Brevet FR2546403A1 — publié le 19841130

La présente invention concerne un dispositif permet- tant de commander le fonctionnement d'un lit médical à fluidisa- tion permettant de faire flotter et de soutenir un corps humain, à des fins de traitement médical, sur un ensembleou lit, de fines particules soumises à un mouvement d'écoulement, ou de fluidisa- tion, provoqué par un courant d'air comprimé diffusé vers le haut à travers un panneau diffusant. Les lits à fluidisation du type décrit sont princi- palement utilisés dans le domaine médical On va décrire, en relation avec la figure l A, la structure et le fonctionnement d'un lit à fluidisation De l'air ambiant AO est comprimé et délivré par un compresseur annulaire 1 entraîné par un moteur la, sous une température accrue, puis est refroidi à la température voulue par un échangeur de chaleur HC alimenté en air par un ventilateur F entraîné par un moteur lb L'air comprimé Al pas- sant dans un tuyau D se répartit dans une chambre fermée 2 au- dessous d'un panneau diffusant 3. Le panneau diffusant 3, qui est formé d'un matériau poreux en forme de plaque, sert à faire diffuser et à répartir l'air comprimé Al dans la chambre fermée 2 sous forme d'air dif- fusé qui remonte dans le panneau diffusant 2 au travers d'une multiplicité d'intervalles ou d'interstices qui sont présents dans toute l'aire du panneau Un lit 5 de fines particules ou perles est soumis à un mouvement de fluidisation par l'air dif- fusé 5 Une cuve 4 solidaire de la chambre fermée 2 contient le lit de perles 5 et le panneau diffusant 3 La surface supérieure du lit 5 est recouverte par un tissu S comportant des interstices plus petits que les perles afin de permettre à l'air diffusé A 2 de le traverser tout en empêchant que les perles 5 ne soient dispersées Le tissu S sert également de nappe de gaze ou de bandage, permettant le contact avec le patient qui repose sur le tissu. Le lit à fluidisation permet d'empêcher que la cir- culation sanguine ne soit interrompue par suite de pressions localisées exercées sur le corps du patient Ainsi, le lit a jusqu'ici été principalement utilisé pour favoriser la croissance de la peau d'un brûlé grave ou pour empêcher la formation d'escarres sur un patient longtemps alité Lorsque le patient repose sur le lit de particules 5 en état de fluidisation, par l'intermédiaire du tissu S, il est soutenu de manière uniforme par les perles qui subissent le mouvement de fluidisation audessous d'une large aire du corps du patient En résultat, il y a minimisation de la pres- sion exercée sur la peau Pu isque la pression est répartie uni- formément, on évite que la circulation sanguine ne soit inter- rompue par des pressions localisées s'exerçant sur des vaisseaux sanguins périphériques La figure 1 B montre la manière suivant laquelle un corps humain est soutenu en état flottant sur un lit à fluidisation. Le lit à fluidisation classique possède une hauteur fixe Toutefois, il est paru intéressant qu'un lit àfluidisation pas- sède une hauteur réglable, et soit plus spécialement un lit pour lequel la hauteur au-dessus du plancher peut être rendue aussi petite que possible afin de faciliter le transfert d'un patient sur le lit ou lorsque le patient entre dans le lit ou sort du lit, la hauteur étant ramenée à une hauteur appropriée lorsque le patient repose sur le lit et se voit administrer des traitements. Pour satisfaire cette demande, il a été proposé de combiner au lit un ascenceur permettant de régler la hauteur du lit Les figures 2 A et 2 B montrent la disposition d'un tel méca- nisme produisantun déplacement vertical. La hauteur du lit à fluidisation et, par conséquent, celle de la cuve 4 peuvent être réglées librement entre une hauteur maximale Hl et une hauteur minimale H 2 par un ascenceur LF L'ascen- seur LF comporte un mécanisme à biellettes LK comportant des paliers Pl et P 2 fixés à ses extrémités et des cylindres RI et R 2 fixés à ses extrémités opposées et mobiles sur desrailsde guidage. Un cylindre hydraulique OS fait fonction d'unité d'entraînement dans le sens vertical et permet d'allonger et de rétracter le mécanisme à biellettes LK Toutefois, le fait de déplacer verticale- ment un tel lit à fluidisation alors que le patient se trouve sur le lit et que les perles 5 se trouvent dans un état de fluidisation, peut amener un déplacement non voulu du patient sur le