INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le dispositif à venturi 21 peut être du type à actionnement rotatif, translatif ou hélicoïdal.
Par ailleurs, le module de ventilation 30 qui est alimenté en mélange air/O 2 ou en oxygène par le circuit patient 40, comprend un deuxième corps de module traversé par un circuit de gaz interne, c'est-à-dire un conduit, passage ou autre, comprenant un port ou orifice d’entrée de gaz alimenté en gaz par le circuit patient 40, telle une conduite ou tuyau de gaz flexible souple, et un port d’interface 32, c'est-à-dire un orifice de sortie de gaz, pour fournir le gaz au patient P, via l’interface respiratoire 50.
Là encore, le deuxième corps de module du module de ventilation 30 peut être formé d’un matériau rigide de type polymère par exemple. Par exemple, il peut être formé par moulage injection, notamment en une pièce unique.
Le port d’entrée 34 et le port interface 32 sont préférentiellement portés par des moyens de raccordement, tels des connecteurs, des raccords ou analogues, de type à emboitement, vissage, baïonnette ou autre, tels ensembles mâles/femelles, auxquels viennent se raccorder mécaniquement et fluidiquement, directement ou indirectement, le circuit patient 40 et, par ailleurs, l’interface respiratoire 50.
Avantageusement, un dispositif anti-retour de gaz est agencé dans le deuxième passage interne de gaz traversant le deuxième corps de module du module de ventilation 30, à proximité du port d’entrée. Préférentiellement, le dispositif anti-retour de gaz comprend un premier élément de valve en forme de parapluie ou champignon portée par un premier support de valve.
Le premier élément de valve et le premier support de valve sont sensiblement identiques au second élément de valve et second support de valve 3. Cet ensemble premier élément de valve/ premier support de valve forme une valve unidirectionnelle autorisant le passage de gaz uniquement dans un sens, à savoir en direction du patient P, mais s’opposant aux remontées de gaz, tels les gaz expirés par le patient P, vers et dans le circuit patient 40, ce qui participe à une évacuation efficace du gaz expiré par le patient, pendant les phases d’expiration du patient, en empêchant les remontées de gaz riche en CO 2 dans le circuit patient 40.
Afin de pouvoir évacuer à l’atmosphère, tout ou partie du gaz expiré par le patient P, i.e. gaz contenant du CO 2 , est prévue une valve d’échappement agencée dans le module de ventilation 30. Elle est conçue pour permettre l’échappement des gaz expirés vers l’atmosphère via un orifice d’échappement, pendant les phases expiratoires du patient P et, à l’inverse, pour empêcher l’échappement de gaz vers l’atmosphère pendant les phases inspiratoires du patient P. Selon un mode de réalisation préféré, la valve d’échappement est une valve de PEP, de préférence équipée d’un système de réglage de PEP.
Classiquement, une telle valve d’échappement pneumatique comprend un compartiment interne comprenant un élément d’obturation, tel un clapet ou une membrane flexible, un moyen élastique, tel un ressort, agencé dans le compartiment interne et agissant sur l’élément d’obturation, tel qu’un clapet ou une membrane flexible, en métal, plastique ou un autre matériau, de manière à appuyer sur sa face interne et le repousser normalement vers un siège de valve, pendant les phases inspiratoires. Le siège de valve coopère avec la face externe de l’élément d’obturation pour assurer une étanchéité fluidique entre eux, pendant chaque phase inspiratoire du patient. Par exemple, l’élément d’obturation peut se déplacer et/ou se déformer en rapprochement ou en éloignement en fonction des phases inspiratoires et expiratoires du patient et sous l’effet de la force élastique exercée par le moyen élastique, i.e. ressort. Le compartiment interne communique avec l’atmosphère ambiante via l’orifice d’échappement de gaz pour évacuer le gaz lorsque la valve d’échappement s’ouvre, c'est-à-dire lorsque la pression du gaz expiré par le patient devient supérieure à la force de répulsion, c'est-à-dire la raideur, du moyen élastique.
