FR3137841A1 - NO delivery device with emergency dosing system - Google Patents
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Abstract
Titre de l’invention Dispositif de délivrance de NO avec système de dosage d’urgence L’invention concerne un dispositif de délivrance de NO (1) pour fournir un gaz contenant du NO comprenant une ligne d’injection de NO (111), un dispositif de mesure de débit (112) et un dispositif à vanne (113). Le dispositif à vanne (113) est normalement fermé. Une ligne de secours (201) raccordée à la ligne d’injection (111) comprend une électrovanne de secours (202) normalement ouverte et un dispositif de contrôle de débit (210). Des moyens de pilotage (130) pilotent ces éléments. En cas de dysfonctionnement des moyens de pilotage (130), l’électrovanne de secours (202) passe en position ouverte, alors que le dispositif à vanne (113) passe en position fermée. Le dispositif de contrôle de débit (210) fournit le gaz à un débit gazeux de secours préfixé, déterminé à partir des mesures de débit du gaz fournies par le dispositif de mesure de débit (112), pendant le fonctionnement normal du dispositif (1), avant le dysfonctionnement. Installation de fourniture de gaz comprenant un tel dispositif de délivrance de NO (1) et un ventilateur médical (2). Figure de l’abrégé : Fig. 1Title of the invention NO delivery device with emergency dosing system The invention relates to an NO delivery device (1) for supplying a NO-containing gas comprising an NO injection line (111), a flow measuring device (112) and a valve device (113). The valve device (113) is normally closed. An emergency line (201) connected to the injection line (111) includes a normally open emergency solenoid valve (202) and a flow control device (210). Control means (130) control these elements. In the event of a malfunction of the control means (130), the emergency solenoid valve (202) switches to the open position, while the valve device (113) switches to the closed position. The flow control device (210) supplies gas at a preset emergency gas flow rate, determined from gas flow measurements provided by the flow measurement device (112), during normal operation of the device (1). , before the malfunction. Gas supply installation comprising such a NO delivery device (1) and a medical ventilator (2). Abstract figure: Fig. 1
Description
L’invention concerne un dispositif de délivrance de monoxyde d’azote gazeux (NO) à un patient comprenant un système de dosage d’urgence de NO, et destiné à être connecté au circuit patient d’un ventilateur mécanique, c'est-à-dire un appareil médical d’administration de gaz à un patient, lequel permet de fournir le gaz à débit préfixé en cas de dysfonctionnement, notamment des moyens de pilotage.The invention relates to a device for delivering gaseous nitrogen monoxide (NO) to a patient comprising an emergency NO dosing system, and intended to be connected to the patient circuit of a mechanical ventilator, i.e. i.e. a medical device for administering gas to a patient, which makes it possible to supply gas at a prefixed flow rate in the event of a malfunction, in particular of the control means.
Le NO est un gaz qui, lorsqu’inhalé, dilate les vaisseaux pulmonaires et augmente l’oxygénation en améliorant les échanges gazeux.NO is a gas which, when inhaled, dilates the pulmonary vessels and increases oxygenation by improving gas exchange.
Les propriétés du NO sont utilisées pour traiter différentes conditions médicales, comme l’Hypertension Artérielle Pulmonaire du nouveau-né ou PPHN (pourPersistent Pulmonary Hypertension of the Newborn), le Syndrome de Détresse Respiratoire Aigüe ou SDRA observé principalement chez l’adulte ou encore les hypertensions pulmonaires en chirurgie cardiaque, comme enseigné notamment par EP-A-560928, EP-A-1516639 ou US-A-10,201,564.The properties of NO are used to treat different medical conditions, such as Pulmonary Hypertension of the Newborn or PPHN (for Persistent Pulmonary Hypertension of the Newborn ), Acute Respiratory Distress Syndrome or ARDS observed mainly in adults or even pulmonary hypertension in cardiac surgery, as taught in particular by EP-A-560928, EP-A-1516639 or US-A-10,201,564.
Usuellement, une faible quantité de NO gazeux (i.e. quelques ppm vol.), dilué dans de l’azote (N2) est injecté dans un flux gazeux contenant de l’oxygène (O2) qui est ensuite inhalé par le patient. La concentration de NO, qui correspond à une posologie, est déterminée par le médecin ou analogue. Typiquement, le gaz contenant l’O2est typiquement un mélange N2/O2ou de l’air, tel de l’air de qualité médical. En général, la concentration de NO dans le gaz inhalé par le patient est comprise entre 1 et 80 ppm en volume (ppmv), en fonction de la population traitée, i.e. nouveau-nés ou adultes, et donc de la maladie à traiter.Usually, a small quantity of NO gas (ie a few ppm vol.), diluted in nitrogen (N 2 ) is injected into a gas flow containing oxygen (O 2 ) which is then inhaled by the patient. The concentration of NO, which corresponds to a dosage, is determined by the doctor or the like. Typically, the gas containing the O 2 is typically an N 2 /O 2 mixture or air, such as medical grade air. In general, the concentration of NO in the gas inhaled by the patient is between 1 and 80 ppm by volume (ppmv), depending on the population treated, ie newborns or adults, and therefore the disease to be treated.
Le gaz inhalé par le patient peut être délivré par le biais d’un dispositif de délivrance de NO associé à un ventilateur mécanique, comme décrit par US-A-5,558,083. Le dispositif de délivrance de NO est fluidiquement connecté à une ou plusieurs bouteilles de gaz contenant un mélange de N2/NO dont la concentration en NO peut être comprise typiquement entre 200 et 800 ppmv. Généralement, le système de délivrance de NO comprend un module d’injection de NO placé dans la branche inspiratoire d’un circuit patient connecté fluidiquement, d’une part, au ventilateur mécanique et, d’autre part, à une interface respiratoire délivrant le gaz enrichi en NO au patient, par exemple un masque respiratoire, une sonde d’intubation trachéale ou similaire.The gas inhaled by the patient can be delivered through an NO delivery device associated with a mechanical ventilator, as described by US-A-5,558,083. The NO delivery device is fluidly connected to one or more gas cylinders containing a mixture of N 2 /NO whose NO concentration can typically be between 200 and 800 ppmv. Generally, the NO delivery system comprises an NO injection module placed in the inspiratory branch of a patient circuit fluidly connected, on the one hand, to the mechanical ventilator and, on the other hand, to a respiratory interface delivering the NO-enriched gas to the patient, for example a breathing mask, a tracheal intubation tube or the like.
Le système de délivrance de NO comprend également un capteur de débit qui mesure le débit gazeux délivré par le ventilateur mécanique (i.e. air ou mélange N2/O2) afin de déterminer la quantité de NO à délivrer pour respecter la posologie fixée par le médecin.The NO delivery system also includes a flow sensor which measures the gas flow delivered by the mechanical ventilator (ie air or N 2 /O 2 mixture) in order to determine the quantity of NO to be delivered to respect the dosage set by the doctor .
