FR2830454A1 - Patient respiratory apparatus has a mixing compartment in which oxygen and air are mixed and has a flowmeter and proportional valve in the oxygen line for precise control of the oxygen proportion - Google Patents

Patient respiratory apparatus has a mixing compartment in which oxygen and air are mixed and has a flowmeter and proportional valve in the oxygen line for precise control of the oxygen proportion Download PDF

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FR2830454A1
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gas
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FR0113044A
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Daniel Leclerc
Laurent Preveyraud
Nourreddine Kissi
Delphine Brunner
Francois Aubatier
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Taema SA
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Taema SA
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    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/12Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different gases

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Abstract

Respiratory apparatus comprises a mixing compartment (20) in which air and oxygen are mixed. Air is supplied to the compartment via a first line (21), while oxygen is supplied to the compartment via a second line (22). The oxygen line has an additional proportional valve (23) and a flowmeter (24). A control unit (25) receives a signal from the flowmeter and uses it to adjust the valve so that a desired oxygen mixture is obtained. An Independent claim is made for a method for controlling the flow rate of oxygen supplied to a mixing compartment of a respiratory apparatus.

Description

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L'invention porte sur un appareil médical d'assistance respiratoire équipé d'un mélangeur alimenté en oxygène par une ligne d'oxygène équipée d'une vanne proportionnelle pilotée et un procédé de régulation associé.  The invention relates to a medical device for respiratory assistance equipped with a mixer supplied with oxygen by an oxygen line equipped with a controlled proportional valve and an associated regulation method.

Lorsqu'un patient hospitalisé présente une déficience respiratoire, celui-ci est habituellement placé sous respiration assistée par machine.  When an inpatient has a respiratory impairment, the patient is usually placed on machine assisted breathing.

Dans le cadre de cette assistance respiratoire, on administre aux voies aériennes du patient un gaz contenant une quantité non hypoxique d'oxygène, tel de l'air ou de l'air enrichi en oxygène.  As part of this respiratory assistance, the patient's airways are administered a gas containing a non-hypoxic amount of oxygen, such as air or oxygen-enriched air.

Dans certains cas, il est en effet souhaitable d'augmenter la teneur en oxygène du mélange gazeux à une teneur supérieure à celle de l'air de manière à faciliter les échanges gazeux pulmonaires chez ce patient.  In certain cases, it is indeed desirable to increase the oxygen content of the gas mixture to a content greater than that of air so as to facilitate pulmonary gas exchanges in this patient.

Pour réaliser le mélange riche en oxygène souhaité, il est usuel d'utiliser un mélangeur de gaz au sein duquel le mélange désiré est réalisé.  To produce the desired oxygen-rich mixture, it is customary to use a gas mixer in which the desired mixture is produced.

Le problème qui se pose est de pouvoir obtenir des mélanges contenant de l'oxygène en proportions variables d'un patient à l'autre car la teneur spécifique en oxygène doit être adapté au cas par cas.  The problem is to be able to obtain mixtures containing oxygen in variable proportions from one patient to another because the specific oxygen content must be adapted on a case-by-case basis.

Actuellement, il existe deux types d'appareils d'assistance respiratoire munis de mélangeurs de gaz.  Currently, there are two types of breathing apparatus equipped with gas mixers.

Certains appareils connus ont un principe de fonctionnement entièrement mécanique, comme schématisé sur la figure 1. Dans ces appareils, la concentration d'oxygène désirée est réglée par le biais d'une mollette 1 à orifices calibrés (6a à 6d), et à chaque valeur de Fi02 (teneur en oxygène souhaitée) correspond un orifice calibré donné. Les entrées d'alimentation en air 4 et en oxygène 5 sont des entrées haute pression. Le mélange air/02 à la concentration réglée est réalisé en amont (en 4) du mélangeur 2 et la vanne 3 proportionnelle permet de réguler la ventilation vers le patient (10) en faisant varier le débit du mélange sortant du mélangeur 2.  Certain known devices have a fully mechanical operating principle, as shown diagrammatically in FIG. 1. In these devices, the desired oxygen concentration is adjusted by means of a knob 1 with calibrated orifices (6a to 6d), and each time Fi02 value (desired oxygen content) corresponds to a given calibrated orifice. The air 4 and oxygen 5 supply inputs are high pressure inputs. The air / 02 mixture at the set concentration is produced upstream (at 4) of the mixer 2 and the proportional valve 3 makes it possible to regulate the ventilation towards the patient (10) by varying the flow rate of the mixture leaving the mixer 2.

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Cette solution est simple, peu coûteuse et assure une Fi02 fiable et précise. De plus, aucun asservissement n'est nécessaire pour assurer le débit d'02 souhaité.  This solution is simple, inexpensive and ensures a reliable and precise Fi02. In addition, no servo is necessary to ensure the desired O2 flow.

