Brevet FR2366844A1 — publié le 19780505

L'invention a pour objet un tube endotrachéal de ventila- tion artificielle modifié en vue de permettre l'aspiration de sé crénions endobronchiques sans séparer le sujet ventilé de l'appa- reil respiratoire au cours de l'anesthésie. On sait que lorsqu'un sujet est soumis à la ventilation artificielle dite en pression positive intermittente, le volume d'air endoalvéolaire diminue : 1.-GILtARD (C.), GOSSART (R.), NEUFORGE (A.) OSTAN (B.) and DIERCKX (J.P) - Contribution to the study of chest and lung mechanics in artificially ventilated normal man during surgery. Acta anaesth. belg., proceedings I, Suppl. 1975, 19-42, 1975. 2.- WESTBROOK (P.R.), STUBBS (S.E.), SESSLER (A.D.), RE@DER (K.) and ROBOT (E.H.) - Effects of anesthesla and muscle paralyses on respiratory mechanics in normal man.- J.Appl.Physiol.- 1973, 34, 81-86. - 3.- FEEDER (K.), HATCH (D.J.), SESSLER (A.D) and FOWLER (W.S.) - The function of each lung of anesthetized aud paralyzed man during mechanical ventilation. - Anesthesiology: 1972 - 37, 16-26. 4.- DON (H.F.) and ROBSON (J.G.) - The mechanics of respi- ratory system during anesthesia. The effects of atropine and carbon dioxide .- Anesthesiologv : 1965, 26, 168-178. 5.- LAWS (A.K.).- Effects of induction of anaesthesia and muscle paralysis on fonctionnal residual capacity of the lung.- Can. Anaesth. Soc.J: 1968, Ifi , 325-331. La chute du niveau ventilatoire qui en résulte provoque la fermeture de bronchioles et de petits alvéoles, et l'apparition d'atélectasie, d'effét shunt et d'autres complications qui, dans le cas de nouveau-nés par exemple, peuvent mener à la mort. Certes, on peut prévenir cette chute du niveau ventilatoire, en exerçant sur le sujet, en fin d'expiration, une pression positive, dite continue, telle que la pression de l'air endoalvéolaire, ou de tout mélange gazeux respirable équivalent, est constamment supérieure à la pression atmosphérique. Il arrive cependant, au cours de la ventilation artificielle, qu'on doive aspirer des sécrétions endobronchiques. Bien entendu, des qu'on déconnecte à cet effet le sujet de l'appareil respiratoire, l'entrée orale du tube endotrachéal se trouve de nouveau à la pression atmosphérique, c'est-à-dire que le sujet subit la chute du niveau ventilatoire précitée, avec tous les dangers que cela com porte. La pratique classique de la déconnexion pour l'aspiration entrasse d'ailleurs un certain risque d'infection en raison de la répétition des manipulations auxquelles le tube doit etre soumis. De plus, comme l'alarme du ventilateur doit fonctionner non seulement à chaque déconnexion, mais aussi en cas d'arrêt intempestif du ventilateur, le fait que l'alarme est fréquemment sollicitée introduit le danger qu'on risque d'oublier de la remettre. On a trouvé maintenant qu'on peut aspirer les sécré- tions endobronchiques d'un sujet tandis qu'il est soumis à la ventilation artificielle ; tous les périls de la déconnexion sont donc évités puisqu'on maintient artificiellement la pression de l'air endoalvéolaire au-dessus de la pression atmosphérique jusqu'au moment où le sujet pourra recommencer à respirer naturellement. Le tube endotrachéal de ventilation artificielle en pression positive continue, modifié suivant l'invention, comprend en aval de l'entrée orale à raccorder à un ventilateur connu en soi, une dérivation tubulaire, éventuellement détachable, apte à recevoir sans perte de pression positive continue un tube d'aspiration quand les voies respiratoires du sujet ventilé contiennent des sécrétions endobronchiques. La dérivation tubulaire comporte avantageusement au moins une valve anti-retour conformée en substance comme une valvule du type soit aortique soit mitral du corps humain. Chaque valve anti-retour est constituée, suivant l'invention par au moins deux membranes minces en matière synthétique soudées partiellement à la paroi interne de la dérivation tubulaire, et éventuellement soudées partiellement entre elles, de manière à former des sacs, orientés vers la pression positive appliquée à l'entrée orale du tube endotrachéal, dont les parois flexibles,tendues les unes contre les autres par la dite pression,sçellent la dite valve. L#étanchéité de chaque valve anti-retour, dont les parois flexibles sont tendues sur le tube d'aspiration quand celui-ci est placé dans la dérivation tubulaire,est telle que la pression positive continue appliquée au tube endotrachéal est constante. L'entrée