Brevet FR2847820A1 — publié le 20040604

I La présente invention concerne un nouveau dispositif pour le contrôle du bon fonctionnement des appareils médicaux de ventilation et/ou d'assistance respiratoire. Un appareil médical de ce type peut être par exemple un respirateur, un s appareil utilisé pour l'apnée du sommeil désigné par l'abréviation P.P.C (Pression, Positive, Continue), un concentrateur d'oxygène, un humidificateur, un aérosol, etc... et il sera désigné dans la suite du texte par l'expression " appareil de ventilation " par souci de simplification. Actuellement, l'évaluation et le contrôle du bon fonctionnement d'un appareil de 10 ventilation nécessite de réunir plusieurs appareils, de les rendre compatibles entre eux, et compatibles avec l'appareil de ventilation, à savoir au moins un appareil de mesure pour acquérir des données analogiques et les transformer en données numériques, et un ordinateur pour les traiter c'est-à-dire pour établir les procédures de test, traiter les données issues de mesures, et afficher les résultats. Le but de la présente invention est de proposer un appareil multifonction et compact capable de réaliser toutes les fonctions ci-dessus. Ce but est atteint par l'invention qui consiste en un dispositif pour le contrôle des appareils de ventilation, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison une unité de mesure et une unité de traitement informatique et programmable, toutes 20 deux intégrées dans un même boîtier, l'unité de traitement informatique étant composée d'une carte informatique embarquée. Préférentiellement, le boîtier intègre également un écran, une dalle tactile, une carte contrôle d'écran ainsi qu'une alimentation en tension commune à l'unité de mesure et à l'unité de traitement informatique. En outre le dispositif est caractérisé en ce l'unité de traitement informatique est programmable de manière à être apte à présenter plusieurs modes de fonctionnement sélectionnables et choisi dans l'ensemble (mode MESURES, mode GRAPHIQUE, mode COURBES, mode RESPIRATEUR, mode spécifique au type de l'appareil à contrôler). On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en référence aux figures annexées suivantes: - figure 1: représentation schématique de l'appareil, vue de l'avant, - figure 2: représentation schématique de l'appareil, vue de l'arrière, - figure 3: schéma fonctionnel de l'appareil selon l'invention. On se rapporte d'abord à la figure 3 montrant les fonctionnalités du dispositif selon l'invention. Dans un même boîtier (1), on intègre une unité de mesure (31) et une unité de traitement informatique. L'unité de mesure se compose de: - une carte électronique (2) de conditionnement, pour transformer les signaux 5 analogiques (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3i) issus d'une pluralité de capteurs (détaillés plus loin) en signaux numériques (4). - une carte d'acquisition (5) servant d'interface pour mettre les signaux numériques (4) au format compatible avec une unité de traitement informatique, L' unité de traitement informatique (6) est composée: * d'une carte informatique embarquée (7) traitant les informations (8) issues de la carte d'acquisition (5) et intégrant tout système d'exploitation et au moins un logiciel comme par exemple un logiciel AIRTEST de la demanderesse (32), * d'un écran d'affichage (9) graphique couleur, * d'une dalle tactile (10) doublant l'écran d'affichage et permettant le dialogue utilisateur/unité de traitement, * d'une carte de contrôle d'écran (11) assurant la gestion de la dalle tactile et du contraste de l'écran et la conversion de tension pour 20 l'afficheur, L'unité d'alimentation en tension (12) est commune à l'unité de traitement informatique (6) et à la carte d'acquisition (5), Cette unité d'alimentation est reliée au secteur par un filtre (13) et une prise secteur (14) et par deux liaisons directes (15) et (16) à la carte de traitement (7) et à 25 la carte de contrôle écran (11), et à la carte d'acquisition (5) par l'intermédiaire d'un convertisseur de tension (17). Les signaux analogiques (3a, 3b, 3c, 3d, 3 e, 3f, 3g, 3h, 3i, 3k, 31) sont issus d'une pluralité de capteurs qui sont soit intégrés dans le boîtier soit extérieurs au boîtier et connectables sur un ensemble de connections prévues sur celui-ci. Les capteurs intégrés permettent le traitement des paramètres indispensables au contrôle des appareils de ventilatioh et sont: - au moins un capteur de pression, de préférence d'une part trois capteurs haute pression (18a, 18b, 