FR2874329A1 - Procede et appareil pour une humidification de gaz respirables par condensation et/ou deshumidification - Google Patents

Abstract

Un procédé et un appareil pour humidifier un gaz respirable fourni à un utilisateur comprenant la fourniture d'un gaz respirable, la production de l'humidité ou de l'eau provenant du milieu ambiant environnemental, par exemple, par le biais d'une condensation et/ou d'un air déshumidifié, et l'acheminement du gaz respirable le long d'un passage de flux d'air. Le passage de flux d'air comprend éventuellement un accès à au moins une partie de l'humidité ou de l'eau pour augmenter une humidification du gaz respirable, à délivrer à l'utilisateur.

Description

PROCEDE ET APPAREIL POUR UNE HUMIDIFICATION DE GAZ

RESPIRABLES PAR CONDENSATION ET/OU DESHUMIDIFICATION Cette demande revendique le bénéfice de la demande provisoire de 5 document U.S. No. 60/602 872, déposée le 20 août 2004.

Arrière plan de l'invention Les humidificateurs sont utiles pour traiter un certain nombre de maladies qui peuvent comprendre une sécheresse nasale et également empêcher une rhinite (inflammation de la membrane de la muqueuse nasale). Ces maux peuvent être causés par l'introduction de gaz respirable relativement secs et/ou froids (par exemple, de l'air) dans les voies respiratoires d'un patient.

Les humidificateurs profitent doublement au patient. Ils ajoutent de la chaleur aux gaz respirables, ce qui améliore le confort de respiration du patient et ajoute également de l'humidité (par exemple, de l'eau) à l'air respirable pour réduire une sécheresse et une irritation. Les deux aspects sont particulièrement bénéfiques au cours de conditions environnementales ambiantes plus fraîches telles que durant les saisons plus fraîches (l'hiver).

Dans le traitement d'un patient utilisant un moyen de ventilation, le standard d'humidification est de la forme d'un élément chauffant électrique qui chauffe un corps d'eau qui fait s'évaporer ensuite le liquide en vapeur ou gaz qui est ultérieurement introduit dans l'alimentation d'air du ventilateur et délivré vers les voies respiratoires d'un patient.

D'autres types d'humidificateurs existent dans le domaine de la ventilation et peuvent comprendre des systèmes non chauffés, ces derniers peuvent être connus en tant qu'humidificateurs "passifs" ou "Passover" dans l'art, cependant, ces dispositifs fournissent un avantage limité en terme d'efficacité et de capacité à délivrer de l'humidité vers les voies respiratoires du patient. De plus, il n'existe aucune chaleur qui est ajoutée à l'air respirable, ce qui peut être irritant si le gaz respirable devait être relativement frais.

respirable, ce qui peut être irritant si le gaz respirable devait être relativement frais.

II existe également des systèmes "à réseau capillaire" qui font passer l'eau au travers de surfaces humides ou de membranes pour permettre à de l'air de capter l'humidité. Les surfaces humides puisent généralement de l'eau d'un réservoir d'eau au travers d'une action capillaire. Lorsque l'air passe sur les surfaces humides, l'humidité est captée et le gaz respirable (air) est délivré au patient avec des niveaux d'humidité plus élevés.

Les humidificateurs actuellement fabriqués pour la ventilation de patients, tels que la pression positive expiratoire en ventilation spontanée (CPAP) utilisée pour traiter l'apnée obstructive du sommeil (AOS), ont des réservoirs d'eau sensiblement importants (une capacité d'eau de 400 à 600 mL). Ces réservoirs ne sont pas faciles à utiliser étant donné qu'ils ont besoin d'être remplis avant utilisation, ils ont besoin d'être vidés et nettoyés entre les utilisations, et sont une source d'infection étant donné que des bactéries peuvent s'accumuler et être difficiles à nettoyer de manière efficace.

De plus, un patient a besoin de porter le réservoir jusqu'à une source d'eau et de revenir vers sa chambre une fois ce dernier rempli, avant chaque cession de traitement. Ceci nécessite plus d'efforts et de désagréments de la part de l'utilisateur.

Des systèmes d'humidification actuels visent à générer des niveaux efficaces et élevés d'humidification tout en réduisant une condensation dans les passages destinés à délivrer l'air et l'interface d'un masque. II existe de nombreux systèmes qui ont des systèmes de capteur et de rétroaction pour maximiser une humidification du gaz respirable ou faire varier l'humidification conjointement avec des changements de situation, par exemple, de température ambiante, de circulation d'air, etc. Par conséquent, un besoin s'est développé dans l'art pour répondre à un ou plusieurs problèmes ou défauts associés aux humidificateurs de l'art antérieur.

Résumé de l'invention Un aspect de la présente invention est de réduire de la taille d'une technologie actuelle, par exemple, en éliminant sensiblement le réservoir d'eau (ou de fluide), et/ou en améliorant une facilité d'utilisation en éliminant le besoin de remplir, de vider le reste de et/ou de nettoyer le réservoir.

Un autre aspect de la présente invention est de mettre à disposition un ventilateur avec une forme d'autodéclencheur et/ou de réapprovisionnement d'humidification.

Ces aspects et d'autres seront décrits dans ou apparaîtront à partir de

la description détaillée suivante.

