Appareil de réanimation pulmonaire
La présente invention a pour objet un appareil de réanimation pulmonaire.
On utilise déjà couramment divers appareils pour fournir de l'oxygène à un sujet présentant une respiration difficile ou un arrêt de la respiration. Dans les cas de dyspnée aiguë ou d'arrêt respiratoire, les appareils conventionnels utilisés dans les techniques de réanimation par bouche à bouche, par bouche à masque ou par masque à masque ne conviennent généralement pas pour envoyer l'oxygène aux sujets de manière propre à assurer un échange efficace de l'oxygène et du gaz carbonique dans le système vascul aire de ce sujet. Avec les techniques connues, le sujet ne reçoit le gaz qu'à une pression intrapulmonaire négligeable représentée par la force intermittente d'exhalation de l'opérateur administrant son aide et par conséquent ne reçoit jamais plus de 18 o/o d'oxygène pendant l'échange par inhalation et exhalation.
Dans les cas de dyspnée aiguë cependant, une pression intrapulmonaire intermittente et une admission d'oxygène beaucoup plus importantes sont nécessaires, bien que la pression intermittente requise puisse être abaissée quand la condition du sujet s'améliore. En outre, ces méthodes n'empêchent pas le sujet d'avaler sa langue et ne compensent pas l'occlusion rhino-pharyngée qui contrarie l'admission d'oxygène destiné à soutenir la vie du sujet. De plus, par suite des fluctuations de la pression d'exhalation de l'opérateur, il se produit un échange d'oxygène à un taux variable au lieu d'un échange à un taux déterminé comme cela est désirable.
Enfin, dans ces techniques, l'absence de refoulement intrapulmonaire est une possibilité à envisager et dans les techniques utilisant un masque pour le sujet recevant les soins il existe encore une possibilité de fuite affectant la pression et la quantité d'oxygène délivré.
Les appareils tels que le poumon d'acier ou la tente à oxygène, tout en travaillant dans une atmosphère à 100 O/o d'oxygène et permettant une thérapeutique efficace dans certains cas spécifiques, utilisent des milieux qui sont fournis au corps du sujet extérieurement plutôt qu'intérieurement et n'assurent pas le degré de ventilation des poumons qui est désirable et nécessaire dans les cas de dyspnée aiguë ou d'arrêt respiratoire. Ces appareils, de même que les réanimateurs standards et les autres appareils respiratoires à pression d'usage courant, présentent une masse et un poids considérables. Dans les appareils d'urgence, l'humidification fait défaut ou est inadéquate. Un problème que présente le réanimateur standard en particulier vient de ce qu'il comprend un régulateur agencé pour couper l'envoi du gaz chaque fois qu'une contrepression est détectée.
Cet effet peut être produit évidemment par des facteurs autres que la quantité aspirée complète. En outre, la disposition compliquée des soupapes dans ces appareils trompe souvent les opérateurs inexpérimentés et parfois même le personnel hospitalier entraîné. Ils sont sujets aussi à un mauvais fonctionnement dû à leur complexité.
D'autres appareils proposés pour assurer un courant continu d'oxygène vers le sujet conduisent à des déficiences cardiaques graves et doivent être évités quand on dispose d'appareils permettant une fourniture intermittente d'oxygène. Par ailleurs, beaucoup de techniques radicales de pratique courante, par exemple la trachéotomie ou une technique impliquant l'emploi d'une sonde rhino-pharyngienne, nécessitent une direction professionnelle et un médecin capable d'éviter au sujet des troubles sérieux et permanents.
Pour combattre les inconvénients des appareils de réanimation antérieurs, on a cherché à obtenir un appareil permettant une ventilation adéquate et un déplacement correct de l'azote à partir des poumons par de l'oxygène dans les cas de respiration difficile ou d'arrêt de la respiration, avec un minimum de danger pour le sujet même si l'opérateur est inexpérimenté. Avec une application intermittente sous pression, un mélange gazeux comprenant plus de 94,5 0/o d'oxygène et de 2,7 à 4,0 O/o de gaz carbonique peut être fourni aux poumons du sujet de façon intermittente. Par un choix et une commande judicieux de la pression intermittente, déterminée par la condition du sujet, l'assimilation de l'oxygène dans le système vasculaire du sujet est assurée en correspondance directe avec les nécessités physiologiques.
I1 est connu que pendant la respiration le volume gazeux qui pénètre dans les passages respiratoires à chaque aspiration ne pénètre pas entièrement dans les alvéoles du poumon, c'est-à-dire les régions où s'effectue réellement l'échange gazeux, et que c'est ce gaz alvéolaire plutôt que le gaz inspiré qui représente le milieu gazeux effectif du corps. Par conséquent, les avantages d'une application intermittente à pression intrapulmonaire positive pendant la respiration, qui facilite la pénétration du milieux gazeux inspiré dans les alvéoles des poumons et augmente l'absorption d'oxygène par le sang, sont faciles à apprécier.
Des essais ont montré qu'après une minute seulement de traitement en pratiquant la méthode qui va être décrite, le pourcentage élevé d'azote inerte, 80 /o approximativement, qui est ordinairement présent dans les poumons d'un sujet, est largement remplacé par de l'oxygène et réduit proportionnellement à 2 /o approximativement du milieu gazeux dans les poumons.
