Brevet FR2717395A1 — publié le 19950922

Système d'amenée d'air respiratoire avec de l'humidité en fonction du débit d'air La présente invention concerne des systèmes d'amenée d'air respiratoire incorporant une humidification. En particulier, elle concerne un système dans lequel l'humidité et/ou la température de l'air fourni dépend du débit d'air passant dans le système. Une source d'air extérieure peut être nécessaire pour aider un patient à respirer dans une variété de circonstances. Différents dispositifs peuvent être utilisés pour fournir un débit d'air positif. Pour de l'air fourni à la bouche ou à la gorge d'un patient, un ventilateur peut être utilisé. Pour de l'air fourni par voie nasale, une soufflante à pression positive d'amenée d'air continue (CPAP) peut être utilisée. Dans les deux cas, il est souvent souhaitable que l'air fourni soit humidifié, bien que les raisons de cela puissent être différentes. Il a été découvert qu'il est avantageux de commander l'humidité de l'air fourni par voie nasale en fonction de la variation des débits d'écoulement et/ou de la résistance au passage d'air nasal (NAR). En outre, il a été découvert que des fuites par la bouche induisent une NAR, mais qu'un réglage de l'humidité, lorsqu'une fuite par la bouche est détectée, peut empêcher ou réduire l'incidence de la NAR. Une situation typique est l'utilisation d'une CPAP nasale (nCPAP) dans le traitement de patients à sommeil obstructeur en apnée. Par conséquent, un but de la présente invention est de proposer un système d'amenée d'air respiratoire qui met en oeuvre la découverte précitée. En conséquence, dans un aspect, l'invention consiste en un procédé amenant de l'air respiratoire à un patient, comprenant les étapes de: 2 2717395 humidification de l'air fourni au patient, mesure du débit d'air pour détecter des variations de la résistance au passage d'air du patient, et commande de l'humidité et/ou de la température dudit air par une augmentation de l'humidité et/ou de la température lorsqu'une augmentation de la résistance au passage d'air est détectée et diminution de l'humidité et/ou de la température lorsqu'une diminution de la résistance au passage d'air est détectée. Dans un autre aspect, l'invention consiste en un appareil pour fournir à un patient de l'air respiratoire humidifié, comprenant: un moyen d'humidification d'air qui humidifie l'air fourni par une source extérieure, selon une humidité et une température pouvant être commandées, un organe de commande électronique pour ledit moyen d'humidification, qui détermine l'humidité et la température de l'air quittant ledit moyen d'humidification, ledit organe de commande ayant des entrées pour recevoir des signaux indicatifs de la résistance au passage d'air du patient, un masque facial respiratoire destiné à être appliqué audit patient, un tube d'amenée d'air couplant la sortie dudit moyen d'humidification audit masque facial, et un transducteur de débit d'air qui surveille l'écoulement dans ledit tuyau d'air, dont la sortie est connectée à au moins une dite entrée d'organe de commande, ledit organe de commande étant configuré pour augmenter l'humidité de l'air quittant le moyen d'humidification lorsque ledit transducteur de débit d'air indique une augmentation de la résistance au passage d'air de patient et pour diminuer l'humidité de l'air quittant le moyen d'humidification, lorsque ledit 3 2717395 transducteur de débit d'air indique une diminution de la résistance au passage d'air du patient. L'invention va être à présent expliquée au moyen d'un exemple de réalisation décrit au dessin annexé sur lequel: La figure 1 représente sous forme schématique un système d'amenée d'air respiratoire, la figure 2 représente le circuit électrique d'organe de commande d'humidificateur, et les figures 3A et 3B représentent, sous forme de schéma à blocs, l'algorithme de l'organe de commande. La présente invention est décrite en se référant à son utilisation pour fournir une amenée d'air nasale à des patients souffrant d'une apnée obstructrice de sommeil. En se référant à la figure 1, une source d'air, dans ce cas, une soufflante à pression positive d'amenée d'air continue nasale (nCPAP) (non représentée) fournit de l'air au tube 1 qui est connecté à l'entrée 2 d'une chambre d'humidification 3. La chambre 3 contient de l'eau qui