Brevet FR2692477A1 — publié le 19931224

MATELAS MODULAIRE ANTI-ESCARRES A MASSAGE LOCAL Le domaine technique de l'invention est celui des soins médicaux. L'invention a pour objet un matelas pour la prévention des escarres permettant une action préventive et curative par: une répartition optimale de la pression du corps sur le matelas et une diminution de l'effet de cisaillement. Une possibilité d'isolement de tout contact des parties du corps les plus sensibles. L'action de massages locaux ou globaux. Le matelas est composé d'un cadre support ou chassis sur lequel est implantée une multitude de modules indépendants. Ils ont pour fonction de supporter le poids du corps du patients et permettent l'isolement des parties sensibles et un massage partiel ou global. Outre le cadre support et ces modules, l'invention porte également sur le fonctionnement de l'ensemble ainsi constitué. Globalement, l'invention a pour objet d'apporter une solution aux problèmes que se posent les médecins dans le but d'éviter une ischémie. Les patients qui nécessitent ce type de soins sont bien souvent dans l'impossibilité de se déplacer, l'action générale ou locale de massages sur le patient est alors bénéfiques. D'une façons générale et en particulier dans le domaine des escarres, les patients sujets à ce type de problème sont, dans la mesure du possible, massés manuellement par le personnel médical. Mais le manque de disponibilité de ce personnel et surcoût rend ce combat difficile. Deux autres dispositifs de prévention des escarres sont d'une part les matelas à eau qui permettent une bonne répartition du poids du malade et dont certains dispositifs permettent le massage global du patient par circulation d'eau, et d'autre part les matelas en mousse dont la présentation en module permet une bonne répartition des pressions et l'isolement éventuel de parties sensibles. L'intérêt de la présente invention est de concilier les intèrêts des deux procédés en proposant un système de matelas dynamiques associant la bonne répartition des pressions dû à l'utilisation de l'eau, la possibilité de massage local ou global "à la carte" ainsi que la possibilité d'isolement d'une partie sensible. Description de l'invention L'invention porte sur un matelas anti-escarres à massage local ou global, permettant de stimuler l'épiderme du patient et ce, sans requérir e à un personnel qualifié. L'invention se caractérise en ce que sa structure est composée d'une multitude de modules de forme hexagonale disposés en " nid d'abeillle " sur un chassis. Ces modules, dont la forme n'est pas limitative, fabriqués en matière plastique ou autre, inerte aux. différents produits utilisés dans ce milieu, résistant au teste "cigarettes" sont creux et remplis d'eau ou de tout autre fluide. Ils sont assemblés côte à côte sur le chassis de t'elle sorte que, au repos, ils forment un véritable matelas à eau sur lequel repose le patient. Le patient bénéficie donc de la bonne répartition des pressions sur ce type de matelas. En autre, ces modules sont constitués de deux parties: la partie haute en forme de soufflet et une partie basse ou réservoire. La partie haute est celle en contacte avec le malade. La partie haute et la partie basse possèdent à eux deux un volume de fluide constant. La partie basse subit la pression soumise par le circuit de commande, cet accroissement de pression est transmis par le fluide en tout point du module. La partie haute reçoit la déformation et ainsi, la partie haute en forme de soufflet hexagonale se déploît. La partie haute déployée permet alors de supporter le poids du malade; en outre, le phénomène de poussée et de déplacement du liquide provoque un massage local sur le patient. L'indépendance de chacun des modules permet ainsi de supporter le poids du malade sur certains modules et, par "gonflage et dégonflage" de la partie haute de stimuler une zone d'appui du corps du patient. Une autre caractéristique de l'invention réside en ce-que chacun des modules peut être alimenté séparément et donc avoir des actions totalement indépendantes. On peut en effet commander l'action de chacun des modules par une électrovanne et commander ainsi chaque module indépendamment ou plutôt avoir recours à un traitement global de l'alimentation des modules avec celui décrit plus loin qui permet une économie sensible d'électrovanne. On va