Brevet FR2573204A1 — publié le 19860516

La prdsente invention concerne un détecteur de foi- bles pressions différentielles ou dépressions, applicable notamment 5 la commande de l'injection d'oxyghne au cours de l'oxygénothérapie par lunette nasale. On connalt déjb divers appareils pour le traitement de l'insuffisance respiratoire d'un patient par apport d'oxygène additionnel délivr4,. partir d'une source, par un conduit débouchant au voisinage des voies respiratoires du patient. L'un de ces appareils le plus répandu est la lunet- te d'oxygénothérapie qui peut s'adapter sur le visage et qui comporte deux appendices permettant un apport d'oxygène aux deux narines du patient. Ces appareils sont généralement pourvus d'une simple vanne à commande manuelle insérée dans le conduit d'alimen- tation de l'oxygène et que te patient ouvre lorsque l'ap- pareil est en service. De ce fait les voies respiratoires du patient sont alimentées en oxygène en permanence, aussi bien pendant les phases inspiratoires que pendant les phases expiratoires, ce qui se traduit par un gaspillage d'oxygène. Pour remédier à cet inconvénient on a envisagé de r6aliser des dispositifs basés sur la détection de la dé- pression nasale au cours de la phase inspiratoire, afin de ne commander l'alimentation en oxygène que pendant ces pha- ses inspiratoires. tUn appareil de ce genre qui est décrit dans le brevet FR-82 12164, est basé sur la mesure des dif- férences de température entre l'air inspiré et l'air expiré. lin tel appareil exige toutefois l'utilisation d'une lunette d'oxygtnothdrapie de fabrication spéciale, difficile r6a- liser, fragile et coûteuse et de fonctionnement incertain si la température ambiante dépasse 300c. La présente invention vise h remédier h ces inconvé- nients en procurant un diStectour de conception trbs simple, trSs sensible, dont le fonctionnement est indépendant de la température et qui peut être utilisé avec n'importe quel type de lunette d'oxyg4nothêrapie. A cet effet ce détecteur de faibles pressions dif- firentiellos ou dépressions, applicable notamment h la conm- mande de l'injection d'oxygène au cours de l'oxyg4nothérapie par lunette nasale est caracteris4 en ce qu'il comporte une chambre étanche dans laquelle sont logés, d'une part, une baudruche très souple dont une face est soumise h la pres- sion atmosphérique et dont l'autre face est soumise h la pression différentielle ou dépression devant être détectée, et, d'autre part, un capteur optoélectronique, la baudruche étant solidaire d'un écran mobile pouvant intercepter ou non, suivant l'état de la baudruche et par conséquent de la pression différentielle ou dépression h détecter, le flux 1) lumineux entre l'émetteur et le récepteur du capteur optoélectronique. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limita- tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est un schéma synoptique d'un détecteur de faibles dépressions utilisé avec une lunette d'oxygéno- thérapie du commerce. La figure 2 est un schéma synoptique d'une variante d'exécution du détecteur de faible dépression. La figure 3 est un schéma synoptique d'un détecteur de dépression utilisable avec une lunette d'oxygénothérapie comportant un tuyau annexe de prise de pression. Le détecteur de dépression qui est représenté sur la figure 1 et qui est désignd dans son ensemble par la r4fé- rence 1, est destiné à piloter une électrovanne 2 branchée sur une canalisation 3 d'alimentation en oxygène laquelle est reliée à une lunette d'oxygdnothérapie dont seule la partie extrême 4 est représentde sur le dessin. Le détecteur de faible dépression 1 comporte une In chambre étanche 5 à l'intérieur de laquelle sont logés, d'une part, une baudruche très sensible 6 et, d'autre part, un capteur optoélectronique 7. La baudruche 6 utilisée dans le détecteur suivant l'invention peut avoir, par exemple, un diamètre de 21,4 mm et une épaisseur de q,2 mm et elle peut être en silicone, du type connu souJs le nom VERSTLTr 170611 fabrique par la SOCIETE VEPNEPET. La baudruche 6 prend appui sur une paroi de la chambre 5 et son volume interne commu- nique avec l'extérieur par l'intermédiaire d'un trou 9 percé flans cette paroi, si bien que la baudruche 6 est soumise, h l'int4rieur, à la pression atmosphérique. Cette baudruche 6 porte par ailleurs, sur sa face frontale mobile, une lamelle 9 formant écran et qui est susceptible d'ltre interpos4e