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Est A
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Cnu
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Tric
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Regu
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Memb
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Inve
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Physical
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5 K
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de 800 l
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500 K
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100 K
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de 50 K
(1)
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de 30 percent de
(1)
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8,81 gr/dm3
(1)
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de 4 percent
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0,187 cm3
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5 mm
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9,52 mm
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de = 3 mm
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10 percent
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100 percent
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Molecule
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DES
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ibutin
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ice
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regla
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fluoroethane
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CF
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Organism
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batis
(1)
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Chemical Role
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ANAESTHETIC
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513885A1
Family ID 8023340
Probable Assignee Tech Atlantique Centre
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PERFECTIONNEMENT DES RESPIRATEURS D'ANESTHESIE A DECOUPAGE
VOLUMETRIQUE
EN Title CONTROL FOR ANAESTHETIC RESPIRATOR - HAS TWO DRIVING CHAMBERS
AND SINGLE FEED CHAMBER WITH INTERCONNECTED PISTONS CONTROLLING GAS
INTAKE VALVES
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UNE SERIE DE PERFECTIONNEMENTS AUX RESPIRATEURS
D'ANESTHESIE ET EN PARTICULIER SUR LES POINTS SUIVANTS:
-CONSTANCE DES PARAMETRES DEVANT LA VARIATION DE COMPLIANCE EXTERNE;
-CONSTANCE DES PARAMETRES PREALABLEMENT CHOISIS LORS DU REGLAGE D'UN
AUTRE PARAMETRE;
-AUGMENTATION DE LA PRECISION DES PARAMETRES;
-DISTRIBUTION DE L'ANESTHESIQUE EN PHASE LIQUIDE;
-PILOTAGE EN BOUCLE FERMEE.
The respirator includes two driving chambers and one chamber (1)
feeding the gas into the patient's circuit. A valve is positioned in
the circuit to maintain the pressure on the membrane of the feed
chamber at a level of the same order as the max. required for the
patient. The pistons mounted within the driving and feed chambers are
connected to a shaft (11) which carries an enlargement (12) at its
lower end. This engages an indexing finger (13) when in the top dead
centre position. The engagement causes the rotation of a square
section spring biased shaft (14) which causes the pivoting of the flap
valves controlling the inlet gas feed.
Description
_________________________________________________________________
La presete invention concerne une serie de perfectionnements destines
aux respirateurs d'anesthesie et en particulier a ceux comportant une
chambre de distribution au patient, tete- nant le volume necessaire a
une ventilation unitaire, ladite chambre etant mue par deux autres
chambres qui lui sont liees et qui recoivent elles-memes les gaz a une
pression superieure.
Dans certains respirateurs une membrane est chargee de distribuer un
volume defini d'un gaz de composition definie a un patient, 'adite
membrane etant poussee par des ressorts ou pa- l'action d'un gaz a une
pression plus elevee dans une aut-e membrane. Dans ces cas la la
f-equence de l'appareil varie en fonction de la compliance de "
'appreillage et du patient. Pou- pal'ie- cet inconvenient, 'a presente
invention utilise une soupape taree au debouche de 'a chamb-e balayee
par membrane.
Elle mipose done a celle-ci une pression constante, independante de la
compliance et du volume deservi et regularise ainsi la vitesse ce qui
maintient evidemment la frequence.
Un aut-e facteu- induit une variation de frequence,
Lorsque le fonctioment du respirateur est proevenue par deux chambres
en oppsition, que le gaz detendu issu de ces deux chamb-es est ensuite
dist-ibue au patient melange a un autre gaz, et que la composition du
gaz final est definie par les v-'umes -espectifs d'une pa-t de 1a
chamb-e de dist-ibutin au patient et d'autre par de celui des gaz
moteurs detendus.On joue alors le volume de ces gaz detendus pour
faire varier la composition finale, et pour cela, on fait verier la
pression de remplissage des chamb-es motrices et en agissant ainsi nn
modifie effort mnteu- et d@n@ 'a vitesse de frequence. 0l'effort
moteur est, provoque par l'ecart de pression entre celle des deux
chamb-es -ecevant le plein debit et l'autre chambre dnt l'evacuation
est 1amne'e. On peut alors pallie- la variation d'effort en agissant
sur le reglage des dispositifs de laminage jusqu'a ce que 'a f-equence
initiale snit retablie.
