Brevet FR2644068A1 — publié le 19900914

La présente invention a pour objet un appareil de drainage thoracique. I1 est nécessaire de drainer l'air ou un fluide de l'espace pleural après une opération ou une lésion d'organes a l'intérieur du thorax. Si le drainage de l'air et d'un fluide de l'espace pleural n'est pas suffisant, le poumon n'est pas apte a se dilater pour remplir l'espace pleural, ce qui peut avoir pour résultat une insuffisance respiratoire ou le développement d'une infection. De nombreux types différents de dispositifs de drainage ont été proposés pour le drainage de l'espace pleural. Un procédé de drainage de l'espace pleural consiste a insérer un cathéter dans le thorax, avec son extrémité distale obturée par un condom, dont l'extrémité a été supprimée, reliée à un système compliqué comprenant jusqu'à cinq chambres reliées en série, les connexions présentant des rétrécissements. Dans ces derniers systèmes, représentant l'état actuel de la technique, un problème se pose lorsqu'il existe une fuite d'air du poumon, en un volume important, qui est fréquente chez les patients âgés présen- tant une maladie pulmonaire inhérente. Dans ces systèmes, des vides poussés sont requis pour évacuer ces volumes d'air. Au cours de la respiration normale, une pression négative est engendrée, par rapport à la pression at- mosphérique, dans l'espace pleural. Cela est le résultat de l'abaissement du diaphragme et du volume accru du thorax par soulèvement de la cage thoracique au cours de l'inspiration. La valeur normale de la pression négative est comprise dans l'intervalle de 3,5 à 8,0 centimètres d'eau. Le débit volumétrique d'air est régi par la loi de Hagen-Poiseuille qui énonce que, pour un gradient de pression et une longueur de tube donnés, le facteur déterminant du débit est le rayon du tube. Les anes- thésiologistes en ont pleinement conscience et les circuits respiratoires en anesthésie sont maintenus d'un aussi grand diamètre et aussi courts que possible. Lorsqu'un tube se termine de manière brusque dans une chambre, l'écoulement n'est plus laminaire mais devient turbulent, ce qui introduit une résistance supplémentaire à l'écoulement. La longueur du tube (ou du trajet) est également importante lorsque le vide est fait, conformément à la formule: C=12,1 - L dans laquelle D est le diamètre du tube, L est la longueur du trajet de la tubulure, et C est le débit de l'air, en litres/minute. Par exemple: L = 0,76 m débit = 28,9 1/minute L = 1,37 m débit = 14,5 1/minute L = 3,05 m débit = 7,2 1/minute En conséquence, l'évacuation optimale de l'air à travers un dispositif de drainage thoracique se produit lorsque le plus grand diamètre de tubulure est associé au trajet le plus court de l'espace pleural à l'orifice de mise sous vide. En outre, un minimum de variations brusques, par passage d'un écoulement laminaire à un écoulement turbulent, doit interrompre le trajet. Les dispositifs de l'art antérieur ne répondent pas à ces critères. Le trajet est constitué par une série de chambres reliées les unes aux autres, chacune con- tribuant à provoquer une turbulence. Les trajets des tubulures sont inutilement longs et, dans certains cas, des constrictions sont utilisées pour ajuster l'écoulement ou la pression, tout cela rendant nécessaire un vide poussé pour évacuer un volume donné d'air. Puisque la pression négative normale requise pour maintenir le poumon gonflé et permettre une respiration normale est faible, un vide poussé annule les efforts respiratoires normaux. Un vide poussé peut piéger le poumon contre le cathéther intra- pleural, provoquant ainsi l'occlusion du cathéter, ce qui rend le cathéter inefficace et a pour résultat le collapsus du poumon. En outre, un vide poussé vient à bout des efforts du tissu pulmonaire à s'obstruer de lui-même, provoquant ainsi la poursuite ou l'accroissement des fuites d'air. La présente invention a pour objet un appareil de drainage thoracique qui comprend une chambre réceptrice présentant un premier orifice formé à son extrémité supérieure, qui est en communication avec une pompe à vide de manière à engendrer une pression négative à l'intérieur de la chambre réceptrice. La chambre réceptrice possede également un second orifice qui est conçu pour être relié à un cathéter passant dans le thorax du patient. Une première soupape est