entre l'émetteur 7a (diode électroluminescente) et le rdcepteur 7b (phototransistor) du capteur optoélectronique 7..Par ailleurs l'intérieur de la chambre Atanche 5 communique avec nla canalisation 3 d'alimentation en oxygène, en aval de la vanne 2, par l'intermédiaire d'un conduit 10. la Le capteur optoélectronique 7 est relié à un montage électronique qui commande la vanne 2. Plus particulièrement son metteur 7a est relié à une source d'alimentation élec- trique, par l'intermédiaire d'une résistance 11. De la même façon son récepteur 7b est également connecté à cette source d'alimentation êlectrique lib, en série avec une résistance 12, et le signal de sortie du capteur optoélectronique, prélevé entre la résistance 12 et le collecteur du photo- transistor 7b constituant le récepteur, est appliqué à un circuit de mise en forme 13. La sortie de ce circuit de mise 2n en forme 13 est connectée h l'entrée d'un monostable 14 dont la sortie est à son tour reliée à un circuit 15 de commande de l'électrovanne 2. Uin circuit 16 permettant de faire va- rier la durée d'enclenchement du monostable 14, c'est-à-dire la durde d de son signal de sortie, est prévu afin de per- mettre de choisir à volonté la durée de la phase d'inspira- tion de l'oxygène. Le fonctionnement du détecteur qui vient d'être décrit est le suivant: tant que le patient n'inspire pas, la pression rdgnant dans la lunette d'oxygdnothérapie 4, le 3n conduit 0l et l'intérieur de la chambre 5 qui est due à l'expiration du patient, est relativement éievée, si bien que la baudruche 6 est aplatie et que l'écran 9 n'est pas interposé entre l'émetteur 7a et le récepteur 7b du capteur optoélectronique 7, ce qui est également le cas au repos. La vanne 2 est maintenue fermée et le patient n'est pas nlimen- td en oxygène. au tout début d'une phase d'inspiration, il se produit, dans la lunette d'oxyqgnothdrapie 4 et par con- séquent h l'intérieur de la chambre étanche 5, une faible 257 3204 dépression qui provoque immédiatement un gonflement de la baudruche 6 si bien que la lamelle formant écran 9 vient s'interposer entre l'émetteur 7a et le récepteur 7b du cap- te'ur optoélectronique 7. Ce capteur émet par conséquent, sur le collecteur du phototransistor 7b, une impulsion qui est mise en forme par le circuit 13 et qui est appliquée à l'entrde du monostable 14. Ce dernier émet-) sa sortie une impulsion créneau de durée t-qui peut être choisie à volonté au moyen du circuit 16. Cette impulsion est appliquée au circuit de commande 15 qui provoque alors l'ouverture de la vanne 2 pendant une durée d déterminée par' le temps d'en- clenchement du monostable 1a. Le patient reçoit ainsi, lors de chaque phase inspiratoire, une quantité d'oxygène bien déterminée. A la fin de la durée d le monostable 14 revient au repos et provoque, par l'intermédiaire du circuit de commande 15, la fermeture de l'électrovanne 2. Dans la variaote d'exécution illustrée sur la figure 2, sur laquelle les mêmes éléments que ceux de la figure 1 sont affectés des mêmes numéros de référence, l'intérieur de la chambre 5 est mis à l'atmosphère au moyen d'un trou 17 percé dans une de ses parois, tandis que l'intérieur de la baudruche est relié à la canalisation 3 d'alimentation en oxygène, en aval de la vanne 2, par un conduit 18. Le fonc- tionnement de ce détecteur est l'inverse de celui décrit précédemment en référence à la figure 1. A l'état de repos, c'est-à-dire tant qu'une pression relativement 4levée, due à l'expiration du patient, ou la pression atmosphérique règne dans la lunette d'oxygénothérapie 4, la baudruche 6 est gonflée et la lamelle formant écran 9 qu'elle porte, se 3n trouve interposée entre l'émetteur 7a et le récepteur 7b du cnpteur optodlectronique 7. Par contre au début de chaque phase d'inspiration, la faible dépression apparaissant dans la lunette d'oxygneothérapie 4 est transmise par le conduit 19 h l'intdrieur de la baudruche 6 si bien que celle-ci s'écrase en escamotant l'écran 9. Le faisceau lumineux émis par l'émetteur 7a est alors capté par le r4cepteur '7b, ce qui se traduit par l'émission d'une Impulsinn et l'enclen- choment de l'ouverture de la vanne 2, pendant une durde choisie à volonté, au moyen du circuit 16, comme dans le cas de l'exemple représente sur la figure 1. La figure 3 représente une variante d'exécution d'un détecteur utilisé avec une lunette d'oxygdnothérapie 4 com- portant un tuyau annexe 