Brevet FR2645026A1 — publié le 19901005

La présente invention a pour objet un dispositif pour assistance respiratoire, utilisable sur des patients dont la respiration spontanée est absente ou insuffisante, qu'ils soient placés ou non sous respiration artificielle. On connait divers dispositifs, tels que des masques, des sondes ou des canules orales, nasales, endotrachéales, trachéotomiques, destinés à faire la jonction entre un appareil de respiration artificielle et/ou d'anesthésié et le système respiratoire d'un patient. Ces dispositifs, essentiellement en forme de tubes, peuvent; selon le cas, comporter des moyens d'immobilisation tels que des pattes ou des collerettes au voisinage de l'extrémité proximale, pour le maintien sur la bouche ou le nez du patient, ou encore des ballonnets gonflables au voisinage de-l'extré- mité distale, pour le maintien par friction dans la trachée. Les dispositifs connus présentent des inconvénients importants. Ainsi, par exemple, lorsqu'un tube de type connu est déconnecté du respirateur artificiel et que le patient a besoin d'air enrichi en oxygène, il est néces- saire d'introduire dans ledit tube une sonde reliée à une source d'oxygène. Par ailleurs, dans les cas de respiration spontanée insuffisante, le patient doit nécessairement rester relié au respirateur jusqu'au rétablissement complet de sa respiration spontanée. Aussi, pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé des dispositifs d'assistance respiratoire qui, outre le canal principal formé par le tube, comportent au moins un canal auxiliaire, par exemple ménagé dans la paroi dudit tube, permettant' l'injection d'un jet de gaz respirable (oxygène, air ou mélange air-oxygène) destiné à la ventilation du patient, ce canal auxiliaire débouchant dans le canal principal au voisinage de l'extrémité distale de ce dernier. 1 Toutefois, ces dispositifs d'assistance respiratoire à canal auxiliaire d'injection de gaz respirable présentent l'inconvénient majeur que ledit jet de gaz respirable vient frapper directement la muqueuse, de sorte que celle-si est traumatisée. La présente invention a pour objet principal de remédier à cet inconvénient. A cette fin, selon l'invention, le dispositif d'assistance respiratoire comportant un tube qui forme un canal principal et qui est destiné à être introduit par son extrémité distale dans une voie respiratoire d'un patient pour que ledit canal principal relie, à l'extérieur, le système respiratoire dudit patient, ledit dispositif comportant de plus au moins un canal auxiliaire permettant l'injection d'un jet de gaz respirable destiné à la ventilation dudit patient et débouchant dans ledit canal principal au voisinage-de l'extrémité distale de ce dernier, est remarquable en ce que au moins l'extrémité distale dudit canal auxiliaire débouchant dans le canal principal est parallèle à celui-ci et en ce que, en regard de l'orifice distal dudit canal auxiliaire, sont prévus des moyens de déflexion dudit jet de gaz respirable de ventilation vers l'intérieur dudit canal principal. Ainsi, le jet de gaz respirable sous pression traversant ledit canal auxiliaire est défléchi vers l'axe du canal principal, lorsqu'il pénètre dans celui-ci. En aval desdits moyens de déflexion, c'est-à-dire à l'intérieur du canal principal, la pression dudit jet de gaz respirable chute et le jet sort à faible pression à travers l'orifice distal du tube. L'expérience a montré qu'en aval de la sortie distale du tube, la pression est faible et maintenue constante dans tout l'espace respiratoire. Cette pression est dépendante du débit de gaz respirable dans les canaux auxiliaires. 1 Par suite, avec le dispositif d'assistance respiratoire conforme à l'invention, on peut apporter de l'oxygène et un mélange air-oxygène directement dans les'poumons, à hauteur de la carène, et supprimer ainsi l'espace mort qui existe dans les sondes actuelles et qui est d'environ un tiers du volume respiratoire total pour un adulte et d'environ la moitié pour les nouveaux nés prématurés. La suppression de cet espace mort correspond à une augmentation de performance du cycle respiratoire de plus de 25% dans tous les cas de malades et de près de 50% dans certains cas. Dans le cas o ledit canal auxiliaire est ménagé dans la paroi dudit tube, il est avantageux que ledit orifice distal dudit canal auxiliaire soit formé dans une première face s'écartant dudit canal principal, et