Brève description des dessins

La figure 1 est une vue schématique d'un ventilateur selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue explicative schématique d'une plaque à effet Peltier qui peut être utilisée sur le ventilateur de la figure 1; la figure 3 est une vue schématique en perspective, en coupe transversale, le long de la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une vue en perspective d'un conduit interne alternatif selon un mode de réalisation de la présente invention; les figures 4A à 4B sont des vues schématiques en coupe transversale de conduits internes selon des modes de réalisation alternatifs de la présente invention; la figure 5 est une vue en coupe transversale et en perspective partielle d'une partie d'un conduit interne selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 6 est une vue schématique comprenant la partie de conduit interne de la figure 5; la figure 7 est une vue en coupe transversale et en perspective partielle d'une partie d'un conduit interne selon un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 8 est une vue en coupe transversale schématique d'un conduit interne selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 9 est une vue schématique d'un processus pour une utilisation d'une réfrigération pour produire une condensation pour une utilisation avec un ventilateur, selon un autre mode de réalisation de la présente invention la figure 10 est une vue schématique d'un processus pour une utilisation d'un bloc de congélation pour produire une condensation pour utiliser avec un ventilateur, selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention la figure 11 est une vue en perspective schématique d'un tiroir amovible pour un ventilateur selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention la figure 12 est une vue schématique d'un revêtement, par exemple, un revêtement par pulvérisation, pour une utilisation dans une production de condensation, selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 13 est une vue schématique d'un tube destiné à délivrer de l'air et d'une interface pour patient équipés d'une unité dessicative pour un retrait d'humidité ou d'eau, selon un autre mode de réalisation de la présente invention; et les figures 14 et 15 sont des vues schématiques d'un agencement de capteur selon un mode de réalisation de la présente invention.

Description détaillée des modes préférés de réalisation Un mode de réalisation de la présente invention puise essentiellement son eau ou humidité pour une humidification de l'environnement (air) entourant le dispositif.

L'atmosphère que les humains respirent habituellement contient un certain niveau d'humidité ou teneur en eau. L'appareil décrit ici peut utiliser une ou plusieurs parmi les techniques décrites ci-dessous pour extraire cette humidité ou eau de l'air pour une utilisation ultérieure ou un traitement avant d'être finalement délivrée vers les voies respiratoires du patient, de préférence en tant que gaz respirable humidifié (au-dessus de l'humidité ambiante).

Dans un autre mode de réalisation, une humidité de l'atmosphère est condensée sur un support de rafraîchissement qui est en contact avec l'air ambiant. Une manière de créer une condensation est de rafraîchir les surfaces ou la surface collectrice au-dessous de l'air ambiant adjacent (exposé à la surface collectrice) au-dessous du point de rosée de l'air. Des gouttelettes d'eau se condensent ensuite depuis l'air et dans la surface collectrice.

Le point de rosée est la température à laquelle l'air doit être rafraîchi afin d'atteindre une saturation, en supposant que la température d'air et le contenu d'humidité sont constants. Cette saturation amène une condensation du liquide (eau) depuis le gaz (vapeur d'eau).

Un autre mode de réalisation concerne la déshumidification de l'air ambiant, la collecte de l'eau en tant qu'un liquide et le retraitement de cette eau pour améliorer le contenu d'humidité du gaz respirable.

L'air ambiant déshumidifié peut également être avantageux dans des foyers avec une humidité excessive dans l'environnement des pièces, ce qui présente l'avantage de réduire la moisissure et des allergènes éventuels qui peuvent causer des attaques d'asthme, etc. La surface rafraîchie en contact avec l'air ambiant n'a pas besoin d'être le composant réel de rafraîchissement du mécanisme. La surface rafraîchie peut également être créée à distance comme des refroidisseurs utilisés dans des systèmes de rafraîchissement de grands immeubles. II existe un centre de rafraîchissement qui "achemine par tuyau" le fluide refroidi là où on en a besoin.

Le point de rosée peut également être changé en modifiant le contenu d'humidité de l'air ambiant, par exemple, en utilisant un humidificateur de pièce et/ou en modifiant la température de l'air.

Un rafraîchissement peut être obtenu de différentes formes technologiques à partir de pompe à chaleur jusqu'à des dispositifs de chambre froide.

Procédé de pompe à chaleur à effet Peltier La figure 1 est un schéma de principe d'un ventilateur 10 selon un mode de réalisation de la présente invention. Un ventilateur 10 comprend un moteur 12 de ventilateur qui comprend une entrée pour recevoir un gaz atmosphérique, par exemple de l'air. Le moteur 12 de ventilateur pressurise le gaz respirable jusqu'à un niveau souhaité, par exemple, entre environ 4 à 20 cm de H2O, pour être délivré à un passage de circulation d'air, comprenant un tube 14 interne à l'intérieur du ventilateur 10. Le tube 14 interne délivre le gaz respirable pressurisé à une sortie 16 mise à disposition sur un extérieur du boîtier de ventilateur. Un conduit 18 destiné à délivrer l'air, faisant également partie du passage de circulation d'air est mis à disposition sur la sortie 16, pour un gaz respirable pressurisé délivré à une interface d'un patient, tel qu'un masque 20. Le gaz respirable est transféré depuis le passage de circulation d'air jusqu'aux voies respiratoires de l'utilisateur.

Le ventilateur comprend un panneau 22 de commande, qui comprend de préférence un affichage. Le panneau 22 de commande est en communication avec un dispositif de commande 24 pour commander le fonctionnement du ventilateur 10. Le moteur 12 de ventilateur est également connecté au dispositif de commande 24. De plus, le dispositif de commande comprend une pluralité d'entrées 26, 28, par exemple, pour recevoir des signaux de divers capteurs ou transducteurs habituellement mis à disposition en tant que parties d'un ventilateur 10. De manière générale, des ventilateurs sont disponibles commercialement chez ResMed, Inc. Un ventilateur 10 comprend une unité 30 d'humidification selon un premier mode de réalisation de la présente invention. En général, une unité 30 d'humidification a pour fonction de produire une humidité ou de l'eau à partir du milieu environnant ambiant. Ceci peut aider à éliminer le besoin d'une unité d'humidificateur encombrante telle qu'utilisée dans l'art antérieur, c'est-à-dire, la taille de l'humidificateur peut être réduite ou le besoin pour un humidificateur autonome qui nécessite un (re) remplissage d'eau peut être virtuellement éliminé. Bien entendu, l'unité d'humidification peut être réalisée en tant qu'un accessoire ou un dispositif secondaire. De plus, l'unité d'humidification peut être utilisée pour (auto)réapprovisionner le niveau d'humidité du gaz respirable. Par exemple, le ventilateur pourrait être mis à disposition avec une quantité d'eau initiale (par exemple, 100 à 200 mL), et l'unité d'humidification peut produire sa propre humidité ou eau pour maintenir le niveau d'humidification souhaité, même si l'eau initiale a été épuisée. Dans ce mode de réalisation, l'unité 30 d'humidification comprend une plaque 32 à effet Peltier telle que représentée schématiquement sur la figure 2. L'unité 30 d'humidification est en communication avec le dispositif de commande 24.

