Brevet FR2853838A1 — publié le 20041022

La présente invention concerne un ensemble respiratoire formé par un masque respiratoire nasal incorporant une turbine délivrant du gaz sous pression audit masque, et un 5 dispositif de traitement des troubles respiratoires, notamment de traitement de l'apnée du sommeil, comprenant un tel ensemble. Les dispositifs utilisés pour le traitement de l'apnée du sommeil du type CPAP (Continuous Positive Airway Pressure pour Pression Positive Continue) et ceux utilisés pour l'assistance ventilatoire à deux niveaux de pression du type VNDP (Ventilation nasale à deux 10 niveaux de pression ou en anglais Bi-Level Positive Airway Pressure) comprennent classiquement un générateur 2 de pression, un masque nasal 8 et un tuyau 7 ou conduit inspiratoire raccordant le masque 8 au générateur 2 de pression. Un tel appareil est schématisé sur la figure 1. Plus précisément, comme montré sur la figure 1, le générateur 2 de pression 1 5 comprend essentiellement un groupe moto-turbine 1, 3 alimenté par des moyens d'alimentation électrique 4 et commandé par des moyens électroniques 5 de commande. Le masque 8 est habituellement pourvu d'un orifice 6 de fuite calibré permettant l'évacuation vers l'atmosphère des gaz expirés par le patient, lesquels sont chargés de C02. Le masque nasal 8 est appliqué et maintenu sur le nez du patient, durant son 2 0 sommeil, au moyen de sangles de maintien ou analogues. Des dispositifs de traitement équipés de telles moto-turbines ont notamment été décrits par les documents FR-A-2806759, WO-A-99/22794, DE-A4438750, DE-A-19714644, DE-A-4405577 et DE-A-4233941. Ces dispositifs ont fait la preuve de leur efficacité dans le traitement de l'apnée du 25 sommeil et leur usage est, à ce titre, de plus en plus prescrit ou recommandé par les médecins aux personnes souffrant de troubles respiratoires du sommeil, en particulier d'apnées du sommeil. Cependant, il subsiste encore des problèmes non ou incomplètement résolus se posant lors de l'utilisation de ces appareils, en particulier des problèmes liés à l'inconfort pour le patient et au coût de ces dispositifs. Ainsi, le tuyau reliant le masque au générateur de pression engendre un inconfort 5 important pour le patient car, du fait de sa relative rigidité, ce tuyau exerce une contrainte permanente sur le masque, ce qui oblige à opérer un serrage assez fort du masque contre le visage du patient pour éviter des fuites de gaz trop importantes autour du masque. Le tuyau représente également un volume tampon important entre le patient et le générateur de pression qui nécessite, pour évacuer le C02 expiré à l'atmosphère, d'avoir un 10 débit de rinçage délivré par le générateur de pression et un orifice de fuite à proximité du patient. Cette fuite permanente représente une nuisance sonore forte pour le patient. En outre, le tuyau a un impact non négligeable sur le coût global du dispositif car il doit répondre à des exigences strictes, en termes de souplesse et résistance à l'écrasement. Le problème qui se pose alors est de pouvoir améliorer les masques et appareils 15 existants, de manière à pallier les inconvénients susmentionnés, tout en conservant les performances nécessaires à l'efficacité du traitement. La solution de l'invention est alors un ensemble respiratoire formé d'un masque respiratoire nasal incorporant une turbine. Selon le cas, l'ensemble de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des 2 0 caractéristiques techniques suivantes: - il incorpore, en outre, un moteur électrique couplé directement ou indirectement à la turbine. - le masque comprend une coque formant volume interne et dimensionnée de manière à pouvoir recevoir tout ou partie de la région nasale d'un utilisateur. - la turbine comprend un capotage stationnaire dans lequel est agencée au moins une roue à aubes mobile en rotation autour d'un axe de rotation, ledit capotage comportant une bouche d'aspiration permettant l'entrée de gaz dans ledit capotage et une bouche d'expulsion de gaz communiquant fluidiquement avec l'intérieur de la coque du masque. - la coque du masque est dépourvue d'orifice de fuite. - le