Le système de délivrance de NO peut assurer le dosage en NO par le biais d’une électrovanne proportionnelle délivrant un flux continu de gaz contenant le NO, laquelle est associée à un capteur de débit, les deux composants étant agencés dans le système de délivrance, ainsi qu’une ligne d’injection reliée au module d’injection de NO, tel que décrit dans US-A-5,558,083.The NO delivery system can ensure the NO dosage by means of a proportional solenoid valve delivering a continuous flow of gas containing NO, which is associated with a flow sensor, the two components being arranged in the delivery system, as well as an injection line connected to the NO injection module, as described in US-A-5,558,083.
D’autres systèmes sont disponibles où l’électrovanne proportionnelle est remplacée par une pluralité d’électrovannes de type « tout ou rien », délivrant le gaz de façon intermittente, c’est-à-dire sous forme de pulses, généralement à haute fréquence, dont l’amplitude et la durée permettent de garantir la bonne quantité de gaz circulant dans la ligne d’injection reliée au module d’injection de NO.Other systems are available where the proportional solenoid valve is replaced by a plurality of “all or nothing” type solenoid valves, delivering the gas intermittently, that is to say in the form of pulses, generally at high frequency. , whose amplitude and duration make it possible to guarantee the right quantity of gas circulating in the injection line connected to the NO injection module.
Dans tous les cas, les systèmes de délivrance de NO connus reçoivent les mesures du capteur de débit placé dans la branche inspiratoire du circuit patient et ajustent en temps réel la quantité de NO devant être délivrée, selon la posologie désirée, en contrôlant le flux de NO dans la ligne d’injection.In all cases, known NO delivery systems receive the measurements from the flow sensor placed in the inspiratory branch of the patient circuit and adjust in real time the quantity of NO to be delivered, according to the desired dosage, by controlling the flow of NO. NO in the injection line.
Le NO étant un agent thérapeutique efficace, c'est-à-dire que de très faibles concentrations (i.e. quelques ppmv) produisent un effet thérapeutique, son juste dosage est d’importance critique et les équipes médicales doivent constamment adapter la posologie selon l’état du patient.NO being an effective therapeutic agent, that is to say that very low concentrations (i.e. a few ppmv) produce a therapeutic effect, its correct dosage is of critical importance and medical teams must constantly adapt the dosage according to the condition of the patient.
Lorsque l’état du patient évolue, la concentration de NO doit être progressivement diminuée ou augmentée. Par exemple, dans une situation de sevrage du nouveau-né dont l’état s’améliore, il est usuel de décroitre progressivement la posologie, par exemple par pas de 1 ppm, jusqu’à atteindre une valeur nulle permettant alors de stopper le système de délivrance de NO.As the patient's condition changes, the NO concentration should be gradually decreased or increased. For example, in a situation of weaning a newborn whose condition is improving, it is usual to gradually decrease the dosage, for example in steps of 1 ppm, until reaching a zero value which then allows the system to be stopped. delivery of NO.
Une diminution progressive de la concentration en NO permet d’éviter l’« effet rebond », pouvant se manifester en cas de variation rapide de la concentration, par exemple en cas de discontinuation brutale du traitement, avec pour effet d’empirer gravement l’état du patient.A gradual reduction in the NO concentration makes it possible to avoid the “rebound effect”, which can occur in the event of a rapid variation in the concentration, for example in the event of sudden discontinuation of treatment, with the effect of seriously worsening the condition of the patient.
Or, les systèmes de délivrance de NO sont des systèmes électro-médicaux sophistiqués susceptibles de subir des défaillances ou dysfonctionnements pouvant avoir un impact important sur la thérapie en cours. Par exemple, un dysfonctionnement ou défaut électronique majeur, en particulier des moyens de pilotage, peut entrainer une panne de l’appareil et donc un arrêt total de délivrance de NO, avec les conséquences négatives susmentionnées.However, NO delivery systems are sophisticated electro-medical systems susceptible to failures or malfunctions which could have a significant impact on the therapy in progress. For example, a major electronic malfunction or defect, in particular of the control means, can lead to a breakdown of the device and therefore a total stoppage of NO delivery, with the negative consequences mentioned above.
Dans de telles circonstances, le dispositif doit avertir l’utilisateur au moyen d’un signal d’alarme audible qu’une action rapide est requise, par exemple de basculer sur un mode d’injection pneumatique de secours afin de limiter autant que possible, les effets indésirables liés à une discontinuation de la thérapie.In such circumstances, the device must warn the user by means of an audible alarm signal that rapid action is required, for example to switch to an emergency pneumatic injection mode in order to limit, as much as possible, adverse effects linked to discontinuation of therapy.
Un tel basculement en mode de secours se fait habituellement par actionnement d’un bouton rotatif commandant le passage du mode d’administration normal de NO vers un mode de secours, dans lequel est par exemple opérée une délivrance continue d’un débit fixe de mélange N2/NO, i.e. de l’ordre de 250 mL/min.Such a switch to emergency mode is usually done by actuation of a rotary button controlling the transition from the normal NO administration mode to an emergency mode, in which for example a continuous delivery of a fixed flow rate of mixture is carried out. N 2 /NO, ie of the order of 250 mL/min.
Or, un mécanisme ou système de dosage de secours n’est pas sans risque, notamment pour les raisons suivantes :
- son activation requiert la présence d’une personne ayant autorité pour entreprendre cette action, par exemple un médecin en néonatologie. Il peut ainsi se passer plusieurs minutes avant que cette personne arrive et donc que le dosage de secours ne soit établi, ce qui entraine une discontinuation de la thérapie et expose le patient à un effet rebond.
- ce dosage de secours, i.e. un débit unique de mélange N2/NO, ne permet pas de garantir que la posologie désirée soit respectée. En particulier, quand le dosage de secours est très inférieur à la posologie souhaitée, le patient peut être exposé à un changement abrupte de concentration et potentiellement sujet à d’importants effets indésirables.
- le dosage de secours est incompatible avec certains types de ventilateurs délivrant de très faibles volumes, tels que les ventilateurs à oscillations hautes fréquence (HFO) car il peut en résulter une concentration en NO inhalée trop élevée pouvant atteindre des niveaux dangereux pour le patient. Dès lors, en cas de traitement du patient avec un tel ventilateur (i.e. HFO), on se retrouve alors sans moyens d’administrer le NO au patient, ce qui entraine les risques susmentionnés liés à l’arrêt brusque de traitement.
- its activation requires the presence of a person with authority to undertake this action, for example a neonatology doctor. It may therefore take several minutes before this person arrives and therefore before the emergency dosage is established, which leads to discontinuation of therapy and exposes the patient to a rebound effect.
- this emergency dosage, ie a single flow rate of N 2 /NO mixture, does not guarantee that the desired dosage is respected. In particular, when the rescue dosage is much lower than the desired dosage, the patient may be exposed to an abrupt change in concentration and potentially subject to significant adverse effects.