que lesdits moyens de déflexion soient formés par une seconde face, inclinée, disposée en regard de ladite première face et convergente en direction de l'orifice distal dudit canal principal. De plus, lorsque plusieurs canaux auxiliaires sont ménagés dans la paroi dudit tube, il est préférable que les orifices distaux desdits canaux auxiliaires soient formés dans une première face annulaire évasant ledit canal principal et que lesdits moyens de déflexion soient formés par une seconde face annulaire, disposée en regard de ladite première face et convergente en direction de l'orifice distal dudit canal principal. En aval de ladite seconde face, entre celle-ci et l'orifice distal du canal principal, ce dernier peut être cylindri- que. Toutefois, l'expérience a montré qu'il était préférable que la portion terminale du canal principal soit légèrement évasée. Aussi, selon une autre particularité de 1 l'invention, ladite seconde face est prolongée vers ledit orifice du canal principal par une paroi évasant légèrement ledit canal principal. Les moyens de déflexion peuvent être formés directement dans la paroi interne dudit tube. Toutefois, à des fins de facilité de fabrication, il est avantageux que lesdits moyens de déflexion soient formés sur un embout rapporté à l'extrémité distale dudit tube. Lorsque le dispositif selon l'invention comporte une pluralité de canaux auxiliaires, il est avantageux qu'au moins. certains d'entre eux soient alimentés en commun en gaz respirable. Une telle alimentation en commun desdits canaux peut se faire par l'intermédiaire d'une bague de distribution, coaxiale audit tube. Par ailleurs, lesdits canaux auxiliaires non alimentés en commun peuvent servir à l'introduction de produits gazeux additionnels, tels que des produits médicamenteux ou de l'humidité. Pour pouvoir obtenir un dispositif à double flux permettant de favoriser l'expiration aussi bien que l'inspiration d'un patient, le dispositif selon l'invention peut comporter au moins un canal auxiliaire supplémentaire, indépendant dudit canal auxiliaire et relié à une source de gaz sous pression, ledit canal auxiliaire supplémentaire débouchant dans ledit canal principal au voisinage de l'extrémité proximale de ce dernier, et au moins l'extrémité proximale dudit canal auxiliaire supplémentaire débouchant dans le canal principal est parallèle à celuici, tandis que, en regard de l'orifice proximal dudit canal auxiliaire supplé- mentaire, sont prévus des moyens pour la déflexion du jet de gaz traversant ce dernier en direction de l'intérieur dudit canal principal. 1 De préférence, dans ce dernier mode de réalisation, la partie proximale du dispositif est semblable sinon identique, à la partie distale dudit dispositif, au moins en ce qui concerne la disposition desdits canaux auxiliai- res et lesdits moyens de déflexion. Ainsi, on voit que le dispositif conforme à l'invention permet: l'intubation sans arrêt de l'assistance respiratoire, l'injection de médicaments, d'anesthésiques ou d'humidité pendant l'assistance respiratoire, la mesure dynamique des pressions, car il suffit de prévoir des canaux auxiliaires dans lesquels sont disposées des sondes appropriées, l'augmentation du volume échangé, car la pression est autolimitée et il n'y a aucun risque d'écrasement des capillaires pulmonaires, la diminution pour une même quantité d'oxygène échangée de l'importance d'oxygène dans le mélange, ce qui diminue d'autant les effets secondaires de l'assistance, 20. la possibilité d'utiliser des respirateurs moins coûteux que les respirateurs actuels. Ce dispositif d'assistance respiratoire selon l'invention permet d'utiliser le différentiel de pression minimum nécessaire en apportant un volume de fluide respiratoire maximum. Par ailleurs, la configuration physique du dispositif- de l'invention permet de conserver un diamètre intérieur suffisant pour permettre le passage des instruments et des sondes médicales que l'opérateur veut utiliser. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures des références identiques désignent des éléments semblables. 1 La figure 1 est une vue schématique et partielle, en coupe axiale agrandie, d'un premier mode de réalisation du dispositif de l'invention. Les figures 2 et 3 sont des coupes tranversales, respecti- vement selon les lignes IlI-I et III-III de la figure 1. Les figures 4 et 5 illustrent, schématiquement en coupe axiale agrandie, deux variantes de réalisation pour l'extrémité distale du dispositif selon l'invention. La figure 6 montre, en coupe axiale schématique et partielle, une variante à double flux du dispositif selon la présente invention. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement et à grande échelle, les seules-extrémités proximale 2 et distale 3 d'un mode de réalisation 1 du dispositif selon l'invention. Ce mode de-réalisation peut constituer, par exemple, une sonde endotrachéale oro-nasale avec ou sans ballonnet, une sonde endotrachéale pédiatrique, une sonde de monitorage des gaz, une sonde endobronchique, une sonde nasopharyngée, une sonde d'intubation anatomique pour enfant, une sonde de Cole néonatale, une sonde canule de Guedel, ou une sonde nasale d'oxygénothérapie. Le dispositif 1 comporte un tube 4, souple ou préformé (pour s'adapter à la morphologie du patient) délimitant un canal principal 5 débouchant, par l'orifice 6, à l'extrémi- té proximale 2,'.et, par l'orifice 7, à l'extrémité distale 3. Ainsi, le canal principal 5 est capable d'assurer le passage entre les orifices 6 et 7, dont l'un (l'orifice 7) est destiné à se trouver à l'intérieur des voies respira- toires d'un patient et l'autre (l'orifice 6) est destiné à se trouver à l'extérieur dudit patient. Cet orifice 6 peut ? 1 déboucher à l'air libre et, dans ce cas, le patient peut inspirer de l'air frais et expirer l'air vicié à travers le canal principal 5. On peut également relier l'orifice 6 à une source de gaz respirable sous pression (non représentée) et prévoir un système de valves unidirectionnelles, pour que le patient inspire le gaz respirable de ladite source à travers ledit canal principal 5 et expire le gaz vicié à l'air libre, également à travers ce canal principal. Le diamètre du canal principal 5 est de l'ordre de quelques millimètres. Des essais satisfaisants ont été effectués avec des diamètres de 3 mm, 7 mm et 8 mm. Par ailleurs, dans l'épaisseur de la paroi du tube 4 sont ménagés des canaux auxiliaires 8, s'étendant sur la presque totalité de la longueur du canal principal 5. Ces canaux auxiliaires 8 sont destinés à être reliés à une source de gaz respirable sous pression (non représentée). Par exemple, cette pression est de quelques bars (1,2 ou 4 bars) et elle est réglable. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 3, la liaison à la source de gaz respirable sous pression peut être réalisée au moyen d'une bague 9, entourant de façon étanche le tube 4, du côté de l'extrémité proximale 2, et délimitant une chambre annulaire étanche 10 autour dudit tube. Les canaux auxiliaires 8 sont mis en communication avec la chambre 10 grâce à des arrachements locaux 11 de la paroi du tube 4 et ladite chambre 10 est reliée à ladite source de gaz respirable par une liaison 12. Bien entendu, les extrémités proximales des canaux 8 sont obturées, par exemple par des bouchons 13. Les canaux auxiliaires 8 ont un diamètre plus petit que celui du canal principal 5. Le diamètre des canaux auxiliaires 8 est de préférence inférieur à 1 mm et, de façon avantageuse, il est de l'ordre de 400 à 800 microns. 1 Du côté distal, les canaux auxiliaires 8 débouchent dans un évidement 14 de la paroi interne 15 du tube 4. L'évidement 14 est annulaire et centré sur l'axe 16 de l'extrémité distale 3. Il comporte une face 14a, sensiblement transversale ou légèrement inclinée de façon à constituer un évasement du canal principal 5, dans laquelle débouchent lesdits canaux auxiliaires 8 par leurs orifices 17, ainsi qu'une face 14b suivant la face 14a et convergeant en direction de l'axe 16. De préférence, entre la face inclinée convergente 14b et l'orifice distal 7, la paroi interne 15 présente une partie a légèrement évasée vers l'extérieur, comme cela est illustré par l'angle A sur la figure 1. Ainsi, lorsque les canaux auxiliaires 8 sont alimentés en gaz respirable sous pression à travers les éléments 9 à 12, les jets gazeux correspondants heurtent la face inclinée 14b, qui les défléchit.-en direction de l'axe 16 (flèches F sur la figure 1), engendrant au voisinage de celui-ci une zone de dépression favorisant la circulation gazeuse à l'intérieur du canal principal 5, de l'orifice proximal vers l'orifiee distal. On favorise ainsi l'inspiration du patient. De préférence, la distance entre chacun des orifices 17 et l'orifice 7 est de l'ordre de 1 à 2 cm. En aval de l'orifice 7, la pression dans la cavité pulmonaire est.faible et pratiquement constante. Ainsi, grâce à l'invention, on obtient une assistance respiratoire non.agressive pour le patient, avec dispari- tion quasiment totale de l'espace mort inhérent aux sondes connues. 