Brevet FR2673108A1 — publié le 19920828

"Dispositif de dosage d'anesthésique" L'invention concerne un dispositif de dosage d'anesthésique équipé d'une source de vapeur d'anesthésique équilibrée en température, à partir de laquelle de la vapeur d'anesthésique, passant par une conduite de transport, est dosée dans un courant de gaz vecteur au moyen d'une vanne de dosage commandée par une unité de commande. Un dispositif de dosage d'anesthésique de ce type a été divulgué dans le document EP-A 2-231 513 Le dispositif connu comporte un récipient de réserve duquel, grâce à une pression de refoulement, un anesthésique liquide est poussé dans une chambre d'évaporation chauffée servant de source de vapeur d'anesthésique La vapeur d'anesthésique sous pression est dosée, par l'intermédiaire d'une vanne de dosage synchronisée, dans un courant de gaz vecteur, constitué par exemple d'un mélange d'oxygène et de gaz hilarant, et amenée vers un dispositif anesthésiant En fonction de la pression dans la chambre d'évaporation, du degré d'ouverture de la vanne de dosage et du courant volumique du gaz vecteur par unité de temps, une valeur de concentration en anesthésique correspondante' est présente dans le courant de gaz vecteur. Le dispositif de dosage en anesthésique connu présente l'inconvénient que, si le réchauffement de la chambre d'évaporation n'est pas suffisant par exemple en cas de défaillance du chauffage de l'anesthésique liquide peut atteindre le courant de gaz vecteur, et que, par conséquent, il peut se produire une forte augmentation de la concentration dans celui-ci. Une défaillance de la vanne de dosage aurait également pour conséquence que la vapeur d'anesthésique présente dans la chambre d'évaporation arrive brusquement dans le courant de gaz vecteur Un autre inconvénient résulte du fait que, dans le cas d'anesthésiques à bas point d'ébullition, il est difficile de régler la pression de refoulement dans le récipient de réserve sur une valeur- stable, ce qui a pour conséquence que le volume d'anesthésique liquide s'écoulant dans la chambre d'évaporation par unité de temps est soumis à des variations, car la pression de la vapeur vient s'ajouter à la pression de refoulement. Un dispositif de dosage d'anesthésique connu par le document DE-C 2 31 16 951 prévoit de faire circuler, à l'aide d'une pompe, un anesthésique liquide hors d'un récipient de réserve pour l'amener dans une chambre d'évaporation chauffée, ou il sera intégralement mélangé au courant de gaz vecteur traversant la chambre d'évaporation. L'inconvénient présenté par ce dispositif connu réside dans le fait que, si la pompe fonctionne mal, encore plus d'anesthésique liquide arrive dans la chambre d'évaporation, ce qui entraîne une augmentation incontrôlée de la concentration en anesthésique dans le courant de gaz vecteur. L'invention a pour but d'améliorer un dispositif de dosage d'anesthésique afin d'éviter une évaporation incontrôlée d'anesthésique liquide dans la source de vapeur d'anesthésique, et d'améliorer la précision de dosage. Pour atteindre ce but, il est prévu que la source de vapeur d'anesthésique soit conformée en chambre d'évaporation remplie d'anesthésique liquide, et qu'un élément de transport du gaz produisant la pression de dosage Pl soit placé en amont de la vanne de dosage. L'avantage de l'invention réside essentiellement dans le fait que l'anesthésique liquide n'est plus amené dans la chambre d'évaporation, o il s'évapore plus ou moins complètement, mais que le dosage de l'anesthésique résulte uniquement du volume de vapeur d'anesthésique se trouvant au-dessus de l'anesthésique liquide A cet effet, de l'anesthésique liquide est versé dans la chambre d'évaporation, et la vapeur d'anesthésique se formant est pompée par l'élément de transport du gaz et adaptée à la pression de dosage Pl avant la vanne de dosage Si la vanne de dosage est conformée en vanne digitale, la quantité de vapeur d'anesthésique dans le courant de gaz vecteur est réglée, au moyen d'une ouverture limitée dans le temps pouvant se