- Backup dosing is incompatible with certain types of ventilators delivering very low volumes, such as high-frequency oscillation (HFO) ventilators because it can result in an excessively high inhaled NO concentration that can reach dangerous levels for the patient. Therefore, if the patient is treated with such a ventilator (ie HFO), we then find ourselves without means of administering NO to the patient, which leads to the aforementioned risks linked to the abrupt cessation of treatment.
Il apparaît dès lors que les mécanismes de dosage de secours actuels ne permettant pas de garantir un niveau satisfaisant de sécurité et qu’il serait souhaitable pour le patient, en cas de mise en place d’un dosage de secours du fait d’un dysfonctionnement du système de délivrance de NO, de pouvoir maintenir une thérapie par NO, sans commettre d’interruption de la thérapie, et sans se soucier du type de ventilateur, i.e. HFO ou autre, avec lequel coopère le système de délivrance de NO.It therefore appears that the current emergency dosing mechanisms do not guarantee a satisfactory level of safety and that it would be desirable for the patient, in the event of setting up an emergency dosage due to a malfunction. of the NO delivery system, to be able to maintain NO therapy, without interrupting the therapy, and without worrying about the type of ventilator, i.e. HFO or other, with which the NO delivery system cooperates.
Autrement dit, un problème est de pouvoir maintenir une posologie, c'est-à-dire un traitement du patient par NO inhalé, même en cas de défaillance ou dysfonctionnement du système de délivrance de NO, en particulier un arrêt total de fonctionnement des moyens de pilotage du fait d’une panne ou d’un défaut d’alimentation électrique par exemple.In other words, a problem is to be able to maintain a dosage, that is to say treatment of the patient with inhaled NO, even in the event of failure or malfunction of the NO delivery system, in particular a total cessation of operation of the means. control due to a breakdown or power supply fault for example.
Une solution selon l’invention concerne un dispositif, i.e. un appareil, de délivrance de NO pour fournir un gaz contenant du NO, typiquement un mélange NO/azote, comprenant :
- une ligne d’injection de NO pour acheminer le gaz contenant du NO,
- un dispositif à vanne agencé sur la ligne d’injection pour contrôler la circulation du gaz contenant du NO dans la ligne d’injection, ledit dispositif à vanne étant configuré pour être normalement dans une position fermée pour empêcher toute circulation de gaz dans la ligne d’injection,
- un dispositif de mesure de débit agencé sur la ligne d’injection pour opérer une ou des mesures de débit du gaz contenant du NO circulant dans la ligne d’injection,
- une ligne de secours venant se raccorder fluidiquement à la ligne d’injection en amont et en aval du dispositif à vanne, ladite ligne de secours comprenant une électrovanne de secours configurée pour être normalement dans une position ouverte pour permettre une circulation de gaz dans la ligne de secours, et un dispositif de contrôle de débit, et
- des moyens de pilotage, aussi appelés unité de pilotage, configurés pour coopérer avec l’électrovanne de secours, le dispositif de contrôle de débit, le dispositif à vanne et le dispositif de mesure de débit.
- a NO injection line to convey the gas containing NO,
- a valve device arranged on the injection line to control the circulation of gas containing NO in the injection line, said valve device being configured to be normally in a closed position to prevent any circulation of gas in the injection line 'injection,
- a flow measuring device arranged on the injection line to carry out one or more flow measurements of the gas containing NO circulating in the injection line,
- an emergency line connecting fluidly to the injection line upstream and downstream of the valve device, said emergency line comprising an emergency solenoid valve configured to be normally in an open position to allow gas circulation in the line emergency, and a flow control device, and
- control means, also called control unit, configured to cooperate with the emergency solenoid valve, the flow control device, the valve device and the flow measurement device.
De plus, dans le dispositif de l’invention, en cas de dysfonctionnement (i.e. au sein du dispositif de délivrance de NO) engendrant un arrêt de toute coopération avec les moyens de pilotage :
- l’électrovanne de secours est configurée pour passer en position ouverte pour permettre une circulation de gaz dans la ligne de secours,
- le dispositif à vanne est configuré pour passer en position fermée pour stopper toute circulation de gaz dans la ligne d’injection, et
- le dispositif de contrôle de débit est configuré pour fournir le gaz à un débit gazeux de secours préfixé, où ledit débit gazeux de secours :
- est déterminé par les moyens de pilotage à partir d’au moins une mesure de débit du gaz fournie par le dispositif de mesure de débit, pendant un fonctionnement normal du dispositif précédant ledit dysfonctionnement, et
- est préréglé par commande dudit dispositif de contrôle de débit par les moyens de pilotage, pendant ledit fonctionnement normal du dispositif.
- the emergency solenoid valve is configured to move to the open position to allow gas circulation in the emergency line,
- the valve device is configured to go into the closed position to stop any circulation of gas in the injection line, and
- the flow control device is configured to supply the gas at a preset emergency gas flow, where said emergency gas flow:
- is determined by the control means from at least one gas flow measurement provided by the flow measurement device, during normal operation of the device preceding said malfunction, and
- is preset by controlling said flow control device by the control means, during said normal operation of the device.
Dans le cadre de l’invention :
- « ppmv » signifie partie par million en volume,
- « %vol. » » signifie pourcentage en volume.
- « NO » désigne le monoxyde d’azote.
- « N2» désigne l’azote.
- « O2» désigne l’oxygène.
- Par « fonctionnement normal » : on entend un fonctionnement habituel du dispositif de délivrance de NO pendant une première période de temps non-nulle, en l’absence de toute panne, dysfonctionnement, défaut ou autre. La première période de temps a une durée de typiquement une à plusieurs minutes, voire heures ou même plus.
- Par « dysfonctionnement », on entend une panne, un dysfonctionnement, un défaut ou analogue, qu’il soit électrique ou d’une autre nature, affectant le fonctionnement normal du dispositif, en particulier empêchant le fonctionnement des moyens de pilotage du dispositif, pendant une seconde période de temps non-nulle, par exemple du fait d’une panne ou dysfonctionnement de ces moyens de pilotage, tel un défaut d’alimentation électrique de ceux-ci. La seconde période de temps a une durée variable, par exemple de quelques secondes à une ou plusieurs minutes, ou même plus.
- “ppmv” means parts per million by volume,
- " %flight. » » means percentage by volume.
- “NO” stands for nitric oxide.
- “N 2 ” designates nitrogen.
- “O 2 ” designates oxygen.
- By “normal operation”: we mean usual operation of the NO delivery device during a first non-zero period of time, in the absence of any breakdown, malfunction, defect or other. The first period of time typically has a duration of one to several minutes, or even hours or even more.
- By “malfunction” is meant a breakdown, malfunction, defect or the like, whether electrical or of another nature, affecting the normal operation of the device, in particular preventing the operation of the device control means, during a second non-zero period of time, for example due to a breakdown or malfunction of these control means, such as a fault in their electrical supply. The second period of time has a variable duration, for example from a few seconds to one or more minutes, or even more.
Selon le mode de réalisation considéré, le dispositif de délivrance de NO de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- les moyens de pilotage sont en outre configurés pour, pendant le fonctionnement normal du dispositif, commander l’électrovanne de secours pour qu’elle soit en une position fermée empêchant toute circulation de gaz dans la ligne de secours.