La valve d’échappement comprend avantageusement un système de réglage de PEP permettant à l’utilisateur d’ajuster ou de fixer la force élastique que le moyen élastique, i.e. ressort ou analogue, va appliquer sur la surface ou face interne de l’élément d’obturation pour le repousser contre le siège de valve. Le système de réglage permet donc de fixer un niveau de pression expiratoire positive (PEP) compris entre 0 et 30 cmH 2 O. Toutefois, selon un autre mode de réalisation (non montré), la valve d’échappement peut comprend un système de PEP non réglable, c'est-à-dire permettant d’assurer une pression expiratoire positive (PEP) prédéfinie non-modifiable comprise entre 0 et 30 cmH20, par exemple une PEP égale à 5 cmH20, 7,5 cmH20, 10 cmH20 ou autre.
En outre, il on agence sur le module de ventilation 30, i.e. sur le deuxième corps de module, un dispositif à valve anti-asphyxie en communication fluidique avec l’atmosphère ambiante. Ce dispositif à valve anti-asphyxie constitue une valve anti-asphyxie formée d’un second élément de valve agencé sur un second support de valve agencé dans le deuxième passage interne de gaz traversant le deuxième corps de module. Le second élément de valve a par exemple une forme de parapluie ou de champignon, c'est-à-dire qu’il comprend une tête (ou chapeau) en forme de disque, plate ou légèrement bombée, agencée à l’extrémité d’une tige, c'est-à-dire d’une tige support allongée.
Le premier et second élément de valve sont réalisés en silicone souple, en particulier leurs têtes en forme de disque, afin de pouvoir se déformer légèrement pour laisser passer le gaz lorsque cela est nécessaire.
Toutefois, le dispositif à valve anti-asphyxie est configuré pour ne s’ouvrir et autoriser une entrée d’air atmosphérique dans le deuxième passage interne du deuxième corps du module de ventilation 30, uniquement lorsque la demande en gaz (i.e. air/O 2 ou O 2 ) du patient devient durablement supérieure à la normale ou à une demande forte ponctuelle, ou en cas de dysfonctionnement relatif à l’apport de gaz. Ainsi, on évite ou minimise le risque de voir le réservoir de gaz 10 se vider et/ou le patient P de se retrouver en hypoxie.
A l’inverse, le dispositif à valve anti-asphyxie s’oppose à toute entrée d’air ambiant dans le module de ventilation 30, lorsque la quantité de gaz amené par le circuit patient 40 est suffisante, c'est-à-dire au moins égale à la demande en gaz respiratoire du patient P. Dans ce cas, le dispositif à valve anti-asphyxie est fermé et ne communique pas avec l’atmosphère ambiante.
Agencer un tel dispositif à valve anti-asphyxie dans le module de ventilation 30 permet de contrôler la quantité d’oxygène réellement fournie au patient, à savoir la FiO 2 ou fraction inspirée d’oxygène.
D’une façon générale, l’installation 1 de VNI incluant le réservoir à gaz 10 de l’invention permet d’assurer le maintien d’une pression continue positive (CPAP) pendant la ventilation du patient, donc d’une bonne FiO 2 , à savoir la Fraction inspirée en Oxygène, qui est la concentration d’oxygène que le patient va recevoir in fine. Pouvoir fournir au patient une FiO 2 proche de 100% (c’est-à-dire proche de l’oxygène pur) permet d’obtenir une bonne oxygénation de son sang, grâce à la ventilation, en particulier chez les patients infectés par le Covid-19 ou tout autre virus ou analogue affectant négativement ses capacités pulmonaires.
Où est la distance géométrique entre le récepteur et le satellite SVi, 2 . 2
est un décalage de distance résultant d’un décalage d’horloge entre le récepteur et la constellation (tous les satellites appartenant à une même constellation GNSS étant parfaitement synchronisés, le décalage est le même pour tous les satellites de la constellation) converti en mètres en le multipliant avec la vitesse de la lumière .c 2 . 3
est une erreur de mesure causée par de multiples phénomènes tels que : le bruit de mesure du récepteur, de l’ordre de quelques cm à quelques mètres, des retards de propagation dans l’ionosphère et la troposphère, de l’ordre de quelques cm à quelques mètres, des erreurs de position des satellites, des effets liés à la propagation du signal.
