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Appareil de respiration destiné spécialement aux traitements thérapeutiques de plus longue durée lors de dérangements localisés des organes de respiration.
Lors de dérangements fonctionnels prolongés des orga- nes de respiration (paralyse de respiration), il est nécessaire de provoquer une respiration artificielle mécanique à l'aide de ce que l'on appelle des appareils de respiration. Ce dispositif permet une dilatation et une contraction en succession périodi- que de la cage thoracique dont les muscles, par suite de la mala- die des nerfs, ont été mis hors fonctionnement. Les modifications de volume périodiques de la cage thoracique provoquent des modi- fications de volume correspondantes des poumons, ce qui signifie alternativement des respirations et des expirations.
Suivant le principe indiqué par Drinker, Philips a étudié un dispositif
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pour la respiration artificielle, pour lequel tout le corps du malade, à l'exception de la tête, se trouve dans un espace fermé dans lequel sont provoqués périodiquement des Variations de près sion, la tête du malade émergeant par contre de la chambre de pression, ce qui permet la respiration de l'air atmosphérique libre. L'espace fermé a dans ce cas des dimensions telles que le médecin ou l'infirmière peuvent également y séjourner de fa- çon passagère. Sur le même principe est basée la construction de l'appareil de respiration moderne de Binet et Bochet avec la différence cependant que l'espace fermé sert uniquement à éten- dre le malade.
On peut donc transporter le malade avec l'appa- reil, mais il'est cependant impossible de lui faire subir l'hy- giène indispensable, tandis que la chambre de Drinker ne présen- te pas cet inconvénient. Le défaut commun des deux appareils déjà cités consiste en ce que le malade doit se trouver généra- lement de façon immobile dans une chambre fermée, ce qui n'est , justifiable que pendant le stade aigu de la maladie.
L'appareil de respiration nouveau suivant la présente invention est né da la nécessité de traiter thérapeutiquement le malade, de telle sorte que sans être gêné il peut se déplacer, et qu'il peut même développer une activité quelconque. L'emploi du nouveau dispositif est spécialement indiqué lorsque le stade aigU de la maladie est passé et que les suites de la maladie ont été localisées dans les muscles respiratoires. Dans un tel cas, lorsque l'état physique général du malade est satisfaisant l'emploi du nouvel appareil de respiration permet de ne pas con- finer le malade au lit et à la chambre mais son déplacement li- bre dans la nature.
Grâce à cela on peut également éviter une série de maladies secondaires d'accompagnement, comme par exemple la pneumonie due à l'arrêt du sang dans les parties inférieures des poumons ou bien la septicémie qui provient du décubitus et en même temps on améliore de façon générale les conditions hy-
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giéniques générales et l'état moral du malade.
Les caractéristiques principales de l'appareil de respi- ration suivant la présente invention consistent en ce que, une partie seulement du corps du malade, spécialement la partie du corps se trouvant au-dessus de sa cage thoracique et de l'abdomen est munie d'une carcasse fermée hermétiquement, dont le petit volume permet de réaliser les variations de pression rythmiques à l'aide d'un petit appareillage portatif, qui peut 'être emporté et porté facilement par le garde ou bien par le malade lui-même.
Une forme de réalisation, donnée à titre d'exemple, de l'appareil de respiration suivant la présente invention est re- présentée par les figures des dessins I et II annexés. Les figu- res 1 -et 2 représentent la disposition de la carcasse hermétique et de l'appareillage portatif sur le corps du malade, les figures 4 et 6 représentent la constitution de l'appareillage portatif enfermé dans une boite à main.
La carcasse 1 (figures 1 et 2) est adaptée suivant les nécessités individuelles ou cliniques exactement ou de façon ap- prochée à l'extérieur du corps du malade. Elle peut par exemple être fabriquée à l'aide d'une empreinte en gypse, à partir d'al- liages légers, de résine synthétique ou bien aussi par enroule- ment d'une bande en toile imprégnée d'une matière de renforce- ment appropriée. Pour pouvoir ajuster facilement la carcasse, elle est réalisée de manière à pouvoir l'ouvrir, ou bien elle est composée de plusieurs parties qui peuvent être facilement réunies Dans la partie active, c'est-à-dire au-dessus de la cage thoraci- que et de l'abdomen du malade, la carcasse est écartée par des pièces d'écartement appropriées 2, par exemple en caoutchouc, d'une certaine distance du corps.
