FR2872050A1 - Masque respiratoire a joint superealistique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un masque respiratoire comprenant un corps de masque (3) présentant, sur son bord, un joint (1) qui repose sur le visage du porteur, au moins une partie du joint (1) qui est en contact avec le visage du porteur étant déformable élastiquement, suivant une caractéristique d'élasticité linéaire à progressive, et au moins une partie du joint qui est en contact avec le visage du porteur étant déformable élastiquement, suivant une caractéristique d'élasticité dégressive.

Description

L'invention concerne un masque respiratoire à joint superélastique qui,

même avec une faible pression d'appui sur le visage, permet d'obtenir une bonne étanchéité.

Des masques étanches de ce type peuvenl être utilisés dans tous les cas où il faut protéger les voies respiratoires de l'effet indésirable de différentes substances qui peuvent être contenues dans l'air respiratoire, ou lorsqu'on introduit des gaz respiratoires, de façon ciblée, en y ajoutant éventuellement des composants selon une prescription médicale. On peut ici citer, comme exemples, des masques respiratoires qui sont livrés avec des appareils d'assistance respiratoire, au sens le plus large du terme.

On compte parmi ceux-ci, entre autres, les appareils destinés aux patients qui nécessitent une assistance respiratoire pour différentes raisons, comme par exemple ceux qui souffrent d'apnée du sommeil ou de MPOC (maladie pulmonaire obstructive chronique). On traite souvent ces troubles de la respiration spontanée au moyen de dispositifs à CPAP ou d'appareils similaires. L'abréviation CPAP signifie ici "pression positive continue dans les voies respiratoires".

Dans ce cas, on met à disposition du patient une surpression réglable permettant d'assister la respiration. L'alimentation intervient souvent à pression constante, pendant le cycle respiratoire complet, par l'intermédiaire d'un masque respiratoire. A l'intérieur du masque règne une surpression, par rapport à l'atmosphère ambiante, qui est réglée, en fonction du traitement, sur une valeur variant entre quelques millibars et jusqu'à 50 millibars. Afin de conserver cette surpression à l'intérieur du masque, le masque est généralement rendu étanche au moyen d'un joint placé entre le corps de masque et le visage de l'utilisateur.

Une soupape d'expiration permet partiellement que l'air expiré puisse s'échapper dans l'atmosphère lorsque, du fait de l'expiration, une montée de pression suffisante est produite à l'intérieur du masque. La soupape permet, simultanément, de balayer le masque avec de l'air respiratoire frais, grâce à un courant volumique d'écoulement constant.

II est possible de tolérer un taux de déperdition de quelques litres par minute, dans ce type d'utilisations où l'intérieur du masque est balayé par du gaz frais. Par contre, dans d'autres applications critiques, il convient de recherche une étanchéité maximale.

L'étanchéité, en particulier avec ce que l'on appelle des demi-masques, est obtenue par le fait que le corps de masque est délimité, sur son pourtour, par un joint qui est appuyé contre le visage du porteur, lors de l'application du masque, assurant ainsi l'étanchéité souhaitée. Le confort d'utilisation de ce type de masques est essentiellement déterminé par la façon dont, dans la zone de la ligne de contact entre le masque et le visage, la force exercée pour appuyer le masque est transmise au visage, sous forme de pression d'appui, par l'intermédiaire du joint. L'étanchéité de l'intérieur du masque par rapport à l'atmosphère est assurée le long de cette ligne de contact. En particulier dans le cas des applications où une surpression règne à l'intérieur du masque, chaque zone de la ligne de contact doit être appuyée suffisamment fermement contre le visage du porteur pour contrecarrer la tendance du masque à se soulever. Cependant, étant donné que les corps de masques classiques, en raison de leur nature, ne scnt que peu adaptés à transmettre régulièrement les forces à des surfaces irrégulières et changeantes, sur le contour de leurs propres bords, il faut généralement garantir, pour assurer l'étanchéité souhaitée, une force d'appui qui peut créer, en certains points du visage, des pressions d'appui trop fortes. Si l'on réduisait ces pressions d'appui élevées en diminuant globalement la force d'appui, qui pourrait par exemple être réglée grâce au serre-tête du masque, cela aurait très probablement pour conséquence de faire apparaître des défauts d'étanchéité en d'autres points de la ligne de contact.