masque comporte un capteur de pression agencé de manière à pouvoir mesurer la pression à l'intérieur de la coque dudit masque. - la turbine a une vitesse de rotation maximum comprise entre 10000 et 60000 tours/minute, et/ou un diamètre interne compris entre 30 et 90 mm. - un moyen d'humidification est agencé sur le trajet du gaz, de préférence entre la bouche d'aspiration permettant l'entrée de gaz dans ledit capotage et la roue à aubes. - il a un poids compris entre 200 g et l kg. Selon un autre aspect, l'invention porte aussi sur un dispositif de traitement des troubles respiratoires, en particulier de l'apnée du sommeil, comprenant: - un ensemble selon l'invention comportant un masque, une turbine et un moteur électrique, - des moyens de commande permettant de commander le fonctionnement de la turbine et - des moyens d'alimentation électrique pour alimenter en courant électrique le moteur 15 et/ou les moyens de commande. Selon le cas, le dispositif de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes: - le moteur électrique est porté par l'ensemble masque/turbine et est connecté aux moyens de commande et aux moyens d'alimentation électrique par l'intermédiaire d'au moins 2 0 un moyen de connexion, de préférence un ou plusieurs câbles électriques. - le moteur électrique, les moyens de commande et les moyens d'alimentation électrique sont agencés dans un boîtier, le moteur électrique étant couplé à l'axe de rotation de la turbine par l'intermédiaire d'un moyen de transmission de couple, par exemple un câble métallique. 2 5 - un capteur de pression agencé au niveau du masque ou dont la prise de pression débouche au niveau du masque coopère avec les moyens de commande en transmettant auxdits moyens de commande un signal de pression correspondant à la pression gazeuse régnant dans la coque du masque à un instant donné. La solution de l'invention consiste donc à incorporer la turbine délivrant le gaz sous 3 0 pression, et éventuellement le moteur, dans le masque. Ceci permet également de supprimer l'orifice de fuite calibré qui devient inutile du fait de la suppression du tuyau, donc du volumemort du tuyau. Pour ce faire, on utilise une turbine miniaturisée conçue pour délivrer les débits et pressions juste nécessaires pour assurer l'efficacité du traitement. Dans le cadre de l'invention, le terme turbine est considéré comme équivalant du terme "soufflante". Une telle turbine comprend un capotage stationnaire dans lequel est agencée une (ou plusieurs) roue à aubes ou pales, mobile en rotation autour d'un axe de rotation sous l'effet du couple qui lui est transmis par l'axe d'entraînement d'un moteur électrique, ledit capotage comportant une bouche d'aspiration permettant l'entrée d'air dans le 10 capotage et une bouche d'expulsion d'air comprimé par laquelle ressort l'air, après élévation de sa pression dans le capotage de la turbine. L'invention va être mieux comprise grâce à la description suivante donnée en références aux figures annexées. Les figures 2 et 3 représentent un schéma de principe d'un premier mode de 15 réalisation d'un dispositif selon l'invention comprenant un ensemble respiratoire formé d'un masque 11 respiratoire nasal incorporant et associé à une turbine 12. Dans ce mode de réalisation, c'est le groupe moto-turbine 12, 13 qui est incorporé au masque 11, c'est-à-dire la turbine 12 et le moteur électrique 13 couplé à l'axe d'entraînement de la turbine 12 qui permet d'obtenir une aspiration d'air ambiant par ladite turbine 12 et son 2 0 expulsion subséquente, après compression, dans le masque 11 porté par le patient. Par ailleurs, le groupe moto-turbine 12, 13 est connecté par un câble électrique 14 à un boîtier 16' comprenant, d'une part, l'alimentation en courant électrique, et, d'autre part, les moyens de commande du moteur 13, par exemple les moyens de commande comprennent une ou plusieurs cartes électroniques. 