Cependant, elle présente les inconvénients de nécessiter deux entrées (4,5) de gaz à haute pression (air/02) et, par ailleurs, de conduire à un débit d'02 constant géré par un orifice calibré (6a à 6d) ne dépendant que de la Fi02.  However, it has the drawbacks of requiring two inlets (4,5) of high pressure gas (air / 02) and, moreover, of leading to a constant O2 flow managed by a calibrated orifice (6a to 6d) does not dependent on Fi02.

En d'autres termes, cette solution n'est pas idéale car le mélange air/02 est dépendant des pressions amont des orifices, ce qui nécessite d'utiliser un équilibreur de pression performant.  In other words, this solution is not ideal because the air / 02 mixture is dependent on the pressures upstream of the orifices, which requires the use of an efficient pressure balancer.

Il existe, par ailleurs, un autre type d'appareil dont le principe de fonctionnement repose sur un ensemble d'électrovannes 11 à 14, comme schématisé en figure 2.  There is, moreover, another type of device whose operating principle is based on a set of solenoid valves 11 to 14, as shown diagrammatically in FIG. 2.

Dans un tel système, le débit d'oxygène varie en fonction de la Fi02 réglée et de la ventilation choisie. Le débit d'02 est envoyé au moyen d'électrovannes "tout ou rien" (11 à 14) de diamètres différents pendant une durée donnée. Le choix de l'électrovanne et de sa durée d'ouverture dépend du volume de consigne en O2 nécessaire pour chaque cycle ; ce débit dépend donc de la Fi02 réglé et des réglages de ventilation. Une fois le mélange effectué dans la capacité 15, les cycles respiratoires sont gérés par un actionneur situé en aval de la capacité. A chaque cycle, l'actionneur injecte au patient le mélange air/02 contenu dans la capacité 15 de stockage de gaz.  In such a system, the oxygen flow rate varies according to the Fi02 set and the ventilation chosen. The flow of O2 is sent by means of "all or nothing" solenoid valves (11 to 14) of different diameters during a given period. The choice of the solenoid valve and its opening time depends on the O2 setpoint volume required for each cycle; this flow therefore depends on the Fi02 set and the ventilation settings. Once the mixing has taken place in capacity 15, the respiratory cycles are managed by an actuator located downstream from capacity. At each cycle, the actuator injects the patient with the air / 02 mixture contained in the gas storage capacity 15.

L'avantage de ce système est qu'il permet d'insuffler au patient un mélange de 21 à quasiment 100% d'oxygène, c'est-à-dire un mélange variable et adaptable au cas par cas.  The advantage of this system is that it allows the patient to be injected with a mixture of 21 to almost 100% oxygen, that is to say a variable mixture which can be adapted on a case by case basis.

Cependant, à l'inverse, un tel système est souvent cher et encombrant car nécessitant plusieurs électrovannes pour assurer une Fi02 précise quelle que soit la ventilation choisie. De plus, il nécessite la mise en place d'un tableau ou analogue mettant en relation le débit de consigne d'02 en fonction du diamètre et du temps d'ouverture des électrovannes ; ce débit d'02 dépendant de plusieurs paramètres : à savoir la Fi02 réglée et la ventilation  Conversely, however, such a system is often expensive and bulky because it requires several solenoid valves to ensure a precise FiO2 whatever the ventilation chosen. In addition, it requires the installation of a table or the like relating the set flow rate of O2 as a function of the diameter and the opening time of the solenoid valves; this flow of O2 depending on several parameters: namely the adjusted Fi02 and the ventilation

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choisie. Ce système est bruyant car les électrovannes doivent fonctionner en permanence selon des cycles.  chosen. This system is noisy because the solenoid valves must operate continuously in cycles.

Le but de l'invention est alors de proposer un système amélioré qui permette d'envoyer un débit d'oxygène pur en amont d'une capacité de mélange de gaz afin de ventiler un patient à Fi02 constante et réglable de 21% à environ 100% en oxygène, lequel ne présente pas les inconvénients des appareils et système analogues connus.  The object of the invention is then to propose an improved system which makes it possible to send a flow of pure oxygen upstream of a gas mixing capacity in order to ventilate a patient with constant Fi02 and adjustable from 21% to approximately 100 % oxygen, which does not have the drawbacks of known similar devices and systems.

De plus, l'invention doit permettre de contrôler précisément le débit

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d'oxygène quels que soient les paramètres d'entrée : réglages de la ventilation et de la Fi02. In addition, the invention must make it possible to precisely control the flow
Figure img00030001

whatever the input parameters: ventilation and Fi02 settings.