La fixation, mais spécialement le calfeutrage de la carcasse sur le corps du malade;est effectuée à l'aide d'une ou de plusieurs ceintures en caoutchouc 3, 4 qui calfeutrent complètement la carcasse, surtout au cou 5, aux bras 6
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au ventre 7 et éventuellement également aux hanches 8. Grâce à cette disposition, on a constitué directement sur le corps du malade une chambre 9 fermée hermétiquement ayant un faible volu- me (environ 6 à 8 litres), dans laquelle à l'aide de l'appareilla ge décrit plus loin peuvent être provoquées les variations de pression nécessaires. Le chiffre de référence 10 désigne la piè- ce de jonction avec l'appareillage.
Suivant les expériences pratiques la différence A p entre la valeur maxima p1 et la valeur minima p2 de la pression doit être au plus de à,03 atm. Si l'on suppose que les variations de pression ont lieu de manière isothermique, le produit de la pres- sion par le volume a une/râleur constante - Si donc v1 est le volume de la carcasse et si # v est l'augmentation de ce volume provoquée par la course d'ouverture de la pompe à air, (voir plus loin la description de l'appareillage), on obtient la relation suivante :
EMI4.1
Pi VI = pl ¯ Q p , 1 V/.
Par la multiplication et en ne tenant pas compte du produit A P # v , on obtient comme valeur de la modification de volume nécessaire la formule A v = v1 # .
EMI4.2
p .
Si dans le cas présent v1 = max. 8 litres, p1 = 1 atm. on obtient pour p max. = 0,03 atm.
# max = 8I. 0,03 0,24 litres.
Ce volume d'air doit être comprimé pendant chaque période d'aspi- ration dans la carcasse et doit ensuite en être aspiré. En te- nant compte de la température du corps et de la fréquence de respiration de 15 à 30 par minute, on ne peut pas supposer que les températures à l'extérieur et à l'intérieur de la carcasse se trouvent en équilibre, de telle sorte que les variations de pres- sion -ne sont en réalité pas isothermiques, mais presque adiaba- tiques. On ne doit donc pas admettre que pv = const . mais que
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p.vx = constante, dans laquel x = 1,4.
Pratiquement le phénomène réel se rapproche d'une poly- trope, de telle sorte qu'une pompe à air de plus faible capacité que celle qui est déterminée théoriquement est suffisante. Puis- que la surface active de la pompe à air est d'environ q = 28 cm, il faudrait en supposant un phénomène isothermique, que sa cour- se soit de S = # v = 240 = 8,6 cm. Mais dans la pratique 6,5 q 28 à 7 cm. sont suffisants et on pourra régler la longueur de la course. De ce qui précède, on peut voir que la pompe à air peut avoir une très faible capacité dans le nouvel appareil de respira tion.
Il s'en-suit que tout le mécanisme d'actionnement de la pompe peut avoir de faibles dimensions, ce qui permet d'enfermer tout l'appareillage dans une petite boite portative, qui peut être suspendue à l'épaule du malade ou qu'il peut porter à la main.
Dans l'appareillage représenté à titre d'exemple par les figures 4 à 6 du dessin II annexé., on utilise comme pompe à air un soufflet Il,qui est actionné à l'aide d'un levier allongé 12 à bras unique, monté par rotation sur le pivot fixe 13. Les cour- ses de retour sont provoquées par un pivot 14 en forme de coulis- seau qui glisse dans la rainure 15 du levier 12. Le pivot coulis- sant est supporté par un disque 16, qui conjointement avec la vis sans fin 17 constitue un réducteur à vis sans fin. Grâce à cette disposition du mécanisme un moteur à collecteurs universel 18 de faible puissance (environ 20 à 25 watts) est suffisant, particu- lièrement parce que le soufflet ne nécessite pas de joints aux parties mobiles, de telle sorte que les plus grandes résistances passives qui se présentent habituellement sont supprimées.
Lors du séjour du malade au domicile, on peut alimenter le moteur par le réseau en passant par l'intermédiaire d'un transformateur et lors du séjour du malade à l'extérieur le moteur est alimenté par une batterie 19 composée d'éléments secs ou bien par des accumu- lateurs alcalins. La grandeur S de la course de travail de la pompe à air peut être réglée suivant les besoins par le déplace-
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ment du pivot coulissant 14 dans la rainure raciale 20 du disque 20. Le déplacement a lieu à l'aide de la poignée 21, à l'aide de laquelle on peut en cas de nécessité ,lors d'une panne quelconque de la source de courantactionner le mécanisme à la main.
