Brevet FR2531867A1 — publié le 19840224

Y La présente invention concerne une modification apportée à un appareil thérapeutique d'inhalation destiné à être utilisé avec un appareil de ventilation médical. Le brevet US-A-3 771 721, concerne la thérapie par inhalation dans la technique médicale du traitement par oxygène ou par un mélange d'oxygène et d'air à contenu en humidité élevé, Plusieurs types d'appareils, incluant des atomiseurs et des humidificateurs, sont conçus pour de tels traitements En ce qui concerne les atomiseurs et les nébuliseurs, comme ils sont fréquemment appelés, un système connu jusqu'à présent pour la thérapie par inhalation com- prend un récipient pour eau pure qui comporte des moyens permettant le fonctionnement du récipient suivant un mode parmi plusieurs. Le brevet US-A-4 110 419, et le brevet US-A-4 172 , concernent un appareil humidificateur de type à car- touche qui comprend un module de chauffage séparé muni d'une ouverture cylindrique destinée à recevoir de manière rem- plaçable des modules d'humidification en cartouches cylin- driques jetables Les cartouches comprennent chacune un corps principal métallique tubulaire conçu pour un ajuste- ment coulissant à l'intérieur d'un dispositif de chauffage à paroi tubulaire complémentaire Le corps métallique tu- bulaire comprend des parties d'extrémité supérieure et in- férieure en matière plastique rigide avec un tuyau trans- versal séparé d'alimentation en gaz, la capsule formant un espace d'air fermé au-dessus d'un bain de liquide d'humidi- fication Le gaz devant être humidifié est envoyé à l'inté- rieur d'une chambre creuse formée entre le tuyau d'entrée de gaz qui s'étend axialement dans la cartouche et la paroi radialement espacée du corps principal de la cartouche et de la colonne d'absorption Le tube d'entrée se termine au-des- sus de l'eau Le contenu de ces brevets est incorporé ici par référence Le présent appareil consiste en une modifi- cation apportée à ces brevets pour procurer un humidifica- teur à cartouche perfectionné. A cet effet la présente invention concerne un circuit d'alimentation en eau agencé pour distribuer de l'eau d'un réservoir à un appareil humidificateur raccordé à un système de ventilation, le système de ventilation engen- drant une pression cyclique à l'intérieur de l'humidifica- teur, et le circuit maintenant un volume d'eau constant à l'intérieur tout en préservant la conformité du réservoir du système L'appareil comprend un tube détecteur de niveau disposé dans l'appareil humidificateur Le sommet du tube détecteur de niveau est relié au moyen d'un conduit d'écou- lement d'air, dans lequel est disposé un clapet anti- retour, à un espace d'air situé au sommet du réservoir de liquide aseptique L'eau ést fournie à l'appareil humidifi- cateur au moyen d'un conduit raccordant le réservoir à la cartouche cylindrique de l'appareil Un clapet anti-retour est disposé dans ce conduit. Bien que ce système puisse être utilisé comme humidificateur aussi bien pour des adultes que pour des enfants, cet appareil sera décrit, à des fins de simplifi- cation, comme une modification au brevet US-A-4 110 419 et, plus particulièrement, au brevet US-A-4 172 105, qui four- nissent des gaz de respiration pour inhalation chargés en humidité à l'aide d'une grande quantité d'eau, pour un usage pédiatrique Les éléments de l'appareil qui ne sont pas mentionnés ci-dessus sont identiques à ceux de la struc- ture représentée dans le brevet US-A-4 172 105. Une forme de réalisation préférée, de l'invention donnée à titre d'exemple uniquement, sera maintenant décrite en détail, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure l est une vue en perspective de l'ap- pareil humidificateur selon une forme de réalisation de l'invention, une fois monté; la figure 2 est une autre vue en perspective de l'invention, une partie de la structure étant représentée en coupe; et la figure 3 est une vue en coupe transversale plus détaillée du clapet et des