2 5 Les moyens de commande permettent d'assurer un envoi de gaz au patient afin de maintenir un niveau de pression constant pendant les phases inspiratoires et expiratoires ou alors à des niveaux de pression différents pendant les phases inspiratoires et expiratoires et ce, selon le mode de fonctionnement sélectionné par le médecin en fonction des troubles dont souffre le patient. Un capteur 15 de pression, nécessaire à la régulation de la pression du gaz délivré par la turbine, peut être positionné dans le masque, comme montré sur la figure 2. Toutefois, le capteur 15 de pression peut aussi être relié au boîtier 16' de commande par le câble électrique 14 ou, en variante, au boîtier de commande 16', comme montré en 5 figure 3, en étant alors relié au masque 11 par le biais d'un fin tuyau souple permettant de véhiculer la pression depuis le masque 11 jusqu'au capteur 15. La figure 4 représente un schéma de principe d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention selon lequel seule la turbine 12 est incorporée au masque 11, le moteur 13 restant dans le boîtier 16' de commande et entraînant la turbine 12 par 10 l'intermédiaire d'un câble de transmission 18 de couple agissant sur l'axe de rotation de la turbine 12. Le capteur de pression 15 peut, comme précédemment, être situé soit sur le masque 11, soit dans le boîtier 16'. Préférentiellement, l'ensemble turbine/masque de l'invention permet de délivrer de 15 l'air à une pression de 30 hPa et un débit de 2 l/s à une pression de 10 hPa. Dans tous les cas, l'ensemble incluant le masque 11 et la turbine 12, avec ou sans moteur 13, a un poids inférieur à 1 kg. De façon classique, il comporte des moyens de maintien pour permettre de maintenir le masque en position sur la région nasale de l'utilisateur, notamment des sangles ou tout 2 0 autre système analogue. Les figures 5 et 6 montrent des masques 11 selon la présente invention selon deux modes de réalisation possibles. La figure 5 schématise un premier mode de réalisation selon lequel le moteur 13 de la turbine 12 est agencé en position "vers l'avant", c'est-àdire le plus éloigné possible du nez du 2 5 patient. Comme on le voit, le masque 11, positionné sur le nez d'un patient, comprend une coque formant volume interne 23 et dimensionnée de manière à pouvoir recevoir tout ou partie de la région nasale dudit patient. La turbine 12 incorporée directement au masque 11 comprend un capotage 19 30 stationnaire, de préférence insonorisé, dans lequel est agencée au moins une roue à aubes 20, c'est-à-dire une ou plusieurs hélices, mobile en rotation autour de l'axe de rotation du moteur 13. Le capotage 19 comporte, en outre, une bouche d'aspiration 21 par laquelle entre le gaz, c'est-à-dire l'air, dans le capotage 19 et une bouche d'expulsion 22 communiquant 5 fluidiquement avec l'intérieur 23 de la coque du masque 11 et par laquelle l'air sous pression est envoyé vers les voies aériennes supérieures du patient. Par ailleurs, le masque 11 comporte un capteur de pression 24 agencé de manière à pouvoir mesurer la pression à l'intérieur 23 du masque 11, grâce à une prise de pression 17 adaptée. Typiquement, le moteur 13 de la turbine 12 a une vitesse de rotation maximum comprise entre environ 10 000 et 60 000 tours/minute, en général de l'ordre de 20 000 à 35 000 tr/min, le diamètre étant compris entre 30 et 60 mm. Autrement dit, l'inertie de la turbine doit être faible. Afin d'assurer une teneur en vapeur d'eau contrôlée pour éviter de dessécher les 1 5 muqueuses du patient, l'air comprimé envoyé au patient est préférentiellement humidifié au moyen d'un humidificateur 27 agencé sur le trajet du gaz entre la bouche d'aspiration 21 et la roue à aubes 20. Des moyens de commande 16 permettent de commander le fonctionnement de la turbine 12, via éventuellement une carte relais 28 agencée dans le masque 11. Par ailleurs, des moyens d'alimentation électrique 25, 26 permettent d'alimenter en courant électrique le moteur 13 et/ou les moyens de commande 16, en particulier une alimentation secteur 25 et une prise basse tension 26, notamment du type prise allume-cigare ou analogue. Le moteur électrique 13 est porté par l'ensemble masque/turbine 11, 12 en étant 2 5 connecté aux moyens de commande 16 et aux moyens d'alimentation électrique 25, 26 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs moyens de connexion 