Brevet FR2841126A1 — publié le 20031226

L'invention concerne un dispositif pour appliquer une compression contro lee et modulable sur un membre. L'invention sera principalement decrite dans le cadre de la compression du membre inferieur, qu'il s'agisse d'une compression du mollet, c'est-a dire de la partie comprise entre le genou et la cheville, ou de la compres sion de la jambe entiere, de la cheville jusqu'au haut de la cuisse. Cette application n'est cependant pas limitative, et ['invention pourra aussi bien etre mise en cauvre pour appliquer une compression controlee et modulable sur un membre superieur, par exemple pour le traitement du Iymphcedeme du bras ou de pathologies similaires, chaque fois qu'il peut etre opportun d'envelopper le membre d'un pansement a compression reglable. Le but premier de ['invention est de disposer d'un appareil d'etude capa ble de reproduire les effets d'une contention (terme ici entendu au sens d'une compression physique produite par une orthese compressive telle que chaussette, teas ou col l ant) sur l'ecou lement vei neux de la jambe d' un sujet, et d'en mesurer les effees. Un tel instrument, destine a ['experimentation clinique pratiquee par des medecins, a pour but de permettre une meilleure connaissance de lthemo dynamique des membres inferieurs, afin de mieux apprehender les effets de la compression therapeutique de la circulation veineuse. Les meca nismes physiologiques des pathologies veineuses pourront ainsi etre etu dies par acquisition de donnees cliniques (vitesse, debit, volume, pres sion, etc.) au niveau des membres inferieurs, avec et sans systeme de compression et, dans ce dernier cas, avec differents niveaux de compres sion et differents profile de compression sur la hauteur du membre. Cette application a ['experimentation clinique n'est cependant pas limita tive, et l'on indiquera plus loin dans la description d'autres applications pour lesquelles le dispositif de ['invention peut etre employe de fa,con par ticulierement avantageuse. Plus precisement, I'invention a pour objet de proposer un tel dispositif pre sentant un certain nombre de caracteristiques fonctionnelles lui permet tant notamment:: - d'appliquer une compression modulable sur tout ou partie de la jambe d'un sujet, typiquement une compression degressive du teas vers le 28411 26 haut pour favoriser le retour veineux vers les parties hautes de l'orga nisme, et surtout une compression reguliere et progressive, sans effet de garrot ni d'occlusion; - de ne pas faire obstacle a ['investigation des parametres physiques et physiologiques tels que mesure des pressions ou des temperatures par des capteurs places en differents points de la jambe, mesure par ultrasons de la vitesse des flux veineux (examen Doppler) ou des cali bres des veines (examen echographique), ou encore mesures du vo lume de la jambe par plethysmographie; - d'autoriser des modifications du niveau et du profil de compression sans interruption du dispositif, avantageusement par controle automa tique informatise; - de visualiser en temps reel les mesures acquises sur le sujet, pour traitement informatique ulterieur. Jusquta present, les clinicians ont dispose de peu de dispositifs reelle ment efficaces pour proceder a ce type d' investigation. Ainsi, il a ete propose d'enfermer la jambe dans un manchon gonflable, ou dans une superposition de plusieurs manchons gonflables a des pres sions differentes. Cette technique rudimentaire, si elle permet dans cer tains cas une compression approximative, a simple visee therapeutique, n'est cependant pas adaptee a une etude fine des mecanismes physiolo giques des pathologies veineuses. En particulier, la pression appliquee sur le membre ne presente pas un profil regulier, comme dans le cas d'une orthese therapeutique ou la pres sion que l'on cherche a reproduire est regulierement degressive du teas vers le haut. De plus, sur un perimetre donne, la pression n'est pas appli quee de fa,con homogene car le manchon, gonfle, va former des plis ayant pour consequence une mauvaise adherence sur la jambe et done une application irreguliere de lteffort de compression. L'invention, comme on l'exposera plus teas, permet de pallier ['ensemble de ces inconvenients et d'atteindre les buts recherches avec efficacite, precision et tres grande souplesse de mise en couvre. A cet effet, le dispositif de ['invention comprend un manchon tubulaire en tourant le membre, ce manchon comportant une partie anterieure en ma terieu inextensible ou relativement peu extensible, apte a venir en appui 28411 26 contre une region peu compressible du membre, et une partie posterieure en materisu