EP3934602B1 - Dispositif de regionalisation selective de l'aeration pulmonaire vers la partie postero laterale des poumons - Google Patents

Dispositif de regionalisation selective de l'aeration pulmonaire vers la partie postero laterale des poumons Download PDF

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EP3934602B1
EP3934602B1 EP20725812.0A EP20725812A EP3934602B1 EP 3934602 B1 EP3934602 B1 EP 3934602B1 EP 20725812 A EP20725812 A EP 20725812A EP 3934602 B1 EP3934602 B1 EP 3934602B1
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EP
European Patent Office
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cuirass
patient
intended
shell
negative pressure
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EP3934602C0 (fr
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Guillaume CARTEAUX
Armand MEKONTSO DESSAP
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Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP
Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Universite Paris Est Creteil Paris 12
Original Assignee
Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP
Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Universite Paris Est Creteil Paris 12
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Definitions

  • the invention relates to a device for the selective regionalization of the pulmonary aeration, intended to selectively surround the posterior part of the thoracic cage of a patient, in order to create a depression there by means of a negative pressure generator.
  • the invention finds applications in the medical field, and in particular in the field of ventilatory assistance for patients having a respiratory pathology associated with inhomogeneous pulmonary lesions.
  • the invention is particularly suitable for the treatment or prevention of acute or chronic respiratory failure.
  • Acute or chronic respiratory failure is a condition affecting millions of people around the world. In some cases, the inability of the respiratory system to ensure sufficient oxygenation of the body must be compensated by ventilatory assistance.
  • Current devices for treating acute or chronic respiratory failure globally deliver gas throughout the entire lung volume of the patient.
  • ventilatory assistance by positive intrathoracic pressure is delivered via an invasive interface (intubation tube or tracheostomy cannula) or non-invasive (nasal mask, face mask, or helmet), connected to a positive pressure generator.
  • ventilatory assistance by extrathoracic negative pressure is delivered globally via a shell or cuirass (placed on the front part of the trunk), a cage or tight clothing (containing in particular the entire trunk), connected to a negative pressure generator.
  • ARDS Acute Respiratory Distress Syndrome
  • VILI ventilatory assistance
  • the document US2853 998 describes a portable respirator housing consisting essentially of two parts: a lightweight trough-shaped cage adapted to be placed on the patient's trunk, its edges resting against a support, and a sheet of flexible air-impermeable material to be placed on the cage, with the front and rear sides resting against the patient's body and the other placed between the patient and the support.
  • the device is so flexible that the edges can be easily shaped by hand to conform well enough to the contours of patients' bodies having a variety of shapes to form the aforementioned substantially airtight contact therewith. and, therefore, the room substantially airtight mentioned above, but which is however rigid enough to maintain any shape in which it is formed.
  • the present invention makes it possible to redistribute more evenly the ventilation delivered by ventilatory assistance and/or naturally by the respiratory muscles, so as to preferentially solicit the damaged areas, rather than the healthy areas of one or more lungs, in a patient with respiratory failure most often requiring ventilatory assistance, in case of inability of their respiratory muscles to ensure sufficient ventilation of the lungs.
  • the object of the invention is to at least partially solve the problem associated with overventilation of healthy areas to the detriment of damaged areas in one or both lungs of a patient in need of artificial respiratory assistance.
  • the invention proposes a device allowing the selective regionalization of the distribution of pulmonary aeration, so as to preferentially recruit the damaged zones of a lung during ventilatory assistance or during spontaneous ventilation.
  • the damaged areas of a lung are most often located in the posterolateral part.
  • the invention proposes to locally create a depression likely to favor the opening and the aeration of the damaged postero-lateral zones of the lung to make them available to the ventilation delivered by the ventilatory assistance (in positive pressure) and/or naturally by the respiratory muscles.
  • the device according to the invention selectively surrounds the dorsal part of the patient's thoracic cage, hermetically.
  • the space between the patient's body and the device is advantageously filled with a material capable of following the contours of the patient's body and which makes it possible to keep, like a spacer, a distance between the negative pressure orifice and the skin of the dorsal wall. (in order to avoid a point of contact between the skin of the dorsal wall and the shell at the level of the negative pressure orifice which would generate too focal and too strong a depression at this point of contact). A depression is created in this space and in the posterolateral part of the patient's lungs.
  • the device according to the invention is non-invasive and can be used in a hospital or non-hospital setting.
  • the device is molded to the dimensions of the patient, in order to ensure optimum sealing.
  • the device according to the invention can be used alone or in combination with a conventional, invasive or non-invasive ventilatory assistance system.
  • the invention therefore relates to a device for the selective regionalization of pulmonary aeration, intended to apply a depression on a postero-lateral part of the chest wall of a patient, said device comprising a rigid or semi-rigid shell, intended to selectively surround a posterior part of the patient's chest wall, and a layer of cellular material covering an internal wall of the rigid shell, intended to be in contact with the patient's chest wall, said shell comprising at least one through orifice, intended to be connected to a negative pressure generator.