L'appareil faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une source d'oxygène sous pression, un masque respiratoire facial sous pres. sion destiné à être fixé sur la face d'un opérateur de façon étanche à l'air, le masque comportant une entrée et une soupape d'entrée par lesquelles un milieu gazeux peut s'écouler à travers cette entrée dans l'intérieur du masque quand il est fixé sur la face de l'opérateur, le masque comportant un canal de sortie et une soupape d'exhalation montée dans ce canal pour commander l'exhalation à travers ce dernier, et agencée pour s'ouvrir seulement en réponse à une force d'exhalation qui excède la pression du milieu gazeux s'écoulant dans le masque, des moyens faisant communiquer l'oxygène de la source avec l'intérieur du masque,
un régulateur de pression réglable pour commander sélectivement la pression de l'oxygène envoyé par la source, un conduit en communication avec l'extérieur du masque, un tube bucco-pharyngien monté sur une extrémité du conduit et présentant une partie extrême libre arquée permettant d'insérer le tube dans la gorge d'un sujet présentant un arrêt respiraoire, et des moyens pour charger la soupape d'exhalation dans une position normalement fermée correspondant à la pression sélectionnée de l'oxygène envoyé au masque, de manière que lorsque le masque est porté en position active par l'opérateur administrant une aide audit sujet, la soupape d'exhalation s'ouvre et reste ouverte pendant les intervalles où la force d'exhalation de l'opérateur dépasse la charge de la soupape pour envoyer ainsi les exhalations de l'opérateur dans les poumons du sujet.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue générale de cette forme d'exécution ;
la fig. 2 est une coupe partielle, à plus grande échelle, d'un masque respiratoire représenté à la fig. 1;
la fig. 3 est une coupe correspondant à celle de la fig. 2 et montrant certains organes dans une autre position;
la fig. 4 est une vue en perspective de ce masque;
la fig. 5 est une coupe, à plus grande échelle, d'un régulateur représenté à la fig. 1, et
la fig. 6 est une coupe correspondant à celle de la fig. 5 et montrant certains organes dans une autre position.
L'appareil de réanimation 10 représenté comprend un cylindre d'oxygène 11 présentant par exemple une capacité de 4,85 litres afin d'être facilement mobile. La sortie 12 du cylindre d'oxygène est connectée par un conduit 13 à l'entrée 14 d'un régulateur 15 de pression respiratoire représenté schématiquement sur les fig. 5 et 6. La sortie 16 du régulateur est connectée à une extrémité d'un tuyau souple 17 à oxygène dont l'autre extrémité est connectée à l'entrée d'un masque respiratoire à pression 19 conventionnel. Un second tuyau d'oxygène 21 est connecté à la sortie du masque et comporte à son autre extrémité une voie d'air 23 pouvant être insérée dans la gorge du sujet.
La voie d'air est faite en caoutchouc tendre plutôt qu'en matière plastique ou en métal pour éviter de blesser la gorge du sujet, et présente une partie extrême arquée 24 destinée à s'étendre dans la trachée du sujet quand la voie d'air est insérée dans la gorge. Un anneau métallique est noyé dans la paroi de la voie d'air à proximité d'un anneau de garde 25 pour les lèvres afin que les dents du sujet ne viennent pas fermer la voie d'air.
Pour assurer la réanimation d'un sujet, la voie d'air est insérée dans la gorge du sujet présentant des troubles ou un arrêt de la respiration et le masque est ajusté sur la face de l'opérateur qui peut alors recevoir l'oxygène à une pression déterminée depuis le régulateur en réglant le disque sélecteur de pression du régulateur sur une pression de sortie déterminée. De préférence, le disque sélecteur est gradué pour indiquer la pression en centimètres d'eau, bien que d'autres systèmes de mesure puissent être utilisés.
Dans les cas de dyspnée aiguë, on utilise ordi nairement une pression de 20 cm d'eau, bien qu'on puisse monter sans danger jusqu'à 41 cm d'eau.
Par suite de la charge de la soupape d'exhalation du masque en correspondance avec la pression de sortie du régulateur, comme on le verra plus loin,
I'opérateur est obligé d'exhaler avec une pression qui dépasse la pression fournie par le régulateur afin d'ouvrir le conduit d'exhalation et de permettre un courant d'oxygène en direction du sujet. Par conséquent, le sujet reçoit dans ses poumons de l'oxygène à une pression pratiquement uniforme, toujours supérieure à une valeur déterminée.
Pour éviter la possibilité d'une hyperventilation du sujet ou de l'opérateur, ce dernier, après l'inhalation, attend un court instant avant d'exhaler, par exemple deux ou trois secondes. Il attend également pendant un bref instant correspondant avant d'inhaler afin de maintenir un taux de dix respirations à la minute pendant toute la thérapeutique respiratoire jusqu'au moment où le sujet commence à respirer par lui-même. De cette manière, on envoie au sujet un mélange humidifié d'oxygène et de gaz carbonique à des intervalles réguliers correspondant en durée et en fréquence aux exhalations de l'opérateur et en quantité très supérieure à celle qui serait reçue par une personne respirant de l'oxygène à 100 O/o à une pression et un taux respiratoire normaux.
Comme indiqué précédemment, on peut envoyer dans le poumon du sujet un mélange contenant jusqu'à 4 O/o de gaz carbonique si cela est nécessaire pour exciter le centre respiratoire du sujet comme le ferait sa propre respiration. Les analyses des gaz envoyés au sujet au cours du procédé de réanimation décrit ont montré qu'après une minute de respiration sous une pression comprise entre 10 et 20 cm d'eau, on envoie au sujet un mélange contenant approximativement 3,2 o/o de gaz carbonique, 94,8 /o d'oxygène et 2 o/o d'azote.