Le joint présent sur la ligne de contact est souvent conformé en lèvre en silicone ou en tube de silicone, assurant la fDnction d'une baguette d'étanchéité. L'élasticité de cette lèvre d'étanchéité peut permettre, outre la séparation des gaz proprement dite, une adaptation limitée du corps de masque au contour du visage, corps qui n'est adaptable que dans certaines conditions. Il faut pour cela que le joint se déforme de façon différente. II subsiste cependant le problème qu'en cas d'apparition de différences d'écart entre le corps de masque et le contour du visage, le long de la ligne de contact, on constate la présence de zones où la pression d'appui est très différente.

Chaque zone où la pression d'appui est trop faible peut conduire à une fuite.

Toute pression d'appui trop forte entraîne une sollicitation inutile des zones du visage correspondantes, et peut provoquer des marques dans ces zones. La diminution du confort d'utilisation qui en résulte peut, en outre, causer des problèmes d'acceptation, lorsqu'on emploie des masques dont l'utilisation a été prescrite.

On connaît des procédés censés permettre une flexibilité aussi importante que possible de la baguette d'étanchéité. Ces procédés utilisent la pression interne de l'intérieur du masque pour assister la force d'appui, en produisant une caractéristique d'élasticité dégressive. Cependant, cet objectif n'est que partiellement atteint et n'est pas applicable avec toutes les géométries de la ligne de contact.

II subsiste donc le problème que le masque doit être appuyé sur le visage avec une force nettement supérieure à celle qui serait requise pour compenser la force qui, en fonction de la pression interne à l'intérieur du masque et de la surface sur laquelle s'applique cette pression interne, pourrait soulever le masque. La force d'appui est généralement: produite en serrant le serre-tête, et est transmise au corps de masque.

Plus la pression interne prévue est élevée, et plus la pression d'appui du corps de masque sur le visage est irrégulière, plus la force avec laquelle le masque doit être appuyé est importante. Si la pression interne compense largement la pression d'appui, le contact du masque n'est généralement pas ressenti comme désagréable par le porteur. Dans cet état, et pour les raisons évoquées ci-dessus, il ne faut cependant pas s'attendre, avec les masques classiques, à une étanchéité suffisante, car alors la pression d'appui locale, dans les parties du visage moins sollicitées, subirait déjà l'action de la pression interne qui règne à l'intérieur du corps de masque. Dans ces zones, le corps de masque se soulèverait du visage.

Par contre, si la force d'appui est nettement: supérieure, le port du masque semble désagréable, en particulier lorsqu'une répartition trop irrégulière de la pression d'appui entraîne des pics de pression en des zones isolées du joint.

L'invention a pour but de fournir un masque respiratoire perfectionné, par rapport à l'état de la technique, permettant un meilleur confort d'utilisation, et évitant l'apparition désagréable de pics de la pression d'appui sur le visage du porteur.

L'invention part du principe qu'il est possible de faire agir uniformément la pression d'appui sur le visage du porteur et de réduire la dépendance de la pression d'appui vis à vis de la déformation du joint suivant une caractéristique d'élasticité classique.

Le but de l'invention est atteint grâce à un masque respiratoire comprenant un corps de masque présentant, sur son bord, un joint qui repose sur le visage du porteur, au moins une partie du joint qui est en contact avec le visage du porteur étant déformable élastiquement, suivant une caractéristique d'élasticité linéaire à progressive, et au moins une partie du joint qui est en contact avec le visage du porteur étant déformable élastiquement, suivant une caractéristique d'élasticité dégressive.

Avantageusement, une partie du joint est plastiquement déformable.

Suivant l'invention, on tire parti, pour cela, de ce que l'on appelle les propriétés superélastiques de moyens d'appui contenus dans les joints qui sont en contact direct avec le visage du porteur. L'utilisation de tels joints entraîne une régularisation de la pression d'appui du masque respiratoire sur le visage du porteur. Par exemple, les alliages nickeltitane présentent des propriétés superélastiques et peuvent les communiquer en fonction de la température. Dans une plage de température dans laquelle ces types de matériaux changent de phase, ils présentent le comportement superélastique souhaité. Ensuite, ils présentent, vis-à-vis de faibles forces et en cas de faible déformation, un comportement élastique, caractérisé par une caractéristique d'élasticité linéaire et, vis-à-vis de forces plus importantes et en cas de plus grande déformation, un comportement élastique caractérisé par une caractéristique d'élasticité dégressive.

Au-dessus de la plage de transition, et donc approximativement à partir de 40 C, ils se trouvent par exemple en phase austénitique et, en- dessous de la plage de transition, et donc approximativement en-dessous de 20 C, ils se trouvent en phase martensitique. A l'intérieur de la plage de transition, on peut utiliser avantageusement les propriétés superélastiques.