lit. C'est donc un but de l'invention de proposer un dis- positif permettant de commander les mouvements d'élévation et d'abaissement d'un lit à fluidisation et permettant de bloquer ou d'empêcher le mouvement de fluidisation des perles pendant le déplacement vertical du lit dans le but d'éliminer le risque ci- dessus indiqué. Selon l'inventions lorsque le lit subit un déplacement vers le haut ou vers le bas, le mouvement de fluidisation des perles subit un arrêt temporaire afin que le corps du patient soit mis au repos, comme s'il était placé dans un moule de sable Une fois terminé le déplacement du lit, il est possible de remettre les perles dans l'état de fluidisation. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: les figures l A et l B sont des vues montrant un lit à fluidisation classique; les figures 2 A et 2 B sont des vues illustrant un mécanisme permettant de déplacer verticalement un lit à fluidisa- tion et auquel l'invention peut être appliquée; la figure 3 est un schéma de principe d'un dispositif de commande selon l'invention; et la figure 4 est un schéma de principe d'un dispositif de commande selon un autre mode de réalisation de l'invention. Des modes de réalisation préférés de l'invention vont être décrits en relation avec les figures 3 et 4 Les symboles ou numéros de référence identiques désignent des parties identiques correspondantes Dans la description suivante, "' est utilisé pour désigner un niveau logique "haut" et "B" un niveau logique bas. Comme indiqué sur la figure 3, un commutateur 11 de commande de déplacement vertical répond à un signal U d'opération manuelle de commande de montée ou un signal D d'opération manuelle de commande de descente en délivrant un signal Ul de commande de montée ou un signal Dl de commande de descente Dans le mode de réalisation représenté, le commutateur Il de commande de déplace- ment vertical est un commutateur à boutons-poussoirs actionnés manuellement Une unité 12 de commande d'écoulement produit un signal F de début-fin d'écoulement faisant fonction de signal de marche-arrêt pour le moteur la de la soufflante (figure l A) en fonction du niveau (H ou B) du signal de sortie 52 d'une porte ET G 4. Un dispositif de minuterie 13 produit un premier retard compté à partir de l'instant o le signal F est devenu une instruction de fin d'écoulement et s'étendant au moins jusqu'à ce que le mouvement d'écoulement, ou de fluidisation, des perles 5 se soit arrêté Le dispositif de minuterie 13, qui démarre en même temps qu'est délivré le signal Ul de commande de montée ou le signal Dl de commande de descente, applique à des portes ET G 2 et G 3 un signal temporel AO de niveau B afin de bloquer le signal Ul de commande de montée ou le signal Dl de commande de descente Une fois passé le premier temps de retard, le signal temporel AO passe au niveau H ce qui ouvre les portes ET G 2 et G 3. En réponse à l'existence d'un signal de sortie venant de l'une des portes ET G 2 et G 3, une unité 14 de commande de déplace- ment vertical-applique un signal de montée U 2 ou un signal de des- cente D 2 faisant fonction de signal de mise en marche à une soupape actionnée par solénoïde de commande de montée ou à une soupape actionnée par solénoïde de commande de descente (non représentées) qui fournissent de l'huile au cylindre hydraulique OS (figures 2 A et 2 B) afin de faire monter ou descendre l'ascenceur LF Un deuxième dispositif de minuterie 15 produit un deuxième retard qui commence au moment o le signal de montée U 2 ou le signal de descente D 2 passent à l'état B et qui dure au moins jusqu'à ce qu'un mécanisme de verrouillage de sécurité (non représenté) servant à fixer la course du cylindre hydraulique ait achevé d'effectuer l'opération de verrouillage Le fonctionnement du dispositif de minuterie 15 commence à l'instant o le signal de montée U 2 ou le signal de descente D 2 passent à l'état B et il a pour fonction d'appliquer un signal temporel BO de niveau B à une borne G 42 de la porte ET G 4 afin de fermer la porte G 4 et d'empêcher ainsi que les perles 5 ne commencent leur mouvement d'écoulement Une fois passé le deuxième temps de retard, le signal temporel BO passe au niveau H, ce qui ouvre la porte ET G 4 La référence Gl désigne une porte OU, et les références NI, N 2 et N 3 désignent des inverseurs. On va maintenant décrire le fonctionnement du système de commande