Les 2 O/o d'azote représentent la quantité résiduelle restant dans les poumons de l'opérateur et provenant de la proportion élevée d'azote, se montant à 80 /o, présente au début de la thérapeutique respiratoire.
D'autres analyses ont montré qu'après une à treize minutes de respiration sous pression, le mélange envoyé contient de 2,7 à 3,2 o/o de gaz carbonique et de 96,5 à 94,8 o/o d'oxygène. Ces mélanges sont évidemment très satisfaisants, notamment si on les compare avec le mélange que l'on peut obtenir à partir de l'exhalation pendant la respiration de l'air ambiant, comme cela serait le cas avec une technique de réanimation par bouche à bouche, mélange qui contient approximativement 80 /o d'azote et 18 /o d'oxygène.
L'incorporation de l'opérateur dans la ligne d'alimentation d'oxygène peut apporter beaucoup d'autres avantages en plus de l'obtention d'un mélange favorable d'oxygène et de gaz carbonique. La respiration de l'opérateur, par exemple, humidifie l'oxygène avant son envoi au sujet et évite par conséquent les effets indésirables tels que la déshydratation avec desquamation des tissus membraneux, l'augmentation de la viscosité des sécrétions bronchiques, etc., qui résultent généralement d'un défaut d'humidification.
L'exhalation de l'opérateur assure l'envoi au sujet d'un oxygène à une pression positive uniforme et de façon intermittente, la pression du mélange gazeux fourni étant légèrement supérieure à la pression de charge de la soupape d'exhalation. Ainsi, on est certain qu'une pression légèrement supérieure à la pression sélectionnée par le disque est disponible pour envoyer le mélange gazeux dans les poumons du sujet à chaque exhalation de l'opérateur. L'expérience a montré que la pression d'exhalation exercée par l'opérateur pour surmonter la pression de charge totale sur la soupape d'exhalation et forcer celle-ci à s'ouvrir est légèrement supérieure à la pression de charge d'une valeur comprise entre 2,5 et 3,8 cm d'eau et qu'elle n'excède pratiquement jamais cette valeur.
Par conséquent, l'intervention de l'opérateur constitue aussi un facteur de sécurité pour empêcher une surpressurisation des poumons du sujet qui peut se produire avec un dispositif mécanique d'alimentation du mélange gazeux.
Les moyens par lesquels la charge de la soupape d'exhalation du masque est obtenue et le fonctionnement de la soupape pendant l'inhalation et l'exhalation sont illustrés schématiquement par les fig. 2 et 3. On peut utiliser avantageusement avec l'appareil décrit le masque produit par la Minde Safety
Appliances Corporation, Philadelphie, USA, modèle No A13-A. Le masque comprend un canal d'entrée 31 défini par la paroi extérieure 32 en caoutchouc du masque et par une paroi de caoutchouc 33 dont la surface interne 34 constitue la surface intérieure du masque. L'entrée 35 du masque peut être mise en communication avec la sortie du régulateur de pression au moyen du tuyau souple 17 (fig. 1) de manière que l'oxygène à une pression correspondant à la pression extérieure du régulateur soit envoyé dans le canal d'entrée 31.
Une soupape comprenant un siège 36 à son extrémité supérieure est connectée à une paroi interne 37 du masque qui est formée d'une seule pièce avec la paroi 33 et disposée pratiquement perpendiculairement à cette dernière. Le siège de soupape, qui est disposé de manière à être légèrement au-dessous de la bouche du porteur du masque quand ce dernier est monté sur la face du porteur au moyen d'un volet d'étanchéité 38 (fig. 4), comprend une partie supérieure annulaire 39 au-dessous de laquelle s'étend une bride annulaire 41 disposée au centre de la partie 39 et constituant un siège à sa partie annulaire inférieure contre lequel un élément de soupape 42 s'engage quand la soupape est en position fermée (fig. 2). Cet élément 42 est en forme de disque annulaire et disposé centralement par rapport à un diaphragme élastique 43 auquel il est fixé par un plan de jonction.
Le diaphragme s'appuie à son tour dans l'extrémité supérieure d'une douille 44 et est serré dans celle-ci par un anneau 45 disposé sur la marge périphérique du diaphragme et maintenu en place par des boulons 46 qui unissent le siège de la soupape et l'extrémité supérieure de la douille. Des pièces d'espacement 47 sont disposées autour des tiges des boulons 46 et servent à serrer l'anneau et le diaphragme contre la douille et à espacer l'extrémité supérieure de la douille du siège de soupape. L'élément 42 de la soupape est sollicité vers le haut en position fermée normale contre le siège de soupape par un ressort de compression hélicoïdal 48 qui est monté dans un alésage de section élargie de la douille et fixé à son extrémité supérieure à la face inférieure du diaphragme.
La pression de sortie du régulateur est communiquée à la face inférieure du diaphragme par un trou axial 49 de la douille qui est disposée dans le masque de façon que son extrémité inférieure 51 de section réduite s'étende à travers une ouverture 52 ménagée dans la paroi 33 et s'ouvre dans le canal d'entrée du masque.
Le masque comprend de préférence des moyens de fixation, par exemple une sangle non représentée, agencés pour maintenir le masque en position d'appui contre la face du porteur afin de libérer les mains de ce dernier. Pendant l'inhalation de l'opérateur, l'oxygène pénètre dans l'intérieur du masque à travers le canal d'entrée (fig. 2) et à travers des soupapes d'inspiration 53 (fig. 4). Lors de l'exhalation par l'opérateur, l'élément de la soupape d'exhalation et le diaphragme sont sollicités vers le bas pour ouvrir la soupape chaque fois que Opérateur exhale avec une pression suffisante pour surmonter la pression de charge sur la face inférieure du diaphragme représentée par la pression de sortie totale du régulateur et la faible pression dirigée vers le haut du ressort hélicoïdal.
