Brevet FR2554351A1 — publié le 19850510

B R E V E T TITRE : PROCEDE D'ASSISTANCE RESPIRATOIRE ET RESPIRATEUR AMBULATOIRE NOTAMMENT ut POUR INSUFFISANCE RESPIRATOIRE CHRONIQUE GRAVI (IRCG). DOAiNE TECHNIQUE : La présente invention concerne les procédés d'assistance respiratoire et les respirateurs ambulatoires notamment pour lnsufftsan- ce respiratoire chronique grave et trouve des applications avantageuses notament dans les hospitalisations à domicile, les respirateurs hospitaliers légérs, les respirateurs pour hospitaux, des pays du tiers monde, le SAMU, l'alpinisme, les filtres de respiration b forte perte de charge (exemple: filtres anti-bactries ou anti-polluants), la ventilation de combinaisons lourdes et étanches (exemple : combinaison ignifuge de pompiers). ETAT DE LA TECHNIQUE : Les respirateurs actuels sont des matériels lourds relativement encombrants et surtout ils sont à poste fixe. Cela condamne donc les IRCG à rester attacher à leur machine de longues heures sans au tonomie. OBJECTIF DE L'INVENTION : La présente invention a pour but de mettre en oeuvre un procédé permettant l'assistance respiratoire ne demandant pas un matériel lourd un matériel lourd et encombrant. Ainsi et encombrant. Ainsi un autre but de la présente invention est de doter l'IRCC d'un maté- riel ambulatoire, c'est à dire léser (4 kg) compact, portable comme une ceinture, autonome et capable de lui fournir de l'air comprimé au rythme de sa respiration naturelle; c'est-à-dire typiquement de l'ordre de 0,5 a 1 litre par coup et pour une contre pression maximale de l'ordre de 500 m m d'eau. Plus précisément la présente invention a pour objet un procédé d'assistance respiratoire caractérisé par le fait qu'il consiste à produire un débit d'air modulé fourni par une pompe entraidée par un moteur, le dit dit d'air modulé butant obtenue par la commande de la vitesse de rotation du dit moteur. La présente invention a aussi pour objet un respirateur permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, fournissant de l'air comprimé à débit modulé dans une canule par exemple d'un trachéotomisé au rythme d'une vingtaine de coups par minute et sous une pression allant à 500 mm d'eau pour un débit d'environ un litre par coup, comprenant: - une source d'énergie éléctrique, - une pompe de compression d'air entrainée par un moteur électrique, le dit moteur électrique étant alimenté par la dite source d'énergie, - un système de répartition du débit connecté à la sortie de la dite pompe et, - des moyens de commande de la vitesse de rotation du dit moteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la présente description donnée en regard des dessins annexes à titre illustratif mais nullement limitatif dans lesquels - les figures 1 et 2 représentent sous forme schématique respectivement deux modes de réAlisation d'un respirateur selon l'invention. Il est tout d'abord précisé que dans ces figures les éléments portent les mêmes références. MOYENS MIS EN OEUVRE :Le respirateur illustré sur les figures 1 et 2 comprend: - une soarse i' 'n3rgie : batteries, exemple cadmium-nickel ou zinc-argent ou plomb disposées préférentiellement en ceinture Cerre sartouchière. - un compresseur : moteur électrique entrainant une turbine, un compresseur à engrenage ou genre robot à lobes, un compresseur à vis à palettes, à tuyau pressé ou une roue è friction (encore appelée compresseur périphe- rique dans la littérature ou pompe de façon générale). - un organe de distribution (optionnel) après le compresseur il peut y avoir une cavité tampon de par exemple 1 à 2 litres et un système classique de vannage par exemple à commandes électriques. Un tuyau flexible issue du compresseur rejoint alors la canule du trachootosise' via un nez artificiel. - un organe de gestion : un circuit électronique, électrique ou fluidique gére le rythme de la pression d'injection. Dans une des configurations préférentielles le respirateur est organisé de la façon suivante : une ceinture contenant 10 à 12 batteries cadmium-nickel (7) figure 1 de par exemple 2,5 AW chacune sous 1,2 V délivre de l'énergie à une centrale électronique (6) disposant de 2 boutons de réglage permettant d'ajuster la pression et la fréquence et d'un bouton marche, arret pause, qui permet de déclancher le dispositif et de créer des pauses de respiration. t Cette centrale commande un moteur électrique (4) de par exemple 8 watts tournant par exemple à 1500 t/minute. Le moteur est accouplé à une pompe (3) genre compresseur à engrenage.Ce compresseur est directement relié au travers d'un nez artificiel (2) au flexible (1) d'insufflatin qu'alimente une canule ou un embout buccal (8). Il n'y a donc ni capacité tampon (li )ni vannes pilotées (9) comme dans le mode de réalisation selon la figure 2. - Le principe et l'originalité du fonctinnement est le suivant Le moteur reçoit périodiquement de la centrale de gestion un ordre de démarrage, de tenue au régime choisi, de freinage récupératif (éventuellement) puis d'arrdt. Ainsi le moteur et sa pompe assurent ils-non seulement la fonction de pressurisation mais aussi la fonction de mise en forme de la pulsation, c'est-à-dire le vannage du débit. Le compresseur est donc à la fois organe de puissance et de distribution. L'avantage de cette méthode est la possibilité de contrôler la montée et la descente de la pression avec un excellent rendement notamment grâce à l'absence de dégradation d'énergie par laminage de l'écoulement tel