Brevet FR3093433A1 — publié le 20200911

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF DE REGIONALISATION SELECTIVE DE LA VENTILATION PULMONAIRE Domaine technique [0001] L'invention a trait à un dispositif de régionalisation sélective de la ventilation pulmonaire, destiné à entourer la partie postérieure de la cage thoracique d'un patient, pour y créer une dépression au moyen d'un générateur de pression négative. 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. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE [0002] L'insuffisance respiratoire aigüe ou chronique est une affection touchant plusieurs millions de personnes à travers le monde. Dans certains cas, l'incapacité de l'appareil respiratoire à assurer une oxygénation suffisante de l'organisme doit être suppléée par une assistance ventilatoire. [0003] Les dispositifs actuels de prise en charge de l'insuffisance respiratoire aigüe ou chronique délivrent de manière globale du gaz dans l'ensemble du volume pulmonaire du patient. Par exemple, l'assistance ventilatoire par pression positive intrathoracique est délivrée via une interface invasive (sonde d'intubation ou canule de trachéotomie) ou non-invasive (masque nasal, facial, ou casque), connectée à un générateur de pression positive. De manière alternative, l'assistance ventilatoire par pression négative extrathoracique est délivrée de manière globale via une coque ou cuirasse (disposée sur la partie antérieure du tronc), une cage ou un vêtement étanche (contenant notamment l'ensemble du tronc), connecté à un générateur de pression négative. 100041 Or, beaucoup de pathologies respiratoires s'accompagnent d'une atteinte pulmonaire inhomogène. Par exemple, dans le cas des atélectasies post-opératoires, du Syndrome de Détresse Respiratoire Aigüe (SDRA), ou du syndrome thoracique aigu de la drépanocytose adulte, les lésions pulmonaires ont une nette prédominance postéro-latérale. La délivrance globale de la ventilation expose alors au risque de non recrutement des zones lésées et de surdistension des zones saines, susceptibles de provoquer ou d'aeeraver les lésions induites par l'assistance ventilatoire (« ventilator-induced lung injury », ou VIL!). Ces lésions sont responsables d'une surmortalité chez les patients sous ventilation artificielle. 2 100051 11 n'existe pas à ce jour de dispositif permettant de délivrer une assistance ventilatoire localisée, de manière à solliciter préférentiellement les zones lésées, plutôt que les zones saines d'un poumon, chez un patient présentant une insuffisance respiratoire nécessitant une assistance ventilatoire. Résumé de l'invention [0006] L'invention a pour objectif de résoudre au moins partiellement le problème associé à la surventilation des zones saines au détriment des zones lésées dans un ou les deux poumons d'un patient ayant besoin d'une assistance respiratoire artificielle. Pour cela, l'invention propose un dispositif permettant la régionalisation sélective de la ventilation, de manière à recruter préférentiellement les zones lésées d'un poumon au cours de l'assistance ventilatoire. D'une manière générale, les zones lésées d'un poumon sont le plus souvent situées dans la partie postéro-latérale. Aussi, l'invention propose de créer localement une dépression susceptible de favoriser l'ouverture et la ventilation des zones lésées du poumon. Pour cela, le dispositif selon l'invention vient entourer la partie dorsale de la cage thoracique du patient, de manière hermétique. L'espace entre le corps du patient et le dispositif est avantageusement comblé par un matériau apte à épouser les contours du corps du patient. Une dépression est créée dans cet espace et dans la partie postéro-latérale des poumons du patient. Le dispositif selon l'invention est non invasif et peut être utilisé en milieu hospitalier ou non hospitalier. Avantageusement, le dispositif est moulé aux dimensions du patient, afin d'assurer une étanchéité optimum. Lc dispositif selon l'invention peut être utilisé seul ou en combinaison avec un système d'assistance ventilatoire classique, invasif ou non-invasif [0007] L'invention a donc pour objet un dispositif de régionalisation sélective de la ven- tilation pulmonaire, destiné à appliquer une dépression sur une partie postéro-latérale de la paroi thoracique d'un patient, ledit dispositif comprenant une coque rigide ou semi-rigide, destinée à entourer une partie postérieure de la paroi thoracique du patient, et une couche en matériau alvéolaire recouvrant une paroi interne de la coque rigide, destinée à être en contact avec la paroi thoracique du patient, ladite coque