La plaque 32 à effet Peltier est similaire aux plaques à effet Peltier utilisées dans des pompes à chaleur à corps solide. Dans un exemple d'une technologie à effet Peltier, deux couches d'isolation, par exemple, des couches 34, 36 de céramique, servent à intercaler une couche métallique, par exemple, une couche 38 de cube de tétradymite. Lorsqu'un courant électrique est appliqué, une chaleur est déplacée depuis un côté de la plaque jusqu'à l'autre; donc, un côté devient froid (et produit une humidité ou de l'eau) tandis que l'autre côté devient chaud. Une autre forme quelconque de pompe à chaleur thermoélectrique peut être utilisée.

La figure 3 est une vue schématique en perspective en coupe transversale partielle d'un ventilateur 10 dans lequel une plaque 32 à effet Peltier est mise à disposition à l'intérieur d'un boîtier de ventilateur. Un boîtier de ventilateur peut comprendre au moins un évent 40 ayant une ou plusieurs ouvertures 42. Dans cet exemple, une chaleur est transférée depuis la couche 36 de céramique jusqu'à la couche 34 de céramique de telle manière que la couche 36 de céramique, qui est mise à disposition de manière adjacente à l'évent 40, commence à collecter des gouttelettes 44 d'eau. Des gouttelettes 44 descendent par gravité le long de la surface de la couche 36 de céramique et sont déposées dans une ouverture 46 mise à disposition dans un conduit interne 14. Une couche 36 peut également être un support poreux qui augmente la superficie de surface. Une partie ou la totalité de l'air peut être passée le long de la surface pour augmenter une humidification. Un conduit interne 14 peut comprendre un réservoir 48 pour collecter des gouttelettes d'eau accumulées une fois qu'elles sont reçues par l'ouverture 46. Un détecteur de niveau peut être mis à disposition pour déterminer si le niveau du réservoir 48 atteint une limite maximum prédéterminée, au niveau duquel point la plaque 32 à effet Peltier serait arrêtée ou réduite afin de cesser une production de gouttelettes d'eau et de condensation.

La figure 4 illustre une vue isométrique représentant une partie d'un conduit interne 14 avec le réservoir 48. Tel que représenté, le réservoir 48 s'étend le long d'uniquement une partie de l'étendue du conduit 14. Cependant, la longueur du réservoir peut être changée en fonction de la capacité de condensation souhaitée et/ou la taille de la plaque 32 à effet Peltier. De plus, la longueur du conduit 14 peut être changée pour permettre une augmentation ou une diminution de la taille du réservoir et/ou la taille de la plaque à effet Peltier. Dans un mode de réalisation, le conduit 14 peut avoir une série de coudes (avec des réservoirs respectifs ou un réservoir commun) pour augmenter de manière efficace la longueur. Le réservoir peut avoir une capacité qui est très faible ou négligeable, par exemple, 10 à 20 mL ou moins. Si ce volume est étendu sur une superficie suffisamment large, qui est de préférence très peu profonde ou comme une pellicule, il peut être chauffé de l'état d'eau ou liquide à l'état de vapeur de gaz avant d'être introduit dans le gaz respirable.

La figure 4A est une vue schématique en coupe transversale selon un autre mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 4A, un conduit 14 comprend une plaque 32 à effet Peltier mise à disposition sur le fond du réservoir 48. La couche 36 forme une surface inférieure du réservoir 48. La polarité du courant introduit dans la plaque 32 peut être inversée, de telle manière que la plaque 36 produise soit une condensation, pour ajouter une humidification, ou chauffe le réservoir 48, pour chauffer l'air et/ou évaporer une condensation quelconque collectée. Dans un mode de réalisation, le dispositif de commande 24 (figure 1) peut faire effectuer un cycle à la plaque 32 pour éliminer une humidité/eau quelconque collectée dans le réservoir à la fin d'une cession de traitement, par exemple, en utilisant la couche 36 selon un mode de chauffage pour convertir l'eau en vapeur de gaz qui peut être réintroduite dans le gaz respirable en tant que gaz/air humidifié. De plus, le dispositif de commande 24 peut faire effectuer un cycle à la plaque 32 pour commencer la production d'eau ou d'humidité à un moment quelconque prédéterminé avant que la cession de traitement ne commence.

Dans encore un autre mode de réalisation, le conduit n'a pas besoin de comprendre un réservoir, si la quantité d'eau/humidité/condensation produite est approximativement égale à la quantité d'humidité devant être ajoutée au passage de circulation d'air. Dans un exemple représenté sur la figure 4B, le conduit 14 peut être mis à disposition avec une pluralité d'unités d'humidification 30.1 à 30.7 espacées de manière circonférentielle et/ou axialement qui peuvent être commandées individuellement pour produire l'humidification souhaitée sans le besoin de collecter de l'eau ou de mettre à disposition un réservoir.

Pour que des plaques à effet Peltier fonctionnent de manière efficace, la chaleur "résiduelle" a besoin d'être retirée du côté chaud. Dans l'application d'un dispositif de ventilation d'un patient, la chaleur pourrait être retirée par le gaz respirable entrant, qui peut améliorer un confort de respiration, particulièrement dans des climats plus froid. Telle que représentée sur la figure 3, une couche 34 de céramique "chaude" peut être à proximité de la surface externe du conduit 14 interne pour chauffer le gaz pressurisé. La couche 34 peut comprendre une extension 34a pour chauffer une étendue supplémentaire du conduit 14, si on le souhaite. Une extension 34a peut être mise en fonctionnement de manière indépendante, pour changer ainsi la température du gaz chauffé.

La chaleur "résiduelle" peut également être en partie ou totalement utilisée pour une réévaporation de l'eau condensée depuis le côté froid de la plaque à effet Peltier. L'évaporation de l'eau liquide en vapeur d'eau met donc à disposition un procédé d'humidification pour le gaz respirable.

