Brevet FR2675050A1 — publié le 19921016

i "Procédé de calibrage d'un capteur d'écoulement dans un système respiratoire" L'invention concerne un procédé de calibrage d'un capteur d'écoulement dans un système respiratoire équipé d'organes de réglage disposés dans le système respiratoire et destinés à exercer une influence sur le courant du gaz respiratoire, et équipé d'une unité d'entraînement pour l'alimentation du courant de gaz respiratoire. Un système respiratoire équipé d'un capteur d'écoulement a été divulgué par le document DE-AI-34 34 908. Le système respiratoire contient des valves d'arrêt servant d'organes de réglage et de soupapes directionnelles, qui commandent le flux du courant de gaz respiratoire Par l'intermédiaire d'un raccord de gaz d'entrée et d'une première valve d'arrêt, du gaz d'entrée alimente le système respiratoire. Du côté de l'inspiration, le gaz respiratoire s'écoule à travers un absorbeur de gaz carbonique, une première soupape directionnelle et un capteur de pression, en direction des poumons d'un patient; du côté de l'expiration se trouvent un capteur d'écoulement et une deuxième soupape directionnelle, à travers lesquels le gaz respiratoire retourne dans la branche située du côté de l'inspiration Dans le système respiratoire, une deuxième valve d'arrêt est prévue pour évacuer le gaz respiratoire excédentaire, ainsi qu'une unité d'entraînement à volume variable, l'unité d'entraînement alimentant les poumons du patient en gaz respiratoire de30 façon rythmique Le déroulement dans le temps de la respiration artificielle est déterminé par une unité de commande. On peut obtenir diverses formes de respiration artificielle grâce à une commande adaptée des valves d'arrêt Il y a présence de ce que l'on appelle un système respiratoire fermé lorsque la quantité de gaz d'entrée dosée dans le système respiratoire est uniquement celle qui a été consommée par le patient, tandis que, dans le cas d'un système respiratoire semi-fermé, on fonctionne avec un excédent de gaz d'entrée et qu'après chaque 5 respiration le gaz respiratoire excédentaire est retiré du système respiratoire. La surveillance de la respiration artificielle est réalisée à l'aide d'un capteur de pression pour la pression de respiration, et d'un capteur d'écoulement qui10 mesure le volume expiré par le patient Une forme d'exécution répandue de capteur d'écoulement utilise l'anémométrie à résistance électrique en température constante Ce procédé de mesure est, d'une part, dépendant du type de gaz, et, d'autre part, une valeur de référence15 pour l'écoulement "zéro" doit être présente dans l'appareil de mesure En ce qui concerne la correction de l'influence exercée par le type de gaz, on connait des procédés de compensation qui sont en mesure de prendre correctement en compte des mélanges gazeux binaires à composants connus comme, par exemple, du gaz hilarant et de l'oxygène Cependant, ces procédés de compensation ne sont pas en mesure d'évaluer des mélanges gazeux comportant plus de deux composants Il y a par exemple présence de trois composants, lorsque de l'anesthésique25 est dosé dans le système respiratoire, en plus de l'oxygène et du gaz hilarant L'influence de l'anesthésique sur la mesure d'écoulement ne doit pas être négligée lorsqu'on utilise de l'anesthésique à faible dose, jusqu'à des concentrations de 4 % environ. Dans le cas d'anesthésiques employés à forte dose (jusqu'à 20 t), il faut s'attendre par contre à une réduction de la précision de mesure du capteur d'écoulement. On obtient habituellement la valeur de référence pour l'écoulement "zéro" en débranchant l'unité d'entraînement et en mesurant la valeur de référence lorsque le courant gazeux est immobile Mais il est également possible de déterminer cette valeur de référence pendant la pause de commutation entre inspiration et expiration. L'invention a pour but d'améliorer le procédé de calibrage d'un capteur d'écoulement dans un système respiratoire. La solution de ce problème réside dans le fait que, pour réaliser le calibrage, les organes de réglage sont branchés sur un système respiratoire fermé avec courant de gaz respiratoire dirigé, que l'unité d'entraînement alimente, selon un rapport temps-volume prédéterminé, le gaz respiratoire se trouvant dans le système respiratoire par l'intermédiaire du capteur d'écoulement, et qu'une valeur de calibrage pour le capteur d' écoulement est obtenue en comparant le rapport temps-volume avec le signal de mesure du capteur d'écoulement. L'avantage présenté par l'invention réside surtout dans le fait que le gaz respiratoire du système respiratoire fermé est alimenté par l'unité d'entraînement, selon un rapport temps- volume prédéterminé, par 1 ' intermédiaire du capteur d' écoulement et qu'une valeur de calibrage pour le capteur d'écoulement est obtenue en comparant le rapport du volume transporté par unité de temps avec le signal de mesure du capteur d'écoulement Ainsi, pour effectuer le calibrage du capteur d'écoulement, le gaz respiratoire est utilisé dans la composition qui est la sienne à ce moment-là dans le30 système respiratoire Etant donné que le système respiratoire est fermé, aucun gaz d'entrée ne peut pénétrer dans le système respiratoire, et aucun gaz respiratoire ne peut s'en échapper Le rapport temps- volume est fixé dans l'unité de commande, et transmis à35 l'unité d'entraînement De cette manière, on connait le volume de gaz respiratoire par unité de temps qui s'écoule à travers le capteur d'écoulement La valeur de référence d'écoulement "zéro" est déterminée de façon connue, en