- les moyens de pilotage sont en outre configurés pour, pendant le fonctionnement normal du dispositif, commander le dispositif à vanne pour autoriser une circulation de gaz dans la ligne d’injection et au moins une mesure de débit de gaz par le dispositif de mesure de débit.
- les moyens de pilotage sont en outre configurés pour, pendant le fonctionnement normal du dispositif, contrôler le dispositif de contrôle de débit pour prérégler le débit gazeux de secours à partir d’au moins une mesure de débit du gaz fournie par le dispositif de mesure de débit. Autrement dit, le réglage du dispositif de contrôle de débit se fait préalablement à tout dysfonctionnement, c'est-à-dire pendant que le dispositif fonctionne normalement.
- pendant le fonctionnement normal du dispositif, le dispositif de mesure de débit est configuré pour opérer plusieurs mesures de débit successives.
- pendant le fonctionnement normal du dispositif, les moyens de pilotage sont en outre configurés pour déterminer, par exemple calculer, le débit gazeux de secours à partir d’une ou plusieurs mesures de débit opérées par le dispositif de mesure de débit.
- la ligne de secours vient se raccorder fluidiquement à la ligne d’injection en amont du dispositif à vanne, et en amont ou en aval du dispositif de mesure de débit, de préférence en aval du dispositif de mesure de débit.
- un dispositif de mesure de débit est agencé sur la ligne d’injection en amont ou en aval du dispositif à vanne, de préférence en aval du dispositif à vanne.
- la ligne de secours vient se raccorder fluidiquement à la ligne d’injection par une extrémité amont en amont du dispositif à vanne et par une extrémité aval en aval du dispositif à vanne de manière à bipasser ledit dispositif à vanne.
- il comprend des moyens de mémorisation pour mémoriser au moins une partie des mesures de débit successives opérées par le dispositif de mesure de débit, c'est-à-dire les mesures de débit successives sont mémorisées par des moyens de mémorisation
- les moyens de mémorisation comprennent une mémoire informatique, par exemple un mémoire vive.
- il comprend un système de dosage de secours de NO comprenant la ligne de secours.
- la ligne d’acheminement de NO achemine un mélange gazeux formé de NO et d’azote, de préférence un mélange gazeux NO/N2(i.e. monoxyde d’azote/azote) contenant entre 100 et 2000 ppmv de NO, typiquement moins de 1000 ppmv de NO, le reste étant de l’azote (et éventuellement des impuretés inévitables)
- l’électrovanne de secours est configurée et/ou pilotée pour être normalement ouverte.
- l’électrovanne de secours est du type tout ou rien.
- les moyens de pilotage comprennent au moins un microprocesseur.
- les moyens de pilotage comprennent une carte électronique portant ledit au moins un microprocesseur.
- la ligne d’injection est raccordée fluidiquement à une ligne haute pression par l’intermédiaire d’un dispositif régulateur de pression, la ligne haute pression et le dispositif régulateur de pression étant agencés dans le dispositif de délivrance de NO.
- le dispositif de délivrance de NO comprend un boitier.
- le système de dosage de secours de NO est agencé dans le boitier, en particulier la ligne de secours et l’électrovanne de secours.
- la ligne de secours vient se raccorder fluidiquement à la ligne d’injection entre le dispositif régulateur de pression et le dispositif à vanne.
- le dispositif à vanne comprend une électrovanne, de préférence une électrovanne proportionnelle.
- le dispositif de contrôle de débit est configuré pour former, constituer ou comprendre un orifice calibré de type proportionnel, c'est-à-dire former un système à orifice calibré proportionnel.
- le dispositif de contrôle de débit comprend un moyen actionneur coopérant avec un élément mobile comprenant un évidement traversant, ledit élément mobile pouvant être déplacé angulairement par le moyen actionneur.
- le moyen actionneur comprend un moteur électrique entrainant un axe rotatif, l’élément mobile étant solidaire dudit axe rotatif.
- le moteur électrique est un moteur pas à pas.
- l’élément mobile est agencé mobile dans un logement interne comprenant un port d’entrée et un port de sortie en communication fluidique avec la ligne de secours.
- l’élément mobile est une sphère, c'est-à-dire sphérique, par exemple une bille ou analogue.
- le logement interne a une forme sphérique complémentaire de celle de l’élément mobile sphérique.
- les moyens de pilotage sont configurés pour piloter le moyen actionneur pour opérer un déplacement angulaire de l’élément mobile entre au moins :
- une position d’ouverture totale correspondant à un niveau d’ouverture totale de l’orifice calibré du dispositif de contrôle de débit,
- une position de fermeture totale correspondant à un niveau de fermeture (i.e. obturation) totale de l’orifice calibré du dispositif de contrôle de débit, et
- au moins une position intermédiaire située entre lesdites position d’ouverture totale et position de fermeture totale correspondant à un niveau d’ouverture partiel de l’orifice calibré du dispositif de contrôle de débit.
- les moyens de pilotage sont configurés pour piloter le moyen actionneur pour opérer un déplacement angulaire de l’élément mobile entre au moins :
- une position d’ouverture totale dans laquelle tout le débit gazeux amené par la ligne de secours pénètre dans l’évidement traversant de l’élément mobile, c'est-à-dire un débit maximal,
- une position de fermeture totale dans laquelle aucun débit gazeux ne peut traverser l’évidement traversant de l’élément mobile, c'est-à-dire un débit nul, et
- au moins une position intermédiaire située entre lesdites position d’ouverture totale et position de fermeture totale, dans laquelle seulement une partie du débit gazeux amené par la ligne de secours pénètre dans l’évidement traversant de l’élément mobile, c'est-à-dire un ou des débits réduits.
- les moyens de pilotage sont configurés pour piloter le moyen actionneur pour opérer un déplacement angulaire de l’élément mobile entre plusieurs positions intermédiaires, angulairement décalées les uns des autres, correspondant chacune à un niveau d’ouverture d’orifice calibré et/ou à un débit de gaz donné, c'est-à-dire des débits réduits compris entre le débit maximal et le débit nul.
- les moyens de pilotage sont configurés pour piloter le moyen actionneur pendant le fonctionnement normal du dispositif, c'est-à-dire préalablement à tout dysfonctionnement, de manière à régler ou ajuster le débit gazeux de secours préfixé.
- les moyens de pilotage sont configurés pour piloter le moyen actionneur pour opérer un déplacement angulaire de l’élément mobile dans une position donnée correspondant au débit de secours préréglé.
- les moyens de pilotage sont configurés pour déterminer une ouverture d’orifice calibré donné correspondant au débit de secours préréglé.
- les moyens de pilotage sont configurés pour déterminer l’ouverture d’orifice calibré donné et/ou le débit de secours préréglé à partir d’une table de correspondance.
- il comprend des moyens d’alimentation électrique alimentant en courant électrique les composants nécessitant de l’énergie électrique pour fonctionner, notamment les moyens de pilotage.