relativement extensible, apte a envelopper la region du mem bre a comprimer, ces deux parties etant reliees entre elles sensiblement le long de deux generatrices du manchon tubulaire formant generatrices de liaison. II comprend egalement une pluralite de ballonnets gonflables, disposes sur la face interieure de la partie anterieure du manchon tubu laire le long d'une generatrice de celui-ci situee en une position interme diaire entre les deux generatrices de liaison des deux parties du manchon tubulaire, ces ballonnets etant apses a venir en interposition entre le ma terieu inextensible et ladite region peu compressible du membre. Enfin, il est prevu des moyens pour gonfler de maniere differenciee chacun des ballonnets a une pression donnee, de maniere a appliquer a la partie an terieure du manchon une deformation propre a induire un effort de trac tion exerce sur la partie posterieure extensible, cet effort etant reparti re gulierement le long des generatrices de liaison perpendiculairement a ces generatrices, cet effort de traction entranant lui-meme, par vole de con sequence, une action de compression sur la region compressible du membre. Selon diverges caracteristiques subsidiaires avantageuses: - la partie anterieure comporte une fermeture a glissiere s'etendant sur la majeure partie de la longueur du manchon; - la partie anterieure comporte, au moins sur la partie superieure de la longueur du manchon, une fermeture autorisant en une pluralite de points un ajustement en diametre du manchon; - le materiau de la partie anterieure et le materiau de la partie poste rieure vent tous deux des materiaux en maille venus ensemble de tricotage; - le dispositif comporte en outre des capteurs de pression interposes entre le materisu de la partie posterieure et le membre a comprimer; dans ce cas, les moyens pour gonfler de maniere differenciee chacun des ballonnets peuvent avantageusement etre des moyens asservis en fonction d'une comparaison operee entre les signaux delivres par les capteu rs de press ion et des va l eu rs de cons ig ne co rrespondantes fonction d'un profil de pression recherche; - le dispositif comprend en outre au moins une poche gonflable dispo 28411 26 see localement a un endroit predetermine de la partie posterieure du manchon tubulaire, et apte a venir combler une concavite de la region a comprimer du membre; - le materiau de la partie posterieure est un materiau transparent aux ultrasons. o On va maintenant decrire plus en detail ['invention, en reference a la fi gure annexee qui i l lustre un mode de real isation du d ispositif de l' inven tion avec les moyens de commande et de mesure qui lui vent associes. Sur la figure, la reference 10 designe de fa,con generale le dispositif de I'invention, utilise dans l'exemple illustre pour la compression de la partie de la jambe 12 comprise entre la cheville et le haut du mollet. Le dispositif comporte essentiellement un manchon tubulaire 14 venant envelopper le mollet, en contact avec celui-ci sur toute sa surface, a la maniere d'une chaussette. Ce manchon tubulaire peut etre ouvert ou fer me en partie inferieure, c'est-a-dire comporter ou non un pied. Dans une variante de mise en couvre, il peut etre prolonge vers le haut pour enve lopper egalement le genou et la cuisse a la maniere d'un teas, si l'on sou haite comprimer le membre inferieur sur toute sa hauteur. Le manchon tubulaire 14 comprend deux parties 16,18 s'etendant chacu ne sur toute la longueur de la partie utile du manchon (c'est-a-dire de la region a comprimer) et raccordees sensiblement le long de deux genera trices 20 (dons une seule est visible sur la figure) situees de part et d'autre de la jambe, I'une cote interieur, I'autre cote exterieur. La partie 16 est une partie anterieure ou frontale, et elle stetend le long de la crete tibiale, sur laquelle elle est approximativement centree axiale ment. La partie 18, quant a elle, est une partie posterieure qui, essentiel lement, enveloppe la region compressible du membre, c'est-adire dans le cas illustre la region du muscle du mollet. De preference, la partie anterieure 16 presente une etendue peripherique moindre que la partie posterieure 18, c'est-a-dire que les deux generatri 28411 26 ces 20 de raccordement de ces deux parties 16,18 se trouveront du meme cote, anterieur, du membre. La partie anterieure 16 est realisee en un materiau essentiellement inex- tensible, ou rendu inextensible, mais qui soit neanmoins assez souple pour epouser la forme de la jambe. On peut utiliser par exemple un ceout- chouc ou un textile faiblement elastiques ou encore un materiou tricote a faible elasticite. L'inextensibilite de cette