Brevet FR2641976A1 — publié le 19900727

I Appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé L'invention concerne un appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé, avec une source d'oxygène et avec un sac respiratoire qui est relié à une valve d'alimentation en oxygène commandée par l'activité respiratoire. Des valves d'alimentation en oxygène commandées par l'activité respiratoire sont par exemple connues par le brevet allemand DE-C 7 29 638. Dans cette forme de réalisation, le sac respiratoire est relié à une valve à membrane, et en présence d'une dépression dans le sac respiratoire, la valve à membrane ferme un dispositif de contact électrique et ouvre la valve d'alimentation en oxygène à l'encontre de l'action d'un ressort, de sorte que de l'oxygène provenant d'une source d'oxygène s'écoule dans le sac respiratoire. Dans la demande de brevet allemand DE-B I 573 124, il est décrit un dispositif d'alimentation en gaz respiratoire avec une valve d'alimentation en oxygène actionnée électriquement, dispositif qui présente un convertisseur de pression qui est sollicité d'une part par la pression d'une source de pression de référence et d'autre part par la pression dans le masque, et qui produit un signal correspondant à la différence de pression mesurée, signal qui commande la valve d'alimentation en oxygène de telle sorte que la quantité d'oxygène délivrée dans le masque est approximativement proportionnelle à la baisse de pression dans le masque par rapport à la pression de référence. De cette manière, la quantité d'alimentation en gaz respiratoire doit être adaptée finement aux besoins de l'utilisateur. L'invention a pour but d'améliorer un appareil du type mentionné en introduction de façon à permettre, sans dépression dans le sac respiratoire et dans les poumons, et ainsi sans sollicitation additionnelle de l'utilisateur de l'appareil, une bonne adaptation de l'apport d'oxygène aux besoins d'oxygène en situation d'activité ou de repos. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que, pour la commande de la valve d'alimentation en oxygène, il est prévu un capteur disposé en dehors du circuit de gaz respiratoire. Les- formes de réalisation connues sont commandées par des capteurs de pression qui déterminent directement ou indirectement la pression dans le circuit de gaz respiratoire ou encore dans la conduite de gaz respiratoire, et qui établissent l'apport d'oxygène en fonction de ces valeurs de pression. Dans le présent cas de l'invention, la valve d'alimentation en oxygène est commandée par un capteur indépendant du circuit de gaz respiratoire, et notamment par un capteur de mouvement ou par un capteur de mesure de pression partielle d'oxygène applicable sur la surface de la peau. On peut ainsi réaliser une bonne adaptation aux besoins respectives d'oxygène qui existent en situation d'activité ou en situation de repos de l'utilisateur. En particulier dans le cas de l'utilisation d'un capteur de mouvement qui enregistre les mouvements de la cage thoracique pour commander la valve d'alimentation en oxygène, il peut être opportun de couvrir les besoins de base d'apport d'oxygène par un dispositif de dosage permanent, et de concevoir le capteur de mouvement pour la commande des besoins supplémentaires. Les faibles besoins d'oxygène qui- existent en situation de repos sont alors couverts par le dosage permanent, et seuls les besoins supplémentaires sont commandés par l'intermédiaire du capteur de mouvement, qui enregistre les mouvements de la cage thoracique. La hauteur du dosage permanent est opportunément fixée à environ 0,5 l/mn. Cette valeur correspond à une dilatation minimale de la cage thoracique, qui est généralement difficile à détecter par des capteurs de mouvement. Si une consommation accrue d'oxygène apparaît par suite d'une sollicitation, on peut réaliser une détection opportune à l'aide des mouvements de la cage thoracique, au moyen d'un capteur de mouvement correspondant. Ce capteur de mouvement peut avantageusement présenter au moins un extensomètre, et être disposé conjointement avec une ceinture thoracique ou encore une ceinture ventrale. Il apparaît également opportun de produire le signal de commande à partir de plusieurs mouvements de cage thoracique successifs. On peut alors avantageusement prévoir un dispositif pour mémoriser des signaux électriques dérivés du mouvement respiratoire, et former le signal de commande pour l'actionnement de la valve d'alimentation en oxygène à l'aide d'un comparateur à fenêtre, à chaque fois à partir d'un nombre prédéterminé de signaux du mouvernent respiratoire. Dans une forme de réalisation opportune, le capteur pour l'activité respiratoire peut être relié à un amplificateur qui, par l'intermédiaire d'un transmetteur, est relié à la valve d'alimentation en oxygène disposée dans une conduite de liaison directe entre la source d'oxygène et le sac respiratoire, et qui délivre les impulsions de commande pour l'actionnement de la valve d'alimentation en oxygène. L'invention va être maintenant décrite en référence à un exemple de réalisation d'un appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé. L'appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé représenté schématiquement sur l'unique figure du dessin annexé contient les éléments constructifs constitutifs du circuit respiratoire, qui sont représentés dans leur agencement fonctionnel, sur un bâti porteur avec une enveloppe protectrice extérieure. Un raccord de gaz respiratoire 1 est relié par l'intermédiaire de clapets antiretour correspondants 2, 3 à une conduite d'inspiration 4 et une conduit d'expiration 5 du circuit respiratoire. Dans la conduite d'expiration 5 se trouve une cartouche régénératrice 6 qui lie le gaz carbonique présent dans l'air expiré. La sortie de la cartouche régénératrice 6 est reliée à un sac respiratoire 7 réalisé sous la forme d'un sac à soufflets, et à la conduite d'inspiration 4. On obtient ainsi un circuit fermé. Dans le sac respiratoire 7, on peut, par l'intermédiaire d'une valve d'alimentation en oxygène 