Ceci peut se fai-e avantageusement et selon 1a presente invention en
liant mecaniquement la commande de pression et celle des n-i- fices de
laminage. Ce'n necessite bien sur un ajustement de la linearite de ces
commandes et egalement une disposition cinematique de liaison telle
que chaque commande puisse etre, mais que dans ce-tains cas cites
reagissent neanmoins l'une sur l'autre en privilegiant certaines
d'entr@@ll@s. Un exemple sur telle liaison est done dunne plus l@in.
Une aut-e amelioration consiste en l'adaptation d'un dispositif
pe-mettant, dans 'e cas d'un respirateur utilisant deux chamb-es
mot-ices nppsees, de fai-e va-ie- le point mort haut de la chamb-e
mot-ice de sens nppnse a la chambre p-incipa1e.
En effet, lorsque l'on utilise la variation de course de ladite
chamb-e p-ncipale pou- fai-e va-ie- le volume de gaz distribue a
chaque cycle, 1a course des deux chambres motrices opposees varie de
la meme valeur, mais tandis que sur la chambre matrice de meme sens
que la chambre principale, la variation concerne la course a partir du
point mort thaut (celui de volume nul) dans 1,aut-e c'est le point
mort bas qui demeu-e constant celui de volume maximal) cette chamb-e
va-ie donc ent-e deux volumes dont l'un est le volume maximal au lieu
de va-ie- entre un volume -eg'ab'e et un volume nul.Une disposition
Judicieuse du cylindre concerne le desolidarisant du reste de
l'appareil pou lui applieur un depracement de -eg'age egal a ce7ui du
-eglage de la course permet de supprimer cet inconvenient. De D'us, si
l,on place su- 1e meme cylindre les -ganes de bascule- ment des vannes
de commandes, 'es -eglages sont ramnees a une seu'e commande.
Enfin, 'es -espi-ateu-s ci-dessus utilisent pa-fois un dispositif de
distribution d'anesthesique en phase liquide d'une conception telle
que tout en etant reglable, il suive igoureusement les variations des
autres parametres. Ce dispo sitif est -ganise avec comme source
motrice 'e mouvement du --espi-ateu- 'ui-meme, mais i' peut et-e
egalement prevu avec une commande independante, (electrique apr
exemple) declanchee a chaque cycle pa- un signal quelconque emis au
cou-s dudit cycle et a etre ainsi utilise dans d'aut-es modeles de
respi-ateu-s.
Ces dive-ses ameliorations seront mieux comprises en suivant we schema
I su- lequel est -ep-esente er exemple d'une ealisation integrant
lesdites ameliorations.
On trouve, comme partiellement dans les rspirateurs semblables, 'a
chambre d'a'imentatinn du ci-cuit patient (i) et 'es deux chamb-es
motrices (2) et (3). Dans Xa chamb-e (2) le fond de cylindre est
mobile, de telle facon que si la course varie@@es chamb-es (2) et (3)
aient un fonctionnement symetrique.
Le mecanisme de variation represente ici a titre d' exe:3- pie
comporte une chambre auxiliaire (4) solidaire du fond du cylindre (2)
et pouvant etre, ou non alimentee volontairement.
Lorsqu'elle est alimentee elle souleve le fond de cylindre (2) et
lorsqu'elle ne l'est pas elle retombe jusqu'a un dispositif de butee a
hauteur variable constitue par exemple par un cylindre tournant (5),
taille en cremaillere sur 2 fois 1800 et deux pions (6) portes par le
corps de cylindre. La pression, dans la chambre (2) etant toujours
positive, le corps de cylindre tend toujours a descendre en butee.