maintenant décrire plus en détail la présente invention en faisant pour cela référence aux différentes figures données uniquement à titre d'exemple non limitatif et dans lequel les figures N"1, 2 et 3 sont des vues schématique comprenant: Une vue en perspective très générale du matelas conforme à l'invention , une deuxième vue qui représente la srtucture intérieur d'un module. La 3em vue représente un ensemble de modules jouxtaposés. La figure N" 4 représente l'ensemble partie haute et réservoire. La .figure N 5 est une vue schématisée en perspective des assemblages de modules en forme de nid d'abeille Les figures N"6,7,8 représentent des vues en perspectives de trois versions de réalisation partie haute et réservoir de module. Les figures N"9,10,11 sont trois représentations schématiques de réalisation de modules La figure N 12 est vue schématique qui représente le fonctionnement indépendant d'un module dans sa structure. Les figures N" 13 et N" 14 représentent deux principes généraux de fonctionnement de l'ensemble du matelas anti escarres à massage local. On va maintenant reprendre en détail la description des dessins et leur principe de fonctionnement. Sur la figure N"1 tout d'abord on voit donc représenté une vue en perspective du matelas ,y est représenté schématiquement un certain nombre de. modules (1) ,tout ces modules sont encadrés par un cadre (3) qui a pour but de maintenir les modules ce tenant prés des bords du matelas.La figure N 2 représente le module (1) complet et en particulier la partie haute du module (2) le soufflet. La structure ainsi formée est montée sur un chassi de lit qui recevra tous les équipements nécessaires La figure N" 3 représente une coupe intérieur du matelas on y voit donc que le matelas est composé d'alvéoles (4) maintenu entre elle par deux plaques (5) percées de parts et d'autres de trous pour reçevoire les modules (l).Chaque module est maintenu entre ces plaques à l'aide d'une entretoise (6). Le module est retenu sur son support par l'intermédiaire d'un raccord ou bouchon (7).Chaque module reçoit une ou deux alimentation (8) indépendante ou non de fluide.Bien entendu ,la conformation des alvéoles (4),cadre (3),plaques (5) est adapté pour reçevoire les modules (1).Les figures N" 4 et 5 sont des vues en perspectives des modules. Comme on peut le voir ces modules sont constitués en deux parties: la partie haute de forme géométrique hexagonale le soufflet (2) et une seconde forme de soufflet exagonale (10) le réservoir (9) , la forme héxagonale a pour but d'offri une structure la plus compacte possible l'orsque le patient repose sur les modules (fig 5 ) .La compression du soufflet réservoir (9 ) permet de développer à la demande le soufflet (10) .La hauteur totale du soufflet est donc variable. Comme on le voit sur le dessin les modules s'assemblent parfaitement entre-eux, et crés ainsi une surface plane sans interstice . Les caractéristiques géométriques et dimenssionnelles des soufflets sont conçus de façon à ce que lorsqu'il sont assemblés dans le cadre support tous ces modules soient trés- proches les uns des autres, le jeu entre les modules est le plus petit possible,il en est de mème lorsque le module se déploie. Précisons que les pièces modules (2 et 9) sont creuses. La réalisation du module avec son réservoir est obtenue à partir d'un moule de forme,cependant les formes géométriques choisi peuvent être suivant d'autres configurations de construction, de formes géométriques différentes. Les matériaux employés pour mouler les modules sont des matériaux plastiques caoutchouc,pvc et autres.Les modules reçoivent à l'intérieur une quantité de fluide définie. La partie basse du module , le réservoir, (9) contient un volume bien précis de fluide Soumis à une surpression de la part du circuit de commande le réservoir se comprime et le fluide se déplace dans la partie haute. La forme géométrique du réservoir (9) est cylindrique , cependant sur le schéma, on peut voir qu'il a lui aussi la forme d'un soufflet (10) . Cette forme facilite la déformation du réservoir lors du trans fer du volume du fluide vers la partie haute du module. La figure N" 4 représente que l'une des variantes possibles pour la réalisation des modules (2). Cependant nous le verrons plus loin d'autres formes et conception permettent d'aboutir au même résultat. Les figures N" 6,7 et 8 sont