19 de prise de pression. Ce tuyau 19 est relié h l'intérieur de la chambre étanche 5, l'inté- rieur de ia baudruche 6 étant mis à l'atmosphbre comme dans le cas de la forme d'exécution représentée sur la figure 1. Ainsi pendant toute la phase inspiratoire la dépression régnant dans le tuyau 19 est transmise à l'intérieur de la chambre étanche 5 si bien que la baudruche 6 se trouve être gonflée et qu'elle interpose la lamelle formant écran 9 entre l'émetteur 7a et le récepteur 7b du capteur optoélec- tronique 7. Le signal de sortie du capteur optoélectronique 7 est mis en forme par le circuit 13 et appliqué directement au circuit 15 de commande de l'électrovanne de manière à maintenir ouverte en permanence l'électrovanne 12 pendant toute la durée de la phase inspiratoire, c'està-dire tant qu'une dépression règne dans le tuyau 19. Bien que dans la description qui précède on ait considéré principalement l'application du détecteur de d6- pression à l'oxygénothérapie, il va de soi qu'il peut être utilisé dans n'importe quel domaine exigeant la détection de ddpressions inférieures à 0,1 millibars et il peut être également utilisé chaque fois qu'il est nécessaire de détec- ter de faibles pressions différentielles, c'est-à-dire de faibles variations de pression par rapport b une pression de référence. 3n REVENDICATTONS 1.- Détecteur de faibles pressions différentielles ou dépressions, applicable notamment h la commande de l'in- jèction d'oxygène au cours de l'oxygénotherapie par lunette nasale, caractérisd en ce qu'il comporte une chambre étanche (5) dans laquelle sont logés, d'une part, une baudruche très souple (6) dont une face est soumise) la pression atmosphé- rique et dont l'autre face est soumise h la dépression de- vant être détectée, et, d'autre part, un capteur optoélec- N10 tronique (7), la baudruche étant solidaire d'un écran mobile (9)pouvant intercepter ou non, suivant l'état de la baudru- che (6) et par conséquent de la dépression à détecter, le flux lumineux entre l'émetteur et le récepteur du capteur optoélectronique (7). 2.- Détecteur suivant la revendication 1 caracté- risé en ce que l'intérieur de la baudruche (6) est soumis à la pression atmosphérique tandis que l'intérieur de la cham- bre (5) est soumis à la dépression à détecter. 3.- Détecteur suivant la revendication 1 caracté- risé en ce que l'intérieur de la baudruche (6) est soumis à la dépression à détecter tandis que l'intérieur de la cham- bre (5) est soumis à la pression atmosphérique. 4.- Détecteur suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, appliqué à la commande d'une électro- vanne branchée sur une canalisation alimentant en oxygène ue lunette d'oxygénothérapie, caractérisé en ce que le capteur optoélectronique (7) est connecté, par l'intermédiaire d'un circuit de mise en forme (13), à un circuit de commande de l'électrovanne (2). 5.- Détecteur suivant la revendication 4 caracté- ris4 en ce que l'intérieur de la chambre étanche (5) est relié à la canalisation (3) d'alimentation en oxygène, en aval de l'électrovanne (2), et l'intérieur de la baudruche (6) est soumis h la pression atmosphérique h travers un trou !5 percé dans une paroi de la chambre dtanche (5) sur laquelle prend apui la baudruche (4). - Détecteur suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que l'intérieur de la baudruche (6) est relié h la canalisation (3) d'alimentation en oxygène, en aval de l'électrovanne (2) et l'intérieur de la chambre étanche (5) est soumis à la pression atmosphérique h travers un trou percé dans une paroi de cette chambre étanche (5). 7.- Détecteur suivant l'une quelconque des revendi- cations 4 h 6 caractérisé en ce que le circuit de mise en forme (13) est connectée à l'entrée d'un monostable (14) 1( dont la sortie est à son tour reliée au circuit (15) de commande de l'électrovanne (2) et un circuit (16) permet- tant de faire varier la durée d'enclenchement du monostable (14), c'est-àdire la durée (d) de son signal de sortie, est prévu afinde permettre de choisir à volonté la durée de la phase d'inspiration de l'oxygène. - 8.- Détecteur suivant la revendication 4 caracté- risé en ce que l'intérieur de la chambre étanche (5) est relié à un tuyau annexe (19) de prise de pression associé à la lunette d'oxygdnothérapie et l'intérieur de la baudruche est soumis à la pression atmosphérique N travers un trou percé dans une paroi de la chambre étanche (5).