D'autres dispositifs mecaninues atteignant le meme but sont possibles
sans pour autant mettre en cause le principe du present Brevet.
Une soupape (10) est place sur le circuit patient, sa pression de
reglage est de l'ordre de 4 a 5 K Pa. Sa presence vermet de maintenir
un effort constant sur la membrane de la chambre (1). Sa pression est
superieure a la pression maximale necessaire au patient, mais demeure
cependant compatible avec le fonctionnement. Un rapide calcul permet
de verifier
Si l'on admet une pression maximale de fonctionnement de 800 l; Pa
soit 500 K Pa absolus, sa detente a environ 100 K Pa absolus se
produira dans un rapport de volume de 5 environ et la course des
chambres etant la meme, les surfaces seront dans le rapport de 10
(puisqu'ily a 2 chambres motrices).Les efforts etant dans le rapport
des pressions relatives on peut donc avoir sur la membrane de la
chambre (1) jusqu'au 1/10 de la pression des chambres motrices. La
pression minimale theorique dans lesdites chambres est alors de 50 K
Pa generant un melange au titre de 30 percent de gaz moteur et de 70 7
de gaz annexe.
Le schema 2 represente un dispositif mecanique destine a rpoduire le
basculement brusque des vannes de commande. La tige (il) est solidaire
des pistons des chambres (1) (2) et (3) et porte a sa partie
inferieure un index (12) entrant en contact avec un autre index (13)
lorsq'elle est a son point mort haut. Ce contact provoque la rotation
d'une tige carree (1) ul, sous l'influence d'un ressort (15) peut
prendre deux positions stables. la rotation provoquee par l'index (12)
la fait alors passer d'une position A a la position B et dans ce mouve
vent elle provoque le basculement des vannes et les maintient dans
leur nouvelle position. L'autre basculement, correspondant a la
position " point mort bs " est le fait d'un autre index (1G) porte
aussi par la tige (12 et cooperant avec n index (17) symetrique de
(13) par rapport a l'axe de la tige (18) et regla- ble en hauteur par
une fourche solidaire du corps du cylindre (lj) nvi est celui reglant
la chambre (2). On s'apercoit que l'on regle ainsi simultanement le
point mort bas et le volume correct de la chambre (2).Bien evidemment
ce resultat pet etreobtenu, si l'on se trouve dans le cas d'n appareil
disposant d'ne alimentation electrique, par l'utilisation de
minirupteur et d'electrovanne.
Sur le shema 3 on a represente une cinomatique de commande combinee du
detendeur reglant la -pression dans les chambres motrices (donc le
titre du melangeur distribue) et des limiteurs de debit assurant la
temporisation. Un differentiel (18) attaque par ses deux sorties (26)
et (27) les vis de commande des limiteurs 24 et 25 reglant
respectivement le temps d'expiration et le- temps d'inspiration.La
cage exterieure dudit differentiel est reliee a une commande manuelle,
bloquee en position repos et appelee " I/E "(.20)-on concoit que si
lton manoeuvre l'ne qelconqe des deux sorties du differentiel (18) Ses
deux vis 24 et 25 seront entralnoes en synchronisme dans un certain
sens, et que si l'on debloque et manoeuvre la commande (20) on
imposera une difference aux deux memes vis. La sortie (26) du
differentiel (18) est d'autre part reliee a la sortie (28) d'un second
differentiel (19) dont l'autre sortie (29) commande elle-meme le
detendeur (23).Une commande manuelle bloquee eu repos est liee a la
sortie (29) et est appelee " titre du melange " et une derniere
commande manuelle (21) egalement bloquee au repos commande la cage
exterievre du differentiel (19) frequence. Dans ces conditions, une
commande par (21) entrainera la cage (19), la sortie (28) (puisque 29
est bloquee par 22) et donc les sorties (26) et (27) de (18 on
commande donc bien la duree du cycle en commandant simulta nement (24)
et (25 3. Une commande par 22 entrainera synchroniquement le detendevr
(23) et les limiteurs (24) et
(25). il rectifiera donc les temps de cycle en meme temps qu'il
modifiera la pression des chambres de travail.