  • the invention relates to a device for the selective regionalization of pulmonary ventilation, intended to apply a depression on a posterolateral part of the chest wall of a patient, said device comprising a rigid or semi-rigid shell , intended to surround a posterior part of the patient's chest wall, and a layer of cellular material covering an internal wall of the rigid shell, intended to be in contact with the patient's chest wall, said shell comprising at least one through hole, intended to be connected to a negative pressure generator.
  • the invention also relates to a system for applying localized transpulmonary pressure, said system comprising at least one device for the selective regionalization of pulmonary aeration according to the invention, at least one negative pressure generator connected to the device by the through hole on the shell, so as to communicate a negative pressure from the generator to the shell and create a depression between the posterior chest wall of a patient on which the device is applied and said shell.
  • the invention also relates to a ventilatory assistance kit comprising a system for applying localized transpulmonary pressure according to the invention and an invasive or non-invasive artificial ventilation system (operating in positive pressure).
  • the negative pressure generator is able to deliver constant or variable negative pressures.
  • an invasive or non-invasive artificial ventilation system is coupled with the negative pressure generator(s)
  • the invasive or non-invasive artificial ventilation system is capable of delivering constant or variable positive pressures
  • the present invention proposes a device intended to selectively surround the posterior (dorsal) part of the rib cage of a patient and able to apply a vacuum to all or part of the posterior part of said rib cage.
  • the term “patient” designates a mammal, and preferentially a human, including an adult, a child or an infant.
  • the term “patient” can also designate a non-human animal, in particular a non-human primate.
  • the device according to the invention comprises a shell of rigid or semi-rigid material, forming the structure which will receive the patient's body.
  • the shell is for example made of plastic such as polypropylene, polyethylene, polyamide, of composite material such as glass, carbon or aramid fibers, or of resin. It can be modeled for example by thermoforming or three-dimensional printing.
  • the shell preferably has an elliptical shape having a concave curvature to match a contour of the posterior part of the patient's chest wall.
  • the dimensions of the shell are such that the shell covers the posterior and lateral part of the thorax, from the lower costal edge at the bottom to the inter-scapular region at the top at the height of the axillary hollows, and transversely of a line middle axillary to side.
  • the shell is obtained by molding, taking into account the dimensions of the patient.
  • the hull is obtained by means of a 3D printing scan.
  • the general shape of the shell is such that it hermetically conforms to the contour of the dorsal part of the patient's chest wall, when the patient is lying on said shell.
  • the shape of the shell is such that it makes it possible to receive the dorsal part of a patient's thorax, from the lower costal edge at the bottom to the interscapular region at the height of the axillary hollows at the top and from a middle axillary line to the other on the sides.
  • There shell thus delimits a volume intended to receive a dorsal and lateral part of the rib cage of a patient.
  • a layer of alveolar (or porous) material lines the inner wall of the shell, facing the patient's body.
  • the dorso-lateral part of the patient's body is therefore in contact with the layer of alveolar material.
  • the layer of cellular material has a structure that makes it possible, when a depression is created in the shell, to distribute the depression evenly over the entire contact surface of the dorsal part of the patient's chest wall.
  • the layer of cellular material is made of polymer, preferably chosen from polyurethane, polyethylene, polyether.
  • the layer of alveolar or cellular material is, for example, a homogenizing foam, preferably with open porosity, thus allowing the pores of the foam to be connected to each other and to distribute the vacuum evenly.
  • the foam used has a low density and a low rigidity, in particular in order to match the contours of the dorsal part of the patient.
  • the foam may in particular be a polymeric foam, in particular polypropylene or polystyrene.
  • the sealing between the hermetic shell and the patient's body is obtained by means of sealing means, extending over a peripheral part of the shell, intended to be brought into sealing contact against the chest wall. of the patient.
  • the sealing means comprise a gasket.
  • the connection between the seal and the hull can also be reinforced by an adhesive.
  • the seal comprises two sealing lips, intended to come into contact with the patient's skin, on either side of the peripheral part of the shell.
  • the shell may have one or more reinforcing grooves, extending over the internal and external wall of the shell.
  • the cross section of each groove draws a concavity at the level of the internal wall and a convexity at the level of the external wall.
  • at least one reinforcing groove opens into a through hole in the shell.
  • the groove or grooves can also be used to suck up and evacuate any serosities.
  • the device comprises a central support means, extending longitudinally on the internal wall of the shell, and intended to come into contact with the patient's body opposite the spinal column.
  • the support means is made of a material that is dense and/or strong enough not to collapse under the patient's weight and to support the patient's spine.
  • the central support means is made of impermeable material, capable of hermetically separating the parts of the shell arranged on either side of said central support means when the shell is held around the part posterior to the patient's rib cage.
  • the central support means makes it possible to divide the internal volume of the shell into two parts, in which it is possible to independently create the vacuum.
  • the support means is made of viscoelastic material, in particular a viscoelastic gel.
  • the device for the selective regionalization of the distribution of pulmonary aeration comprises a hermetic rigid or semi-rigid shell, intended to selectively surround a posterior part of the patient's thoracic wall, a gasket sealing extending over a peripheral part of said shell and intended to be brought into sealed contact against the chest wall of the patient, a central support means extending transversely on the internal wall of the shell and dividing the shell into two parts, each of the two parts of the shell being lined with a layer of cellular material, the wall of the shell being traversed at each of these parts by an orifice intended to be connected to a negative pressure generator, so that it is possible to create a depression in one and/or the other of the parts of the shell when it is applied to the posterior part of the patient's rib cage.