Ces types d'alliages sont également appelés alliages à mémoire de forme (AMF) ou "shape memory alloys". Leurs propriétés élastiques sont différentes de celles des aciers classiques et sont également appelées des caractéristiques pseudo-élastiques. Les propriétés mécaniques particulières des matériaux ci-dessous sont dues aux cisaillements à l'intérieur des plans réticulaires métalliques. Avantageusement, le matériau qui constitue les moyens d'appui superélastiques est un alliage à mémoire de forme.

Les matériaux de ce type sont souvent constitués dans des alliages nickeltitane dont la composition varie faiblement. En fonction de la teneur en nickel (50-60 %), en titane (40-42 %) et en d'autres métaux, soit ce sont les propriétés superélastiques qui dominent, dans différentes plages de températures, soit c'est la mémoire de forme. Selon une forme de réalisation avantageuse, le joint est souple et flexible, constitué dans un matériau élastique, par exemple en silicone, et présente des moyens d'appui en matériau superélastique.

Pour fabriquer les moyens d'appui selon l'invention, il est également avantageux que le matériau dans lequel sont constitués les moyens d'appui superélastiques soit constitué, pour l'essentiel, d'un alliage contenant 50-60 % de nickel et 40-42 % de titane. Ensuite, pour les joints selon l'invention, il est préférable que la température corporelle de la personne se situe dans la plage de transition des alliages de ce type, ce qui permet de faire apparaître les propriétés superélastiques décrites, au contact avec le corps.

II est particulièrement avantageux que les moyens d'appui superélastiques se présentent sous la forme d'éléments allongés, disposés en parallèle, cintrés en forme de banane. Ceci permet de régler l'élongation du joint et la caractéristique d'élasticité en modifiant le rayon de courbure.

Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse, les différents éléments allongés disposés en parallèle, cintrés en forme de banane, présentent une forme de languette et sont reliés les uns aux autres par une structure tissée qui fixe leur position. On obtient ainsi des moyens d'appui particulièrement robustes, en particulier lorsque les moyens d'appui superélastiques sont noyés dans le matériau élastique qui constitue le joint.

Le joint est avantageusement fixé sur un cadre du corps de masque.

La zone du cadre assume partiellement la fonction de façonnage et sert à absorber les forces dues à la fixation du masque sur la tête et, le cas échéant, à recevoir les raccords d'inspiration et d'expiration. Pour son utilisation, ce cadre est indéformable, robuste et irréprDchable sur le plan de l'hygiène. S'il existe des écarts irréguliers entre le bord du corps de masque, c'est-à-dire par exemple le cadre, et le visage du porteur, ces écarts peuvent être comblés, pratiquement sans augmenter la pression d'appui, dans la mesure où la longueur des différents moyens d'appui superélastiques est adaptée à l'écart respectif, par déformation superélastique. Ceci peut être obtenu, par exemple, en modifiant le rayon de courbure des éléments allongés, cintrés en forme de banane qui sont prévus, suivant une forme d'exécution avantageuse de l'invention. Ainsi se forme un contour, élastique vis-à-vis de faibles forces, qui correspond à la forme du visage du porteur. On obtient ainsi une répartition très régulière de la pression d'appui sur le visage du porteur. Il est possible de régler la pression d'appui à un faible niveau, sans devoir craindre de défauts d'étanchéité. On évite ainsi les marques sur le visage.

De façon avantageuse, le joint peut en outre, au moins sur certaines zones, être plastiquement déformable, ou contenir des moyens d'appui plastiquement déformables. Ensuite, avec un court appui plus marqué, et par déformation plastique des moyens d'appui plastiques, le contour de soutien de la partie élastique du joint peut être adapté à la forme du visage.

Il est particulièrement préféré que le corps de masque soit adaptable à la forme du visage, une adaptabilité plastique présentant des avantages supplémentaires.