montée de manière opérationnelle sur le second orifice, soupape qui est ouverte au cours du mode d'expira- tion et qui est fermée au cours du mode d'inspiration. Une colonne transparente est placée à l'intérieur de la chambre réceptrice et s'étend entre ses extrémités supérieure et inférieure. L'extrémité supérieure de la colonne transpa- rente est munie d'ouvertures destinées à permettre une communication entre la partie interne supérieure de la chambre réceptrice et la partie interne supérieure de la colonne transparente. Un tube d'évacuation descend à travers l'extrémité supérieure de la chambre réceptrice, à l'intérieur de la colonne transparente, tube dont l'ex- trémité inférieure est située au-dessus de l'extrémité inférieure de la chambre réceptrice. L'extrémité supérieure du tube d'évacuation est en communication avec l'atmos- phère. Un orifice d'échappement est également formé dans l'extrémité supérieure de la chambre réceptrice et est normalement clos par une soupape à clapet. La soupape à clapet permet une communication entre la partie interne supérieure de la chambre réceptrice et l'atmosphère lorsqu'une pression positive prédéterminée est atteinte à l'intérieur de la chambre réceptrice. Un orifice ou une soupape à pointeau est également monté dans le second orifice afin de pouvoir diminuer de temps à autre la pression négative excessive dans le cathéter. Le vide ou la pression négative à l'intérieur de la chambre réceptrice est régulé par la hauteur d'eau dans la colonne transparente. Lorsque cette valeur est dépassée, de l'air provenant de l'extérieur est aspiré dans l'extrémité supérieure du tube d'évacuation, passe dans l'extrémité inférieure du tube d'évacuation et donc à travers les ouvertures formées dans l'extrémité supérieure de la colonne transparente, limitant ainsi le vide suivant la hauteur de la colonne d'eau. Dans le cas o la pompe à vide présente une défaillance en position fermée, de l'air provenant du poumon peut accroître la pression dans la chambre à un degré tel qu'il puisse provoquer le collapsus du poumon. Pour empêcher ce collapsus du poumon, la seconde soupape ou soupape d'échappement s'ouvre lorsque la pression à l'intérieur de la chambre réceptrice est supérieure à la pression atmosphérique. En conséquence, un objectif principal de la présente invention consiste à proposer un système de drainage thoracique nouveau et perfectionné. Plus précisément, un objectif de la présente invention consiste à proposer un système simplifié qui fournisse le trajet le plus large et le plus court pour l'évacuation de l'air et des fluides de l'espace pleural. Un objectif supplémentaire de la présente invention consiste à proposer un appareil du type décrit, qui permette la suppression d'une pression négative excessive dans le tube de drainage. Encore un autre objectif de la présente invention consiste à proposer un appareil du type décrit, comprenant un moyen pour réduire la pression excessive dans la chambre réceptrice. Encore un autre objectif de la présente invention consiste à proposer un appareil de drainage thoracique comprenant une colonne de régulation de vide, en parallèle avec la chambre réceptrice principale. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexes sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective de l'appareil de la présente invention; la figure 2 est une vue de dessus de l'appareil de la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de l'appareil des figures 1 et 2; la figure 4 est une vue en coupe de la partie du dispositif de la présente invention comprenant une soupape d'échappement; la figure 5 est une vue en coupe, similaire à la figure 4, mais qui représente la soupape d'échappement en position ouverte; la figure 6 est une vue en coupe d'un mécanisme de soupape; la figure 7 est une vue en coupe, similaire à la figure 6, à l'exception de la fermeture de la soupape; la figure 8 est une vue en coupe, similaire à la figure 7, sauf que la soupape est montée dans l'orifice qui lui sert de support; et la figure 9 est une vue en coupe représentant la manière de diminuer la pression négative excessive dans le cathéter. L'appareil de drainage thoracique de la présente invention est désigné de manière générale par le n de référence 10 et comprend une chambre réceptrice ou récipient 12 ayant une extrémité