comprenant au moins un orifice traversant, destiné à être relié à un générateur de pression négative. [0008] L'invention a également pour objet un système d'application d'une pression trans- pulmonaire localisée, ledit système comprenant au moins un dispositif de régionalisation sélective de la ventilation pulmonaire selon l'invention, au moins un générateur de pression négative relié au dispositif par l'orifice traversant sur la coque, de manière à communiquer une pression négative du générateur à la coque et créer une dépression entre la paroi thoracique postérieure d'un patient sur laquelle le dispositif est appliqué et ladite coque. [0009] L'invention a aussi pour objet un kit d'assistance ventilatoire comprenant un système 3 d'application d'une pression transpulmonaire localisée selon l'invention et un système de ventilation artificielle invasive ou non invasive. Brève description des dessins [0010] [fig.1] représente de manière schématique une coupe transversale de la cage thoracique d'un patient présentant. des lésions inhomogènes, avec condensation de la partie postéro-latérale des poumons droit et gauche. [0011] [Fig 2] représente de manière schématique vue de côté (A) et vue de dessus (B) un dispositif de régionalisation sélective de la ventilation pulmonaire selon un exemple de l'invention. [0012] [fig.3] représente une coupe transversale d'un dispositif de régionalisation sélective de la ventilation pulmonaire selon un exemple de l'invention, en position autour de la partie dorsale de la cage thoracique d'un patient. [0013] [fig.4[ représente un exemple de joint d'étanchéité pouvant être utilisé avec le dispositif de régionalisation sélective de la ventilation pulmonaire selon l'invention. Description des modes de réalisation [0014] La présente invention propose un dispositif destiné à entourer au moins partiellement la partie postérieure (dorsale) de la cage thoracique d'un patient et apte à appliquer une dépression sur tout ou partie de la partie postérieure de ladite cage thoracique. 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 « patient » peut également désigner un animal non humain, en particulier un primate non humain. 10015] Le dispositif selon l'invention comprend une coque en matériau rigide ou semi rigide, formant la structure qui va recevoir le corps du patient. La coque est par exemple en plastique tel que le polypropylène, polyéthylène, polyamide, en matériau composite tel que des fibres de verre, de carbone, d'aramide, ou en résine. Elle peut être modelée par exemple par thermoformage ou impression trois dimensions. Selon l'invention, la coque a préférentiellement une forme elliptique présentant une courbure concave pour épouser un contour de la partie postérieure de la paroi thoracique du patient. Avantageusement, les dimensions de la coque sont telles que la coque recouvre la partie postérieure et latérale du thorax, depuis le rebord costal inférieur en bas jusqu'à la région inter-scapulaire en haut à hauteur des creux axillaires, et transversalement d'une ligne axillaire moyenne à l'autre. 10016] Avantageusement, la coque est obtenue par moulage, en tenant compte des di- mensions du patient. Par exemple, la coque est obtenue au moyen d'un scan à impression 3D. Bien entendu, il est possible de réaliser une coque avec des dimensions dites « standards », destinée à être utilisée pour plusieurs patients présentant une mor- phologic globalement semblable. Par exemple, il est possible de prévoir différentes dimensions de coques (large, moyenne, étroite, etc.) adaptée à des catégories différentes de patients. [0017] La forme générale de la coque est telle qu'elle épouse un contour de la partie dorsale de la paroi thoracique du patient, lorsque le patient est allongé sur ladite coque. Avantageusement, la forme de la coque est telle qu'elle permet de recevoir la partie dorsale du thorax d'un patient, depuis le rebord costal inférieur en bas jusqu'à la région inter-scapulaire à hauteur des creux axillaires en haut et d'une ligne axillaire moyenne à l'autre sur les côtés. La coque délimite ainsi un volume destiné à recevoir une partie dorsale et latérale de la cage thoracique d'un patient. [0018] Une couche en matériau alvéolaire tapisse la paroi interne de la coque, dirigée vers le corps du patient. La partie dorso-latérale du corps du patient est donc en contact avec la couche en matériau alvéolaire. Selon l'invention, la couche en matériau alvéolaire présente une structure permettant, lorsqu'une dépression est créée dans la coque, de répartir de manière homogène la dépression sur toute la surface. Dans un mode de