Il est préférable que l'adaptation à la forme du visage puisse être obtenue grâce à un cadre façonnable prévu à proximité du bord du corps de masque. Un cadre de ce type stabilise également la forme du bord du corps de masque. Il assume la fonction de stabilisation de forme vis-à-vis du contour du visage du porteur, et sert à absorber les forces dues à la pression interne, à la fixation sur la tête et, le cas échéant, sert à recevoir les raccords d'inspiration et d'expiration. Pour son utilisation, ce cadre est indéformable, robuste et irréprochable sur le plan de l'hygiène. Cependant, il permet, par un appui vigoureux sur le visage, ou l'application de forces par un autre moyen, une déformation plastique du cadre et, par conséquent, du corps de masque, pour l'adapter au visage du porteur du masque respiratoire. En combinaison avec un joint selon l'invention, qui peut être monté sur un cadre de ce type, on obtient une adaptabilité particulièrement précise à la forme du visage du porteur. II est ici possible de procéder à un ajustement approximatif, en déformant le cadre, et à un ajustement en finesse, en déformant les moyens d'appui superélastiques et, le cas échéant, plastiques, du joint. La partie élastique du joint assure, lorsqu'on appuie le corps de masque, l'étanchéité de l'espace intérieur du masque vis-à-vis de l'atmosphère, pratiquement la même pression d'appui s'exerçant dans toute la zone de contact entre le corps de masque et le visage. On évite ainsi les marques sur le visage.

Suivant une conformation particulièrement confortable du joint selon l'invention, il est prévu que les moyens d'appui superélastiques soient reliés au cadre, et soient entourés par une gaine, susceptible d'être assemblée au cadre, qui constitue le joint. Ceci permet d'échanger ou de nettoyer facilement les éléments qui viennent en contact avec la peau du porteur.

De préférence, le matériau des moyens d'appui superélastiques présente des propriétés superélastiques à une température qui correspond au moins à la température du corps.

L'invention va être expliquée de façon plus détaillée à l'aide d'exemples d'exécution et des figures, dans lesquelles: la figure 1 est une vue de côté, schématique, d'un masque nasal à CPAP, la figure 2 est une vue de face, schématique, d'un masque nasal à CPAP, la figure 3 est une vue de côté, schématique, d'un masque nasal à CPAP, où est représentée explicitement une lèvre d'étanchéité, la figure 4 représente le joint selon l'invention, pourvu de moyens 15 d'appui superélastiques, la figure 5 représente une disposition avantageuse de moyens d'appui superélastiques dans un joint selon l'invention, la figure 6 est une autre représentation d'une disposition avantageuse de moyens d'appui superélastiques dans un joint selon 20 l'invention, la figure 7 représente un joint selon l'invention utilisé comme coque susceptible d'être assemblée, pourvue de moyens d'appui superélastiques.

Suivant le premier exemple d'exécution, les figures 1 et 2 représentent un masque nasal à CPAP suivant deux vues. Il est équipé d'un joint 1 qui est partiellement superélastique. Un bandeau serre-tête 2 sert de dispositif de maintien pour fixer le masque sur la tête, et fournit la force de traction nécessaire pour contrecarrer la surpression qui règne à l'intérieur du corps de masque 3.

La figure 3 représente un masque similaire, dont le corps de masque est équipé d'un joint 1 périphérique se présentant sous la forme d'une lèvre en silicone, dont une partie peut être retournée de telle sorte qu'elle serve de surface de contact 4 avec le visage du porteur. La lèvre en silicone 1 est fixée sur un cadre 5 façonnable, grâce auquel elle peut être adaptée à la forme du visage. En même temps, le cadre 5 constitue la bordure du corps de masque 3.

La figure 4 représente un joint 1 selon l'invention, équipé de moyens d'appui 6 superélastiques, qui est fixé sur le cadre 5 qui délimite le corps de masque 3. Des moyens d'appui 6 en alliage NiTi superélastique, qui servent de support élastique, sont noyés dans une lèvre d'étanchéité très fine, extrêmement flexible. En variante, ces moyens d'appui peuvent être enrobés, ou intégrés dans une gaine, pour pouvoir être réutilisés. Dans tous les cas, dans une lèvre d'étanchéité de ce type, les propriétés Élastiques de l'alliage et les propriétés du silicone sont combinées de façon avantageuse. Dans le présent exemple d'exécution, les moyens d'appui 6 superélastiques sont conformés en éléments allongés parallèles, cintrés en forme de banane.

Leur rayon de courbure, qui est déterminé par l'écart qui sépare le cadre 5 du corps de masque de la partie du joint 1, qui exerce une action exclusivement élastique, qui est amenée en contact avec le visage du porteur, influence la caractéristique d'élasticité du joint appuyé. Cette caractéristique d'élasticité peut être amenée à varier de façon progressive à dégressive en modifiant le rayon de courbure.