Dans un autre mode de réalisation, le côté froid peut uniquement être exposé à l'air ambiant hors du passage d'air de gaz respirable. Ceci empêche le gaz respirable d'être rafraîchi si on le souhaite. Dans le cas d'une ventilation, un air respirable plus chaud est plus confortable pour les voies respiratoires. Le côté plus chaud de la plaque à effet Peltier peut être exposé au passage de gaz respirable afin de chauffer le gaz respirable. L'eau condensée depuis le côté froid peut ensuite être transférée ou autrement s'écouler sur le côté chaud dans le passage de gaz respirable, ce qui entraîne le chauffage et l'humidification du gaz respirable. Le système permettrait uniquement un chauffage, ou un chauffage et une humidification.

Dans cette application de la technologie à effet Peltier, l'humidité provenant d'une condensation est isolée du noyau de la plaque à effet Peltier, étant donné qu'une humidité aurait un effet négatif sur la durée de vie.

Une plaque à effet Peltier est actuellement le mode de réalisation préféré de la présente invention car le dispositif n'émet pas de bruit, pas de vibration, aucune partie ne se déplace, la durée de vie est conséquente, et il n'est équipé d'aucun réfrigérant de type FréonTM, d'une taille compacte, et est capable d'une commande de température de précision.

Deux ou plusieurs plaques à effet Peltier peuvent également être empilées les unes sur les autres pour obtenir des performances supérieures; c'està-dire, un rafraîchissement et/ou un chauffage plus important. Par exemple, une seconde couche métallique similaire à la couche 38 pourrait être mise à disposition sur le côté gauche de la couche 34 sur la figure 3, et une couche de céramique supplémentaire mise à disposition sur la seconde couche métallique.

La figure 5 illustre un assemblage de plaques à effet Peltier selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 5, un assemblage de plaques à effet Peltier prend la forme d'un conduit comprenant des couches 34 et 36 de céramique et une couche 38 2874329 11 métallique. Un conduit 50 peut former au moins une partie du conduit 14 interne, tel que représenté sur la figure 6. Tel que représenté sur la figure 6, l'assemblage 50 de plaques à effet Peltier a un diamètre qui est plus grand que le diamètre du restant du conduit 14 interne. Par conséquent, le niveau 52 d'eau qui est représenté en ligne pointillée sur la figure 6 peut être maintenu au-dessous du niveau du conduit 14, afin de maintenir l'humidité condensée à l'intérieur de la partie 50 de conduit.

Les figures 7 et 8 illustrent des assemblages de plaques à effet Peltier supplémentaires selon la présente invention. Telle que représentée sur la figure 7, une partie 60 de conduit est formée de telle manière qu'une couche 34 de céramique couvre seulement une partie de la circonférence du conduit 60. Le conduit en soit sur les figures 5 et 7, qui est utilisé pour transporter une pression comme du gaz et stocker un fluide condensé, peut être formé d'un matériau de céramique. De manière alternative, un conduit de plastique standard peut être inséré à l'intérieur de la partie 60 de conduit. En d'autres termes, la partie 60 de conduit pourrait former un manchon qui pourrait être réadapté sur une partie d'un conduit d'un ventilateur de l'art antérieur.

Sur la figure 8, un élément 70 de conduit comprend une surface 72 interne qui est partiellement définie par une partie 74 de plastique et partiellement définie par une couche 36 de céramique. Une couche 38 métallique est mise à disposition entre les couches 34, 36 de céramique. Lorsqu'un courant continu est appliqué, une chaleur peut être transférée depuis la couche 36 jusqu'à la couche 34, ce qui produit une condensation sur la couche 36, afin d'humidifier l'air. De plus, la couche 34 est en contact avec une partie 74 de plastique afin de permettre la possibilité de chauffer l'air jusqu'à un niveau de température souhaité. Telle qu'illustrée schématiquement sur la figure 8, la partie inférieure 76 de la couche 34 peut être commandée de manière indépendante de la couche 78 supérieure de la couche 34, afin de commander le niveau d'humidité de manière indépendante du niveau de chauffage.

La plaque à effet Peltier, dans un mode de réalisation quelconque décrit ici, peut également avoir un courant réversible pour éventuellement rafraîchir un air qui est devenu trop chaud ou autrement pour commander le niveau d'humidité. Dans le cas de l'humidité, la plaque à effet Peltier peut recondenser le gaz respirable humidifié si des niveaux d'humidification ont été considérés comme trop élevés.

Le système à effet Peltier (ou un système quelconque décrit ici) peut également avoir un courant variable qui permette au niveau d'humidification d'être variable ou avoir une entrée/sortie de phase multiple de sorte que l'on peut établir un profil d'humidification selon des exigences. On attire l'attention sur la demande de brevet Provisoire de document U. S. No. 60/599 864, déposée le 10 août 2004, intitulée "Method and Apparatus for Humidification of Breathable Gas With Profiled Delivery" cité ici à titre de document reflétant l'état de la technique antérieur.

On peut observer que de l'eau peut se condenser sur une surface fraîche particulièrement lorsque la surface fraîche est amenée dans un environnement plus chaud. Un autre mode de réalisation de la présente invention est connu en tant qu'effet Peltier à impulsions. II a la capacité de créer rapidement une condensation à la surface du côté froid de la plaque à effet Peltier. Si le courant continu vers la plaque à effet Peltier devait être inversé, pour désormais chauffer la même surface, ceci encouragerait une condensation plus rapide si le système de traitement le nécessite.

