mêlaaps 15 gazeux exerçant une action sur les "bronches, en vue de procéder à des recherches et expériences pharmacologiques. En outre, l'air ainsi utilisé peut être humidifié. Cette humidification est à re= chercher car, lors de 1-inspiration et de 15expiration, il n'y a pas de mélange entre l'air inspiré sec et l'air expiré humide. 20 L'appareil est d'une construction ample et peut être utilisé par du personnel aatiliuii;ô« ii fjetxi et itasâa&le,, facile à •it.'SîOîî'sjtîï^ 6» E- ïi©ttuytii-» xi £321® &rîïi*>Jo BAD ORIGINAL 69 08895 6 2004772 REVENDICATIONS 1 • Appareil pour fait© resjdrer les pouatsa» comportant un raccord pour l'arrivée d'air frais et un autre raccord pour l'àir expiré, caractérisé en ce qu'un dispositif électro-magnétique à commande 5 séparée _ côEB&ande un système de soupapes pour l'air inspiré à ali- 3«muâ.tlog asùéï.'i'sîvî.'s s-b po*jir l'air expiré, le système de .soupapes premier tube- et le sjatÊa© de soulageu pci^r ic^i^ empiré ét-ae** raccordé à m deuxième tube, -jos tubss étast j ^ass^iîijlj's pour fermer un tube double qui peut êtr© " " Û»w^»~J.i£s -i-ti W . vï» O . J ~ uL gr'jL'ij îv.L «ILS J. t dlil Jp O IaIjIOXX 9 '* o o«3«„ ji. jl & û fj 0^j*" .-j," ^ ^JLO^ L'juC;-- IXLL &,^ SiL® " t-a-S V ^ ^ 2o /jg.gajrs±l selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on i 5 utilise aoiu^e dispositif éleetro=®agnétique un système d8aimant jT'O'sciuif —ui un sio u©^zX" w 4j Appareil selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qta le îioyau aimanté mis an mouvement comporte un canal longitudinal se trouvant en liaison par son extrémité ouverte avec le premier _G tubs et Sans lequel débouche me lumière transversale qui, lorsque zl-.'yLL i : ■,.*£!£» vLa^'!j oaEaei&es' srjeo uac, LasUre psreée -■-T ' ■.'--*■■ ■ -A. ,X'-r- v . ".^o-j> -O Xc'j cjwwQ HUIS ^r>': :T".: ; ô -fL.' kz-s±z 2>j2& 5L-ss£icii. j 5» Appareil selon, les z-,r..*âaàisatioas 2 ou 3, caractérisé en e© -j que l'orifice de sortie prévu à la douille coulissante peut être obturé par le noyau Liagnétique lorsque le dispositif est actionné. 6. Appareil selon lea revendications 4 et 5» caractérisé en ce que, lorsque le dispositif est actionné, l'orifice de sortie de la douille coulissante est, dans un premier temps fermés, les lumières 10 transversales venant ensuite en coïncidence. 7o Appareil selon la revendication. 1, caractérisé en ce que Isa deiïs tubes sont disposés coarialfement, le tube extérieur comportant une tubulure de raccordement pour l'air expiré. 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un 35 humidificateur û5air est disposé devant l'entrée de la chambre d'air® 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'entrée de la chambre d'air est raccordée une pompe foulante | et à sa sertie une pompe aspirante. I 10.- Appareil selon 1er, revendications 1 et 5, caractérisé en "0 es su-: la partie avant «±u iioyau magnét^us porte un élément d,étan«= BAD ORIGINAL j 08895 7 2004772 chéité qui relie le canal longigudinal du noyau avec le premier tube et sert en même temps à obturer l'orifice prévu dans la douille coulissante.