Brevet FR2122466A1 — publié le 19720901

Pour pratiquer sur un patient la respiration artificielle contrôlée par pression rythmée, on utilise diverses canules trachéennes garnies de plusieurs sortes de manchons gonflables. Ces canules peuvent être du type intra-trachéal comme celles utilisées 5 par les anesthésistes, et qui sont introduites dans la trachée par le nez ou la bouche, ou du type à trachéotomie qu'on introduit dans la trachée après avoir pratiqué une'incision dans cette dernière. Dans les deux cas, le manchon exerce une pression suffisante contre la paroi de la trachée pour empêcher l'air de passer entre la 10 trachée et le tube pendant la phase d'insufflation du respirateur artificiel. Toutefois, les canules classiques exercent une pression excessive ou prolongée sur la trachée et la traumatisent en provoquant en définitive soit une nécrose due à la pression, soit des hémorragies, soit des ulcérations, des granulomes, de l'oedème ou 15 même parfois sa rupture. Pour éviter autant que possible ces inconvénients, on peut soit réduire au minimum la pression exercée par le manchon, mais la valeur correcte est difficile à déterminer, soit faire dégonfler le manchon périodiquement par une infirmière (par exemple toutes les heures), ce qui présente un certain nombre d'in-20 convénients, à savoir une surveillance presque continue de la part de l'infirmière, des risques de détérioration du manchon pendant la stérilisation ou l'insertion dans la trachée, et la nécessité de regonfler périodiquement de façon précise ce manchon pour obtenir la pression désirée. 25 l'article intitulé "An Inproved Cuffed Tracheostomy Tube For Use With Intermittent Positive Pressure Breathing", écrit par H. E. Martinez dans le "Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery", Volume 47, Page 404 (1964), décrit un procédé visant à supprimer ces inconvénients. Dans le dispositif décrit, la canule 50 trachéenne comporte latéralement de multiples perforations et est entourée d'un mince manchon tubulaire en caoutchouc, ayant le diamètre interne de la trachée et recouvrant toutes les perforations latérales, les extrémités de ce manchon étant fixées à la canule. L'air provenant du respirateur artificiel passe par les perforations 35 latérales de la canule dans le manchon et provoque sa dilatation et son entrée en contact avec la paroi de la trachée. Le fonctionnement correct du dispositif a pour avantages : (a) d'exercer une 72 01426 2 2122466 pression maximale au plus égale à celle du respirateur artificiel, (b) de n'exercer qu'une pression intermittente, et (c) d'éviter les erreurs et le souci permanent d'avoir à regonfler ou dégonfler le manchon. 5 La canule trachéenne de Martinez n'a été que peu ou pas adoptée par le corps médical par suite de certaines déficiences. L'inconvénient majeur vient peut-être de l'obturation des perforations de la canule par le mucus et les autres sécrétions des bronches qui, stimulées par la présence de la canule trachéenne, néces- ou une sonde 10 sitent la mise en place périodique d'un cathéter/dans la canule. Comme cette sonde doit être flexible afin d'éviter d'endommager les bronches, on risque au moment de son introduction de la faire passer par les perforations de la canule et de déchirer le manchon. La présente invention concerne donc en général une canule 15 trachéenne à manchon, simple, peu coûteuse et ne présentant pas les inconvénients précités de la technique antérieure, et en particulier une canule trachéenne dont le manchon se gonfle et se dégonfle de lui-même pendant l'inspiration et l'expiration du patient sous une pression maximale sensiblement inférieure à celle que 20 requiert l'insufflation. La canule selon l1invention est du type intra-trachéal et utilisée en coopération avec un respirateur artificiel. Cette canule est constituée d'un tube cylindrique à extrémités ouvertes et ne comportant pas d'autres perforations* La canule supporte entre ses 25 extrémités un manchon tubulaire flexible radialement dilatable et dont la partie intermédiaire est sensiblement plus large que la canule de manière à former autour d'elle une chambre annulaire aussi bien à l'état contracté du manchon qu'à son état dilaté. Ce manchon comporte au moins une perforation. Une fois le dispositif in-30 séré dans la trachée, l'air insufflé dans les bronches du patient au cours de la phase d'inspiration passe sous l'effet de la contre-pression par cette ou ces perforations dans la chambre annulaire et gonfle le manchon en le faisant entrer en contact étanche avec la paroi de la trachée. Au cours de la phase d'expiration, la contre-35 pression cesse de s'exercer et le manchon se contracte de façon à laisser passer l'air entre lui et la trachée. Pour faciliter son gonflement, le manchon comporte une partie annulaire supplémentaire formant un pli secondaire. 