Brevet FR2161110A1 — publié le 19730706

L'invention concerne un dispositif de réglage peur évapora- tour d'anesthésique pour le dosage exact d'un anesthésique in- troduit dans le courant de gaz frais, et dans lequel est prévu un instrument de mesure de l'anesthésique pour la détermination de la concentration de ce dernier. Dans l'état actuel de la technique de l'anesthésie, on emploie des anesthésiques, comme par exemple ceux connus sous les noms commerciaux de "Hal@thane" et "Fluothane", en volume toujours croissant lors d'interventions chirurgicales. L'organisme humain peut, suivant le débit de l'évaporateur, absorber rapidement une grande quantité d'anesthésique, ce qui fait qu'éventuellement le patient atteint une profondeur d'anesthésie excessive. On connaît un évaporateur pour dosage de l'Hal@thane dans le- quel le gaz amenez 8 évaporateur se partage en une quantité pal- sant dans la chambre de ltivaporateur et une quantité s'écoulant via la canalisation de drivation. Le gaz arrivant dans la chasbre de l'évaporateur est saturé de vapeur d'Halothane et re-com- biné ensuite avec le courant dérivé. Ce partage du courant de gaz a lieu grave à la résistance au courant d'une vanne déri- vation et d'une vanne réglée manuellement.Pendant la phase d'expiration, la pression dans la canalisation partant de l'~vapora- tour tombe, ce qui fait que la pression dans la canalisation allant à l'évaporateur et dans la chambre de ce dernier baisse aussi. Le gaz saturé d'Halothane dans la chambre de l'évaporateur se dilate par conséquent et abandonne en majeure partie la cham- bre de l'évaporateur en direction de l'admission pour se mélan- ger avec le gaz frais arrivant. Ce mélange traverse la vanne de dérivation et augmente sans centrale, selon les diverses concen- trations du gaz frais, la concentration d'Halothane réglée. On connatt également un évaporateur à compensateur de pression incorporé pour stabiliser la concentration d'Halothane délivrée, même lors de respiration artificielle à pression positive et négative. Ce compensateur revêt la forme d'un long tube entre la conduite de gaz frais rt la chambre de l'évaporateur. Aussittt que la pression tombe dans la conduite partant de l'é- vaporateur, la pression dans la chambre de l'évaporateur baisse aussi, ce qui fait que l'écoulement hors de ltévaporateur est facilité, vu que le gaz saturé d'Halothane se dilate. La plus grande partie du gaz s'écoule de la chambre de l'évaporateur vers l'arrière et arrive dans le tube compensateur, dont la lon- gueur est choisie de manière à ce que, jusqu'à la fin de la phase d'expiration, il ne puisse pas s'écouler de gaz saturé dtHalothane dans la conduite de dérivation. Ainsi, seul du gaz frais sans Halothane supplémentaire traverse la vanne de dérivation* si bien que la concentration réglés reste constante également pendant la respiration sous pression. Les évaporateur d'Halothane connus ont un inconvénient, à savoir que la concentration d'Halothane une fois réglée ntest plus contrtlée pendant la respiration artificielle avec pression positive et négative, et qu'ainsi aucun réglage complémentaire n'a lieu lors d'éventuels écarts de la valeur réglée. Du fait que l'absorption dtHalothane dans un gaz en écoulement dépend des constantes physiques de ce gaz, des écarts allant jusqu'à 30% de la valeur réglée de la concentration d'Halothane peuvent se présenter lors d'une modification des concentrations dans le mélange de gaz frais, par exemple oxygène et gaz hilarant, utilisé pour l'anesthésie. Celà signifie que pour un réglage choisi de la concentration d'Halothane une modification des prepertiesa des gaz frais a sur la cencentratien des vapeurs d'IIaletha#e un. influence importante que ne peut pas compenser non plus le con- pensateur de pression incorpora à l'évaporateur csnnn. Une oon- centration constante d'Halothane nest donc pas toujeurs Caran tie. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réali- sant un dispositif de réglage pour doser exactement la concentration de l'anesthésique administré, et dans lequel envoi de l'anesthésique. dans le gaz frais est constamment contrai et réglé par un instrument de mesure de l'anesthésique. Le dispositif de réglage selon l'invention se compose d'un mécanisme disposé dans une dérivation de la canalisation de gaz frais et réglant l'absorstion d'anesthésique dans le gaz frais passant dans le pulvérisateur ou y allant, ce mécanisme étant actionné par des signaux de réglage formés à partir des signaux de commande de l'instrument de mesure de l'anesthésique et d'une valeur théorique d'une source de tension de référence.L'instrument de mesure de l'anesthésique délivre un signal de commande proportionnel à la valeur mesurée de la concentration d'Halothane, signal qui est comparé dans l'amplificateur de référence à un signal de référence venant de la source de tension de référence, lequel correspond à la concentration fixée pour l'anes- thésique. Le signal de commande représente ainsi la valeur réelle, et le signal de référence la valeur théorique. Si des écarts se produisent entre ces deux valeurs, la différence des deux signaux