14, tels des câbles électriques ou analogues. Le moteur électrique 13 est, dans ce cas, couplé (en 18) directement à l'axe de rotation de la turbine 12. La figure 6 schématise un deuxième mode de réalisation analogue à celui de la figure mais selon lequel le moteur 13 de la turbine 12 est, cette fois, agencé en position "vers l'arrière"; c'est-à-dire plus près du nez du patient que dans le cas précédent; les autres éléments constituants le masque sont également présents dans ce mode de réalisation et les mêmes références ont été conservées. Dans tous les cas, pour assurer un confort optimal au patient, l'ensemble de l'invention sera aussi insonorisé que possible pour diminuer au maximum les nuisances sonores mais en prenant garde à ne pas alourdir de manière excessive le poids de l'ensemble. Revendications 1. Ensemble respiratoire formé d'un masque (11) respiratoire nasal incorporant une turbine (12). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il incorpore, en outre, un moteur électrique (13) couplé directement ou indirectement à la turbine (12). 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le masque (11) comprend une coque formant volume interne et dimensionnée de manière à 10 pouvoir recevoir tout ou partie de la région nasale d'un utilisateur. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la turbine (12) comprend un capotage (19) stationnaire dans lequel est agencée au moins une roue à aubes (20) mobile en rotation autour d'un axe de rotation, ledit capotage (19) comportant une bouche d'aspiration (21) permettant l'entrée de gaz dans ledit capotage (19) 15 et une bouche d'expulsion (22) de gaz communiquant fluidiquement avec l'intérieur (23) de la coque du masque (11). 5. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la coque du masque (11) est dépourvue d'orifice de fuite. 6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le 2 0 masque (11) comporte un capteur de pression (24) agencé de manière à pouvoir mesurer la pression à l'intérieur (23) de la coque dudit masque (11). 7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moteur (13) de la turbine a une vitesse de rotation maximum comprise entre 10000 et 60000 tours/minute, et/ou un diamètre compris entre 30 et 60 mm. 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un moyen d'humidification (27) est agencé sur le trajet du gaz, de préférence entre la bouche d'aspiration (21) permettant l'entrée de gaz dans ledit capotage (19) et la roue à aubes (20). 9. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il a un poids compris entre 200 g et 1 kg. 10. Dispositif de traitement des troubles respiratoires, en particulier de l'apnée du sommeil, comprenant: - un ensemble selon l'une des revendications 1 à 9 comportant un masque (11), une turbine (12) et un moteur (13) électrique, - des moyens de commande (16) permettant de commander le fonctionnement de la turbine (12) et - des moyens d'alimentation électrique (25, 26) pour alimenter en courant électrique le moteur (13) et/ou les moyens de commande (16). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moteur 1 0 électrique (13) est porté par l'ensemble masque/turbine (11,12) et est connecté aux moyens de commande (16) et aux moyens d'alimentation électrique (25, 26) par l'intermédiaire d'au moins un moyen de connexion (14), de préférence un ou plusieurs câbles électriques. 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moteur électrique (13), les moyens de commande (16) et/ou les moyens d'alimentation électrique (25, 15 26) sont agencés dans un boîtier (16'), le moteur électrique (13) étant couplé à l'axe de rotation de la turbine (12) par l'intermédiaire d'un moyen de transmission de couple (18), de préférence un câble métallique. 13. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'un capteur de pression (15) agencé au niveau du masque (11) ou dont la prise de pression (17) 2 0 débouche au niveau du masque (11) coopère avec les moyens de commande en transmettant auxdits moyens de commande (16) un signal de pression correspondant à la pression gazeuse régnant dans (23) la coque du masque (11) à un instant donné.