Brevet FR2504806A1 — publié le 19821105

La présente invention concerne un dispositif pour l'incorporation de produits anesthésiques liquides au gaz respiratoire destiné à un patient, muni de moyens pour ré- guler l'arrivée du gaz et celle du produit anesthésique. Dans les appareils médicaux o une défaillance quel- conque peut créer une situation qui met en danger la vie du patient, il est naturel que des éléments ou des agence- ments de ces éléments soient surveillés par d'autres dont le fonctionnement est indépendant du leur ou que soient prévus des moyens logiques qui émettent des signaux lors- que des différences se produisent entre des valeurs réel- les et les valeurs théoriques correspondantes L'émission d'un tel signal déclenche un système d'alarme optique ou acoustique et/ou des processus automatiques de rétablisse- ment d'une situation normale, comme l'intervention d'élé- ments ou de groupes de réserve Or le dispositif connu dont il est parlé ci-après ne possède pas de possibilités de contrôle de ce type. Dans ce dispositif d'incorporation de produits a- nesthésiques liquides au gaz respiratoire destiné à un pa- tient, l'amenée du dit gaz à celui-ci est munie de moyens de mesure du débit gazeux et une ou plusieurs pompes d'in- jection de produits anesthésiques y sont raccordées Il comporte en outre un ou plusieurs cylindres avec des pis- tons plongeurs dont la profondeur de plongée est réglable, auquel (auxquels) aboutit la conduite d'arrivée de l'anes- thésique La profondeur de plongée est commandée par l'in- termédiaire de leviers par la quantité de gaz respiratoire qui s'écoule vers le patient Le produit anesthésique re- foulé hors du ou des cylindres par la plongée du piston est injecté dans le courant gazeux La commande des le- viers peut être assurée par un double piston qui, dans un cylindre, est déplacé alternativement par le gaz respira- toire envoyé au patient Outre l'inconvénient déjà mis en évidence de l'absence de possibilités de contrôle, il faut encore considérer que la présence du double piston et du système de leviers s'accompagne de celle de résistances 2 % 54306 dues au frotemment, dont l'importance est variable et qui doivent être vaincues Les joints qui fonctionnent à sec dans le cylindre sont soumis à une forte usure (brevet al- lemand NO 12 71 902) - L'invention a donc pour objet de réaliser pour 1 ' incorporation d'anesthésiques liquides au gaz respiratoire destiné à un patient un dispositif qui, avec un agencement simple et fiable, remplit les conditions d'offrir au per- sonnel des moyens de surveillance sûrs et/ou de déclencher automatiquement des processus de rétablissement d'une si- tuation normale. A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, une chambre de mesure équipée de moyens de chauffage est formée dans un carter calorifuge' muni d'une entrée pour le gaz respiratoire, dans laquelle est disposée une conduite d'amenée du produit anesthésique, équipée d'un échangeur thermique, ainsi que d'une sortie pour le gaz respiratoire et le produit anesthésique vaporisé, l'entrée et la sortie comportant chacune, la première avant de déboucher dans la chambre de mesure et la seconde en aval de cette chambre, un capteur de température respectif et les valeurs mesu- rées par ces capteurs étant envoyées à travers des cir- cuits correspondant à un circuit de commande et d'exploita- tion de données, au moyen duquel sont surveillés, par com- mutations périodiques d'un interrupteur, le débit du pro- duit anesthésique avec chauffage, la concentration de ce produit dans le gaz respiratoire sans chauffage et, en tant que quotient débit/concentration de produit anesthé- sique, le débit du gaz respiratoire. Il est avantageux que l'entrée soit munie d'une soupape à commande électrique pour le gaz respiratoire et qu'elle débouche tangentiellement dans la chambre de mesu- re. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, u- ne pompe doseuse entraînée par un moteur et commandée par le circuit de commande et d'exploitation de données est montée dans la conduite d'amenée du produit anesthésique et les moyens de chauffage sont situés dans la paroi cylin- drique de la chambre de mesure L'échangeur thermique peut être formé de serpentins. Dans une forme d'exécution plus élaborée du disposi- tif selon l'invention, le circuit de commande et d'exploi- tation de données est muni de moyens de commande et de lam- pes-témoins et les valeurs mesurées sont envoyées, à tra- vers les circuits correspondants, à un amplificateur auquel est raccordé un dispositif de réglage de la valeur théori- que, et cet amplificateur est relié par une ligne de com- mande au moteur de la pompe doseuse. Le dispositif selon l'invention offre la possibili- té de contrôler aussi bien le liquide, ici le produit anes- thésique, que le gaz, en l'occurrence le gaz respiratoire. Dans une première position de mesure (a), pour la surveil- lance du débit du produit anesthésique, on établit si la valeur réelle de la quantité de chaleur absorbée par le liquide pour son évaporation coïncide avec la valeur théo- rique Dans la négative, donc lorsque la lampe-témoin cor- respondante s'allume, il y a une défaillance de la pompe doseuse, elle ne débite pas la quantité théorique de pro- duit, ou la personne chargée de l'appareil a oublié de re- faire le plein du réservoir de ce produit Dans la seconde position de mesure (b), le refroidissement du mélange gaz/ vapeur de produit est comparé à une valeur théorique Lors- qu'il n'y a pas coïncidence, donc si une lampe-témoin cor- respondante s'allume, la concentration de produit anesthé- sique vaporisé dans le gaz respiratoire n'est pas correcte. Lorsque la valeur théorique de la première position de mesure (a) est respectée, ceci est imputable soit à une défaillance de la soupape du gaz respiratoire, qui modifie le débit de celui-ci, soit au fait que le gaz n'a pas la chaleur spécifique requise, c'est-à-dire qu'il n'est pas le gaz prévu. Bien que simple et fiable, le dispositif selon 1 ' invention est donc apte à fournir des indications précieu- ses. Le principe de mesure selon l'invention peut être appliqué en outre généralement partout o des liquides doivent être incorporés sous forme de vapeur en quantité bien définie à un courant gazeux On peut citer A titre d'exemple la formation du mélange de vapeurs de carburant et d'air comburant dans les moteurs A explosion ou encore le réglage sur une valeur prévue de 1 'humidité relative de l'air dans des locaux ou de l'air respiratoire débité par des appareils. La quantité de chaleur nécessaire A l'équilibre de la température entre le liquide et le courant gazeux est extrêmement faible par rapport à celle absorbée pour l'é- vaporation Dans les usages qui n'exigent pas une très grande précision, on peut donc, pour simplifier la cons- truction de l'appareil, renoncer A l'équilibre de tempéra- ture et à l'amenée commune, avec échangeur thermique, pré- vue A cet effet, sans sortir pour autant du cadre de l'in- vention. De toute façon, l'invention sera bien comprise & 1 ' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, A titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de ce dispositifts Fig 1 est une vue fortement schématisée et partiel- lement en coupe d'un dispositif pour surveiller (a) le dé- bit du produit anesthésique et (b) celui du gaz respiratoi- re; Fig 2 est une vue similaire A celle de fig 1, mais représentant un dispositif pour le maintien de la concen- tration de produit anesthésique. Un carter calorifugé 1 définit intérieurement une chambre de mesure 2, A laquelle sont raccordées une entrée i et une sortie 4 Dans l'entrée 2 sont disposés une soupa- pe 1 A commande électrique, pour l'admission du gaz respi- ratoire et un capteur de température 6 Dans la sortie 4 est monté un capteur de température 7 La paroi de la chambre de mesure 2 contient un système chauffant 8 cons- titué par une résistance électrique, avec ses deux fils 9 :4806 et 10 d'amenée du courant. Dans l'entrée 