FR2800284A1

FR2800284A1 - SUPPRESSION OF SOUND DISCOMFORT FROM CONTINUOUS PRESSURE DEVICES FOR THE TREATMENT OF SLEEP APNEA

Info

Publication number: FR2800284A1
Application number: FR9913673A
Authority: FR
Inventors: Rene Filderman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2001-05-04
Also published as: AU1033301A; WO2001032251A1

Abstract

The invention concerns a method designed to eliminate phenomena of obstructive sleep apnea, which consists in: directly communicating the respiratory tract with outside atmosphere during the period when breathing function is deemed to be non-obstructive, thereby enabling normal breathing; and isolating said respiratory tract from the atmosphere outside said period in order to provide it with pressure and restore normal breathing. The invention also concerns an apparatus for implementing said method.

Description

La présente invention concerne un appareil destiné à supprimer phénomènes d'apnée obstructive du sommeil par application d'une pression d'air au niveau des voies respiratoires, beaucoup plus confortable du point de vue sonore que les appareils de types connus. The present invention relates to an apparatus intended to suppress obstructive sleep apnea phenomena by applying air pressure to the respiratory tract, much more comfortable from the sound point of view than apparatuses of known types.

On sait que le phénomène d'apnée obstructive du sommeil peut avoir des conséquences très graves pour le patient, tant du fait de la somnolence diurne qu'il provoque que troubles cardiaques qui peuvent en résulter. Le traitement habituel de ce phénomène consiste l'application aux voies respiratoires d'une pression continue qui s'ajoute à la dépression causée par la dilatation de la cage thoracique pour maintenir les dites voies respiratoires ouvertes pendant les phases d'inspiration, et l'on obtient avec ce procédé de bons résultats cliniques. It is known that the phenomenon of obstructive sleep apnea can have very serious consequences for the patient, both because of the daytime sleepiness it causes and the cardiac disorders which can result therefrom. The usual treatment for this phenomenon consists of the application to the respiratory tract of a continuous pressure which is added to the depression caused by the dilation of the rib cage to keep the said respiratory tract open during the phases of inspiration, and the with this process, good clinical results are obtained.

Une telle pression continue est appliquée par un appareil comportant un masque destiné à être disposé sur le visage et mis en place par le patient à son coucher, une pompe à air de grand débit mise en route par le patient également à son coucher et un tuyau souple de connexion. Such continuous pressure is applied by a device comprising a mask intended to be placed on the face and put in place by the patient at bedtime, a high flow air pump started up by the patient also at bedtime and a hose. flexible connection.

Or, cet ensemble est souvent mal supporté par les patients du fait notamment du bruit produit par la pompe pendant les périodes précédant l'endormissement. However, this set is often poorly supported by patients due in particular to the noise produced by the pump during the periods before falling asleep.

Les moyens modernes de mesure et de pilotage des phénomènes ont déjà permis d'apporter de grandes améliorations au confort d'un tel appareil. C'est ainsi que sur certains appareils, tels que l'appareil vendu sous la marque AUTOSET-T par la société RESMED Ltd de North Ryde, New South Wales (AU), la pression est maintenue en l'absence d'obstruction à une faible valeur, juste suffisante pour assurer un renouvellement de l'air destiné à être inspiré, ce qui limite le niveau sonore, alors que ladite pression est automatiquement élevée à une valeur convenable pour assurer le passage correct de l'air dans les poumons dès que l'appareil détecte une obstruction des voies respiratoires grâce à un dispositif approprié. Modern means of measuring and controlling phenomena have already made it possible to make great improvements to the comfort of such an apparatus. Thus on certain devices, such as the device sold under the brand AUTOSET-T by the company RESMED Ltd of North Ryde, New South Wales (AU), the pressure is maintained in the absence of obstruction to a low value, just sufficient to ensure a renewal of the air intended to be inspired, which limits the sound level, while said pressure is automatically raised to a suitable value to ensure the correct passage of air in the lungs as soon as the device detects an obstruction of the respiratory tract using an appropriate device.

Cependant, le fonctionnement permanent de la pompe, même à faible pression, reste encore bruyant et générateur d'inconfort pour le patient.. However, the permanent operation of the pump, even at low pressure, remains noisy and generates discomfort for the patient.