représenté sur la figure 4 Lorsqu'une opération de commande de montée ou une opération de commande de descente a été manuellement demandée par actionnement du commutateur 11 de com- mande de déplacement vertical, le commutateur 11 à boutons-poussoirs manuels délivre en continu un signal Ul de commande de montée de niveau H ou un signal Dl de commande de descente de niveau H aussi longtemps que le commutateur Il reste enfoncé La porte OU Gl pro- duit alors un signal de sortie Si de niveau H, qui est transformé par l'inverseur N 2 en un signal de niveau B, lequel est appliqué à l'autre borne G 41 de la porte ET G 4 Puisque le signal temporel BO venant du dispositif de minuterie 15 et appliqué à l'autre borne G 42 de la porte ET G 4 est au niveau H, l'écoulement d'air comprimé en direction du lit de perles s'arrête Le niveau de sortie Sl de niveau H est appliqué via l'inverseur NI, sous forme d'un signal de repositionnement de niveau B, à une borne de repositionnement AR du dispositif de minuterie 13, ainsi que, sous forme d'un signal de mise en marche, à une borne de mise en marche AS du dispositif de minuterie 13, si bien que le dispositif de minuterie 13 commence son action de minuterie en produisant un signal temporel AO de niveau B Le signal temporel AO de niveau B est appliqué aux portes ET G 2 et G 3 afin d'empêcher que le signal Ul de commande de montée ou le signal Dl de commande de descente ne soit appliqué à l'unité 14 de commande de déplacement vertical Ainsi, aucun des signaux U 2 de montée et D 2 de descente n'est délivré par l'unité 14 de commande de déplacement vertical au mécanisme d'entraînement vertical du lit à fluidisation, c'est-à-dire aux soupapes actionnées par solé- noides qui fournissent le fluide hydraulique actionnant le piston du cylindre hydraulique OS présenté sur les figures 2 A et 2 B. Le signal de sortie 51 de niveau H est appliqué au dispositif de minuterie 15 sous forme d'un signal ayant un niveau logique opposé à celui des signaux appliqués au dispositif de minuterie 13 Plus spécialement, un signal de repositionnement de niveau H est appliqué à une borne de repositionnement VR, tandis qu'un signal de niveau B est appliqué, via l'inverseur N 3, à une borne de mise en marche BS Ainsi, le signal temporel B O reste au niveau H. Lorsque le premier temps de retard fixé par le dis- positif de minuterie 13 s'est écoulé, le signal temporel AC passe au niveau H ce qui ouvre les portes G 2 et G 3 Le signal Ul de commande de montée ou le signal DI de commande de descente, de niveau H, est alors délivré à l'unité 14 de commande de déplace- ment vertical, lequel fournit, en réponse, le signal de montée U 2 ou le signal de descente D 2 à la soupape actionnée par solénotde afin de soulever ou d'abaisser le lit à fluidisation. Les perles restent au repos pendant la durée comprise entre l'instant o le dispositif de minuterie 13 est mis en marche et l'instant o le temps de retard fixé par celui-ci s'est écoulé. Le patient est fixé dans les perles et est donc maintenu au repos. Lorsque l'opération de commande de montée, ou bien l'opération de commande de descente, cesse après que le lit a atteint la hauteur voulue, le signal U 1 de commande de montée, ou bien le signal Dl de commande de descente, passe au niveau B afin de faire cesser l'application du signal de montée U 2 ou du signal de descente D 2 par l'unité 14 de commande de déplacement vertical, si bien que le déplacement vertical du lit s'arrête. Le signal de sortie Si de la porte OU Gl passe alors au niveau B afin de repositionner le dispositif de minuterie 13 Le signal temporel AO reste au niveau H. Le signal de sortie 51 de niveau B est transformé par l'inverseur N 2 en un signal de niveau H, lequel est appliqué à la borne d'entrée G 41 de la porte ET G 4 Le signal de sortie 51 de niveau B est également appliqué, comme signal de reposition- nement, à la borne de repositionnement BR du dispositif de minu- terie 15 et, comme signal de mise en marche de niveau H, à sa borne de mise en marche BS Le signal temporel B O passe alors au niveau B, lequel niveau est appliqué à la borne 042 de la porte ET G 4 Le signal de sortie 52 de la porte ET C-4 reste au niveau B si bien que le signal F continue d'être une instruction de fin) ou d'arrêt,d'écoulement. Une fois passé le deuxième temps de retard fixé par le dispositif de minuterie 15, le signal