Le débit d'02 doit pouvoir être régulé en temps réel au cours du cycle respiratoire et la gestion Fi02 des cycles respiratoires doit donc pouvoir être mise en place dès ce niveau du schéma pneumatique, contrairement aux deux autres solutions présentées ci-avant dans lesquelles la gestion des cycles a lieu après la capacité.  The flow of O2 must be able to be regulated in real time during the respiratory cycle and the management Fi02 of the respiratory cycles must therefore be able to be implemented from this level of the pneumatic diagram, unlike the two other solutions presented above in which the cycle management takes place after capacity.

La solution de l'invention doit être peu encombrante et moins coûteuse que la solution utilisant plusieurs électrovannes "tout ou rien".  The solution of the invention must be compact and less expensive than the solution using several "all or nothing" solenoid valves.

De plus, la solution de l'invention doit être valable aussi bien en haute pression qu'en basse pression pour la ligne air, c'est-à-dire pour des pressions allant d'environ 2,8 à 6 bars.  In addition, the solution of the invention must be valid both at high pressure and at low pressure for the air line, that is to say for pressures ranging from approximately 2.8 to 6 bars.

La solution de l'invention est alors un appareil d'assistance respiratoire comportant : - un compartiment de mélange permettant de réaliser un mélange d'un premier gaz avec de l'oxygène, - une première ligne de gaz comportant une première entrée de gaz et une première sortie de gaz, ladite première ligne de gaz étant apte à véhiculer ledit premier gaz entre ladite première entrée et ladite première sortie, ladite première sortie débouchant dans le compartiment de mélange de manière à alimenter le compartiment de mélange avec ledit premier gaz, - une deuxième ligne de gaz comportant une deuxième entrée de gaz et une deuxième sortie de gaz, ladite deuxième ligne de gaz étant apte à  The solution of the invention is then a respiratory assistance device comprising: - a mixing compartment enabling a first gas to be mixed with oxygen, - a first gas line comprising a first gas inlet and a first gas outlet, said first gas line being able to convey said first gas between said first inlet and said first outlet, said first outlet opening into the mixing compartment so as to supply the mixing compartment with said first gas, - a second gas line comprising a second gas inlet and a second gas outlet, said second gas line being capable of

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véhiculer l'oxygène entre ladite deuxième entrée et ladite deuxième sortie, ladite deuxième sortie débouchant dans le compartiment de mélange de manière à alimenter ledit compartiment de mélange avec de l'oxygène, caractérisé en ce que la deuxième ligne de gaz comporte : - une vanne à ouverture proportionnelle permettant de contrôler le débit d'oxygène circulant dans ladite deuxième ligne de gaz, et - un capteur de débit d'oxygène permettant de mesurer le débit d'oxygène circulant dans ladite deuxième ligne de gaz.  conveying oxygen between said second inlet and said second outlet, said second outlet opening into the mixing compartment so as to supply said mixing compartment with oxygen, characterized in that the second gas line comprises: - a valve proportional opening for controlling the flow of oxygen flowing in said second gas line, and - an oxygen flow sensor for measuring the flow of oxygen flowing in said second gas line.

Selon le cas, l'appareil de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - la vanne à ouverture proportionnelle est une électrovanne.  Depending on the case, the apparatus of the invention may include one or more of the following technical characteristics: - the proportional opening valve is a solenoid valve.

- la vanne à ouverture proportionnelle est commandée par des moyens de pilotage reliés à ladite vanne.  - The proportional opening valve is controlled by control means connected to said valve.

- le capteur de débit d'oxygène est relié aux moyens de pilotage.  - the oxygen flow sensor is connected to the control means.

- le capteur de débit d'oxygène est agencé sur ou relié à la deuxième ligne de gaz en un site localisé entre la vanne et la deuxième sortie débouchant dans le compartiment de mélange.  - The oxygen flow sensor is arranged on or connected to the second gas line at a site located between the valve and the second outlet opening into the mixing compartment.

- il comprend, en outre, une troisième ligne de gaz comportant une troisième entrée de gaz et une troisième sortie de gaz, ladite troisième ligne de gaz étant apte à extraire du compartiment de mélange au moins une partie du mélange gazeux réalisé dans ledit compartiment de mélange grâce à une turbine et à véhiculer ce mélange gazeux entre ladite troisième entrée et ladite troisième sortie, ladite troisième entrée communiquant fluidiquement avec le compartiment de mélange.  - It further comprises a third gas line comprising a third gas inlet and a third gas outlet, said third gas line being capable of extracting from the mixing compartment at least part of the gas mixture produced in said compartment. mixing by means of a turbine and in conveying this gaseous mixture between said third inlet and said third outlet, said third inlet communicating fluidically with the mixing compartment.

