FR3119097A3 - Système pour ventilation non invasive à circuit fermé amélioré - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un système pour ventilation non invasive comprenant au moins un dispositif de production de flux accouplé à au moins une source de gaz médical, un circuit de recyclage pour la récupération à la fois des gaz en excédent et non inspirés par le patient et des gaz expirés, comprenant un conduit d’aspiration et d’évacuation, destiné à équilibrer la pression à l’intérieur dudit circuit de recyclage, un élément d’interface qui couvre complètement ou partiellement les voies respiratoires du patient, au moins un élément absorbeur de dioxyde de carbone situé à l’intérieur du circuit de recyclage et destiné à purifier les gaz expirés par le patient. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Système pour ventilation non invasive à circuit fermé amélioré
La présente invention concerne un système pour la ventilation non invasive, adapté en particulier pour les traitements administrés par des appareils à pression positive continue, dits PPC, ou des canules nasales à haut débit (OHD).
Ledit système peut s’appliquer de façon utile en particulier, mais non exclusivement, au domaine des appareils pour les traitements médicaux en milieu hospitalier, mais il peut clairement être utilisé également à domicile et sur les unités mobiles d’intervention d’urgence.
Arrière-plan technologique
On sait, dans le présent domaine, que la ventilation non invasive est un traitement thérapeutique dans lequel, au moyen de dispositifs dédiés et composés de masques, de masques faciaux complets ou de canules nasales à haut débit (OHD), le patient reçoit une assistance ventilatoire des voies respiratoires supérieures.
Le domaine technique des appareils PPC est extrêmement vaste. Dans certains cas, ils sont utilisés en milieu extra-hospitalier pour fournir un flux de mélange oxygène-air sous pression à travers un tube et un masque facial (ou nasal). La pression de l’air éventuellement enrichi en oxygène permet de conserver la perméabilité des voies respiratoires de façon à améliorer l’état clinique d’un patient présentant des apnées du sommeil, un trouble qui entraîne un collapsus des voies respiratoires supérieures, pouvant aller jusqu’à leur obstruction au cours des phases de sommeil les plus profondes, provoquant un réveil brutal du sujet. Une autre application clinique est le traitement de l’insuffisance respiratoire aiguë, quelle qu’en soit la cause, dans lequel la pression positive permet aux cavités pulmonaires (alvéoles) de ne pas se fermer et se collapser.
Les appareils PPC sont par ailleurs utilisés en néonatalogie, au moyen de plusieurs interfaces qui adhèrent complètement ou en partie aux voies respiratoires.
Une modalité de ventilation non invasive pour patients adultes plus courante en soins pré- ou intra-hospitaliers prévoit en revanche un fonctionnement dit à flux libre dans lequel le gaz inspiré est ensuite libéré dans l’environnement extérieur, directement ou à travers une valve expiratoire prévue à cet effet qui met en pression positive toute l’interface et par conséquent les voies respiratoires supérieures du patient.
Toutefois, la dispersion dans l’environnement du mélange de gaz inutilisé pour la ventilation à flux libre entraîne à la fois une consommation de gaz élevée et, en présence d’agents potentiellement nocifs/infectieux, un risque de contamination de l’environnement et de transmission du pathogène au personnel de santé.
Pour cette raison, on peut utiliser un circuit de recyclage afin d’obtenir un mode de fonctionnement dit « en boucle fermée » qui permette de réutiliser les gaz non utilisés par le patient.
Bien entendu, ces gaz ne sont pas immédiatement réutilisables car ils sont mélangés aux gaz expirés par le patient.
La présente invention a donc pour objet de concevoir un système en « boucle fermée » qui permette de recueillir les gaz en excédent et ceux expirés par un patient afin de les réutiliser, après traitement adéquat, pour l’alimentation du générateur de flux.
L’invention a pour autre objet de prévoir un système qui garantisse une autonomie d’utilisation la plus longue possible.
Encore un autre objet consiste à prévoir un système qui soit le plus compact et le plus léger possible comparativement aux systèmes de ventilation de l’art antérieur.
En outre, la présente invention a pour objet de prévoir un système de traitement des gaz en excédent et expirés de type régénérable.
L’invention a également pour objet de prévoir un système simple à utiliser pour un opérateur.
Enfin, l’invention a pour objet de concevoir un système qui puisse être facile à mettre en œuvre dans des appareils préexistants.
Résumé
L’idée de solution sur laquelle repose la présente invention consiste à prévoir un système prévoyant également une épuration efficace des gaz expirés par le patient placé sous ventilation non invasive.