8, alimenter de l'oxygène provenant d'une source d"oxygène 9 et passsant par une conduite de liaison 10. Une valve de bouteille 11 et un réducteur de pression 12 sont disposés à la suite de la source d'oxygène 9 dans la conduite de liaison 10. Une conduite de mesure 14, isolable par une valve 13, permet la liaison avec un manomètre 15 afin de contrôler la pression d'alimentation en oxygène. La valve d'alimentation en oxygène 8 est, comme représenté, réalisée sous la forme d'une valve électromagnétique, et elle reçoit ses impulsions de commande d'un amplificateur 16 par l'intermédiaire d'un transmetteur 17 qui est relié à un dispositif d'affichage 18 qui rend visible la mise en service de la valve d'alimentation en oxygène 8. L'entrée de l'amplificateur 16 est reliée à un capteur de mouvement 19 réalisé sous la forme d'une bande extensométrique. Un tel capteur de mouvement peut aussi, éventuellement, être constitué d'une multiplicité de capteurs individuels, bandes extensométriques en particulier, adéquatement reliés. Il se trouve sur une ceinture thoracique 20 qui, à l'aide d'attaches 21, 22, peut être portée par l'utilisateur de l'appareil à la manière d'une ceinture ventrale. La ceinture thoracique 20 munie du capteur de mouvement 19 doit être portée sur la cage thoracique à une position permettant d'obtenir une amplitude de mouvement maximale, la ceinture thoracique elle-même étant éventuellement avantageusement réalisée en matériau élastique. Lors de l'utilisation de l'appareil respiratoire à fonctionnement en circulation, le raccord de gaz respiratoire 1 est relié au masque porté par l'utilisateur de l'appareil. La ceinture thoracique 20 se trouve en position correspondante autour du poitrail. Dans la phase d'inspiration, le capteur de mouvement 19 configuré en bande extensométrique connaît une extension, et il délivre par l'intermédiaire d'une ligne de liaison 23 un signal de commande à l'entrée de l'amplificateur 16. Ce dernier commande par l'intermédiaire du transmetteur 17 l'électrovalve 8 pour autoriser temporairement l'apport d'oxygène par la conduite de liaison 10 dans le sac respiratoire 7. Dans la phase d'expiration, l'électrovalve 8 reste fermée. Une impulsion de pression d'oxygène est ainsi fournie périodiquement, à chaque phase d'inspiration, au sac respiratoire 7. Pour le dosage, I'utilisateur de l'appareil n'a ainsi pas besoin d'utiliser la force de ses poumons, attendu que l'apport d'oxygène s'adapte aux besoins. Si, en présence d'une sollicitation d'activité importante, il se produit une accélération des phases respiratoires, la succession des impulsions d'oxygène est elle-aussi accélérée. Comme la commande peut être restreinte en présence de faibles mouvements de la cage thoracique au voisinage de la sollicitation de repos, car de faibles dilatations de la cage thoracique sont généralement difficiles à déceler par un capteur de mouvement et peuvent être difficilement distinguées des signaux perturbateurs dûs aux mouvements du corps, on peut, comme on l'a déjà indiqué, prévoir en outre un système de dosage permanent pour une faible consommation d'oxygène. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, ce système peut opportunément contenir une horloge indépendante du capteur de mouvement, laquelle asservit de manière rythmée l'amplificateur 16, à chaque fois indépendamment de la variable d'entrée du capteur de mouvement 19, afin de commander périodiquement l'ouverture de l'électrovalve 8. De la sorte, des impulsions de pression d'oxygène se succèdent à intervalles réguliers indépendamment du mouvement respiratoire et de la dilatation correspondante de la cage thoracique, impulsions qui assurent le besoin minimal en oxygène, qui est d'environ 0,5 litre par minute. Si la sollicitation augmente, le capteur de mouvement 19 entre en fonction comme variable d'entrée supplémentaire de l'amplificateur 16, et il prolonge adéquatement la durée d'impulsion pour la commande du temps d'ouverture de l'électrovalve 8. 26 4 1 9 7 6 REVENDICATIONS 1. Appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé, avec une source d'oxygène et avec un sac respiratoire qui est relié à une valve d'alimentation en oxygène commandée par l'activité respiratoire, caractérisé en ce que, pour la commande de la valve d'alimentation en oxygène (8), il est prévu un capteur (19) disposé en dehors du circuit de gaz respiratoire (1, 2, 3, 4, 5, 6). 2. Appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur est un capteur de mouvement (19) qui enregistre les mouvements de la cage thoracique pour commander la valve d'alimentation en oxygène (8). 3. Appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif qui couvre les besoins de base d'apport d'oxygène par un dosage permanent, et en ce que le capteur de mouvement (19) est conçu pour la commande des besoins supplémentaires. 4. Appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le capteur (19) présente au moins un extensomètre combiné avec une ceinture thoracique (20). 5. Appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le signal de commande est produit à partir de plusieurs mouvements de cage thoracique successifs. 6. Appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif pour mémoriser des signaux électriques dérivés du mouvement respiratoire, et en ce que le signal de commande pour l'actionnement de la valve d'alimentation en oxygène (8) est formé à l'aide d'un comparateur à fenêtre, à chaque fois à partir d'un nombre prédéterminé de signaux de mouvement respiratoire. 7. Appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur est un capteur de mesure de pression partielle d'oxygène, applicable sur la surface de la peau. 8. Appareil respiratoire à fonctionnement en circuit fermé selon la revendication 2 ou 7, caractérisé en ce que le capteur (19) pour l'activité respiratoire est relié à un amplificateur (16) qui, par l'intermédiaire d'un transmetteur (17), est relié à la valve d'alimentation en oxygène (8) qui est disposée dans une conduite de liaison directe (10) entre la source d'oxygène (9) et le sac respiratoire (7).