des vues en perspective de trois différentes variantes de réalisation des modules en nid d'abeille. Ces variantes sont réalisées comme nous l'avons vue à la figure Ne 4 et N- 5 à partir d'un moule de forme. Le module de la figure N- 6 est une réalisation ou la partie haute ( 2) et la partie basse ne fond qu'une seule et unique pièce. La forme géométrique de la partie haute du module est un assemblage d'héxagones (2) . Cette forme géométrique crée ainsi une pièce avec la particularité de se développer en forme de soufflet (10). La partie basse est cylindrique, conçue pour se développer ou se comprimer grâce également à sa forme de soufflet (10) La base de cette pièce (11) permet d'adapter à l'intérieur une pièce dont la fonction est de boucher la partie basse du réservoir (9) . I1 est possible d'adapter sur ce bouchon un orifice de remplissage . Le module de- la figure N" 7 comprend deux pièces, elles sont indépendantes l'une de l'autre . La pièce du haut du schéma est identique au schéma précédent (2) ,elle fonctionne également comme un soufflet (10) et contient un fluide ou non .La partie basse est une pièce dont la fonction est d'assurér un transfère air/eau entre les deux pièces, c'est un échangeur (12) , sa forme géométrique est cylindrique avec la possibilité de se déployer comme un soufflet (10) . Le module de la figure Nd 8 est un modèle pratiquement identique à la figure 6 excepté le réservoir (13) qui lui n'a pas la fonction de soufflet ,sa forme est cylindrique ,la base (11) de cette pièce est également conçue pour recevoir un bouchon. Les figures N" 9,10,11 sont trois versions montées à partir des figures Ne 6,7,8 précédentes La figure N" 9 est composée de la façon suivante.Le corps du module (14) est une pièce réalisée en matière plastique ou autre, elle est de forme cylindrique et comprend une collerette (15) qui est héxagonale,le soufflet (2) vient se positionner sur la collerette. Le réservoir soufflet (9) et le soufflet (2) sont rempli d'un fluide , exemple eau ,le bouchon (16) comprend une alimentation de fluide (17), c'est par cette alimentation que sera rempli le réservoir (9) et la partie haute (2). Le bouchon est collé dans la partie basse du réservoir (18). La pièce (19) est un piston avec deux joints d'étanchéité (20) , il a pour but de garantir l'étanchéité entre la partie basse du module et la partie haute. Le piston (19) peut s'emboîter ci nécessaire dans le bouchon (16) , il peut également se visser ou se coller.La pièce (21) est un ressort de rappel il a pour fonction de repositionner le piston à son point d'origine,c'est à dire lorsque celui-ci n'est pas alimenté sous la pression d'un fluide (22). La pièce (23) . est un second bouchon qui viendra fermer l'ensemble du corps qui contient les différentes pièces. I1 est perce de façon à recevoir une alimentation de fluide (22) qui permettra de faire fonctionner le piston. Ce bouchon pourra être collé et vissé. En (24) l'on peut voir des plans de colle ou tout autre système de maintien mécanique. Le plan de colle a pour fonction de rendre solidaire le soufflet et la collerette. En (25) un fluide (eau) ou autre rempli la partie haute (2) et réservoir (9).On va maintenant d'écrire l'assemblage des différentes pièces: le réservoir est obturé à l'aide du bouchon (16), puis il est rempli par l'orifice (17) d'un fluide eau (25) ou autre. Cet assemblage ainsi constitué est introduit dans le corps du module (14),le ressort (21) est positionné autour du réservoir (9),le piston (19) vient s'emboiter au bouchon (16),le bouchon (23) vient fermer l'ensemble. Nous allons maintenant d'écrire le fonctionnement de ce module. Un fluide sous pression (air) alimente en (22) le module,la pression est transmise au piston (19) qui se déplace tout en comprimant le ressort (21), le réservoir soufflet (9) se comprime aussi. Cette pression est transmise en tout point du module (2) celui-ci est comprimé et se soulève. La rupture de pression (22) interrompt cet effet de déplacement du nid d'abeille (2) et le repositionne à l'état initial. La figure N"10 représente le montage à partir des éléments de la figure 7 de conception d'un module,elle est constituée des éléments suivants: Tout d'abord le corps du module (14) qui comprend la collerette héxagonale (15) sur laquelle est collé (24) le soufflet (2) . Le corps du module est équipé d'une