de la dérivation tubulaire est obturée par un capuchon stérile quand la ventilation artificielle n'est pas accompagnée par l'aspiration de sécrétions endobronchiques. Les dessins annexés représentent à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention dans laquelle: la Fig.l représente des graphiques de respiration y compris ceux correspondant à une pression positive continue que le tube endotrachéal modifié pour l'aspiration concomitante de sécrétions endobronchiques permet de conserver pendant toute l'anesthésie; la Fig.2 représente une vue schématique d'un système de ventilation artificielle avec aspiration; la Fig.3A est une vue en perspective de la dérivation tubulaire de la Fig.2 équipée de supports ou pédoncules pour soutenir une valve anti-retour à membranes mobiles; la Fig.3B est une vue en perspective de la dérivation de la Fig.3A équipée d'une valve anti-retour suivant l'invention.;; les Fig.4A à 4C sont des vues en plan d'une valve analogue à celle de la Fig.3, la Fig. 4C montrant en outre le tube d'aspiration de la Fig.2,et la Fig.5 est une vue en plan d'une valve analogue à une valvule du type mitral du coeur humain et analogue à celle de la Fig.4C sauf que la première comporte trois membranes au lieu des deux de la valve de la Ffg.4C, Comme chacun sait, la respiration naturelle comprend deux étapes. A l'étape d'aspiration les poumons, remplis de sang veineux vicié c'est-à-dire des produits classiques des combustions effectuées par le sang (vapeur d'eau et anhydrique carbonique), absorbent à la pression atmospbe'rique l'air dont l'oxygene doit déplacer les dits produits. A l'étape d'expiration, ces produits sont rejetés dans l'atmosphère et,en mev.e temps,le sang régénéré est chassé par le ooeur et les artères (sang artériel) vers les extrémités du corps pour continuer les dites combustions tandis qu'une nouvelle quantité de sang veineux remplit à nouveau les poumons à partir des bronchioles. Quand un sujet est anesthésié, le volume de gaz endoalvéolaire diminue et,si l'on effectue la ventilation artificielle à la pression atmDs- phérique normale Pn (Fig.D la pression endoalvéolaire Psera nuIle à l'étape d'expiration, c'est-à-dire aux points m, n, E, etc de l'abcisse t des temps.On dit que le gaz endoalvéolaire est soumis à une pression dite intermittente Pi parce qu'elle varie entre zéro (pression atmosphérique) et une pression positive (pression supérieure à la pression atmosphérique); c'est le cas généralement quand le niveau ventilatoire d'un sujet normal correspond à une pression endoalvéolaire de quelque 10 cm d'eau. On a rappelé plus haut les dangers de la ventilation en pression intermittente, et indiqué la pratique actuelle qui consiste à ventiler le sujet sous une pression constamment positive Pc dite continue. Il s'ensuit que la pression endoalvéolaire en fin d'expiration, c'est-à-dire les points q, r, s, etc., ont une ordonnée positive, C'est le cas, par#exemple, si le ventilateur permet de maintenir la pression endoalvéolaire P d'un sujet normal entre 10 et 30 cm d'eau, avec un niveau ventilatoire de quelque 20 cm d'eau ; les trois niveaux caractéristiques de pression sont respectivement le niveau expiratoire EX, le niveau ventilatoire NV. et le niveau inspiratoire IN. La ventilation artificielle d'un sujet en pression positive continue avec un tube endotrachéal modifié suivant l'invention, représentée schématiquement à la figure 2, comprend trois éléments principaux A#: les voies respiratoires du sujet anesthésié, c'est-àdire la bouche 1, la trachée 2 et la partie supérieure du tronc bronchique 3 3 : tube endotrachéal dont l'entrée orale 4 est à raccorder å un ventilateur classique C, et dont l'extrémité inférieure 5 est en communication avec A pour fournir la pression de ventilation P positive continue; les fuites de pression du systeme sont empSchees autant que se peut au moyen d'un renflement 6 destiné a sceller la trachée de façon étanche sans nécrose; C : le ventilateur dont l'extrémité 7 est raccordée à l'entrée orale , soit pour appliquer en fin d'expiration la pression positive Pc d'insparation IN, réalisée en 8, soit pour retirer en 9 les produits de combustion EX du sang vicié. Suivant l'invention, le tube endotrachéal B comprend une dérivation tubulaire 10 en aval de l'entrée orale 4 équipée d'au moins une valve anti-retour 11 montée entre l'entrée 12 de la dérivation et la sone de contact 13 avec le tube classique pour maintenir la pression