- la ligne de gaz comporte un capteur de débit de gaz relié aux moyens de pilotage.  - The gas line includes a gas flow sensor connected to the control means.

- les moyens de pilotage comprennent des moyens de comparaison de débits permettant de comparer une valeur de débit d'oxygène de consigne (Qc) à une valeur de débit d'oxygène mesurée (Qm) par le capteur de débit d'oxygène, et des moyens de correction de débit coopérant avec les moyens de comparaison de débits et avec la vanne à ouverture proportionnelle pour  the control means include flow comparison means making it possible to compare a set oxygen flow value (Qc) with an oxygen flow value measured (Qm) by the oxygen flow sensor, and flow correction means cooperating with the flow comparison means and with the proportional opening valve for

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permettre d'ajuster ou de régler l'ouverture de passage d'oxygène dans cette vanne de manière à ajuster le débit d'oxygène alimentant le compartiment de mélange, en réponse à une comparaison d'une valeur de débit d'oxygène de consigne (Qc) à une valeur de débit d'oxygène mesurée (Qm).  allow the oxygen passage opening in this valve to be adjusted or regulated so as to adjust the oxygen flow supplying the mixing compartment, in response to a comparison of a set oxygen flow value ( Qc) at a measured oxygen flow value (Qm).

L'invention concerne aussi un procédé de régulation du débit d'oxygène circulant dans une canalisation d'oxygène et alimentant un compartiment de mélange où s'effectue un mélange de l'oxygène avec un premier gaz amené jusqu'au compartiment par une canalisation de gaz, dans lequel : (a) on fait circuler de l'oxygène dans une canalisation d'oxygène sur laquelle est agencée au moins une vanne à ouverture proportionnelle de manière à alimenter le compartiment de mélange avec de l'oxygène, (b) on détermine le débit d'oxygène de consigne (Qc) nécessaire pour obtenir un mélange d'oxygène et dudit premier gaz dans des proportions souhaitées, (c) on mesure le débit d'oxygène (Qm) dans la canalisation d'oxygène, en aval de la vanne à ouverture proportionnelle, (d) on compare le débit d'oxygène de consigne (Qc) et le débit d'oxygène mesuré (Qm), (e) on agit sur la vanne à ouverture proportionnelle en réponse à la comparaison de l'étape (d) de manière à ajuster l'ouverture de passage de gaz dans ladite vanne pour obtenir le mélange d'oxygène et du premier gaz dans les proportions désirées au sein du compartiment de mélange.  The invention also relates to a method for regulating the flow rate of oxygen circulating in an oxygen pipeline and supplying a mixing compartment in which oxygen is mixed with a first gas brought to the compartment by a gas, in which: (a) oxygen is circulated in an oxygen pipeline on which is arranged at least one proportional opening valve so as to supply the mixing compartment with oxygen, (b) determines the set oxygen flow rate (Qc) necessary to obtain a mixture of oxygen and said first gas in desired proportions, (c) the oxygen flow rate (Qm) in the oxygen pipeline is measured downstream of the proportional opening valve, (d) comparing the set oxygen flow (Qc) and the measured oxygen flow (Qm), (e) acting on the proportional opening valve in response to the comparison of step (d) so as to add ster the gas passage opening in said valve to obtain the mixture of oxygen and the first gas in the desired proportions within the mixing compartment.

Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - le premier gaz est de l'air et en ce que le mélange air/oxygène réalisé contient de 20% à 99.9% d'oxygène.  Depending on the case, the process of the invention may include one or more of the following technical characteristics: - the first gas is air and in that the air / oxygen mixture produced contains from 20% to 99.9% of oxygen.

- le débit d'oxygène de consigne (Qc) est donné par la relation suivante :

Figure img00050001

dans laquelle : - the set oxygen flow (Qc) is given by the following relation:
Figure img00050001

in which :

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- Fi02 est la teneur en oxygène souhaitée alimentant le compartiment de mélange (exprimée en % inférieur à 1), et - Qc total est le débit total du gaz.  - Fi02 is the desired oxygen content feeding the mixing compartment (expressed in% less than 1), and - Total Qc is the total gas flow.

L'invention va être mieux comprise grâce aux explications données ci- après en références aux figures annexées.  The invention will be better understood thanks to the explanations given below with reference to the appended figures.

Le schéma de principe de fonctionnement d'un appareil selon l'invention est représenté sur la figure 3 ci-jointe.  The operating principle diagram of an apparatus according to the invention is shown in Figure 3 attached.