répéter par impulsions si, par contre, la vanne de dosage est conformée en vanne analogique, un degré d'ouverture est réglé sur la vanne analogique, résultant de la quantité de vapeur d'anesthésique à doser. Des formes d'exécution avantageuses de l'invention sont indiquées dans les sous-revendications. Ainsi, il est avantageux de réaliser l'élément de transport du gaz sous forme de pompe à volume tampon en aval, et de placer un capteur de pression dans le volume tampon pour capter un signal de valeur effective de la pression de dosage PI, avec lequel un signal de variable de pression de dosage pour la pompe est formé dans un régulateur de pression de dosage Le régulateur de pression de dosage est également raccordé à l'unité de commande et reçoit de celle-ci la valeur de consigne de pression de dosage Ps La pression de dosage PI, en liaison avec le degré d'ouverture et le temps d'ouverture t de la vanne de dosage, représente une mesure pour le volume, prise par unité de temps, de vapeur d'anesthésique dans le courant de gaz vecteur Pour empêcher une condensation d'anesthésique, il est avantageux de chauffer la série de conduites entre la chambre d'évaporation et la vanne de dosage, la pompe et le volume tampon. Une autre forme d'exécution avantageuse de l'invention prévoit que la pompe et le volume tampon soient conformés en module de construction en tant que pompe à piston ou pompe à soufflet Du côté de l'aspiration est prévue une soupape d'admission qui, en tant que soupape directionnelle, ne permet qu'un courant gazeux allant de la chambre d'évaporation vers la vanne de dosage La partie de pompe mobile de la pompe à piston ou à soufflet est actionnée par un mécanisme de commande de pompe et est soumis à une force de refoulement au cours de la phase de refoulement, de telle sorte que la pression de dosage Pl se forme en amont de la vanne de dosage Si le refoulement se produit avec une force de refoulement constante, on obtient une pression de dosage Pl qui est constante Mais il est également possible de procéder au dosage de la vapeur d'anesthésique non seulement à l'aide de la pression de dosage Pl et du temps d'ouverture t de la vanne de dosage, mais de doser le volume de vapeur d'anesthésique refoulé par la partie de pompe mobile directement dans le courant de gaz vecteur A cet effet, la vanne de dosage est actionnée par l'unité de commande de telle sorte qu'elle se trouve en position fermée au cours de la phase d'aspiration, et en position ouverte au cours de la phase de refoulement La course de la pompe est mesurée au moyen d'un capteur de déplacement Une pression de refoulement PF apparait alors dans le piston de la pompe Le volume de vapeur d'anesthésique refoulé par unité de temps est proportionnel au produit de la pression de refoulement PF, de la course de la pompe et du nombre de courses de pompe par unité de temps. Selon les lois connues issues de la thermodynamique classique, des facteurs de correction sont calculés pour le volume de vapeur d'anesthésique refoulé, à l'aide de la pression de refoulement PF Pour cela, il est avantageux de rapporter la pression de refoulement PF au début de la phase de refoulement ou à la fin de la phase d'aspiration. Un mode d'exécution avantageux prévoit de disposer un capteur de gaz anesthésiant dans le courant de gaz vecteur, en aval de l'endroit o la conduite de transport débouche dans la conduite de gaz anesthésiant, qui mesure la valeur effective de concentration CI et la transmet à un régulateur de gaz anesthésiant Le régulateur de gaz anesthésiant est relié à l'unité de commande et peut aussi bien recevoir d'elle des signaux de commande qu'envoyer des signaux de commande à celle-ci. Il est avantageux de ne pas agir sur la vanne de dosage par l'intermédiaire de l'unité de commande, mais par celui du régulateur de gaz anesthésiant et de régler la concentration de vapeur d'anesthésique dans le courant de gaz vecteur au moyen de la valeur effective de concentration CI mesurée Le signal de commande présent dans l'unité de commande pour la