Pc entre les niveaux EX et IN. (Fig.l). Ainsi qu'on l'a rappelé, le tube classique, c'est-à-dire le tube sans dérivation, ne permet pas de ventiler le sujet et d'aspirer les sécrétions en même temps, ce qui présente de grands risques d'accident au cours de l'intervention et après (infec- tion, etc.) Suivant l'invention , par contre, la connection 4-7 entre le tube et le ventilateur est maintenue Jusqu'au moment où le sujet reprend connaissance. La dérivation permet d'insérer un tube d'aspiration 14 de sécrétions endobronchiques. Ce tube 14 qui débouche en aval de la sortie 5 du tube endotrachéal, est soumis à une faible pression négative p surfrsante pour dégager les voies respiratoires sans abaisser la pression en dessous du niveau EL. En effet, le ventilateur est avantageusement équipé d'un moyen pour compenser la valeur de la pression pa, c'est-à-dire de l'ordre de quelques pourcent de-la pression positive. Ce moyen permet également de compenser les fuites éventuelles du système d'étanchéité à valve anti-retour; bien entendu, si ces fuites ne peuvent être compensées par le ventilateur, il faudra exercer une pression sur la valve 11, dans le sens indiqué par la flèche 15, caest-à-dire de l'entrée 12 de la dérivation vers la zone commune 13 à la dérivation et au tube B. Le montage ainsi représenté permet d'effectuer l'aspira- tion à tout moment sans interrompre la ventilation. Après l'aspiration le tube 14 est retire (pour Entre désinfecté ou jeté) et l'entrée 12 de la dérivation 10 est obturée au moyen d'un capuchon stérile pour isoler la dérivation de l'air ambiant. Une première forme d'exécution de valve anti-retour 11 suivant l'invention particulièrement efficace est inspirée du modèle des valvules aortiques du coeur humain. On considérera d'abord un segment de dérivation tubulaire 10 (Fig. 3A) cylindrique vu en perspective, la partie inférieure étant orientée vers l'entrée 12 ; pour la clarté de l'exposé uniquement on supposera que la dérivation est transparente. Deux supports ou pédoncules D, D' sont greffés à la paroi interne 16 de la dérivation de manière à ménager un passage central suivant laxe. Le pédoncule D comporte une surface 17, 18, 19, 17 qui se confond avec la paroi interne 16 et une surface plane 18, 19, 20, 21, 18 qui se confond avec la section droite de la dérivation tubulaire. L'enveloppe du pédoncule est complétée par deux surfaces courbes latérales 17, 18, 21, 22t 17 et 17, 19, 20, 23, 17 ci-après dénommées respectivement a et k; et par une surface courbe centrale 20, 21, 22, 17, 23, 20, dénommée c. Cette dernière comprend avantageusement une partie en substance droite 20, 21, 22, 23, 20 soit le passage central propre ment dit, et une surface courbe inférieure dont les côtés 22,17 et 23, 17 sont inclinés par rapport à l'axe et se rapprochent l'un de l'autre. Les surfaces latérales a et b comportent egalement une partie correspondante en substance droite pour assurer une base de contact suffisante aux membranes de la valve. Le pédoncule D' est greffé à la paroi interne 16 en 17', 18', 19', 17' de manière que sa surface centrale c, c'est-à-dire 20', 21', 22', 17', 23', 20' se trouve en face de l'élé- ment dorrsspondant c du pédoncule D et les surfaces latérales a' , b' sont disposées par rapport à l'axe comme les surfaces a, b. Aux parties en substance droites des surfaces as a > et b, b' respectivement sont soudées deux membranes minces 24 et 25 en matière plastique (Fig.33) qui sont fixées de façon étanche à la paroi interne 16. De la sorte on obtient deux sacs disposés de part et d'autre de la ligne médiane des pédoncules D, D' , ouverts à la partie supérieure et dont la section diminue de la section droite au fond. Tout comme les extr#mités 17, 17' des pédoncules sont écartés de l'axe de la dérivation tubulaire, le fond 26 du sac 24 et le fond 27 du sac 25 sont formés à la paroi interne 16 ; on dispose donc d'un passage commode pour insérer le tube d'aspiration dans la valve. Quand le sujet n'est pas raccordé au ventilateur, la pression atmosphérique s'exerce des deux côtés des sacs. Par conséquent les membranes pendent librement come on le voit en.24 et 25 (Fig.4A); la région entre les deux membranes est evidemment celle qui est réservée au tube d'aspiration, la matière des sacs étant représentée par des lignes courbes. Dans cette figure et dans toutes celles qui suivent, les pédoncules et membranes sont représentés comme formant un ensemble; en pratique cet