purge d'air (26) qui traverse la paroie cylindrique du corps du module. La purge a pour fonction d'évacuer l'air emprisonnée au moment du remplissage (25) du réservoir et de l'assemblage des pièces. La pièce (27) est un soufflet échangeur air/eau. I1 est maintenu dans le corps du module par l'intermédiaire d'une frète (28). La pièce (23) est un bouchon percé d'une arrivée de fluide (22), ce bouchon assure l'étanchéité du corps du module L'assemblage des pièces est le suivant. Le corps du module reçoit par collage (24) le soufflet (2) ,ces deux pièces sont ensuite remplie d'un fluide (25) (eau) et ceci jusqu'au niveau de la purge (26). Le soufflet échangeur (27) est introduit avec sa frète (28) dans le corps du module,l'air est ainsi évacué par la purge (26) ,puis le bouchon (23) est positionné en bout du corps du module. Le fonctionnement est le suivant. L'alimentation de fluide (22) permettra de mettre sous -pression l'échangeur (27) celui-ci va transmettre en tout point du module et tout particulièrement au soufflet (2) une déformation qui expansera le soufflet (2) . La coupure de la pression en (22) interrompt cet effet de déplacement. Le soufflet échangeur (27) est conçu à partir d'un moule, les matériaux utilisés sont des matériaux plastiques suffisamments résistants. Sa forme géométrique est cylindrique avec la particularité géométrique d'un soufflet fermé à une extrémité. La figure N" 11 représente la figure N" 8 de conception d'un module ,elle est conçu de la façon suivante. Un corps de module (14) qui comprend en partie haute une collerette (15) hexagonale. Le soufflet (2) avec son réservoir (9). Une frète s'adapte dans la partie basse du réservoir (29) son maintien est assuré par collage (30) ou autre système mécanique. La frète (29) est percée sur sa périphérie de passage à air (31) ,elle est également percée en son centre d'un orifice d'arrivée de fluide (32) cette alimentation est équipée d'un bouchon de fermeture (33). Le bouchon (23) obture la partie basse du corps du module . Ce bouchon comprend également une alimentation d'air (22). L'assemblage des pièces est le suivant: Le. soufflet (2) et le réservoir (9) sont équipés de la frète (29),cet ensemble est rempli d'un fluide exemple eau ,grain d'eau ou autre , et ceci par l'arrivée (32) Le bouchon (33) est vissé et obture ainsi la frète (29). Cet ensemble est ensuite introduit dans le corps du module (14) il est maintenu par l'intermédiaire du plan de colle (28) ou autre système de maintien. Le bouchon (23) est positionné . Le fonctionnement est le suivant: Le module est alimenté par l'arrivée de fluide (22) le fluide sous pression chemine par les passages à air (31) et arrive dans la zone échangeur (34) ,Le fluide sous pression transmet en tout point du réservoir (9) contenant le fluide (eau) une déformation qui gonfle le soufflet (2) . La coupure du fluide interrompt cet effet d'écrasement et de déplacement. La figure N" 12 représente une vue schématique du fonctionnement d'un module complet qui comprend dans cette exemple trois phases de fonctionnement. Cette figure représente trois modules identiques suivants les caractéristiques de construction de la figure N" 11 Sur la vue centrale tout d'abord le module est au repos il est donc peu ou pas alimenté par le fluide (22).Sur la vue de droite le module est alimenté par le fluide (22) ,le réservoir (9) subit une déformation et la transmet au soufflet (2) cette déformation engendrée par l'effet de pression permet à la partie haute de se soulever.La vue de gauche représente une possibilité intermédiaire de fonctionnement c'est à dire une pression d'alimentation en (22) différentes des deux autres figures. I1 faut noté que les modules peuvent être groupés entre eux, par exemple 10 modules accolés les uns aux autres et gérés par une seule et unique arrivée de fluide (22). Les modules peuvent également être désservis par une seule alimentation générale, avec comme particularité d'être disséminé au sein du matelas. D'autre type de raccordement et fonctionnement peuvent être réalisés. Nous allons maintenant voir plus en détail différentes possibilités de fonctionnement du matelas anti~escarres à massage local. La figure N" 13 représente un premier schéma de principe de fonctionnement général Description de l'installation Tout d'abord le matelas, celui-ci comprend un nombre bien