Les soupapes d'inspiration sont alors fermées et le souffle d'expiration de l'opérateur, comprenant de l'oxygène pur et une petite proportion de gaz carbonique constituant sa propre élimination corporelle, est forcé à travers l'ouverture de la soupape entre le siège et l'élément 42 dans un canal d'échappement 55 du masque (fig. 3), de sorte que le mélange est envoyé au sujet par le conduit d'exhalation 21 flexible et la voie d'air.
Le réglage de la pression et la commande de l'alimentation en oxygène depuis le cylindre d'oxygène sont assurés par le réglage du régulateur de pression représenté schématiquement aux fig. 5 et 6.
Le régulateur de Aro Equipment Corp., Cleveland,
Ohio, modèle A-14, a donné toute satisfaction. Le régulateur comprend un coffret 61 présentant une lumière d'entrée 14 communiquant avec la sortie du cylindre d'oxygène et une lumière de sortie 16 communiquant avec la ligne d'alimentation d'oxygène.
L'oxygène s'écoule à travers le logement de l'entrée à la sortie quand la soupape dans le coffret est ouverte (fig. 6) et le courant est coupé quand la soupape est fermée (fig. 5). L'écoulement de l'oxygène et sa pression à la sortie du régulateur sont commandés par le réglage d'un disque sélecteur de pression 64 sur la face du régulateur qui est mécaniquement liée à un élément 65 de soupape. Une extrémité de cet élément pivote sur un bras 66 qui, à son tour, pivote à une de ses extrémités sur la paroi du coffret et à son autre extrémité sur un côté d'un diaphragme élastique 67 disposé dans le coffret et qui forme une paroi du canal d'écoulement de t'oxygène à travers ce coffret. Le bras 66 pivote sur le centre du diaphragme.
L'autre côté du diaphragme est connecté au disque rotatif par une articulation mécanique comprenant deux paires de roues coniques 68, 69 et 71, 72 cooopérant avec un bras élastique 73 qui est fixé par une extrémité à la roue conique 72 et par l'autre extrémité au centre du diaphragme. Le mouvement rotatif du disque est transmis par la première paire de roues à la seconde au moyen d'un arbre 74 qui peut tourner dans la paroi du coffret.
La rotation du disque produit le mouvement des roues coniques et le bras 73 bascule vers la droite comme le montre la fig. 6 pour déplacer le diaphragme également vers la droite. On voit que ce mouvement du diaphragme est transmis par le bras 66 à l'élément de soupape pour soulever ce dernier du siège et ouvrir le canal d'écoulement à travers le coffret. La pression à la sortie du régulateur dépend évidemment du mouvement du diaphragme 67 et de la charge du bras 73 qui sont commandés par le réglage du disque rotatif.
On comprend qu'avec le procédé décrit, un mélange riche en oxygène peut être envoyé à une pression positive choisie dans les poumons d'un sujet présentant des troubles ou un arrêt de la respiration, la pression particulière choisie étant suffisante pour assurer l'assimilation de l'oxygène dans le système vasculaire du sujet en quantité désirée. Comme le besoin d'oxygène supplémentaire, proportionnellement à la quantité d'air inspirée, est grand dans les cas de dyspnée aiguë, pour augmenter l'oxyhémoglobine du sang à un haut niveau, il est par conse- quent avantageux d'activer l'absorption d'oxygène quand la thérapeutique vient d'être commencée.
Quand la condition du sujet s'améliore, la pression peut être diminuée de façon correspondante et quand le sujet est capable de respirer par lui-même, l'opérateur peut retirer la voie d'air de la gorge du sujet et placer son propre masque sur la face du sujet pour permettre à ce dernier de respirer de l'oxygène à 100 /o directement depuis le régulateur de pression mais avec une pression de sortie nulle. Un réglage zéro du disque sélecteur est nécessaire dans ce cas, de façon qu'une pression négative induite dans le canal d'écoulement à travers le régulateur pendant l'inhalation déplace le diaphragme du régulateur afin d'ouvrir la soupape et d'admettre de l'oxygène seulement pendant l'inhalation du sujet.
Par ailleurs, il peut être avantageux aussi, quand l'état du sujet s'améliore, que I'opérateirr envoie son propre air expiré dans les poumons du sujet en déconnectant l'alimentation d'oxygène à son masque.
Toutefois, on envoie moins de 18 O/o d'oxygène au sujet de cette manière.
L'opérateur, pendant sa propre exhalation, peut maintenir le nez du sujet fermé avec une main pour constituer un circuit fermé. Après chaque exhalation de l'opérateur, suite à laquelle l'écoulement d'oxygène vers le sujet cesse, les poumons élastiques du sujet se rétractent automatiquement et envoient le gaz expiré dans l'atmosphère autour de la voie d'air en caoutchouc. A ce moment, l'opérateur doit év ;- demment relâcher le nez du sujet pour aider l'exhalation. Si on le désire, on peut utiliser une voie d'air munie d'une soupape de retenue à clapet pour faciliter l'exhalation du sujet. I1 peut être avantageux aussi pendant les périodes qui suivent les exhalations de l'opérateur que ce dernier applique manuellement une pression sur le thorax du sujet pour forcer l'air provenant du poumon de ce dernier.