  • the invention also relates to a system for applying localized transpulmonary pressure, said system comprising at least one device for selective regionalization of the distribution of pulmonary aeration as described above and at least one negative pressure generator connected to the device through the through hole on the shell, so as to communicate a negative pressure from the generator to the shell and create a depression between the posterior chest wall of a patient on which the device is applied and said shell.
  • the device for the selective regionalization of the distribution of pulmonary aeration as described above in combination with an invasive or non-invasive artificial ventilation system (which operates under positive pressure) .
  • the device aims to better distribute the pulmonary aeration resulting from the ventilation delivered by ventilatory assistance with an invasive or non-invasive artificial ventilation system in positive pressure, and/or naturally by the respiratory muscles, to preferentially distribute the aeration in the postero-lateral areas of the lungs, by selectively favoring the opening of the alveoli of these usually injured areas, the latter remaining otherwise (in the known state of the art) occluded to the ventilation generated by an artificial ventilation system and /or naturally by the respiratory muscles.
  • FIG. 1 depicts a cross-section of a human patient's rib cage, lying supine (in the supine position), vertebrae 6 down in the figure.
  • the 3 posterior parts of the lungs are condensed and poorly ventilated (horizontal hatching), which can undergo opening/closing cycles causing additional lung damage, while the relatively healthy anterior 4 parts (vertical hatching) are overdistended by ventilatory assistance overall.
  • the device 10 makes it possible to overcome this problem by promoting targeted re-aeration of the posterior part of one or both lungs 1, 2 ( picture 3 ). More specifically, the dorsal part of the patient's rib cage is housed in the sealed shell 11, and rests on a homogenizing foam 12 lining an internal wall 13 of said shell 11.
  • a vacuum pump (not shown) is connected to the sealed shell 11 by at least one through hole 14 provided in the shell 11 ( figure 2A &2B) to create a depression capable of lowering the pleural pressure around the posterior part 3 of the lung and thus increasing the transpulmonary pressure in a localized manner, promoting its re-aeration.
  • a pressure sensor can be connected to the vacuum pump to monitor the pressure inside the hull.
  • the damaged area of the lung can be defined beforehand on the basis of a clinical examination or complementary imaging examinations.
  • the figure 2A And 2B schematically show an embodiment of a device for the selective regionalization of pulmonary aeration 10 towards the posterolateral zones according to the invention.
  • the shell 11 has a general shape and a curvature, and is made of rigid or semi-rigid material, making it possible to match the contours of the dorsal part of the patient's rib cage.
  • the shell 11 extends longitudinally from the lower edge of the ribs to the armpit, and transversely to the mid-axillary line.
  • Two through holes 14 are provided on the wall of the hermetic shell 11, on either side of a central longitudinal axis (extending substantially along the spine of the patient housed in the shell) dividing said shell 11 into two side parts 15, 16 substantially equal.
  • a central support means 17 extends longitudinally along the internal wall 13 of the shell 11, so as to physically separate the two lateral parts 15, 16.
  • the homogenizing foam 12 lines each of the lateral parts 15, 16 from a peripheral contour 18 to the central support means 17.
  • the foam 12 can extend over the entire internal wall 13 of the shell 12, and the central support means 17 covers said foam 12 or is covered by said foam 12.
  • the presence of the central support means 17 makes it possible to potentially hermetically divide the internal volume of the shell 11 into two parts.
  • each part of the shell 11 is provided with a through hole 14 adapted to be connected to a negative pressure generator, it is possible to generate depressions individually in each part or in combination and thus promote the ventilation of one or more two lungs.
  • the peripheral contour 18 of the shell 11 when the latter is in position around the dorsal part of the patient, sticks hermetically to the skin of the patient, so as to create a hermetically closed volume.
  • the seal 20 comprises two contact lips 21, 22 made of deformable material making it possible to guarantee the tightness of the connection between the shell 11 and the dorsal part of the chest wall, during depression.
  • the shell 11 is further provided with reinforcing grooves 2, extending longitudinally or transversely on said shell 11.
  • longitudinal grooves extend between the two through orifices 14.

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • L'invention a trait à un dispositif de régionalisation sélective de l'aération pulmonaire, destiné à entourer sélectivement la partie postérieure de la cage thoracique d'un patient, pour y créer une dépression au moyen d'un générateur de pression négative. L'invention trouve des applications dans le domaine médical, et notamment dans le domaine de l'assistance ventilatoire de patients présentant une pathologie respiratoire associée à des lésions pulmonaires inhomogènes. L'invention est particulièrement adaptée pour le traitement ou la prévention de l'insuffisance respiratoire aigüe ou chronique.
    • ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE
  • L'insuffisance respiratoire aigüe ou chronique est une affection touchant plusieurs millions de personnes à travers le monde. Dans certains cas, l'incapacité de l'appareil respiratoire à assurer une oxygénation suffisante de l'organisme doit être suppléée par une assistance ventilatoire. Les dispositifs actuels de prise en charge de l'insuffisance respiratoire aigüe ou chronique délivrent de manière globale du gaz dans l'ensemble du volume pulmonaire du patient. Par exemple, l'assistance ventilatoire par pression positive intrathoracique est délivrée via une interface invasive (sonde d'intubation ou canule de trachéotomie) ou non-invasive (masque nasal, facial, ou casque), connectée à un générateur de pression positive. De manière alternative, l'assistance ventilatoire par pression négative extrathoracique est délivrée de manière globale via une coque ou cuirasse (disposée sur la partie antérieure du tronc), une cage ou un vêtement étanche (contenant notamment l'ensemble du tronc), connecté à un générateur de pression négative.
  • Or, beaucoup de pathologies respiratoires s'accompagnent d'une atteinte pulmonaire inhomogène. Par exemple, dans le cas des atélectasies post-opératoires, du Syndrome de Détresse Respiratoire Aigüe (SDRA), ou du syndrome thoracique aigu de la drépanocytose adulte, les lésions pulmonaires ont une nette prédominance postéro-latérale. La délivrance globale de la ventilation expose alors au risque de non recrutement des zones lésées et de surdistension des zones saines, susceptibles de provoquer ou d'aggraver les lésions induites par l'assistance ventilatoire (« ventilator-induced lung injury », ou VILI). Ces lésions sont responsables d'une surmortalité chez les patients sous ventilation artificielle.
  • Le document US2853 998 décrit un boîtier de respirateur portable composé essentiellement de deux parties: une cage légère en forme d'auge adaptée pour être placée sur le tronc du patient, ses bords reposant contre un support, et une feuille de matériau flexible imperméable à l'air à placer sur la cage, les côtés avant et arrière reposant contre le corps du patient et l'autre étant placé entre le patient et le support. Le dispositif est si flexible que les bords peuvent être facilement façonnés à la main pour s'adapter suffisamment bien aux contours des corps des patients ayant une variété de formes pour former le contact sensiblement étanche à l'air mentionné ci-dessus avec ceux-ci et, par conséquent, la chambre sensiblement étanche à l'air mentionnée ci-dessus, mais qui est cependant suffisamment rigide pour maintenir toute forme dans laquelle il est formé.
  • Il n'existe pas à ce jour de dispositif qui limite le risque de non recrutement des zones lésées et de surdistension des zones saines.
    • RESUME DE L'INVENTION
  • La présente invention permet de redistribuer de manière plus homogène la ventilation délivrée par une assistance ventilatoire et/ou naturellement par les muscles respiratoires, de manière à solliciter préférentiellement les zones lésées, plutôt que les zones saines d'un ou des poumons, chez un patient présentant une insuffisance respiratoire nécessitant le plus souvent une assistance ventilatoire, en cas d'incapacité de leurs muscles respiratoires à assurer une ventilation suffisante des poumons.
  • L'invention a pour objectif de résoudre au moins partiellement le problème associé à la surventilation des zones saines au détriment des zones lésées dans un ou les deux poumons d'un patient ayant besoin d'une assistance respiratoire artificielle. Pour cela, l'invention propose un dispositif permettant la régionalisation sélective de la distribution de l'aération pulmonaire, de manière à recruter préférentiellement les zones lésées d'un poumon au cours de l'assistance ventilatoire ou au cours de la ventilation spontanée. D'une manière générale, les zones lésées d'un poumon sont le plus souvent situées dans la partie postéro-latérale. Aussi, l'invention propose de créer localement une dépression susceptible de favoriser l'ouverture et l'aération des zones postéro-latérales lésées du poumon pour les rendre disponibles à la ventilation délivrée par l'assistance ventilatoire (en pression positive) et/ou naturellement par les muscles respiratoires. Pour cela, le dispositif selon l'invention vient entourer sélectivement la partie dorsale de la cage thoracique du patient, de manière hermétique. L'espace entre le corps du patient et le dispositif est avantageusement comblé par un matériau apte à épouser les contours du corps du patient et qui permet de garder telle une entretoise une distance entre l'orifice de pression négative et la peau de la paroi dorsale (afin d'éviter un point contact entre la peau de la paroi dorsale et la coque au niveau de l'orifice de pression négative qui générerait une dépression trop focale et trop forte à ce point de contact). Une dépression est créée dans cet espace et dans la partie postéro-latérale des poumons du patient. Le dispositif selon l'invention est non invasif et peut être utilisé en milieu hospitalier ou non hospitalier. Avantageusement, le dispositif est moulé aux dimensions du patient, afin d'assurer une étanchéité optimum. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé seul ou en combinaison avec un système d'assistance ventilatoire classique, invasif ou non-invasif.
  • L'invention a donc pour objet un dispositif de régionalisation sélective de l'aération pulmonaire, destiné à appliquer une dépression sur une partie postéro-latérale de la paroi thoracique d'un patient, ledit dispositif comprenant une coque rigide ou semi-rigide, destinée à entourer sélectivement une partie postérieure de la paroi thoracique du patient, et une couche en matériau alvéolaire recouvrant une paroi interne de la coque rigide, destinée à être en contact avec la paroi thoracique du patient, ladite coque comprenant au moins un orifice traversant, destiné à être relié à un générateur de pression négative.
