Brevet FR2163426A1 — publié le 19730727

La présente invention concerne, d'une fa çon générale, le domaine de la respiration artificielle et elle a trait, plus particulièrement, à la respiration artificielle dans les circonstances où un massage cardiaque externe est administré dans des cas d'urgence entrainés par une asphy ne ou un arrê~ du coeur. Une réanimation est normalement nécessaire pour des patients qui ont été l'objet d'une attaque cardiaque, d'un choc électrique, d'un empoisonnement par de l'oxyde de carbone et d'une noyade. Diverses autres causes contribuent à une asphyxie. Chez certains patients, et particulièrement chez les patients agies, un arrêt de la respiration peut souvent être accompagné par une absence complète de pouls, ce qui indique la nécessité d'un massage cardiaque.Un massage cardiaque externe est une opération recommandée et les techniques pour effectuer un tel massage ont été considérablement améliorées au cours de ces dernières années. Les techniques de massage cardiaque habituelles consistent en l'application de compressions manuelles, fermes et rapides, sur le sternum à une cadence comprise entre 50 et 80 compressions par minute. Normalement, les mouvements de compression sont imprimés par les mains d'un praticien qui appuie sur le sternum avec ses deux mains placées l'une sur l'autre o Pendant le massage, il est souhaitable d'insuffler dans les poumons du patient une grande quantité d'oxygène ou d'in mélange air-oxygène. La technique recommandée consiste à effet tuer une insufflation entre chaque cinquième et sixième compres- - selon. Des réanimations avec des applications de pressions positive et négative ne sont pas indiquées dans ces cas, de telle sorte qu'une certaine relation peut être maintenue entre l'insufflation dans les poumons et la pulsion du coeur imposée et résultant de la compression du sternum. Il existe de préférence une limitation supérieure à la pression du gaz délivré aux poumons afin de protéger ces derniers et de ne pas surcharger le coeur par une trop grande pression dans les poumons. Une pression moyenne basse dans les poumons est souhaitable pour augmenter le rendement cardiaque. Les praticiens versés dans la technique de la réanimation cardio-pulmonaire se trouvent confrontés par conséquent avec un problème complexe. Il faut introduire dans les poumons en un temps bref, un volume relativement important de mélange air-oxygène mais il faut aussi éviter une distension exagérée des poumons, La présente invention apporte une- solution à ce problème double ainsi qu'à d'autres problèmes inhérents à la technique antérieure classique grâce à une combinaison unique d'éléments qu'il est possible de fabriquer d'une façon relativement peu onéreuse et qui peuvent- #tre actionnés manuellement d'une façon simple et facile Le dispositif l'invention comporte un orifice d'admission destiné à recevoir un fluide gazeux thérapeutique sous pression, par exemple de l'oxygène comprimé, et un orifice de respiration utilisé par le patient. Un ajutage du type venturi est monté dans un conduit venturi qui aboutit à l'orifice de respiration et, dans un premier mode de fonctionnement du dispositif pour traiter un patient ayant perdu connaissance, une première valve normalement fermée peut être actionnée de manière à délivrer 1'oxygène comprimé périodiquement à l'ajutage venturi, Le conduit venturi comporte au moins un orifice latéral de communication avec l'atmosphère qui sert à trois fins, à savoir : à introduire l'air atmosphérique dans le conduit venturi pour le mélanger avec 1' oxygène lorsque la valve s'ouvre périodiquement pour remplir les poumons du patient, à décharger dans l'atmosphère l'oxygène en provenance de l'ajutage venturi quand le remplissage des poumont- du patient crée une contre-pression dans le conduit venturi pendant que la valve est ouverte et, enfin, à permettre au patient d'expirer l'air dans l'atmosphère par l'intermédiaire du conduit venturi lorsque la valve est fermée. Dans un second mode de fonctionnement du dispositif pour traiter un patient n'ayant pas urdu connaissance, la première valve est maintenue fermée et une seconde valve ouvre une dérivation de dosage qui court-circuite la première valve fermée de manière à délivrer de l'oxygène à 14 aju- tage venturi à un débit réduit constant pour permettre