temporel BO passe au niveau H et le signal de sortie 52 de la porte ET G 4 passe égale- ment au niveau H L'unité 12 de commande d'écoulement transforme le signal F en un signal de début d'écoulement permettant de faire redémarrer le mouvement d'écoulement, ou de fluidisation, des perles. Pendant la marche du dispositif de minuterie 15, le mécanisme de verrouillage de sécurité permettant de fixer la course du cylindre hydraulique OS est actionné et verrouille le cylindre hydraulique Toutefois, on peut omettre le dispositif de minuterie 15 si la conception du mécanisme d'entraînement ver- tical le permet La figure 4 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le deuxième dispositif de minuterie 15 est omis, le signal de sortie de l'inverseur N 2 étant directement appliqué à l'unité de commande d'écoulmient 12. Dans les modes de réalisation ci-dessus décrits, le temps nécessaire à l'arrêt du mouvement de fluidisation des perles est établi indirectement par le dispositif de minuterie 13 Toute- fois, une commande directe utilisant par exemple un détecteur détectant la pression de l'air comprimé AI ou le mouvement de fluidisation-des perles peut être employé à la place du dispositif de minuterie 13. Selon l'invention, comme cela résulte de la des- cription ci-dessus donnée, on empêche de manière fiable les perles de subir un mouvement de fluidisation avant de tenter aucun déplace- ment vertical du lit On ne peut soulever ou abaisser le lit qu'après que le patient a été immobilisé dans le "moule de sable" des perles maintenues au repos En conséquence, il est possible d'ajuster la hauteur du lit en toute sécurité et sans faire courir de risques au patient. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'ima- giner, à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif permettant de commander les mouvements d'élévation et d'abaissement d'un lit à fluidisation destiné à soutenir un corps humain sur un lit de particules mis en état de fluidisation à l'aide d'air sous pression, caractérisé en ce qu'il comprend: une unité d'entraînement (OS, LF) permettant de sou- lever et d'abaisser verticalement le lit; un moyen de commande ( 11) qui délivre une instruction (U 1, Dl, Sl) de déplacement vertical à ladite unité d'entraînement; un moyen ( 14) de commande de déplacement vertical qui commande le fonctionnement de l'unité d'entraînement en réponse à l'instruction de déplacement vertical venant dudit moyen de commande; un moyen (la) de commande d'écoulement qui commande le mouvement d'écoulement, ou de fluidisation, de l'air dans ledit lit; un moyen ( 12) qui délivre une instruction de finou d'arrêt, d'écoulement (F) audit moyen de commande d'écoulement lorsque l'instruction de déplacement vertical est produite par ledit moyen de commande et qui délivre une instruction de début d'écoule- ment (F) audit moyen de commande d'écoulement lorsque la production de ladite instruction de déplacement vertical a été arrêtée; et un moyen ( 13, GI, G 2, G 3) permettant d'empêcher que l'instruction de déplacement vertical ne soit appliquée par ledit moyen de commande ( 11) audit moyen de commande de déplacement ver- tical ( 14) pendant une durée prédéterminée après que l'instruction de déplacement vertical a été produite et jusqu'à ce que le lit de particules arrête son mouvement de fluidisation. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'empêchement comprend une première minuterie ( 13) ayant comme signal d'entrée de déclenchement ladite instruction de déplacement vertical (Sl). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une deuxième minuterie ( 15), la deuxième minuterie étant déclenchée à la fin de ladite instruction de déplace- ment vertical, un signal de sortie (BO) de ladite deuxième minuterie étant appliqué afin d'invalider ledit moyen ( 12) de délivrance d'instruction d'arrêt d'écoulement (F) pendant une deuxième durée prédéterminée après la fin de ladite instruction de déplacement vertical. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en outre en ce qu'il comprend une porte ET G 4 comportant une sortie ( 52) qui est connectée à une borne d'entrée dudit moyen de délivrance d'instruction d'arrêt d'écoulement, une première entrée (G 42) étant connectée à une sortie de ladite deuxième minuterie, et une deuxième entrée recevant, après son inversion (Nl), ladite instruction de déplacement vertical (Sl).