On y voit un appareil d'assistance respiratoire conforme à l'invention avec son compartiment de mélange 20 faisant office de capacité de mélange et d'homogénéisation pour réaliser, dans ce cas, un mélange d'air avec de l'oxygène provenant par exemple d'une canalisation d'oxygène d'un réseau hospitalier ou d'une bouteille de conditionnement d'oxygène.  There is shown a respiratory assistance device according to the invention with its mixing compartment 20 acting as mixing and homogenization capacity in order to produce, in this case, a mixture of air with oxygen originating for example an oxygen pipeline from a hospital network or an oxygen conditioning cylinder.

Dans le cadre de l'invention, on utilisera le terme oxygène pour désigner non seulement de l'oxygène pur mais aussi un mélange gazeux riche en oxygène, c'est-à-dire contenant typiquement plus de 70% d'oxygène en volume, de préférence plus de 90% d'oxygène.  In the context of the invention, the term oxygen will be used to denote not only pure oxygen but also a gaseous mixture rich in oxygen, that is to say typically containing more than 70% of oxygen by volume, preferably more than 90% oxygen.

L'air servant au mélange peut, quant à lui, soit provenir également d'une canalisation d'air purifié d'un réseau hospitalier, soit être directement prélevé à l'atmosphère ; toutefois, dans ce dernier cas, il est recommandé de le soumettre préalablement à un traitement pour le purifier, par exemple une filtration des poussières et des microorganismes qui peuvent s'y trouver.  The air used for the mixture can either come from a purified air pipe from a hospital network, or can be taken directly from the atmosphere; however, in the latter case, it is recommended to subject it to a treatment beforehand to purify it, for example filtration of the dust and microorganisms which may be there.

L'air est véhiculé par une première ligne 21 de gaz comportant une première entrée de gaz 21a par laquelle entre l'air dans la ligne 21 et une première sortie de gaz 21 b via laquelle l'air alimente le compartiment 20 de mélange.  The air is conveyed by a first gas line 21 comprising a first gas inlet 21a through which the air enters the line 21 and a first gas outlet 21 b via which the air feeds the mixing compartment 20.

Par ailleurs, une deuxième ligne 22 de gaz permet de véhiculer l'oxygène de manière à alimenter le compartiment 20 de mélange avec ce gaz. L'oxygène venant du réseau hospitalier est introduit dans cette ligne 22 par une deuxième entrée de gaz 22a et en est extrait par une deuxième sortie de gaz 22b qui débouche dans le compartiment 20 de mélange.  Furthermore, a second line 22 of gas makes it possible to convey oxygen so as to supply the compartment 20 for mixing with this gas. The oxygen coming from the hospital network is introduced into this line 22 by a second gas inlet 22a and is extracted therefrom by a second gas outlet 22b which opens into the mixing compartment 20.

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Les première et deuxième lignes 21,22 de gaz sont donc en communication fluidique avec le compartiment de mélange 20, encore appelé mélangeur.  The first and second lines 21, 22 of gas are therefore in fluid communication with the mixing compartment 20, also called a mixer.

Selon l'invention, la deuxième ligne 22 de gaz comporte une vanne 23 à ouverture proportionnelle, préférentiellement une électrovanne, permettant de contrôler le débit d'oxygène circulant dans la deuxième ligne 22 de gaz et un capteur de débit 24 d'oxygène permettant de mesurer le débit d'oxygène circulant dans cette deuxième ligne 22.  According to the invention, the second gas line 22 comprises a valve 23 with proportional opening, preferably a solenoid valve, making it possible to control the flow of oxygen circulating in the second gas line 22 and a sensor of oxygen flow 24 making it possible to measure the flow of oxygen circulating in this second line 22.

Plus précisément, l'électrovanne proportionnelle 23 adapte sa section de passage en fonction de la tension de commande.  More specifically, the proportional solenoid valve 23 adapts its passage section as a function of the control voltage.

La vanne 23 à ouverture proportionnelle est commandée par des moyens de pilotage 25 reliés à ladite vanne 23 par un moyen de connexion adapté 23', par exemple un câble électrique.  The proportional opening valve 23 is controlled by control means 25 connected to said valve 23 by a suitable connection means 23 ′, for example an electric cable.

De manière analogue, le capteur de débit 24 d'oxygène est relié aux moyens de pilotage 25, par un moyen de connexion 24'adapté, par exemple un câble électrique.  Similarly, the oxygen flow sensor 24 is connected to the control means 25, by a suitable connection means 24 ′, for example an electric cable.

