Brevet FR3070594A1 — publié le 20190308

Dispositif de restriction thoracique antéro-postérieur L'invention a trait à un dispositif de restriction thoracique antéro-postérieur, destiné à entourer la cage thoracique d'un patient pour minimiser la ventilation en pression positive dans la partie antérieure des poumons dudit patient et favoriser la redistribution de la ventilation en pression positive vers la partie postérieure. L'invention trouve des applications dans le domaine médical, et notamment dans le domaine de l'assistance ventilatoire de patients présentant une pathologie respiratoire associée à des lésions pulmonaires inhomogènes. L'invention est particulièrement adaptée pour le traitement ou la prévention de l'insuffisance respiratoire aigüe ou chronique. L'assistance ventilatoire par pression positive intra-thoracique est classiquement utilisée pour palier une insuffisance respiratoire d'un patient. Une interface respiratoire, invasive telle qu'une sonde d'intubation, ou non invasive, telle qu'un masque bucco-nasal ou facial, est alors appliquée sur le patient, et est connectée à un générateur de pression (appelé communément ventilateur) pour insuffler de manière artificielle de l'air dans les poumons. Cette délivrance globale de l'assistance ventilatoire est cependant inadaptée à la répartition de l'atteinte lésionnelle pulmonaire. En effet, la répartition des lésions pulmonaires est en règle générale inhomogène : il existe typiquement des zones condensées non aérées à répartition généralement postérieure, et des zones saines aérées antérieures. Cette répartition, particulièrement observée au cours du syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA), s'explique notamment par le poids du coeur, la compression du poumon sus-jacent due à la gravité, et l'inhomogénéité naturelle de la compliance de la paroi thoracique, plus importante dans la partie antérieure que dans la partie postérieure, et ce d'autant plus que le patient est en décubitus dorsal. Ainsi, lorsque l'assistance ventilatoire est délivrée de manière globale, la ventilation se distribue préférentiellement dans les zones déjà aérées. Ceci expose à un déficit de ventilation des zones condensées (alors exposées à des lésions dites d'ouverture-fermeture), et un excès de ventilation des zones aérées (alors exposées à des lésions dites de sur-distension). Les lésions d'ouverture-fermeture et de sur-distension aggravent les lésions pulmonaires préexistantes et entrainent une surmortalité chez les patients. Chez les patients présentant un SDRA, la position en décubitus ventral (allongé sur le ventre) 30 tend à ré-homogénéiser la ventilation par différents effets physiologiques, en particulier la 2 réduction de la compliance de la paroi thoracique antérieure. Il a été démontré que la position en décubitus ventral du patient pendant au moins 16 heures par 24 heures diminuait la mortalité au cours du SDRA. Cependant, le décubitus ventral est très peu pratiqué chez les patients sous ventilation artificielle présentant un SDRA, du fait de la lourdeur de la technique, de la 5 fréquence des défaillances d'organes associées qui limitent sa faisabilité, des effets secondaires observés (escarres de la face, notamment). Il n'existe pas à ce jour de dispositif permettant de limiter la sur-distension des zones correctement aérées des poumons et de favoriser la redistribution de la ventilation vers les zones condensées chez un patient nécessitant une assistance ventilatoire artificielle. 10 L'invention a pour objectif de résoudre au moins partiellement le problème associé à la répartition excessive de la ventilation au niveau des zones aérées des poumons au détriment des zones condensées chez un patient en décubitus dorsal ayant besoin d'une assistance ventilatoire artificielle. Pour cela, l'invention propose un dispositif destiné à être appliqué contre la cage thoracique du patient en décubitus dorsal, permettant de maximiser l'assistance ventilatoire 15 dans les zones postérieures des poumons et de la minimiser dans les zones antérieures. Plus précisément, le dispositif selon l'invention comprend une interface de compression telle qu'une poche de fluide destinée à être maintenue en contact serré en regard du sternum du patient, de manière à appliquer une pression extra-thoracique positive localisée sur la partie antérieure de la paroi thoracique, en regard des zones pulmonaires généralement correctement aérées et donc 20 exposées à la sur-distension. Ce dispositif permet de réduire spécifiquement la compliance de la paroi thoracique antérieure, donc d'homogénéiser la pression transpulmonaire et de favoriser ainsi la sollicitation de la partie postérieure des poumons. Des moyens de serrage bilatéraux permettent d'appliquer une pression mesurée dans la poche de fluide située en regard du sternum. Selon un autre aspect, le dispositif selon l'invention comprend au moins un moyen de 25 serrage permettant d'appliquer une pression mesurée dans la poche de fluide située en regard du sternum. L'invention a donc pour objet un dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure comprenant au moins un moyen de maintien destiné à entourer la