est établie électroniquement et transmise amplifiée au mécanisme de réglage de l'évaporateur.Suivant ltindication du signal de référence le mécanisme de réglage effectue une augmentation ou une réduction de la quantité d'anesthésique passant dans le gaz frais, et par conséquent un réglage de la concentration d'anesthésique. Dans le dispositif de réglage selon l'invention, de préférence une bobine d'excitation entoure un corps métallique disposé au-dessus de l'évaporateur d'anesthésique, ce corps étant suspendu par sa partie supérieure à un ressort et portant à sa par tie inférieure une mèche en céramique qui trempe dans l1anesthé- sique se trouvant dans ltévaporateur, les signaux de réglage en provenance de l'amplificateur de référence étant fournis à la bobine d'excitation, laquelle forme avec le corps métallique le mécanisme de réglage.Suivant l'indication et l'amplitude du signal de différence, obtenu à partir du signal de commande et du signal de référence, le corps métallique est déplacé plus ou moins fortement, et la mèche en céramique est déplacée dans 1' évaporateur par rapport à l'anesthésique liquide, ce qui fait que la quantité d'anesthésique évaporée est réglée. Dans une autre mise en oeuvre de l'invention, le mécanisme de réglage consiste en un moteur de réglage qui entrasse par 1' intermédiaire d'un pignon d'attaque une couronne tangente engrè- nant avec une vis sans fin d'un poussoir de soupape. Dans une autre mise en oeuvre encore, une tige de poussée de la soupape est reliée à une bilame horizontale, laquelle est entourée d'un enroulement chauffant que chauffent des signaux de réglage de l'amplificateur de référehea, la tige-poussoir de la soupape constituant ainsi avec la bilame et l'enroulement chaux fant le mécanisme de réglage de la soupape. La source de tension de référence débite une tension de référence réglable en pourcentage de teneur en anesthésique Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. 1 représente schématiquement un dispositif de réglage à mèche de céramique pour un évaporateur d'anesthésique, selon l'invention; Fig. 2 représente schématiquement une autre mise en oeuvre du dispositif de réglage selon l'invention, avec moteur de réglage et couronne dentée; Fig. 3 représente schématiquement un dispositif de réglage selon l'invention, à bilame et enroulement chauffant. Les composants du mélange gazeux, par exemple oxygène et gaz hilarant, sont réglés dans les canalisations d'amenée 10 et 12 par les débitmètres 14 et 16, et amenés combinés dans un évaporateur d'anesthésique 18. Avant cet évaporateur 18 le flux de gaz est divisé et s'écoule d'un coté, par une conduite de dérivation 17, dans l'évaporateur, et de l'autre cSté par une conduite de gaz frais 15 faisant le tour de cet évaporateur* La quantité de gaz frais passant à travers l'évaporateur 18 est saturée avec l'anesthésique se trouvant dans la chambre de ltéva- porateur, par exemple "Halothane" ou "Fluothane", puis, au-delà de cet évaporateur, est réunie à la quantité de gaz passant à l'écart de la chambre d'évaporateur, La quantité de gaz sortant de ltévaporateur 18 a la concentration réglée d'anesthésique. Un mécanisme de réglage 19, composé d'un corps de soupape de réglage 52, suspendu à sa partie supérieure à un ressort 50e et d'une bobine d'excitation 48 entourant ce corps 52, est prévu pour le réglage de la concentration d'anesthésique. Le corps 52 est relié par l'intermédiaire d'une ligne 32 à un amplificateur de référence 30. Chaque excitation de la bobine 48 par un signal de réglage de l'amplificateur 30 provoque un déplacement du corps 52 et par là une modification de la quantité d'anesthési- que passant dans le courant de gaz dans la chambre de ltévapo- rateur 18. A cet effet, au bas du corps métallique 52 est fixée une mèche en céramique 3 plongeant dans l'anesthésique.L'anesthésique sous forme liquide se trouve comme d'habitude dans un bloc de cuivre de la chambre de l'évaporateur et s'évapore sur la surface de la mèche 3, sur laquelle passe le gaz frais. Chaque mouvement du corps métallique 52 est transmis directement sur la mèche 3, si bien que cette derni-ère émerge plus ou moins largeiient de l'anesthésique liquide. Il s'ensuit que la surface d'évaporation de la mèche 3 est soit agrandie soit diminuée et que la quantité d'anesthésique passant dans le gaz frais est ré glée. Le gaz frais mélangé à l'anesthésique arrive dans une conduite 28 qui l'amène au patient.De la conduite 28 part une conduite 24 qui amène le gaz sortant de l'évaporateur 18 à un appa reil de mesure 22 peur la mesure de la concentration ttan -th6- sique* laquelle a lieu dans la zone des longueurs d'onde des ultra-violet, ce qui exclut que les composants existant dans 1' anesthésique gazeux, par exemple le gaz carbonique, ltoxygène, le gaz hilarant, l'azote et la vapeur d'eau, faussent la mesure de cette concentration. L'appareil de mesure 22 délivre un signal de commande proportionnel à la concentration de l'anesthé- sique, signal qui est amené à l'amplificateur de référence 30. Ce signal de commande représente la valeur réelle de la mesure de la concentration. L'amplificateur