particulier de module (1) assemblés et montés. Sous chaque module une canalisation souple (35) ,ces alimentations sont reliées à une nourrice principale (36) ,qui comprend une ou deux électrovannes multi-voie pilotées (37 et 42) . La nourrice (36) est alimentée par une canalisation sur laquelle est montée en série une régulation de pression (38) associée à un capteur de pression (39) . Ces deux matériels fourniront le débit adéquate d'air et pression nécessaire au bon fonctionnement des modules. Le circuit est également équipé d'une électrovanne ou vanne.L'ensemble des vannes et électrovannes sont reliées électriquement à un ou plusieurs automates programmables (40). Ils ont pour fonction de piloter par programmation l'installation Une pompe à air (41) ou fluide sous réseau air comprimé fournira le fluide à l'installation. La pompe est également reliée à l'automate. Cette installation comprendra bien entendu tout les organes de sécurités nécessaires au bon fonctionnement du matelas anti~escarres à massage local, exemple filtre,détendeur,soupape de sécurité ,limiteur de débit alarme etc.Le principe de fonctionnement est le suivant: Après avoir programmé l'automate (40) et la régulation de pression (38) suivant les zones sélectionnées, la pompe (41) en service alimente l'électrovanne (37) et laisse ainsi passé le fluide jusqu'à la nourrice (36) ,l'électrovanne (42) est en position fermée ,le fluide se réparti dans chaque canalisation et gonfle simultanément les modules relié à la nourrice Après un temps (t) défini préalablement, l'électrovanne (37) se referme et l'automate informe l'électrovanne - (42) de s'ouvrir,celle-ci permet aux modules de se dégonfler rapidement. Ces cycles sont poursuivis jusqu'à complet déroulement du programme de l'automate. Suivant une autre configuration le matelas peut fonctionner à partir d'un système de gestion entièrement informatisé. Un second exemple illustré par la figure N" 14 explique cet autre façon de fonctionner. Cependant ces deux principes ne sont donnés quwà titre d'exemple et bien d'autres possibilités de fonctionnement sont envisageables. Parmis toutes les solutions possibles pour la gestion des modules, notons en une originale et particulièrement attrayantes part son bon rapport coût/performance: Les impératifs médicaux sont de deux types: Pouvoir isoler du matelas toute une partie du corps du malade,dégonfler une zone de modules, pouvoir exécuter des cycles de gonflages et de dégonflages de centaines de modules, dégonfler plusieurs modules isolés. On peut envisager de commander le gonflage et le dégonflage de chaque module par une électrovanne reliée à un système électronique qui permet de gérer tous les modules. Toutefois le prix relativement élevé des électrovannes nous incite à regrouper plusieurs modules sur une même commande d'aprés un principe matriciel. Pour cela on relie chaque module à deux alimentations (43) croisées l'une suivant l'axe des x (44) l'autre suivant l'axe des y (45) commandée par L+l électrovannes (37) trois voies " ou L est le nombre de modules en longueur et 1 le nombre de modules en largeur" . De ce fait un module est gonfle lorsque l'une ou l'autre des deux alimentations est sous pression. Ainsi un module d'abcisse x (44) et d'ordonnée y (45) ne peut être dégonfle que si on coupe la pression dans la ligne x (44) et dans la colonne y (45).Cependant pour eviter que la mise sous pression d'une ligne x (44) (respectivement d'une colonne y (45)) se fasse par l'intermédiaire d'un module de coordonné (x(44) (45)y) mis sous pression par la colonne y(45) (respectivement x(44)) on a recourt à un système pneumatique ou électromécanique de "OU" logique décrit ci dessous (46). Lorsque les deux alimentations (43) sont sous pression la bille ou clapet (47) se déplace indifféremment à gauche ou à droite ou même au centre du té. Lorsqu'unie des deux alimentations (43) est éteinte l'effet de pression pousse la bille du coté de l'alimentation opposée (43) et empêche ainsi toute mise sous pression le module est gonflé. Lorsque les deux alimentations (43) sont éteintes la bille (47) se place indifféremment à droite ou à gauche et le module n'est pas gonflé. Ainsi on peut dégonfler n'importe quelle zone rectangulaire de plusieurs modules .Ce principe permet de faire fonctionner de façon relativement économique le matelas anti~escarres à