cage thoracique d'un patient, au moins une poche de fluide compressible, destinée à être maintenue contre le sternum du 30 patient par au moins un moyen de maintien, et des moyens de serrage bilatéraux réversibles, 3 disposés de part et d'autre de la poche de fluide et aptes à resserrer de manière réversible au moins un moyen de maintien autour de la cage thoracique du patient. Dans le contexte de l'invention, le terme « patient » désigne un mammifère, et préférentiellement un humain, y compris un adulte, un enfant ou un nourrisson. Le terme 5 « patient » peut également désigner un animal non humain, en particulier un primate non humain. Selon l'invention, le ou les moyens de maintien permettent de maintenir la poche de fluide compressible contre le sternum du patient. En outre, lesdits moyens de maintien doivent présenter une faible compliance de manière à appliquer une pression homogène sur la poche de 10 fluide. Les moyens de serrage bilatéraux permettent de serrer de manière égale et contrôlée le ou les moyens de maintien autour de la cage thoracique du patient. Ainsi, la pression exercée est homogène de part et d'autre de la cage thoracique. Bien entendu, si cela s'avère nécessaire, il est possible de serrer de manières différentes les moyens de serrage bilatéraux, de manière à 15 jouer sur la pression exercée de part et d'autre de la cage thoracique. Dans un mode de réalisation les moyens de maintien comprennent une sangle, préférentiellement une sangle semi-rigide. De manière alternative ou additionnelle, les moyens de maintien comprennent une plaque antérieure rigide ou semi rigide destinée à être appliquée contre la partie antérieure de la cage 20 thoracique du patient, et optionnellement une plaque postérieure rigide ou semi rigide destinée à être appliquée contre la partie postérieure de la cage thoracique du patient. La poche de fluide est alors comprimée entre la plaque antérieure et la paroi thoracique du patient. Avantageusement, les moyens de serrage sont des moyens de serrage progressifs, de manière à 25 contrôler et adapter plus précisément la pression appliquée sur la partie antéro-postérieure de la cage thoracique. Dans un mode de réalisation, les moyens de serrage sont antéro-latéraux. Préférentiellement, le dispositif comprend également des moyens de desserrage automatique, de manière à pouvoir libérer rapidement et sans effort la cage thoracique du patient. Selon un 4 autre mode de réalisation et lors de l'utilisation d'un moyen de serrage, le dispositif peut comprendre un seul moyen de desserrage automatique. Avantageusement, le(s) moyen(s) de serrage sont aptes à appliquer une pression comprise entre 20 et 150 cm d'eau (cmH20), préférentiellement de 60 cmH20, +/- 20 dans la poche de fluide, 5 lorsque celle-ci est maintenue entre la sangle et la cage thoracique d'un patient. Dans un mode de réalisation, le dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure comprend en outre un capteur de pression pour mesurer la pression dans la poche de fluide. Il est alors possible de contrôler précisément la pression extrathoracique appliquée. Dans un mode de réalisation, la poche de fluide contient un liquide, préférentiellement de l'eau. 10 Bien entendu, il est possible d'utiliser un autre fluide, et notamment un gaz. Dans un mode de réalisation, les moyens de maintien comprennent un logement central destiné à recevoir la poche de fluide. Par exemple, les moyens de maintien comprennent une sangle destinée à entourer la cage thoracique et un logement est ménagé dans la partie antérieure interne de la sangle, destinée à être appliquée contre la paroi thoracique. 15 L'invention a également pour objet un système de ventilation artificielle comprenant un ventilateur relié à une interface nasale et/ou buccale et/ou trachéale, pour amener de l'air dans les poumons d'un patient, ledit système comprenant en outre un dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon l'invention. L'invention a aussi pour objet un kit de ventilation artificielle comprenant un tel système de 20 ventilation artificielle, et des moyens pour appliquer une dépression sur au moins une partie de la cage thoracique du patient. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures représentent : 25 Figure 1 : une représentation schématique en coupe transversale de la cage thoracique d'un patient présentant des lésions inhomogènes, avec condensation de la partie postérieure des poumons droit et gauche ; 5 Figure 2: une représentation schématique en coupe transversale de la cage thoracique d'un patient sur lequel est maintenu un dispositif de restriction thoracique antéro-postérieur selon un premier exemple de réalisation de l'invention ; Figure 3 : une représentation schématique en coupe transversale de la cage thoracique d'un 5 patient sur lequel est maintenu un dispositif de restriction thoracique antéro-postérieur selon un second exemple de réalisation de l'invention ; Figure 4 : une représentation schématique en coupe transversale de la cage thoracique d'un patient sur lequel est maintenu un dispositif de restriction thoracique antéro-postérieur selon un troisième exemple de réalisation de l'invention ; 