On a donc realise ainsi une commande des 3 parametres rapport I/E,
duree du cycle, titre do gaz dans laqelle chaque commande influe sur
un seul des parametres tout en rectifiant les autres reglages s'il a a
lieu. Il faut cependant noter que le reglage du rapport I/E est
execute de preference en premier
Lieu. flans 'e cas ou 7e respirateur dispose d'une surce d'energie
electrique, il est evident que tous ces reglages peuvent etre produits
par des moteurs asse-vis, les bases d'asservissement etant alors
Pour I + E (temps de cycle) et I / E 1a mesure de ces valeurs
temporelles et leur comparaison aux valeurs affiches, puis la commande
pour anuler l'ecart au cycle suivant.
Ou bien, connaissant la course et ra valeur I et de E, 'e calcul de la
vitesse de deplacement resultante et sa comparaison avec la vitesse
-eelle de 'equipage mobi1e.
Pou- 7e tit-e du melange, la mesu-e de la p-ession, dans chaque
chambre, sa conversion en titre re'sultant, sa comparaison a la valeur
affichee et la commande d'anulation de l'ecart.
Pou- le volume par cycle, 7a mesu-e de 1a cnu-se et sa mise en valeur
demandee par l'utilisation, d'un dispositif moteu que@conque, par
exemple un verin electrique.
Tout cela impose l'utilisation de capteu-s de deplacement de vitesse,
de pression, temporels etc... tous ces elements parfaitment connus, et
l'elaboration des consignes apr un cal cu' ateu- suffisamment sapide,
ce qui est le cas des equipements parfaitment connus batis autour des
microprocesseurs. te schema 4 est relatif au dispositif de
dist-ibutinn d'anestesique en phase 'iquide a piston manoeuvre pa- 7e
@ouvement des chambres. Un calcul rapide perme tout d'abord de
dimensionner 'a pompe necessai-e.
La masse moleculaire du fluoroethane (CF 3 - CH C1 -B-) est de 197,4
soit, a l'etat gazeux pour 15, 8,81 gr/dm3. ta densite du liquide
etant de l'ordre de 1,87 on trouve, pour un volume courant 1,5 et une
concentration volumique de 4 percent une masse necessai-e a chaque
cycle de 1,5 X 0,4 X 8,81 = 0,35g- soit un volume de 'iquide de 0,35 =
0,187 cm3 ce qui donne pour
1,87 une tige de piston de e = 5 mm une course de t: 9,52 mm et de
26,45 pnu- une tige de = 3 mm. Cette quantite d'aneste- sique est dans
les equipements actue's evaporee par lecharge en surface de 5 a 10
percent du gaz envoye au patient.Selon le procede propose pa- 'e
prosent Brevet, 'e volume de gaz destine a cette evaporation va-ie de
30 a 100 percent et t-ave-se une paroi poreuse imbibee de liquide, au
7ieu d'en 'eche- la su-face. L'evaporation cst donc suffisante gnu,
qu'a chaque cyc' e, 7a -quantit: injectee dans ladite paroi poreuse
soit evaporee de facon certaine.
Sur ledit schema 4 on peut voir le reservoir (30), le robinet d'arret
(31), la pompe proprement dite (31), le clapet anti-retour (33), le
clapet d'injection 1 34) lequel est muni d'un ressort de tarage et est
place immediatement avant ltentree dans la paroi poreuse (35), ceci
afin de bien doser la faible quantite debitee a chaque cycle.La
commande de la tige de piston (32) peut etre faite tout d'abord comme
l'indique le
Brevet principal et son additif en prelevant le mouvement, dans un
rapport variable sur la tige portant les chambres motrices et
debitrices du respirateur, mais il est egalement possible, lorsqu'on
veut utiliser un tel dispositif dans un modele de respirateur
disposant d'une source d'energie electrique d'utiliser un dispositif
tel que celui repre ente sur le schema 4 et comportant un
electro-aimant (36) dont l'aru:ature mobile (37) est liee a la tige du
piston (32). Il est evident qu'une impulsion electrique, a chaque
cycle propulsera la quantite ainsi predeterminee
D'autres dispositifs mecaniques peuvent etre utilises sans pour autant
remettre en cause le principe du present Brevet.
