Brevet FR2017545A1 — publié le 19700522

La présente invention concerné un'poumon artificiel destiné à provoquer cycliquement l'inspiration et l'expiration d'un poumon pour simuler la respiration humaine normale. Chaque cycle-opérationnel dans un poumon artificiel comprend une phase d'inspiration-et une phase d'expiration. Pendant la phase d'inspiration on fait,passer dans le poumon de l'air ou de 1' oxygène ou un mélange des deux gaz et pendant la phase d'expiration on laisse le poumon s'affaisser pour expulser son contenu gazeux. Un procédé pour obtenir un mélange-d'air et d'oxy- gène dans la phase d'inspiration consiste à faire passer l'oxygène à travers un injecteur d'écoulement monté dans le poumon artificiel. Cet injecteur est monté dans le poumon artificiel et est construit pour entraîner de l'air de telle façon que le mélange oxygène-air nécessaire passe de la sortie de l'injecteur dans le poumon. I1 est important que le rapport d'entraînement soit maintenu constant ou varie d'une manière réglée préalablement choisie de,façoP-à satisfaire aux besoins respiratoires du patient. I1 est également nécessaire de pouvoir faire varier le débit de gaz pénétrant dans le poumon selon la capacité pulmonaire du patient. I1 est souhaitable de pouvoir faire varier le débit à travers l'injecteur dans un intervalle suffisamment grand pour s'adapter aux capacités pulmonaires respectives d'un enfant du côté bas de l'intervalle et d'un adulte du coté haut de l'intervalle. On a reconnu que lorsque l'on fait varier largement le débit -dans cet intervalle le rapport-d'entraînement a également tendance à varier; c'est un des buts de l'invention que de fournir un poumon artificiel dans lequel cette variation du rapport d'entraînement est inférieure à ce qu'elle était antérieurement. En conséquence la présente invention se propose de fournir un poumon artificiel comportant un passage d'admission de gaz à haute pression, un passage d'admission d'air et un dispositif injecteur pour produire un courant à inhaler l'air entraîne par le gaz, poumon artificiel dans lequel pour tenir compte d'une variation des besoins volumétriques de gaz inspiré le dispositif injecteur est monté de façon amovible dans le poumon artificiel afin de pouvoir être facilement remplacé par un autre injecteur. En effet l'intervalle de débit estdivisé en un certain nombre de bandes et un injecteur séparé est conçu pour chaquebande. De ce fait, il est possible de concevoir un injecteur qui a un rapport d'entraînement sensiblement constant pour des débits d'inspiration correspondant à sa bande particulière. Bien que le rapport d'entrainement puisse ne pas rester entièrement constant dansotoute ltétendue de la bande, la variation peut être gardée dans des limites acceptables.De ,même, si on désire faire varier le rapport d'entralnement d'une façon réglée préalablement choisie, on peut alors concevoir un injecteur pour y parvenir à l'intérieur de sa bande particulière. En faisant fonctionner le poumon artificiel, on fait varier le débit de gaz entrant par un réglage de débit d'ins piration approprié placé en amont de la buse de l'injecteur. Dans un exemple de l'invention on a construit trois injecteurs interchangeables pour couvrir tout l'intervalle des débits d'inspiration. Ces trois injecteurs sont conçus pour maintenir un taux d'-entralnement sensiblement constant de trois pour un, quelle- que soit la contre-pression croissante produite par le gonflement des poumons. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre indicatif mais nullement limitatif aux fins de valoriser l'invention Sur ces dessins : Sur ces aesslnp 1 est1èst un graphique des débits d'inspi- rations - les figures 2 à 4 sont des graphiques du débit d'entraînement - la figure I est un graphiques du débit d'inspiration pour les trois injecteurs en fonction de la contre-pression venant du poumon. On a tracé une courbe pour chaque injecteur pour les débits maximum et minimum; le débit maximum est représenté en trait plein, le débit minimum én trait pointillé. En- e référant à la figure 1 au début d'une phase d'inspiration où il n'y -a virtuellement pas de contre-pression, l'injecteur à grand débit peut donner un debit variant de 70 à 5Q 1/minute. Cet injecteur peut entre remplacé par l'injecteur de débit médian qui peut être réglé pour donner un intervalle de débit de 47 à 33 1/minute, et on peut ensuite employer l'injecteur à débit faible pour assurer un débit de 20 à 16 l/minute/ Les dessins des figures 2, 3 et 4 représentent des graphiques du débit d'entraînement en fonction de la ciitre- pression dans le même intervalle que dans la figure 1.Les courbes sont tracées à la f^s pour le réglage des débits d'inspirations maximum; et minimum pour chacun des trois injecteurs. En se reportant aux figures on verra que le rapport d'entraînement est relativement constant dans l'intervalle de contre-pression allant de O à 45 cm d'eau et dans l'intervalle de débits allant de 6 à 70 1/minute. Ces courbes ont été tracées d'après des mesures faites en employant comme gaz d'entraînement l'oxygène et comme gaz entraîné l'air entraîné dans le courant d'oxygène. Si on emploie de 11 air pour entraîner l'oxygène ou si on emploie d'autres gaz, ceci aurait évidemment une influence sur le comportement des injecteurs et il faudrait corriger en conséquence les courbes. Bien que les graphiques montrent un dispositif injecteur donnant un rapport d'entraînement sensiblement constant, il est possible de concevoir un dispositif dans lequel le rapport d'entraînement varie d'une manière requiserréala- blement choisie de façon à s'adapter aux exigences respiratoires particulières du patient. il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. IEGENDE DES DESSINS Figure 1 Repère 1 Débit élevé Repère Y Débit moyen Repère Z Débit faible Repère H Débit en litres par minute Repère K Contre-pression en cm de H20 Figure 2 Repère X Débit élevé Repère Y Courbe de débit inspiré maximum Repère Z Courbe de débit inspiré minimum Repère W Contre-pression en cm d'eau Repère T Pourcentage de gaz d'entraînement Figure 3 Repère X X Débit moyen Repère Y Courbe de débit d'inspiration maximum Repère Z Courbe de débit d!inspiration minimum Repère W Contre-pression en cm d'eau Repère T Pourcentage de gaz d'entraînement Figure 4 Repère XX X Débit faible Repère Y Courbe de débit d'inspiration maxime Repère Z Courbe de débit d'inspiration minimum Repère w Contre-pression en cm veau Repère 2 Pourcentage de gaz d'entraînement R E V-E N D I C A T I O N S 1 - Poumon artificiel ayant un passage d'admission de gaz à haute pression, un passage d'admission d'air et un dispositif injecteur pour produire un courant inhalé d'air entraîné par le gaz caractérisé par le fait que pour faire face à une variation des besoins volumétriques de gaz inspiré le dispositif injecteur est monté de façon détachable dans le poumon artificiel afin de pouvoir être facilement remplacé par un autre injecteur. 2 - Poumon artificiel, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une série d'injecteurs dont chacun est conçu pour couvrir une partie séparée de l'in tervalle complet des débits inspiratoires du poumon arti fichiez et dans lequel chaque injecteur a un rapport d'en traînement sensiblement constant pour des débits d'inspi ration compris dans sa gamme particulière. 3 - Poumon artificiel selon la revendicatian 2, caractérisé par le fait que chaque injecteur a un rapport d'entraî nement qui varie d'une façon réglée préalablement choisie dans sa gamme particulière.