Préférentiellement, pour assurer une détermination fiable du débit d'oxygène, le capteur de débit 24 d'oxygène est agencé sur ou relié à la deuxième ligne 22 de gaz en un site localisé entre la vanne 23 et la deuxième sortie 22b débouchant dans le compartiment 20 de mélange.  Preferably, to ensure a reliable determination of the oxygen flow rate, the oxygen flow sensor 24 is arranged on or connected to the second gas line 22 at a site located between the valve 23 and the second outlet 22b opening into the compartment 20 of mixing.

En outre, une troisième ligne 28 de gaz comportant une troisième entrée de gaz 28a et une troisième sortie de gaz 28b, une turbine 33 permet d'extraire du compartiment de mélange 20 au moins une partie du mélange gazeux d'air et d'oxygène en proportions désirées réalisé dans celui-ci et à véhiculer ce mélange gazeux entre les troisième entrée 28a et sortie 28b, ladite troisième entrée 28b étant en communication fluidique avec le compartiment 20 de mélange de manière à permettre l'entrée du mélange air/oxygène dans cette ligne 28. La ligne 28 alimente ensuite le générateur de cycle respiratoires par l'intermédiaire de la turbine 33.  In addition, a third gas line 28 comprising a third gas inlet 28a and a third gas outlet 28b, a turbine 33 makes it possible to extract from the mixing compartment 20 at least part of the gaseous mixture of air and oxygen in desired proportions produced therein and to convey this gas mixture between the third inlet 28a and outlet 28b, said third inlet 28b being in fluid communication with the mixing compartment 20 so as to allow the entry of the air / oxygen mixture into this line 28. The line 28 then feeds the respiratory cycle generator via the turbine 33.

Par ailleurs, la ligne 28 de gaz comporte elle aussi un capteur de débit mélange 27 relié, par une liaison adaptée 27', aux moyens de pilotage 25.  Furthermore, the gas line 28 also includes a mixture flow sensor 27 connected, by a suitable link 27 ', to the control means 25.

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L'ensemble du système de l'invention est contrôlé et commandé par des moyens de pilotage (25) comprenant un calculateur ou un microprocesseur.  The entire system of the invention is controlled and controlled by control means (25) comprising a computer or a microprocessor.

En fait, selon l'invention, pour permettre d'obtenir le mélange gazeux souhaité (avec de 20% à env. 100% d'oxygène), on contrôle le débit d'oxygène alimentant le compartiment de mélange 20 au moyen de la vanne proportionnelle 23 et du capteur de débit 24. H s'agit donc d'un asservissement en débit de la vanne 23 réalisée en boucle fermée, comme montré en Figure 4.  In fact, according to the invention, in order to obtain the desired gas mixture (with from 20% to approx. 100% oxygen), the flow of oxygen supplying the mixing compartment 20 is controlled by means of the valve. proportional 23 and the flow sensor 24. It is therefore a flow control of the valve 23 produced in closed loop, as shown in Figure 4.

Dans l'exemple représenté sur la figure 3, l'apport d'air est effectué à basse pression. Le mélange a lieu dans la capacité 20 en amont du générateur des cycles respiratoires situé en aval de la ligne 28. Le débit de consigne est calculé en fonction de la Fi02 réglée et du débit total demandé par le patient en basse pression ligne 28.  In the example shown in Figure 3, the air supply is made at low pressure. The mixing takes place in the capacity 20 upstream of the generator of the respiratory cycles located downstream of the line 28. The set flow rate is calculated as a function of the adjusted Fi02 and of the total flow rate requested by the patient at low pressure line 28.

Ainsi, le mélange air/02 est réalisé dans la capacité 20 en temps réel suivant le débit total demandé par le patient et la Fi02. Les cycles respiratoires sont gérés en aval par un actionneur type turbine qui puise dans la capacité 20 pour insuffler le volume courant ou la pression réglée au patient.  Thus, the air / 02 mixture is produced in capacity 20 in real time according to the total flow requested by the patient and Fi02. The respiratory cycles are managed downstream by a turbine type actuator which draws on capacity 20 to inject the tidal volume or the pressure set to the patient.

Le principe de l'asservissement de la commande de la vanne 23 proportionnelle a été schématisé sur la figure 4.  The principle of the control of the proportional valve 23 control has been shown diagrammatically in FIG. 4.