Ledit problème technique est résolu par un système pour ventilation non invasive comprenant au moins un dispositif de production de flux accouplé à au moins une source de gaz médical, un circuit de recyclage pour la récupération des gaz fournis en excédent et des gaz expirés par un patient, comprenant un conduit d’aspiration et d’évacuation, destiné à équilibrer la pression à l’intérieur dudit circuit de recyclage, un élément d’interface qui couvre complètement ou partiellement les voies respiratoires du patient, au moins un élément absorbeur de dioxyde de carbone situé à l’intérieur du circuit de recyclage et destiné à purifier les gaz expirés par le patient.
De manière avantageuse, le système selon l’invention permet d’obtenir un mélange d’air, enrichi en oxygène et/ou en un autre gaz à usage médical, à la sortie de l’élément absorbeur, adapté pour alimenter complètement ou partiellement le système de production de flux.
De préférence, l’élément absorbeur de dioxyde de carbone comprend de la chaux sodée, plus précisément sous forme de cellules ou de cartouches faciles à remplacer.
L’utilisation de la chaux sodée permet avantageusement de réduire efficacement le CO2présent dans les gaz expirés.
Mieux encore, ladite chaux sodée présente un pourcentage d'hydroxyde de sodium supérieur à 1 et une densité supérieure à 70 g/ml.
On obtient donc une efficacité d’absorption supérieure, pour un encombrement identique.
De manière avantageuse, ce type particulier de chaux sodée permet d’augmenter les propriétés d’absorption de l’élément absorbeur, en conférant donc une meilleure absorption et une meilleure qualité de l’air.
De manière encore plus préférable, la chaux sodée utilisée dans l’élément absorbeur présente une configuration granulaire avec des granulés de forme hémisphérique.
De manière avantageuse, ceci garantit une absorption uniforme et une plus grande résistance à l’abrasion, réduisant par conséquent la génération de poudres ou l’accumulation de produits de décomposition en cas de dessiccation accidentelle de la chaux sodée.
En variante, l’élément absorbeur de dioxyde de carbone comprend une cellule au lithium. En variante, l’élément absorbeur de dioxyde de carbone peut comprendre des zéolites, des amines solides ou des composés chimiques analogues susceptibles d’absorber le CO2.
De manière avantageuse, cette solution est extrêmement compacte et garantit en outre une autonomie d’utilisation élevée.
En variante encore, l’élément absorbeur de dioxyde de carbone comprend un élément solide dans une matrice polymère.
De manière avantageuse, cette solution permet d’obtenir un bon rendement, en plus d’être très sûre du fait que les performances d’absorption fournies sont très prévisibles et répétées de manière constante dans le temps.
En variante encore, l’élément absorbeur de dioxyde de carbone comprend une batterie comprenant des nanotubes de carbone pour l’absorption de dioxyde de carbone en phase de recharge.
De manière avantageuse, la présente solution repose sur l’affinité binaire entre l’absorbeur et le CO2, ce qui permet de capturer du dioxyde de carbone de quelque concentration que ce soit et de le libérer dans n’importe quel flux porteur.
De préférence, l’élément absorbeur de dioxyde de carbone est un système à deux ou trois cellules, afin de permettre un fonctionnement en continu du système de ventilation y compris en phase de remplacement ou de régénération d’une cellule de l’élément absorbeur.
De manière avantageuse, ceci permet une augmentation contrôlée des performances.
En outre, le système selon l’invention peut également prévoir une unité de commutateur automatique capable de reconnaître le degré de saturation atteint par une cellule et de rediriger en conséquence le flux du mélange à filtrer vers une cellule qui n’est pas encore saturée.
Par conséquent, en utilisant un système à deux cellules ou plus, il est possible de garantir une continuité de fonctionnement du système. Quand une des cellules arrive à saturation, elle est écartée du circuit et une cellule pas encore saturée la remplace, tandis que le système continue à fonctionner sans interruption.
De manière encore préférable, l’élément absorbeur de dioxyde de carbone est un élément régénérable par application d’un flux d’air réchauffé.
On utilise plus précisément un ventilateur associé à une résistance chauffante, lesquels génèrent, en accouplement fonctionnel, un flux d’air réchauffé. Ce flux d’air réchauffé traverse de force la cellule en entraînant le CO2qui est libéré par l’absorbeur sous l’effet du chauffage. De cette façon, on obtient donc la purification et la régénération de la cellule. Les paramètres à contrôler pour obtenir ladite régénération sont typiquement le flux d’air, sa température de chauffage et le temps de régénération.
L’élément régénérable peut comprendre un élément contenant des zéolites, des amines solides ou des composés chimiques analogues capables à la fois d’absorber le dioxyde de carbone et de le libérer, dès lors qu’ils sont soumis à des stimulations adéquates telles que, précisément, l’augmentation de la température sous l’effet d’un flux d’air chaud ou l’application directe de chaleur au moyen d’une résistance thermique.
Cette solution permet également avantageusement d’obtenir une efficacité d’absorption très élevée à l’intérieur d’une structure très compacte.