72 01426 3 2122466 L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et s,ur lequel : la figure 1 est une vue schématique de la canule trachéenne insérée dans la trachée d'un patient et reliée à un respirateur 5 artificiel ; les figures 2 et 3 sont des vues latérales du manchon selon l'invention, mettant en évidence la"circulation de l'air au cours des.phases d'inspiration et d'expiration du patient ; et la figure 4 est une coupe verticale de la partie de la canule 10 représentée sur les figures 2 et 3. La figure 1 représente une canule trachéenne à manchon selon l'invention, passant dans la trachée d'un patient. On voit schéma-tiquement que ce dispositif est relié par un tubage et des vannes appropriées à un respirateur artificiel 10 de type classique. Le 15 dispositif représenté est du type intra-trachéal, mais il peut bien entendu s'agir tout aussi bien dans le cadre de l'invention d'une canule à trachéotomie passant par une incision pratiquée dans la trachée du patient. Ce dispositif est constitué d'une canule cylindrique 11 à extrémités ouvertes., dépourvue d'autres perforations 20 et dont l'extrémité inférieure 11a est biseautée pour faciliter son passage par l'orifice de la trachée (cette caractéristique est sans rapport avec l'invention). La canule 11 est de préférence constituée d'une matière caoutchouteuse souple réduisant au minimum l'irritation de l'orifice d'entrée de la trachéei mais on peut éga-25 lement utiliser une matière rigide, par exemple du chlorure de poly-vinyle. La canule supporte entre ses extrémités un manchon 12 qui peut être fixé à elle de manière étanche par ses extrémités 12a et 12b. Ce joint étanche du manchon, particulièrement important en ce 30 qui concerne son extrémité 12b. comme on va l'expliquer plus loin, peut être réalisé en donnant à la matière élastique dont doit être constituée cette extrémité du manchon un diamètre qui, à l'état relâché du manchon, est inférieur à celui de la canule, le montage du manchon sur la canule.étant réalisé en le faisant coulisser sur 35 cette dernière et le joint étanche étant obtenu par serrage de la matière sur la canule. On peut aussi obtenir l'étanchéité du joint en collant de façon appropriée le manchon à la canule. Bien que 72 01426 2122466 l'extrémité 12a du manchon n'ait pas besoin d'être assujettie de façon étanche à la canule, elle doit être fixée à cette dernière pour ne pas se déplacer à l'excès tout en permettant l'accès de l'air. 5 I>e manchon 12 comporte une partie intermédiaire 12c sensi blement tubulaire, souple, capable de se contracter et de se dilater radialement et de diamètre sensiblement et suffisamment plus grand que celui de la canule 11 pour former une chambre annulaire continue 13 entre les extrémités 12a et 12b du manchon et pour que, 10 lors de l'insertion de la canule dans la trachée, le manchon à l'état rétracté se trouve tout contre la paroi de la trachée,tout en laissant un certain intervalle entre cette dernière et la canule, le manchon 12 comporte également une partie annulaire 12d à section transversale croissante dans le sens longitudinal et pourvue d'ou-15 vertures espacées 14 de forme appropriée ovale ou allongée selon l'axe longitudinal de la canule, l'espacement de ces ouvertures est calculé de manière à permettre à une certaine quantité d'air d'entrer dans la chambre 13 ou d'en sortir tout en assurant la répartition uniforme de cet air afin d'éviter des différences de 20 pression au niveau du joint avec la trachée. Ces ouvertures établissent la communication entre l'entrée 1 des bronches et le bout avant du manchon ,de façon à permettre à ce dernier de se gonfler et de se dégonfler comme représenté sur les figures 2 et 3. Ces ouvertures d'admission d'air sont nettement mieux placées à cet endroit que 25 dans la partie du manchon qui est parallèle au courant d'air, notamment dans la partie correspondant au diamètre maximum du manchon là où ce dernier doit être en contact étanche avec la trachée, car dans ce dernier cas, la quantité d'air admise ne serait pas suffisante pour garantir l'étanchéité du joint. 30 Pour obtenir l'étanchéité du joint de la partie 12£ du man chon avec la paroi contiguë de la trachée en n'utilisant que la pression d'air minimale, on donne à cette partie 12£ un diamètre maximum presque égal à celui de cette trachée. De cette manière, la pression à exercer est limitée à celle qui est nécessaire pour di-35 later le manchon entre la position où il se trouve en contact avec la paroi de la trachée et celle où il exerce sur elle une pression suffisante pour réaliser l'étanchéité. Pour réduire davantage encore 72 01426 5 2122466 la pression d'étanchéité nécessaire et faciliter le gonflage du manchon, ce dernier comporte un repli annulaire Î2e, Sur les figures 2 et 3, ce repli 12e est représenté à l'arrière de la chambre 13, ce qui est sa position normale pendant la phase d'inspiration du 5 patient, mais il est évident qu'on peut facilement,, en le manipulant, le déplacer vers l'extrémité avant du manchon. Ce repli 12e_ constitue une sorte de soufflet qui facilite l'expansion du manchon et permet à sa partie 12£ de rester lâche plutôt que tendue, et qui favorise le maintien en permanence d'une chambre présentant un 10 certain volume pour recueillir la quantité d'air maximale passant par les ouvertures 14. Pendant la phase d'inspiration représentée sur la figure 2, l'air en provenance d'un respirateur artificiel 10 passe dans la canule 11 comme l'indique la flèche A jusqu'à l'entrée L des bron-15 ches. La contre-pression résultant de la résistance à la pénétration de l'air dans les bronches engendre un courant d'air en sens inverse, représenté par les flèches B, qui rentre par les ouvertures 14 dans la chambre 13 (voir flèches C), gonfle la