En outre, dans les cas d'arrêt cardiaque, une stimulation cardiaque peut être appliquée pendant ces périodes par la méthode de massage cardiaque à thorax fermé qui est évidemment beaucoup moins hasardeuse que la stimulation cardiaque par la méthode à thorax ouvert.
On voit que l'appareil respiratoire à pression positive décrit plus haut utilise un masque respiratoire à pression conventionnel monté dans une ligne d'alimentation d'oxygène vers le sujet, le masque recevant l'oxygène d'une source d'oxygène à pression réglable. Le masque comporte des moyens pour charger sa soupape d'exhalation en position fermée à une pression déterminée à partir de la source d'oxygène, de manière que l'opérateur portant le masque envoie l'oxygène par intermittence au sujet pendant des périodes correspondant aux exhalations de l'opérateur et à une pression correspondant à ladite pression déterminée mais la dépassant d'environ 2,5 à 3,8 cm d'eau.
L'appareil décrit est d'un maniement souple et simple. Par suite de son faible poids et de sa mobilité, il est particulièrement avantageux pour être utilisé dans des zones confinées limitées.
Cet appareil utilise un écoulement intermittent d'un mélange d'oxygène et de gaz carbonique, à une pression supérieure à une pression déterminée, à travers une voie d'air insérée dans la gorge du sujet et conduisant le mélange gazeux dans les poumons de ce dernier. Le courant est envoyé au sujet pendant les intervalles de temps correspondant aux exhalations de l'opérateur pratiquant la réanimation, et la pression du mélange envoyé au sujet est déterminée par la pression des exhalations de l'opérateur qui est toujours légèrement supérieure à la pression déterminée. L'air humide expiré par l'opérateur, mélangé avec l'oxygène envoyé par la source, assure l'humidification du mélange et apporte la proportion de gaz carbonique nécessaire à cette thérapeutique.
L'interposition de l'opérateur dans la ligne d'alimentation d'oxygène évite la surpressurisation des poumons du sujet. En plus, la respiration de l'opérateur humidifie l'oxygène avant de l'envoyer au sujet et évite ainsi les effets physiques indésirables qui résultent généralement d'un défaut d'humidification.
Par cette exhalation, l'opérateur assure l'envoi de l'oxygène dans les poumons du sujet sous une pression positive pratiquement uniforme et de façon intermittente, et assure aussi une proportion appropriée de gaz carbonique dans le domaine médicalement acceptable de 2,7 à 4 O/o, le gaz carbonique étant en quantité suffisante pour servir de stimulant respiratoire destiné à exciter le centre respiratoire du sujet, mais insuffisante pour présenter une toxicité ou empêcher la respiration.
La commande de la pression intrapulmonaire intermittente imposée au sujet est rendue possible par le régulateur de pression qui peut être réglé manuellement pour réduire ou augmenter sélectivement la pression de sortie en accord avec les exigences du sujet et son taux de récupération. En outre, le blocage du pharynx et l'avalement de la langue, qui constituent des dangers toujours présents dans les techniques de réanimation par bouche à bouche et dans les techniques qui impliquent la présence d'un masque sur la face du sujet, sont écartés par la présence de la voie d'air en caoutchouc dans la gorge du sujet.
Pulmonary resuscitation device
The present invention relates to a pulmonary resuscitation device.
Various devices are already in common use to deliver oxygen to a subject with difficult breathing or breathing cessation. In cases of acute dyspnea or respiratory arrest, conventional devices used in mouth-to-mouth, mouth-to-face, or mask-mask resuscitation techniques are generally not suitable for delivering oxygen to subjects in a clean manner. ensure an efficient exchange of oxygen and carbon dioxide in the vasculary system of this subject. With the known techniques, the subject receives the gas only at a negligible intrapulmonary pressure represented by the intermittent exhalation force of the operator administering his assistance and therefore never receives more than 18% oxygen during the period. exchange by inhalation and exhalation.
In cases of acute dyspnea, however, much greater intermittent intrapulmonary pressure and oxygen intake are required, although the required intermittent pressure may be lowered as the subject's condition improves. In addition, these methods do not prevent the subject from swallowing his tongue and do not compensate for the nasopharyngeal occlusion which hinders the admission of oxygen intended to support the subject's life. In addition, as a result of fluctuations in the operator's exhalation pressure, there is an exchange of oxygen at a variable rate instead of an exchange at a rate determined as desirable.
Finally, in these techniques, the absence of intrapulmonary backflow is a possibility to be considered and in the techniques using a mask for the subject receiving care there is still a possibility of leakage affecting the pressure and the quantity of oxygen delivered.
Devices such as the steel lung or the oxygen tent, while working in a 100 O / o oxygen atmosphere and allowing effective therapy in certain specific cases, use media which are supplied to the subject's body externally. rather than internally and do not provide the degree of ventilation of the lungs which is desirable and necessary in cases of acute dyspnea or respiratory arrest. These devices, along with standard resuscitators and other pressure breathing devices in common use, have considerable mass and weight. In emergency devices, humidification is lacking or inadequate. One problem with the standard resuscitator in particular is that it includes a regulator arranged to shut off the flow of gas whenever back pressure is detected.
This effect can of course be produced by factors other than the complete aspirated amount. In addition, the complicated arrangement of the valves in these devices often misleads inexperienced operators and sometimes even trained hospital staff. They are also subject to malfunction due to their complexity.
Other devices proposed for providing a continuous flow of oxygen to the subject lead to severe cardiac impairment and should be avoided when devices are available which allow intermittent supply of oxygen. On the other hand, many radical techniques in current practice, for example tracheostomy or a technique involving the use of a nasopharyngeal tube, require professional direction and a physician able to avoid serious and permanent disturbances.