Or, on comprendra que l'exigence de pression continue n'a plus lieu d'être avec un appareil capable de distinguer automatiquement les périodes de respiration correcte des périodes d'obstruction. On pourra donc proposer un mode de fonctionnement différent pendant les périodes de respiration correcte, mode de fonctionnement dans lequel la pompe de mise sous pression sera arrêtée et ne générera donc plus aucun bruit, cependant qu'une ouverture appropriée du masque permettra au patient de disposer de l'air nécessaire en mettant ses voies respiratoires directement en relation avec l'atmosphère extérieure. Cette ouverture sera obturée et la pompe de nouveau mise en fonctionnement, de manière connue, dans un deuxième mode de fonctionnement, dès qu'une obstruction des voies respiratoires aura été détectée et nécessitera une mise sous pression desdites voies respiratoires. On appréciera que, avec cette disposition, l'appareil de traitement des apnées obstructives du sommeil apparaïtra au patient comme totalement silencieux puisqu'il sera l'arrêt pendant les périodes d'éveil et que la pompe ne fonctionnera que pendant les périodes d'apnées, périodes de sommeil profond où le bruit ne peut pas être perçu. However, it will be understood that the requirement of continuous pressure no longer needs to be with a device capable of automatically distinguishing between periods of correct breathing and periods of obstruction. We can therefore propose a different operating mode during periods of correct breathing, an operating mode in which the pressurization pump will be stopped and will therefore no longer generate any noise, while an appropriate opening of the mask will allow the patient to have of the necessary air by putting its respiratory tracts directly in relation to the external atmosphere. This opening will be closed and the pump again put into operation, in a known manner, in a second mode of operation, as soon as an obstruction of the airways has been detected and will require pressurization of said airways. It will be appreciated that, with this arrangement, the device for treating obstructive sleep apnea will appear to the patient as completely silent since it will be stopped during periods of wakefulness and the pump will only operate during periods of apnea. , periods of deep sleep where noise cannot be heard.

C'est un objet de l'invention de proposer un dispositif de lutte contre les phénomènes de d'apnée obstructive du sommeil, comportant une pompe à air destinée à accroître la pression s'exerçant sur les voies respiratoires, cette pompe fonctionnant uniquement pendant les périodes d'obstruction desdites voies respiratoires, afin de limiter au strict nécessaire les inconvénients, notamment sonores, dus au fonctionnement d'une telle pompe. It is an object of the invention to provide a device for combating the phenomena of obstructive sleep apnea, comprising an air pump intended to increase the pressure exerted on the respiratory tract, this pump operating only during periods of obstruction of said respiratory tract, in order to limit to the strict minimum the drawbacks, in particular sound drawbacks, due to the operation of such a pump.

C'est un autre objet de l'invention de proposer un dispositif simple, peu encombrant, silencieux et peu onéreux qui mette, pendant la durée de fonctionnement non obstructif de la respiration, les voies respiratoires directement en relation avec l'atmosphère extérieure et permette ainsi une respiration normale, et qui isole lesdites voies respiratoires de l'atmosphère dès qu'une obstruction a été détectée afin de les mettre sous pression et permettre ainsi le rétablissement de la respiration. It is another object of the invention to provide a simple, space-saving, silent and inexpensive device which, during the non-obstructive period of breathing, puts the respiratory tract directly in contact with the external atmosphere and allows thus normal respiration, and which isolates said respiratory tract from the atmosphere as soon as an obstruction has been detected in order to put them under pressure and thus allow the restoration of respiration.

Un appareil suivant l'invention comporte, comme à l'habitude, un masque qui est appliqué sur la face du patient, devant les orifices nasaux, une pompe de mise sous pression et un tube de liaison. En outre le masque est, de manière connue, percé d'une ouverture de fuite de faible diamètre assurant quand il est sous pression un débit permanent suffisant pour renouveler l'air destiné à être inspiré, mais insuffisant pour permettre la respiration sans mise sous pression. A device according to the invention comprises, as usual, a mask which is applied to the face of the patient, in front of the nasal orifices, a pressurizing pump and a connecting tube. In addition, the mask is, in known manner, pierced with a leakage opening of small diameter ensuring when it is under pressure a permanent flow sufficient to renew the air intended to be inspired, but insufficient to allow breathing without pressurization .

Selon l'invention, un tel masque comporte une deuxième ouverture, par exemple circulaire, pouvant être obturée par un clapet mobile et de diamètre suffisamment grand pour laisser, en position ouverte, une section de passage permettant une respiration normale. Ce clapet est commandé par un dispositif à pression, par exemple un piston, dispositif qui est actionné de manière appropriée en fonction de l'état des voies respiratoires du patient. En outre, ce clapet est, en l'absence de pression, maintenu ouvert par un dispositif élastique. According to the invention, such a mask has a second opening, for example circular, which can be closed by a movable valve and of sufficiently large diameter to leave, in the open position, a passage section allowing normal breathing. This valve is controlled by a pressure device, for example a piston, a device which is actuated appropriately according to the state of the patient's airways. In addition, this valve is, in the absence of pressure, kept open by an elastic device.

