Brevet FR2544203A1 — publié le 19841019

"DISPOSITIF DE RESPIRATION ARTIFICIELLE" L'invention concerne un dispositif de respiration artificielle comprenant une source de gaz respiratoire commandée par un appareil de commande qui, dans la phase d'inspiration, alimente au moins une buse d'induction ou "jet-buse" disposée dans un embout d'amenée par impulsions de gaz à haute fréquence, l'appareil de commande s'inver- sant sur la phase d'expiration à la fin de la phase d'ins- piration. Un respirateur artificiel de ce type est décrit dans la demande de brevet allemand DE-OS 3 119 814 La bu- se d'induction placée dans la canule trachéale est alimen- tée pendant la phase d'inspiration par des impulsions de gaz à haute pression dont la fréquence de succession est supérieure à la fréquence de respiration naturelle, notam- ment supérieure à 300 impulsions/mn A la fin de la phase d'inspiration, se produit l'inversion sur la phase d'expi- ration A l'extrémité proximale de la canule trachéale est disposée une buse de Venturi alimentée par une source de servo-gaz, qui est alimentée par l'intermédiaire d'une bu- se d'injecteur à partir d'une source de servo-gaz et qui, de cette façon, produit la dépression nécessaire pendant la phase d'expiration dans la canule trachéale Un tel respirateur artificiel parait avantageux en ce sens qu'il subsiste une liaison permanente entre l'extrémité proxima- le de la canule et l'atmosphère environnante, ce qui per- met une expiration libre. Pour pouvoir amener la quantité de gaz respiratoi- re nécessaire pendant la durée d'impulsion disponible, il est nécessaire qu'il se présente au niveau de la buse d'in- duction des pressions de transport élevées et de forts cou- rants de pointe Les buses d'induction de ce genre, alimen- tées par un gaz sous haute pression, donnent à l'appareil un niveau de bruit élevé qui peut être ressenti comme un gêne. Sous l'action de la buse d'induction, il se produit dans l'embout d'alimentation un courant d'aspiration dont la capacité de transport peut atteindre plusieurs fois le débit de gaz respiratoire de la buse Il est alors diffi- cile d'éviter la rétrorespiration sans mesures additionnel- les. L'invention prend pour point de départ le problème consistant à rendre silencieux un dispositif de respira- tion artificielle du type précité, tout en faisant en sor- te que, dans un dispositif ouvert sans soupape unidirec- tionnelle, il soit possible d'introduire une quantité suf- fisante de gaz respiratoire par l'action de la buse en évi- tant la rétrorespiration. Pour résoudre ce problème, il est prévu que l'em- bout d'alimentation est relié à une conduite circulaire présentant un orifice de trop-plein prévu pour la circula- tion d'un gaz de balayage respirable et en ce que la buse d'induction est agencée dans l'embout d'alimentation de ma- nière que le courant de gaz de balayage se trouve dans la région d'aspiration de la buse De cette façon, pendant la phase d'inspiration, du gaz respiratoire pris sur le cou- rant de gaz de balayage est aspiré en supplément du courant du jet, sous l'effet de l'action d'injecteur, et est débi- tée dans les poumons Avec un débit de circulation de par exemple 100 à 150 1/mn dans la conduite circulaire et une capacité de débit de la buse d'induction de 15 1/mn en mo- yenne (dans le cas d'un débit de pointe de 40 1/mn), on ob- tient une alimentation totale en gaz respiratoire d'environ -120 1/mn atteinte dans la phase d'inspiration Par ail- leurs, dans un tel dispositif, on peut obtenir une atténua- tion efficace du bruit sans gêner l'expiration par des dis- positifs silencieux ou équivalents supplémentaires, dans un dispositif ouvert côté expiration. L'expression embout d'alimentation, qui comprend la buse d'induction, doit couvrir également un connecteur pour le raccordement de la canule trachéale et/ou la canu- le trachéale elle-même. Dans un tel dispositif de respiration artificielle, il peut être souhaitable de prévoir dans la conduite circu- laire un organe de pompage pour la production de courant de circulation du gaz de-balayage Les organes de pompage intercalés dans les conduites circulaires des appareils d'anesthésie sont connus en soi, par exemple, par le bre- vet US-4 127 121 Toutefois, dans ce cas-l'organe de pom- page sert exclusivement à la circulation du courant de gaz de balayage, L'organe de pompage peut alors être avantageusement constitué par une buse d'injection ou alimenté en gaz res- piratoire La quantité de gaz respiratoire introduite dans