partie 12ç du manchon et la fait entrer temporairement en contact étanche avec 20 la trachée. Il est évident que la pression exercée par le manchon sur la trachée est égale à la contre-pression à' l'entrée des bronches, elle-même égale à la pression excédentaire nécessaire pour faire pénétrer dans les bronches un volume d'air suffisant pour assurer la respiration artificielle. Lorsque la capacité pulmonaire 25 du patient est normale, le respirateur artificiel doit débiter de l'air à une pression comprise entre 20 et 40 mm de mercure. En revanche, si la capacité pulmonaire du patient est plus faible, comme c'est le cas dans diverses maladies, il est nécessaire d'élever cette pression, par exemple entre 50 et 60 mm de mercure ou davan-30 tage. Dans tous les cas, la pression maximale nécessaire pour réaliser l'étanchéitéfet correspondant à la contre-pression ne peut pas être supérieure à celle qui est fournie par le respirateur artificiel, ce qui diminue considérablement les risques d'accident dus à une pression excessive. 35 Pendant la phase d'expiration représentée sur la figure 3, l'air passe des bronches dans la canule dans le sens indiqué par les flèches D, en passant de la chambre 13 par les ouvertures 14 72 01426 6 2122466 dans la trachée, ce qui dégonfle le manchon et permet à l'air de passer entre ce dernier et la paroi de la trachée. A chaque cycle respiratoire du patient, le manchon se gonfle et se dégonfle alternativement, ce qui évite les dangers précités dus à une pression 5 continue sur les mucosités sécrétées dans la trachée. Le manchon 12 auto-gonflant selon l'invention fonctionne comme un clapet anti-retour qui permet à l'air de passer entre le manchon et la trachée dans la phase d'expiration mais l'empêche de fuir vers l'extérieur pendant la phase d'inspiration sous l'action 10 de la contre-pression venant des bronches. Des essais du dispositif selon l'invention ont été effectués dans un poumon artificiel, mécanique travaillant à diverses pressions et pour différentes positions des canules. On a effectué des essais de longue durée in vivo sur une série de chiens sans constater au-15 cune ulcération de la trachée de ces derniers. Des essais comparatifs simultanés ont été effectués sur une autre série de chiens au moyen de canules classiques pour des périodes de temps et des conditions comparables. Dans cette seconde série d'essais, toutes les trachées des sujets présentaient des zones d'ulcération d'étendue 20 variable selon la durée de l'expérimentation. Le manchon selon l'invention est donc capable de se gonfler et de se dégonfler de lui-même en synchronisation avec les phases d'inspiration et d'expiration du patient. Son utilisation n'entraîne en outre aucun risque d'obturation de l'orifice d'entrée du 25 manchon par les sécrétions des bronches comme c'est le cas dans la canule trachéenne précitée de Martinez. Ce dispositif est facile à construire et présente une très bonne longévité. Comme son prix de revient est relativement faible, il est possible de réaliser cette canule soit à partir de matériaux consommables qu'on n'utilise qu'une 30 seule fois, soit à partir de matières plus durables qu'on peut réutiliser. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la canule trachéenne décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. 72 01426 7 2122466 BEVEKDIOATIONS 1. Canule trachéenne à extrémités ouvertes, faisant partie d'un appareil de respiration artificielle et caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un tube cylindrique ne comportant pas de 5 perforations et supportant entre ses extrémités un manchon tubulaire souple capable de se dilater et de se contracter radialement et comportant au moins une partie intermédiaire de diamètre sensiblement supérieur à celui dudit tube de façon à former aussi bien à son état dilaté que contracté une chambre annulaire continue, ledit 10 manchon comportant au moins une ouverture d'admission d'air communiquant avec ladite chambre et pouvant être, une fois introduit dans la trachée, soit gonflé et dilaté pendant la phase d'inspiration de manière à entrer en contact étanche avec la paroi de la trachée sous l'action de la contre-pression d'air provenant des bronches et pas-15 sant par ladite ouverture dans ladite chambre, soit dégonflé et rétracté pendant la phase d'e^qpiration sous l'effet de l'air sortant de la chambre par l'ouverture, cet air pouvant ainsi passer entre le manchon et la paroi de la trachée. 2. Canule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 20 manchon comporte une partie annulaire, dont la section transversale se rétrécit longitudinalement de l'intérieur vers l'extérieur, cette partie comportant au moins une perforation d'admission d'air. 3. Canule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre du manchon à l'état normal est à peine plus petit que 25 celui de la trachée dont il doit assurer l'étanchéité. 4. Canule trachéenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit manchon comporte plusieurs ouvertures écartées les unes des autres et permettant à un volume d'air important de pénétrer dans la chambre ou d'en sortir. 30 5. Canule trachéenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit manchon comporte un repli lui permettant de rester relâché et de former une chambre en permanence.