3 débouche une conduite d'amenée 11 d'un produit anesthésique liquide 12 Elle part d'un réser- voir 13 contenant ce produit, traverse une pompe doseuse 15 entratnée par un moteur 14 et se termine dans la partie de l'entrée qui débouche tangentiellement dans la chambre de mesure 2 En amont du capteur de température 6, elle est munie d'un échangeur thermique 16 en forme de serpen- tins. Le gaz respiratoire est amené à l'entrée 3 et, de là, il pénètre tangentiellement dans la chambre de mesure 2 Le produit anesthésique liquide 12 se vaporise dans le courant de type cyclone qui se forme dans la chambre 2 et il se mélange uniformément au gaz respiratoire Par suite de l'effet équilibrant de l'échangeur thermique 16, le produit anesthésique liquide 12 et le gaz respiratoire se trouvent à la même température avant d'entrer dans la cham- bre de mesure 2 et cette température est mesurée par le capteur 6 La capteur 7 mesure la température du mélange de gaz respiratoire et de vapeur de produit anesthésique sortant de la chambre 2 Les capteurs de température 6, 7 sont des capteurs à résistance et font partie d'un monta- ge en pont 17, dont le signal de sortie, après avoir tra- versé un amplificateur 18, est envoyé, d'une part, à un circuit de commande et d'exploitation de données 19 et, d' autre part, à un amplificateur 20 La sortie 21 de l'am- plificateur 20 est reliée au système chauffant 8 par l'in- termédiaire d'un interrupteur 22 commandé par le circuit 12 Un wattmètre 23 a ses entrées reliées aux fils d'ame- née 9 et 10 du système de chauffage 8 et sa sortie reliée au circuit de commande et d'exploitation de données 19. Ce circuit 19 est muni de moyens de réglage de deux valeurs théoriques ou valeurs de consigne: l'une concernant le débit du produit anesthésique et l'autre représentant le débit du gaz respiratoire Il possède deux sorties de commande, dont l'une 24 est reliée à la soupape 5, tandis que l'autre 25 est reliée au moteur 14 de la pompe doseuse G 4806 Il est muni en outre de deux lampes-témoins: l'une 32 pour le débit de produit anesthésique et l'autre 26 pour celui du gaz respiratoire Par une commutation périodique, le circuit de commande et d'exploitation de données 19 as- sure plusieurs contrôles: a) pour la surveillance du débit du produit anesthésique, l'interrupteur 22 est fermé et le système de chauffage 8 fonctionne à une allure régulée jusqu'à ce que la diffé- rence entre les températures mesurées par les capteurs 6 et 7 soit nulle et que la différence de tension à l'ampli- ficateur 20 soit donc égale à zéro Dans cet état, l'éner- gie calorifique fournie par le système chauffant compense exactement la chaleur absorbée par la vaporisation du pro- duit anesthésique débité par unité de temps Le calorifu- geage du carter 1 élimine toute influence thermique exté- rieure La mesure est indépendante du gaz respiratoire, la quantité, la composition et la température de celui- ci étant identiques à l'entrée 3 et à la sortie 4 La quantité d'énergie calorifique nécessaire constitue donc une mesure du débit du produit anesthésique Cette quanti- té est mesurée par le wattmètre 23 et comparée dans le circuit 19 avec la valeur de consigne réglée introduite dans ce dernier En cas de différence, la lampe-témoin 32 s'allume. b) Pour la surveillance du débit du gaz respiratoire, 1 ' interrupteur 22 est ouvert par le circuit 199 ce qui a pour effet de mettre hors tension le système chauffant 8. Le signal de l'amplificateur 18 représente alors la diffé- rence entre les températures mesurées par les capteurs d' entrée et de sortie 6 et 7, différence qui dépend du rap- port entre la quantité de produit anesthésique vaporisé et la quantité de gaz respiratoire, donc de la concentra- tion Le signal émis par l'amplificateur 18 est donc une mesure de la concentration de la vapeur de produit anesthé- sique dans le gaz respiratoire Le quotient débit de pro- duit anesthésique/ concentration donne la mesure du débit du gaz respiratoire. Ce quotient est