FR3019991A1

FR3019991A1 - Module autonome de filtration et de melange de gaz pour appareil de ventilation assistee

Info

Publication number: FR3019991A1
Application number: FR1453410A
Authority: FR
Inventors: Romain Davoine
Original assignee: Air Liquide Medical Systems SA
Current assignee: Air Liquide Medical Systems SA
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2015-10-23

Abstract

L'invention porte sur un module autonome (1) de filtration et de mélange de gaz pour appareil de ventilation assistée (20) comprenant un passage principal de gaz (2) reliant un premier orifice d'entrée de gaz (3) à un premier orifice de sortie de gaz (4) ; un compartiment de filtration de gaz (5) agencé sur le passage principal de gaz (2) ; un passage secondaire (7) de gaz comprenant un second orifice d'entrée de gaz (8) et un second orifice de sortie de gaz (9), ledit passage secondaire (7) de gaz venant se raccorder (10) audit passage principal de gaz (2) en aval du compartiment de filtration de gaz (5), ledit second orifice de sortie de gaz (9) débouchant dans ledit passage principal de gaz (2); et des moyens de connexion (11) permettant de fixer le module (1) à l'entrée d'aspiration de gaz (21) d'un appareil de ventilation assistée (20). Appareil de ventilation assistée (20) comprenant une entrée d'air (21) et un tel module autonome (1).

Description

L'invention concerne un module autonome de filtration et de mélange de gaz conçu pour venir se raccorder sur l'entrée d'air d'un ventilateur médical, et comportant non seulement un filtre interne mais aussi une ligne d'apport d'oxygène supplémentaire, ainsi qu'un ventilateur médical équipé d'un tel module et une installation de fourniture d'air ou d'air enrichi en oxygène comprenant une source d'oxygène alimentant ledit module équipant ledit ventilateur.

Dans le domaine médical, il est usuel, dans le cadre d'une ventilation médicale assistée, de fournir en urgence de l'air ou de l'air enrichi en oxygène aux patients souffrant de problèmes respiratoires, tel que crise d'asthme, BPCO, SOH, neuromusculaires, mucoviscidose, ... Pour ce faire, on utilise classiquement un appareil d'assistance respiratoire permettant d'opérer une ventilation médicale des voies aériennes du patient. Ce type d'appareil est aussi appelé appareil de ventilation assistée, ventilateur à deux niveaux de pression ou plus simplement ventilateur médical. Dans ce type d'appareil, de l'air atmosphérique est aspirée par une micro-soufflante, encore appelée turbine, qui est agencée dans l'appareil, puis le flux d'air mis en mouvement par la roue à ailette de la turbine est ensuite envoyé vers les voies aériennes du patient, via une conduite souple de gaz et une interface patient, tel un masque respiratoire, par exemple de type nasal, narinaire ou facial. Un tel appareil est par exemple commercialisé par la société Air Liquide Medical Systems sous la dénomination commerciale Monnal T60Tm qui est conçu pour servir lors d'interventions médicales d'urgence dans tous les environnements de soins intensifs, à savoir aussi bien à l'hôpital qu'en dehors de l'hôpital. Des masques respiratoires sont notamment décrits par EP-A-2679266, EP-A-2510823 ou EP-A-2329858. L'air prélevé à l'atmosphère est souvent filtrée au sein de l'appareil pour en éliminer les poussières, pollens, bactéries, spores et autres contaminants susceptibles de s'y trouver. Les filtres sont typiquement insérés sur le trajet de l'air au sein du boitier de l'appareil de ventilation, en aval de l'entrée d'air et en amont de la micro-soufflante.

Parfois, il est aussi nécessaire de réaliser une adjonction d'oxygène au flux d'air ambiant aspiré. Lorsque ceci est le cas, l'addition d'oxygène se fait également au sein de l'appareil, via un passage interne dédié venant se raccorder au trajet principal d'air traversant l'appareil de ventilation.

