Brevet FR2837108A1 — publié le 20030919

l'une quelconque des revendications 1 a 14. L'invention concerne un dispositif d'assistance respiratoire. Un dispositif de ce type est connu par le document US 6,O50,262. Ce dispositif connu comprend un masque a gaz sur lequel est raccorde un filtre a gaz qui est sollicite par de l'air ambient, grace a la presence d'un ventilateur monte en amont, afin de faciliter la respiration du porteur du masque. Le ventilateur est entrane par un moteur electrique. L'invention a pour but de proposer un dispositif d'assistance respiratoire perfectionne permettant, en particulier pour une application medicale, de mettre en oeuvre ['assistance respiratoire avec des pressions differentes et directement au niveau de ['entree du poumon, ou dans celleci. Ce but est atteint grace a un dispositif d'assistance respiratoire dans lequel: a) un compresseur rotatif equipe d'un moteur electrique est pourvu d'un filtre monte directement en amont, dans la direction d'ecoulement, b) le compresseur est monte directement en amont d'un masque d'assistance respiratoire ou d'un tube d'assistance respiratoire, c) une unite de commande permettant de regler la pression d'assistance respiratoire, en agissant sur la vitesse de rotation, est reliee au moteur d'entranement du compresseur. Un avantage essentiel de ['invention provient de la nature compacte du dispositif, qui fonctionne sur piles et qui peut etre porte par la personne necessitant une assistance respiratoire, dispositif qui est equipe du compresseur rotatif, qui sert de source de pression pour l'air respire et qui provoque une montee en pression du gaz entrane, par transmission d'impulsions au gaz entrane. Le compresseur rotatif ("rotary compressor") est conforme en compresseur radial, axial, a tambour ou a courant transversal et est raccorde directement a un masque respiratoire ou a un tube d'assistance respiratoire, sans conduites ou tuyaux de raccordement, ce qui permet de pratiquer ['assistance respiratoire ou la respiration artificielle directement au niveau de ['entree du poumon, ou dans celui-ci. A cet avantage s'ajoute celui de pouvoir regler tres rapidement des pressions d'assistance respiratoire eventuellement differentes, soit en fonction de paliers de pression predetermines et selectionnables, soit de fa,con temporisee, en fonction de courbes de pression d'assistance respiratoire stockees en memoire, en 3 5 pa rticu l ier, don e, su ivant u ne cou rbe de pression d'assistance respi ratoire intermittente qui est susceptible d'etre modifiee de fa,con extremement dynamique, avec de petites masses en mouvement, en agissant uniquement sur la vitesse de rotation du compresseur. Avantageusement, le compresseur rotatif est un compresseur radial, axial, a tambour ou a courant transversal. De fa,con avantageuse, I'unite de commande contient, en memoire, une courbe de pression d'assistance respiratoire qui varie en fonction du temps et de la vitesse de rotation, sur laquelle se base ['unite de commande pour regler la vitesse de rotation du moteur d'entranement du compresseur. Suivant une forme de realisation particulierement preferee de I'invention, le masque d'assistance respiratoire renferme un detecteur de courant respiratoire, reile electriquement a ['unite de commande, ce qui permet a ['unite de commande d'etre actionnee en fonction des signaux de mesure du detecteur de courant respiratoire; la vitesse de rotation du compresseur et, par consequent, la pression d'assistance respiratoire qui en resulte au niveau du patient ou de la personne dont ia respiration est assistee, peuvent etre modifiees de fa,con extremement dynamique, sans delais dOs a des pertes lors de l'acheminement. Le filtre qui est monte directement en amont du compresseur et qui est pose sur celui-ci de fa,con demontable est une nappe de fibres ou est constitue en materiau fibreux et est. en particulier, un filtre en cellulose tres efficace en matiere de retention de particules, y compris les germes, qui sert simultanement a absorber les bruits qui emanent du compresseur, ce qui permet d'utiliser le dispositif sur le patient, sans l'incommoder. Lors de ['assistance respiratoire, de l'air ambient est aspire par le compresseur, traverse le filtre monte directement en amont, et il est introduit sous pression dans le masque d'assistance respiratoire ou, en variante, dans un tube d'assistance respiratoire. Avantageusement, le tube d'assistance respiratoire est un tube endotracheal ou un tube de tracheometrie. Suivant une forme de realisation de ['invention, il est prevu, dans la zone d'admission du compresseur, situee a ['oppose du cote en pression, au moins une conduite d'amenee destinee a un gaz auxiliaire ou a un aerosol, parallelement a l'air ambient. De fa,con preferee, le detecteur de courant respiratoire est un detecteur de pression equipe d'un capteur de mesure contenant de preference un cristal piezoelectrique ou une jauge d'allongement. De preference, le masque d'assistance respiratoire est equipe d'un dispositif chauffant. La realisation compacte et legere du dispositif selon ['invention, qui fonctionne sur piles ou