Procédés de réfrigération Des systèmes de réfrigération font s'évaporer des fluoro-carbones tels que du FréonTM, par exemple, en utilisant un serpentin chaud (serpentins condensateurs) et un serpentin froid (serpentins évaporateurs). Le serpentin froid fait se condenser l'eau tandis que le serpentin chaud est exposé à un gaz respirable pour chauffer l'air à des fins de confort. L'eau condensée à partir du côté froid est introduite dans le gaz respirable chaud ou côté de serpentin chaud. Tel que représenté sur l'exemple de la figure 9, un serpentin chaud 80 est mis à disposition au niveau de l'entrée d'un moteur 12 de ventilateur, qui fournit ensuite le gaz dans le conduit 14. Le conduit 14 est en communication pour recevoir une condensation depuis le serpentin froid 82, qui permet à un gaz humidifié d'être fourni auprès du patient par le biais du tube 18. Les systèmes s'étendent dans une gamme de taille avec des compresseurs d'environ la taille d'un ballon de football dans un réfrigérateur domestique classique jusqu'à des tailles miniatures d'approximativement la paume d'une main. Les systèmes de réfrigération miniatures ont été utilisés dans les équipements vestimentaires des forces armées dans des conditions arides où le système est utilisé pour rafraîchir le porteur.

Des systèmes de réfrigération miniatures sont des dispositifs bien connus, par exemple, pour rafraîchir de la nourriture. Ces systèmes de réfrigération font se réévaporer l'eau condensée qui est considérée comme perdue. Dans le cas de la présente invention, l'eau est collectée pour un traitement et utilisée ultérieurement dans une humidification d'un gaz respirable.

Les mêmes modes de réalisation mentionnés sous "Procédés à effet Peltier" (ci-dessus) peuvent également être appliqués à une réfrigération étant donné qu'ils ont une combinaison d'une surface chaude et d'une surface froide, plus particulièrement un serpentin chaud et un serpentin froid.

La pompe de réfrigération peut utiliser une technologie de type "à inverseur" où la vitesse de la pompe peut varier pour commander le rendement de rafraîchissement/chauffage, plutôt qu'un allumage et un arrêt pour commander une sortie/température.

La pompe de réfrigération, comme la technologie à effet Peltier peut être à cycle inverse (permutation), où le serpentin de chauffage devient le serpentin de rafraîchissement et le serpentin de rafraîchissement devient le serpentin chaud.

Ces modes de réalisation de la présente invention qui ont des organes chaud et froid dans le même système (réfrigération et à effet Peltier) peuvent également condenser l'humidité provenant du serpentin froid et l'air déshumidifié peut être repassé pour offrir un confort plus important d'air respirable chaud. Le niveau d'humidification peut être ajusté manuellement, semi- ou entièrement automatiquement en modifiant le niveau d'humidité étant réévaporé ou vaporisé dans le gaz respirable.

Modes de réalisation du bloc de congélation Un autre mode de réalisationcomprend l'utilisation d'un bloc de congélation. Le bloc pourrait éliminer le besoin de nettoyer ou réapprovisionner un réservoir. Un bloc de glace, de la poudre, du gel, ou un autre procédé de stockage d'un matériau froid ou gelé peut être utilisé. Le bloc de congélation selon un aspect peut être gelé dans le réfrigérateur, est ensuite retiré et placé dans le dispositif de traitement. La condensation provenant du bloc de congélation est ultérieurement chauffée et réévaporée afin d'être administrée dans le gaz respirable. Si on le souhaite, le dispositif peut ne pas réchauffer l'air, mais simplement faire passer l'air ambiant au- dessus du bloc de glace couvert de condensation pour élever l'humidité et rafraîchir l'air, souhaitable éventuellement dans des climats chauds. Ceci est illustré schématiquement sur la figure 10, dans laquelle un bloc 86 de congélation est mis à disposition en amont d'un moteur 12 de ventilateur. Bien entendu, un bloc de congélation peut être mis à disposition le long d'une partie quelconque du passage destiné à délivrer l'air.

Le bloc de congélation, dans un mode de réalisation préféré, est un sac hermétiquement fermé ou une vessie qui peut contenir de manière pratique le matériau de garniture froid, par exemple, de l'eau. Le sac peut être d'une forme qui occupe un espace souhaité avec les dimensions les plus compactes. Tel que représenté sur la figure 11, le bloc 86 de congélation peut être libéré/retiré en utilisant un élément 88 d'insertion, par exemple, un tiroir ou une tablette coulissante, qui peut être retiré ou ouvert en le faisant coulisser pour exposer l'intérieur du ventilateur 10. L'élément 88 d'insertion comprend une ouverture 90 en communication avec une ouverture dans le conduit 14 pour permettre à l'humidité collectée d'être délivrée vers le conduit 14.

Le bloc de congélation peut également être utilisé conjointement avec une forme quelconque de dispositif qui peut élever la température environnante (du bloc de congélation) pour augmenter le taux de condensation. Un exemple de ceci, est de sortir une boîte de boisson fraîche du réfrigérateur et de la placer dans une pièce chaude. Les côtés de la boîte présentent une humidité tombant goutte à goutte en tant que condensation.

L'eau collectée peut soit être directement humidifiée ou autrement terminée dans un réservoir pour une utilisation ultérieure,.par exemple, une humidification chauffée classique.

Un matériau froid peut également être contenu dans un corps de maintien sans l'utilisation d'un sac, vessie ou un emballage. Par exemple, il peut être de la forme d'un support de stockage froid qui est un liquide semisolide ou du gel, similaire à des blocs frais utilisés en cosmétique autour des yeux.

Le matériau qui peut être rafraîchi comprend l'un quelconque ou une combinaison parmi un liquide, un gaz, une poudre, un granulé, une fluide, un fluide visqueux tel que du gel, des particules solides ou un solide qui est une masse préformée.

Autres modes de réalisation Dans le cas d'une thérapie CPAP où le dispositif générateur de flux est généralement uniquement utilisé la nuit, le dispositif selon la présente invention peut être conçu pour avoir une puissance relativement basse et une efficacité moindre que d'autres modes de réalisation mentionnés (et éventuellement avec des exigences de capacité et de taille plus petites). Par exemple, il peut collecter environ 0,5 litre d'eau dans un réservoir sur une période de, disons, 10 à 15 heures (le sommeil est aux alentours de 8 heures). Un autre mode de réalisation de la présente invention permet au dispositif de collecter de l'eau de l'atmosphère au cours de la journée alors que le patient n'est pas traité, et la nuit, le dispositif a accumulé suffisamment d'eau condensée dans un réservoir (essentiellement un réservoir à autoremplissage), et donc se comporte comme des systèmes d'humidificateur classiques (avec un réservoir et une plaque chauffante) au moment où la thérapie CPAP commence. Il peut avoir un dispositif d'arrêt automatisé une fois que le réservoir est rempli au maximum.