De meme que pour les parametres precedemment evoques (I + E, I/E),
volume, titre) la quantite d'anesthesique dis tric peut faire l'objet
d'un asservissement avec bouclage sur l'affichage.
Le schema 5 est une autre version possible du dispositif represente
par le schema 1 en utilisant des membranes a la place des joints et
une autre disposition permettant de reduire l'encombrement de
l'appareil. On y trouve la membrane principale 39, et les membranes
motrices 40 et 41, le piston 42 supportant la membrane 39 se prolonge
en un cylindre dans lequel se trouvent les membranes 40 et 41 qui
fonctionnent donc avec un cylindre mobile et des pistons fixes. Ledit
cylindre presentant un fond median de separation des deux membranes.
Le reglage de volume unitaire s'obtient alors en faisant varier la
position du piston inferieur 43 a l'aide, par exemple, d'une vis
commande synchroniquement avec le dispositif destine a commander le
basculement des vannes. Un des avantages particulier a cette
construction est la possibilite de loger a l'interieur du volume 44 la
totalite des organes de co=mande et de regulation de l'appareil, ceci
ne laisserait a l'esterieUr que la capacite variable ou soufflet
destinee a permettre t' de visu " de verifier le fonctionnement de
l'appareil, la ou les sources de gaz comprime et le reservoir
d'anesthesique,, tout cela pour des questions de securite.
Le schema 6 represente un autre montage possible pour la cinematique
representee sur le schema 3 et adaptee plus particulierement au cas ou
l'on souhaite utiliser deux gaz differents pour alimenter chacune des
deux membranes motrices. Dans ce cas, destine plus particulierment a
l'anesthesie, si la variation de composition des gaz s'obtint par
variation de la pression dans lesdites chambres motrices, on se
retrouve donc a nouveau avec le probleme de regulation de vitesse et
de temps de cycle.
Deux detendeurs distincts (49 - 50) sont utilises et leur commande
commune les fait varier en sens inverse; leur pression moyenne etant
sensiblement constante. Leur commande 47 (appelee " titre ") est liee
a la cage du differentiel 44. Une des sorties de ce differentiel est
lie a la commande 46 (I/E) et l'autre a la cage du differentiel 45.
Les deux sorties du differentiel 45 sont liees aux limiteurs debit 51
et 52 et ltune d'entr'elle porte la commande 48 " frequence ". Toutes
ces commandes sont bloquees au repos.
On voit donc qu'une action sur 47 va entrainer les deux detendeurs en
sens inverse et va corriger la variation correlative de I/E, qu'une
commande par 46 va faire varier en sens inverse les deux limiteurs de
debit sans incidence sur le titre et qu'enfin une commande pat 48, en
faisant varier dans le meme sens les deux limiteurs amenera un reglage
de la frequence.
Enfin,le schema 7 represente une possibilite d'affinage de ces
reglages par l'equilibrage de la commande I/E En effet dans les
dispositifs representes suelses schemas 3 et 6, la commande I/E
n'intervient que suri,un/deux limiteurs, l'autre restant fixe. Pour
equilibrer cette commande, la presente invention propose d'utiliser
une version particuliere du differentiel 45 (ou 18) dans laquelle les
deux sorties sont liees par une friction.