éléments de retenue de la structure. Du fait que la présente demande concerne une modification apportée aux humidificateurs à cartouche de grand volume, jetables et semi-jetables, munis de moyens de stérilisation de cartouches intégrés, tels que présentés et revendiqués dans les brevet US-A-4 172 105 et US-A-4 110 419, seules les parties principales de cet appareil modifié se- ront décrites en détail. En référence aux figures 1 et 2, la modification appocrtée à l'humidificateur et au nébuliseur est globalement désignée par la référence 11 L'ensemble comprend, en com- binaison, des moyens de support 12 de la cartouche de chauf- fage et une cartouche 30 jetable ou semi-jetable, comme le montre la figure 2, incluant un capuchon supérieur 13 du corps, de préférence non-métallique Les détails du dispo- sitif de-chauffage et du module de support de la cartouche sont décrits dans le brevet US-A-4 110 419, et ne seront pas répétés ici. En outre les moyens de support 12 sont munis d'un dispositif à collier 14 pour supporter avec eux une bouteille d'alimentation en eau, en matériau thermoplastique, pré- parée de manière appropriée, avec laquelle le présent sys- tême est agencé pour fonctionner, telle qu'une bouteille préalablement remplie de manière aseptique, caonue sous le nom de "Concha" (Marque déposée), de préférence le modèle "Concha 1500 " ( 1500 ml) commercialisée par Respiratory Care Inc, Arlington Heights, Illinois, Etats-Unis La bouteille est munie d'opercules perçables 24 et 25 pour recevoir des organes de perçages 32 et 53, de la manière représentée sur la figure 2 Le capuchon 13 est muni d'un orifice de distri- bution de gaz 21 Un tube flexible 22 est représenté par- tiellement, raccordé à l'orifice de distribution de gaz 21, et est agéncé pour distribuer le gaz traité au patient Des moyens formant réservoir, sous forme d'une bouteille d'eau liquide, représentée sur les dessins, sont de préférence constitués de l'unité "Concha" mentionnée plus haut, dis- posée en position verticale à côté des moyens de support 12 L'unité est un récipient cacheté d'eau aseptique jeta- ble, en matière plastique Le récipient comprend une cham- bre principale 23, représentée sur les dessins munie d'oper- cules perçables 24 et 25 et de tubes de raccordement 26 et 27 La caractéristique principale de la présente invention réside dans le procédé de raccordement de la bouteille 15 avec la cartouche humidificatrice 30, et dans les éléments conçus pour contrôler le niveau de l'eau dans la cartouche humidificatrice 30. Le tube 26 est raccordé au fond de la bouteille par le raccord 25 comportant l'organe de perçage 32. L'autre extrémité du tube 25 est raccordée au fond de la cartouche humidificatrice 30 par le raccord 34 Le tube 27 est raccordé au sommet de la bouteille par le raccord 24 sur lequel est fixé un organe de perçage 53 L'autre extré- mité du tube 27 est raccordée par le raccord 38 au tube dé- tecteur de niveau 31 disposé dans la cartouche humidifica- trice 30. La figure 3 est une vue en coupe des clapets anti-retour 28 et 29 des figures 1 et 2 Les clapets consis- tent en un disque élastomère 39 qui se déplace entre les po- sitions 54 et 60 Lorsque le disque occupe la position 54, de l'eau peut s'écouler dans le conduit 26 et dé l'air peut s'écouler par le conduit 27 Lorsque le disque occupe la po- sition 60, le clapet est fermé et l'eau ne peut s'écouler par le conduit 26 ni l'air par le conduit 27. Pendant le fonctionnement du système, les clapets anti-retour 28-et 29 commandent l'écoulement d'eau du réser- voir 15 dans la cartouche humidificatrice 30, ainsi que l'é- coulement d'air à partir de l'espace d'air 40 vers le tube détecteur de niveau 31 De nouveau en référence à la figure 1, des pattes d'attache 50 sont mises en place sur les tubes 26 et 27 L'appareil comprend un interrupteur marche-arrêt 51 et un organe de réglage 52. Lors du fonctionnement du systèmei lorsque la cartouche humidificatrice vient d'être raccordée, de