Brevet FR2999437A1 — publié le 20140620

Respirateur à usage médical pour ventilation à domicile La présente invention concerne, de façon générale, le domaine des respirateurs portables à usage médical pour ventilation à domicile. Dans l'état de l'art, de tels respirateurs comportent un moyen de ventilation et de compression de l'air ambiant, par exemple une turbine ou un soufflet, qui envoie de l'air ambiant éventuellement enrichi en oxygène dans un tuyau d'alimentation relié au masque lui-même fixé sur la tête du patient, ou à un dispositif intra trachéal permettant au patient d'inhaler le mélange air- oxygène. De tels respirateurs sont décrits dans les documents US 5 896 857, WO 2010/033358, FR 2 719 484. Le moyens de ventilation et de compression peut être piloté par des moyens de calcul pour ajuster le débit d'air à envoyer dans le tuyau d'alimentation, en cas par exemple d'éventuelles fuites au niveau du masque mal positionné sur la tête du patient pour maintenir la pression de consigne. Ces respirateurs portables actuels permettant ainsi d'augmenter ou de diminuer la quantité d'air envoyée dans le tuyau d'alimentation sans pour autant adapter la quantité d'oxygène délivrée dans le tuyau d'alimentation, ce qui peut entraîner une diminution ou une augmentation de la fraction inspirée Fi02 en oxygène (ou ratio entre le volume d'oxygène/ volume total d'air inspiré) et être très préjudiciable pour le patient dans l'immédiat (hypoxémie) et à terme par majoration de l'hypertension artérielle pulmonaire. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un respirateur à usage médical pour ventilation à domicile qui résout ce problème. L'invention présente un respirateur à usage médical de ventilation à domicile qui comprend notamment des moyens de calcul et un conduit d'oxygène présentant une source d'oxygène à une première extrémité pour envoyer de l'oxygène gazeux sensiblement à la pression atmosphérique dans le conduit d'oxygène. Le respirateur est remarquable en ce qu'il comporte un moyen de régulation du débit d'oxygène relié aux moyens de calcul et situé sur le conduit d'oxygène, et un capteur permettant la mesure de la saturation pulsée en oxygène (Sp02) du patient, situé sur le patient et relié aux moyens de calcul, le fonctionnement du moyen de régulation étant asservi à la mesure de la saturation pulsée en oxygène. Avantageusement, le moyen de régulation présente une turbine de régulation dont la vitesse de rotation est pilotée par les moyens de calcul en fonction de la mesure de la saturation pulsée en oxygène. Les turbines de régulation sont très précises. Elles permettent de régler des débits pour modifier rapidement la saturation pulsée en oxygène du patient souhaitée et déterminée par le personnel médical. En variante de réalisation, le moyen de régulation est une électrovanne proportionnelle dont l'ouverture est pilotée par les moyens de calcul en fonction de la mesure de la saturation pulsée en oxygène. Les moyens de calcul sont agencés de façon à augmenter la vitesse de la turbine de régulation ou l'ouverture de l'électrovanne si la saturation pulsée en oxygène est inférieure à une valeur seuil inférieure donnée et à diminuer la vitesse de la turbine ou l'ouverture de l'électrovanne si la saturation pulsée en oxygène est supérieure à une valeur seuil supérieure donnée. Le respirateur peut comporter en outre un capteur de débit d'oxygène situé, en aval du moyen de régulation sur le conduit d'oxygène, et relié aux moyens de calcul pour permettre de réguler la saturation pulsée en oxygène, et de connaître le débit d'oxygène utilisé. En variante de réalisation, la turbine de régulation est couplée au capteur de débit d'oxygène. Le respirateur à usage médical présente un moyen de ventilation et de compression de l'air ambiant piloté par les moyens de calcul, qui délivre un débit d'air variable dans une partie aval, le conduit d'oxygène étant relié à une deuxième extrémité en un point de piquage sur le circuit d'air pour réaliser le mélange air-oxygène destiné à être inhalé par le patient, la partie aval étant reliée à un tuyau d'alimentation fixé à un masque ou à un dispositif intra trachéal. Le respirateur comporte également au moins un capteur de paramètre physique (pression et/ou débit) situé en aval du point de piquage sur le circuit d'air et relié aux moyens de calcul de façon à modifier le débit d'air variable du moyen de ventilation et de compression en fonction de la valeur du paramètre physique mesuré par rapport à une consigne donnée par l'opérateur. Dans une première réalisation, le point de piquage est situé, sur le circuit d'air, en aval du moyen de ventilation et de compression et en amont du capteur