En se référant au mode de réalisation ci-dessus, le dispositif peut également être une combinaison d'une pompe à chaleur à puissance basse et d'un réservoir qui est chauffé. Ceci permet à l'unité d'être commutée de la pompe à chaleur vers le réservoir chauffé efficace en humidification tel que requis par le patient. Dans ce scénario, la taille de réservoir peut être sensiblement réduite en taille. La commutation entre des modes peut être incrémentale et concurrente, autrement peut être commutée complètement de l'une à l'autre.

L'unité peut avoir un réservoir supplémentaire d'eau pour compenser des périodes plus sèches au cours de sessions de traitement et également être utilisée pour assister le rafraîchissement du côté chaud du serpentin (par réfrigération ou effet Peltier) pour une efficacité de rafraîchissement plus importante. Le petit réservoir peut également mettre à disposition une source d'humidification supplémentaire si une humidité insuffisante est temporairement indisponible dans l'atmosphère.

Le dispositif peut également condenser de l'eau mais pas de chaleur (similaire à des humidificateurs passifs ou Passover ). L'air rafraîchi humide est perçu plus chaud et plus confortable que l'air rafraîchi sec. L'air rafraîchi sec tend à rafraîchir plus car il présente un taux d'évaporation plus élevé. Cette option peut être souhaitable lorsque uniquement des niveaux relativement petits d'humidification sont requis.

De l'eau peut se déplacer sur un dispositif à maille pour augmenter un contact de surface avec l'air pour améliorer une efficacité de récupération d'humidité de l'air.

Le dispositif peut être situé au niveau de l'entrée du dispositif pouvant délivrer un gaz (CPAP) ou entre le dispositif pouvant délivrer un gaz et l'interface du patient.

Le dispositif peut utiliser un climatiseur d'air classique utilisé pour rafraîchir ou chauffer la pièce. La purge du condensat du climatiseur d'air peut également être connectée au dispositif d'humidification qui introduit l'humidité dans l'air respirable.

Un filtre antimicrobien ou une autre barrière peut être incorporé dans le système pour empêcher des bactéries dans les passages humides d'entrer dans le gaz respirable.

La présente invention peut également être utilisée avec ou sans un dispositif de ventilation, peut être une unité autonome pour administrer un gaz vaporisé.

La présente invention dans un mode de réalisation préféré peut effectuer un cycle entre un allumage et un arrêt au cours de la nuit. Ces cycles peuvent être réguliers, irréguliers, ou autrement commandés pour des intervalles nombreux et des durées divers en utilisant une commande électronique intelligente quelconque. L'arrêt n'a pas nécessairement besoin d'arrêter complètement le dispositif, mais peut réduire une température au cours de périodes où moins d'humidification est requise. Tel que mentionné, ceci réduit l'usage de l'eau.

Le dispositif (invention) peut également mesurer une température de la pièce, une humidité ou les deux ainsi que contrôler le gaz respirable devant être délivré au patient et optimiser un réglage pour produire un profil d'humidification souhaité. Par exemple, un niveau constant ou variable sur la durée de la cession de traitement (nuit). Ces capteurs peuvent être intégrés au dispositif ou autrement distants avec une communication filaire et/ou sans fil "Blue tooth".

Gaz de congélation Un gaz de congélation peut également être utilisé pour réduire la température de l'air au-dessous du point de rosée. Par exemple, tel que représenté sur la figure 12, un aérosol de congélation 92 peut être vaporisé sur une surface, par exemple, un conduit 94 faisant partie du passage pouvant délivrer de l'air, en contact avec l'air ambiant. Des aérosols de congélation sont utilisés habituellement en électronique, étaient traditionnellement les CFC halogénés (chlorofluorocarbones). Des substances plus écologiques peuvent maintenant être utilisées, telles que les hydrofluorocarbones HFC 134a et HFC 152a. Ces gaz sont également utilisés dans des systèmes de réfrigération mentionnés ci-dessus. Un gaz de congélation quelconque qui peut réduire l'air au-dessous du point de rosée peut être utilisé. Par exemple, de l'azote liquide.

Matériaux de changement de phase Un matériau de changement de phase (MCP) peut également être utilisé dans des modes de réalisation supplémentaires. Des MCP peuvent être décrits en tant que matériaux qui peuvent changer de forme physique. Par exemple, de l'état solide à l'état liquide, et de l'état liquide à l'état gazeux lorsque la température change.

Au cours d'un changement de phase de l'état solide à l'état liquide et de l'état liquide à l'état gazeux, une chaleur est absorbée de l'environnement ambiant. Un exemple est la cire de paraffine. Inversement, dans un rafraîchissement d'un gaz vers un liquide et d'un liquide vers un solide, une chaleur peut être rendue à l'environnement. L'énergie qui peut être stockée ou libérée est connue en tant que chaleur latente, et dans un MCP, ceci se produit sur une plage étroite de température. Au cours du changement d'un état physique, le matériau tend à rester à un niveau de température relativement constant jusqu'à ce qu'un changement de phase soit achevé. Le transfert de chaleur latente vers les alentours produit un plateau large de température quasi constante.

Un mode de réalisation comprend l'utilisation d'un MCP pour rafraîchir une surface. En outre, les caractéristiques de température quasi constante expliquées auparavant, peuvent être utilisées avec une autre forme quelconque de procédé de rafraîchissement ou de chauffage pour assister le maintien de températures avec des fluctuations moindres. Ceci peut à son tour mettre à disposition une commande de température plus constante si on le souhaite. Par exemple, un MCP peut être utilisé conjointement avec l'exemple de réfrigération expliqué auparavant.

