Brevet FR2632858A1 — publié le 19891222

! Appareil de ventilation spontanée avec assistance respiratoire variable. L'invention a pour objet un nouvel appareil de ventilation mécanique, destiné à être mis en oeuvre par des prothèses respiratoires appelées ventilateurs. L'invention concerne plus particulièrement un nouvel appareil de ventilation spontanée asservie - permettant d'adapter en permanence l'assistance apportée par le ventilateur en fonction de l'état du patient, notamment en vue de faciliter le sevrage. Les appareils de ventilation spontanée asservie connus sont de deux types Les appareils de ventilation mécanique asservie à une concentration en gaz carbonique, (dite MV - CO,), qui consistent à alterner des phases de ventilation spontanée et de ventilation contrôlée en fonction de la concentration en CO2 en fin d'expiration ("FetCO2"). Aussi longtemps que la "FetCO2 't est comprise à l'intérieur d'une gamme déterminée de valeurs l'appareil fonctionne en ventilation spontanée. Au contraire dès que la "FetCO2 ' sort de cette fourchette, l'appareil passe en ventilation contrôlée jusqu'à ce que la "FetCO2" revienne à l'intérieur d'une seconde gamme de valeurs, situation o l'appareil repasse alors en ventilation spontanée. Le second appareil de ventilation spontanée asservie est du type à ventilation imposée variable "VIV" (appelée également "Mandatory Minute Volume" MMV) qui détermine un seuil de volume minute expiré que le patient doit dépasser en ventilation spontanée. Si le. volume minute expiré est supérieur à ce seuil, l'assistance fournie par l'appareil est progressivement. diminuée jusqu'à devenir éventuellement nulle. Si le volume minute expiré est inférieur à ce seuil, l'assistance fournie par l'appareil est augmentée jusqu'à ce que le volume minute expiré dépasse le seuil. Dans les réalisations connues, ces appareils assurent cette assistance soit par insufflation de volumes prédéterminés avec une fréquence variable, soit par une aide inspiratoire variable. Les deux modes respiratoires présentant chacun certains - inconvénients: La MV-CO consiste à asservir l'assistance du respirateur à la concentration en C02 en fin d'expiration "FetCO. Or les variations de 2 2, Or les variations de la "FetCO2" ne sont pas toujours correlées avec les variations de la Pa CO (pression partielle du CO dans le sang artériel) qui est le reflet de 2 2 l'état du patient. De plus, ce mode nécessite l'utilisation d'un analyseur de C02 qui reste un appareillage relativement coûteux. C'est probablement pour cette raison que la "MV-C02" n'a pas connu de développement commercial important. En ce qui concerne la "VIV", fondée sur la maintien d'une ventilation minimum, il s'avère qu'une augmentation de ventilation n'est pas forcément une indication d'une évolution favorable de l'état du patient. En effet, l'augmentation de ventilation peut être notamment consécutive à un stress subi par le patient (aspiration trachéale pour désencombrement, piqûre,...) et traduit plutôt une augmentation de travail. Dans ce cas, l'appareil fonctionnant en mode VIV va diminuer l'assistance apportée au patient, qui en a en réalité encore plus besoin. Pour pallier à cet inconvénient, on est obligé d'adjoindre à la VIV des alarmes sur le volume courant ou la fréquence, permettant d'interrompre le processus. Compte tenu de ces remarques, le problème posé est de rechercher un appareil mettant en oeuvre un paramètre plus significatif que les précédents de l'évolution de l'état d'un patient, et facilement accessible. C'est après une réflexion approfondie que l'on a retenu, ? titre de paramètre significatif de l'état respiratoire, la fréquence respiratoire. Ce choix est motivé pour les raisons suivantes Lorsqu'un patient est en ventilation spontanée, un besoin supplémentaire en oxygène va se traduire par une augmentation de la fréquence respiratoire, représentant le supplément de travail fourni pour obtenir plus d'oxygène. De même un besoin moindre en oxygène va se traduire par un ralentissement de la fréquence respiratoire, représentant d'économie du travail à fournir. Si l'on considère que, à chaque état du patient, correspond une quantité de travail à fournir optimale pour laquelle la fatigue n'apparaît pas, il parait alors intéressant d'augmenter -l'assistance apportée au patient lorsque sa fréquence respiratoire augmente, et de diminuer cette assistance lorsque sa fréquence respiratoire diminue. A titre de solution pour obtenir cette action, l'invention vise au appareil qui tend à maintenir la fréquence respiratoire constante. L'asservissement fonctionne de la façon suivante: Lorsque la fréquence respiratoire se situe dans une plage déterminée, l'assistance apportée par l'appareil au patient est maintenue constante. Lorsque la fréquence respiratoire est supérieure à la plage déterminée, l'assistance respiratoire est progressivement augmentée. L'augmentation d'assistance respiratoire fournissant le supplément de travail dont a besoin le patient, celui-ci va ralentir sa fréquence respiratoire jusqu'à ce qu'elle revienne à la plage de fréquence choisie. Lorsque la fréquence est inférieure à cette plage, l'assistance respiratoire est progressivement diminuée. La diminution de l'assistance respiratoire compensant