mesurant, par exemple, à l'aide du capteur d'écoulement, la valeur de référence lorsqu'il n'y a pas d'écoulement de gaz respiratoire, avant de brancher l'unité d'entraînement. Des formes d'exécution avantageuses de l'invention sont exposées dans ce qui suit. Il est avantageux d'utiliser, comme unité d'entraînement, une unité piston-cylindre avec un entraînement, possédant un dispositif de mesure de déplacement pour la course de piston On peut obtenir un rapport précis parcours-volume avec cette forme d'exécution On peut tenir compte de la composante temporelle en prévoyant que le piston recule selon une vitesse définie et de préférence constante Grâce aux soupapes directionnelles disposées dans le système respiratoire, le courant de gaz respiratoire est conduit de telle sorte qu'il passe à travers le capteur d'écoulement au cours de la phase d'expiration. Il est avantageux d'effectuer le calibrage du capteur d'écoulement de façon périodique De cette façon, on peut obtenir une adaptation continue de la mesure d'écoulement à la composition du gaz respiratoire Mais, dans le cas d'une modification soudaine de la composition du gaz, par exemple lorsque l'on passe de la phase d'introduction à celle de la réception de l'anesthésique, il est également possible de déclencher un cycle de calibrage à l'aide de l'unité de commande. Une forme d'exécution de l'invention est représentée sur le dessin et expliquée plus en détail dans ce qui suit. La figure unique représente un système respiratoire 1, dans lequel le gaz respiratoire circule dans le sens indiqué par la flèche 2 Du gaz d'entrée alimente le système respiratoire 1 au niveau d'un raccord de gaz d'entrée 3, par l'intermédiaire d'un premier organe de réglage 4 en amont duquel un sac respiratoire 5 est disposé pour servir de volume tampon Une première soupape directionnelle 6 et une deuxième soupape directionnelle 7 déterminent la direction de l'écoulement du gaz respiratoire vers un patient 8 et en retour à travers un capteur d'écoulement 9, qui indique la quantité de gaz respiratoire qui a été -expirée Le gaz carbonique expiré par le patient 8 est retiré du gaz respiratoire à l'aide d'un absorbeur de gaz carbonique 10 Derrière la deuxième soupape directionnelle 7, dans la direction d'écoulement, se trouve un deuxième organe de réglage 11, au moyen duquel le gaz respiratoire excédentaire peut être retiré du circuit du système respiratoire 1 par l'intermédiaire d'une soupape anti-retour 12. Le déplacement du gaz respiratoire s'effectue au moyen d'une unité d'entraînement 13, constituée d'une unité piston-cylindre 14 et d'un entraînement 15. La déviation du piston de l'unité piston- cylindre 14 est mesurée à l'aide d'un dispositif de mesure de déplacement 16 La commande des organes de réglage 4, 11 et de l'entraînement 15 s'effectue par l'intermédiaire d'une unité de commande 17, qui capte la déviation de déplacement momentanée de l'unité piston-cylindre 14 à25 l'aide du dispositif de mesure de déplacement 16 Le capteur d'écoulement 9 est également relié à l'unité de commande 17, et les valeurs d'écoulement mesurées sont affichées au moyen d'une unité d'affichage 18. Le calibrage du capteur d'écoulement 9 s'effectue de la façon suivante: A la fin de la course d'inspiration, le piston de l'unité piston- cylindre 14 se trouve contre sa butée gauche, c'est-à-dire que le gaz respiratoire est alimenté en totalité dans le système respiratoire 1 Ensuite, les35 organes de réglage 4, 11 se ferment, de telle sorte qu'aucun gaz d'entrée ne peut pénétrer dans le système respiratoire 1, et qu'aucun gaz respiratoire ne s'échappe par la soupape antiretour 12 Lorsqu'il n'y a pas d'écoulement de gaz, on mesure d'abord la valeur-"zéro"- d'écoulement, comme valeur de référence pour le capteur d'écoulement 9 Ensuite, le piston de l'unité piston- cylindre 14 est amené à reculer à vitesse constante, selon un rapport course-volume prédéterminé par l'unité de commande 17, et le gaz respiratoire est déplacé à travers le capteur d'écoulement 9 La valeur de calibrage pour le capteur d'écoulement 9 résulte de la comparaison entre la valeur mesurée donnée par le capteur d'écoulement 9 à l'unité de commande 17 et le rapport course-volume. Afin d'adapter le calibrage à la modification de la composition du gaz, il est avantageux de procéder périodiquement à un nouveau calibrage. Revendications 1 Procédé de calibrage d'un capteur d'écoulement dans un système respiratoire équipé d'organes de réglage disposés dans le système respiratoire et destinés à exercer une influence sur le courant du gaz respiratoire, et équipé d'une unité d' entraînement pour 1 'alimentation du courant de gaz respiratoire, caractérisé en ce que, pour réaliser le calibrage, les organes de réglage ( 4, 11) sont branchés sur un système respiratoire ( 1) fermé avec courant de gaz respiratoire dirigé, et l'unité d'entrainement ( 13) alimente, selon un rapport temps- volume prédéterminé, le gaz respiratoire se trouvant dans le système respiratoire ( 1) par l'intermédiaire du capteur d'écoulement ( 9), et en ce qu'une valeur de calibrage pour le capteur d'écoulement ( 9) est obtenue en comparant le rapport temps-volume avec le signal de mesure du capteur d'écoulement ( 9). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1 'unité d' entraînement est conformée en unité piston-cylindre ( 14) équipée d'un entraînement ( 15) et possédant un dispositif de mesure de déplacement ( 16) pour la course du piston. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le calibrage est effectué de façon périodique.