réalisation, la couche en matériau alvéolaire est en polymère, préférentiellement choisi parmi le polyuréthane, le polyéthylène, le polyether. La couche en matériau alvéolaire, ou cellulaire, est par exemple une mousse d'homogénéisation, préférentiellement à porosité ouverte. Préférentiellement, la mousse utilisée présente une faible densité et une faible rigidité, afin notamment d'épouser les contours de la partie dorsale du patient. La mousse peut notamment être une mousse polymérique, notamment en polypropylène ou polystyrène. [0019] Dans un mode de réalisation, l'étanchéité entre la coque et le corps du patient est obtenue grâce à des moyens d'étanchéité, s'étendant sur une partie périphérique de la coque, destinée à être mis en appui étanche contre la paroi thoracique du patient. Par exemple, les moyens d'étanchéité comprennent un joint d'étanchéité. La liaison entre le joint et la coque peut en outre être renforcée par une colle. Dans un mode de réalisation particulier, le joint d'étanchéité comprend deux lèvres d'étanchéité, destinées à venir en contact de la peau du patient, de part et d'autre de la partie périphérique de la coque. [0020] Selon l'invention, la coque peut présenter une ou plusieurs rainures de renforcement, s'étendant sur la paroi interne et externe de la coque. Avantageusement, la section transversale de chaque rainure dessine une concavité au niveau de la paroi interne et une convexité au niveau de la paroi externe. Avantageusement, au moins une rainure de renforcement débouche dans un orifice traversant de la coque. Ainsi, la ou les rainures peuvent également servir à aspirer et évacuer d'éventuelles sérosités. [0021] Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un moyen de soutien central, s'étendant longitudinalement sur la paroi interne de la coque, et destiné à venir en contact avec le corps du patient en regard de la colonne vertébrale. Avantageusement, le moyen de soutien est en un matériau suffisamment dense et/ou résistant pour ne pas s'écraser sous le poids du patient et soutenir la colonne vertébrale du patient. Par exemple, le moyen de soutien central est en matériau étanche, apte à séparer hermétiquement les parties de la coque disposées de part et d'autre dudit moyen de soutien central lorsque la coque est maintenue autour de la partie postérieure de la cage thoracique du patient. Ainsi, le moyen de soutien central permet de diviser en deux parties le volume interne de la coque, dans lesquelles il est possible de créer indépendamment le vide. Par exemple, le moyen de soutien est en matériau viscoélastique, notamment un gel viscoélastique. [0022] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de régionalisation sélective dc la ventilation pulmonaire selon l'invention comprend une coque rigide ou semi-rigide, destinée à entourer une partie postérieure dc la paroi thoracique du patient, un joint d'étanchéité s'étendant sur une partie périphérique de ladite coque et destiné à être mis en appui étanche contre la paroi thoracique du patient, un moyen de soutien central s'étendant transversalement sur la paroi interne dc la coque et divisant la coque en deux parties, chacune des deux parties de la coque étant tapissée d'une couche en matériau alvéolaire, la paroi de la coque étant traversée au niveau dc chacune de ces parties d'un orifice destiné à être relié à un générateur de pression négative, de sorte qu'il est possible de créer une dépression dans l'une et/ou l'autre des partie de la coque lorsqu'elle est appliquée sur la partie postérieure de la cage thoracique du patient. [0023] L'invention concerne également un système d'application d'une pression trans- pulmonaire localisée, ledit système comprenant au moins un dispositif de régionalisation sélective de la ventilation pulmonaire tel que décrit ci-dessus et au moins un générateur de pression négative relié au dispositif par l'orifice traversant sur la coque, de manière à communiquer une pression négative du générateur à la coque et créer une dépression entre la paroi thoracique postérieure d'un patient sur laquelle le dispositif est appliqué et ladite coque. [0024] Selon l'invention, il est possible d'utiliser dispositif de régionalisation sélective de la ventilation pulmonaire tel que décrit ci-dessus en combinaison avec un système de ventilation artificielle invasive ou non invasive. [0025] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. [0026] Comme exposé ci-dessus, certains patients en insuffisance respiratoire présentent des lésions inhomogènes des poumons. La figure 1 représente une coupe transversale d'une cage thoracique d'un patient