accumulateurs, permet de l'utiliser de fa,con mobile et autonome, directement sur le patient, pour pratiquer sur lui une assistance respiratoire assistee en pression, presentant tres peu de volumes morts et de resistance a l'ecoulement sur la trajectoire d'ecoulement du gaz. La masse que represente un dispositif de ce type, pour un masque nasal, est d'environ 100 grammes, avec une longueur d'arete d'approximativement 50 millimetres. En option, le gaz respire peut, dans la zone du masque d'assistance respiratoire, etre conditionne en fonction du patient, en etant chauffe, en y ajoutant parallelement de l'air humidifie eVou un autre gaz auxiliaire, tel que de l'oxygene ou du protoxyde d'azote. En outre, il est prevu, en option, I'acheminement d'un aerosol therapeutique ou d'un anesthesique, pour traiter le patient. Dans le cas d'un compresseur radial, en particulier, une montee en pression est totalement independante du courant volumique de gaz achemine, ce qui fait que ie patient ne ressent aucune variation importante des parametres d'assistance respiratoire, due par exemple a un defaut d'etancheite du masque d'assistance respiratoire, et d'une fuite correlative, que l'on ne peut souvent empecher, et ceci represente un avantage supplementaire apporte par ['invention. Un exemple d'execution de ['invention va maintenant etre explique a ['aide de la figure unique qui, dans sa partie gauche, represente le dispositif mobile d'assistance respiratoire, a porter sur le corps, par exemple, sur un patient 1 se depla,cant librement, et, dans sa partie droite, represente a echelle agrandie une partie des differents composants du dispositif. Comme source de pression pour ['assistance respiratoire, on utilise un compresseur rotatif 3 tres compact, qui se trouve en liaison d'ecoulement direct avec un masque respiratoire 2, sans conduites ou tuyaux de liaison, et est relic de facon detachable a celui-ci, pour former une unite constructive. Le compresseur rotatif 3 est. en particulier, un compresseur radial, mais il peut aussi s'agir d'un compresseur axial, a tambour ou a courant transversal. Les quatre compresseurs 3 cites ("rotary compressors") appartiennent au groupe des turbomachines qui obtiennent la montee en pression, dans un gaz transporte, grace a une transmission dtimpulsions. Les ailettes ou les pales du compresseur 3 transmettent leur impulsion de rotation, en fonction de la vitesse de rotation, aux molecules de gaz qui le traversent, et l'energie transmise, en fonction de la construction de la machine, est transformee de differentes fa,cons en vitesse d'ecoulement du gaz et en pression du gaz. Le compresseur rotatif 3 est equipe d'une roue a aubes d'un diametre inferieur a 40 millimetres et d'un moteur d'entranement electrique, pour former une unite constructive tres compacte qui est reliee au masque respiratoire 2. La reserve d'energie 5 est constituee par des piles ou des accumulateurs rechargeables. La transmission de l'energie, et eventuellement des signaux, steffectue par l'intermediaire de la liaison electrique 4. Le compresseur rotatif 3 presente des sections transversales d'ecoulement du gaz suffisamment importantes, d'au moins 75 mm2, pour les gaz respiratoires, et fournit des pressions de gaz allant jusqu'a 5000 Pascals, comme requis pour I'assistance respiratoire. Le moteur d'entranement electrique et la roue a aubes possedent une masse d'inertie en rotation tres faible, qui atteint, en tout, au maximum 2 grammes par centimetre carre. Les gaz respiratoires vent amenes a circuler a travers un filtre 7 en fibres de papier pour les particules et les germes qui proviennent de l'air ambient 8, monte directement en amont du compresseur rotatif 3, et vent transportes, apres leur avoir eventuellement ajoute des gaz auxiliaires 9, tels que de l'oxygene ou du protoxyde d'azote, dans le masque respiratoire 2, se trouvant ainsi a disposition du patient 1, directement a ['entree des poumons. Le filtre 7 sert simultanement a absorber les bruits, pour les emissions de bruits provenant du compresseur rotatif 3, ce qui ameliore le confort du patient 1 qui porte l'appareil directement sur lui. Le compresseur rotatif 3 produit, dans le masque respiratoire 2, la montee en pression qui est necessaire pour ['assistance respiratoire, grace a la transmission d'impuisions au gaz respiratoire, qui s'effectue en fonction de la vitesse peripherique de la roue a aubes du compresseur rotatif 3. Du fait que le compresseur radial utilise presente une falble masse d'inertie en rotation, la vitesse de rotation et, par consequent, egalement la pression de respiration artificielie, peut etre modifiee si rapidement, par l'intermediaire de ['unite de commande 6, que le dispositif peut suivre les efforts respiratoires spontanes du patient 1. Grace a la faible masse d'inertie des composants en mouvement, I'energie requise pour ['acceleration est tellement reduite qutune solution mobile, autonome, portee par le patient 1, comprenant une petite reserve d'energie 5 et une liaison electrique 4, en direction du compresseur rotatif 3, peut etre choisie pour ['assistance respiratoire, assistee en