l'eau s'écoulera par gravité de la bouteille 15 vrers la cartouche humidificatrice 30, via les raccords 25 et 34 L'eau s'élè- vera dans la cartouche humidificatrice 30 et interrompra finalement l'alimentation en air vers le tube détecteur de niveau 31. L'eau continuera à s'élever dans le tube détec- teur de niveau 31 pour engendrer une dépression dans l'es- pace d'air 40 de la bouteille A l'équilibre, le niveau dans le tube détecteur 31 sera égal au niveau dans la bouteille La dépression dans la bouteille sera égale à la pression hydrostatique équivalent à la différence des niveaux entre l'eau contenue dans la bouteille et l'eau contenue dans la cartouche humidificatrice 30 Lors d'une utilisation pour des applications à écoulement continu, non cyclique, l'éva- poration provoquera une chute du niveau de l'eau dans la cartouche humidificatrice 30, ce qui exposera le fond du tube détecteur de niveau 31 à l'air Une-partie de l'eau contenue dans le tube capteur sera vidée et remplacée par de l'air provenant de l'intérieur de la cartouche humidifi- catrice 30 Ceci engendrera un déséquilibre, de sorte que de l'eau s'écoulera de la bouteille 22, par le raccord 25, le tube 26 et le raccord 24, dans la cartouche humidifica- trice 30 Le cycle se répétera tant que de l'eau contenue dans la cartouche humidificatrice sera consommée, et un niveau d'eau constant sera maintenu. Pendant la phase d'inspiration d'un cycle d'ap- pareil de ventilation, la pression dans la cartouche humi- dificatrice 30 augmentera par rapport à celle du réservoir et, si le niveau d'eau dans la cartouche 30 est situé au-dessus du niveau de contrôle, l'eau sera acheminée à force dans le conduit 27 et le clapet anti-retour 28 s'ou- vrira Si le niveau d'eau dans la cartouche 30 est situé au- dessous du niveau de contrôle, de l'air se déplacera à tra- vers le conduit 27 pour entrer dans le réservoir 15 L'eau acheminée à force dans le conduit 26 provoquera la ferme- ture de la soupape d'arrêt 29 pendant la phase d'expiration du cycle, et la pression dans la cartouche humidificatrice 30 diminuera sensiblement par rapport à celle du réservoir Ceci provoquera la fermeture du clapet 28 et l'ouverture du clapet 29 ainsi que le déplacement de l'eau du réservoir vers la cartouche 30 par le conduit 26 Le système es- saiera constamment d'atteindre l'équilibre La pression dans le réservoir 15 augmentera jusqu'à ce que l'alimentation en air soit interrompue, puis diminuera jusqu'à ce que l'ali- mentation en air soit rétablie Le clapet 29 situé dans le conduit 26 empêche l'eau d'être refoulée dans la bouteille pendant l'inspiration, et permet à l'eau de s'écouler pen- dant l'expiration Le clapet 28 situé dans le conduit 27 empêche la pression dans le réservoir 15 d'être libérée pendant l'expiration, mais permet également à l'air ou à l'excès d'eau d'être acheminée à force dans le conduit 27 pendant l'inspiration Un autre fait est que le niveau d'eau est maintenu sensiblement constant et que la conformité (dilatation et contraction du réservoir) est sensiblement réduite. R E V E N D 1 C A T I O N S 1 Appareil d'alimentation en eau pour distri- buer de l'eau d'un réservoir à un humidificateur dans le- quel un système de ventilation engendre une pression cycli- que, le circuit maintenant un volume d'eau constant à l'in- térieur de l'humidificateur tout en préservant la confor- mité du réservoir du système, caractérisé en ce qu'il com- prend a) un module comprenant une cartouche humidi-_ ficatrice ( 30) comportant un corps de cartouche principal. tubulaire muni d'une paroi périphérique intérieure; b) ledit module à cartouche ( 30) comprenant une partie d'extrémité supérieure munie d'un capuchon ( 13) fixé sur ledit corps principal; (c) ledit module à cartouche humidificatrice ( 30) comprenant une partie d'extrémité inférieure se termi- nant par une paroi transversale agencée pour retenir un li- quide humidificateur, ladite paroi transversale présentant des moyens d'entrée de liquide ( 34) agencés pour être rac- cordés hydrauliquement par des conduits ( 26) avec les moyens de sortie de liquide ( 25) d'une source de liquide externe ( 15), d) ledit module à cartouche humidificatrice ( 30) comprenant en outre des moyens d'absorption de liquide comprenant une colonne d'absorption de liquide de forme générale tubulaire à centre ouvert dont une face périphé- rique intérieure constitue une surface d'évaporation pour le liquide humidificateur disposé de manière sensiblement contiguë et s'étendant le long d'une partie substantielle du corps principal de cartouche, ladite partie d'extrémité inférieure étant agencée et conçue pour être directement- mouillée-par le liquide humidificateur lorsque du liquide est contenu dans ladite partie d'extrémité inférieure, et pour convoyer le liquide vers le haut desdits moyens d'absorption et vers ladite surface d'évaporation par ca- pillarité; e) un tube détecteur de niveau de fluide ( 31) disposé dans le module à cartouche humidificatrice ( 30) parallèlement à ladite colonne d'absorption de liquide cen- trale tubulaire, et s'étendant à partir d'un point proche du fond du module à cartouche humidificatrice vers le capu- chon ( 13) de la partie d'extrémité supérieure; f) le capuchon ( 13) de la partie d'extrémité supérieure du module à cartouche humidificatrice du para- graphe (b), conjointement avec une partie du corps principal délimitant un espace d'air situé au-dessus du niveau de li- quide humidificateur situé dans la partie d'extrémité infé- rieure du paragraphe (c) lorsque du liquide est contenu dans cette partie d'extrémité inférieure; (g) le capuchon ( 13) comprenant un tuyau d'en- trée ( 16) d'alimentation en gaz de respiration pour diri- ger le gaz devant être humidifié dans le module ( 30), et se terminant dans le corps principal de la cartouche; h) le capuchon ( 13) comprenant en outre un tuyau de sortie ( 21) pour la distribution de gaz de respi- ration humidifié, s'étendant vers l'extérieur, communiquant avec l'espace d'air contenu dans la cartouche; (i) un réservoir jetable ( 15) abritant de manière étanche un liquide aseptique, le réservoir ( 15) je- table présentant un tuyau de sortie ( 26) de liquide, des moyens ( 14) pour monter de manière détachable ce réservoir à l'extérieur du module ( 30), et des moyens d'entrée ( 24, ) de liquide agencés pour établir une communication de fluide, par des conduits, entre les moyens de sortie ( 24, ) de liquide du réservoir externe ( 15) de liquide asepti- que et le module ( 30), les oenduits comprenant un premier organe tubulaire ( 26) dans lequel est disposé un clapet de retenue ( 29), une extrémité de l'organe tubulaire ( 32) étant rac- cordée à la sortie de liquide ( 25) du réservoir ( 15), l'au- tre extrémité de l'organe tubulaire ( 26) étant raccordée à l'entrée ( 34) du module ( 30), un second conduit tubulaire ( 27) dans lequel est disposé un clapet anti-retour ( 28), une extrémité de ce second conduit tubulaire étant raccor- dée au tube capteur de niveau-( 31) situé dans le capuchon ( 13) de la partie d'extrémité supérieure, l'autre extrémité du second organe tubulaire ( 27) étant raccordée, au-delà du clapet anti-retour ( 28), à la partie surpérieure du ré- servoir ( 15) de liquide aseptique. 2 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le tuyau de distribution ( 21) est agencé pour être raccordé à un tube de distribution de sortie 3 Appareil selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le clapet anti-retour ( 29) disposé dans le premier conduit ( 26) est d'une dimension suffisante pour obturer ce conduit et empêcher le refoulement d'eau du module ( 30) vers le réservoir ( 15). 4 Appareil selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le clapet anti-retour ( 28) disposé dans ledit second conduit ( 27) est d'une dimension suffisante pour obturer le conduit et empêcher le refoulement d'air du réservoir vers le capuchon ( 13) de la partie d'extrémité supérieure du module ( 30).