au patient d'expirer cet oxygène périodiquement, par l'intermédiaire du conduit venturi, dans le ou les orifices de communication avec l'atmosphère que comporte le conduit venturi. Les divers objets et avantages de-l'invention apparaitront-au cours de la description détaillle faite ci-après en référence au dessin annexé sur lequel t, la figure 1 est une vue en coupe du dispositif la figure 2 est une coupe transversale agrandie faite par 2-2 de la figure 1 la figure 3 est une coupe partielle faite par 3-3 de la figure 2, un élément rotatif du dispositif de dérivation et de dosage se trouvant à une position où il laisse passer l'oxygène comprimé à un débit réduit donné ; et la figure 4 est une coupe similaire â la figure 3, l'élément rotatif du dispositif de dérivation étant placé dans une position où l'écoulement à travers ce dispositif de dérivation est arrêt6. Description de l'invention Un masque de réanimation classique M, dont une partie est représentée sur-la figure 1, est relié à un dispositif d' insufflation 13 en vue de l'introduction intermittente d'oxygène dans les poumons d'un patient pendant un traitement. Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif 13 comporte un passage 14 dont une des extrémités constitue l'orifice d'admission relié, par l'intermédiaire d'un connecteur 15, à une source (non représentée) d'un gaz comprimé comme, par exemple, de l'oxygène. Dans la technique de réanimation cardio-,pul- monaire actuellement préférée et utilisée dans un premier mode de fonctionnement du dispositif, il est préférable d'appliquer une cadence de mouvement de compression correspondant à 50-80 compressions par minute. Il est aussi souhaitable d'introduire entre 128 et 145 litres d'un mélange air-oxygène par minute dans les poumons du patient pendant la compression du sternum On a constaté qu'il était vieux d'introduire le mélange oxygène-air. entre les cinquièmes et sixièmes compressions. Pour obtenir le débit moyen de 135 litres par minute, il faut introduire plus d'un litre par seconde dans les poumons. Le passage 14 comprend, par conséquent, un type classique de valve de commande 16, à action rapide, qui est montée par son extrémité intérieure. Un ressort de valve 17 e-st conçu de manière à maintenir la valve à une position normalement fermée,la valve comporte une tige d'actionnement 18 qui est associée fonctionnellement à un poussoir 19 pouvant titre enfoncé à la main et qui comporte un bouton-poussoir 20 disposé extérieurement et au moyen duquel une tête 21 du poussoir peut être amenée en contact avec la tige 18 pour ouvrir la valve de commande. Un azurage venturi, se présentant sous la forme d'une'douille filetée 22, est vissé dans un passage taraudé 22a qui débouche dans le passage 14 à mi-longueur de ce dernier. La douille 22 comporte un passage d'écoulement réduit 23 qui la traverse. On peut facilement remplacer la douille pour satisfaire des conditions différentes~-le passage 23 décharge un jet dans l'extrémité d'admission d'un conduit venturi 24 qui est formé par une paroi 25 se terminant par une jupe 26 constituant un moyen de fixation pour connecter le dispositif d'-insufflation au masque de réanimation Me. Le conduit venturi 24 a une forme tronconique et diminue de section vers l'intérieur à partir d'un épaulement 24a situé à la jonction entre le conduit venturi et la jupe 26 de plus grand diamètre dans laquelle un connecteur 10 du masque M s'ajuste et qui est rendue étanche circonférentiellement par un joint torique 26b. Le connecteur de masque 10 forme un orifice de respiration destiné à etre utilisé par le patient. Comme on peut le voir sur la figure 1- des passages radiaux 27 et 27' de communication avec l'atmosphère ont été ménagés dans la paroi 25 du conduit venturi pour permettre à l'air ambiant de pénétrer dans le conduit venturi 24 par suite de l'action venturi lorsque la valve 16 est ouverte et ces passages de communication avec l'atmosphère assurent également d'une façon alternée un écoulement vers l'extérieur lorsque les poumons expirent le fluide qu'ils contenaient.Pour empêcher tout colmatage ou-autre blocage de l'écoulement à travers les passages 27, 27e, un manchon de protection 29 est relié, à l'une de ses extrémités, à une partie de bottier 30 et une bague 31 est ajoutée pour délimiter une -cavité annulaire