Or, cela entraine des problèmes et des inconvénients. Tout d'abord, le fait de devoir prévoir un compartiment interne pour le filtre augmente l'encombrement général du ventilateur. Ensuite, cela oblige à prévoir une trappe d'accès ou analogue pour permettre à l'utilisateur d'avoir accès au compartiment à filtre afin de pouvoir en assurer la maintenance du (des) filtre(s), voire de le (les) remplacer régulièrement.

De même, le fait de prévoir une conduite dédiée pour l'oxygène au sein de l'appareil engendre les mêmes problèmes d'encombrement dus à une architecture plus compliquée de l'appareil, oblige à prévoir des éléments supplémentaires sur l'appareil, tel un raccord d'entrée pour le raccordement à la source d'oxygène, des joints d'étanchéité et complexifie forcément les opérations de maintenance...

Tout cela impacte aussi négativement le coût global du ventilateur et de son utilisation. De plus, lorsqu'une telle conduite dédiée pour l'oxygène n'a pas été prévue dès le départ, il n'est en général pas possible de la rajouter aisément par la suite, sauf à immobiliser l'appareil pendant plusieurs jours, voire semaines, pour procéder aux ajouts d'éléments nécessaires. Cela n'est pas idéal car l'appareil est alors indisponible pendant tout le temps de sa transformation et engendre en outre inévitablement des coûts non négligeables. La présente invention vise à résoudre tout ou partie de ces problèmes et inconvénients. La solution de l'invention porte alors sur un module autonome de filtration et de mélange de gaz, typiquement d'air et d'oxygène, pour appareil de ventilation assistée, c'est-à-dire apte à et conçu pour être connecté à un ventilateur médical, comprenant : - un passage principal de gaz reliant un premier orifice d'entrée de gaz à un premier orifice de sortie de gaz, - un compartiment de filtration de gaz agencé sur le passage principal de gaz, - un passage secondaire de gaz comprenant un second orifice d'entrée de gaz et un second orifice de sortie de gaz, ledit passage secondaire de gaz venant se raccorder audit passage principal de gaz en aval du compartiment de filtration de gaz, ledit second orifice de sortie de gaz débouchant dans ledit passage principal de gaz, et - des moyens de connexion permettant de fixer le module à l'entrée d'aspiration de gaz d'un appareil de ventilation assistée. Selon le cas, le module autonome combinant filtration et mélange de gaz selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - le passage principal de gaz, le passage secondaire de gaz et le compartiment de filtration de gaz sont agencés dans un boitier. - le passage principal de gaz est un conduit. - le passage secondaire de gaz est un conduit. - le passage principal de gaz est apte à et conçu pour véhiculer de l'air ou de l'air enrichi en oxygène. - le passage interne de gaz est apte à et conçu pour véhiculer de l'air ou de l'air enrichi en oxygène, c'est-à-dire contenant typiquement au moins 20% en volume d'oxygène, de préférence entre 21 et 40% en volume d'oxygène, généralement moins de 30%. - le boitier forme une enveloppe ou coque externe étanche. - le boitier est en matériau polymère, typiquement en plastique et/ou élastomère. - le second orifice d'entrée de gaz du passage secondaire de gaz est porté par un raccord apte à recevoir une prise d'alimentation en gaz, de préférence une prise d'alimentation en gaz raccordée fluidiquement à un conduit d'apport de gaz, de préférence alimenté par une source d'oxygène ou d'un gaz riche en oxygène. - le débit d'oxygène est généralement de l'ordre de 1 à 3 1/min, pour certains patients un débit plus important est requis, typiquement de l'ordre de 4 à 5 t/min, et atteignant exceptionnellement jusqu'à 101/min. - le compartiment de filtration de gaz comprend au moins un filtre à particules. - le compartiment de filtration de gaz comprend des moyens porte-filtre conçus pour recevoir de manière solidaire ledit au moins un filtre à particules. - les moyens porte-filtre comprennent un boitier renfermant le filtre et des moyens d'étanchéité permettant d'assurer une étanchéité vers ledit compartiment de filtration. - il comprend une face avant formant un capot démontable permettant d'extraire le porte-filtre du compartiment de filtration de gaz, par exemple la face avant formant un capot démontable est vissée ou maintenu par clips sur le boitier - les moyens de connexion comprennent au moins un système verrouillage mécanique. - les moyens de connexion permettant de fixer le module à l'entrée d'aspiration de gaz d'un appareil de ventilation assistée comprennent au moins une zone d'étanchéité et une connexion mécanique rapide en tant que système verrouillage mécanique. L'invention concerne par ailleurs un appareil de ventilation assistée comprenant une entrée d'air et un module autonome selon l'invention fixé au niveau de ladite entrée d'air de manière à établir une communication fluidique entre le passage principal de gaz, typiquement un passage d'air, et ladite entrée d'air de l'appareil de ventilation médical. L'invention concerne en outre une installation de délivrance d'air ou d'air enrichi en oxygène comprenant un appareil de ventilation assistée selon l'invention comprenant un module autonome selon l'invention raccordé à son entrée d'air et une source d'oxygène gazeux raccordée au passage secondaire de gaz dudit module, de préférence la source d'oxygène est raccordée au module par l'intermédiaire d'une conduite de gaz flexible. De préférence, la source d'oxygène alimentant le module autonome selon l'invention est un récipient d'oxygène, une canalisation d'oxygène ou un concentrateur d'oxygène.