humain, allongé sur le dos (en décubitus dorsal), vertèbres 6 vers le bas sur la figure. Les parties postérieures 3 des poumons sont condensées et mal aérées (hachures horizontales), pouvant subir des cycles 6 d'ouverture/fermeture engendrant des lésions pulmonaires supplémentaires, alors que les parties antérieures 4 relativement saines (hachures verticales) sont surdistendues par l'assistance ventilatoire globale. [0027] Le dispositif 10 selon l'invention permet de pallier à ce problème en favorisant de façon ciblée la ventilation de la partie postérieure d'un ou des deux poumons 1, 2 (figure 3). Plus précisément, la partie dorsale de la cage thoracique du patient est logée dans la coque 11, et repose sur une mousse d'homogénéisation 12 tapissant une paroi interne 13 de ladite coque 11. Une pompe à vide (non représentée) est connectée à la coque 11 par au moins un orifice traversant 14 ménagé dans la coque 11 (figures 2A &2B) pour créer une dépression susceptible de faire baisser la pression pleurale autour de la partie postérieure 3 du poumon et ainsi augmenter la pression transpulmonaire de manière localisée, favorisant sa ventilation. Un capteur de pression peut être connecté à la pompe à vide pour surveiller la pression à l'intérieur de la coque. [0028] La zone lésée du poumon peut être définie préalablement sur la base d'un examen clinique ou d'examens complémentaires d'imagerie. [0029] Les figures 2A et 2B montrent de manière schématique un exemple de réalisation d'un dispositif de régionalisation sélective de la ventilation pulmonaire 10 selon l'invention. La coque 11 a une forme générale et une courbure permettant d'épouser les contours de la partie dorsale de la cage thoracique du patient. Avantageusement, la coque 11 s'étend longitudinalement depuis le bord inférieur des côtes jusqu'au creux axillaire, et transversalement jusqu'à la ligne médio-axillaire. Deux orifices traversant 14 sont ménagés sur la paroi de la coque 11, de part et d'autre d'un axe longitudinal central (s'étendant sensiblement le long de la colonne vertébrale du patient logé dans la coque) divisant ladite coque 11 en deux parties latérales 15, 16 sensiblement égales. Dans un mode de réalisation, tel que représenté à la figure 3, un moyen de soutien central 17 s'étend longitudinalement le long de la paroi interne 13 de la coque 11, de manière à séparer physiquement les deux parties latérales 15, 16. La mousse d'homogénéisation 12 tapisse chacune des parties latérales 15, 16 depuis un contour périphérique 18 jusqu'au moyen de soutien central 17. Alternativement, la mousse 12 peut s'étendre sur toute la paroi interne 13 de la coque 12, et le moyen de soutien central 17 recouvre ladite mousse 12 ou est recouvert par ladite mousse 12. La présence du moyen de soutien central 17 permet de diviser de manière potentiellement hermétique en deux parties le volume interne de la coque 11. Ainsi, si chaque partie de la coque 11 est munie d'un orifice traversant 14 apte à être relié à un générateur de pression négative, il est possible d'engendrer des dépressions individuellement dans chaque partie ou en combinaison et ainsi favoriser la ventilation d'un ou des deux poumons. [0030] Le contour périphérique 18 de la coque 11, lorsque celle-ci est en position autour de 7 la partie dorsale du patient, vient se coller hermétiquement à la peau du patient, de manière à créer un volume hermétiquement fermé. Afin de permettre cette liaison hermétique, il est possible de fixer un joint d'étanchéité sur le contour périphérique 18 de la coque 11. Dans un mode de réalisation, tel que représenté à la figure 4, le joint 20 comprend deux lèvres de contact 21, 22 en matériau deformable permettant de garantir l'étanchéité de la liaison entre la coque 11 et la partie dorsale de la paroi thoracique, lors de la dépression. [0031] Lors de la mise en dépression de la coque 11, une dépression est engendrée lo- calement dans le volume interne entre la coque 11 et la paroi de la cage thoracique du patient grâce à l'étanchéité de la liaison. Cette dépression permet de faire baisser la pression pleurale et augmenter la pression transpulmonaire localement afin de favoriser la ventilation de la partie postérieure d'un ou des deux poumons en regard de la coque. [0032] La coque 11 est en outre munie de rainures de renforcement 2, s'étendant longitudi- nalement ou transversalement sur ladite coque 11. Dans l'exemple représenté aux figures 2A et 2B, des rainures longitudinales s'étendent entre les deux orifices traversant 14. Ainsi, des sérosités peuvent être drainées par les rainures 23 et aspirées par les trous 14. 8