- les moyens d’alimentation électrique comprend des moyens de raccordement au secteur (110/220V) et/ou une batterie ou analogue.
- le dispositif de contrôle de débit du système de dosage de secours de NO constitue un système à orifice calibré proportionnel permettant de régler ou ajuster le débit gazeux de secours préfixé, préalablement à tout dysfonctionnement de l’appareil empêchant toute coopération entre les moyens de pilotage et l’électrovanne de secours, le dispositif de contrôle de débit, le dispositif à vanne et/ou le dispositif de mesure de débit.
- le débit gazeux de secours à partir correspond à la dernière mesure de débit opérée par le dispositif de mesure de débit ayant été opérée avant le dysfonctionnement.
- the control means are further configured to, during normal operation of the device, control the emergency solenoid valve so that it is in a closed position preventing any circulation of gas in the emergency line.
- the control means are further configured to, during normal operation of the device, control the valve device to authorize a circulation of gas in the injection line and at least one gas flow measurement by the flow measurement device .
- the control means are further configured to, during normal operation of the device, control the flow control device to preset the emergency gas flow from at least one gas flow measurement provided by the gas flow measurement device Speed. In other words, the adjustment of the flow control device is done before any malfunction, that is to say while the device is operating normally.
- during normal operation of the device, the flow measurement device is configured to carry out several successive flow measurements.
- during normal operation of the device, the control means are further configured to determine, for example calculate, the emergency gas flow from one or more flow measurements carried out by the flow measurement device.
- the emergency line is fluidly connected to the injection line upstream of the valve device, and upstream or downstream of the flow measurement device, preferably downstream of the flow measurement device.
- a flow measuring device is arranged on the injection line upstream or downstream of the valve device, preferably downstream of the valve device.
- the emergency line is fluidly connected to the injection line by an upstream end upstream of the valve device and by a downstream end downstream of the valve device so as to bypass said valve device.
- it comprises storage means for storing at least part of the successive flow measurements carried out by the flow measurement device, that is to say the successive flow measurements are stored by storage means
- the storage means comprise a computer memory, for example a RAM.
- it includes an emergency NO dosing system including the emergency line.
- the NO conveying line conveys a gas mixture formed of NO and nitrogen, preferably a NO/N 2 gas mixture (ie nitrogen monoxide/nitrogen) containing between 100 and 2000 ppmv of NO, typically less than 1000 ppmv of NO, the remainder being nitrogen (and possibly unavoidable impurities)
- the emergency solenoid valve is configured and/or controlled to be normally open.
- the emergency solenoid valve is of the all or nothing type.
- the control means comprise at least one microprocessor.
- the control means comprise an electronic card carrying said at least one microprocessor.
- the injection line is fluidly connected to a high pressure line via a pressure regulator device, the high pressure line and the pressure regulator device being arranged in the NO delivery device.
- the NO delivery device comprises a housing.
- the emergency NO dosing system is arranged in the box, in particular the emergency line and the emergency solenoid valve.
- the emergency line is fluidly connected to the injection line between the pressure regulator device and the valve device.
- the valve device comprises a solenoid valve, preferably a proportional solenoid valve.
- the flow control device is configured to form, constitute or comprise a proportional type calibrated orifice, that is to say form a proportional calibrated orifice system.
- the flow control device comprises actuator means cooperating with a movable element comprising a through recess, said movable element being able to be moved angularly by the actuator means.
- the actuator means comprises an electric motor driving a rotary axis, the movable element being integral with said rotary axis.
- the electric motor is a stepper motor.
- the movable element is arranged movably in an internal housing comprising an input port and an output port in fluid communication with the emergency line.
- the movable element is a sphere, that is to say spherical, for example a ball or the like.
- the internal housing has a spherical shape complementary to that of the spherical movable element.
- the control means are configured to control the actuator means to effect an angular movement of the mobile element between at least:
- a total opening position corresponding to a total opening level of the calibrated orifice of the flow control device,
- a total closure position corresponding to a total closure (ie obturation) level of the calibrated orifice of the flow control device, and
- at least one intermediate position located between said total open position and total closed position corresponding to a partial opening level of the calibrated orifice of the flow control device.
- the control means are configured to control the actuator means to effect an angular movement of the mobile element between at least:
- a fully open position in which all the gas flow supplied by the emergency line enters the through recess of the mobile element, that is to say a maximum flow rate,
- a completely closed position in which no gas flow can pass through the through recess of the mobile element, that is to say zero flow, and
- at least one intermediate position located between said total open position and total closed position, in which only part of the gas flow brought by the emergency line enters the through recess of the movable element, that is to say -say one or more reduced flow rates.
- the control means are configured to control the actuator means to effect an angular movement of the movable element between several intermediate positions, angularly offset from each other, each corresponding to a calibrated orifice opening level and/or to a given gas flow rate, that is to say reduced flow rates between the maximum flow rate and zero flow rate.
- the control means are configured to control the actuator means during normal operation of the device, that is to say prior to any malfunction, so as to regulate or adjust the preset emergency gas flow.
- the control means are configured to control the actuator means to effect an angular movement of the mobile element in a given position corresponding to the preset emergency flow.
- the control means are configured to determine a given calibrated orifice opening corresponding to the preset emergency flow rate.
- the control means are configured to determine the given calibrated orifice opening and/or the preset emergency flow rate from a correspondence table.
- it comprises electrical power supply means supplying electrical current to the components requiring electrical energy to operate, in particular the control means.
- the electrical power supply means comprises means of connection to the sector (110/220V) and/or a battery or the like.
- the flow control device of the NO emergency dosing system constitutes a system with a proportional calibrated orifice making it possible to regulate or adjust the preset emergency gas flow, prior to any malfunction of the device preventing any cooperation between the control means and the emergency solenoid valve, the flow control device, the valve device and/or the flow measuring device.
- the emergency gas flow from corresponds to the last flow measurement carried out by the flow measuring device having been carried out before the malfunction.
L’invention concerne aussi une installation de fourniture de gaz à un patient comprenant :
- au moins une source de NO contenant un mélange gazeux NO/N2,
- un dispositif de délivrance de NO selon l'invention, alimenté en mélange gazeux NO/N2par ladite au moins une source de NO,
- une branche inspiratoire d’un circuit patient alimentée en mélange gazeux NO/N2par le dispositif de délivrance de NO, et
- un ventilateur médical, i.e. un appareil d’assistance respiratoire, en communication fluidique avec la branche inspiratoire pour alimenter ladite branche inspiratoire en un gaz respiratoire contenant au moins 21% d’oxygène.
- at least one NO source containing a NO/N 2 gas mixture,
- a NO delivery device according to the invention, supplied with a NO/N 2 gas mixture by said at least one NO source,
- an inspiratory branch of a patient circuit supplied with a NO/N 2 gas mixture by the NO delivery device, and
- a medical ventilator, ie a respiratory assistance device, in fluid communication with the inspiratory branch to supply said inspiratory branch with a respiratory gas containing at least 21% oxygen.