que cela se produit lorsque l'on utilise des valves ou soupapes pilotées pour gouverner des débits sous pression. Or il faut avoir présent à l'esprit que le rendement d'un dispositif ambulatoire est primordial et dimentionant pour son autonomie. Des autonomies de 10 à 12 heures sont accessibles avec 1' équipement décrit. Le dispositif complet pése autour de 3 kg, présente le volume général et se porte comme une ceinture de cow boy Le chargeur Le chargeur des accumulateurs du respirateur peut être par exemple soit un petit élément capacitif branc'nable sur secteur ou allume cigarette qui fait partie du respirateur et qui recharge directement les batteries, soit un élément distinct à poste fixe qui recharge un jeu de batteries tandis que l'L2CG utilise un autre jeu avec son respirateur. Le circuit fluidique (9) est une option dont se passe le dispositif dans se odes préférentiels (figure 2). Il assure les fonctions suivantes Passage de l'air de l'atmosphére (5) via la porte au patient en travnr- sant le organes 9,2,1,8 et avantageusement un volume tampon (îi)ertre la pompe 3 et le nez artificiel 2 : les organes 1,2,3,4,5,6,7,8, sont identiques à ceux de la figure 1. l'organes 9 est la vanne dont nous analysons ici le travail L'expiration se fait par retour du patient à l'at- mosphère en évitant la pompe c'est-à-dire en empruntant le trajet 8 1 2 9 10; 1C et 5 désignant les mises à l'atmosphère. Il y a une multitude de solutions classiques assurant ces fonctions nous n'y reviendrons donc pas. (11 ddsigne une cavité tampon optionelle). Une autre solution préférentielle également figure 1 consiste à utiliser aussi uue batterie (7) une centrale de commande (6) puis un moteur (4) électrique tournant plus vite (exemple 10 OO à 30 000 t/minute) accouplé à une roue à friction ou à une turbine (3). Ce compresseur est directement relié via un nez artificiel (2) et un flexible (1) à la canule (8) d'in- libation. Les débits d'aspiration et d'expiration traversent donc alter rativement en sens inverse l'intégralité du dispositif depuis la canule (e) jusqu'à l'atmosphère (5) et réciproquement.On peut faire appel pour cette solution à des moteurs à courant alternatif ou courant continu à balais (solution a éviter) ou mieux soit à des moteurs pas à pas pilotés par exemple par un hacheur ou à des moteurs à courant continu sans colle c- teurs, ou autre technique de acteurs electriques. l'avantage de ces dernières techniques étant de ne plus avoir de pièces de frottement et donc une espérance de zen mie nettement supérieure mdme à très haut régime, un moteur à balais ayant des régimes de l'ordre de 3 000 t/minute. Si l'on vise plus de 10 000 heures, alors qujun moteur sens coron tact type pas à pas peut grimper à plus de 40 000 tours si nécessaire. le procédé et le dispositif décrits ci-dessus permettent des interventions en tout lieu du fait du peu d'encombrement des moyens mis en oeuvre, ce qui est incontestablement un avantage pour les applications mentionnées ci-avant. Remarque: Avantageusement des capteurs de pression genre manomètre ou manostate peuvent titre ajo-atés entre la canule et le compresseur pour controler les veaux de pression lors des phases d'expiration et inspiration, en particulier ils peuvent servir de sécurité en évitant une sous pression ou une surpression excessive à l'aspiration en pilotant la puissance motrice de la pompe. Ils permettent également d'éviter une contre pression trop importante à l'expiration en provoquant si nécessaire la mise en route du moteur en "marche arrière" de façon à assister l'expiration. On a donc un asservisse ment possible du fonctionnement de la pompe à 11 état du circuit pneunatique et la phase du cycle en fonction d'un programme pré-établi qui peut par exemple être controlé par un microprocesseur REVENDICATIONS 1 Procédé d'assistance respiratoire caractérisé par le fait qu'il consiste à proluire un débit d'air modulé fourni par Une pompe entrainée par un moteur, le dit débit d'air modulé étant obtenue par la commande de la vites- se de rotation du dit moteur. 20 Appareil respiratoire permettant de mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comprend - une source d'énergie électrique (7) une pompe de compression d'air (3) entrainée par un moteur électrique (4), le dit moteur (4) étant alimenté par la dite source d'énergie (7). - un système de répartition du débit (1,8,...) connecté à la sortie de la dite pompe (3) et, - des moyens de commande (6) du cycle et de la valeur de la vitesse de ro tation du dit moteur (4). 30 Appareil selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il comporte un volume tampon(11) situé entre la dite pompe (3) et le systéme de ré- partition du débit (1,8,..). 40 Appareil selon l'une des revendications 2 et 3 caractérisé par le fait qu'il comporte dans le système de répartition du débit, un nez artificiel (2). 5 Appareil selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé par le fait qu'il comporte dans le système de répartition de débit une vanne (9) d'orientation du débit de l'air à l'atmosphère (10) par exemple lors de 11 expiration du patient. 60 Appareils selon les revendications 1 à v caractérisé par la présence de capteurs de pression situés entre la canule (8) et la pompe (3) qui servent à contrôler le niveau de pression lors de l'inspiration et de l'expiration et permettent donc d'asservir le compresseur en fonction des niveaux de pression et de la phase du cycle respiratoire.