l'économie de travail du patient, celui-ci va augmenter sa fréquence jusqu'à ce qu'elle revienne à "l'objectif fréquence". Pour réaliser ces objectifs, l'invention propose un appareil de ventilation avec assistance respiratoire variable, du genre comprenant un dispositif de délivrance de débit respiratoire à pression positive constante, des moyens de réglage du dit dispositif de délivrance de débit respiratoire et cet appareil se caractérise en ce que le moyen de réglage du dispositif de délivrance de débit respiratoire est lui-même asservi à un signal de sortie d'un comparateur entre un signal de référence préréglé et un signal de fréquence respiratoire élabore b partir d'un détecteur de début de cycle respiratoire, qui est traité dans un calculateur de fréquence respiratoire l'asservissement. du noyau de réglage de dispositif fr délivrance de débit respiratoire étant conçu pour accroître la pression positive si la fréquence mesurée s'écarte par excès de la fréquence de référence préréglée et pour réduire la pression positive si la fréquence mesurée s'écarte par d"faut de la dite fréquence de référence préréglée. On voit que cet appareil permet d'éviter toute fatigue inutile du patient en compensant tout surcroit de travail et augmente progressivement son autonomie lorsque son état s'améliore. Un appareil conforme à l'invention est maintenant décrit schématiquement en référence au dessin annexé. L'appareil comprend un dispositif 1 de fourniture d'un débit respiratoire du type à ventilation spontanée avec aide inspiratoire, c'est à dire avec maintient d'une pression positive constante pendant les phases d'insufflation. L'appareil est raccordé à un source de gaz respiratoire sous pression non représentée et comporte un conduit d'insufflation 2 et un conduit d'expiration 3. Sur le conduit d'insufflation 2 est monté un détecteur 4 de début de cycle respiratoire, qui est de tout type approprié sensible à un début d'inspiration. Le signal détecté en 4 est transféré vers un calculateur 5 qui élabore un signal représentatif de la fréquence respiratoire du patient. Ce signal note en fait les tendances d'évolution de la fréquence respiratoire. Le signal ainsi élaboré en 5 est transmis à un comparateur 6 qui compare ce signal élaboré avec un signal, de référence préréglé, ou plutôt à une plage de référence préréglée. Le signal différentiel de sortie de comparateur 6 est appliqué à un calculateur de niveau d'aide inspiratoire 7 de la façon suivante: - le signal différentiel est nul, le calculateur 7 assure le maintient de l'aide inspiratoire. - si le signal différentiel est positif (+1), le calculateur 7 accroît le niveau d'aide inspiratoire niveau d'aide inspiratoire. L'action ainsi décrite du calculateur 7 intervient su un moyen de commande 8 agissant sur le dispositif de fermeture de débit respiratoire 1 pour en modifier, si besoin est, le niveau de pression de sortie. Dans l'exemple de réalisation décrit ci-après, l'assistance est réalisée par aide inspiratoire dite "AI", technique connue consistant à appliquer une pression positive constante pendant la phase inspiratoire des cycles spontanés. Le médecin règle sur le ventilateur la valeur de la plage de fréquence OF retenue. A cette valeur peut être associée automatiquement une fourchette, par exemple + 3 cycles /min, dans laquelle le niveau "d'AI" est maintenu constant. Le calculateur 5 examine ensuite tous les "n" cycles la valeur moyenne de la fréquence "fn" sur les "n" derniers cycles. Si fn > OF+3, l'aide inspiratoire est augmentée d'un pression égale à 1 cm d'eau; Si OF-3 égale à - 1 cm d'eau. L'appareil comporte en outre une alarme d'aide respiratoire maximum "AI maxi", qui lorsqu'elle est atteinte, se déclenche et interdit toute augmentation du niveau d'AI au delà de cette limite. L'appareil peut aussi comporter une alarme de fréquence maximum. REVENDICATIONS 1- Appareil de ventilation mécanique spontanée avec assistance respiratoire variable, du genre comprenant un dispositif de délivrance d'un débit respiratoire à pression positive constante, des moyens de réglage dudit dispositif de délivrance de débit respiratoire apte à modifier le pression positive du débit respiratoire, caractérisé en ce que le dit moyen de réglage du dispositif de délivrance du débit respiratoire est lui-mfne asservi à un signal de sortie d'un comparateur entre un signal de référence préréglé et un signal de fréquence respiratoire élaboré à partir d'un détecteur de début de cycle respiratoire, qui est traité dans un calculateur de fréquence respiratoire, l'asservissement du moyen de réglage du dispositif de délivrance de débit respiratoire étant conçu pour accroître la pression positive si la fréquence mesurée s'écarte par excès de la fréquence de référence préréglé, et pour réduire la pression positive si la fréquence mesurée s'écarte par défaut de ladite fréquence de référence préréglée. 2- Appareil de ventilation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'asservissement du moyen de réglage du dispositif de délivrance d'un débit respiratoire intervient en fait lorsque l'excès ou le défaut du signal de fréquence mesurée par rapport au signal de référence excède une marge de l'ordre de 3 cycles par minute, de part et d'autre du signal de référence.