La fré- quence des variations de pression peut être réglée suivant le rithme de respiration du malade, à l'aide d'un régulateur 22 pour la résistance 23 ( voir la Figure 6 ). Cette figure représente également les appareils de mesure et de contrôle appropriés et les autres accessoires, comme le voltmètre 24, le vacuummètre annulaire 23, le commutateur 26, les bornes 27, etc.
Tout le mécanisme est fabriqué dans un matériau très léger, et est dispo- sé de façon très serrée, comme on l'a déjà dit plus haut, dans une petite boite à main 28, de telle sorte qu'il peut être faci- lement transporté par le malade lui-même ou bien par la personne qui le soigne (figure 3). A la paroi latérale de la boite (figu- re 26) est prévue une armature de raccordement 29 pour le tube de raccordement aboutissant à la carcasse; le chiffre de référence 30 désigne une soupape de réglage pour la mise au point de la Pression.
La solution constructive de l'appareillage,décrite dans le texte et représentée par les figures, n'est qu'une forme de réalisation donnée à titre d'exemple de l'idée de la présente in- vention, invention qui peut également être mise en oeuvre d'une autre manière par exemple à l'aide d'une autre réalisation du mé- canisme d'actionnement, ou d'une autre combinaison de sources de motrices etc.-La solution de carcasse représentée ne doit égale- ment que servir d'exemple,
etpeut être remplacée par exemple par une carcasse qui n'est rendue étanche qu'à la partie antérieure active du corps ou par un dispositif semblable. Il ne faut consi- dérer ces modifications de la forme et de l'agencement des élé- ments de l'invention que comme des modifications constructives de l'idée de base de la présente invention.
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Breathing device specially designed for longer term therapeutic treatments for localized disturbances of the respiratory organs.
In the event of prolonged functional disturbances of the respiratory organs (respiratory paralysis), it is necessary to induce mechanical artificial respiration with the aid of so-called breathing apparatus. This device allows dilation and contraction in periodic succession of the thoracic cage, the muscles of which, as a result of nerve disease, have been disabled. Periodic volume changes in the rib cage cause corresponding volume changes in the lungs, which alternately means breaths and exhales.
Following the principle indicated by Drinker, Philips studied a device
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for artificial respiration, in which the whole body of the patient, with the exception of the head, is in a closed space in which variations in close proximity are periodically caused, the head of the patient emerging on the other hand from the pressure chamber , which allows the breathing of free atmospheric air. In this case, the enclosed space has dimensions such that the doctor or nurse can also stay there temporarily. The construction of the modern breathing apparatus of Binet and Bochet is based on the same principle, with the difference, however, that the closed space serves only to extend the patient.
The patient can therefore be transported with the apparatus, but it is nevertheless impossible to make him undergo the essential hygiene, while the Drinker chamber does not present this drawback. The common defect of the two devices already mentioned is that the patient must generally be immobile in a closed room, which is only justifiable during the acute stage of the disease.
The new breathing apparatus according to the present invention was born from the need to treat the patient therapeutically, so that he can move around without being hampered, and that he can even develop any activity. The use of the new device is especially indicated when the acute stage of the disease has passed and the consequences of the disease have been localized in the respiratory muscles. In such a case, when the general physical condition of the patient is satisfactory, the use of the new breathing apparatus makes it possible not to confine the patient to bed and to the room but to move freely in nature.
Thanks to this we can also avoid a series of secondary accompanying diseases, such as for example pneumonia due to the stoppage of blood in the lower parts of the lungs or sepsis which comes from the recumbency and at the same time we improve in a way. general hy-
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general genetics and the patient's moral state.
The main features of the breathing apparatus according to the present invention are that only a part of the patient's body, especially the part of the body above his rib cage and the abdomen is provided with 'a hermetically sealed carcass, the small volume of which allows rhythmic pressure variations to be achieved with the aid of a small portable apparatus, which can' be taken and carried easily by the guard or by the patient himself.
An exemplary embodiment of the breathing apparatus according to the present invention is shown in the figures of the accompanying drawings I and II. Figures 1 -and 2 represent the arrangement of the hermetic carcass and the portable apparatus on the patient's body, Figures 4 and 6 represent the constitution of the portable apparatus enclosed in a hand box.
Carcass 1 (Figures 1 and 2) is adapted according to individual or clinical needs exactly or closely to the exterior of the patient's body. It can, for example, be manufactured using a gypsum impression, from light alloys, synthetic resin or also by winding a strip of fabric impregnated with a reinforcing material. appropriately. In order to be able to easily adjust the carcass, it is made in such a way that it can be opened, or it is composed of several parts which can be easily joined together In the active part, that is to say above the thoracic cage. - that and the patient's abdomen, the carcass is separated by appropriate spacers 2, for example rubber, at a certain distance from the body.