pression, du patient. Le compresseur rotatif 3 permet de respirer a fond dans les deux sees, S vers l'air ambient 8, suivant les fleches doubles representees; il n'est ainsi pas necessaire de prevoir, dans ou sur le masque respiratoire 2, de soupape d'expiration separee. Dans le masque respiratoire 2 est prevu, en option, sur le trajet d'ecoulement du gaz, un detecteur de courant respiratoire 10 qui est specialement conforme en detecteur de pression, et qui transmet des signaux de mesure, par la liaison electrique 4, a ['unite de commande 6. Par consequent, I'unite de commande 6 est actionnee en fonction des signaux de mesure du detecteur de courant respiratoire 10, et la vitesse de rotation du compresseur rotatif 3 et, de fait, la pression d'assistance respiratoire qui en resulte, pour le patient 1, est modifiee de fa,con extremement dynamique, sans retard du a des pertes lors de l'acheminement. La construction compacte et legere du dispositif selon ['invention permet de l'utiliser de fa,con mobile et autonome, directement sur le patient 1 qui a besoin d'une assistance respiratoire assistee en pression avec tres peu de volumes morts et de resistances a ltecoulement dans le trajet suivi par le gaz respiratoire. La masse d'un dispositif de ce type est approximativement de grammes, et la longueur des aretes de ['unite d'entranement qui comprend la rou e a au bes d u compresseu r est d'a pproximativement 50 m ill i metres. Suivant la conformation concrete du dispositif, il est possible de regier differentes pressions d'assistance respiratoire, soit uniquement en fonction de paliers de pression fixes, predetermines, soit avec possibilite de variation dans le temps, en fonction de courbes de pression d'assistance respiratoire stockees dans la memoire de ['unite de commande 6, en particulier, done, avec une pression intermittente qui permet au patient 1 d'expirer tout seul, et qui n'est reglee de fa,con extremement dynamique que grace a la vitesse de rotation variable du compresseur rotatif 3 utilise, avec de petites masses en mouvement, en fonction des signaux de mesure du detecteur de courant respiratoire 10 qui vent re,cus par ['unite de commande 6. Dans le cas le plus simple, I'unite de commande 6 sert uniquement a regler une pression d'assistance respiratoire predeterminee, ou une pression choisie parmi plusieurs pressions d'assistance respiratoire, par l'intermediaire de la vitesse de rotation du moteur d'entranement et de la roue a aube entranee du compresseur 3, qui est respectivement constants. s REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assistance respiratoire, caracterise en ce que: a) un compresseur rotatif (3) equipe d'un moteur electrique est pourvu d'un filtre (7) monte directement en amont, dans la direction d'ecoulement, b) le compresseur (3) est monte directement en amont d'un masque d'assistance respiratoire (2) ou d'un tube d'assistance respiratoire, c) une unite de commande (6) permettant de regler la pression d'assistance respiratoire, en agissant sur la vitesse de rotation, est reliee au moteur d'entrarnement du compresseur (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le compresseur rotatif (3) est un compresseur radial, axial, a tambour ou a courant transversal. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que I'unite de commande (6) contient, en memoire, une courbe de pression d'assistance respiratoire qui varie en fonction du temps et de la vitesse de rotation, sur laquelle se base ['unite de commande (6) pour regler la vitesse de rotation du moteur d'entranement du compresseur (3). 4. Dispositif selon au moins l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que le masque d'assistance respiratoire (2) renferme un detecteur de courant respiratoire (10), relic a ['unite de commande (6), ce qui permet a ['unite de commande (6) d'etre actionnee en fonction des signaux de mesure du detecteur de courant respiratoire (10). 5. Dispositif selon au moins l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que le filtre (7) est une nappe de fibres ou est constitue en materieu fibreux. 6. Dispositif selon au moins l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que ie tube d'assistance respiratoire est un tube endotracheal ou un tube de tracheometrie. 7. Dispositif selon au moins itune des revendications precedentes, caracterise en ce qu' il est prevu, dans la zone d'admission du compresseur (3), situee a ltoppose du cote en pression, au moins une conduite d'amenee (9) destinee a un gaz auxiliaire ou a un aerosol, parallelement a l'air ambient (8). 8. Dispositif selon au moins l'une des revendications 4 a 7, caracterise en ce que le detecteur de courant respiratoire (10) est un detecteur de pression equine d'un capteur de mesure contenant de preference un cristal piezoelectrique ou une jauge d'allongement. 9. Dispositif Solon au moins l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que le masque d'assistance respiratoire (2) est equine d'un dispositif chauffant. 10. Dispositif selon au mains rune des revendications precedentes, destine a ['assistance respiratoire, assistee en pression, autonome, mobile d'un