In order to combat the drawbacks of previous resuscitation devices, attempts have been made to obtain an apparatus allowing adequate ventilation and correct displacement of nitrogen from the lungs by oxygen in cases of difficult breathing or cessation of breathing. breathing, with minimal danger to the subject even if the operator is inexperienced. With intermittent application under pressure, a gas mixture comprising greater than 94.5% oxygen and 2.7-4.0% carbon dioxide can be supplied to the subject's lungs intermittently. By judicious choice and control of the intermittent pressure, determined by the condition of the subject, the uptake of oxygen in the subject's vascular system is provided in direct correspondence with physiological requirements.
It is known that during respiration the volume of gas which enters the respiratory passages with each aspiration does not entirely penetrate into the alveoli of the lung, that is to say the regions where the gas exchange actually takes place, and that it is this alveolar gas rather than the inspired gas that represents the actual gaseous medium of the body. Therefore, the advantages of intermittent application at positive intrapulmonary pressure during respiration, which facilitates the penetration of the inspired gaseous media into the alveoli of the lungs and increases the uptake of oxygen by the blood, are easy to appreciate.
Tests have shown that after only one minute of treatment using the method to be described, the high percentage of inert nitrogen, approximately 80%, which is ordinarily present in a subject's lungs is largely replaced by of oxygen and reduced proportionally to approximately 2 / o of the gaseous medium in the lungs.
The apparatus forming the subject of the invention is characterized in that it comprises a source of pressurized oxygen, a face breathing mask under pressure. ion intended to be attached to the face of an operator in an airtight manner, the mask comprising an inlet and an inlet valve through which a gaseous medium can flow through this inlet into the interior of the mask when attached to the operator's face, the mask having an outlet channel and an exhalation valve mounted therein to control exhalation therethrough, and arranged to open only in response to an exhalation. exhalation force which exceeds the pressure of the gaseous medium flowing through the mask, means for communicating the oxygen from the source with the interior of the mask,
an adjustable pressure regulator to selectively control the pressure of the oxygen sent by the source, a duct in communication with the exterior of the mask, an oral-pharyngeal tube mounted on one end of the duct and having an arched free end part allowing to 'inserting the tube into the throat of a subject with respiratory arrest, and means for loading the exhalation valve into a normally closed position corresponding to the selected pressure of oxygen supplied to the mask, so that when the mask is worn in the active position by the operator administering assistance to said subject, the exhalation valve opens and remains open during the intervals when the exhalation force of the operator exceeds the load of the valve to thereby send the exhalations operator in the subject's lungs.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the apparatus which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a general view of this embodiment;
fig. 2 is a partial section, on a larger scale, of a respiratory mask shown in FIG. 1;
fig. 3 is a section corresponding to that of FIG. 2 and showing some organs in another position;
fig. 4 is a perspective view of this mask;
fig. 5 is a sectional view, on a larger scale, of a regulator shown in FIG. 1, and
fig. 6 is a section corresponding to that of FIG. 5 and showing some organs in another position.
The resuscitation apparatus 10 shown comprises an oxygen cylinder 11 having, for example, a capacity of 4.85 liters in order to be easily mobile. The outlet 12 of the oxygen cylinder is connected by a conduit 13 to the inlet 14 of a respiratory pressure regulator 15 shown schematically in FIGS. 5 and 6. The outlet 16 of the regulator is connected to one end of a flexible oxygen hose 17, the other end of which is connected to the inlet of a conventional pressure breathing mask 19. A second oxygen pipe 21 is connected to the outlet of the mask and has at its other end an air channel 23 which can be inserted into the subject's throat.
The airway is made of soft rubber rather than plastic or metal to avoid injuring the subject's throat, and has an arched end portion 24 intended to extend into the subject's trachea when the airway. air is inserted into the throat. A metal ring is embedded in the wall of the airway near a lip guard ring 25 so that the subject's teeth do not close the airway.
To ensure resuscitation of a subject, the airway is inserted into the throat of the subject with disturbances or cessation of breathing and the mask is fitted to the face of the operator who can then receive oxygen at a determined pressure from the regulator by setting the regulator pressure selector disc to a determined outlet pressure. Preferably, the selector disc is graduated to indicate the pressure in centimeters of water, although other measuring systems can be used.
In cases of acute dyspnea, a pressure of 20 cm of water is usually used, although it is safe to climb up to 41 cm of water.
As a result of the loading of the exhalation valve of the mask in correspondence with the outlet pressure of the regulator, as will be seen later,
The operator is obliged to exhale with a pressure which exceeds the pressure supplied by the regulator in order to open the exhalation duct and allow a flow of oxygen towards the subject. Consequently, the subject receives oxygen in his lungs at a practically uniform pressure, always greater than a determined value.
To avoid the possibility of hyperventilation of the subject or the operator, the latter, after inhalation, waits a short time before exhaling, for example two or three seconds. He also waits for a corresponding short time before inhaling in order to maintain a rate of ten breaths per minute throughout respiratory therapy until the subject begins to breathe on his own. In this way, a humidified mixture of oxygen and carbon dioxide is sent to the subject at regular intervals corresponding in duration and frequency to the operator's exhalations and in a quantity much greater than that which would be received by a person breathing from the air. 100 O / o oxygen at normal pressure and respiratory rate.