1 Dans le mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 1, on a indiqué que l'ensemble des faces 14a et 14b était réalisé par évidement de la paroi interne 15 du canal principal 5. Il va de soi que ce mode opératoire n'est pas limitatif et que les faces 14a et 14b peuvent être obtenues de façons différentes. Par exemple, sur les figures 4 et 5, la face 14a est formée dans la paroi interne 15 du tube 4, alors que la face 14b est prévu sur un embout 18 ou 19 venant s'emboîter intérieurement (embout 18) ou extérieure- ment (embout 19) sur le tube 4. Bien entendu, dans ce cas, l'orifice 7 et la paroi diver- gente.15a sont portés par l'embout 18 ou 19 correspondant. Comme le montrent les figures 2 et 3, les canaux auxiliai- res 8 sont disposés régulièrement autour de l'axe du tube 4. Leur nombre est variable suivant les utilisations (adulte ou enfant), mais il est généralement compris entre trois et neuf. On remarquera que au moins l'un des canaux auxiliaires 8, au lieu d'être relié en commun avec les autres à la source de gaz respirable sous pression (par l'intermédiaire des éléments 9 à 12) peut être continuellement alimenté par la source de gaz respirable, de façon à maintenir une pression positive dans les poumons du patient et cela pendant ou à la fin de la phase expiratoire provoquée par l'insufflation de gaz dans les canaux auxiliaires 8 (effet anti-collapse). Selon encore une autre variante de l'invention, un des canaux auxiliaires 8 peut également être spécialisé pour apporter un fluide médical ou un fluide d'humidification, si la source sous',pression ne présente pas les caractéris- tiques requises. 1 Au moins un canal supplémentaire 20 peut être prévu dans l'épaisseur du tube 4 afin de déboucher dans la face d'extrémité distale 21 du tube 4 et servir de logement à un dispositif de mesure de pression (non représenté). Le tube 4 peut comporter à l'extrémité distale 3, un ballonnet gonflable (non représenté) muni des dispositifs nécessaires de sécurité ou tout autre ballonnet permettant de se comporter comme une soupape de sécurité en cas de surpression dans les poumons. Cet éventuel ballonnet peut être gonflé à partir d'un canal supplémentaire (non représenté) associé au tube 4. La variante de réalisation 22 du dispositif selon l'invention, montrée par la figure 6, comporte deux dispositifs 1.1 et 1.2, chacun de structure semblable à celui (1) de la figure 1, accolés par leurs orifices 6, le dispositif 1.2 pouvant être plus court que le dispositif 1. 1. Dans cette variante de réalisation 22, l'orifice distale (intérieur au patient) est constitué par l'orifice 7.1 du dispositif 1.1, tandis que l'orifice proximal (extérieur au patient) est formé par- l'orifice 7.2 du dispositif 1.2. Chacun des dispositifs 1.1 et 1.2 est pourvu de son système d'alimentation 9.1 à 12.1 et 9.2 à 12.2 en gaz respirable sous pression, alimentant des canaux respectifs 8.1 ou 8.2, débouchant dans des évidements annulaires 14.1 ou 14.2, proches respectivement desdits orifices 7.1 et 7.2. Le dispositif 22 forme une sonde à double flux. Ce dispositif étant en place sur le patient (c'est-à-dire le dispositif 1.1 étant au moins partielle- ment introduit dans une voie respiratoire de celui-ci, alors que le dispositif 1.2 et les bagues 12.1 et 12.2 sont extérieures audit patient), on alimente alternativement les canaux 8.1 (à travers les éléments 9.1 a 12.1) et les canaux 8.2 (à travers les éléments 9.2 à 12.2) en gaz i1 1 respirable sous pression, de manière à favoriser alternati- vement l'inspiration et l'expiration du patient. A cet effet, un dispositif (non représenté) de commutation et de réglage des débits et des durées d'insufflation de gaz est relié aux bagues 9.1 et 9.2 d'une part, et à la source de gaz d'autre part. Le tube respiratoire ainsi constitué permet une assistance respiratoire en insufflation et une assistance respiratoire en expiration, à condition de maintenir un débit continu assurant la sécurité et limitant le risque de collapsus pulmonaire. La pression dans les canaux 8.2 est avantageusement plus élevée que la pression dans les canaux 8.1, car l'effet d'entraînement du fluide contenu dans la sonde n'est pas de même nature. Le