Le fonctionnement du système GNSS est tel que les observations en provenance de différents satellites sont collectées simultanément au cours d’une période de temps appellee « époque » ( epoch = transmissions simultanées des signaux satellitaires) à l’issue de laquelle un ensemble de mesures est collectée.
Le calcul de la solution de position ( ) dépend du mode de fonctionnement du récepteur. On distingue en effet un mode de poursuite et un mode dit “single-epoch”.
Le mode de poursuite est un mode de fonctionnement du récepteur pour lequel une solution a déjà été calculée lors d’une époque précédente k- 1. Dans ce cas, la solution à l’instant k est obtenue par la mise à jour de la solution k -1 en utilisant les mesures collectées lors de l’époque k. Ce calcul est généralement effectué par un filtre de Kalman ou l’un de ses nombreux dérivés (EKF, UKF, etc.).
Le mode dit « single-epoch » est un mode de fonctionnement du récepteur pour lequel aucune solution précédente n’est disponible. Ce mode, a priori moins performant que le mode de poursuite, trouve néanmoins un intérêt pour certaines applications telles que : l’initialisation de l’algorithme de poursuite, l’utilisation dans un contexte de fusion avec d’autres modalités de mesures telles que les centrales inertielles, où les solutions calculées sont filtrées à nouveau par un autre algorithme, dans certaines applications (ex : IoT pour Internet of Things) où le calcul est effectué à distance (dans un serveur distant) et pour lesquelles différentes contraintes (consommation, débit) ne permettent qu’un transfert ponctuel des mesures depuis les nœuds/tags capteurs à localiser.
L’invention concerne plus particulièrement, mais pas uniquement, le mode dit « single-epoch » en ce qu’il vise le calcul d’une solution de positionnement pour une époque donnée à l’instant k sans bénéfice d’une solution antérieure.
En mode dit single epoch , le calcul d’une solution de position ( ) comprenant quatre inconnues peut donc être déterminé à partir de l’ensemble des mesures collectées à l’époque k en utilisant l’équation 2.1. Puisque le nombre de mesures N (typiquement, de 4 à 50) est généralement supérieur au nombre d’inconnues qui est au moins égal à 4, la solution doit être donc calculée au sens d’un critère de minimisation des erreurs affectant les mesures – encore appelés résidus - tel que les moindres carrés. Plus précisément, le nombre d’inconnus est égal à 4 lorsque tous les signaux reçus sont émis par des satellites de la même constellation (par exemple la constellation GPS). Si les signaux sont émis par des satellites d’au moins deux constellations (par exemple GPS et GALILEO) alors le nombre d’inconnues est égal à 5. De façon générale, le nombre d’inconnues est égal à 3+m, où m est le nombre de constellations de satellites envisagé.
La relation 2.4 donne l’équation des moindres carrés permettant de déterminer la solution de position X en recherchant la solution qui minimise une somme pondérée des résidus élevés au carré. 2. 4
Les résidus correspondent à la difference entre la prediction de la mesure selon le modèle 2.1 pour la solution X d’une part, et la mesure réalisée d’autre part, où x,y,z et δ sont les solutions de l’équation 2.4. 2 . 5
Et définit le coefficient de pondération associé à la mesure # i , c’est-à-dire « l’importance » que celle-ci aura dans le calcul de la solution.
Le terme définit le coefficient de pondération ou poids associé à chaque mesure . Plus celui-ci est élevé, plus la mesure associée aura une contribution élevée sur la solution calculée. Un poids nul signifie qu’une mesure n’a aucune influence sur la solution calculée et est donc équivalent à l’absence de cette mesure. Dans le cas où le poids est non nul, son importance est évaluée relativement aux poids des autres mesures, sa valeur seule ne permet donc pas de définir son importance.