  • En d'autres termes, l'invention concerne un dispositif de régionalisation sélective de la ventilation pulmonaire, destiné à appliquer une dépression sur une partie postéro-latérale de la paroi thoracique d'un patient, ledit dispositif comprenant une coque rigide ou semi-rigide, destinée à entourer une partie postérieure de la paroi thoracique du patient, et une couche en matériau alvéolaire recouvrant une paroi interne de la coque rigide, destinée à être en contact avec la paroi thoracique du patient, ladite coque comprenant au moins un orifice traversant, destiné à être relié à un générateur de pression négative.
  • L'invention a également pour objet un système d'application d'une pression transpulmonaire localisée, ledit système comprenant au moins un dispositif de régionalisation sélective de l'aération pulmonaire selon l'invention, au moins un générateur de pression négative relié au dispositif par l'orifice traversant sur la coque, de manière à communiquer une pression négative du générateur à la coque et créer une dépression entre la paroi thoracique postérieure d'un patient sur laquelle le dispositif est appliqué et ladite coque.
  • L'invention a aussi pour objet un kit d'assistance ventilatoire comprenant un système d'application d'une pression transpulmonaire localisée selon l'invention et un système de ventilation artificielle invasive ou non invasive (fonctionnant en pression positive).
  • Avantageusement, le générateur de pression négative est apte à délivrer des pressions négatives constantes ou variables.
  • Avantageusement, un système de ventilation artificielle invasive ou non invasive est couplé avec le ou les générateurs de pression négative
  • Avantageusement, le système de ventilation artificielle invasive ou non invasive, est apte à délivrer des pressions positives constantes ou variables
    • DESCRIPTION DES DESSINS
    • [Fig 1] représente de manière schématique une coupe transversale de la cage thoracique d'un patient présentant des lésions inhomogènes, avec condensation de la partie postéro-latérale des poumons droit et gauche.
    • [Fig 2] représente de manière schématique vue de côté (A) et vue de dessus (B) un dispositif de régionalisation sélective de l'aération pulmonaire selon un exemple de l'invention.
    • [Fig 3] représente une coupe transversale d'un dispositif de régionalisation sélective de l'aération pulmonaire selon un exemple de l'invention, en position autour de la partie dorsale de la cage thoracique d'un patient, une augmentation sélective de la pression transpulmonaire dans les zones postero-latérales ayant été représentée par des flèches (l'aération pulmonaire issue de la ventilation artificielle ou spontanée est ainsi mieux répartie dans les zones postero-latérales des deux poumons).
    • [Fig 4] représente un exemple de joint d'étanchéité pouvant être utilisé avec le dispositif de régionalisation sélective de l'aération pulmonaire selon l'invention.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • La présente invention propose un dispositif destiné à entourer sélectivement la partie postérieure (dorsale) de la cage thoracique d'un patient et apte à appliquer une dépression sur tout ou partie de la partie postérieure de ladite cage thoracique. Dans le contexte de l'invention, le terme « patient » désigne un mammifère, et préférentiellement un humain, y compris un adulte, un enfant ou un nourrisson. Le terme « patient » peut également désigner un animal non humain, en particulier un primate non humain.
  • Le dispositif selon l'invention comprend une coque en matériau rigide ou semi rigide, formant la structure qui va recevoir le corps du patient. La coque est par exemple en plastique tel que le polypropylène, polyéthylène, polyamide, en matériau composite tel que des fibres de verre, de carbone, d'aramide, ou en résine. Elle peut être modelée par exemple par thermoformage ou impression trois dimensions. Selon l'invention, la coque a préférentiellement une forme elliptique présentant une courbure concave pour épouser un contour de la partie postérieure de la paroi thoracique du patient. Avantageusement, les dimensions de la coque sont telles que la coque recouvre la partie postérieure et latérale du thorax, depuis le rebord costal inférieur en bas jusqu'à la région inter-scapulaire en haut à hauteur des creux axillaires, et transversalement d'une ligne axillaire moyenne à l'autre.
  • Avantageusement, la coque est obtenue par moulage, en tenant compte des dimensions du patient. Par exemple, la coque est obtenue au moyen d'un scan à impression 3D. Bien entendu, il est possible de réaliser une coque avec des dimensions dites « standards », destinée à être utilisée pour plusieurs patients présentant une morphologie globalement semblable. Par exemple, il est possible de prévoir différentes dimensions de coques (large, moyenne, étroite, etc.) adaptée à des catégories différentes de patients.
  • La forme générale de la coque est telle qu'elle épouse de façon hermétique un contour de la partie dorsale de la paroi thoracique du patient, lorsque le patient est allongé sur ladite coque. Avantageusement, la forme de la coque est telle qu'elle permet de recevoir la partie dorsale du thorax d'un patient, depuis le rebord costal inférieur en bas jusqu'à la région inter-scapulaire à hauteur des creux axillaires en haut et d'une ligne axillaire moyenne à l'autre sur les côtés. La coque délimite ainsi un volume destiné à recevoir une partie dorsale et latérale de la cage thoracique d'un patient.