Le MCP peut être de nombreuses formes. La cire de paraffine est un exemple. Il peut également être de la forme de sels eutectiques ou autrement être d'un certain nombre de formes comprenant un liquide, un gel, une poudre, une pâte ou un granulé, ou être mélangé dans une partie d'un autre solide. Par exemple, en plaçant des granulés dans un matériau thermodurcissable.

Matériaux absorbants d'humidité Des modes de réalisation supplémentaires de la présente invention peuvent également utiliser des matériaux absorbants d'humidité tels que du gel de silice, que l'on trouve habituellement sous la forme cristalline. Cette substance est largement utilisée pour absorber l'humidité atmosphérique.

L'humidité ou la vapeur d'eau piégée dans ces cristaux peut ultérieurement être exploitée pour être revaporisée dans le gaz respirable, par exemple par chauffage.

Le gel de silice est une substance qui absorbe une humidité atmosphérique de manière relativement efficace. La présente invention n'est pas limitée au type de substance utilisé et en termes généraux, ce mode de réalisation repose sur l'utilisation d'un matériau dessicatif. Le gel de silice est essentiellement une substance avec des millions de pores minuscules qui peuvent piéger une humidité.

Dessicants Un mode de réalisation supplémentaire utilise le dessicant pour commander le niveau de condensation qui se produit. Par exemple, une condensation excessive peut être contrôlée en utilisant un gel de silice pour absorber une partie de l'humidité en excès.

Par exemple, tel que représenté sur la figure 13, une unité 96 dessicative (comprenant un dessicant) peut également être appliquée sur le tube 18 de respiration pour aider à prévenir des gouttelettes d'eau dans le tube. Un dessicant peut, de manière alternative, être mis à disposition à l'intérieur d'une unité 98 mise à disposition sur l'interface 20 de patient. Cette condensation dans le tube de respiration peut amener une irritation si le patient l'inhale par inadvertance.

Des modes de réalisation de la présente invention peuvent également incorporer un commutateur ou un dispositif de capteur qui arrête l'humidificateur si la cession de traitement doit être interrompue. Par exemple, un patient traité pour apnée obstructive du sommeil peut se réveiller au milieu de la nuit pour aller à la salle de bain. Cette caractéristique est conçue pour réduire une consommation d'eau supplémentaire et également pour empêcher une condensation dans le tuyau pouvant délivrer l'air, particulièrement si le générateur de flux est arrêté. Le générateur de flux peut être arrêté ou démarré en captant un flux/pression dans le passage d'air, par exemple, lorsque le patient met ou ôte le masque, pour ainsi créer un signal pour activer ou désactiver le ventilateur. Une telle technologie est incorporée, par exemple, dans le SmartstartTM de ResMed avec une caractéristique d'arrêt intelligent et/ou de démarrage intelligent. Il peut également empêcher le patient de respirer un condensat lorsqu'il se recouche, ce qui, à son tour, améliore le confort du patient.

Capteur d'humidité de condensation Tel que représenté sur les figures 14 et 15, un mode de réalisation de la présente invention peut comprendre un capteur 100 d'humidité ou de condensation pour déterminer si un niveau adéquat de condensation, ou trop de condensation se produit. Un capteur de "piégeage" du masque selon un mode de réalisation ne nécessite pas l'utilisation d'un capteur d'humidité comme dans l'art antérieur. Tel que représenté de manière schématique sur la figure 14, un émetteur 102 infrarouge et un détecteur 104 sont placés, par exemple, dans une relation côte à côte, au niveau du fond de l'interface ou emplacement ou surface 106 du masque où une condensation est susceptible de perler ou s'accumuler. La paroi du masque devant l'émetteur/détecteur côte à côte est transparente à la lumière infrarouge.

Dans des conditions normales, où aucune condensation ou gouttelettes d'eau ne se sont formées (figure 14), le détecteur 104 ne détecte aucune lumière infrarouge. Si des gouttelettes 108 d'eau importantes se développent devant le détecteur/émetteur (figure 15), les gouttelettes (condensation) amènent la lumière incidente à se propager dans la plupart voire toutes les directions, une partie de cette lumière propagée est reflétée sur le détecteur pour signifier ainsi la présence de condensation. Des organes de capteur, par exemple, un émetteur et un détecteur, sont commandés par une logique appropriée, ou des signaux provenant du détecteur/émetteur sont fournis à un processeur ou ordinateur. Le capteur peut également être un autre type d'une combinaison d'un émetteur/détecteur de lumière visible ou non visible.

Dans une autre alternative, un émetteur et un détecteur peuvent être positionnés sur des côtés opposés de l'emplacement 106. Si la lumière provenant de l'émetteur passe à travers de l'emplacement 106, et est reçue par un détecteur 104 au maximum d'intensité, alors, il est évalué qu'aucune condensation n'est présente. Si des gouttelettes d'eau (condensation) apparaissent, alors la lumière émise est reflétée et/ou propagée de telle manière que le détecteur reçoit uniquement moins que l'intensité maximale de lumière, par exemple, 50 à 95 %.

Donc, il est évalué qu'une condensation est présente.

Un dispositif de commande 107 associé au détecteur serait de préférence calibré ou réglé de telle manière qu'il puisse distinguer entre une lumière de l'intensité maximale (pas de condensation) et moins qu'une lumière de l'intensité maximale (condensation). Le dispositif de commande peut produire un signal de condensation négatif ou positif selon que le détecteur produit un signal d'intensité lumineuse capté qui est égal ou plus grand qu'un signal de l'intensité maximale prédéterminé. L'intensité captée de la lumière change selon qu'une condensation amène la lumière à être reflétée/propagée.

L'émetteur/détecteur ci-dessus peut également être utilisé pour capter le niveau de liquide quand un réservoir est utilisé.

Les modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent réaliser la ou plusieurs des avantages suivants: Un humidificateur qui n'a pas besoin d'être rempli manuellement avec de l'eau par un utilisateur.

É Etant donné que le réservoir est plus petit ou qu'il n'y a pas de réservoir, l'eau est moins renversée.

É Etant donné que l'unité d'humidification est auto-déclenchée, il n'y a pas besoin de remplissage continu.