supérieure 14 et une extrémité inférieure 16. La chambre 12 est munie d'un orifice 18 placé à son extrémité supérieure, qui peut être reliée à une pompe à vide pour engendrer une pression négative à l'intérieur de la chambre réceptrice. La chambre réceptrice 12 est munie d'une partie terminale supérieure 20 placée à une de ses extrémités. A l'intérieur de la partie terminale supérieure 20 se trouve un orifice 22 comprenant un système de soupape 24, normalement ouvert, monté sur l'extrémité inférieure de cet orifice à l'intérieur de la partie terminale supérieure 20. Le système de soupape 24 est du type à clapet ou "à condom" qui est ouvert au cours du mode d'expiration mais qui est fermé au cours du mode d'inspiration. Le système de soupape 24 est ouvert au cours du mode respiratoire "de repos". L'extrémité supérieure de l'orifice 22 est reliée à un cathéter de drainage venant de l'espace pleural, à l'intérieur du thorax. Le n 26 désigne un orifice d'accès sortant latéralement de l'orifice 22 et comprenant un joint élastique 28 monté à son extrémité extérieure. Le cas échéant, le joint élastique 28 peut être remplacé par un clapet de retenue unidirectionnel, de la manière décrite plus en détail ci-après. Une colonne transparente 30 est placée à l'intérieur de la chambre réceptrice 12 et s'étend entre les extrémités supérieure et inférieure de cette chambre, comme le montrent les dessins. L'extrémité inférieure de la -colonne 30 est montée sur l'ex rémité inférieure de la chambre réceptrice 12, de manière étanche par rapport à celle-ci. La colonne 30 est munie de plusieurs orifices 32, en position adjacente à son extrémité supérieure, comme le montrent également les dessins. Un tube d'évacuation 34 descend depuis l'extrémité supérieure de la chambre réceptrice 12 à l'intérieur de la colonne 30, comme le montrent les dessins. L'extrémité supérieure du tube d'évacuation 34 est en communication avec l'atmosphère. L'extrémité inférieure du tube d'évacuation 34 est positionnée au-dessus de l'extrémité inférieure 16 de la chambre réceptrice 12. Le n' 36 désigne l'eau qui présente une hauteur prédéterminée et qui est placée entre l'ex- térieur du tube d'évacuation 34 et l'intérieur de la colonne 30. Lors de l'utilisation, la quantité prédéter- minée d'eau est placée entre le tube 34 et la colonne 30, et l'orifice 18 est relié à la pompe à vide. Le cathéter de drainage est relié à l'orifice 22 et. la pompe a vide est alors actionnée. La soupape 24 est normalement ouverte et, lors de l'expiration du patient, la soupape 24 reste ouverte pour permettre le passage de l'air et d'un fluide du cathéter à l'intérieur de la chambre réceptrice. La soupape étant dans la position normalement ouverte "au repos", le patient n'a pas d'effort a exercer pour vaincre la résistance de la soupape, comme cela serait le cas si la soupape 24 était normalement fermée. Lorsque le patient est en inspiration, la soupape 24 se ferme pour empêcher le retour de l'air atmosphérique, présent à l'intérieur de la chambre, à l'espace pleural. Dans le cas o une pression négative excessive est engendrée dans la tubulure allant à la zone thoracique, une aiguille 38 peut être passée à travers le joint élastique 28 pour laisser l'air at- mosphérique pénétrer dans cette tubulure et permettre la réouverture de la soupape 24. Le tube d'évacuation 34 et la colonne 30 forment un régulateur de vide. Le vide ou la pression négative à l'intérieur de la chambre réceptrice est régulé par la hauteur d'eau à l'intérieur de la colonne 30. Lorsque la valeur est dépassée, l'air provenant de l'extérieur, ou air atmosphérique, pénètre par la partie interne supérieure du tube 34, descend dans le tube 34 et sort par l'extrémité- inférieure, monte à travers l'eau présente dans la colonne 30 et donc à l'intérieur de la chambre réceptrice par passage à travers les orifices 32. Ce dispositif est considéré comme étant remarquable, la totalité de la colonne étant située à l'intérieur de la chambre principale, ce qui évite une connexion en série en remplaçant celle-ci par un trajet en parallèle. Dans le cas o une défaillance de la pompe à vide se produit dans la position fermée, de l'air provenant du poumon peut augmenter la pression dans la chambre réceptrice à un niveau qui pourrait provoquer le collapsus du poumon. La soupape de détente ou