As previously indicated, a mixture containing up to 4% carbon dioxide can be sent to the lung of the subject if this is necessary to excite the respiratory center of the subject as would his own breathing. Analyzes of the gases sent to the subject during the resuscitation process described have shown that after one minute of breathing under a pressure of between 10 and 20 cm of water, the subject is sent a mixture containing approximately 3.2 o / o of carbon dioxide, 94.8 / o oxygen and 2 o / o nitrogen.
The 2 O / o nitrogen represents the residual quantity remaining in the operator's lungs and resulting from the high proportion of nitrogen, amounting to 80 / o, present at the start of respiratory therapy.
Other analyzes have shown that after one to thirteen minutes of breathing under pressure, the mixture sent contains from 2.7 to 3.2 o / o of carbon dioxide and from 96.5 to 94.8 o / o of oxygen. These mixtures are obviously very satisfactory, especially if we compare them with the mixture that can be obtained from the exhalation during the breathing of the ambient air, as would be the case with a technique of resuscitation by mouth to mouth. , a mixture which contains approximately 80% nitrogen and 18% oxygen.
Incorporating the operator into the oxygen supply line can provide many other advantages besides obtaining a favorable mixture of oxygen and carbon dioxide. The operator's breathing, for example, moistens the oxygen before it is sent to the subject and therefore avoids undesirable effects such as dehydration with desquamation of membrane tissues, increased viscosity of bronchial secretions, etc., which usually result from a lack of humidification.
The operator's exhalation ensures that oxygen is supplied to the subject at a uniform positive pressure and intermittently, the pressure of the gas mixture supplied being slightly higher than the charge pressure of the exhalation valve. Thus, it is certain that a pressure slightly higher than the pressure selected by the disc is available to send the gas mixture into the lungs of the subject on each exhalation of the operator. Experience has shown that the exhalation pressure exerted by the operator to overcome the full load pressure on the exhalation valve and force it to open is slightly greater than the load pressure by a value. between 2.5 and 3.8 cm of water and that it practically never exceeds this value.
Therefore, operator intervention is also a safety factor to prevent overpressurization of the subject's lungs which may occur with a mechanical gas mixture feed device.
The means by which the charge of the exhalation valve of the mask is obtained and the operation of the valve during inhalation and exhalation are schematically illustrated in Figs. 2 and 3. The mask produced by Minde Safety can be used advantageously with the apparatus described.
Appliances Corporation, Philadelphia, USA, Model No A13-A. The mask comprises an inlet channel 31 defined by the outer rubber wall 32 of the mask and by a rubber wall 33, the inner surface 34 of which constitutes the inner surface of the mask. The inlet 35 of the mask can be put in communication with the outlet of the pressure regulator by means of the flexible pipe 17 (fig. 1) so that oxygen at a pressure corresponding to the external pressure of the regulator is sent into the channel. input 31.
A valve comprising a seat 36 at its upper end is connected to an inner wall 37 of the mask which is integrally formed with the wall 33 and disposed substantially perpendicular to the latter. The valve seat, which is arranged so as to be slightly below the mouth of the wearer of the mask when the latter is mounted on the face of the wearer by means of a sealing flap 38 (fig. 4), comprises an annular upper part 39 below which extends an annular flange 41 disposed in the center of part 39 and constituting a seat at its lower annular part against which a valve member 42 engages when the valve is in the closed position (fig. 2). This element 42 is in the form of an annular disc and arranged centrally with respect to an elastic diaphragm 43 to which it is fixed by a junction plane.
The diaphragm in turn rests on the upper end of a socket 44 and is clamped therein by a ring 45 disposed on the peripheral margin of the diaphragm and held in place by bolts 46 which unite the seat of the socket. valve and the upper end of the socket. Spacers 47 are disposed around the shanks of bolts 46 and serve to clamp the ring and diaphragm against the socket and to space the upper end of the socket from the valve seat. The valve member 42 is biased upwardly in the normal closed position against the valve seat by a helical compression spring 48 which is mounted in an enlarged section bore of the sleeve and secured at its upper end to the underside. of the diaphragm.
The outlet pressure of the regulator is communicated to the lower face of the diaphragm by an axial hole 49 of the sleeve which is arranged in the mask so that its lower end 51 of reduced section extends through an opening 52 made in the wall. 33 and opens in the mask input channel.
The mask preferably comprises fastening means, for example a strap (not shown), arranged to hold the mask in a bearing position against the face of the wearer in order to free the latter's hands. During operator inhalation, oxygen enters the interior of the mask through the inlet channel (Fig. 2) and through inspiration valves 53 (Fig. 4). When exhaling by the operator, the exhalation valve element and diaphragm are urged downward to open the valve whenever Operator exhales with sufficient pressure to overcome the loading pressure on the underside of the diaphragm represented by the total output pressure of the regulator and the low pressure directed upwards of the coil spring.
The inhalation valves are then closed and the operator's exhalation breath, comprising pure oxygen and a small proportion of carbon dioxide constituting its own body elimination, is forced through the opening of the valve between the seat and element 42 in an exhaust channel 55 of the mask (Fig. 3), so that the mixture is sent to the subject through the flexible exhalation channel 21 and the air channel.
The regulation of the pressure and the control of the supply of oxygen from the oxygen cylinder are ensured by the adjustment of the pressure regulator shown schematically in figs. 5 and 6.
The regulator of Aro Equipment Corp., Cleveland,
Ohio, model A-14, gave complete satisfaction. The regulator includes a cabinet 61 having an inlet lumen 14 communicating with the outlet of the oxygen cylinder and an outlet lumen 16 communicating with the oxygen supply line.
