Brevet FR2917626A1 — publié le 20081226

L'invention concerne un ventilateur d'anesthésie pour ventiler les poumons d'un patient pendant une anesthésie, lequel est également adapté pour ventiler, simultanément ou séparément, un système à membrane pour bipasse cardiopulmonaire (BCP). Durant une anesthésie, les poumons d'un patient peuvent être ventilés soit, lorsque le patient n'est pas capable de respirer spontanément, par un ventilateur d'anesthésie mettant en oeuvre une ventilation contrôlée incluant une pompe ou similaire ou, lorsque le patient est capable de respirer spontanément, utilisant un ventilateur d'anesthésie en mode de respiration spontanée ou assistée. Les ventilateurs d'anesthésie peuvent fonctionner dans ces modes. Un tel ventilateur est représenté en Figure 1. En d'autres termes, dans la machine, le mélange gazeux qui habituellement comprend plusieurs composés, par exemple de l'oxygène, du protoxyde d'azote, du xénon et/ou des composés anesthétiques volatiles, est mélangé dans le ventilateur et est pompé vers le patient dans tous les modes sauf lors d'une respiration spontanée, dans lequel les gaz sont mélangés mais inhalés sans la pression d'assistance du ventilateur. Des valves prévues dans le système assurent la direction du flux gazeux. Les mélanges de gaz sont envoyés à travers des adsorbants à COz avant d'être renvoyés vers le patient. Le ventilateur ajoute une quantité sélectionnée de gaz frais qui est ajoutée au mélange gazeux circulant. Pour permettre un mélange gazeux rapide, certains ventilateurs comprennent des compresseurs ou des turbines. Par ailleurs, durant une opération de bipasse cardiopulmonaire (BCP), les poumons du patient ne sont pas ventilés par un mélange gazeux mais par un système à membrane qui assure les échanges entre gaz et sang. Ce système à membrane est soumis à un flux de gaz continu du côté gaz de la membrane et le sang du patient est pompé par des pompes externes. Différemment à un ventilateur classique tel que schématisé en Figure 1, le gaz déchet n'est pas récupéré et réintroduit dans le système, mais envoyé vers 30 l'atmosphère, comme montré en Figure 2. Ceci conduit à des désavantages. En effet, pour obtenir un échange gazeux efficace dans le système BCP, un flux de gaz élevé est nécessaire, c'est-à-dire un débit de gaz entre 3 1/min et 10 1/min. Cependant, un tel débit de gaz excède les besoins du patient, qui sont typiquement compris entre 50 ml/min d'oxygène pour les enfants à 500 ml/min d'oxygène pour les adultes. Si des composés anesthésiques volatiles sont ajoutés au gaz rare, le gaz déchet envoyé à l'atmosphère engendre une pollution environnementale et du lieu de travail. De plus, des gaz chers, tels le xénon, peuvent être administrés durant une opération de BCP pour leurs propriétés protectrices des organes tel que décrit par Lockwood GG, Franks NP, Downie NA, Taylor KM, Maze M. Feasibility and safety of delivering xenon to patients undergoing coronary artery bypass graft surgery while on cardiopulmonary bypass: phase I study. Anesthésiologie 2006; 104: 458-65. Toutefois, ces gaz chers, en particulier le xénon, ne peuvent pas être utilisés largement car leur perte dans l'atmosphère conduirait à une augmentation intolérable des coûts. Pour tenter de pallier ces problèmes, il a été montré expérimentalement qu'un 15 système de BPC pouvait être ventilé avec un ventilateur classique tel que représenté en Figure 1. En utilisant un tel appareil, la dépense de xénon pendant une anesthésie avec une phase de 2 heures de BCP est de 25 litres environ. Néanmoins, la concentration en xénon ne peut pas être augmentée au delà de 50% en volume, car lorsqu'on ventile un système 20 BCP de manière conventionnelle, c'est-à-dire comme un poumon humain(ventilation non continue avec phases d'inspiration et d'expiration), la quantité d'oxygène qui passe à travers la membrane du système BCP est insuffisante et inadéquate. Un but de la présente invention est alors de proposer un ventilateur amélioré qui ne présente pas les problèmes et inconvénients susmentionnés. 