En outre, le masque comporte un capteur électronique de type connu apte à mesurer le débit d'air des voies respiratoires du patient et relié à un circuit de traitement de l'information de type également connu, tel que par exemple décrit dans la demande de brevet européen EP 0 920 845 A2 (RESMED). In addition, the mask includes an electronic sensor of known type capable of measuring the air flow rate of the patient's respiratory tract and connected to an information processing circuit of also known type, as for example described in the application for European patent EP 0 920 845 A2 (RESMED).

Le fonctionnement est alors le suivant 1. En l'absence d'obstruction, la pompe de mise sous pression des voies respiratoires est arrêtée, le clapet est soulevé et le patient respire normalement en contact direct avec l'atmosphère extérieure. The operation is then as follows 1. In the absence of obstruction, the airway pressure pump is stopped, the valve is raised and the patient breathes normally in direct contact with the external atmosphere.

2. Dès qu'une obstruction est détectée par le circuit de traitement de l'information: # D'une part, la pompe se met à tourner et débite sous une pression appropriée dans le tuyau d'alimentation du masque respiratoire. 2. As soon as an obstruction is detected by the information processing circuit: # On the one hand, the pump starts to rotate and delivers under an appropriate pressure in the supply hose of the respiratory mask.

# D'autre part, une pression est établie dans le cylindre du dispositif de commande du clapet. et le ferme. # On the other hand, a pressure is established in the cylinder of the valve control device. and closes it.

Pour établir une pression de commande du clapet, on peut procéder par tout moyen connu, par exemple à l'aide d'une pompe auxiliaire, d'une électrovanne, etc..., mais un moyen simple consiste à mettre le piston de commande en liaison avec la zone de refoulement de la pompe de mise sous pression des voies respiratoires et en conférant audit piston un diamètre supérieur à celui du clapet de commande. Ainsi, même si ces deux organes sont soumis à la même pression, la force qui agira sur le piston sera supérieure à celle qui agit sur le clapet, et celui-ci restera fermé quel que soit le niveau de ladite pression. Le niveau de pression dans le masque pourra donc être adapté en toutes circonstances à la situation régnant dans les voies respiratoires du patient sans que ledit clapet s'ouvre, et la respiration sous pression sera établie. To establish a control pressure of the valve, one can proceed by any known means, for example using an auxiliary pump, a solenoid valve, etc., but a simple means consists in putting the control piston in connection with the discharge zone of the airway pressurization pump and by giving said piston a diameter greater than that of the control valve. Thus, even if these two members are subjected to the same pressure, the force which will act on the piston will be greater than that which acts on the valve, and the latter will remain closed whatever the level of said pressure. The pressure level in the mask can therefore be adapted in all circumstances to the situation prevailing in the patient's respiratory tract without said valve opening, and pressure breathing will be established.

On comprendra mieux l'invention à la lecture de la description ci-dessous d'un exemple de réalisation de l'invention et en référence aux dessins annexés dans lesquels: La fig. 1 est une vue générale d'un masque respiratoire comportant un dispositif de mise en relation avec l'atmosphère extérieure des voies respiratoires suivant l'invention. The invention will be better understood on reading the description below of an exemplary embodiment of the invention and with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a general view of a respiratory mask comprising a device for relating to the external atmosphere of the respiratory tract according to the invention.

La fig. 2 est une vue en coupe du dispositif de mise en relation avec l'atmosphère extérieure des voies respiratoires, à échelle agrandie par rapport à la fig. 1, en position fermée. Fig. 2 is a sectional view of the device for relating to the external atmosphere of the respiratory tract, on an enlarged scale with respect to FIG. 1, in the closed position.

La fig. 3 est également une vue en coupe du dispositif de mise en relation avec l'atmosphère extérieure des voies respiratoires comportant une variante par rapport à la fig. 2, en position fermée. Fig. 3 is also a sectional view of the device for relating to the external atmosphere of the respiratory tract comprising a variant with respect to FIG. 2, in the closed position.

La fig. 4 est la même vue en coupe que la fig. 3, mais le dispositif de mise en relation avec l'atmosphère extérieure des voies respiratoires est représenté en position ouverte. Fig. 4 is the same sectional view as FIG. 3, but the device for relating to the external atmosphere of the respiratory tract is shown in the open position.