Oxygen flows through the housing from inlet to outlet when the valve in the cabinet is open (fig. 6) and power is cut off when the valve is closed (fig. 5). The flow of oxygen and its pressure at the outlet of the regulator is controlled by the adjustment of a pressure selector disc 64 on the face of the regulator which is mechanically linked to a valve member 65. One end of this element pivots on an arm 66 which, in turn, pivots at one end on the wall of the cabinet and at its other end on one side of an elastic diaphragm 67 disposed in the cabinet and which forms a wall of the oxygen flow channel through this cabinet. The arm 66 pivots on the center of the diaphragm.
The other side of the diaphragm is connected to the rotating disc by a mechanical articulation comprising two pairs of bevel wheels 68, 69 and 71, 72 co-operating with an elastic arm 73 which is fixed by one end to the bevel wheel 72 and by the other end in the center of the diaphragm. The rotary movement of the disc is transmitted from the first pair of wheels to the second by means of a shaft 74 which can rotate in the wall of the cabinet.
The rotation of the disc produces the movement of the bevel wheels and the arm 73 swings to the right as shown in fig. 6 to move the diaphragm also to the right. It can be seen that this movement of the diaphragm is transmitted by the arm 66 to the valve element to lift the latter from the seat and open the flow channel through the cabinet. The pressure at the outlet of the regulator obviously depends on the movement of the diaphragm 67 and the load on the arm 73 which are controlled by the adjustment of the rotating disc.
It is understood that with the method described, an oxygen-rich mixture can be sent to a selected positive pressure in the lungs of a subject exhibiting disorders or an arrest of breathing, the particular pressure chosen being sufficient to ensure assimilation. oxygen in the subject's vascular system in the desired amount. Since the need for supplemental oxygen, in proportion to the amount of air inhaled, is great in cases of acute dyspnea, in order to increase the oxyhemoglobin of the blood to a high level, it is therefore advantageous to activate the oxygen. absorption of oxygen when therapy has just been started.
When the subject's condition improves, the pressure can be correspondingly decreased and when the subject is able to breathe on his own, the operator can remove the airway from the subject's throat and place his own mask. on the subject's face to allow the subject to breathe 100 / o oxygen directly from the pressure regulator but with zero outlet pressure. Zero adjustment of the selector disc is necessary in this case, so that negative pressure induced in the flow channel through the regulator during inhalation moves the regulator diaphragm to open the valve and admit pressure. oxygen only during subject inhalation.
Furthermore, it may also be advantageous, when the subject's condition improves, for the operative to send his own exhaled air into the subject's lungs by disconnecting the oxygen supply to his mask.
However, less than 18% oxygen is sent to the subject in this manner.
The operator, during his own exhalation, can hold the subject's nose closed with one hand to form a closed circuit. After each operator exhalation, following which the flow of oxygen to the subject ceases, the subject's elastic lungs automatically retract and send the exhaled gas to the atmosphere around the rubber airway. At this time, the operator should of course release the subject's nose to aid the exhalation. If desired, an airway with a flapper check valve can be used to facilitate exhalation of the subject. It may also be advantageous during the periods following the exhalations of the operator that the latter manually applies pressure on the subject's thorax to force the air from the latter's lung.
In addition, in cases of cardiac arrest, cardiac stimulation can be applied during these periods by the closed chest cardiac massage method which is obviously much less hazardous than cardiac stimulation by the open chest method.
The positive pressure breathing apparatus described above is seen to use a conventional pressure breathing mask mounted in an oxygen supply line to the subject, the mask receiving oxygen from an oxygen source at adjustable pressure. . The mask includes means for charging its exhalation valve in the closed position to a pressure determined from the oxygen source, such that the operator wearing the mask sends oxygen intermittently to the subject for periods corresponding to the operator exhalations and at a pressure corresponding to said determined pressure but exceeding it by about 2.5 to 3.8 cm of water.
The apparatus described is flexible and simple to handle. Due to its low weight and mobility, it is particularly advantageous for use in limited confined areas.
This device uses an intermittent flow of a mixture of oxygen and carbon dioxide, at a pressure greater than a determined pressure, through an air passage inserted into the subject's throat and carrying the gas mixture into the lungs of the subject. latest. Current is sent to the subject during the time intervals corresponding to the exhalations of the resuscitator, and the pressure of the mixture sent to the subject is determined by the pressure of the operator's exhalations which is always slightly higher than the determined pressure. . The humid air exhaled by the operator, mixed with the oxygen sent by the source, ensures the humidification of the mixture and provides the proportion of carbon dioxide necessary for this therapy.
Interposition of the operator in the oxygen supply line prevents overpressurization of the subject's lungs. In addition, the operator's breathing moistens the oxygen before sending it to the subject and thus avoids the unwanted physical effects which generally result from a lack of humidification.
By this exhalation, the operator ensures the delivery of oxygen to the subject's lungs under substantially uniform positive pressure and intermittently, and also ensures an appropriate proportion of medically acceptable carbon dioxide of 2.7 to 4 O / o, the carbon dioxide being in sufficient quantity to serve as a respiratory stimulant intended to excite the respiratory center of the subject, but insufficient to exhibit toxicity or to prevent breathing.
Control of the intermittent intrapulmonary pressure imposed on the subject is made possible by the pressure regulator which can be manually adjusted to selectively reduce or increase the outlet pressure in accordance with the subject's requirements and rate of recovery. In addition, blockage of the pharynx and swallowing of the tongue, which are dangers still present in mouth-to-mouth resuscitation techniques and in techniques that involve the presence of a mask on the subject's face, are ruled out. by the presence of the rubber airway in the subject's throat.