est vaporisée par une base 4 chauffée. De l'air entre dans la chambre via l'entrée 2 et sort via la sortie 5, entraînant ainsi de la vapeur d'eau. Un connecteur 6 couple la sortie 5 au tube 7 qui véhicule l'air humidifié vers un masque facial de patient 8. En se référant également à la figure 2, la base 4 de la chambre d'humidification 3 est chauffée par un élément électrique 16 monté au sommet d'un organe de commande électronique d'humidificateur 9 et l'énergie fournie à l'élément de chauffage est déterminée par certaines variables préétablies et un certain nombre de signaux d'entrée de rétroaction. Typiquement, il peut y avoir deux signaux de rétroaction représentatifs de la température de l'air à la sortie de l'humidificateur 5 (Tz) et de la température de l'air à l'extrémité pour patient du tube 7 (TI). 4 2717395 En plus de commander la chaleur fournie à la chambre d'humidificateur 3, l'organe de commande 9 fournit également un courant à un fil chauffant 17 associé au tube 7 via une connexion électrique 10. Le tube 7 est chauffé de manière à empêcher ou à réduire toute condensation de l'air humidifié lorsqu'il passe dans le tube vers le patient. Le transducteur de débit d'air 11 qui termine le tube 7 et qui couple le passage d'air au masque facial 8 peut incorporer un orifice calibré (non représenté) et deux transducteurs de pression 12 et 13 situés de chaque côté de l'orifice. Des signaux représentatifs des pressions mesurées P1 et Pz sont respectivement fournis par des transducteurs de pression 12 et 13 et sont appliqués comme des signaux d'entrée 14 et 15 à l'organe de commande 9 par son système d'entrée 23. La différence de pression Pl - P2, conjointement avec l'orifice calibré, permet à l'organe de commande 9 de calculer le débit d'air fourni au tube via le tube 7. L'organe de commande 9, qui incorpore typiquement un microprocesseur programmé 18, est programmé pour commander 1 'organe de chauffage 16 pour faire varier l'humidité et/ou la température de l'air entrant dans le tube 7, à partir d'une valeur de base d'humidité en fonction du débit d'air mesuré. Le microprocesseur produit une information d'affichage qui est fournie à l'affichage 20 via un organe de commande d'affichage 19. Une alarme 21 peut être actionnée par l'organe de commande lorsque les variables surveillées dépassent des limites prédéterminées. La figure 2 représente d'autres entrées 22 pour 1 'organe de commande, mais ces dernières ne font pas partie de la présente invention. Une réduction du débit d'air indique une résistance au passage d'air nasal (NAR) qui peut être due à une inflammation et l'organe de commande provoque l'augmentation de l'humidité de l'air entrant dans le 2717395 tube 7 et quittant ainsi le tube 7. Ceci aide à réduire l'inflammation et aide à réduire la NAR. De façon analogue, une fuite d'air excessive via la bouche peut induire une augmentation de la NAR. Cependant, cette fuite va provoquer une augmentation du débit d'air, cette augmentation pouvant être détectée, et l'organe de commande 9 va avoir tendance à anticiper tout augmentation subséquente de la NAR. Si une réduction quelconque de la NAR est détectée, l'humidité va être diminuée, bien qu'elle ne se réduise pas jusqu'à une valeur inférieure à une valeur de base prédéterminée. L'algorithme exécuté par le microprocesseur 18 est représenté sur les figures 3A et 3B. Le système est initialisé au bloc 31 en réglant les valeurs de base appropriées de l'écoulement, de la pression, de la NAR et de l'humidité (ambiante et saturée). Au bloc 32, une détermination est réalisée à partir du débit mesure, concernant l'existence ou non d'une fuite par la bouche. Dans la négative, l'algorithme se déplace du bloc 37 dans lequel la résistance au passage d'air nasal est testée. Si une fuite par la bouche est détectée, l'algorithme passe au niveau 33 o un test est réalisé pour déterminer une variation. Au niveau 34, l'humidité de l'air fourni par l'humidificateur au patient est testée pour contrôler si elle se trouve déjà à une valeur maximale ou minimale. L'algorithme passe ensuite au niveau 35 o une décision (et une mise en oeuvre subséquente) est réalisée concernant l'augmentation ou la réduction de l'humidité. La séquence effectue ensuite une pause et revient (36) au bloc 32. L'algorithme en soi pour la résistance au passage