18c) (+/- 4 bars) dont les entrées sont reliées à trois connections (19a, 19b, 19c) du boîtier et dont les sorties sont reliées à 35 la carte de conditionnement (2), et d'autre part un capteur basse pression (20) dont l'entrée est reliée à une connexion basse pression (21) du boîtier et la sortie reliée à la carte de conditionnement (2), - au moins un capteur de débit, de préférence deux capteurs (22a), (22b) dont les entrées sont branchées entre les sorties de deux 5 pneumotachographes intégrés dans le boîtier et la carte de conditionnement (2). Pour élargir la gamme des appareils pouvant être contrôlés on a choisi par exemple un pneumotachographe (23a) de 150 L/mn et un pneumotachographe (23b) de 15 L/mn. Afin de pouvoir décontaminer le ou les pneumotachographes (23a, 23b), on 10 prévoit de préférence, de les rendre démontables. A cet effet, on peut par exemple les placer dans un tiroir (33) du boîtier et prévoir des connexions (24a, 24b) du boîtier reliées aux capteurs de débits (22a et 22b) et sur lesquelles on reconnecte les pneumotachographe après décontamination. Les capteurs extérieurs sont branchés sur l'appareil selon les besoins et/ou 15 les modes opératoires des tests et/ou les appareils contrôlés. Ces capteurs extérieurs peuvent être: - un ou plusieurs capteurs d'humidité (25a) (25b), - un ou plusieurs capteurs de température (26a) (26b), - un ou plusieurs capteurs d'oxygènes (27a) (27b) que l'on peut brancher sur des connections appropriées, (28a, 28b, 28c, 28d) conduisant les signaux analogies de mesures (3a, 3b, 3c, 3d) à la carte de conditionnement. La carte de conditionnement (2) comporte classiquement pour chaque signal issu (3i) d'un capteur (intégré ou extérieur) une chaîne d'amplification réglable. La carte de conditionnement (2) comporte encore au moins une, et par exemple deux entrées électriques externes (30a, 30b) reliées à deux connections électriques du boîtier (29a, 29b) et réglable extérieurement au boîtier. La combinaison de l'unité de traitement informatique (6) et de l'unité de mesure (31) dans un même boîtier permet de réaliser la plupart des tests et des contrôles 30 habituellement utilisés pour apprécier le bon fonctionnement d'un appareil de ventilation et nécessitant une multiplicité d'appareils différents. A titre d'exemple des possibilités du dispositif, on décrit ci-après le fonctionnement d'un mode de réalisation préféré et non limitatif du dispositif. Ledit dispositif possède cinq modes de fonctionnement sélectionnables sur cinq 35 boutons d'une page d'accueil de l'écran à savoir: 1ermode: ou mode MESURES Ce mode permet d'afficher simultanément un nombre prédéfini de mesures à l'écran, par exemple huit, parmi un choix les quatorze données numériques obtenues à partir des quatorze signaux d'entrée de la carte de conditionnement à savoir: - quatre valeurs de pression, - deux valeurs de débit, - deux valeurs de température, - deux valeurs d'humidité, - deux valeurs d'O2, - et deux valeurs correspondant aux deux entrées analogiques externes des connections électriques (29a, 29b). Le nombre maximal de huit mesures affichables a été déterminé en fonction de la petite taille de l'écran et pour une bonne lisibilité. Classiquement la page d'affichage de ce mode comporte au moins les boutons 15 suivants: - sélection de voie (ou du capteur), - initialisation, changement d'unité, - réglage du zéro du capteur, 20 - mémorisation, impression, - sortie vers la page d'accueil. 2ème mode ou mode GRAPHIQUE Ce mode permet d'afficher simultanément sur le même écran les courbes de 25 variation d'une, ou deux, ou trois mesures en fonction du temps, ces mesures étant choisies parmi les quatorze possibles énumérées ci-dessus. Ce mode de fonctionnement est similaire à celui d'un oscilloscope électronique numérique. Classiquement la page d'affichage de ce mode de fonctionnement comporte les 30 boutons suivants: - sélection de la mesure, - pour chaque mesure un réglage de l'échelle, - réglage de l'unité de temps, - sortie vers la page d'accueil. 35 3ème mode ou mode COURBES Ce mode permet de visualiser simultanément les courbes des trois paramètres de base habituellement utilisés pour tester les respirateurs et autres appareils de ventilation. Ces trois paramètres sont le débit et la pression issus des mesures et le volume calculé par l'unité d'acquisition (5). On peut également lire les valeurs instantanées, moyenne, minimale, maximale de chacun de ces trois paramètres. 