Selon le mode de réalisation considéré, l’installation de fourniture de gaz de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le ventilateur médical délivre de l’air ou un mélange oxygène/azote.
- le ventilateur médical comprend une soufflante motorisée (i.e. turbine, compresseur ou analogue) délivrant le gaz respiratoire, typiquement de l’air ou un mélange oxygène/azote.
- le ventilateur médical comprend une soufflante motorisée commandée par des moyens de commande, telle une carte de commande électronique.
- le ventilateur médical est de type HFO.
- la source de NO contient un mélange gazeux NO/N2contenant entre 100 et 2000 ppmv de NO, le reste étant de l’azote (N2), conditionné à une pression comprise entre 10 et 250 bar abs, typiquement à plus de 100 bar abs (avant début de soutirage).
- la source de NO contient un mélange gazeux NO/N2contenant entre 100 et 1000 ppmv de NO, le reste étant de l’azote (N2), conditionné à une pression comprise entre 10 et 250 bar abs, typiquement à plus de 100 bar abs (avant début de soutirage).
- la source de NO est une (ou des) bouteille de gaz sous pression.
- la source de NO est une (ou des) bouteille de gaz ayant une contenance comprise entre 0,5 et 50 L (équivalent en eau).
- la bouteille de gaz comprend un corps cylindrique en acier ou en alliage d’aluminium.
- la bouteille de gaz est équipée d’un robinet simple (sans détendeur) ou à détendeur intégré ou RDI.
- la bouteille de gaz est équipée d’un RDI protégé par un capotage de protection, par exemple en métal ou polymère.
- le circuit patient comprend une branche inspiratoire et une branche expiratoire.
- le circuit patient comprend des conduites flexibles formant la branche inspiratoire et la branche expiratoire, typiquement des tuyaux en polymère.
- la branche inspiratoire et la branche expiratoire, e.g. des conduites flexibles, sont raccordées à une pièce de jonction, telle une pièce en Y.
- la branche inspiratoire et/ou la branche expiratoire sont reliées fluidiquement à une interface respiratoire patient, de préférence via la pièce de jonction.
- l'interface respiratoire patient comprend une sonde d’intubation trachéale ou masque respiratoire.
- la branche inspiratoire et la branche expiratoire comprennent des conduites flexibles, par exemple en polymère.
- la branche inspiratoire et la branche expiratoire sont en outre fluidiquement raccordées à, respectivement, des orifices de sortie et d’entrée du ventilateur médical.
- la branche inspiratoire du circuit patient peut comprendre un humidificateur de gaz.
- l’humidificateur de gaz est agencé en aval du module d’injection de NO de manière à pouvoir humidifier le gaz avant son administration par inhalation au patient.
- the medical ventilator delivers air or an oxygen/nitrogen mixture.
- the medical ventilator comprises a motorized blower (ie turbine, compressor or the like) delivering the respiratory gas, typically air or an oxygen/nitrogen mixture.
- the medical ventilator comprises a motorized blower controlled by control means, such as an electronic control card.
- the medical ventilator is of the HFO type.
- the NO source contains a NO/N 2 gas mixture containing between 100 and 2000 ppmv of NO, the remainder being nitrogen (N 2 ), conditioned at a pressure of between 10 and 250 bar abs, typically at more than 100 bar abs (before start of withdrawal).
- the NO source contains a NO/N 2 gas mixture containing between 100 and 1000 ppmv of NO, the remainder being nitrogen (N 2 ), conditioned at a pressure of between 10 and 250 bar abs, typically at more than 100 bar abs (before start of withdrawal).
- the source of NO is one (or more) pressurized gas cylinders.
- the NO source is one (or more) gas cylinders with a capacity between 0.5 and 50 L (water equivalent).
- the gas cylinder comprises a cylindrical body made of steel or aluminum alloy.
- the gas bottle is equipped with a simple tap (without regulator) or with an integrated regulator or RDI.
- the gas cylinder is equipped with an RDI protected by a protective covering, for example made of metal or polymer.
- the patient circuit includes an inspiratory branch and an expiratory branch.
- the patient circuit comprises flexible pipes forming the inspiratory branch and the expiratory branch, typically polymer pipes.
- the inspiratory branch and the expiratory branch, eg flexible pipes, are connected to a junction part, such as a Y-shaped part.
- the inspiratory branch and/or the expiratory branch are fluidly connected to a patient respiratory interface, preferably via the junction part.
- the patient respiratory interface includes a tracheal intubation tube or respiratory mask.
- the inspiratory branch and the expiratory branch comprise flexible pipes, for example made of polymer.
- the inspiratory branch and the expiratory branch are further fluidly connected to, respectively, outlet and inlet ports of the medical ventilator.
- the inspiratory branch of the patient circuit may include a gas humidifier.
- the gas humidifier is arranged downstream of the NO injection module so as to be able to humidify the gas before its administration by inhalation to the patient.
L’invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
Le ventilateur médical 2 délivre un gaz respiratoire contenant au moins 21% d’oxygène, tel que de l’air ou un mélange NO/N2, dans un circuit patient 3, en particulier dans une branche inspiratoire 31 dudit circuit patient 3, servant à acheminer et à fournir le gaz respiratoire à un patient P pendant ses phases inspiratoires, c’est-à-dire de fournir une assistance respiratoire au patient P, et à convoyer les gaz expirés par le patient lors de ses phases expiratoires.The medical ventilator 2 delivers a respiratory gas containing at least 21% oxygen, such as air or a NO/N mixture 2 , into a patient circuit 3, in particular into an inspiratory branch 31 of said patient circuit 3, serving to convey and supply the respiratory gas to a patient P during his inspiratory phases, that is to say to provide respiratory assistance to the patient P, and to convey the gases exhaled by the patient during his expiratory phases.
Le ventilateur médical 2 est un appareil classique comprenant par exemple une soufflante motorisée, aussi appelée turbine ou compresseur, délivrant le gaz respiratoire dans le circuit patient 3 et dont le fonctionnement est contrôlé par une (ou des) carte électronique de commande ou analogue. Il est alimenté électriquement par des moyens d’alimentation électrique, tel le secteur (110/220V) et/ou une batterie interne.The medical ventilator 2 is a conventional device comprising for example a motorized blower, also called a turbine or compressor, delivering the respiratory gas into the patient circuit 3 and whose operation is controlled by one (or more) electronic control card or the like. It is electrically powered by power supply means, such as the mains (110/220V) and/or an internal battery.
Comme visible sur
Les branches inspiratoire 31 et expiratoire 32 comprennent des conduits, canalisations, tuyaux, passages, tubulures ou similaires, par exemple des tuyaux flexibles en polymère, aptes à et configurés pour convoyer les flux gazeux.The inspiratory 31 and expiratory 32 branches comprise conduits, pipes, pipes, passages, tubing or the like, for example flexible polymer pipes, suitable for and configured to convey the gas flows.