En présence d’un système à deux cellules ou plus, comme susmentionné, le système selon l’invention peut comprendre également l’unité de commutateur automatique et il est donc possible de prévoir la régénération de la cellule arrivée à saturation tandis que le système continue à fonctionner en passant à travers une cellule pas encore saturée et d’optimiser ainsi le fonctionnement en évitant les temps d’arrêt forcé.
Cette solution permet donc avantageusement d’obtenir une autonomie élevée, une excellente efficacité, un impact écologique nettement moindre et une rentabilité élevée.
Il est en outre prévu une unité d’urgence qui empêche le recyclage dans le cas où seraient relevées des anomalies de fonctionnement à l’intérieur du système.
De manière encore plus préférée, le système pour ventilation non invasive comprend en outre un dispositif électronique de surveillance de l’épuisement des capacités d’absorption.
De manière avantageuse, cette solution, qui constitue une alternative à l’utilisation selon l’art antérieur d’un changement de couleur d’un absorbeur épuisé, offre une plus grande précision de signalement de l’observation effectuée et garantit une plus grande sécurité pour le patient.
De préférence, le système selon l’invention comprend en outre un orifice d’aspiration d’air de l’extérieur destiné à réguler la quantité de gaz recyclé à l’intérieur de la boucle fermée.
De manière avantageuse, la présente solution permet un étranglement convenable de l’air entrant pour le dosage du mélange.
De manière préférable également, le système selon l’invention comprend en outre un filtre 14 d’isolation et/ou de collecte de condensat.
De manière avantageuse, la présente solution relative à la collecte du gaz expiré par le patient et du condensat permet d’effectuer un diagnostic précoce et précis chez des patients non intubés.
D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée faite ci-après d’un mode de réalisation préféré, mais non limitatif, de l’appareil selon la présente invention, en référence aux figures annexées fournies à simple titre d’exemple non limitatif.
Brève description des figures
Sur ces dessins :
La représente une vue schématique d’un système pour ventilation non invasive comprenant un élément absorbeur selon l’invention.
La représente une vue schématique d’une variante de mode de réalisation d’un système pour ventilation non invasive selon l’invention.

Claims (13)

  1. Système (1) pour ventilation non invasive comprenant :
    au moins un dispositif de production de flux (4) accouplé à au moins une source (2) de gaz médical ;
    un circuit de recyclage (10) pour la récupération des gaz non inspirés par un patient et des gaz expirés par celui-ci ;
    ledit circuit de recyclage (10) comprenant un conduit d’aspiration et d’évacuation (11), destiné à équilibrer la pression à l’intérieur dudit circuit de recyclage (1) ;
    un élément d’interface (7) qui couvre complètement ou partiellement les voies respiratoires du patient ;
    au moins un élément absorbeur (13) de dioxyde de carbone, situé à l’intérieur dudit circuit de recyclage (10) et destiné à purifier lesdits gaz expirés par le patient.
  2. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 1, dans lequel ledit élément absorbeur (13) de dioxyde de carbone comprend de la chaux sodée.
  3. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 2, dans lequel ladite chaux sodée présente un pourcentage d’hydroxyde de sodium supérieur à 1 et une densité supérieure à 70 g/ml.
  4. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 2, dans lequel ladite chaux sodée présente une configuration granulaire avec des granulés de forme hémisphérique.
  5. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 1, dans lequel ledit élément absorbeur (13) de dioxyde de carbone comprend une cellule à base de lithium.
  6. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 1, dans lequel ledit élément absorbeur (13) de dioxyde de carbone comprend un élément solide dans une matrice polymère.
  7. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 1, dans lequel ledit élément absorbeur (13) de dioxyde de carbone est un élément régénérable par application d’un flux d’air réchauffé.
  8. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 7, dans lequel ledit élément absorbeur (13) de dioxyde de carbone comprend un élément constitué de zéolites, d’amines solides ou composés équivalents.
  9. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 1, dans lequel ledit élément absorbeur (13) de dioxyde de carbone comprend une batterie comprenant des nanotubes de carbone pour l’absorption de dioxyde de carbone en phase de recharge.
  10. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 1, dans lequel ledit élément absorbeur (13) de dioxyde de carbone est un système à deux cellules, qui permet un fonctionnement en continu dudit système (1) y compris en phase de remplacement ou de régénération d’une cellule dudit élément absorbeur (13).
  11. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 1, comprenant en outre un orifice d’aspiration d’air de l’extérieur destiné à réguler une fraction de recyclage.
  12. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 1, comprenant en outre un filtre (14) d’isolation et/ou de collecte du condensat.
  13. Système (1) pour ventilation non invasive selon la revendication 1, comprenant en outre un dispositif électronique de surveillance de l’épuisement de la capacité d’absorption.
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