Le même type d’équation que l’équation 2.5 peut être établie en utilisant les mesures de phase plutôt que celles de pseudo-distance, les deux grandeurs étant identiques dans leur modèle, à un coefficient près.
Le même type d’équation peut aussi être établi pour calculer une solution de vitesse ( ), incluant les composantes de vitesse ainsi que la dérive d’horloge du récepteur, à partir des mesures de doppler.
Dans la suite du document, l’invention est décrite pour la recherche d’une solution de position à partir de mesures de pseudo-distances mais elle peut ainsi être étendue directement à la recherche d’une solution de position à partir de mesures de phase ou à la recherche d’une solution de vitesse à partir de mesures de Doppler en appliquant le même algorithme.
En outre, l’invention concerne aussi un procédé de fabrication d’un réservoir de gaz selon l'invention, comprenant les première et seconde parois formant l’enveloppe souple en polymère, et le conduit en polymère, dans lequel on fixe, de manière étanche, les première et seconde parois au conduit par soudure par ultrasons.
Selon le mode de réalisation considéré, le procédé de fabrication de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: on applique des vibrations à haute fréquence entre les première et seconde parois et la paroi du conduit pour opérer une fusion localisée du polymère et former une soudure, c’est-à-dire un joint de soudure étanche, entre les première et seconde parois et la paroi du conduit. le joint de soudure est obtenu par fusion et re-solidification localisée du matériau polymère formant les première et seconde parois et la paroi du conduit. les vibrations sont appliquées à une haute fréquence comprise entre 20 et 70 kHz, ou toute autre haute fréquence adaptée. les vibrations sont appliquées au moyen d’un appareil générateur d’ultrasons, i.e. un outil vibrant. les vibrations sont appliquées au moyen d’une sonotrode. les première et seconde parois formant l’enveloppe souple, et le conduit sont en polymère de type PVC. on réalise un joint de soudure sur toute la périphérie externe du conduit, i.e. dans sa paroi périphérique externe.
schématise (vue partielle) un réservoir de gaz souple selon l’art antérieur.
représente un mode de réalisation d’un réservoir de gaz souple selon l’invention pour une installation de VNI.
est une vue partielle d’une partie du réservoir de gaz souple de .
représente un mode de réalisation d’une installation de VNI incluant le réservoir de gaz souple de et .
schématise un réservoir de gaz souple 10 selon l’art antérieur comprenant une enveloppe souple, i.e. formant le corps du réservoir, et conduit rigide 12 traversé par un passage de gaz 12.1 interne, i.e. lumen, dans lequel peut circuler le gaz. L’enveloppe souple est formée de deux feuilles en polymère agencées face à face et assemblées l’une à l’autre pour définir un volume ou compartiment interne de l’enveloppe souple servant à stocker le gaz. Le conduit rigide est typiquement un petit tube servant à assurer les échanges gazeux entre le volume interne du réservoir et l’extérieur, par exemple entre le réservoir et un module d’admission de gaz d’une l’installation de VNI auquel le réservoir est raccordé fluidiquement. Le conduit rigide est typiquement formé d’un polymère qui est fixé à l’enveloppe souple, c'est-à-dire aux deux feuilles en polymère, par une bande de fixation 14 externe venant maintenir, c'est-à-dire serrer, par l’extérieur, les deux feuilles en polymère solidaires de la paroi périphérique du conduit rigide. Ce type de fixation par bande de fixation 14 externe engendre des problèmes d’étanchéité et complexifie la fabrication du réservoir de gaz souple 10 et la rend onéreuse. De plus, le conduit rigide nuit à un remplissage rapide du volume interne de l’enveloppe souple servant à stocker le gaz, en particulier lors du premier remplissage.
et représentent un mode de réalisation d’un réservoir de gaz 10 souple selon l’invention pour une installation de VNI, qui comprend lui aussi une enveloppe souple 100 comprenant une première paroi 101 et une seconde paroi 102, agencées face à face et définissant entre elle un volume ou chambre interne 103 pour recevoir du gaz.