formé dans le circuit 19 et il y est comparé avec la valeur de consigne réglée du débit de gaz respiratoire En cas de différence, la lampe-témoin 26 s'allume L'alarme déclenchée peut être utilisée pour ef- fectuer un nouveau réglage des valeurs de consigne L'in- dication des lampes-témoins 26, 32 reste, pour signaler 1 ' erreur qui m'est-produite. Le montage représenté & la figure 2 est une varian- te de réalisation qui assure le maintien de la concentra- tion de produit anesthésique pour un débit variable du gaz respiratoire en régulant automatiquement le débit du pro- duit Dans cette variante, le signal de sortie de l'ampli- ficateur 18, qui correspond & la concentration, est envoy& à une entrée 27 d'un amplificateur 28, dont l'autre entrée 29 reçoit par l'intermédiaire d'un appareil de réglage de valeur de consigne 30 la valeur théorique d&Sirée La sor- tie de l'amplificateur 28 est reliée par une ligne 31 au moteur 14 de la pompe doseuse 15 et son signal maintient la concentration de produit anesthésique A la valeur r&- glée. -ueqo VI op oub Ti PUTTJKO Toawd VI ouvp o 9 N 4 T* 4 uos ( 9) 02 vi juvq* op suexou "OT Oub 90 ue en Tat 4 ovivo Tt y t nuo-F 4 vo -TPUO,&Oi $op aubuoo Teub eun'l u O les JT 4 T"Od*Ta -eç çc ouub Tatiq"euv 4 T Upoid up (JT) egueuvp 94 Tnpuoo VI au" 094 ucm '4 we ( 61) ilotuuo P OP u OT-1:" 4 'roldxo P 40 Opus 00 op 4 TU Oi To UT jud gpuwmmoo (tl) Ju Ol O u un ivd eg)u-ivjlue onnerop edmod eua&ub 90 ue 9 *Tit%*Wjw* 6 c v 1 nu OT 4 vo -rme Ae z *Op aimbuoo Temb Oua'T UOTO" JT 4 T Oodu Te oc -(a) *inuen op e Iqmvqo VI ouv P:UMOIIOT 16 VOSU" eiqouoqgp (c) aga 4 ue T Oub 00 ue 6 Z UOT:VOTPUO & -ai VI ne 1 U 074 VOTPUO Aea VI Uo Tes;T 4 T"od"Ta -or ""V Z Fdne x MUS up uo-Foo Tmpv T inod eub Fz 4 oe-l 9 opummoo edvduoa eunp *Tmm:"e (C) agilu*,T emb a* ue go iça &T Uol:,4 vo Tpue Aez VI UOTO" JT I -Foodora -se -&.z-çoqv XT dae z ZWS up 4 Tqtp OT 60 lab -Voqq-4 "euv 4 PW Ozd ap ju*-F:exb oub -4 u" ne 440 e 2 vjjuvq* vues llez-ro-4 * zl Fdeui zv S e T ouvp I -rupoid 03 OP -Mottv A VI OP Uo Trevi:U 00 U 00 VI 602 viinvqo ou Ae 6 *nb ou -Totql uelm qçxp*jd ap jwçqgp *T 6 (gg) -meqduz e-4 v'r lmp soub -TPO Tjtd lm*Ti"wmo* avd 6 ng TT Teàme -4 uos Toubup u* om na 11 ( 6 T) sa"mop op MO Tqvql Fe Tdxeip - 40 op 00 op 41 moi To mm 84-Fi Roi To *op nze Avzll if ueqtúe &ue -4 u"-4 t aiment -d" ses zwd sogz"em aima Tv A vo T 4 * (Z 69) j-ç 4 oedeea einil çi -vitch" 4 op iu"dvo un "O Xquvqo Olw 4 O* op TV &V ue opugoeu VI 1.0 (C) * Muon op oiqueqe VI sirop 10 noi Roq 9 p op J UWAV O Ze Tu -O.Xd VI 4 ovq* -4 lm 4 zo"eo (fi) 0-F-4 Zeo VI 40 (C) el)j 4 ue T Ot"T zod*A elîbrsqq-4 *evv jp Woid *T 4 * azl Fo 4 vz-rdoej x"S *T mod (t) e Tlion aunp oub T"u Tv '( 91) aub Ti&xeq 4 me 2 uvqog OT 4 p egd T"t &enbl Fotiqqueuw q Tmpozd up ( 11,) "queuw 4 p e 4 l:upuoo elem egrodoyp 4 "* *T Taimbe T ouvp Ilezrolvz-Fdaej zut e T inod (c) et-nue Ovii p Tmm ct) I)SUJ Ta OTWO Z" Zvo un ouv P Ogumi O j 4 * O W ezvjjnvqo op sueúom op egd Tabg (g) oinseu op oiq -uvq* evmgub aoue ta Tag 4 ov "o 4 oub Taqq 4 noue jTupojd up el -Te* -40 ZVS ap Ze Tn 2 gi mod grue úOw op Tuum 6 que- F-4 -Md un y tu T 4 "ep oi To 4 vjl:daez z"S na sep-rnb-FT oe Lb-rom) lq"eu -v W 4 Tupoid op uo T 4 vjodioou TT inod j TjTvod"TG j 9 MOSZ C:4306 bre de mesure ( 2). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que l'échangeur thermique ( 16) de la conduite d'amenée ( 11) du produit anesthésique est formé de serpentins. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que le circuit de comman- de et d'exploitation de données ( 19) est muni de moyens de commande et de lampes-témoins ( 26,32). 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que les valeurs mesurées par les capteurs de température ( 6,7) sont envoyées, à travers des circuits correspondants, à un amplificateur ( 28) auquel est raccordé un dispositif de réglage des va- leurs théoriques ( 30) et en ce que cet amplificateur est relié par une ligne de commande ( 31) au moteur ( 14) de la pompe doseuse.