massage local. Ce principe est bien entendu géré par un système informatique ,l'installation comprend également tout les organes de sécurité nécessaire au bon fonctionnement du matelas anti~escarres à massage locale. En outre , on peut équiper chaque ligne et chaque colonne d'un capteur de pression (48) qui module l'alimentation en pression afin que les modules les plus sollicités soient plus gonflés. D'autre modèle de commande de type pneumatique ou electropneumatique sont envisageables. De plus l'association de capteur de pression pour la gestion des modules permettra d'augmenter l'efficacité du matelas anti-escarres à massage local. Le matelas modulaire anti-escarres est ainsi particulièrement destine à des soins médicaux. Les revendications 1) Le matelas anti-escarres à massage local est un matériel pour la prévention des escarres grâce à l'action de micros massages appliqués à un patient. Caractérisé en ce qu'il est composé d'un cadre support (3) comprenant des plaques supports (5) maintenues entre elles par des entretoises (6),pourvues de passages alvéolaires (4),ensemble des éléments (3,5,4,6) qui permettent d'insérer des modules (1) 2) Matelas anti-escarres à massage local et selon la revendication 1 caractérisée en ce que le module (1) est constitué d'une partie- haute (2) dont la forme géométrique est hexagonale se comportant comme un soufflet (10), ces caractéristiques géométriques favorisant- une structure compacte des modules en nid d'abeille (1) ,ainsi que le déploiement des modules (2) 3) Matelas anti-escarres à massage local selon les revendications 1 et 2 ,caractérisée en ce que la partie haute (2) et son réservoir (9,13) sont des pièces ayant la particularité d'être creuses afin de recevoir à l'intérieur un fluide (25) 4) Matelas anti-escarres à massage local selon les revendications 1,2,3 caractérisé en ce que suivant différentes configurations de construction le module (1) comprend principalement un corps (14),equipé si nécessaire d'une purge (26) ,en partie haute du corps une collerette hexagonale (15) qui recevra la partie haute hexagonale du module nid d'abeille (1,2). 5) Dispositif module (2) selon les revendications précédentes caractérisé en ce que suivant des configurations de construction différentes le module (2) fonctionne à l'aide d'un echangeur (12,27) monté sur une frète (28) ,élément étant maintenu par un collage 6) Dispositif module (2) selon les revendications précédentes,caracterise en ce que le réservoir(9,13) est obturé à l'aide d'un bouchon (16,29) ,équipé d'un orifice de remplissage (17,32) avec bouchon (33). 7) Dispositif module (2) selon la revendication 6 caractérisé en ce que le bouchon (16) est équipé d'un piston (19) comprenant 2 joints d'étanchéité (20) ,ainsi qu'un ressort de compression (21). 8) Dispositif module (2) selon la revendication 6 caractérisé en ce que le bouchon (29) est maintenu au réservoir (9) par collage (30,28) ce bouchon (29) est equipé de passage à air (31) 9) Dispositif -module (1) selon les revendications précédentes caractérisé en ce que quel que soit le mode de construction, l'ensemble module (1) sera équipé d'un bouchon obturateur (23) ,avec une alimentation de fluide (22) - qui permettra de transmettre en tout point de la partie haute (2) la déformation de cette pièce. 10) Matelas anti-escarres à massage local selon les revendications precédentes caractérisé en ce que le fonctionnement des modules (1) (2) est assuré par l'alimentation des canalisations (35,44,45) et selon un principe matriciel comprenant un système mecanique "OU" logique pneumatique (46) élément qui comprend deux alimentations de fluide (43) croisées l'une suivant l'axe des X (44) et l'autre suivant l'axe des Y (45) ,ces alimentations étant commandées à l'aide d'électrovannes multi-voies (37,42) et dont la pression d'alimentation est modulée par un capteur de pression (48). 11) Matelas anti-escarre à massage local selon la revendication 10 caractérisé en ce que l'alimentation en air de 1'installation est équipée d'une régulation de pression (38) associée à un capteur de pression (39 ,le fluide nécessaire étant fourni par une pompe à air (41). 12) Matelas anti-escarres à massage locale selon les revendications 10,11 caractérisé en ce que le fonctionnement du matelas anti-escarres est assure à l'aide d'un automate ou système de gestion informatique (40)