^ Un volume d'eau est sans importance. Seul compte que le niveau d'humidification requis soit réglé.

É Un avantage majeur sur les technologies actuelles est que l'utilisateur n'a pas besoin de remplir manuellement un réservoir.

Bien que la présente invention ait été décrite en connexion avec ce que l'on considère actuellement comme étant les modes de réalisation préférés les plus pratiques, on comprendra que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais au contraire, est destinée à couvrir diverses modifications et agencements équivalents compris dans l'esprit et la portée de la présente invention. De plus, bien que la présente invention ait une application particulière pour des patients qui souffrent d'apnée obstructive du sommeil AOS, on appréciera que des patients qui souffrent d'autres maladies (par exemple, insuffisance cardiaque, diabète, obésité pathologique, attaque, chirurgie bariatique, etc.) peuvent bénéficier des enseignements ci-dessus. De plus, les enseignements ci-dessus ont une applicabilité dans des ventilateurs en général pour une utilisation avec des patients et également à des non patients.

De plus, dans un mode de fonctionnement, l'invention porte sur un procédé dans lequel le milieu ambiant environnemental comprend un air ambiant éventuellement fourni avec un ou plusieurs gaz de traitement, tels que l'oxygène.

De plus, dans un mode de fonctionnement, l'invention porte sur un procédé dans lequel le gaz respirable est pressurisé à l'intérieur d'une plage de pression positive prédéterminée.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour humidifier un gaz respirable fourni à un utilisateur comprenant: la fourniture du gaz respirable; la production de l'humidité ou de l'eau provenant du milieu ambiant environnemental; et l'acheminement du gaz respirable le long d'un passage de flux d'air, ledit passage de flux comprenant éventuellement un accès à au moins une partie de l'humidité ou de l'eau pour une humidification accrue du gaz respirable, à délivrer à l'utilisateur.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la production comprend l'application d'un courant à un assemblage de plaque (32) à effet Peltier pour créer une condensation.

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le courant dans l'assemblage de plaque à effet Peltier est réversible.

4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'humidité ou l'eau est dirigée vers un conduit mis à disposition en tant que partie du passage de flux d'air.

5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le gaz respirable est pressurisé positivement jusqu'à un niveau prédéterminé, et la production comprend le chauffage du gaz respirable avant la pressurisation et l'ajout de l'humidité ou de l'eau au passage de flux d'air après la pressurisation.

6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la production comprend la mise à disposition d'un bloc de congélation en communication avec le passage de flux d'air, ledit bloc de congélation créant l'humidité ou l'eau par le biais d'une condensation.

7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la production comprend la vaporisation d'au moins une partie du passage de flux d'air avec un gaz gelant pour créer ladite humidité ou l'eau sous la forme de condensation.

8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la production comprend la mise à disposition d'au moins une partie du passage de flux d'air avec un matériau à changement de phase pour créer ladite humidité ou eau.

9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la production comprend: la mise à disposition d'un matériau absorbant d'humidité pour déshumidifier les alentours environnementaux ambiants; le captage de ladite humidité ou eau quelconque produite par le matériau absorbant d'humidité ; et l'introduction de ladite humidité ou eau dans le passage de flux d'air.

10. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la commande de la quantité de ladite humidité ou d'eau.

11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel ladite commande comprend le chauffage d'une partie du passage de flux d'air pour évaporer au moins une partie de ladite humidité ou d'eau.

12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel ladite 20 commande comprend la mise à disposition d'une unité dessicative avec un dessicant contenu le long d'une partie du passage de flux d'air.

13. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le chauffage du gaz respirable le long d'au moins une partie du passage de flux d'air pour augmenter la température du gaz respirable.

14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le chauffage de la partie du passage de flux d'air est commandée indépendamment de la quantité d'humidité ou d'eau produite du milieu ambiant environnemental.

15. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le milieu ambiant environnemental comprend un air ambiant éventuellement fourni avec un ou plusieurs gaz de traitement, tels que l'oxygène.

16. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le gaz respirable est pressurisé à l'intérieur d'une plage de pression positive prédéterminée.

17. Ventilateur construit et configuré pour effectuer le procédé selon la revendication 1.

18. Ventilateur pour fournir un gaz respirable à un utilisateur, le ventilateur comprenant: un moteur de ventilateur pour pressuriser le gaz respirable à l'intérieur d'une plage prédéterminée; un passage d'air pour délivrer le gaz respirable pressurisé à l'utilisateur en cours d'utilisation; une unité d'humidification à auto-réapprovisionnement pour produire de l'humidité ou de l'eau, utilisée pour humidifier le gaz respirable le long d'une partie du passage de flux d'air.

19. Un capteur de condensation agencé pour détecter une condensation, ledit capteur comprenant: un émetteur pour émettre une lumière vers un emplacement; et un détecteur construit pour recevoir la lumière émise en fonction de la condensation présente au niveau de l'emplacement.

20. Capteur de condensation selon la revendication 19, dans lequel l'émetteur et le détecteur sont positionnés sur un côté commun de l'emplacement, de telle manière que la lumière émise soit reflétée depuis une surface de l'emplacement vers le détecteur si une condensation est présente.

21. Capteur de condensation selon la revendication 19, dans lequel l'émetteur et le détecteur sont positionnés sur des côtés opposés de l'emplacement, de telle manière que la lumière émise passe à travers d'une surface de l'emplacement vers le détecteur à l'intensité sensiblement maximale si aucune condensation n'est présente.

22. Capteur de condensation selon la revendication 21, dans lequel uniquement une partie de la lumière émise passe au travers de la surface vers le détecteur si la condensation est présente.

23 Capteur de condensation selon la revendication 21, comprenant en outre un dispositif de commande qui reçoit un signal d'intensité lumineuse depuis le détecteur, dans lequel le dispositif de commande produit un signal de condensation négatif si le signal d'intensité lumineux est égal ou supérieur à un signal de l'intensité maximale prédéterminé, et le dispositif de commande produit un signal de condensation positif si le signal d'intensité lumineuse est inférieur au signal de l'intensité maximale prédéterminé.