de référence 30 est en outre alimenté par une source réglable de tension de référence 26 qui correspond à la valeur théorique de la concentration d'anesthésique et qui lui envoie# un signal de référence. Les deux si graux sont comparés, cumulés, et le signal obtenu est amplifié et transmis au mécanisme de réglage 19 par l'intermédiaire de la ligne 32. Dans une autre mise en oeuvre, le mécanisme de réglage 19 se compose d'un moteur de réglage 34 qui entraîne un pignon dtattaque 36, lequel engrène avec une couronne tangente 38. Une comme mande par poussoir 40 pour une soupape de réglage 20 est disposée avant l'évaporateur 18 dans la canalisation de dérivation 17 et comporte une vis sans fin 54 qui engrène avec la couronne 38. Cette commande 40 est actionnée par le moteur 24, par l'interm~- diaire des engrenages 36, 38, jusqu'à ce que la concentration mesurée corresponde à la valeur réglée. Dès que celà est obtenu, le signal de commande et le signal de référence concordent dans l'amplificateur 30, si bien qu'un signal de réglage est introduit dans le mécanisme 19 jusqu'à ce que la concentration 9 t écarte de nouveau de la valeur théorique. Dans une autre mise en oeuvre encore du dispositif de réglage selon l'invention, le mécanisme de réglage 19 est également m~n- té dans la canalisation de dérivation 17, avant l'évaporateur 18. Une tige-poussoir 46 pour la soupape 20 est reliée à une bilame horizontale 44. Un enroulement chauffant 42 entoure la bilame 44 et est chauffé par le signal de réglage de l'amplificateur de référence 30, par l'intermédiaire de la ligne 32. Le signal de réglage est obtenu de la même manière que décrit précédemment. Le chauffage de l'enroulement 42 provoque de façon connue une déformation de la bilame 44 qui amène un déplacement correspondant de la soupape 20, d'où s'ensuit une modification de la concentration de ltanesthésique Cette modification est enregistrée dans l'appareil de mesure 22, un signal nouveau correspondant est envoyé à ltamplificateur 30, et il se forme un signal de réglage qui agit de la manière précédemment décrite sur le mécanisme de réglage 19. La construction de l'amplificateur de référence 30 et de la source de tension de référence 26 est connue et ne nécessite pas d'autres explications. L'invention présente cet avantage que lton arrive à maintenir essentiellement constante la concentration de l'anesthésique par un contr8le et un réglage continus de la consommation d*anesthé- sique, si bien que le montage d'évaporateur fonctionne particulièrement économiquement grecs à une consommation optimale d'a nesthésique. Par suite du re-réglage continu lors dtécarts avec la concentration réglée, il ne faut que de très petits réglages de temps en temps, si bien qu'une fois réglée la concentration d'anesthésique peut Qtre maintenue avec une grande précision. Ainsi la concentration reste constante, m#me lors de changements continuels de la pression, comme par exemple lors de respiration artificielle, et dans des anesthésies de longue durée. Revendications 1 Dispositif de réglage d'évaporateur d'anesthésique, pour le dosage exact de l'anesthésique délivré dans le courant de gaz frais, et muni d'un instrument de mesure pour la détermination de la concentration de cet anesthésique, caractérisé en ce qu'il se compose d'un mécanisme de réglage disposé dans une canalisation de dérivation allant à la canalisation de gas frais, et réglant l'absorption d'anesthésique dans le courant de gaz frais soit dans 1'évaporateur soit avant ce dernier, ce mécanisme étant actionné par des signaux de réglage formés à partir des signaux de commande de 1'instrument de mesure de l'anesthésique et d'une valeur théorique d'une source de tension de référence. 2. Dispositif de réglage suivant la Revendication 1, caractérisé on ce qutune bobine d'ezcitation entoure un corps métalli- que disposé au-dessus de l'évaporateur d'anesthésique, ce corps étant suspendu par sa partie supérieure à un ressort et pertant à sa partie inférieure une mèche en céramique qui trempe dans 1' anesthésique se trouvant dans l'évaporateur, des signaux de réglage en provenance de l'amplificateur de référence étant introduits dans cette bobine d'excitation, laquelle forme avec le corps métallique le mécanisme de réglage. 3. Dispositif de réglage suivant la Revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de réglage se compose dtun moteur de réglage qui, par l'intermédiaire d'un pignon d1attaque, entrain une couronne dentée qui engrène avec une vis sans fin dlun poussoir de soupape. 4. Dispositif de réglage suivant la Revendication 1, caractérisé en ce qu'une tige-poussoir de la soupape est reliée à une bilame horizontale qu'entoure un enroulement chauffant, cet enroulement étant chauffé par les signaux de commande de l'ampli- ficateur de référence, la tige-poussoir de la soupape constituant avec cet enroulement chauffant le mécanisme de réglage de la soupape. 5. Dispositif de réglage suivant l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de tension de référence débite une tension de référence réglable en ponrcentage de teneur en anesthésique.