25 Une solution selon l'invention est un ventilateur médical comprenant : - un premier circuit de gaz comprenant une branche inhalatoire pour acheminer du gaz à un patient et une branche expiratoire pour récupérer au moins une partie du gaz expiré par le patient, et - une première source de gaz pour délivrer un gaz ou mélange gazeux dans la 30 branche inhalatoire du premier circuit de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un second circuit de gaz comprenant une branche d'alimentation pour acheminer du gaz à un système à membrane de BCP et une branche de récupération de gaz pour récupérer au moins une partie du gaz non consommé dans le système à membrane de BCP et - une seconde source de gaz pour délivrer un gaz ou un mélange gazeux dans la branche d'alimentation du second circuit de gaz. Selon le cas, le ventilateur de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la première source de gaz et la deuxième source de gaz sont une source de gaz unique ou des sources distinctes. - la première source de gaz et la deuxième source de gaz sont choisies parmi les 10 compresseurs, les soufflantes, les soufflets à piston et les pompes. - un récipient de gaz contenant un gaz anesthésique est raccordé aux première et deuxième sources de gaz de manière à alimenter lesdites première et deuxième sources de gaz avec ce gaz anesthésique. - le récipient de gaz contient du xénon ou un mélange gazeux contenant du xénon. 15 - au moins un dispositif à élimination de CO2, tel un adsorbeur à CO2, est aménagé dans le premier circuit de gaz et/ou dans le deuxième circuit de gaz. - le premier circuit de gaz et le deuxième circuit de gaz sont des circuits fermés. - le deuxième circuit de gaz comprend un ou plusieurs moyens de compression de gaz aménagés dans la branche d'alimentation et/ou dans la branche de récupération. 20 - les moyens de compression de gaz sont des compresseurs ou des turbines. - il comprend en outre des moyens de commutation pour envoyer le gaz dans uniquement le premier circuit de gaz, dans uniquement le deuxième circuit de gaz, ou dans les deux. La présente invention va être expliquée plus en détail dans la description détaillée 25 suivante faite en références aux figures annexes parmi lesquelles : - la Figure 1 est une représentation schématique d'un ventilateur selon l'art antérieur, - la Figure 2 est une représentation schématique d'un système à membrane pour BCP selon l'art antérieur, 30 - la Figure 3 représente un premier mode de réalisation d'un ventilateur médical selon la présente invention, et - la Figure 4 représente un second mode de réalisation d'un ventilateur médical selon la présente invention. La Figure 1 est une représentation schématique d'une machine de ventilation selon l'art antérieur, par exemple tel que divulgué par le document EP-A-1118345, qui comprend généralement un circuit fermé 1 unique avec branche inspiratoire 11 pour administrer le gaz anesthésique au patient P et branche expiratoire 12 pour prélever et récupérer les gaz expirés par le patient P, qui sont riches en CO2. Un ou plusieurs adsorbeurs à CO2 15, 16 sont incorporés dans le circuit 1 pour éliminer le CO2 contenu dans le mélange gazeux récupéré qui est exhalé par le patient. Les gaz anesthésiques sont délivrés à une pression supérieure à la pression atmosphérique (> 1 bar) dans la branche inhalatoire 12 via un compresseur, une soufflante, une turbine 3 ou au moyen d'une pompe ou d'un soufflet à piston. La Figure 2 montre le fonctionnement d'un système à membrane pour BCP. Un gaz frais, comme le xénon, est mis en contact dans le système à membrane 30, avec le sang veineux 33 du patient. Une partie du gaz est capturée par et/ou dissoute dans le sang, alors que le reste du gaz est mis à l'atmosphère 32. Le sang enrichi en gaz est renvoyé vers le patient 34. Les Figures 3 et 4 montrent deux modes de réalisation d'un ventilateur selon l'invention. De manière générale, un ventilateur d'anesthésie contient environ 5 litres de gaz qui remplit les volumes morts du circuit de gaz. L'utilisation de 25 litres de gaz, pendant l'anesthésie d'un patient avec 2 heures de