La présente invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la Figure 1 représente un mode de réalisation possible d'un module autonome de filtration et de mélange de gaz pour appareil de ventilation assistée selon la présente invention, - la Figure 2 représente le module de la Figure 1 connecté à l'entrée d'air d'un appareil de ventilation assistée, - la Figure 3 schématise le principe de fonctionnement du ventilateur de la Figure 2 équipé du module de la Figure 1, et - la Figure 4 schématise le principe de fonctionnement du module de la Figure 1. La Figure 1 représente un mode de réalisation d'un module autonome 1 de filtration et de mélange de gaz pour appareil de ventilation assistée 20 selon la présente invention. Ce module autonome 1 regroupe les fonctions de filtration de l'air et de mélange air/oxygène et les déporte à l'extérieur du ventilateur. Plus précisément, le module autonome 1 de l'invention comprend un boitier 12 forme une enveloppe ou coque externe étanche. Avantageusement, il est réalisé en matériau polymère, typiquement en plastique et/ou en élastomère. Le boitier 12 comprend, du côté avant 12a, un premier orifice d'entrée 3 par lequel l'air ambiant pénètre dans le module 1, et, du côté arrière 12b, un premier orifice de sortie 4 par lequel l'air éventuellement enrichi en oxygène ressort du module 1. Les premiers orifices d'entrée 3 et de sortie 4 sont reliés fluidiquement l'un à l'autre par un passage ou conduit 2 interne de gaz traversant le module 1. Afin de permettre la fixation du module 1 à l'entrée d'air 21 d'un ventilateur 20, comme illustré en Figures 2 et 3, le côté arrière 12b du boitier 12 formant le corps du module 1 est équipé de moyens de connexion 11, tel que des clips ou un système vissé. Dans tous les cas, le module 1 de l'invention est conçu pour être connecté à ou, à l'inverse, déconnecté d'un ventilateur 20 médical par un utilisateur, tel du personnel soignant. Il peut même être conçu pour s'adapter sur des ventilateurs existants sans qu'il soit nécessaire de les adapter pour le recevoir. Par ailleurs, le boitier 12 comprend en outre une excroissance latérale 19, située ici sur le dessus du boitier 12, portant un second orifice d'entrée de gaz 8 situé sur un raccord 15 de connexion auquel peut venir se connecter une source d'oxygène par l'intermédiaire d'une conduite de gaz flexible 18 et d'une prise d'alimentation en gaz 17 de manière à permettre d'alimenter le module 1 en oxygène ou en gaz riche en oxygène. La Figure 4 schématise l'intérieur du boitier 12 du module 1. Comme on le voit, le passage principal de gaz 2 relie le premier orifice d'entrée de gaz 3 au premier orifice de sortie de gaz 4 de manière à acheminer de l'air entre ces deux orifices 3, 4 au sein dudit passage ou conduit interne 2.