protectrice 32 autour de la paroi 250 La bague 31 comporte un grand nombre d'orifices d'écoulement de fluide 33 dont la superficie totale est, de préférence, supérieure à la superficie totale des passages 27, 27'. Il est souhaitable que le dispositif soit réalisé de manière à pouvoir être manié et actionné facilement. C-' est pourquoi, le manchon 29 est disposé et dimensionné de manière telle qu'il permet une préhension manuelle du dispositif 13 de telle sorte que le bouton 20 se trouve dans une position commode pour être manoeuvré par la main même qui est utilisée pour tenir le dispositif. L'agencement représenté est capable de répondre aux besoins fonctionnels de la technique de réanimation. Danses cas où la pression en ligne de l'alimentation d'oxygène introduite par l'intermédiaire du connecteur 15 est de l'ordre de 3,15 à 3,85 kg/cm2, le passage 23 a, de préférence, un diamètre égal sensiblement à 1,40 mm et le jet sort dans le conduit venturi qui a environ 23,8 mm de longueur et un diamètre principal d'environ 12,7 pression maximale désirée dans le masque La pression maximale désirée dans le masque pendant l'insufflation est d'environ 35 à 48 cm d'eau (35-48cm de H20) afin d'empêcher une pression trop élevée dans les poumons. Cette pression est équivalente à 0,035-0,049 kg/cm2. Comme on l'a noté précédemment, une pression moyenne faible dans les poumons est également souhaitable pour augmenter le rendement cardiaque. Quand le gaz est fourni à une pression d'environ 3,5 kg/cm2, les passages 27, 27' ont chacun un diamètre d'environ 5,6 mm quand on utilise quatre passages. Les orifices 33 de la bague 31 ont environ le meme diamètre mais, étant donné que ces orifices sont au nombre de huit, leur surface d'écoulement utile est égale à deux fois celle des passages 27,27'. La structure représentée sur la figure 1 comprend, en outre, une seconde valve référencée 40 dans son ensemble et qui constitue une dérivation de dosage réglablecourt-circuitant la valve 16 et pouvant être mise en service pour un second mode de fonctionnement du dispositif. La seconde valve 40 comprend une partie circulaire de plus grand diamètre 42 du connecteur 15 et une bague adjacente 44 qui est montée en vue de sa rotation sur le connecteur. La bague 44 porte contre la partie de diamètre plus grand 42 et est maintenue en place par une bague 45 qui, el1e-m#me, est fixée au connecteur 15par des vis de blocage 46. La partie. de plus grand diamètre 42 comporte un seul passage fixe et coudé 48 qui se termine à la face adjacente de la bague tournante 44., le passage coudé étant agrandi de manière à loger un joint d'étanchéité 50. Le passage coudé 48 est dimensionné en vue d'un écoulement dérivé maximal voulu et la bague tournante 44 comporte plusieurs orifices sous la forme de passages coudés de dimensions différant progresse vement,de manière à coTncider sélectivement avec le passage cou d fixe 48 pour permettre des débits choisis de 1' écoulement dérivé. A cette fin, la bague tournante 44 comporte quatre passages coudés respectifs 51-54 espacés circonférentiellement de façon égale.Quand l'un quelconque des quatre passages coudés 51-54 coïncident avec le passage coudé fixe 48, il coïncide aussi. avec un alésage radial 55 ménagé dans le corps du connecteur 15. Ainsi, un réglage rotatif de la bague 44 permet un choix parmi quatre débits différents d'écoulement en dérivation sur la valve 16. On peut prévoir toutmoyen de repérage approprié pour guider le positionnement en rotation de la bague 44. Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens de repérage comprennent une rainure extérieure longitudinale fixe 56 qui sert de repère sur la partie de plus grand diamètre 42 et quatre rainures similaires 57-60 correspondant aux quatre passages 51-54 de la bague rotative 44 et qui peuvent être amenés sélectivement en corncidence avec la rainure fixe. On peut ajouter des signes de repérage appropriés pour identifier les quatre rainures 57-60 par rapport aux quatre passages coudés correspondants 51-54 respectivement.. BONCTIOXT DU DISPOSITIF Dans le premier mode de fonctionnement du dispositif, on raccorde ce dernier par l'intermédiaire du connecteur 15 à une source d'oxygène qui est envoyé à une pression d'environ 3,5 kg/cm2, le masque 10 est placé sur le nez et la bouche d'un patient et est