BCP, nécessite de changer environ 3 fois le système de ventilateur avec des pertes conséquentes dues à ces volumes morts. Comme illustré sur les Figures 3 et 4, selon l'invention, le circuit 2 de PCB (aussi appelé second circuit) et le circuit de ventilation 1 (aussi appelé premier circuit) sont ventilés par une unique source de gaz 3, 4, par exemple une soufflante, une turbine, une pompe ou un soufflet à piston. Dans les circuits 1, 2, le flux de gaz est dirigé vers les poumons du patient P et/ou vers le système à membrane pour BCP 30 par des valves électroniques ou mécaniques ou analogues. En utilisant des moyens de commutation, les poumons du patient peuvent être maintenus dans le circuit 1, ce qui a été décrit comme réalisable pour maintenir une fonction correcte des poumons ou, si nécessaire, la ventilation peut être commutée vers le circuit BCP 2 uniquement. En d'autres termes, en agissant sur les moyens de commutation, le médecin ou similaire peut envoyer du gaz vers à la fois le circuit de ventilation 1 et le circuit de CPB 2, ou seulement à ce dernier. De cette façon, environ 10 litres de gaz peuvent être économisés puisque le gaz n'est pas rejeté à l'atmosphère. En tant que caractéristique additionnelle, le circuit de BCP 2 comprend des compresseurs additionnels 23, 24, des soufflantes ou des turbines, qui peuvent être ajustés électroniquement pour avoir un nombre de tours par minute égal ou non, et/ou des vannes ajustables électroniques pour influer sur la pression des gaz. En jouant sur ces différences, une pression positive ou négative peut être obtenue dans le circuit 2 de BCP pour permettre une diffusion idéale du mélange gazeux nécessaire à travers le système oxygénateur, c'est-à-dire le système à membrane de BCP 30. De plus, le mélange gazeux peut être pompé pour permettre un flux de gaz discontinu, si désiré. Les systèmes montrés sur les Figures 3 et 4 sont deux modes de réalisation différents où les absorbeurs à COz peuvent être utilisés par nettoyer le mélange gazeux du CO2 pour les deux circuits, simultanément (Fig. 3) et indépendamment (Fig. 4). Sur la Figure 4, des systèmes à absorbeurs sont utilisés, pour permettre une addition de CO2 dans le mélange de gaz frais de chaque système, si nécessaire. Dans ce cas, l'adsorbant contenu dans chacun de ces filtres peut être changé ou éliminé.20 Revendications 1. Ventilateur médical comprenant : - un premier circuit de gaz (1) comprenant une branche inhalatoire (11) pour 5 acheminer du gaz à un patient (P) et une branche expiratoire (12) pour récupérer au moins une partie du gaz expiré par le patient (P), et - une première source de gaz (3, 4) pour délivrer un gaz ou mélange gazeux dans la branche inhalatoire (11) du premier circuit de gaz (1), caractérisé en ce qu'il comprend en outre : 10 - un second circuit de gaz (2) comprenant une branche d'alimentation (21) pour acheminer du gaz à un système à membrane de BCP (30) et une branche de récupération de gaz (22) pour récupérer au moins une partie du gaz non consommé dans le système à membrane de BCP (30), et - une seconde source de gaz (3, 4) pour délivrer un gaz ou un mélange gazeux dans 15 la branche d'alimentation (21) du second circuit de gaz (2). 2. Ventilateur médical selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première source de gaz (3, 4) et la deuxième source de gaz (3, 4) sont une source de gaz unique ou des sources distinctes. 3. Ventilateur médical selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première source de gaz (3, 4) et la deuxième source de gaz (3, 4) sont choisies parmi les compresseurs, les soufflantes, les soufflets à piston et les pompes. 25 4. Ventilateur médical selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un récipient de gaz contenant un gaz anesthésique est raccordé aux première et deuxième sources de gaz (3, 4) de manière à alimenter lesdites première et deuxième sources de gaz (3, 4) avec ce gaz anesthésique. 30 5. Ventilateur médical selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient de gaz contient du xénon ou un mélange gazeux contenant du xénon. 20