la conduite circulaire par la buse d'injection doit être déterminée d'après l'utilisation, une quantité excédentai- re de gaz respiratoire pouvant s'échapper à travers l'ori- fice de trop plein prévu dans la conduite circulaire Cet orifice de trop plein peut avantageusement être prévu en amont d'un absorbeur de CO 2 disposé dans la conduite cir- culaire, de manière que le gaz excédentaire se décharge dans l'atmosphère environnante sans charger l'absorbeur de C 02 Dans une autre forme de réalisation également avanta- geuse, l'orifice de trop plein de la conduite circulaire peut être équipé d'une soupape de surpression réglable de manière que le rejet du gaz dans l'atmosphère environnante ne se produise qu'après dépassement d'une valeur définie de la pression dans la conduite circulaire. Un positionnement avantageux de l'orifice dé trop plein dans la zone neutre, c'est-à-dire de pression sensi- blement nulle, de la conduite circulaire permet d'adopter un orifice de trop plein ouvert en permanence, par lequel un excédent de gaz respiratoire, par exemple en présence d'impulsions de toux, peut être librement déchargé. Une forme-avantageuse de construction peut consis- ter dans le fait qu'il est prévu une buse d'éjection en supplément de la buse d'induction dans l'embout d'alimen- tation Cette buse est également alimentée en gaz respira- toire, plus précisément, en général, par l'inversion inter- mittente de la source de-gaz respiratoire qui alimente la buse d'induction. Par ailleurs, l'agencement d'une buse d'induction en combinaison avec une buse d'éjection dans un embout d'a- limentation, ou dans une canule trachéale représente éga- lement une combinaison avantageuse dans les cas o l'appa- reillage n'est pas raccordé à une conduite circulaire de circulation du gaz de balayage respirable. Pour différents cas d'application, il semble suffi- sant d'utiliser le dispositif à deux buses décrit, qui com- prend une buse d'induction commandée selon le cycle respi- ratoire et une buse d'éjection, par exemple, en combinaison avec une canule ouverte unilatéralement sur l'atmosphère environnante. Une forme de réalisation avantageuse peut prévoir que les sens de courant sortant de la buse d'induction et de la buse d'éjection soient orienté S l'un en sens inverse de l'autre dans le cas d'orifices de buses en vis-à-vis. Ceci permet d'obtenir une faible hauteur de construction et une orientation des buses favorable, selon l'effet re- cherché Ici, la buse d'éjection est plus rapprochée de l'extrémité distale de l'embout d'alimentation que la buse d'induction. Pour le découplage aérodynamique et l'élévation de la puissance de l'action de la buse, il peut être avanta- geux par ailleurs de disposer, dans la région de la buse d'induction et/ou de la buse d'éjection un tronçon de ca- nalisation qui converge dans le sens du courant Ce tron- çon de canalisation présente de préférence deux tronçons qui convergent respectivement dans les sens d'écoulement de la buse d'induction et de la buse d'éjection De cette façon, on obtient un effet indépendant du diamètre de la canule trachéale raccordée à l'embout d'alimentation. La dimension de la buse d'induction correspond en général à la dimension de la buse d'éjection, ce qui permet, grâce à l'alimentation avec la même pression préa- lable, d'obtenir des débits de refoulement sensiblement identiques Le terme de buse doit couvrir, non seulement des orifices de sortie rétrécis avec une forme conique, mais également des orifices de tubes libres par o un cou- rant gazeux sort avec une direction préférentielle. Avec les caractéristiques de l'invention, on obtient un dispositif de respiration artificielle ouvert, à faible niveau de bruit, dans lequel, dans la phase d'inspiration, une quantité de gaz respiratoire suffisante peut être ache- minée sous la forme d'impulsions de gaz à haute pression sans rétrorespiration, en particulier, avec une fréquence de succession supérieure à 100 impulsions/mn Par ailleurs, dans la phase d'expiration, le dispositif garantit la pro- duction de dépression efficace et, de ce fait, une extrac- tion suffisante des fractions gazeuses usées des poumons. La figure unique du dessin schématique annexé re- présente une forme d'exécution de ce dispositif Dans l'ensemble du dispositif, il est prévu une conduite circulaire ( 1) dans laquelle le gaz de balayage respirable est mis en circulation L'acheminement du gaz de balayage s'effectue par l'intermédiaire d'une buse d'in- jection ( 2), ce qui détermine le sens de la circulation dans la conduite circulaire ( 1). La conduite circulaire ( 1) comprend en outre un absorbeur de CO 2 ( 3), un humidificateur de gaz respiratoi- re ( 4), ainsi qu'une vessie d'équilibrage ( 5) qui forme le volume accumulateur. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'orifi- ce de trop-plein de la conduite circulaire ( 1), qui peut également être entièrement libre dans une disposition appro- priée, est fermé par un clapet de surpression ( 6). L'embout d'alimentation ( 8) est muni d'une tubulu- re d'alimentation ( 7) prévue pour l'entrée du courant de circulation du gaz de balayage et d'une tubulure de sortie ( 9) servant à le renvoyer dans la conduite circulaire ( 1). Dans l'embout d'alimentation ( 8), se trouve une bu- se d'induction ( 10) présentant une direction d'éjection axiale, qui se trouve en face d'une buse d'éjecteur ( 11) orientée également axialement en sens inverse La disposi- tion de la buse d'induction ( 10) est telle que le courant de gaz de balayage mis en circulation se trouve dans la ré- gion d'inspiration de la buse ( 10). La buse d'induction ( 10) et la buse d'éjection ( 11) sont dirigées vers un tronçon de canalisation ( 12) qui pré- sente des tronçons ( 13, 14) qui convergent respectivement dans les sens d'écoulement des buses. En combinaison avec la buse d'injection ( 10) et la buse d'éjection ( 11), il est prévu une source de gaz respi- ratoire ( 15), qui est commandée par un appareil de comman- de ( 16) de manière à acheminer à la buse ( 10) des impul- sions de gaz sous haute pression pendant la phase d'inspi- ration tandis que, dans la phase d'expiration, il peut se produire une alimentation continue ou discontinue de la bu- se d'éjection ( 11) en gaz respiratoire. Dans l'exemple de réalisation représenté, une ca- nule trachéale ( 17) munie d'une manchette d'étanchéité ( 18) est raccordée à l'embout d'alimentation ( 8). REVENDICATIONS - 1 Dispositif de respiration artificielle compre- nant une source de gaz respiratoire commandée par un appa- reil de commande et qui, dans la phase d'inspiration, ali- mente en impulsions de gaz à haute fréquence au moins une buse d'injection disposée dans une pièce d'alimentation, l'appareil de commande s'inversant sur la phase d'expira- tion à la fin de chaque phase d'inspiration, caractérisé en ce-que l'embout d'alimentation ( 8) est relié à une con- duite circulaire ( 1) présentant un orifice de trop-plein ( 6) prévu pour la circulation d'un gaz de balayage respira- ble, et en ce que la buse d'induction ( 10) est disposée dans l'embout d'alimentation ( 8), de manière que le courant de gaz de balayage se trouve dans la zone d'aspiration de la buse d'induction ( 10). 2 Dispositif de respiration artificielle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu dans la conduite circulaire ( 1) un organe de transfert servant à produire un courant de circulation du gaz de balayage. 3 Dispositif de respiration artificielle selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de trans- fert est constitué par une buse d'injection ( 2) alimentée en gaz respiratoire. 4 Dispositif de respiration artificielle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un absorbeur de Co 2 ( 3) est intercalé dans la conduite circulaire ( 1). Dispositif de respiration artificielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice de trop-plein de la conduite circulaire est muni d'un clapet de surpression réglable ( 6). 6 Dispositif de respiration artificielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'embout d'alimentation ( 8), il est prévu une buse d'éjection ( 11) en complément de la buse d'induction ( 10). 7 Dispositif de respiration artificielle selon la revendication 6, caractérisé en ce que les sens d'éjec- tion de la buse d'induction ( 10) et de la buse d'éjection ( 11) sont dirigés à l'inverse l'un de l'autre dans le cas o les orifices des buses sont face à face. 8 Dispositif de respiration artificielle selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est prévu une pièce ( 12) de canalisation du courant, convergente dans le sens de l'écoulement, dans la région de la buse d'induc- tion ( 10) et/ou dans la région de la buse d'éjection ( 11). 9 Dispositif de respiration artificielle selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce de ca- nalisation du courant ( 12) présente deux tronçons conver- gents ( 13, 14) respectivement dans le sens de l'éjection de la buse d'induction ( 10) et dans celui de la buse d'é- jection ( 11).