La paroi 2 du masque 1 qui est en relation par un tube principal 3 avec la pompe de mise sous pression des voies respiratoires, non représentée, est percée comme connu en soi d'une ouverture 4 de faible diamètre assurant un renouvellement permanent de l'air destiné à être inspiré en fonctionnement sous pression, et en outre d'une ouverture circulaire de plus grand diamètre 5. Cette ouverture circulaire 5 est surmontée d'un dispositif de fermeture comportant un clapet 6 relié à un piston 7, muni d'un joint 11 ou d'un autre moyen d'étanchéité de type connu, ledit piston étant logé dans un cylindre 8 relié à la zone de refoulement de la pompe non représentée par un tube de faible diamètre 9. Ledit cylindre est disposé à une certaine distance de la paroi 2 du masque 1 mais lui est relié rigidement par une extension ajourée afin de laisser circuler l'air de la respiration du patient. La section de passage de l'air entre le cylindre 8 et la paroi 2 doit être au moins égale et de préférence légèrement supérieure à la section de passage laissée libre par le clapet 6 quand il est soulevé. Cette extension peut être avec avantage réalisée par des ailettes radiales minces telles que représentées sous la référence 10 aux fig. 1, 2, 3 et 4. Aux figures 3 et 4, on a représenté une variante de la fig. 2, dans laquelle les ailettes 10 sont surmontées d'une pièce 14 de forme partiellement torique qui en améliore l'aspect et la résistance. The wall 2 of the mask 1 which is connected by a main tube 3 with the airway pressurization pump, not shown, is pierced as known per se with an opening 4 of small diameter ensuring permanent renewal of the air intended to be inspired during operation under pressure, and in addition to a circular opening of larger diameter 5. This circular opening 5 is surmounted by a closing device comprising a valve 6 connected to a piston 7, provided with a gasket 11 or of another known type of sealing means, said piston being housed in a cylinder 8 connected to the discharge zone of the pump not shown by a small diameter tube 9. Said cylinder is disposed at a certain distance from the wall 2 of the mask 1 but is rigidly connected thereto by an openwork extension in order to let the patient's breathing air circulate. The air passage section between the cylinder 8 and the wall 2 must be at least equal and preferably slightly greater than the passage section left free by the valve 6 when it is raised. This extension can be advantageously carried out by thin radial fins as shown under the reference 10 in FIGS. 1, 2, 3 and 4. In FIGS. 3 and 4, a variant of FIG. 2, in which the fins 10 are surmounted by a part 14 of partially toroidal shape which improves its appearance and resistance.

En outre, un organe élastique 13 de charge suffisante pour maintenir clapet 6 ouvert en l'absence de pression dans le cylindre 8, y compris pendant les périodes d'inspiration du patient, est intercalé entre la paroi 2 et le piston 7. In addition, an elastic member 13 of sufficient load to keep the valve 6 open in the absence of pressure in the cylinder 8, including during the patient's inspiration periods, is interposed between the wall 2 and the piston 7.

Tandis que les fig. 2 et 3 représentent l'ensemble clapet l piston en position fermée, donc isolant les voies respiratoires de l'atmosphère extérieure, cet ensemble est représenté la fig. 4 en position ouverte, donc mettant les voies respiratoires du patient en relation avec l'atmosphère extérieure. While fig. 2 and 3 represent the valve l piston assembly in the closed position, thus isolating the respiratory tract from the external atmosphere, this assembly is shown in FIG. 4 in the open position, therefore putting the patient's respiratory tract in relation to the external atmosphere.

Enfin, on pourra avec avantage pour la commodité du patient fixer le tube de liaison de faible diamètre 9 au tube principal 3 sur la totalité des longueurs desdits tubes, puisqu'ils relient tous les deux le masque à la pompe. Finally, it will be possible with advantage for the convenience of the patient to fix the small diameter connecting tube 9 to the main tube 3 over the entire length of said tubes, since they both connect the mask to the pump.

Afin d'assurer une respiration correcte du patient lorsque le clapet 6 est soulevé tout en conservant des dimensions acceptables à l'ensemble, le diamètre de l'ouverture circulaire 5 pourra être avantageusement de l'ordre de 20 mm, ou supérieur, cependant que' la course du clapet 6 sera de l'ordre de 4 mm, ou supérieure, ce qui établit une section de passage voisine de 250 mmz supérieure. In order to ensure correct breathing of the patient when the valve 6 is raised while maintaining acceptable dimensions for the assembly, the diameter of the circular opening 5 may advantageously be of the order of 20 mm, or greater, however 'The stroke of the valve 6 will be of the order of 4 mm, or greater, which establishes a passage section close to 250 mmz greater.