4ème mode ou mode RESPIRATEUR Ce mode permet un contrôle plus pointu de l'appareil de ventilation que le mode précédent. Il permet d'afficher sur la même page jusqu'à huit paramètres de contrôle, ces paramètres étant choisis parmi les valeurs mesurées ou des valeurs calculées. Classiquement la page d'affichage peut comporter pour chaque paramètre: sa valeur et rafraîchie à chaque cycle de mesure ou sur plusieurs cycles, ses valeurs minimales et maximales, ainsi que au moins les boutons suivants: 15 - changement d'unité, - initialisation, - sauvegarde, - impression, sortie vers la page d'accueil. 5ème mode ou mode COMPLET Pour effectuer un contrôle complet et plus pointu que le mode précédent on peut programmer la carte de conditionnement avec un logiciel spécifique de la demanderesse appelé VENTEST RESPI et spécifique au contrôle des respirateurs. Afin d'augmenter la lisibilité il est indispensable de brancher le 25 dispositif selon l'invention à un ordinateur externe ainsi qu'à un clavier, une souris, une imprimante. A cet effet, on prévoit sur la carte de traitement (7) un ou plusieurs ports de sortie reliés à des connections (32) du boîtier. Particularité de fonctionnement Pour les quatre premiers modes, il est possible de choisir les unités de pression, de débit, de température. Le 5ème mode permet en outre de choisir les unités de pression. Le dispositif est évolutif et on peut prévoir des modes de fonctionnement supplémentaires, par exemple spécifiques aux différents appareils médicaux de 35 ventilation (PPC etc...). Il est également prévu, dans chaque mode de fonctionnement, d'appliquer une méthode mathématique de correction des données de débit et de volume, en fonction du mode ATPS, BTPS et du taux d'oxygène par saisie manuelle du taux réel d'oxygène ou par mesure directe de celui-ci grâce à une sonde placée en 5 entrée d'un des pneumotachographes par exemple au moyen d'un embout trois voies amovible. Le présent appareil: - est précis, fiable, convivial, - permet de contrôler tous les types d'appareils de ventilation, 10 - comporte deux gammes de mesure en pression, - comporte deux gammes de mesure en débit, mesure la FiO2, la température, l'humidité, - intègre une unité informatique intelligente, - est évolutif car il peut analyser encore d'autres paramètres, 15 - comporte une correction des résultats, - est léger, compact, portable. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le contrôle des appareils de ventilation, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison une unité de mesure (31) et une unité de 5 traitement informatique et programmable (6), toutes deux intégrées dans un même boîtier (1), l'unité de traitement informatique étant composée d'une carte informatique embarquée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre intégrés au boîtier un écran d'affichage (9) graphique, un écran d'affichage 10 (9) graphique, une dalle tactile doublant l'écran d'affichage, une carte de contrôle d'écran (11). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comporte une unité d'alimentation en tension (12), commune à l'unité de traitement informatique (6) et à l'unité de mesure. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'unité de mesure comporte: - une carte électronique (2) de conditionnement, pour transformer les signaux analogiques (3a, ...) issus d'une pluralité de capteurs, - une carte d'acquisition (5) servant d'interface pour mettre les signaux 20 numériques (4) au format compatible avec une unité de traitement informatique, - des capteurs intégrés dont au moins un capteur de pression et au moins un capteur de débit. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte: o au moins un capteur haute pression (18a, 18b, 18c) dont les entrées sont reliées à trois connections (19a, 19b, 19c) du boîtier et dont les sorties sont reliées à la carte de conditionnement (2), et d'autre part au moins un capteur basse pression (20) dont l'entrée est reliée à une connexion basse pression (21) du boîtier et la sortie reliée à la 30 carte de conditionnement (2) o au moins un capteur de débit (22a), (22b) intégré dans le boîtier et la carte de conditionnement (2). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des pneumotachographes (23a,23b) démontables. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'unité de traitement informatique comporte plusieurs modes de fonctionnement sélectionnables sur des boutons d'une page d'accueil de l'écran et choisis dans l'ensemble (mode MESURES, mode GRAPHIQUE, mode COURBES, mode RESPIRATEUR, mode spécifique au type de l'appareil à contrôler).