Un débit de consigne Qc d'oxygène est déterminé ou calculé par les moyens de pilotage 25 à partir de la valeur de Fi2 O2 souhaitée et du débit total mesuré sur la ligne 28 de mélange à basse pression, en amont du compartiment 20 de mélange, cette détermination de Qc étant réalisée en utilisant la formule ci-après :

Figure img00080001
A set flow rate Qc of oxygen is determined or calculated by the control means 25 from the desired value of Fi2 O2 and the total flow rate measured on the low pressure mixing line 28, upstream of the mixing compartment 20, this determination of Qc being carried out using the formula below:
Figure img00080001

Ce débit de consigne Qc est alors comparé (Qc-Qm) au débit d'02 mesuré Qm et le résultat de cette comparaison (en 32) est envoyé vers un correcteur 30 rétroagissant sur la vanne 23 pour moduler ou ajuster l'ouverture de cette vanne 23 dont le débit d'oxygène envoyé vers le compartiment 20. This set flow Qc is then compared (Qc-Qm) to the flow of O2 measured Qm and the result of this comparison (at 32) is sent to a corrector 30 feedback on the valve 23 to modulate or adjust the opening of this valve 23 including the oxygen flow rate sent to compartment 20.

Le système s'autorégule grâce à une boule 31 de mesure de débit mesurant, en permanence ou régulièrement le débit Qm et envoyant le résultat de cette mesure vers le comparateur 32 de débits. The system is self-regulating by means of a flow measurement ball 31 measuring the flow Qm permanently or regularly and sending the result of this measurement to the flow comparator 32.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Appareil d'assistance respiratoire comportant : - un compartiment de mélange (20) permettant de réaliser un mélange d'un premier gaz avec de l'oxygène, - une première ligne (21) de gaz comportant une première entrée de gaz (21a) et une première sortie de gaz (21b), ladite première ligne (21) de gaz étant apte à véhiculer ledit premier gaz entre ladite première entrée (21a) et ladite première sortie (21b), ladite première sortie (21b) débouchant dans le compartiment (20) de mélange de manière à alimenter le compartiment (20) de mélange avec ledit premier gaz, - une deuxième ligne (22) de gaz comportant une deuxième entrée de gaz (22a) et une deuxième sortie de gaz (22b), ladite deuxième ligne (22) de gaz étant apte à véhiculer l'oxygène entre ladite deuxième entrée (22a) et ladite deuxième sortie (22b), ladite deuxième sortie (22b) débouchant dans le compartiment (20) de mélange de manière à alimenter ledit compartiment (20) de mélange avec de l'oxygène, caractérisé en ce que la deuxième ligne (22) de gaz comporte : - une vanne (23) à ouverture proportionnelle permettant de contrôler le débit d'oxygène circulant dans ladite deuxième ligne (22) de gaz, et - un capteur de débit (24) d'oxygène permettant de mesurer le débit d'oxygène circulant dans ladite deuxième ligne (22) de gaz. 1. Respiratory assistance device comprising: - a mixing compartment (20) making it possible to mix a first gas with oxygen, - a first line (21) of gas comprising a first gas inlet (21a ) and a first gas outlet (21b), said first gas line (21) being able to convey said first gas between said first inlet (21a) and said first outlet (21b), said first outlet (21b) opening into the mixing compartment (20) so as to supply the mixing compartment (20) with said first gas, - a second gas line (22) comprising a second gas inlet (22a) and a second gas outlet (22b), said second gas line (22) being able to convey oxygen between said second inlet (22a) and said second outlet (22b), said second outlet (22b) opening into the mixing compartment (20) so as to supply said compartment (20) for mixing with oxygen, characterized in that the second gas line (22) comprises: - a valve (23) with proportional opening allowing the flow of oxygen circulating in said second gas line (22) to be controlled, and - a sensor oxygen flow (24) for measuring the flow of oxygen flowing in said second gas line (22). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne (23) à ouverture proportionnelle est une électrovanne.  2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the valve (23) with proportional opening is a solenoid valve. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la vanne (23) à ouverture proportionnelle est commandée par des moyens de pilotage (25) reliés (23') à ladite vanne (23).  3. Apparatus according to one of claims 1 or 2, characterized in that the valve (23) with proportional opening is controlled by control means (25) connected (23 ') to said valve (23). <Desc/Clms Page number 10> <Desc / Clms Page number 10> 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le capteur de débit (24) d'oxygène est relié (24') aux moyens de pilotage (25).  4. Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that the oxygen flow sensor (24) is connected (24 ') to the control means (25). 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur de débit (24) d'oxygène est agencé sur ou relié à la deuxième ligne (22) de gaz en un site localisé entre la vanne (23) et la deuxième sortie (22b) débouchant dans le compartiment (20) de mélange.  5. Apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in that the oxygen flow sensor (24) is arranged on or connected to the second line (22) of gas at a site located between the valve (23 ) and the second outlet (22b) opening into the mixing compartment (20). 