La figure 5 représente une disposition avantageuse de moyens d'appui 6 superélastiques dans un joint 1 selon l'invention, monté sur le cadre 5 d'un corps de masque. On distingue clairement que les moyens d'appui 6 superélastiques comprennent des éléments allongés, cintrés en forme de banane, disposés en parallèle. Il est particulièrement avantageux que les différents éléments d'appui 6' présentent un comporlement plastique. Ceci permet, en supplément, un préajustement du joint à la forme qu'il convient de rendre étanche. Ainsi, la partie élastique du joint est toujours positionnée à une distance faible et relativement régulière par rapport au visage et, lorsque le masque est pressé, peut partiellement s'appuyer contre un contour tout d'abord élastique, mais obtenu par déformation plastique. On obtient ainsi une répartition très régulière de la pression d'appui sur le visage du porteur. La pression d'appui peut être réglée à une valeur relativement faible, sans qu'on ait à craindre un défaut d'étanchéité. On évite les marques sur le visage. Si l'on appuie plus fort, grâce à une nouvelle déformation plastique des moyens d'appui 6' plastiques, le contour peut être à nouveau adapté à la forme du visage afin de permettre un appui partiel de la partie élastique du joint.

La figure 6 est une autre représentation d'une disposition avantageuse de moyens d'appui 6 superélastiques dans un joint 1 selon l'invention, suivant laquelle les différents éléments allongés, cintrés en forme de banane, disposés parallèlement, présentent une forme de languettes et sont reliés les uns aux autres par une structure tissée 9 11xant leur position. En particulier lorsqu'ils sont conformés en languettes superélastiques, il est possible de combiner avantageusement les propriétés utiles du matériau constituant les moyens d'appui avec les propriétés du matériau élastique qui les entoure.

La figure 7 représente un joint selon l'invention, conformé en gaine susceptible d'être assemblée 7, pourvue de moyens d'appui 6 superélastiques. La gaine susceptible d'être assemblée 7 est constituée en silicone et enveloppe partiellement les moyens d'appui 6 superélastiques, qui sont fixés sur le cadre 5 du corps de masque. II est ainsi garanti que les moyens d'appui 6 superélastiques ne viennent pas en contact avec le visage du porteur du masque. L'assemblage de la gaine susceptible d'être assemblée 7 intervient grâce à un élément de fixation 8 permettant une liaison avec le cadre 5. La présence d'un joint selon l'invention se présentant sous la forme d'une gaine susceptible d'être assemblée permet, de façon simple, d'échanger ou de nettoyer les composants du joint qui sont en contact avec la peau du porteur.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Masque respiratoire comprenant un corps de masque (3) présentant, sur son bord, un joint (1) qui repose sur le visage du porteur, caractérisé en ce qu'au moins une partie du joint qui est en contact avec le visage du porteur est déformable élastiquement, suivent une caractéristique d'élasticité linéaire à progressive, et en ce qu'au moins une partie du joint qui est en contact avec le visage du porteur est déformable élastiquement, suivant une caractéristique d'élasticité dégressive.

2. Masque respiratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 qu'une partie du joint (1) est plastiquement déformable.

3. Masque respiratoire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le joint (1) est constitué en matériau élastique et présente des moyens d'appui (6) en matériau superélastique.

4. Masque respiratoire selon la revendication 3, caractérisé en ce 15 que le matériau qui constitue les moyens d'appui superélastiques est, pour l'essentiel, un alliage à mémoire de forme.

5. Masque respiratoire selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le matériau dans lequel sont constitués les moyens d'appui superélastiques est constitué, pour l'essentiel, d'un alliage contenant 50-60 % de nickel et 40-42 % de titane.

6. Masque respiratoire selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'appui superélastiques se présentent sous la forme d'éléments allongés, disposés en parallèle, cintrés en forme de banane.

7. Masque respiratoire selon la revendication 6, caractérisé en ce que les différents éléments allongés disposés en parallèle, cintrés en forme de banane, présentent une forme de languette et sont reliés les uns aux autres par une structure tissée (9) qui fixe leur position.

8. Masque respiratoire selon l'une des revendications 3 à 7, 30 caractérisé en ce que les moyens d'appui superélastiques sont intégrés dans le matériau élastique qui constitue le joint.

9. Masque respiratoire selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le corps de masque est adaptable à la forme du visage.

10. Masque respiratoire selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'adaptation à la forme du visage peut être obtenue grâce à un cadre (5) façonnable prévu à proximité du bord du corps de masque.

11. Masque respiratoire selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les moyens d'appui superélastiques sont reliés au cadre, et sont entourés par une gaine (7), susceptible d'être assemblée au cadre, qui constitue le joint.

12. Masque respiratoire selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le joint (1) est constitué en silicone

13. Masque respiratoire selon l'une des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que le matériau des moyens d'appui superélastiques présente des propriétés superélastiques à une température qui correspond au moins à la température du corps.