ensemble peut entre constitué de la mtme matière. On a aussi envisagé de former des sacs sans pédoncules mais il semble préférable de rattacher les membranes à des pédoncules qui s'étendent en dessous du niveau de la section de la dérivation tubulaire. Certes, il n'est estpas nécessaire que les membranes soient complètement soudées aux faces a, a' et b, b' des pédoncules. En effet, lorsque la pression positive Pc du ventilateur s'exerce sur les membranes, celles-ci gonflent et s'appliquent parfaite- ment sur les dites faces comme si elles y étaient soudées. A la iimite, l'espace libre entre les membranes peut disparaitre (Fig.4B) c'est-à-dire que le contour 20, 21 , 21', 20' peut se réduire à une simple ligne. Quand le tube d'aspiration 14 (Fig.40) est inséré entre les deux sacs, il se peut qu'un espace libre 28, 29 subsiste mais cette fuite est minime et est compensée automatiquement par le ventilateur. En variante, la valve (Fig.5) peut comprendre trois pédoncules D,D',D" et trois membranes 2k, 25, 30 et correspondre à une valvule du type mitral; lorsque le tube d'aspiration 14 est inséré entre les trois sacs, il peut y avoir une minime fuite compensable 28, 29, 31 autour du tube au voisinage des pédoncules. On monte avantageusement deux valves en série de sorte que celle qui se trouve le plus près de l'entrée de la dérivation réduit la fuite de la première valve. On pourrait évidemment concevoir d'autres façons de monter le tube d'aspiration de sécrétions endobronchiques dans la dérivation tubulaire, par exemple en le faisant coulisser dans un joint anti-retour à ressort. Ce montage présente cependant l'inconvénient majeur que le tube aspirateur, une fois introduit dans la dérivation , doit y demeurer jusqu'à la fin de lopé- ration car son retrait ferait tomber le niveau ES à zéro (pression atmosphérique). Or, non seulement ce tube gênerait l'équipe chargée de l'intervention chirurgicale ou de la surveillance de la ventilation artificielle en unité de ranimation, mais sa présence mAme risquerait de provoquer des infections. Il est clair que la dérivation tubulaire seule, ou la dérivation ainsi que l'entrée orale du tube endotrachéal pourraient etre détachables, mais il semble qu'un tube endotrachéal continu en Y soit plus sur. La branche contenant l'entrée orale 4 est co-#nunément un tuyau souple en polyéthylène de diamètre inférieur à 10 mm. Le diamètre intérieur de la dérivation sera celui qui convient pour loger un tube d'aspiration, ordinal- rement de section interne de 6,7 mm, entre les sacs d'une ou deux valves il anti-retour en série Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution qui a été décrite ci-dessus et représentée à titre d'exemple, et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications. REVE#IC#IONS 1.- Tube endotrachéal de ventilation artificielle en pression positive continue, caractérisfi en ce qu'il comprend, en aval de l'entrée orale à raccorder à un ventilateur connu en soi, une dérivation tubulaire, éventuellement détachable, apte à recevoir sans perte de pression positive continue un tube pour aspirer des sécrétions endobronchiques présentes dans les voies respiratoires d'un sujet ventilé. 2.- Tube suivant la revendication 1 > caractérisé en ce que la dérivation tubulaire comporte avantageusement au moins une valve anti-retour conformée en substance comme une valvule du type soit aortique soit mitral du corps humain. 3. - Tube suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque valve anti-retour est constituée par au moins deux membranes minces en matière sYnthétique soudées partiellement à la paroi interne de la dérivation tubulaire et éventuellement soudées partiellement entre elles, de manière à former des sacs, orientés vers la pression positive appliquée à l'entrée orale du tube en dotrachéal, dont les parois flexibles, tendues les unes contre les autres par la dite pression > scellent la dite valve. 4. - Tube suivant la revendication 1 > caractérisé en ce que l'étanchéité de# chaque valve anti-retour, dont les parois flexibles sont tendues sur le tube d'aspiration quand celui-ci est placé dans la dérivation tubulaire, est telle que la pression positive continue appliquée au tube endotrachéal est constante. 5.- Tube suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée de la dérivation tubulaire est obturée par un capuchon stérile quand la ventilation artificielle n'est pas accompagnée par l'aspiration de sécrétons endobronchiques.