principal. Dans une deuxième réalisation, le point de piquage est situé, sur le circuit d'air, en amont du moyen de ventilation et de compression. Le respirateur présente un moyen de signalisation, telle qu'une alarme sonore, de débit d'oxygène supérieur à un seuil prédéterminé afin de détecter la présence de fuites importantes ou une hypoxémie nécessitant un diagnostic médical. Dans un mode de réalisation, les moyens de calcul comportent un premier processeur dédié au pilotage du moyen de ventilation et de compression de l'air, et un second processeur dédié au pilotage du moyen de régulation de l'oxygène. Dans un second mode de réalisation, la tache de régulation du débit d'oxygène sera confiée comme seconde tache à un processeur principal. L'invention sera clairement décrite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente un schéma du principe sur lequel repose l'invention ; et - la figure 2 représente un schéma d'un mode de réalisation d'un respirateur selon l'invention. De façon connue, et comme illustré sur la figure 2, le respirateur R à usage médical pour ventilation à domicile comporte un moyen de ventilation et de compression 1 permettant de comprimer l'air ambiant et de l'amener au masque 2 ou à un dispositif intra trachéal par un tuyau d'alimentation 3. Dans le mode de réalisation préféré, le moyen de ventilation et de compression 1 de l'air ambiant est une turbine principale. Il peut être disposé en aval de la turbine principale une électrovalve proportionnelle reliée aux moyens de calcul 4 de façon à régler le débit d'air comprimé souhaité en complément ou en remplacement du réglage direct de la vitesse de la turbine principale. En variante de réalisation, le moyen de ventilation et de compression 1 de l'air ambiant est un soufflet, un piston. En référence à la figure 1, le respirateur à usage médical comporte des moyens de calcul 4, un conduit d'oxygène 5 relié à une source d'oxygène 6 à une première extrémité, et présentant une interface non représentée pour envoyer de l'oxygène gazeux 02 sensiblement à la pression atmosphérique dans le conduit d'oxygène 5. Conformément à l'invention, le respirateur à usage médical comporte un moyen de régulation 7 du débit d'oxygène relié aux moyens de calcul 4 et situé sur le conduit d'oxygène 5, un capteur 8 permettant la mesure de la saturation pulsée en oxygène Sp02 du patient situé sur le patient et relié aux moyens de calcul 4, le fonctionnement du moyen de régulation 7 étant asservi à la mesure de la saturation pulsée en oxygène Sp02 réalisée par le capteur 8. La saturation pulsée en oxygène Sp02 est la saturation de l'hémoglobine en oxygène par oxymétrie de pouls qui est mesurée par l'absorption de certaines longueurs d'ondes de la lumière, comme il est connu de l'état de la technique. Dans le mode de réalisation préféré, le moyen de régulation 7 présente une turbine de régulation dont la vitesse de rotation est pilotée par les moyens de calcul 4 en fonction de la mesure de la saturation pulsée en oxygène. Il pourrait être éventuellement ajouté une électrovalve proportionnelle non représentée en aval de la turbine de régulation sur le conduit d'oxygène 5 pour moduler les amplitudes de vitesse de la turbine de régulation. Les moyens de calcul 4 sont agencés de façon à augmenter la vitesse de la turbine de régulation si la saturation pulsée en oxygène Sp02 est inférieure à une valeur seuil inférieure donnée et à diminuer la vitesse de la turbine si la saturation pulsée en oxygène Sp02 est supérieure à une valeur seuil supérieure donnée. En variante de réalisation, le moyen de régulation 7 est uniquement une électrovalve proportionnelle. Dans ce cas, les moyens de calcul 4 sont agencés de façon à augmenter l'ouverture de l'électrovanne proportionnelle si la saturation pulsée en oxygène Sp02 est inférieure à une valeur seuil inférieure donnée et à diminuer l'ouverture de l'électrovanne proportionnelle si la saturation pulsée en oxygène Sp02 est supérieure à une valeur seuil supérieure donnée. Le conduit d'oxygène 5 est agencé et relié directement ou indirectement à un masque 2 dans lequel le patient inhale l'oxygène et l'air. Dans le mode de réalisation préféré, en référence à la figure 2, le conduit d'oxygène 5 débouche sur le circuit d'air de façon à réaliser le mélange avec l'air ambiant au niveau d'un piquage 9. Comme illustré sur la figure 2, dans un premier mode de réalisation, le point de piquage 9 est situé sur le circuit d'air ambiant en aval du moyen de ventilation et de compression 1 et en amont des capteurs de débit et/ou de pression 10. Le circuit de gaz aval sur lequel se situe les capteurs de débit et/ou de pression 10 est réalisé par une partie aval 11 (qui