tube 4 constitutif des modes de réalisation du dispositif selon l'invention peut être réalisé en toute matière déjà utilisée dans les sondes respiratoires, par exemple en un chlorure de polyvinyle, avec un éventuel revêtement de silicone ou en acier permettant les injections à pression élevée. Bien entendu, les dimensions du dispositif selon l'inven- tion peuvent être très variables, essentiellement en fonction de la voie de mise en place du tube, et de la taille du patient, qui peut être un adulte, un enfant, un nourrisson ou un prématuré. * 12 EVE;DI CATICXS I 1 - Dispositif d'assistance respiratoire comportant un tube (4) qui forme un canal principal (5) et qui est destiné à être introduit par son extrémité distale (3) dans une voie respiratoire d'un patient pour que ledit canal principal (5) relie à l'extérieur le système respiratoire dudit patient, ledit dispositif comportant de plus au moins un canal auxiliaire (8,8.1) permettant l'injection d'un jet gazeux destiné à la ventilation dudit patient et débouchant dans ledit canal principal (5) ati uvoisinage de l'extrémité distale (7) de ee dernier, caractérisé en ce que au moins l'extrémité distale dudit canal auxiliaire (8,8.1) débouchant dans le canal principal (5) est parallèle à celui-ci et en ce que, en regard de l'orifice distal (17) dudit canal auxiliaire (8,8.1) sont prévus des moyens (14b) pour la déflexion dudit jet de gaz resDirable de ventilation. vers l'intérieur dudit canal principal (5). 2 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit canal auxiliaire (8,8.1) est ménagé dans la paroi dudit tube (4), caractérisé en ce que ledit orifice distal (1.7) dudit canal auxiliaire (8,8.1) est formé dans une première face (14a) s'écartant de l'axe dudit canal principal (5), et en ce que lesdits moyens de déflexion sont formés par une seconde face (14b), inclinée, disposée en regard de ladite premiere face et convergente en direction de l'orifice distal (7) dudit canal principal (5). 3 - Dispcsitif selon la revendication 1, dans lequel on prévoit plusieurs canaux auxiliaires (8,8.1) ménagés dans la paroi dudit tube (4), 1caractérisé en ce que les orifices distaux (17) desdits canaux auxiliaires (8,8.1) sont formés dans une première face annulaire (14a) évasant ledit canal principal (5) et en ce que lesdits moyens de déflexion sont formés par une seconde face annulaire (14b), disposée en regard de ladite première face et convergente en direction de.1torifice distal (7) dudit canal principal. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite seconde face (14b) est prolongée vers ledit orifice distal (7) du banal principal (5) par une paroi évasant légèrement ledit canal principal (5). - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de déflexion sont formés sur un embout rapporté à l'extrémité distale dudit tube (4). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de canaux auxiliaires (8,8.1), dont au moins certains sont alimentés en commun en gaz respirable sous pression. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'alimentation en commun desdits canaux se fait'par l'intermédiaire d'une bague de distribution (9), coaxiale audit tube (4). 8 - Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que lesdits canaux auxiliaires (8,8.1) non alimentés en commun, servent à l'introduction de produits gazeux additionnels, tels que des produits médicamenteux ou des gaz humides. 1 9 - Dispcsitif selon l'une quelconque des revendicatiuns 1 a 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un canal auxiliaire supplémentaire (8.2), indépendant dudit canal auxiliaire (8) et relié à une source de gaz sous pression, ledit canal auxiliaire supplémentaire débouchant dans ledit canal principal (5) au voisinage de l'extrémité proximale (7.2) de ce dernier, en ce qu'au moins l'extrémité proximale dudit canal auxiliaire supplémentaire (8.2) débouchant dans le canal principal (5) est parallèle à celui-ci et en ce que, en regard de l'orifice proximal dudit canal auxiliaire supplémentaire(8.2), sont prévus des moyens pour la déflexion du jet de gaz traversant ce dernier en direction de l'axe dudit canal principal (5). 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie proximale (1.2) du dispositif (22) est semblable sinon identique, à la partie distale (1.1) dudit dispositif, au moins en ce qui concerne la disposition desdits canaux auxiliaires et lesdits moyens de déflexion.