Le gaz respiratoire circulant dans la branche inspiratoire 31 du circuit patient 3, c’est-à-dire allant du ventilateur mécanique 2 au patient P, est inhalé par le patient P tandis que les gaz expirés par ledit patient P, i.e. des gaz enrichis en CO2, empruntent la branche expiratoire 32 du circuit patient 3 en direction du ventilateur mécanique 2 pour être déchargés à l’atmosphère par le ventilateur mécanique 2.The respiratory gas circulating in the inspiratory branch 31 of the patient circuit 3, that is to say going from the mechanical ventilator 2 to the patient P, is inhaled by the patient P while the gases exhaled by said patient P, ie enriched gases in CO 2 , take the expiratory branch 32 of the patient circuit 3 towards the mechanical ventilator 2 to be discharged to the atmosphere by the mechanical ventilator 2.
Par ailleurs, un capteur de débit 100 ainsi qu’un module d’injection de NO 110 sont disposés dans la branche inspiratoire 31 du circuit patient 3. Le capteur de débit 100 est préférablement disposé dans la branche inspiratoire 31 entre le module d’injection de NO 110 et le ventilateur mécanique 2.Furthermore, a flow sensor 100 as well as an NO injection module 110 are arranged in the inspiratory branch 31 of the patient circuit 3. The flow sensor 100 is preferably arranged in the inspiratory branch 31 between the injection module of NO 110 and the mechanical fan 2.
La branche inspiratoire 31 peut également comprendre un humidificateur (non représenté) afin d’humidifier le gaz délivré au patient P. Préférablement, l’humidificateur est placé en aval du module d’injection de NO 110, c’est-à-dire entre ledit module d’injection de NO 110 et l’interface respiratoire 30 fournissant le gaz au patient P.The inspiratory branch 31 may also include a humidifier (not shown) in order to humidify the gas delivered to the patient P. Preferably, the humidifier is placed downstream of the NO injection module 110, that is to say between said NO injection module 110 and the respiratory interface 30 supplying the gas to the patient P.
Le capteur de débit 100 est utilisé afin de mesurer le flux gazeux, i.e. un débit, délivré par le ventilateur mécanique 2 et circulant dans la branche inspiratoire 31, par exemple un capteur de débit massique ou à mesure de pression différentielle.The flow sensor 100 is used to measure the gas flow, i.e. a flow rate, delivered by the mechanical ventilator 2 and circulating in the inspiratory branch 31, for example a mass flow sensor or differential pressure measurement.
Dans le mode de réalisation de
Comme on le voit en
La différence de pression créée par la restriction interne 101 est déterminée par un capteur de pression différentiel 104 raccordé au capteur de débit 100 par le biais des lignes amont 102 et aval 103 qui forment des conduits de mesure de pression et fournissent au capteur de pression différentiel 104, les mesures de pression du flux circulant, avant et après perte de charge. Préférentiellement, le capteur de pression différentiel 104 est intégré dans le boitier 10 du dispositif de délivrance de NO 1. Le capteur 104 peut être soit connecté électriquement à une unité de pilotage 130, aussi appelée moyens de pilotage 130, soit peut lui transmettre les mesures de pression afin qu’elles y soient traitées informatiquement.The pressure difference created by the internal restriction 101 is determined by a differential pressure sensor 104 connected to the flow sensor 100 via the upstream 102 and downstream 103 lines which form pressure measurement conduits and supply the differential pressure sensor 104, pressure measurements of the circulating flow, before and after loss of pressure. Preferably, the differential pressure sensor 104 is integrated into the housing 10 of the NO 1 delivery device. The sensor 104 can either be electrically connected to a control unit 130, also called control means 130, or can transmit the measurements to it. pressure so that they are processed electronically.
L’unité de pilotage 130, i.e. les moyens de pilotage 130, comprend un système de traitement de données, i.e. de mesures, comprenant par exemple un (ou des) microprocesseur(s) agencé sur une (ou des) carte électronique et mettant en œuvre un (ou des) algorithme(s), i.e. un (ou des) programme d’ordinateur.The control unit 130, i.e. the control means 130, comprises a data processing system, i.e. measurements, comprising for example one (or more) microprocessor(s) arranged on one (or more) electronic card and implementing implements one (or more) algorithms, i.e. one (or more) computer programs.
En d’autres termes, l’unité de pilotage 130 est configurée pour traiter et/ou exploiter les signaux de mesure de pression ou les valeurs de pression transmises par le capteur de pression différentielle 104 coopérant avec le capteur de débit 100.In other words, the control unit 130 is configured to process and/or exploit the pressure measurement signals or the pressure values transmitted by the differential pressure sensor 104 cooperating with the flow sensor 100.
Bien entendu, l’unité de pilotage 130 peut être aussi configurée pour piloter d’autres éléments électromécaniques intégrés dans le boitier 10 ou carcasse externe du dispositif de délivrance de NO 1.Of course, the control unit 130 can also be configured to control other electromechanical elements integrated in the housing 10 or external carcass of the NO delivery device 1.
Par exemple, l’unité de pilotage 130 dispose d’une table de correspondance préenregistrée qui permet la détermination du débit de gaz circulant dans la branche inspiratoire 31 et le capteur de débit 100, c’est-à-dire de transformer une valeur de pression transmise par le capteur de pression différentiel 104 en valeur de débit traversant le capteur de débit 100. Une telle détermination du débit traversant le capteur de débit 100 permet ensuite de calculer la quantité de NO devant être ajoutée au gaz circulant dans la branche inspiratoire 31 avant d’atteindre le patient P.For example, the control unit 130 has a pre-recorded correspondence table which allows the determination of the flow rate of gas circulating in the inspiratory branch 31 and the flow sensor 100, that is to say to transform a value of pressure transmitted by the differential pressure sensor 104 in value of flow passing through the flow sensor 100. Such determination of the flow passing through the flow sensor 100 then makes it possible to calculate the quantity of NO to be added to the gas circulating in the inspiratory branch 31 before reaching patient P.
En d’autres termes, en utilisant la mesure de pression retournée par le capteur de pression différentielle 104 et la table de correspondance, l’unité de pilotage 130 peut déterminer le débit de gaz issu du ventilateur mécanique 2 et la quantité de NO devant être ajoutée, via le module d’injection de NO 110, afin d’obtenir la concentration de NO souhaitée, i.e. la posologie définie par le médecin, devant être inhalée par le patient P.In other words, by using the pressure measurement returned by the differential pressure sensor 104 and the correspondence table, the control unit 130 can determine the gas flow rate coming from the mechanical fan 2 and the quantity of NO which must be added, via the NO injection module 110, in order to obtain the desired NO concentration, i.e. the dosage defined by the doctor, to be inhaled by the patient P.
Le mélange gazeux obtenu au niveau du module d’injection de NO 110 comprend alors principalement de l’azote (N2), de l’oxygène (O2) en une teneur d’au moins 21%vol., et du NO à une teneur typiquement comprise entre 1 et 80 ppmv.The gas mixture obtained at the NO 110 injection module then mainly comprises nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ) in a content of at least 21% vol., and NO at a content typically between 1 and 80 ppmv.