peut être un conduit principal ou une chambre de mélange) en communication fluidique avec le moyen de ventilation et de compression 1 de l'air et le conduit d'oxygène au point de piquage 9. Le mélange air-oxygène est apporté au patient par un tuyau d'alimentation 3 débouchant dans le masque 2 et relié directement ou indirectement à la partie aval 11. Dans un deuxième mode de réalisation représenté avec les traits pointillés sur la figure 2, le point de piquage 9 est situé sur le circuit d'air ambiant en amont du moyen de ventilation et de compression 1, par exemple sur le tuyau 8 (ou une entrée d'aspiration) de l'air ambiant dans le respirateur qui présente un filtre 8a de l'air ambiant aspiré. En variante non illustrée, le conduit d'oxygène 5 pourrait être directement relié et fixé sur le masque 2, ou situé en aval des capteurs de débit et de pression 10 sur la partie aval 11 ou sur le tuyau d'alimentation 3. De façon connue pour les respirateurs de domicile, la source d'oxygène 6 peut être un réservoir d'oxygène liquide couplé à un moyen d'évaporation de l'oxygène liquide dans le conduit d'oxygène 5. En variante de réalisation, la source d'oxygène 6 peut également être un extracteur d'oxygène à partir de l'air ambiant, comme décrit dans le document FR 2 792 210. Les capteurs de débit et de pression 10 sont reliés aux moyens de calcul 4 de façon à modifier le débit d'air variable du moyen de ventilation et de 15 compression 1 en fonction de la valeur mesurée du paramètre physique par rapport à la consigne donnée prescrite par l'opérateur. Il est le plus souvent prescrit comme paramètre physique une pression. Il est aussi possible de prescrire comme paramètre physique, un volume ou un débit. 20 Tout type de masque 2 est utilisable. Par exemple, un masque 2 nasal, ou naso-buccal. Le moyen de ventilation et de compression 1 de l'air ambiant peut être piloté par des moyens de calcul 4 de façon à délivrer un débit d'air variable dans la partie aval 11. 25 Il est choisi un débit maximal d'oxygène vaporisé à la sortie de la source d'oxygène 6 de façon à ce que si les pertes d'air sont trop importantes lorsque le masque 2 n'est pas correctement installé sur le visage du patient, une quantité d'oxygène trop importante ne soit pas libérée par le moyen de régulation 7, et ce d'autant que le volume de réserve de la source d'oxygène 30 6 est limité à domicile. Dans une première réalisation, la turbine de régulation est calibrée en usine (afin de connaître son rapport rotation par minute sur débit), la vitesse est ensuite modulée en fonction de l'objectif de saturation pulsée en oxygène Sp02 à atteindre. Dans une seconde réalisation, un capteur de débit d'oxygène 12 est situé en aval de la turbine de régulation et est relié aux moyens de calcul 4. Ce capteur de débit d'oxygène 12 est utilisé pour permettre un rétrocontrôle du débit d'oxygène délivré par la turbine de régulation afin de réaliser la régulation de la saturation pulsée en oxygène Sp02. Dans une troisième réalisation, la turbine est pilotée en fonction de l'objectif de saturation pulsée en oxygène, sans calibration ni capteur de débit. Avantageusement, le respirateur présente un moyen de signalisation 13, telle qu'une alarme sonore et/ou visuelle, de débit d'oxygène supérieur à un seuil prédéterminé afin de détecter la présence de fuites importantes ou pour ne pas masquer une pathologie à l'origine d'une hypoxémie nécessitant un diagnostic et une intervention médicale. Le capteur de mesure 8 de la saturation pulsée en oxygène est situé fixé sur le patient. Il peut par exemple être fixé sur le doigt, l'oreille, l'aile du nez. Dans le mode de réalisation représenté, les moyens de calcul 4 comportent un processeur 4a dédié pour piloter le moyen de ventilation et de compression 1 de l'air et un autre processeur 4b dédié pour piloter le moyen de régulation 7 de l'oxygène. Dans un mode de réalisation non représenté, les moyens de calcul 4 comportent un seul processeur partagé pour piloter le moyen de ventilation et de compression 1 de l'air et le moyen de régulation 7 de l'oxygène. En d'autres termes, un processeur principal peut assumer les deux taches de régulation du débit d'air et de régulation du débit d'oxygène. De façon connue, une soupape d'échappement non représentée peut être prévue sur la partie aval 11 ou le tuyau d'alimentation 3 en cas de surpression du mélange air-oxygène à proximité du masque 2 sur le tuyau d'alimentation 3. Ainsi, le dispositif mesure directement l'oxygénation du patient, par la mesure de la saturation pulsée en oxygène Sp02, ce qui lui permet d'ajuster rapidement après la mesure, le débit d'oxygène dans le conduit d'oxygène 5 de façon à ajuster la Fi02 pour