Afin d'assurer en toutes circonstances, y compris dans les phases d'expiration du patient, la fermeture du clapet 6 dès que la pompe débite, le diamètre du piston 7 sera supérieur à celui dudit clapet, et par exemple voisin de 25mm ou supérieur. In order to ensure in all circumstances, including in the patient's expiration phases, the closure of the valve 6 as soon as the pump delivers, the diameter of the piston 7 will be greater than that of said valve, and for example close to 25mm or greater .

Ce dispositif doit être complété par un dispositif de détection d'obstruction voies respiratoires par tout moyen connu, et par exemple par un capteur électronique de débit d'air, représenté, placé dans le masque à l'entrée desdites voies respiratoires, dispositif destiné à agir la commande de la pompe par des moyens connus. This device must be supplemented by a device for detecting airway obstruction by any known means, and for example by an electronic air flow sensor, shown, placed in the mask at the entrance of said airways, device intended for act on the pump control by known means.

Le fonctionnement est le suivant Tant qu'aucune obstruction des voies respiratoires n'a été détectée, pompe de mise sous pression des voies respiratoires est maintenue à l'arrêt, le clapet 6 est maintenu ouvert par l'organe élastique 13 et le patient peut respirer normalement en contact direct avec l'atmosphère par l'ouverture 5 et les passages existant entre les ailettes 10. The operation is as follows As long as no obstruction of the respiratory tract has been detected, the pressurization pump of the respiratory tract is kept stopped, the valve 6 is kept open by the elastic member 13 and the patient can breathe normally in direct contact with the atmosphere through the opening 5 and the passages existing between the fins 10.

Dès qu'une obstruction des voies respiratoires est détectée, la pompe est mise en marche, et débite dans le masque par le tube principal 3. As soon as an obstruction of the respiratory tract is detected, the pump is started, and flows into the mask through the main tube 3.

Etant donné que le diamètre du piston 7 soumis à la pression P1 est supérieur à celui du clapet 6 soumis à la pression P2 et que, du fait de la perte de charge dans le tube principal 3, la pression P2 est toujours inférieure ou au plus égale à la pression P1 pendant les phases d'expiration, le clapet 6 restera toujours fermé et la respiration du patient restera assurée. Since the diameter of the piston 7 subjected to the pressure P1 is greater than that of the valve 6 subjected to the pressure P2 and that, due to the pressure drop in the main tube 3, the pressure P2 is always lower or at most equal to the pressure P1 during the expiration phases, the valve 6 will always remain closed and the patient's breathing will remain assured.

Enfin, pour assurer une plus grande sécurité de commande du clapet 6, on pourra eventuellement renforcer perte de charge dans le tube principal 3 en disposant un rétrécissement la section de passage l'air entre la zone de refoulement de la pompe de mise sous pression et masque 1 de manière a accroître le différentiel entre la pression P1 agissant sur le piston 7 et la pression P2 agissant sur le clapet 6.Finally, to ensure greater control security of the valve 6, it will be possible to reinforce the pressure drop in the main tube 3 by arranging a narrowing of the air passage section between the discharge zone of the pressurization pump and mask 1 so as to increase the differential between the pressure P1 acting on the piston 7 and the pressure P2 acting on the valve 6.

Claims

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1. Apparatus intended to suppress the phenomena of snoring and obstructive sleep apnea by putting under pressure the respiratory tracts of a patient, comprising a pump, not shown, a main connecting tube 3 and a mask 1 intended to be adapted on the face of said patient, characterized in that said mask is provided with an opening 5 with a diameter close to 20 mm or greater which can be opened in order to put said airways in direct contact with the atmosphere or closed in order to put said said airways under pressure.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it is provided with a device for detecting obstructive sleep apnea, for example an air flow sensor placed in the mask

3. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that said opening 5 is open and that said pump remains stopped in the absence of airway obstruction.

4. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that said opening 5 is closed and that said pump is started in the event of airway obstruction.

5. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that said opening 5 can be closed by means of a valve 6.

6. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that the valve control means 6 is a piston 7 with a diameter greater than that of the opening 5 and close to 25mm or more, the stroke of which is of the order of 4mm or more, and which is housed in a cylinder 8 connected to the pump discharge zone by a tube 9.

7. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that the cylinder 8 is connected to the wall 2 of the mask by perforated rigid parts.

8. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that said perforated parts are constituted by radial fins 10.

9. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that the fins 10 are surmounted by a part 14 approximately toroidal shape.

10. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that a narrowing of the air passage section is arranged between the discharge zone of the pressurizing pump and the mask 1.

11. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the connection tube 9 of the cylinder 8 to the pressurization pump of the respiratory tract is fixed to the main connection tube 3 of the mask to said pump.