Sur le schema 7 on voit donc un differentiel dont la cage 53 est liee
comme precedemment a une commande 59 allant vers
I/E mais dont les satellites 54 et 55 sont montes sur deux demiaxes
laissant un passage pour permettre de placer une friction 58 entre les
deux sorties 56 et 57. La commande 60 (frequence) n'est plus bloquee
au repos, mais libre. Lorsque l'on commande par 59 (I/E) la presence
de la friction fait que l'on va entrai ner dans le meme sens et a la
meme vitesse les deux sorties 56 et 51 donc, de la meme valeur et en
sens inverse les limiteurs 61 et 62. Par contre, une commande par 60
(frequence), donnera un mouvement egal et de sens inverse aux deux
sorties 56 et 57, puisque la cage 53 est bloquee et que la friction
patine. Cela se traduira par une variation egale et de meme sens sur
les deux limiteurs de debit.
Claims
_________________________________________________________________
- REVENDICATIONS
1) Respirateur automatique comportant deux chambres motrices et une
troisieme chamb-e de dist-ibuteu- de gaz de tendu et caracterise par
'a presence, su- 'e ci-cuit de 1a troisieme chambre utilisee en
insufflatinn, d'une soupape taree dont la pression de tarage est du
meme ordre de grandeur, que 1a pression maximale admissible par le
patient, et placee entre la sortie de ladite chambre et le patient.
2) Respirateur automatique selon 1a revendication 1 et ca-acte-ise pa-
une liaison cinematique permanente entre 1e ou les detendeu@s
d'alimentation des chambres en opposition, et le regulateurs de debit
generant le laminage du circuit desites chambres.
3) Respirateur automatique selon 'a revendication 2 et caracterise en
ce que 1a liaison cinematique pe-manente est le fait d'un differentiel
dont les deux sorties sont reliees aux vis de commande des regulateurs
avec un rapport de (- I) tandis nue 'a cage dudit regu'ateur est
reliee a une commande manue'e bloquee au repos et que l'une des deux
sorties du differentiel est wiee a une sortie d'un second differentiel
dont ra seconde sortie est 'iee au detendeur et a une commande
manuelle bloquee au repos ce qui permet en outre de disposer des 3
commandes distinctes su- 3 pa-amet-es distincts et dont 'es -eactions
mutuelles sontminimes.
4)Respirateur automatique sleon la revendication 3 et ca-acte-ise en
ce que un au moins des differentiels comporte une friction inte-ne ou
exte-ne realisant ses deux demi-a-b-es de sortie.
5) Respirateur automatique selon 'a revendication 1 et caracterise en
ce nue l'actionnement des vannes de commande du circuit d'a'imentation
y est fait a hauteu- reglable a 'aide d'un taquet entraine par 'e
mouvement de 'axe portant les memb-anes ce qui amene un relage
proportionnel du volume Senere par chacune d'entr'elles.
6) Respirateur automatique selon 'a revendication 5 et ca-acte-ise pa-
'e fait que 'e cylindre de ce'e des chamb-es en opposition qui est
montee a 'inve-se de 'a 30 chamb-e est -eg'ab'e selon l'ase de
dep1acement desdites chamb-es.
7) Respirateur automatique selon 'a -evendication 5 et 6 caracterise
en ce que le cylindre mobile supporte et deplace,vec 'ui 'es organes
de reglages de la course de 1 l'axe portant ls membranes.
8) Respirateur automatique selon la revendication 1 et caracterise par
la presence d'au moins un piston a la place d'au moins une des
membranes.
9) Respirateur automatique dans lequel la distribution d'anesthesique
s'effecue en phase liquide par une pompe volumetrique doseuse
commandee par une source d'energie exterieure au fonctionnement direct
du respirateur.
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The arrows and counter let you move through the highlighted items
in order.
12. Other tools include a "Preview" option [ [preview.png] ] and the
ability to mark the relative locations of highlighted items by
using the "Marker" option [ [marker.png] ].
Try these out to best understand how they work, and to discover if
they are of use to you.
13. Items selected from the menu on the left will be highlighted in
the main publication section (here in the middle of the screen).
Click them for further information and insights (including
chemical structure diagrams where available).
14. Please experiment with TextMine - you cannot make any permanent
changes or break anything and once your session is closed (you've
log out) all your activity is destroyed.
Please contact Minesoft Customer Support if you have any questions
or queries at: support@minesoft.com
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