d'échappement 40 est placée pour empêcher le collapsus du poumon. La soupape d'échappement 40 ferme normalement les orifices d'échappe- ment 42 formés dans l'extrémité supérieure 14 de la chambre 12. Lorsque la pression positive à l'intérieur de la chambre atteint une valeur prédéterminée, la soupape d'échappement 40 passe en position ouverte, empêchant ainsi une augmentation de pression à l'intérieur de la chambre réceptrice. En conséquence, on peut constater qu'il a été proposé un système ou appareil simplifié qui isole l'espace pleural, permet par mise sous vide d'abaisser la pression d'une volumineuse colonne d'air et fournit les éléments de sécurité nécessaires pour empêcher des complications. On peut donc constater que la présente invention permet de parvenir au moins à tous les objectifs précites. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil de drainage thoracique (10), caractérisé en ce qu'il comprend: une chambre réceptrice (12) comprenant des extrémités supérieure (14) et inférieure (16), des extrémités opposées et des côtés opposés, un cathéter thoracique, ladite chambre réceptrice (12) comprenant en position adjacente à son extrémité supérieure un premier orifice (18), proche d'un bord de celle-ci, qui est en communication de fluide avec une pompe à vide destinée à engendrer une pression négative à l'intérieur de ladite chambre, ladite chambre réceptrice (12) comprenant un second orifice (22) en position adjacente à son extrémité supérieure, proche de son autre bord, qui est relié audit cathéter thoracique, un premier système de soupape (24) (normalement ouvert) dans ladite chambre réceptrice connecté au second orifice (22), qui peut être mobile entre les positions ouverte et fermée, ledit premier système de soupape (24) présentant une configuration telle qu'il soit normalement ouvert au cours du mode d'expiration et qu'il soit dans sa position fermée au cours du mode d'inspiration, ledit premier système de soupape (24) étant placé de manière à décharger le contenu dudit cathéter thoracique dans ladite chambre (12) près de l'extrémité supérieure de ladite chambre (12), un tube d'évacuation (34) placé verticalement, descendant dans ladite chambre depuis son extrémité supérieure (14) et comprenant des extrémités supérieure et inférieure, ladite extrémité supérieure étant en communica- tion avec l'atmosphère, ladite extrémité inférieure étant placée audessus de l'extrémité inférieure de ladite chambre (12), une colonne (30) placée verticalement dans ladite chambre (12) dans laquelle est placé ledit tube d'évacuation (34), ladite colonne (30) ayant un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur dudit tube d'évacuation (34) le long de celui-ci pour permettre la création entre cette colonne (30) et ce tube (34) d'une colonne d'eau (36) de hauteur prédéterminée, l'extrémité inférieure de ladite colonne (30) étant positionnée sur l'extrémité inférieure de ladite chambre (12), de manière étanche l'une par rapport à l'autre, ladite colonne (30) étant en communication de fluide, près de son extrémité supérieure, avec la partie interne supérieure de ladite chambre (12), ladite chambre (12) comprenant un orifice d'échappement formé à son extrémité supérieure, et un second système de soupape (40) obturant habituellement ledit orifice d'échappement, mais qui permet une communication avec l'atmosphère de la partie interne supérieure de ladite chambre (12) lorsqu'une pression positive prédéterminée est atteinte à l'intérieur de ladite chambre (12), l'intérieur de ladite chambre (12) étant pratiquement dépourvu d'obstacles, ce qui permet ainsi un écoulement direct entre ledit premier système de soupape (24) et ledit premier orifice, permettant de ce fait un écoulement d'air sans entrave entre ledit premier système de soupape (24) et ledit second orifice, l'intérieur de ladite chambre (12) étant dépourvu d'obstacles autour dudit tube d'évacuation (34) et de ladite colonne de sorte que le passage de l'air ambiant pénétrant dans ladite chambre (12) à travers ledit tube d'évacuation (34) et ladite colonne (30) soit libre, excepté la résistance offerte par la colonne d'eau (36) entre ledit tube d'évacuation (34) et ladite colonne (36). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier système de soupape est ouvert au cours du mode respiratoire de repos.