vanne de dosage ne représente, dans ce cas, qu'une valeur expérimentale de plausibilité pour le régulateur de gaz anesthésiant Cette comparaison de plausibilité peut par exemple être effectuée dans l'unité de commande Pour le cas o la comparaison de plausibilité indique un écart inacceptable, l'unité de commande bloque le régulateur de gaz anesthésiant et ferme la vanne de dosage. Il est avantageux d'intercaler une soupape de sécurité sur la conduite de transport, dans le sens du courant en aval de la vanne de dosage, comme dispositif de sécurité, qui soit actionnée lorsqu'une valeur limite de concentration CG de vapeur d'anesthésique dans le courant de gaz vecteur est atteinte La soupape de sécurité permet d'effectuer une coupure si la vanne de dosage reste bloquée en position ouverte. Une forme d'exécution de l'invention est représentée sur le dessin et expliquée ci-après plus en détail. La figure 1 représente un premier dispositif de dosage d'anesthésique avec pompe et volume tampon. La figure 2 représente un deuxième dispositif de dosage d'anesthésique avec pompe à piston. La figure 3 représente un troisième dispositif de dosage d'anesthésique avec dosage direct à partir de la chambre d'évaporation. Le premier dispositif de dosage d'anesthésique 1 représenté à la figure 1 comprend une chambre d'évaporation 2, remplie d'anesthésique 3 liquide et tempéré à une température T au moyen d'un échangeur de chaleur 7 possédant un enroulement chauffant 4 et une sonde de température 5 La chambre d'évaporation 2 est encastrée dans l'échangeur de chaleur 7 sous forme d'un module et peut en être retirée, par exemple pour la recharger en anesthésique 3 L'enroulement chauffant 4 est alimenté à partir d'une unité de commande 6, et, simultanément, la valeur effective de la température T de la chambre d'évaporation 2 mesurée avec la sonde de température 5 est traitée dans l'unité de commande 6 et comparée avec une valeur de consigne de température en mémoire dans l'unité de commande 6 S'il y a divergence entre la température T *et la valeur de consigne de température, le chauffage est adapté en conséquence par l'unité de commande 6 Etant donné que la température T se situe approximativement dans la zone de la température ambiante, l'échangeur de chaleur 7 seul suffit la plupart du temps à assurer l'équilibrage de température et amener immédiatement la chaleur ambiante à la chambre d'évaporation Si, à la suite d'un retrait important de vapeur d'anesthésique 14, la température T devait beaucoup descendre, on peut équilibrer la température à l'aide de l'enroulement chauffant 4 A partir de la chambre d'évaporation 2, une conduite de transport 8 conduit, en passant par une pompe 9, un volume tampon 10 et une vanne de dosage 11, vers une conduite de gaz anesthésiant 12, à travers laquelle s'écoule un courant de gaz vecteur 13 La vapeur d'anesthésique 14 se -trouvant au-dessus de l'anesthésique 3 est pompée hors de la chambre d'évaporation 2 par la pompe 9 et amenée à une pression de dosage Pl dans le volume tampon 10 La pression de dosage Pl est mesurée par un capteur de pression et le signal de mesure est transmis à un régulateur de pression de dosage 16, o il est comparé à une valeur de consigne de pression de dosage Ps donnée par l'unité de commande * 6 En fonction de l'écart entre Pl et P, la pompe 9 est réglée sur une pression de dosage constante P, par l'intermédiaire de la conduite 17 Afin de doser la vapeur d'anesthésique 14 dans le courant de gaz vecteur 13, la vanne de dosage 11 est actionnée en position ouverte à intervalles déterminés par l'unité de commande 6 La concentration de vapeur d'anesthésique 14 dans le courant de gaz vecteur 13 peut être déterminée à partir du courant volumique VI du courant de gaz vecteur 13 par unité de temps mesuré à l'aide d'une sonde voluménomètre 18, à partir de la pression de dosage PI, de l'angle d'ouverture et du temps d'ouverture t de la vanne de dosage 11 Des valeurs prescrites correspondantes peuvent être rentrées dans l'unité de commande 6 par