  • Une couche en matériau alvéolaire (ou poreux) tapisse la paroi interne de la coque, dirigée vers le corps du patient. La partie dorso-latérale du corps du patient est donc en contact avec la couche en matériau alvéolaire. Selon l'invention, la couche en matériau alvéolaire présente une structure permettant, lorsqu'une dépression est créée dans la coque, de répartir de manière homogène la dépression sur toute la surface de contact de la partie dorsale de la paroi thoracique du patient. Dans un mode de réalisation, la couche en matériau alvéolaire est en polymère, préférentiellement choisi parmi le polyuréthane, le polyéthylène, le polyéther. La couche en matériau alvéolaire, ou cellulaire, est par exemple une mousse d'homogénéisation, préférentiellement à porosité ouverte permettant ainsi aux pores de la mousse d'être reliés les uns aux autres et de répartir de manière homogène la dépression. Préférentiellement, la mousse utilisée présente une faible densité et une faible rigidité, afin notamment d'épouser les contours de la partie dorsale du patient. La mousse peut notamment être une mousse polymérique, notamment en polypropylène ou polystyrène.
  • Dans un mode de réalisation, l'étanchéité entre la coque hermétique et le corps du patient est obtenue grâce à des moyens d'étanchéité, s'étendant sur une partie périphérique de la coque, destinée à être mise en appui étanche contre la paroi thoracique du patient. Par exemple, les moyens d'étanchéité comprennent un joint d'étanchéité. La liaison entre le joint et la coque peut en outre être renforcée par une colle. Dans un mode de réalisation particulier, le joint d'étanchéité comprend deux lèvres d'étanchéité, destinées à venir en contact de la peau du patient, de part et d'autre de la partie périphérique de la coque.
  • Selon l'invention, la coque peut présenter une ou plusieurs rainures de renforcement, s'étendant sur la paroi interne et externe de la coque. Avantageusement, la section transversale de chaque rainure dessine une concavité au niveau de la paroi interne et une convexité au niveau de la paroi externe. Avantageusement, au moins une rainure de renforcement débouche dans un orifice traversant de la coque. Ainsi, la ou les rainures peuvent également servir à aspirer et évacuer d'éventuelles sérosités.
  • Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un moyen de soutien central, s'étendant longitudinalement sur la paroi interne de la coque, et destiné à venir en contact avec le corps du patient en regard de la colonne vertébrale. Avantageusement, le moyen de soutien est en un matériau suffisamment dense et/ou résistant pour ne pas s'écraser sous le poids du patient et soutenir la colonne vertébrale du patient. Par exemple, le moyen de soutien central est en matériau étanche, apte à séparer hermétiquement les parties de la coque disposées de part et d'autre dudit moyen de soutien central lorsque la coque est maintenue autour de la partie postérieure de la cage thoracique du patient. Ainsi, le moyen de soutien central permet de diviser en deux parties le volume interne de la coque, dans lesquelles il est possible de créer indépendamment le vide. Par exemple, le moyen de soutien est en matériau viscoélastique, notamment un gel viscoélastique.
  • Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de régionalisation sélective de la distribution de l'aération pulmonaire selon l'invention comprend une coque rigide ou semi-rigide hermétique, destinée à entourer sélectivement une partie postérieure de la paroi thoracique du patient, un joint d'étanchéité s'étendant sur une partie périphérique de ladite coque et destiné à être mis en appui étanche contre la paroi thoracique du patient, un moyen de soutien central s'étendant transversalement sur la paroi interne de la coque et divisant la coque en deux parties, chacune des deux parties de la coque étant tapissée d'une couche en matériau alvéolaire, la paroi de la coque étant traversée au niveau de chacune de ces parties d'un orifice destiné à être relié à un générateur de pression négative, de sorte qu'il est possible de créer une dépression dans l'une et/ou l'autre des partie de la coque lorsqu'elle est appliquée sur la partie postérieure de la cage thoracique du patient.
  • L'invention concerne également un système d'application d'une pression transpulmonaire localisée, ledit système comprenant au moins un dispositif de régionalisation sélective de la distribution de l'aération pulmonaire tel que décrit ci-dessus et au moins un générateur de pression négative relié au dispositif par l'orifice traversant sur la coque, de manière à communiquer une pression négative du générateur à la coque et créer une dépression entre la paroi thoracique postérieure d'un patient sur laquelle le dispositif est appliqué et ladite coque.
  • Selon l'invention, il est possible d'utiliser le dispositif de régionalisation sélective de la distribution de l'aération pulmonaire tel que décrit ci-dessus en combinaison avec un système de ventilation artificielle invasive ou non invasive, (qui fonctionne en pression positive).
  • Ainsi, le dispositif vise à mieux répartir l'aération pulmonaire issue de la ventilation délivrée par une assistance ventilatoire avec un système de ventilation artificielle invasive ou non invasive en pression positive, et/ou naturellement par les muscles respiratoires, pour distribuer préférentiellement l'aération dans les zones postéro-latérales des poumons, en favorisant sélectivement l'ouverture des alvéoles de ces zones habituellement lésées, ces dernières restant sinon (dans l'état de l'art connu) occluses à la ventilation générée par un système de ventilation artificielle et/ou naturellement par les muscles respiratoires.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
  • Comme exposé ci-dessus, certains patients en insuffisance respiratoire présentent des lésions inhomogènes des poumons. La figure 1 représente une coupe transversale d'une cage thoracique d'un patient humain, allongé sur le dos (en décubitus dorsal), vertèbres 6 vers le bas sur la figure. Les parties postérieures 3 des poumons sont condensées et mal aérées (hachures horizontales), pouvant subir des cycles d'ouverture/fermeture engendrant des lésions pulmonaires supplémentaires, alors que les parties antérieures 4 relativement saines (hachures verticales) sont surdistendues par l'assistance ventilatoire globale.