The fixation, but especially the caulking of the carcass on the patient's body; is carried out using one or more rubber belts 3, 4 which completely caulk the carcass, especially at the neck 5, at the arms 6
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on the stomach 7 and possibly also on the hips 8. Thanks to this arrangement, a hermetically sealed chamber 9 having a small volume (about 6 to 8 liters) was formed directly on the patient's body, in which using the apparatus described below can be caused by the necessary pressure variations. Reference numeral 10 designates the junction part with the switchgear.
According to practical experiments the difference A p between the maximum value p1 and the minimum value p2 of the pressure must be at most 0.03 atm. If it is assumed that the pressure variations take place isothermally, the product of the pressure by the volume has a constant / gripe - If therefore v1 is the volume of the carcass and if # v is the increase in this volume caused by the opening stroke of the air pump, (see the description of the apparatus below), the following relation is obtained:
EMI4.1
Pi VI = pl ¯ Q p, 1 V /.
By multiplying and not taking into account the product A P # v, we obtain as the value of the necessary volume modification the formula A v = v1 #.
EMI4.2
p.
If in the present case v1 = max. 8 liters, p1 = 1 atm. we obtain for p max. = 0.03 atm.
# max = 8I. 0.03 0.24 liters.
This volume of air must be compressed during each suction period in the carcass and must then be sucked out. Taking into account the body temperature and the respiration rate of 15 to 30 per minute, it cannot be assumed that the temperatures outside and inside the carcass are in equilibrium, as so that the pressure variations are in reality not isothermal, but almost adiabatic. We must therefore not admit that pv = const. but that
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p.vx = constant, in which x = 1.4.
Practically the real phenomenon is close to a polytrope, so that an air pump of lower capacity than that which is theoretically determined is sufficient. Since the active surface of the air pump is about q = 28 cm, it would be necessary, assuming an isothermal phenomenon, that its stroke be S = # v = 240 = 8.6 cm. But in practice 6.5 q 28 to 7 cm. are sufficient and the length of the race can be adjusted. From the above it can be seen that the air pump may have a very low capacity in the new breathing apparatus.
It follows that the entire actuating mechanism of the pump can have small dimensions, which makes it possible to enclose all the equipment in a small portable box, which can be suspended from the patient's shoulder or which 'it can carry by hand.
In the apparatus shown by way of example by Figures 4 to 6 of the attached drawing II., An air pump is used as a bellows II, which is actuated by means of an elongated lever 12 with a single arm, mounted by rotation on the fixed pivot 13. The return runs are caused by a pivot 14 in the form of a slide which slides in the groove 15 of the lever 12. The sliding pivot is supported by a disc 16, which together with the worm 17 constitutes a worm gear reducer. Thanks to this arrangement of the mechanism a universal manifold motor 18 of low power (about 20 to 25 watts) is sufficient, particularly because the bellows does not require joints to the moving parts, so that the larger passive resistances that usually occur are deleted.
During the patient's stay at home, the motor can be powered by the network passing through a transformer and during the patient's stay outside the motor is powered by a battery 19 composed of dry elements or well by alkaline accumulators. The quantity S of the working stroke of the air pump can be adjusted as required by the
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ment of the sliding pivot 14 in the racial groove 20 of the disc 20. The displacement takes place using the handle 21, with the help of which it is possible, if necessary, in the event of any failure of the source of run the mechanism by hand.
The frequency of the pressure changes can be adjusted according to the patient's breathing rhythm, using a regulator 22 for resistance 23 (see Figure 6). This figure also shows the appropriate measuring and testing devices and other accessories, such as voltmeter 24, ring vacuum meter 23, switch 26, terminals 27, etc.
The whole mechanism is made of a very light material, and is arranged very tightly, as already said above, in a small hand box 28, so that it can be easily transported by the patient himself or by the caregiver (figure 3). At the side wall of the box (FIG. 26) is provided a connection frame 29 for the connection tube ending in the carcass; reference numeral 30 denotes a regulating valve for adjusting the Pressure.
The constructive solution of the apparatus, described in the text and represented by the figures, is only one embodiment given by way of example of the idea of the present invention, an invention which can also be implemented. implemented in another way, for example using another embodiment of the actuating mechanism, or another combination of motor sources etc. The carcass solution shown must also only serve as an example,
andmay be replaced, for example, by a carcass which is sealed only at the active front part of the body or by a similar device. These modifications of the form and arrangement of the elements of the invention should be regarded only as constructive modifications of the basic idea of the present invention.