partie 16 peut etre accrue si ne- cessaire par des raidisseurs appropries, tels que des baleines introduites dans des goussets ou tout autre moyen connu analogue. La partie posterieure 18, en revanche, est realisee en un materisu exten- sible, typiquement un materiau tricote presentant une maille du meme type que celle des teas de contention classiques, par exemple les teas Va- risma (marque deposee) d'lnnothera Topic. Cette maille peut etre de type trainee, jersey, micromesh, pincee ou fiottee, etc., toutes mailles connues en elles-memes du specialiste de tricotage, avec un fil d'elasthanne guipe coton et polyamide, elasthanne guipe polyamide sans coton, ou encore un melange d'elasthanne et d'elastodiene, etc. Un tel materiau presente incidemment l'avantage d'etre transparent aux ultrasons, et autorise done toutes les investigations habituelles par me sure echographique ou Doppler sur la region du membre enveloppe par la partie posterieure 18. Le caractere "inextensible" ou "peu extensible" de la partie anterieure 16 est entendu de maniere relative, par rapport au caractere "extensible" de la partie posterieure 18. Plus precisement, lorsque l'on decrira plus teas le mode d'action du dispositif de ['invention, le materiau de la partie ante- rieure 16 doit etre choisi, par rapport a celui de la partie posterieure 18, de maniere que la pression exercee par les ballonnets 22 se traduise es- sentiellement par une deformation elastique de la partie posterieure 18, la partie anterieure 16 devant seulement jouer un role de transmission de I'effort de traction des ballonnets 22 a la generatrice 20 et, par vole de consequence, a la partie posterieure 18. En d'autres termes, fonctionnel- lement, le materieu de la partie anterieure 16 doit essentiellement trans- mettre des efforts de traction, tandis que le materisu de la partie pos- terieure 18 doit essentiellement se deformer de maniere elastique sous I'effet d'une traction, de maniere a appliquer une pression a la partie du 28411 26 membre enveloppe par cette partie posterieure 18. Les deux parties vent assemblees entre elles le long des deux generatri- ces 20 par tout procede approprie tel que collage, ou soudure textile a chaud ou par haute frequence. Avantageusement, lorsque les parties 16 et 18 presentent toutes deux une structure en maille, au lieu d'etre fabriquees separement pais reunies, elles vent realisees simultanement par cotricotage. Le dispositif comporte, en outre, intercales entre la partie anterieure 16 du manchon 14 et la crete tibiale du membre, une succession de ballonnets 22, par exemple, comme illustre, quatre ballonnets rectangulaires ayant leur grands axes alignes entre eux et alignes sur la crete tibiale. Le nom- bre et la forme des ballonnets ne vent cependant pas limitatifs, et depen- dent du resultat recherche (plus ou moins grande finesse de reglage du profil de pression sur la hauteur du membre), de la hauteur a comprimer, etc., des lors que, fonctionnellement, ces ballonnets permettent la mise en tension du materieu de la partie anterieure 16, comme cela sera decrit plus teas. Ces ballonnets 22 vent relies a une source de fluide sous pression 24, par exemple d'air comprime, par l' intermediaire d' une serie de valves 26 commandees individuellement de maniere a gonfler chacun des ballon- nets a une pression donnee. Les valves 26 vent des electrovalves pilo- tees par un ordinateur 28 en fonction d'un programme definissant un profil de gonflage particulier. L'ordinateur 28 est en outre pourvu, de maniere classique, d'un moyen d'entree de donnees tel qu'un clavier 30 et d'un moyen d'affichage tel qu'un ecran 32 pour la visualisation des parametres de commande et des resultats des mesures. Dans la region du membre que l'on souhaite comprimer, on a dispose a divers niveaux des capteurs de pression 34, interposes entre la jambe et la partie posterieure 18 du manchon 14 afin mesurer localement la pres sion produite. Ces capteurs vent en eux-memes classiques (capteurs de type Salzmann ou autres) et ne seront pas decrits plus en detail. Les si- gnaux captes vent transmis sur des fils reunis en un faisceau 36, courant a l'interieur du manchon tubulaire 14 puis raccordes, a l'exterieur du dis- positif, a un convertisseur analogique/numerique 38 relic en entree a l'or dinateur 28. 