Afin de débarrasser l'air entrant (en 13) des impuretés atmosphériques qui s'y trouvent, tel que poussières, pollens, bactéries...., il est prévu sur le passage principal de gaz 2, un compartiment de filtration de gaz 5 dans lequel est agencé au moins un filtre 6 à particules, c'est-à-dire au minimum un filtre mousse, et de préférence un filtre de type HEPA (i.e. Highefficiency particulate absorption = Absorption particulaire à haute efficacité).

Ce filtre 6 est maintenu dans le compartiment 5 par des moyens porte-filtre, tel qu'un encastrement indémontable du boitier réalisé par soudage, collage ou un encastrement démontable réalisé par clipsage, vissage ou autre. De préférence, ce filtre 6 est extractible du compartiment 5 de manière à être facilement nettoyé et remplacé lorsqu'il est colmaté par des particules de poussières ou autres, ou peut-être à usage unique et donc jetable.

Par ailleurs, le passage secondaire 7 de gaz comprenant le second orifice d'entrée de gaz 8 et un second orifice de sortie de gaz 9 débouchant dans le passage principal de gaz 2 en aval du compartiment de filtration de gaz 5 auquel il vient se raccorder fluidiquement (en 10). Ce conduit ou passage secondaire 7 permet de véhiculer de l'oxygène 14 ou un gaz enrichi en oxygène et de réaliser un mélange oxygène/air dans la région du raccordement 10 du conduit secondaire 7 au conduit principal 2 de manière à obtenir de l'air enrichi en oxygène qui peut ensuite être acheminé 15 vers la turbine 23 du ventilateur 20, comme schématisé en Figure 3. En effet, le module 1 de l'invention est destiné à équiper un appareil de ventilation assistée 20 en venant se fixer à son entrée d'air 21 de manière à établir une communication fluidique entre le passage principal de gaz 2 du module 1 et ladite entrée d'air 21 de l'appareil de ventilation médical 20. Plus précisément, l'air qui est en aspiré (flèche 13) par la turbine 23 du ventilateur 20, est filtré par le (les) filtre 6 agencé dans le module 1, avant d'être éventuellement enrichi en oxygène (en 10), puis ressort (flèche 15) du module 1 via le premier orifice de sortie 4 qui débouche fluidiquement dans un premier passage interne 22 du ventilateur 20. L'air est ensuite acheminé par le premier passage interne 22 jusqu'à la turbine 23, puis en ressort par un second passage interne 23 qui le convoie hors du ventilateur 20 afin de l'amener jusqu'au patient, via par exemple un conduit flexible et un masque respiratoire.

Pour la majorité des patients (i.e. 80 à 90%), le débit d'air enrichi en oxygène délivré contient typiquement une proportion d'environ 10 à 20% d'oxygène issu de la source d' oxygène. Optionnellement, comme illustré en Figure 3, l'air enrichi en oxygène peut traverser un module 25 d'analyse de gaz, agencé en aval du second passage interne 23, c'est-à-dire en sortie du ventilateur 20, qui permet de contrôler la teneur en oxygène de l'air. Une installation de délivrance d'air ou d'air enrichi en oxygène selon l'invention comprend donc un appareil de ventilation assistée 20 auquel est connecté, du côté de son entrée d'air 21, un module autonome 1 selon l'invention et, par ailleurs, une source d'oxygène gazeux, tel qu'une conduite d'oxygène, un concentrateur d'oxygène ou une bouteille d'oxygène, raccordée audit module 1. De préférence, la source d'oxygène est raccordée au module 1 par l'intermédiaire d'une conduite de gaz flexible 18 et d'une prise d'alimentation en gaz 17 venant se connecter au raccord 16 portant le second orifice d'entrée de gaz 8 du passage secondaire 7 de gaz aménagé dans le module 1 selon l'invention. Le module 1 selon l'invention présente les avantages de : - être de conception simple et peu onéreuse. - être utilisable sur de nombreux ventilateurs existants, via éventuellement l'utilisation d'un simple adaptateur pour permettre sa fixation à l'entrée d'air du ventilateur considéré. - être d'entretien facile et peu cher puisqu'il suffit simplement d'extraire le filtre du module et de le remplacer, pour que le module soit à nouveau opérationnel. - ne pas nécessiter d'immobilisation de tout le ventilateur en cas de défaillance de la partie filtration par exemple. Il suffit à l'utilisateur d'utiliser un autre module pendant la réparation de celui qui est détérioré. - ne pas complexifier l'architecture du ventilateur car les fonctions filtration et mélangeur sont exportées à l'extérieur du ventilateur. Cela simplifie aussi sa maintenance. - faciliter le mélange air-gaz, par une arrivée de gaz située bien en amont de l'entrée 15 turbine.