maintenu en position par une des mains d'un premier opérateur.Un second opérateur commence la compression du sternum à la cadence précitée de 50 à 80 compressions par minute.Après toutes les cinq compressions, le premier opérateur ouvre manuellement la valve 16 en appuyant momentanément sur le bouton 20 de façon à diriger un jet d'-o xygène dans le conduit venturi 24.Le jet crée un effet venturi qui engendre une différence de pression au droit des passages 27, 27' de manière à entra#ner un écoulement de l'air ambiant travers les passages 27, 27' jusque dans le conduit venturi où l'air se mélange à 1' oxygène et ce mélange est refoulé à travers le masque dans les poumons du patient.Quand l1insuf- flation rapide du mélange oxygène-air remplit complètement les poumons du patient, une contre-pression s'exerce dans le masque et dans le conduit venturi L'augmentation de la contre-pression diminue la différence de pression au droit de l'ajutage 22 avec, pour conséquence, une réduction de la vitesse du jet et, par suite, la fin de l'effet venturi.En meme temps, l'augmentation de la contre-pression dans le conduit venturi inverse la différence de pression au droit des passages radiaux 27, 271 de communication avec l'atmosphère et, tant que la valve 16 reste ouverte après que les poumons du patient ont été remplis, tout l'oxygène fourni par le jet est déchargé dans l'atmosphère par l'intermédiaire des passages 27, 27te On voit donc que la durée des périodes d'ouverture de la valve 16 n'est absolument pas critique et que le patient est protégé automatiquement contre un remplissage exagéré des poumons. Quand la valve 16 est à nouveau fermée après que les poumons du patient ont été remplis, ceux-ci se contractent librement et expulsent le fluide qu'ils contiennent dans le conduit venturi 24 puis dans l'atmosphère par l'intermédiaire des orifices radiaux 27, 27'. Une coordination entre les premier et second opérateurs cherche à obtenir une relation normale d'allure entre le coeur et les poumons. Une fois qu'une cadence du pouls est établie et que la respiration devient partiellement volontaire, on peut mettre fin à l'opération d'insufflation et procéder à la réanimation avec un autre matériel consacré à cet usage. Le dispositif illustré convient pour un fonctionnement avec des pressions d'oxygène d'environ 30,5 kg/ cm2 . Avec les régulateurs de pression classiques actuels, il est habituellement facile de maintenir une telle pression. Toutefois, à l'état où une telle pression n'est pas disponible ou ne peut pas titre obtenue facilement, les passages 27, 271 et le conduit venturi 24 peuvant avoir des dimensions différen- tes pour que l'on puisse obtenir les mimes résultats avanta deux. Dans le premier mode de fonctionnement décrit ci-dessus du dispositif, on fait tourner la bague rotative 44 jusqu'à une position où aucune des rainures 57 - 60 ne coincide avec la rainure fixe 56. La bague se trouve alors à une position à laquelle le joint d'étanchéité 50 est comprimé contre une partie aveugle de la face adjacente de la bague rotative afin d'empêcher l'écoulement dérivé.- Dans le second mode de fonctionnement du dispositif, la dérivation est utilisée pour un patient qui est capable d'inhaler de lui-m8meç La valve 16 est maintenue fermée et aucun masque n'est nécessaire.Les orifices radiaux 27, 27' de communication avec l'atmosphère laissent entrer l'air supplémentaire nécessaire en provenance de l'atmosphère ou bien laisse échapper dans l'atmosphère le mélange oxygène-air en excédent lorsque ce mélange est fourni à un débit supérieur au débit nécessaire, cela de manière à correspondre à l'allure d'inhalation du patient. Par ailleurs, lorsque le patient exhale, les passages radiaux 27, 274 de communication avec 1' at- mosphère laissent passer le fluide exhalé ainsi que l'oxygène inutile qui pénètre dans le conduit venturi. Le patient peut alors se détendre et respirer d'une façon normale On remarquera que le dispositif ne comporte aucune valve de retenue ou détendeur ou tout autre type de clapet en caoutchouc. Le dispositif fonctionne normalement sans aucune partie mobile quelle qu'elle soit. L'avantage, bien entendu, réside dans le fait que le dispositif a une longue durée de vie utile exempt de panne. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y Qtre apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention telle que définie dans les revendications ci annexées. REVENDICATIONS lo Dispositif pour fournir un mélange gazeux thérapeutique en vue de son inhalation par un patient, ce dispositif comportant un orifice d'admission destiné à recevoir un fluide ga#eux thérapeutique sous pression ainsi qu'un orifice de respiration destiné à être utilisé par le patient et caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre : (a) un conduit venturi dont l'extrémité d'amont communique avec ledit orifice d'admission et dont l'extrémité d'aval communique avec l'orifice de respiration, (b) un ajutage disposé de manière à diriger un jtt du fluide comprimé depuis l'orifice d'admission précité jusque dans le conduit venturi, (c) au moins un orifice de mise en communication avec l'atmosphère ménagé dans la paroi du conduit venturi près du jet en provenance de 1'ajustage de manière à remplir trois fonctions, à savoir : laisser pénétrer de l'air atmosphérique dans le conduit venturi pour qu'il se mélange avec le fluide thérapeutique gazeux lorsque le dispositif fonctionne pour remplir les poumons du patient, mettre en communication le fluide thérapeutique en provenance du conduit venturi avec l'atmosphère lorsque le remplissage des poumons du patient crée une contre-pression dans le venturi et permettre au patient tu'exhaler le fluide inhalé dans ses poumons dans l'atmosphère, (d) une première valve pouvant etre actionnée manuellement entre l'orifice d'admission et l'a jutage, (e) une dérivation s'étendant à partir de l'orifice d'admission jusqu'audit ajutage en court-circuitant la première valve et (f) une seconde valve pouvant etre actionnée manuellement et commandant la dérivation, grâce à quoi, lorsque la seconde valve est fermée, la première valve peut être ouverte de façon intermittente en vue de l'utilisation du dispositif par un patient n'ayant pas perdu connaissance et, lorsque la première valve est fermée, la seconde valve peut etre maintenue ouverte en vue de l'utilisation du dispositif par un patient ayant gardé connaissance. 2. Dispositif suivant la reverdication 1, caractérisé par le fait que ladite première valve est une valve qui peut être actionnée manuellement et qui est normalement fermée. 30 Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite première valve est une valve à bout on-p oussoîr0 4 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite seconde valve est un dispositif de dosage pouvant etre actionné de manière que le fluide thérapeutique pressurisé parvienne à l'ajutage à un débit réduit constant 5 Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le dispositif de dosage peut être réglé en vue de débits d'écoulement différents. 60 Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le dispositif de dosage comprend un passage fixe et un élément formant valve et comportant plusieurs orifices traversants de dimensions différentes, ledit élément formant valve pouvant etre déplacé de manière à placer lesdits orifices sélectivement en coincidence avec le passage fixe afin de permettre différents débits d'écoulement à travers le dispositif de dosage, 70 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la dérivation précitée comporte une partie fixe, la seconde valve comprenant un élément de valve -comportant au moins un orifice traversant , constituant une partie de la dérivation, cet élément de valve pouvant etre déplacé jusqu a une position où ledit orifice colncide avec la partie fixe de la dérivation et jusqu'à une position où ledit orifice cesse de coSncider avec la partie fixe de la dérivation de manière à empocher l'écoulement à travers la dérivation. 8o Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que l'élément de valve précité est un élément rotatif, 9o Dispositif suivant la revendication 7,caractérisé par le fait que l'élément de valve précité comporte plusieurs passages traversants ayant des capacités d'écoulement différentes et destinés à venir coSncider sélectivement avec ladite partie fixe de la dérivation, lOo Dispositif suivant la revendication 9,caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif de repérage indiquant les diverses positions de l'élément de valve auxquels les divers orifices traversants coïncident respectivement avec ladite partie fixe de la dérivation0