Les première et seconde parois 101, 102 formant l’enveloppe souple 100 sont des feuilles fines en polymère, par exemple un polymère de type PVC, c'est-à-dire en polychlorure de vinyle.
Les première et seconde parois 101, 102 sont solidarisées, c'est-à-dire fixées, l’une à l’autre de manière étanche, de préférence le long ou à proximité de leur bord périphérique 104, c'est-à-dire leur pourtour. Les première et seconde parois 101, 102 ont ici des formes sensiblement rectangle et une épaisseur inférieure à 1 mm, de préférence comprise entre 100 et 500 µm. Par exemple, la première paroi et la seconde paroi ont une longueur comprise entre 20 et 90 cm et une largeur comprise entre 20 et 60 cm.
Par ailleurs, un conduit comprenant un passage interne 120 en communication fluidique avec le volume interne 103 de l’enveloppe souple 100. Le conduit 12 est fixé de manière étanche à l’enveloppe souple 100.
Le passage interne 120 comprend, à ses extrémités, un premier et un second orifice 121, 122 faisant office d’entrées/sorties de gaz. Le premier orifice 121 est situé à l’extrémité aval du conduit 12, alors que le second orifice 122 est situé à l’extrémité amont du conduit 12, c'est-à-dire qu’il débouche dans le volume interne 103 de l’enveloppe souple 100.
Préférentiellement, le conduit 12 est flexible ou semi-flexible et formé de polymère, de préférence aussi de PVC. Il a une longueur comprise entre 2 et 6 cm et un diamètre compris entre 2 et 4 cm.
Il existe plusieurs stratégies de pondérations pour la résolution des moindres carrés donnée par l’équation 2.4. Une solution possible consiste à calculer le poids en fonction de l’erreur probable associée à chaque mesure en utilisant le modèle de l’équation 2.6, c’est-à-dire l’inverse de la variance de l’erreur probable sur la mesure d’indice i. 2.6
Cette stratégie de pondération trouve en effet des fondements théoriques (estimation Bayésienne), qui permettent de la justifier sous certaines hypothèses. Dans ce cas, l’erreur probable est l’écart type associé à la distribution de l’erreur de la mesure , c’est-à-dire la distribution du terme aléatoire de l’équation 2.1. Outre sa justification théorique, cette approche permet de relier la valeur exprimée en mètres, à des phénomènes physiques mesurables. Ainsi, la distribution des erreurs de mesure peut être établie empiriquement par des campagnes de test, ou à partir d’autres éléments connus (précision de positionnement des satellites, propagation dans l’ionosphère, bruit du récepteur etc.). Typiquement, les valeurs sont comprises entre 1m et 20m, mais peuvent varier en fonction de l’intensité du signal reçu ou de l’élévation du satellite par exemple.
Les techniques reliant différentes métriques annexes (rapport signal à bruit C/N0, élévation du satellite etc.) à la précision supposée de la mesure sont appelées pondération stochastique.
Par exemple, la variance de l’erreur peut être obtenue au moyen du modèle empirique donné dans le document [1] et repris à l’équation 2.7. 2.7
Dans laquelle et représentent respectivement l’angle d’élévation ainsi que l’intensité du signal reçu du satellite SVi, et et sont deux termes empiriques.
D’autres modèles empiriques peuvent être utilisés en remplacement de celui donné ci-dessus.
Si ces formules empiriques sont largement utilisées, elles n’en demeurent pas moins difficiles à régler, et une modélisation plus fine de la distribution de chacune des mesures reçues permettrait une amélioration des performances. Cependant, cette modélisation plus fine peut s’avérer extrêmement complexe en pratique, tant le nombre de phénomènes en jeu sont nombreux (état des couches atmosphériques, type de récepteur, précision de positionnement du satellite, présence d’obstacles dans l’environnement du récepteur etc.) et difficiles à prédire.