28411 26 Pour permettre un enfilage aise du manchon tubulaire 14 compte tenu de la variabilite des morphologies de jambe et d'une souplesse moindre que celle d'une simple chaussette en raison de la presence de la partie ante- rieure inextensible 16 et des ballonnets 22, on prevoit avantageusement une fermeture a glissiere 40 s'etendant sur la majeure partie de la longueur du manchon, et permettant d'ouvrir le manchon 14 par exemple dans une region de la partie anterieure 16 situee entre les ballonnets 22 et l'une des generatrices 20. La partie superieure du manchon peut etre egalement pourvue, egale- ment sur la partie anterieure, de moyens (non illustres) autorisant un ajus- tement en diametre du manchon a plusieurs niveaux, par exemple par le biais de fermetures a bandes agrippantes, de maniere a pouvoir equiper avec un meme dispositif des sojets presentant des morphologies, notam- ment des perimetres de cheville, de mollet et/ou de cuisse variant sur des plages importantes - typiquement un perimetre de cheville compris entre 18 et 29 cm et un perimetre de mollet compris entre 25 et 45 cm). II est par ailleurs possible de prevoir une ou plusieurs poches gonflables 42 placees entre la jambe et le materiau de la partie posterieure 18, dans des regions telles que les regions retromalleolaires ou sous-malleolaires. 11 peut etre en effet souhaitable de remplir les concavites correspondantes pour assurer une repartition plus uniforme des pressions dans la region de la cheville, par exemple dans le cas d'un pansement avec contention ajustable pour le traitement des ulceres veineux. Le role de ces poches gonflables 42 est toutefois entierement different de celui des ballonnets 20, la ou les poche(s) gonflable(s) 42 n'ayant d'ailleurs qu'un caractere subsidiaire. On va maintenant decrire le mecanisme de mise en couvre de ['invention. En gonflant de maniere controlee les ballonnets 22, ceux-ci vont exercer un effet de traction reparti sur la partie anterieure 16, peu ou pas extensi ble. En effet, la partie interne de cheque ballonnet repose sur la crete tibi- ale, qui est une region pratiquement incompressible du membre. Comme le ballonnet est intercale entre deux elements inextensibles (le materiau de la partie anterieure 16 et la region tibiale du membre), son gonflage va imposer un deplacement du materisu de la partie anterieure 16. Ce de placement a l'endroit de la crete tibiale va se transmettre, pratiquement tel 28411 26 quel compte tenu de l'inextensibilite du materiau, jusqu'a la generatrice , ou il va se traduire en une force de traction exercee sur le materieu, deformable, de la partie posterieure 18. Le point d'application de cet effort de traction est situe sur la generatrice 20, done a ['interface entre les deux parties 16 et 18, et il est oriente suivant une direction sensiblement nor male a cette generatrice, c'est-a-dire une direction tangentielle au perime tre de la jambe a une hauteur donnee de celle-ci. L'intensite de cette force va dependre de la pression, plus ou moins grande, de gonflage des ballonnets 22 et variera graduellement sur toute la hauteur de la jambe, sans aucune irregularite. En pratique, on constate que l 'effort applique presente un gradient trds uniforme, meme avec un nombre reduit de ballonnets (par exemple quatre ballonnets seulement comme dans l'exemple illustre), et meme si le profil de pression impose par le gonflage est un profil peu conventionnel (par exemple progressif au lieu de degressif). En particulier, le profil obtenu n'est en aucune fa,con un profil "en escalier" comme avec les dispositifs, rudimentaires, qui avaient pu etre proposes jusqu'a present. Cet effort regulierement reparti est transmis au materiau extensible de la partie posterieure 18, qui transforme cet effort en une pression de conten tion exercee sur la region posterieure, compressible, du membre, et ceci de fa,con progressive et reguliere, de la meme maniere que ce que l'on pourrait obtenir avec un simple teas de contention. Les capteurs 34 viennent mesurer en differents points la pression ainsi appliquee. Avantageusement, la commande du gonflage des ballonnets 22 est as servie au signal issu de ces capteurs 34 afin de piloter les electrovannes 26 de maniere a obtenir un profil de pression (mesure par les capteurs 34) aussi proche que possible d'un profil de consigne predefini introduit dans le logiciel de ltordinateur 28. En pratique un dispositif realise selon les enseignements de ['invention a permis de reproduire les effets des moyens de contention physique clas siques, a savoir teas ou collants de la classe I (10 a 15 mmHg, soit 13,3 a ,0 hPa) a la classe lil (20 a 36 mmHg, soit 26,6 a 47,9 hPa). De fa,con plus generale, un tel dispositif est capable de produire des pressions rela fives comprises entre 0 et 60 mmHg (0 a 80 hPa) avec une precision de 28411 26 + 1 mmHg (+ 1,33 hPa). De nombreuses applications du dispositif de ['invention peuvent etre envi- sagees autres q ue [ 'etude experi mental e, stat