l'intermédiaire du circuit d'acheminement des signaux 19 L'unité de commande 6 contient un microprocesseur et une mémoire non effaçable, avec lesquels les opérations de calcul nécessaires pour le dosage peuvent être effectuées. La figure 2 représente un deuxième dispositif de dosage d'anesthésique 20 ' Les mêmes composants sont désignés par les mêmes références qu'à la figure 1 Par rapport au premier dispositif de dosage d'anesthésique 1 représenté en figure 1, la pompe 9 et le volume tampon ont été remplacés par une pompe à piston 21 munie d'une soupape d'admission 22 et d'une partie de pompe 23 effectuant une course, destinée à aspirer et à refouler la vapeur d'anesthésique 14- La partie de pompe ( 23) effectuant une course est actionnée par un mécanisme de commande de pompe 24 qui, à son tour, est commandé par le régulateur de pression de dosage 16 De plus, une soupape de sécurité 25 est prévue entre la vanne de dosage il et la conduite de gaz anesthésiant 12, qui ferme la conduite de transport 8 lorsque, dans la conduite 12 de gaz anesthésiant, une valeur limite CG pour la concentration de vapeur d'anesthésique 14 est atteinte dans le courant de gaz vecteur 13 A cet effet, une valeur effective de concentration CI est mesurée à l'aide d'un capteur de gaz anesthésiant 26 et comparée, dans un régulateur de gaz anesthésiant 27, avec la valeur limite de concentration CG fournie par l'organe de commande Si la valeur effective de concentration CI est égale ou supérieure à la valeur limite de concentration CG, le régulateur de gaz anesthésiant 27 ferme la soupape de sécurité. Le dosage de la vapeur d'anesthésique 14 dans le courant de gaz vecteur 13 se passe de la façon suivante: tout d'abord, par l'intermédiaire de la partie de pompe 23 effectuant une course, et du mécanisme de commande de la pompe 24, la vapeur d'anesthésique 14 est aspirée par la soupape d'admission 22 conformée en soupape directionnelle et comprimée dans la pompe à piston 21 pour atteindre la pression de dosage PI Dans le régulateur de pression de dosage 16, la pression de dosage Pl est comparée avec la valeur de consigne de pression de dosage Ps, et, à partir de la différence entre Ps et PI, un signal de variable pour le mécanisme de commande de la pompe est généré. Le rapport de concentration entre la vapeur d'anesthésique '14 et le courant de gaz vecteur 13 résulte du courant volumique VI du courant de gaz vecteur, de la pression de dosage PI, du degré d'ouverture et du temps d'ouverture de la vanne de dosage 11 Une variante d'exécution du deuxième dispositif de dosage d'anesthésique 20 consiste à prévoir de réaliser le dosage non seulement à l'aide de la pression de dosage Pl et du temps d'ouverture t, mais à l'aide du volume refoulé par la partie de pompe mobile 23 A cet effet, la vanne de dosage 11 est commandée par l'unité de commande 6 de telle sorte qu'elle se trouve en position fermée au cours de la phase d'aspiration et en position ouverte au cours de la phase de refoulement La course de la pompe est mesurée par un capteur de déplacement 28 et il transmise à l'unité de commande Selon un programme dans le temps donné par l'unité de commande 6, le mécanisme de commande de la pompe 24 refoule la vapeur d'anesthésique 14 hors de la chambre d'évaporation 2 et la transporte dans la conduite de gaz anesthésiant Au moyen du capteur de pression 15, la pression de refoulement PF est mesurée dans la pompe à piston et transmise à l'unité de commande 6 o, selon les lois connues issues de la thermodynamique classique, des facteurs de correction sont calculés pour le volume de vapeur d'anesthésique - refoulé Il est avantageux, pour calculer les facteurs de correction, de rapporter la pression de refoulement PF à un moment fixe, par exemple au début de la phase de refoulement ou à la fin de la phase d'aspiration. On peut réaliser des formes mélangées de dosage à l'aide du deuxième dispositif de dosage d'anesthésique , par exemple en vidant par paliers la vapeur d'anesthésique 14 se trouvant dans la pompe à piston 21 On peut trouver