Brevet FR2301967A1 — publié le 19760917

La présente invention a trait à un dispositif de commande électronique de déclenchement et d'arrêt de phases successives opératoires se renon velant cycliquement, la durée de chaque cycle étant réglable et la durée de chaque phase variant proportionnellement à la durée du cycle. Dans ce qui suit, on se référera à titre d'exemple de réalisation préférée de l'invention à des appareils respirateurs présentant quatre phases respiratoires par cycle. Mais il est évident que l'appareillage, objet de la présente invention, peut etre réalisé pour commander un nombre de phases différent de quatre par cycle. En se référant à la figure I qui représente un diagramme respiratoire obtenu avec un appareil respirateur, on a porté en abcisses le temps et en ordonnées la pression. L'axe des abcisses correspond à la pression atmosphérique. Au cours de la phase A, on augmente la pression pour obliger le patient à inspirer : c'est la phase d'insufflation. Au cours de la phase B, on laisse le patient expirer naturellement c1 est la phase d'expiration passive qui voit la pression revenir à la pression atmosphérique. La phase C voit la pression baisser artificiellement en dessous de l'atmosphère pour obliger le patient à expulser une partie de l'air résiduel stagnant dans les poumons : c'est la phase d'exsufflation. Au cours de la phase D, on laisse le patient revenir naturellement à la pression atmosphérique, c1 est une phase post-exsufflatoire ou pré-insufflatoire puisque les poumons commencent à se remplir par dépression. La figure I est le diagramme de base de bon nombre d'appareils respiratoires existant dans l'art antérieur. Il présente parfois quelques variantes, mais le principal en est toujours le meme, c' est-a-dire que du point de vue de l'appareillage pendant les phases A et C le système de pompage fonctionne respectivement à la compression et à la dépression, les phases B et D étant des phases de retour à la pression atmosphérique par simple mise en communication avec l'atmosphère. Les appareillages existants comportent généralement des dispositifs de sécurité arretant les pompes et le pompage lorsque certaines pressions sont atteintes et bien entendu pendant les phases B et D. Le problème principal à résoudre et qui ne l'a pas été de façon satisfaisante dans l'art antérieur est le suivant. En fonction du patient, on fait varier les pressions extrêmes, la quantité d'air insufflé ou exsufflé et bien entendu la durée du cycle respiratoire et des phases. Pour un même patient, la durée du cycle peut d'ailleurs varier en cours de traitement, mais la durée relative des phases A, B, C et D est en général suffisamment constante pour que lorsque l'on fait varier le cycle, on se contente de faire varier proportionnellement les durées des phases A, B, C et D. La présente invention a donc pour objet un dispositif de commande des phases successives au cours de cycles dont la durée est elle-même réglable. Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques et les avantages de la présente invention, on va en décrire un exemple de réalisation étant bien entendu que celui-ci n'est pas limitatif quant à son mode de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire. On se référera à la figure 1 déjà nommée et aux figures 2 et 3 représentant respectivement un schéma de montage conforme à la présente invention et un diagramme du potentiel en fonction du temps. En se référant à la figure 3 sont intercalés une source 1 de tension constante Vo et la masse, un générateur de tension en dents de scie 2 et un dispositif variateur de la fréquence des dents de scie 3, les dents de scie 5 présentant donc selon le réglage de 3 des formes schématisées à la figure 3 c'est-à-dire comprises entre une tension nulle et Vo, mais à des périodes réglables telles que T1. Entre la source de tension continue 1 et la masse sont disposés des diviseurs de potentiels 41, 42 et 43 sur lesquels des tensions sont prélevées en 81, 82 et 83. Ces tensions sont comparées dans des comparateurs 71, 72 et 73 à la tension en dents de scie 5 recueillie en 6. Un comparateur 74 travaille entre la tension en dents de scie 5 recueillie en 6 et la connexion 84 reliée à la borne 1. Les comparateurs 71 à 74 se déclenchent lorsque la tension en dents de scie 5 passe par les tensions V1, V2, V3, V correspondant aux points 81, o 82, 83 et 84. Si l'on travaille avec la période T des dents de scie, les déclenchements se font respectivement au temps tl, t2, t3, t4 correspondant aux tensions V, V, V, V et si lton fait varier les périodes de T à T1, le déclenchement se fera à des temps t'1, t'2, t'3 > t'4 et il apparaît clairement 4 sur la figure 3 que Le générateur de dents de scie 2 peut être constitué par tout dispositif classique tel qu'un monostable, les comparateurs 71 à 74 peuvent être également de tout type classique et on pourra le faire suivre par des montages monostables 91 à 94 pour transformer les signaux issus des comparateurs en impulsions de commande. La loi de proportionalité ci-dessus énoncée est bien entendu valable à condition que, comme cela est connu dans l'art antérieur, on fasse appel à des générateurs en dents de scie dont la tension varie régulièrement et donc linéairement en fonction du temps. Il en va de même pour les nécessités de linéarité des diviseurs de potentiels 41 à 43. Le réglage des périodes de cycle se fait donc en 3, le réglage de la durée relative des phases se fait donc en 81 pour la phase A, 82 pour A + B, 83 pour A + B + C, 84 correspondant à l'ensemble du cycle. On peut également concevoir un diviseur de potentiel unique entre O et Vo. Les points 81, 82 et 83 ne se trouvant plus alors sur des diviseurs parallèles, mais sur un même diviseur commun. Dans tous les cas, lorsque le générateur 2 émet une dent de scie, les comparateurs 71 à 74 émettent respectivement des signaux dès que la tension de la dent de scie atteint les valeurs choisies par la position des dispositifs 81 à 83 prélevant la tension et qui peuvent etre de simples potentiomètres aisément réglables. Comme il a été dit plus haut, le dispositif conforme à la présente invention peut fonctionner avec un nombre différent de circuits de commande pour tout autre application. Dans l'application du dispositif conforme à 1V nvention du respirateur, le premier signal de chaque cycle déclenche ltempiration passive et donc l'arrêt du pompage (phase B, figure 1), le deuxième signal l'exsufflation et donc le pompage en dépression (phase C, figure 1), le troisième signal la phase post-exsufflation n, c'est-#-dire l'arrêt du pompage, le quatrième signal le changement de cycle et l'insufflation (phase A) et le pompage en compression. BEVEi# ICATIONS 1. Dispositif de commande d'opérations cycliques comprenant des phases successives dont la durée doit être proportionnelle à celle du cycle caractérisé par le fait que la tension de sortie d'un générateur de dents de scie à fréquence réglable est comparée à la tension prélevée sur au moins un diviseur de tension, le signal issu du comparateur déclenchant les phases opératoires successives. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la tension maximale de la dent de scie déclenche le changement de cycle. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que les sorties du comparateur sont suivies du dispositif monostable engendrant des impulsions de commande des phases opératoires et du changement de cycle. 4. Dispositif selon l'une des revendications à 3 caractérisé par le fait qu'il est appliqué à un respirateur artificiel à quatre phases, le premier signal de chaque cycle déclenchant l'expiration passive et donc l'arrêt du pompage (phase B, figure 1), le deuxième signal l'exsufflation et donc le pompage en dépression (phase C, figure 1), le troisième signal la phase postexsufflation D, c'est-à-dire l'arrêt du pompage, le quatrieme signal le changement de cycle et l'insufflation (phase A) et le pompage en compression.