i q ue, des effets d' une con- tention appliquee aux membres inferieurs, notamment dans le cadre de I'etude des pathologies liees a l'IVC (insuffisance veineuse chronique), 11 peut etre en particulier interessant d'enregistrer les pressions de facon dynamique, pour evaluer les variations des effets de la contention entre le repos et la marche, etc. Cette application est en effet rendue possible par le fait que le dispositif de ['invention n'implique pas d'immobilisation de la jambe dans un dispositif fixe; au contraire, la jambe conserve toute sa liberte de mouvement, les seules contraintes etant les liaisons pneumati- ques et electriques, qui peuvent etre aisement con,cues pour ne pas en- traver les mouvements. L'invention permet aussi d'envisager un enregistrement continu des pres- signs en deambulatoire sur une periode longue. Tel est en particulier le cas des longs trajets en avion, ou la jambe gonfle au cours du voyage et ou il peut etre sonhaitable d'evaluer ce gonflement pour appliquer une pression de contention variable en fonction de la maniere dont il evolue. Une autre application evoquee au debut de la description est celle des pansements avec contention ajustable, par exemple pour le traitement des ulceres veineux de la jambe pour lesquels une compression ameliore grandement la cicatrisation et la resorption de l'ulcere, ou encore pour le traitement du Iymphcedeme du bras. Le dispositif de ['invention peut etre egalement utilise a des fins didacti- ques, en faisant varier le profil de pression applique et en visualisant le resultat obtenu, par exemple par une mesure echographique ou Doppler. 28411 26 REVENDICATIONS 1. Un dispositif pour appliquer une compression controlee et modulable sur un membre, caracterise en ce qu'il comprend: - un manchon tubulaire (14) entourant le membre (12), ce manchon comportant une partie anterieure (16) en materieu inextensibie ou re lativement peu extensible, apte a venir en appui contre une region peu compressible du membre, et une partie posterieure (18) en mate riou relativement extensible, apte a envelopper la region du membre a comprimer, ces deux parties etant reliees entre elles sensiblement le long de deux generatrices du manchon tubulaire formant generatrices de liaison (20), - une pluralite de ballonnets gonflables (22), disposes sur la face inte rieure de la partie anterieure du manchon tubulaire le long d'une ge neratrice de celui-ci situee en une position intermediaire entre les deux generatrices de liaison des deux parties du manchon tubulaire, ces ballonnets etant apses a venir en interposition entre le materiau inextensible et ladite region peu compressible du membre, et - des moyens (24, 26, 28) pour gonfler de maniere differenciee chacun des ballonnets a une pression donnee, de maniere a appliquer a la partie anterieure du manchon une deformation propre a induire un ef fort de traction exerce sur la partie posterieure extensible, cet effort etant reparti regulierement le long des generatrices de liaison perpen diculairement a ces generatrices, cet effort de traction entranant lui meme, par vole de consequence, une action de compression sur la re gion compressible du membre. 2. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel la partie anterieure com porte une fermeture a glissiere (40) s'etendant sur la majeure partie de la longueur du manchon. 3. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel la partie anterieure com porte, au moins sur la partie superieure de la longueur du manchon, une fermeture autorisant en une pluralite de points un ajustement en diametre du manchon. 28411 26 4. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel le materieu de la partie anterieure et le materieu de la partie posterieure vent tous deux des ma- terisux en maille venus ensemble de tricotage. 5. Le dispositif de la revendication 1, comportant en outre des capteurs de pression (34) interposes entre le materiau de la partie posterieure et le membre a comprimer. 6. Le dispositif de la revendication 5, dans lequel les moyens pour gonfler de maniere differenciee chacun des ballonnets vent des moyens asservis en fonction d'une comparaison operee entre les signaux delivres par les capteurs de press ion et des valeurs de consigne correspondantes fonc- tion d'un profil de pression recherche. 7. Le dispositif de la revendication 1, comprenant en outre au moins une poche gonflable (42) disposee localement a un endroit predetermine de la partie posterieure du manchon tubulaire, et apte a venir combler une con- cavite de la region a comprimer du membre. 8. Le dispositif de la revendication 1, dans lequel le materieu de la partie