10 Figure 5 : représentation schématique de la distribution essentiellement antérieure de la ventilation artificielle en pression positive chez un patient ne bénéficiant pas du dispositif selon l'invention (A) et de la redistribution postérieure et inférieure de la ventilation artificielle en pression positive chez un patient muni du dispositif selon l'invention (B). Comme exposé ci-dessus, certains patients en insuffisance respiratoire présentent des lésions 15 inhomogènes des poumons 1, 3. La figure 1 représente une coupe transversale d'une cage thoracique d'un patient humain présentant la répartition inhomogène classique des lésions pulmonaires, allongé sur le dos (en décubitus dorsal), vertèbres 8 vers le bas sur la figure. La répartition de la ventilation globale en pression positive entraine une sur-distension des zones antérieures 4 des poumons 1, 2 et une absence de ventilation ou une mauvaise ventilation des 20 zones condensées postérieures 5 desdits poumons, exposées aux lésions d'ouverture-fermeture. Le dispositif selon l'invention permet de pallier ce problème en limitant la ventilation dans la partie antérieure aérée des poumons et en favorisant la mobilisation de la partie postérieure des poumons. Plus précisément, le dispositif selon l'invention permet d'appliquer une pression positive extrathoracique au niveau de la partie antérieure de la cage thoracique au niveau de 25 laquelle ledit dispositif est appliqué, entrainant une diminution régionale de la pression transpulmonaire. Cette diminution régionale de la pression transpulmonaire à l'endroit où elle était la plus élevée tend en fait à homogénéiser la pression transpulmonaire au niveau de l'ensemble des poumons. Lorsqu'une ventilation artificielle par pression positive est administrée simultanément au patient, les zones pulmonaires antérieures aérées sont protégées 6 des lésions de sur-distension par la diminution régionale de la pression transpulmonaire, et la ventilation tend à se redistribuer vers les régions postérieures du fait de l'homogénéisation de la pression transpulmonaire, ce d'autant que le mode de ventilation est en volume contrôlé (c'est-à-dire insufflation d'un volume courant pré-réglé à une fréquence imposée, jusqu'à 5 atteinte du volume fixé, sans participation du patient et sans tenir compte de son activité respiratoire). Les figures 2 à 4 représentent de manière schématique des coupes transversales d'une cage thoracique d'un patient humain, en décubitus dorsal, muni de différents modes de réalisation du dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon l'invention, propre à limiter la 10 sur-distension des zones antérieures et à favoriser la mobilisation postérieure des poumons lors d'une ventilation artificielle en pression positive. Sur la figure 2, le dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure 10 comprend une poche de fluide 11 maintenue contre le sternum 6 du patient au moyen d'une sangle 12, formant moyens de maintien, qui entoure la cage thoracique 7 dudit patient. La sangle 12 est en matériau 15 rigide ou semi-rigide, de manière à ce que la faible compliance de ces moyens de maintien permette une pression d'application de la poche 11 suffisante contre le sternum 6 du patient. Dans un mode de réalisation, la sangle 12 est en un matériau biocompatible, tel que du polyuréthane. Par « matériau biocompatible », on entend un matériau apte à être utilisé dans ou sur des tissus biologiques, sans dégrader les tissus biologiques concernés ou déclencher de 20 réactions allergiques pendant ou après le contact. Dans le cadre de l'invention, le matériau biocompatible utilisé doit notamment tenir compte des propriétés de la peau du patient. Dans un autre mode de réalisation, la sangle 12 est en cuir. 11 est possible d'utiliser une sangle d'épaisseurs variables, et notamment une sangle présentant une épaisseur plus importante au niveau de la zone de contact 13 avec la poche de fluide 11, qu'au niveau des parties antéro- 25 latérales 14 et postérieure 15. Des moyens de serrage 16, 17 bilatéraux indépendants, disposés aux niveaux antéro-latéraux de la cage thoracique 7, permettent de resserrer la sangle 12 autour de la cage thoracique 7 du patient, de manière à augmenter la pression positive extrathoracique sur le sternum 6 par le biais de la poche de fluide 11. Avantageusement, la poche de fluide 11 est maintenue en position sur la sangle 12, de manière à ne pas être déplacée en cours d'utilisation. Par exemple, comme cela est représenté sur la 7 figure 2, la sangle 12 comprend un logement 18 dans lequel la poche de fluide 11 peut être introduite et maintenue. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 3, le dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure 20 comprend deux plastrons semi-rigides en matériau préférentiellement 5 biocompatible, respectivement antérieur 21 et postérieur 22, formant les moyens de maintien. Le plastron antérieur 21 est appliqué contre la partie antérieure de la cage thoracique du patient, tandis que le plastron postérieur 22 est appliqué contre la partie postérieure de la cage thoracique du patient. Des moyens de serrage permettent de maintenir les moyens de maintien en position sur la cage thoracique du patient. Plus précisément, les moyens de serrage 10 comprennent deux sangles de serrage 23, 24, chacune associée à des systèmes de serrage indépendants 25, 26. Les sangles de serrage 23, 24 permettent chacune de relier une extrémité latérale 27, 28, d'un premier plastron 21 à une extrémité latérale 29, 30, du second plastron 22. Une poche de fluide 31 est comprimée entre le plastron antérieur 21 et le sternum 6 de la cage thoracique 7 du patient. Bien entendu, il est possible d'utiliser un dispositif de restriction 15 thoracique ne comprenant que le plastron antérieur. Dans ce cas, les moyens de serrage comprennent une sangle de serrage qui entoure entièrement la partie postérieure et les parties latérales de la cage thoracique du patient. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 4, le dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure 40 comprend une plaque antérieure 41 rigide en matériau préférentiellement 20 biocompatible. Les moyens de serrage, eux, comprennent une sangle de serrage 42 entourant entièrement les parties antéro-latérales et postérieures de la cage thoracique 7 du patient. Les moyens de serrage comprennent également des systèmes de serrage bilatéraux 43, 44 indépendants. Une poche de fluide 45 est comprimée entre la plaque antérieure 41 et le sternum 6 de la cage thoracique 7 du patient. 25 Dans un mode de réalisation, les moyens de maintien comprennent des bretelles, préférentiellement réglables en hauteur. Les bretelles sont, par exemple, fixées en haut de la sangle 12, du ou des plastrons 21, 22 ou de la plaque antérieure 41. Les bretelles permettent d'éviter un glissement des moyens de maintien et de la poche de fluide vers le bas du corps du patient, et participent ainsi au maintien de la poche de fluide en position sur le sternum. Les 30 bretelles peuvent consister en, ou comporter, des bandes textiles à boucles et crochets (telles que des bandes Velcro®), aisément adaptables en longueur et repositionnables. 8 Le dispositif selon l'invention permet lorsqu'il est utilisé en même temps qu'un système de ventilation artificielle à pression positive (invasif ou non invasif) de limiter la compliance de la paroi thoracique antérieure et ainsi de limiter le risque de sur-distension des zones antérieures et favoriser la redistribution de l'air insufflé dans les zones postérieures et inférieures des 5 poumons (figure 5B). A l'inverse, en l'absence d'un tel dispositif (figure 5A), la distribution est essentiellement antérieure, REVENDICATIONS1. Dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure (10, 20, 40) comprenant des moyens de maintien destinés à entourer la cage thoracique d'un patient, une poche de fluide (11) compressible, destinée à être maintenue contre le sternum du patient par lesdits moyens de maintien, et des moyens de serrage bilatéraux (16, 17 ; 25, 26 ; 43, 44) réversibles, disposés de part et d'autre de la poche de fluide et aptes à resserrer de manière réversible les moyens de maintien autour de la cage thoracique du patient. 2. Dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon la revendication 1, dans lequel les moyens de maintien comprennent une sangle (14), préférentiellement une sangle semi-rigide. 3. Dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de maintien comprennent une plaque antérieure (21,41) rigide ou semi rigide destinée à être appliquée contre la partie antérieure de la cage thoracique du patient, et optionnellement une plaque postérieure (22) rigide ou semi rigide destinée à être appliquée contre la partie postérieure de la cage thoracique du patient. 4. Dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de serrage sont des moyens de serrage progressifs. 5. Dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de serrage sont antérooelatéraux et/ou dans lequel les moyens de serrage sont aptes à appliquer une pression comprise entre 20 et 150 cm d'eau (cmH20), préférentiellement de 60 cmH20, +1-20 dans la poche de fluide, lorsque celle-ci est maintenue entre la sangle et la cage thoracique d'un patient. 6. Dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon l'une des revendications précédentes, ledit dispositif comprenant en outre un capteur de pression pour mesurer la pression dans la poche de fluide et/ou des moyens de desserrage automatique. 7. Dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la poche de fluide contient un liquide, préférentiellement de l'eau. 8. Dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel moyens de maintien comprennent un logement central (18) destiné à recevoir la poche de fluide. 10 9. Système de ventilation artificielle comprenant un ventilateur relié à une interface nasale et/ou buccale et/ou trachéale, pour amener de l'air dans les poumons d'un patient, ledit système comprenant en outre un dispositif de restriction thoracique antéro-postérieure selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Kit de ventilation artificielle comprenant un système de ventilation artificielle selon la revendication 9, et des moyens pour appliquer une dépression sur au moins une partie de la cage thoracique du patient.