d'air nasal (figure 33B) est identique à celui décrit ci-dessus. Bien que l'invention ait été décrite en se référant à l'utilisation d'un débit d'air comme la variable de rétroaction principale, l'utilisation d'un seul transducteur de pression peut être appropriée avec 6 2717395 une augmentation de pression indiquant une plus grande NAR. En outre, d'autres transducteurs servant à fournir un signal indicatif du débit peuvent être utilisés au lieu de la combinaison transducteur de pression/orifice calibré, décrite ci-dessus. Il n'est pas nécessaire que la source d'air, par exemple une soufflante, soit un élément séparé de l'appareil par rapport à l'humidificateur indiqué ci-dessus, elle peut être cependant intégrée à l'humidificateur pour former un ensemble monobloc. En variante, l'organe de commande d'humidificateur peut également commander la soufflante sans nécessiter d'organe de commande de soufflante séparé. Comme on le conçoit à partir de ce qui a été décrit ci-dessus, la présente invention peut fournir une amenée d'air respiratoire ayant une température et une humidité qui sont optimales en dépit d'une fuite d'amenée d'air et/ou de variations de la NAR. 7 2717395 REVENDICATIONS 1 - Procédé de commande de l'humidité de l'air respiratoire amené à un patient, dans lequel de l'air humidifié est fourni au patient, caractérisé par le fait que le débit de l'air est mesuré, et l'humidité et/ou la température dudit air est 1D commandée par l'augmentation de l'humidité et/ou de la température à une valeur supérieure à une valeur de base préétablie, lorsque le débit d'air diminue suite à une augmentation de la résistance au passage d'air ou lorsque le débit d'air augmente suite à une fuite dd'air. 2 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'air est fourni par voie nasale audit patient et la résistance au passage d'air mesurée est une résistance à un passage d'air nasal. 3. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel les opérations de mesure du débit d'air et de commande de l'humidité sont effectuées de façon cyclique selon une séquence de procédure, comprenant: (1) la mesure du débit d'air concernant une augmentation indicative d'une fuite par la bouche et, si elle est détectée, provoquant une augmentation de l'humidité, mais si aucune augmentation n'est détectée; (2) la mesure du débit d'air concernant une diminution indicative d'une plus grande résistance au passage d'air nasal et, si elle est détectée, provoquant une augmentation de l'humidité. 4. - Appareil pour fournir à un patient de l'air respiratoire humidifié, dans lequel: un moyen d'humidification d'air (3) humidifie de l'air fourni par une source extérieure, selon une humidité et une température pouvant être commandées, et 8 2717395 ledit moyen d'humidification (3) comprend un organe de commande électronique (9) qui détermine l'humidité et la température de l'air quittant ledit moyen d'humidification, un masque facial respiratoire (8) est destiné à être appliqué audit patient, et un tube d'amenée d'air (7) couple la sortie dudit moyen d'humidification audit masque facial, caractérisé par le fait que ledit organe de commande a des entrées (Pl, P2) pour recevoir des signaux indicatifs d'un débit d'air, un transducteur de débit d'air (11) surveille l'écoulement dans ledit tuyau d'air, la sortie dudit transducteur étant connectée à au moins une entrée de l'organe de commande, et l'organe de commande est configuré pour augmenter l'humidité de l'air quittant le moyen d'humidification à une valeur supérieure à une valeur de base préétablie, lorsque ledit transducteur de débit d'air indique une diminution du débit d'air vers le patient ou lorsque ledit transducteur de débit d'air indique une augmentation du débit d'air vers le patient. 5. - Appareil selon la revendication 4, dans lequel ledit transducteur de débit d'air (11) comprend un orifice calibré en série avec ledit tube d'amenée d'air, un premier transducteur de pression (12) situé du côté amont dudit orifice, et un deuxième transducteur de pression (13) situé du côté aval dudit orifice, lesdits premier et deuxième transducteurs fournissant chacun des signaux aux entrées (14 et 15) de l'organe de commande, et ledit organe de commande étant programmé pour calculer le débit d'air à partir des deux signaux de pression et des paramètres d'orifice.