Claims

REVENDICATIONS1. Module autonome (1) de filtration et de mélange de gaz pour appareil de ventilation assistée (20) comprenant : - un passage principal de gaz (2) reliant un premier orifice d'entrée de gaz (3) à un premier orifice de sortie de gaz (4), - un compartiment de filtration de gaz (5) agencé sur le passage principal de gaz (2), - un passage secondaire (7) de gaz comprenant un second orifice d'entrée de gaz (8) et un second orifice de sortie de gaz (9), ledit passage secondaire (7) de gaz venant se raccorder (10) audit passage principal de gaz (2) en aval du compartiment de filtration de gaz (5), ledit second orifice de sortie de gaz (9) débouchant dans ledit passage principal de gaz (2), et - des moyens de connexion (11) permettant de fixer le module (1) à l'entrée d'aspiration de gaz (21) d'un appareil de ventilation assistée (20).
2. Module selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le passage principal de gaz (2), le passage secondaire (7) de gaz et le compartiment de filtration de gaz (5) sont agencés dans un boitier (12).
3. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boitier (12) forme une enveloppe externe étanche.
4. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second orifice d'entrée de gaz (8) du passage secondaire (7) de gaz est porté par un raccord (16) apte à recevoir une prise d'alimentation en gaz (17), de préférence une prise d'alimentation en gaz (17) raccordée fluidiquement à un conduit d'apport de gaz (18).
5. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compartiment de filtration de gaz (5) comprend au moins un filtre (6) à particules.
6. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compartiment de filtration de gaz (5) comprend des moyens porte-filtre conçus pour recevoir de manière solidaire ledit au moins un filtre (6) à particules.
7. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de connexion (11) comprennent au moins un système verrouillage mécanique.
8. Appareil de ventilation assistée (20) comprenant une entrée d'air (21), caractérisé en ce qu'un module autonome (1) selon l'une des revendications précédentes est fixé au niveau de ladite entrée d'air (21) de manière à établir une communication fluidique entre le passage principal de gaz (2) du module (1) et ladite entrée d'air (21) de l'appareil de ventilation médical (20).
9. Installation de délivrance d'air ou d'air enrichi en oxygène comprenant un appareil de ventilation assistée (20) selon la revendication 8 comprenant un module autonome (1) selon l'une des revendications 1 à 7 raccordé à son entrée d'air (21) et une source d'oxygène gazeux raccordée au passage secondaire (7) de gaz dudit module (1), de préférence la source d'oxygène est raccordée au module (1) par l'intermédiaire d'une conduite de gaz flexible (18) et d'une prise d'alimentation en gaz (17) venant se connecter au raccord (16) portant le second orifice d' entrée de gaz (8) du passage secondaire (7) de gaz.
10. Installation selon la revendication 9, caractérisé en ce que la source d'oxygène est un récipient d'oxygène, une canalisation d'oxygène ou un concentrateur d'oxygène.