  • Le dispositif 10 selon l'invention permet de pallier à ce problème en favorisant de façon ciblée la ré-aération de la partie postérieure d'un ou des deux poumons 1, 2 (figure 3). Plus précisément, la partie dorsale de la cage thoracique du patient est logée dans la coque 11 hermétique, et repose sur une mousse d'homogénéisation 12 tapissant une paroi interne 13 de ladite coque 11. Une pompe à vide (non représentée) est connectée à la coque 11 hermétique par au moins un orifice traversant 14 ménagé dans la coque 11 (figures 2A &2B) pour créer une dépression susceptible de faire baisser la pression pleurale autour de la partie postérieure 3 du poumon et ainsi augmenter la pression transpulmonaire de manière localisée, favorisant sa ré-aération. Un capteur de pression peut être connecté à la pompe à vide pour surveiller la pression à l'intérieur de la coque.
  • La zone lésée du poumon peut être définie préalablement sur la base d'un examen clinique ou d'examens complémentaires d'imagerie.
  • Les figures 2A et 2B montrent de manière schématique un exemple de réalisation d'un dispositif de régionalisation sélective de l'aération pulmonaire 10 vers les zones postéro-latérales selon l'invention. La coque 11 a une forme générale et une courbure, et est en matériau rigide ou semi-rigide, permettant d'épouser les contours de la partie dorsale de la cage thoracique du patient. Avantageusement, la coque 11 s'étend longitudinalement depuis le bord inférieur des côtes jusqu'au creux axillaire, et transversalement jusqu'à la ligne médio-axillaire. Deux orifices traversant 14 sont ménagés sur la paroi de la coque 11 hermétique, de part et d'autre d'un axe longitudinal central (s'étendant sensiblement le long de la colonne vertébrale du patient logé dans la coque) divisant ladite coque 11 en deux parties latérales 15, 16 sensiblement égales. Dans un mode de réalisation, tel que représenté à la figure 3, un moyen de soutien central 17 s'étend longitudinalement le long de la paroi interne 13 de la coque 11, de manière à séparer physiquement les deux parties latérales 15, 16. La mousse d'homogénéisation 12 tapisse chacune des parties latérales 15, 16 depuis un contour périphérique 18 jusqu'au moyen de soutien central 17. Alternativement, la mousse 12 peut s'étendre sur toute la paroi interne 13 de la coque 12, et le moyen de soutien central 17 recouvre ladite mousse 12 ou est recouvert par ladite mousse 12. La présence du moyen de soutien central 17 permet de diviser de manière potentiellement hermétique en deux parties le volume interne de la coque 11. Ainsi, si chaque partie de la coque 11 est munie d'un orifice traversant 14 apte à être relié à un générateur de pression négative, il est possible d'engendrer des dépressions individuellement dans chaque partie ou en combinaison et ainsi favoriser l'aération d'un ou des deux poumons.
  • Le contour périphérique 18 de la coque 11, lorsque celle-ci est en position autour de la partie dorsale du patient, vient se coller hermétiquement à la peau du patient, de manière à créer un volume hermétiquement fermé. Afin de permettre cette liaison hermétique, il est possible de fixer un joint d'étanchéité sur le contour périphérique 18 de la coque 11. Dans un mode de réalisation, tel que représenté à la figure 4, le joint 20 comprend deux lèvres de contact 21, 22 en matériau déformable permettant de garantir l'étanchéité de la liaison entre la coque 11 et la partie dorsale de la paroi thoracique, lors de la dépression.
  • Lors de la mise en dépression de la coque 11, une dépression est engendrée localement dans le volume interne entre la coque 11 hermétique et la paroi de la cage thoracique du patient grâce à l'étanchéité de la liaison. Cette dépression permet de faire baisser la pression pleurale et augmenter la pression transpulmonaire localement afin de favoriser l'aération de la partie postérieure d'un ou des deux poumons en regard de la coque.
  • La coque 11 est en outre munie de rainures de renforcement 2, s'étendant longitudinalement ou transversalement sur ladite coque 11. Dans l'exemple représenté aux figures 2A et 2B, des rainures longitudinales s'étendent entre les deux orifices traversant 14. Ainsi, des sérosités peuvent être drainées par les rainures 23 et aspirées par les trous 14.