Par ailleurs, afin de garantir l’optimalité, et donc une bonne précision, des solutions calculées, il est important que l’ensemble des mesures prises en compte pour établir cette solution soient conformes au modèle utilisé a priori, c’est-à-dire dans une plage d’erreur attendue.
Or, plusieurs phénomènes peuvent significativement dégrader la qualité d’une mesure tels que : un dysfonctionnement du satellite, une attaque – par exemple de type brouillage ou leurrage- à l’encontre des signaux GNSS, la présence d’obstacles (par exemple des bâtiments en environnement urbain) bloquant le trajet direct de l’onde, conduisant le récepteur à ne mesurer qu’un trajet réfléchi qui aura parcouru une distance potentiellement très supérieure à celle attendue.
Ces mesures biaisées doivent donc être détectées comme telles, et exclues du calcul de la solution ou bien se voir assigner un poids nul, ce qui est équivalent. On parle alors de détection de fautes.
Il existe donc un besoin pour une méthode de localisation qui permette de mieux prendre en compte les incertitudes liées aux modèles théoriques de calculs des coefficients de pondération lors de la résolution de la solution par les moindres carrés. Il existe aussi un besoin pour une méthode de localisation qui permette d’éliminer de façon fiable les mesures biaisées du calcul de la solution de positionnement.
Les schémas de surveillance d'intégrité existants, tels que la surveillance d'intégrité autonome du récepteur connue sous l’acronyme RAIM pour « Receiver Autonomous Integrity Monitoring », déterminent s'il y a une défaillance dans une mesure de satellite en examinant la cohérence d'un ensemble de mesures redondantes. Une façon de faire est d'utiliser la méthode de séparation de solution. La méthode de séparation de solution pour les récepteurs RAIM est basée sur le calcul de la différence entre une solution de navigation complète qui est rendue en utilisant tous les N satellites visibles et un ensemble de sous-solutions de navigation qui sont rendues en utilisant N-i satellites visibles. En calculant l'ensemble de sous-solutions de navigation, l’algorithme RAIM suppose qu'une seule défaillance de satellite se produit à la fois.
Cependant, avec l'introduction de nouvelles constellations (par exemple Galileo, BeiDou) et l'utilisation continue des constellations existantes (par exemple les systèmes de positionnement mondiaux (GPS et GLONASS), il est plus probable qu'il puisse y avoir plusieurs défaillances simultanées de satellite à un moment donné. De plus, les défaillances de constellations entières devront également être prises en compte par les futurs schémas de surveillance d'intégrité.
En réponse à la possibilité de plusieurs défaillances se produisant en même temps, la surveillance d'intégrité autonome avancée du récepteur ou ARAIM « Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring » a été développée. La technologie ARAIM est basée sur la méthode de séparation de solution, mais elle a été modifiée pour prendre en compte l’apparition de plusieurs défaillances simultanées et les défaillances de constellation. Pour chaque défaillance à surveiller, une sous-solution de navigation qui n'inclut pas les mesures associées à la défaillance est créée. Par exemple, si deux défaillances simultanées simples doivent être surveillées, alors un ensemble de sous-solutions basées sur l'élimination de toutes les combinaisons possibles de deux satellites doit être créé.
Cependant, l'augmentation du nombre de satellites visibles et des probabilités plus élevées de défaillances simultanées (comme prévu avec les nouvelles constellations) peut considérablement augmenter le nombre de sous-solutions à créer. Cela a un impact important sur les exigences de calcul de l'algorithme, ce qui se traduit par des puces plus coûteuses pour l’implémentation des récepteurs.
De nombreuses techniques de détection et d’exclusion de fautes ( FDE, Fault detection and exclusion en anglais) ont été développées, celles-ci peuvent être classées en deux catégories principales, selon que la faute est analysée dans l’espace des mesures ( Residual-Based RAIM, notées ici RB) comme décrit dans [3] ou dans l’espace des solutions ( Solution- Separation RAIM, notées ici SS ) comme décrit dans [2].