le volume de vapeur d'anesthésique dosé par phase à partir de la course partielle de la partie de pompe mobile 23, du déplacement partiel mesuré au moyen du capteur de déplacement 28, et de la pression de refoulement de dosage Pw à la fin de chaque phase de refoulement partielle. La figure 3 représente un troisième dispositif de dosage d'anesthésique 30, dans lequel la vapeur d'anesthésique 14 est dosée directement à partir du récipient de réserve 2 Les mêmes composants sont désignés par les mêmes références qu'aux figures 1 et 2. Par rapport au premier dispositif de dosage d'anesthésique 1, la pression de dosage Pl n'est pas générée par la pompe 9, mais grâce au chauffage de la chambre d'évaporation 2 au moyen du dispositif de chauffage 4 La pression de la vapeur d'anesthésique 14 est réglée de telle sorte qu'elle soit supérieure de quelques centaines de millibar à la pression ambiante La pression de dosage Pl est mesurée à l'intérieur de la chambre d'évaporation 2 à l'aide du capteur de pression 15, et traitée par le régulateur de pression de dosage 16 Afin d'éviter la condensation de la vapeur d'anesthésique 14, une spirale de chauffage 31 est prévue sur la conduite de transport 8, dont les connexions 32 a, 32 b sont raccordées à l'unité de commande 6 '. Revendications 1 Dispositif de dosage d'anesthésique comportant une source de vapeur de gaz anesthésiant équilibrée en température, à partir de laquelle de la vapeur d'anesthésique ( 14) est dosée dans un courant de gaz vecteur ( 13) en passant par une conduite de transport ( 8), au moyen d'une vanne de dosage ( 11) actionnée par une unité de commande ( 6 >, caractérisé en ce que la source de vapeur de gaz anesthésiant est conformée en chambre d'évaporation ( 2) remplie d'anesthésique ( 3) liquide et en ce qu'un élément de transport du gaz ( 9) produisant une pression de dosage Pl est disposé en amont de la vanne de dosage ( 11). 2 Dispositif de dosage d'anesthésique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de transport du gaz est une pompe ( 9) en aval de laquelle est disposé un volume tampon ( 10), en ce qu'un capteur de pression ( 15) est prévu dans le volume tampon pour capter la pression de dosage PI, et en ce que, dans un régulateur de pression de dosage ( 16), un signal de variable de pression de dosage pour la pompe ( 9) est formé à partir de la différence entre la pression de dosage Pl et une valeur de consigne de pression de dosage Ps donnée par l'unité de commande ( 6). 3 Dispositif de dosage d'anesthésique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pompe et le volume tampon sont conformés en module de construction sous forme de pompe à soufflet ou à piston ( 21), et équipés d'une soupape d'admission ( 22) dans la zone d'aspiration de la conduite de transport ( 8) et d'une partie de pompe ( 23) effectuant une course et transportant la vapeur d'anesthésique ( 14), actionnée par un mécanisme de commande de pompe ( 24) générant la pression de dosage PI. 4 Dispositif de dosage d'anesthésique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un capteur de gaz anesthésiant ( 26) est disposé dans le courant de gaz vecteur ( 13), en aval de l'endroit o la conduite de transport ( 8) débouche dans la conduite de gaz anesthésiant ( 12), qui mesure la valeur effective de concentration CI et est relié à un régulateur de gaz anesthésiant ( 27). Dispositif de dosage d'anesthésique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vanne de dosage ( 11) est actionnée par le régulateur de gaz anesthésiant ( 27) et en ce que le signal de commande formé dans l'unité de commande ( 6) pour la vanne de dosage ( 11) représente une valeur expérimentale de plausibilité. 6 Dispositif de dosage d'anesthésique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que, dans la conduite de transport ( 8), dans le sens du courant en aval de la vanne de dosage ( 11), est disposée une soupape de sécurité ( 25) qui se ferme lorsqu'une valeur limite de concentration CG mesurée par le capteur de gaz anesthésiant ( 26) est atteinte.