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une troisième ligne (28) de gaz comportant une troisième entrée de gaz (28a) et une troisième sortie de gaz (28b), ladite troisième ligne (28) de gaz étant apte à extraire du compartiment de mélange (20) au moins une partie du mélange gazeux réalisé dans ledit compartiment de mélange (20) et à véhiculer ce mélange gazeux entre ladite troisième entrée (28a) et ladite troisième sortie (28b), ladite troisième entrée (28b) communiquant fluidiquement avec le compartiment (20) de mélange.  6. Apparatus according to one of claims 1 to 5, characterized in that it further comprises a third line (28) of gas comprising a third gas inlet (28a) and a third gas outlet (28b) , said third gas line (28) being able to extract from the mixing compartment (20) at least part of the gas mixture produced in said mixing compartment (20) and to convey this gas mixture between said third inlet (28a) and said third outlet (28b), said third inlet (28b) fluidly communicating with the mixing compartment (20). 7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la ligne (28) de gaz comporte un capteur de débit (27) de gaz relié (27') aux moyens de pilotage (25).  7. Apparatus according to one of claims 1 to 6, characterized in that the gas line (28) comprises a flow sensor (27) of gas connected (27 ') to the control means (25). 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de pilotage (25) comprennent : - des moyens de comparaison de débits (32) permettant de comparer une valeur de débit d'oxygène de consigne (Qc) à une valeur de débit d'oxygène mesurée (Qm) par le capteur de débit (24) d'oxygène, - des moyens de correction de débit (30) coopérant avec les moyens de comparaison de débits (32) et avec la vanne (23) à ouverture proportionnelle pour permettre d'ajuster ou de régler l'ouverture de passage d'oxygène dans  8. Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in that the control means (25) comprise: - flow comparison means (32) making it possible to compare a set oxygen flow value (Qc ) at an oxygen flow value measured (Qm) by the oxygen flow sensor (24), - flow correction means (30) cooperating with the flow comparison means (32) and with the valve (23) with proportional opening to allow adjustment or adjustment of the oxygen passage opening in <Desc/Clms Page number 11><Desc / Clms Page number 11> cette vanne (23) de manière à ajuster le débit d'oxygène alimentant le compartiment (20) de mélange, en réponse à une comparaison d'une valeur de débit d'oxygène de consigne (Qc) à une valeur de débit d'oxygène mesurée (Qm).  this valve (23) so as to adjust the oxygen flow supplying the mixing compartment (20), in response to a comparison of a set oxygen flow value (Qc) with an oxygen flow value measured (Qm). 9. Procédé de régulation du débit d'oxygène circulant dans une canalisation d'oxygène (22) et alimentant un compartiment de mélange (20) où s'effectue un mélange de l'oxygène avec un premier gaz amené jusqu'au compartiment (20) par une canalisation de gaz (21), dans lequel : (a) on fait circuler de l'oxygène dans une canalisation d'oxygène (22) sur laquelle est agencée au moins une vanne à ouverture proportionnelle (23) de manière à alimenter le compartiment de mélange (20) avec de l'oxygène, (b) on détermine le débit d'oxygène de consigne (Qc) nécessaire pour obtenir un mélange d'oxygène et dudit premier gaz dans des proportions souhaitées, (c) on mesure le débit d'oxygène (Qm) dans la canalisation d'oxygène (22), en aval de la vanne à ouverture proportionnelle (23), (d) on compare le débit d'oxygène de consigne (Qc) et le débit d'oxygène mesuré (Qm), (e) on agit sur la vanne à ouverture proportionnelle (23) en réponse à la comparaison de l'étape (d) de manière à ajuster l'ouverture de passage de gaz dans ladite vanne (23) pour obtenir le mélange d'oxygène et du premier gaz dans les proportions désirées au sein du compartiment (20) de mélange.  9. Method for regulating the flow of oxygen circulating in an oxygen pipe (22) and supplying a mixing compartment (20) where oxygen is mixed with a first gas supplied to the compartment (20 ) by a gas pipe (21), in which: (a) oxygen is circulated in an oxygen pipe (22) on which is arranged at least one proportional opening valve (23) so as to supply the mixing compartment (20) with oxygen, (b) determining the set oxygen flow rate (Qc) necessary to obtain a mixture of oxygen and said first gas in desired proportions, (c) measuring the oxygen flow (Qm) in the oxygen pipe (22), downstream of the proportional opening valve (23), (d) comparing the set oxygen flow (Qc) and the flow of measured oxygen (Qm), (e) we act on the proportional opening valve (23) in response to the comparison of the step (d) so as to adjust the gas passage opening in said valve (23) to obtain the mixture of oxygen and the first gas in the desired proportions within the mixing compartment (20). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier gaz est de l'air et en ce que le mélange air/oxygène réalisé contient de 20% à 99.9% d'oxygène. 10. Method according to claim 9, characterized in that the first gas is air and in that the air / oxygen mixture produced contains from 20% to 99.9% of oxygen.
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