Claims (15)

  1. Dispositif (10) de régionalisation sélective de l'aération pulmonaire issue de la ventilation délivrée par une assistance ventilatoire avec un système de ventilation artificielle invasive ou non invasive, et/ou naturellement par les muscles respiratoires, pour patient présentant une pathologie respiratoire associée à des lésions pulmonaires inhomogènes, destiné à être utilisé avec au moins un générateur de pression négative pour générer une dépression sur la partie postéro-latérale de la paroi thoracique, ledit dispositif comprenant une coque rigide ou semi-rigide (11), comprenant :
    • une forme définissant un volume destiné à loger et épouser les contours de la partie dorsale du patient, lorsque le patient est allongé sur ladite coque (11),
    • au moins un orifice traversant (14), destiné à être relié à un générateur de pression négative,
    • un contour périphérique hermétique (18), destiné à être mis en appui hermétique contre la peau de la partie dorsale du patient,
    • une paroi interne (13) délimitée par le contour périphérique hermétique (18) , formant le volume logeant la partie dorsale de la paroi thoracique du patient et dans lequel est maintenue la dépression,
    • et une couche en matériau alvéolaire tapissant la paroi interne (13) de la coque rigide (11) pour épouser les contours du corps du patient, et qui est destinée à être en contact avec la peau de la partie dorsale,
    la dépression générée dans la partie dorsale logée dans le dispositif de manière hermétique, permettant de favoriser par l'augmentation locale de la pression transpulmonaire l'aération des régions lésées du ou des poumons dans la zone postéro-latérale et ainsi de redistribuer de manière plus homogène l'aération pulmonaire issue de la ventilation.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche en matériau alvéolaire présente une structure permettant, lorsqu'une dépression est créée dans la coque (11), de répartir de manière homogène la dépression sur toute la surface.
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la couche en matériau alvéolaire est une mousse d'homogénéisation à porosité ouverte.
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche en matériau alvéolaire est en polymère, préférentiellement choisi parmi le polyuréthane, le polyéthylène, le polyéther.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coque (11) a une forme elliptique présentant une courbure concave pour épouser un contour de la partie postérieure de la paroi thoracique du patient.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche en matériau alvéolaire tapisse toute la coque interne (11) et est délimitée par la coque interne (11) et le contour périphérique (18).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contour périphérique (18) comprend des moyens d'étanchéité (20) s'étendant sur le contour de la partie périphérique (18) de la coque, et destinés à être mis en appui étanche contre la peau de la partie dorsale du patient dans la région postéro-latérale de la paroi thoracique, et optionnellement en ce que les moyens d'étanchéité comprennent un joint d'étanchéité (20), ledit joint d'étanchéité étant avantageusement muni de deux lèvres d'étanchéité (21, 22), destinées à venir en contact de la peau du patient, de part et d'autre de la partie périphérique (18) de la coque.
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coque (11) présente plusieurs orifices traversants (14) situés pour répartir de façon homogène la dépression dans la coque (11).
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coque (11) est munie d'au moins une rainure de renforcement (23) dont la section transversale dessine une concavité au niveau de la paroi interne (13) et une convexité au niveau de la paroi externe de la coque (11), et optionnellement en ce que la rainure de renforcement débouche dans un orifice traversant (14) de la coque (11).
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de soutien central (17), positionné transversalement sur la paroi interne (13) de la coque (11), et destiné à venir en contact avec le corps du patient en s'étendant longitudinalement en regard de la colonne vertébrale, et optionnellement en ce que le moyen de soutien central (17) est en matériau étanche et divise hermétiquement ladite coque (11) en deux parties latérales (15, 16), étant ainsi apte à séparer hermétiquement les parties latérales (15, 16) de la coque disposées de part et d'autre dudit moyen de soutien central (17) lorsque la coque est maintenue autour de la partie dorsale de la paroi thoracique du patient, la mousse (12) tapissant chacune des parties latérales (15, 16) depuis le contour périphérique (18) jusqu'au moyen de soutien central (17), chaque partie de la coque (11) étant munie d'au moins un orifice traversant (14) apte à être relié à un générateur de pression négative, permettant d'engendrer des dépressions individuelles dans chaque partie ou en combinaison, et ainsi favoriser l'aération de la partie postéro-latérale d'un ou des deux poumons.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coque (11) s'étend longitudinalement depuis le bord inférieur des côtes jusqu'au creux axillaire, et transversalement jusqu'à la ligne médio-axillaire.
  12. Système d'application d'une pression transpulmonaire localisée, ledit système comprenant au moins :
    • un dispositif de régionalisation sélective de la distribution de l'aération pulmonaire dans la partie postéro-latérale des poumons selon l'une des revendications 1 à 11,
    • au moins un générateur de pression négative relié au dispositif par l'orifice traversant (14) sur la coque (11), de manière à communiquer une pression négative du générateur à la coque et créer une dépression entre la paroi thoracique postérieure d'un patient sur laquelle le dispositif est appliqué et ladite coque.
  13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que le générateur de pression négative est apte à délivrer des pressions négatives constantes ou variables
  14. Kit d'assistance ventilatoire comprenant :
    • un système d'application d'une pression transpulmonaire localisée selon l'une des revendications 12 à 13, et
    • un système de ventilation artificielle invasive ou non invasive.
  15. Kit d'assistance ventilatoire selon la revendication 14, dans lequel un système de ventilation artificielle invasive ou non invasive est couplé avec le ou les générateurs de pression négative et/ou dans lequel le système de ventilation artificielle invasive ou non invasive, est apte à délivrer des pressions positives constantes ou variables.
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