approcher la valeur de Sp02 souhaitée pour le patient. Par exemple, il peut être prescrit un objectif de Spo2 de 92% à 94% afin de garder le patient en zone thérapeutique, et le moyen de régulation 7 du débit d'oxygène sera réglé pour que le capteur de saturation 8 mesure cette valeur. Ainsi, l'invention permet une économie d'oxygène si l'objectif thérapeutique est atteint. En outre, elle permet d'éviter une suroxygénation de ces patients insuffisants respiratoires chroniques obstructifs qui est délétère car elle peut conduire à une hypoventilation et donc à une hypercapn ie. 20 25 30 REVENDICATIONS1. Respirateur à usage médical de ventilation d'une personne à domicile en lui délivrant de l'air ambiant et de l'oxygène, le respirateur comprenant : - des moyens de calcul (4), - un conduit d'oxygène (5) présentant une source d'oxygène (6) à une première extrémité pour envoyer de l'oxygène gazeux sensiblement à la pression atmosphérique dans le conduit d'oxygène (5), caractérisé en ce que le respirateur comporte : - un moyen de régulation (7) du débit d'oxygène relié aux moyens de calcul (4) et situé sur le conduit d'oxygène (5), - un capteur (8) permettant la mesure de la saturation pulsée en oxygène (Sp02) du patient, situé sur le patient et relié aux moyens de calcul (4), le fonctionnement du moyen de régulation (7) étant asservi à la mesure de la saturation pulsée en oxygène (Sp02) réalisée par le capteur (8). 2. Respirateur à usage médical selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de régulation (7) présente une turbine de régulation dont la vitesse de rotation est pilotée par les moyens de calcul (4) en fonction de la mesure de la saturation pulsée en oxygène. 3. Respirateur à usage médical selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de régulation (7) est une électrovanne proportionnelle dont l'ouverture est pilotée par les moyens de calcul (4) en fonction de la mesure de la saturation pulsée en oxygène. 4. Respirateur à usage médical selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur de débit d'oxygène (12) situé, en aval du moyen de régulation (7) sur le conduit d'oxygène (5), et relié aux moyens de calcul (4) pour permettre la régulation de la saturation pulsée en oxygène par le moyen de régulation (7). 5. Respirateur à usage médical selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de calcul (4) sont agencés de façon à augmenter la vitesse de la turbine de régulation ou l'ouverture de l'électrovanne si la saturation pulsée en oxygène est inférieure à une valeur seuil inférieure donnée et à diminuer la vitesse de la turbine ou l'ouverture de l'électrovanne si la saturation pulsée en oxygène est supérieure à une valeur seuil supérieure donnée. 6. Respirateur à usage médical selon l'une des revendications 1 à 5, où : - un moyen de ventilation et de compression (1) de l'air ambiant est piloté par les moyens de calcul (4) et délivre un débit d'air variable dans une partie aval (11), - le conduit d'oxygène (5) est relié à une deuxième extrémité en un point de piquage (9) sur le circuit d'air ambiant pour réaliser le mélange air-oxygène destiné à être inhalé par le patient, - la partie aval (11) étant reliée à un tuyau d'alimentation (3) fixé à un masque (2) ou à un dispositif intra trachéal, - au moins un capteur (10) de paramètre physique, tel qu'une pression ou un débit, situé en aval du point de piquage (9), sur la partie aval (11), et relié aux moyens de calcul (4) de façon à modifier le débit d'air variable du moyen de ventilation et de compression (1) en fonction de la valeur du paramètre physique mesuré par rapport à une consigne donnée par l'opérateur. 7. Respirateur à usage médical selon la revendication 6, caractérisé en ce que le point de piquage (9) est situé, sur le circuit d'air ambiant, en aval du moyen de ventilation et de compression (1) et en amont du capteur principal (10). 8. Respirateur à usage médical selon la revendication 6, caractérisé en ce que le point de piquage (9) est situé, sur le circuit d'air ambiant, en amont du moyen de ventilation et de compression (1). 9. Respirateur à usage médical selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il présente un moyen de signalisation (13), telle qu'une alarme sonore, de débit d'oxygène supérieur à un seuil prédéterminé afin de détecter la présence de fuites importantes ou une hypoxémie nécessitant un diagnostic médical. 10. Respirateur à usage médical selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de calcul (4) comportent un premier processeur (4a) dédié au pilotage du moyen de ventilation et de compression (1) de l'air et un second processeur (4b) dédié au pilotage du moyen de régulation (7) de l'oxygène.