Plus précisément, en fonction du débit gazeux (i.e. air ou N2/O2) circulant dans la branche inspiratoire 31 ayant été déterminé à l’aide du capteur de débit 100, l’unité de pilotage 130 détermine la quantité de NO, typiquement un mélange de NO et de N2, devant être ajouté au gaz circulant dans la branche inspiratoire 31 par le module d’injection de NO 110, afin d’obtenir la concentration souhaitée.More precisely, depending on the gas flow (ie air or N 2 /O 2 ) circulating in the inspiratory branch 31 having been determined using the flow sensor 100, the control unit 130 determines the quantity of NO, typically a mixture of NO and N 2 , to be added to the gas circulating in the inspiratory branch 31 by the NO injection module 110, in order to obtain the desired concentration.
Le dispositif de délivrance de NO 1 est alimenté en NO gazeux, typiquement en mélange NO/N2gazeux, provenant d’une source de NO 250 reliée fluidiquement au dispositif de délivrance de NO 1, en particulier à une ligne haute pression 116 dudit dispositif de délivrance de NO 1, par une ligne d’alimentation 251, telle un conduit flexible ou analogue.The NO 1 delivery device is supplied with gaseous NO, typically a gaseous NO/N 2 mixture, coming from a source of NO 250 fluidly connected to the NO 1 delivery device, in particular to a high pressure line 116 of said device for delivering NO 1, via a supply line 251, such as a flexible conduit or the like.
Typiquement, la source de NO 250 est une (ou des) bouteille de gaz sous pression renfermant un mélange de NO/N2contenant une concentration en NO généralement comprise entre 100 et 2000 ppmv, de préférence entre 200 et 1000 ppmv, par exemple de l’ordre de 800 ppmv, et conditionné à une pression (lorsque totalement pleine) pouvant atteindre 200 à 250 bar abs, voire plus.Typically, the source of NO 250 is one (or more) pressurized gas cylinders containing a mixture of NO/N2containing a concentration of NO generally between 100 and 2000 ppmv, preferably between 200 and 1000 ppmv, for example of the order of 800 ppmv, and conditioned at a pressure (when completely full) which can reach 200 to 250 bar abs, or even more.
Le mélange NO/N2est fourni au module d’injection 110 par le dispositif de délivrance de NO 1 via une ligne d’injection 111, telle une conduite de gaz flexible.The NO/N 2 mixture is supplied to the injection module 110 by the NO 1 delivery device via an injection line 111, such as a flexible gas pipe.
La ligne d’injection 111 est fluidiquement connectée à une ligne haute pression 116 du dispositif de délivrance de NO 1, laquelle ligne haute pression 116 présente une entrée haute pression connectée fluidiquement à la source de NO pour être alimentée en NO/N2sous pression, c'est-à-dire à une pression pouvant atteindre 200 bar abs.The injection line 111 is fluidly connected to a high pressure line 116 of the NO 1 delivery device, which high pressure line 116 has a high pressure inlet fluidly connected to the NO source to be supplied with NO/N 2 under pressure , that is to say at a pressure of up to 200 bar abs.
La ligne haute pression 116, par exemple un passage ou conduit de gaz, est agencée dans le boitier 10 du dispositif de délivrance de NO 1 et comprend un régulateur de pression 115 qui réduit la pression du mélange NO/N2à une valeur stable, par exemple 4 bar abs. Le port de sortie du régulateur de pression 115 fourni une pression stable dans la portion amont de la ligne d’injection 111.The high pressure line 116, for example a gas passage or conduit, is arranged in the housing 10 of the NO 1 delivery device and includes a pressure regulator 115 which reduces the pressure of the NO/N 2 mixture to a stable value, for example 4 bar abs. The outlet port of the pressure regulator 115 provides a stable pressure in the upstream portion of the injection line 111.
Un dispositif à vanne 113, telle une électrovanne, par exemple une électrovanne proportionnelle, telle que la série VSO miniature de Parker par exemple, est agencé dans le dispositif 1 afin de contrôler le débit de NO gazeux au sein de la ligne d’injection 111. Le débit gazeux circulant dans la ligne d’injection 111 est mesuré par un dispositif de mesure de débit 112, aussi appelé capteur de débit de NO, agencé sur la ligne d’injection 111, préférentiellement placé en aval de l’électrovanne 113, comme visible sur
Le régulateur de pression 115, le dispositif à vanne ou électrovanne 113, le capteur de débit de NO 112 et une portion de la ligne d’injection 111 sont agencés dans le boitier 10 du dispositif de délivrance de NO 1.The pressure regulator 115, the valve device or solenoid valve 113, the NO flow sensor 112 and a portion of the injection line 111 are arranged in the housing 10 of the NO delivery device 1.
Le dispositif à vanne 113 est configuré pour être normalement dans une position fermée (i.e. un état fermé) pour empêcher toute circulation de gaz dans la ligne d’injection 111. Pour passer en position ouverte, le dispositif à vanne 113 doit être commandé par les moyens de pilotage 130.The valve device 113 is configured to be normally in a closed position (i.e. a closed state) to prevent any circulation of gas in the injection line 111. To move to the open position, the valve device 113 must be controlled by the control means 130.
Par ailleurs, on prévoit un système de dosage de secours 200 de NO agencé dans le boitier 10 du dispositif de délivrance de NO 1.Furthermore, there is provided an emergency NO dosing system 200 arranged in the housing 10 of the NO delivery device 1.
Le système de dosage de secours 200 de NO comprend une ligne de secours 201, aussi appelée ligne de bipasse, tel un passage de gaz, un conduit de gaz ou analogue. La ligne de secours 201 vient se connecter fluidiquement à la ligne d’injection 111 en un premier site de raccordement 111a situé en amont du dispositif à vanne 113, telle une électrovanne proportionnelle, et ici en aval du régulateur de pression 115, et en un second site de raccordement 111b situé en aval du dispositif à vanne 113 et, de préférence, en aval du capteur de débit de NO 112.The NO emergency dosing system 200 includes an emergency line 201, also called a bypass line, such as a gas passage, a gas conduit or the like. The emergency line 201 connects fluidly to the injection line 111 at a first connection site 111a located upstream of the valve device 113, such as a proportional solenoid valve, and here downstream of the pressure regulator 115, and in a second connection site 111b located downstream of the valve device 113 and, preferably, downstream of the NO flow sensor 112.
Autrement dit, un dispositif à vanne 113, telle une électrovanne proportionnelle, et préférentiellement le capteur de débit de NO 112 sont situés entre les premier et second sites de raccordement 111a, 111b de la ligne de secours 201, c'est-à-dire que la ligne de secours 201 bipasse, le dispositif à vanne 113 et préférentiellement le capteur de débit de NO 112 situés sur la ligne d’injection 111. Selon un autre mode de réalisation, le second site de raccordement 111b pourrait être situé en aval du dispositif à vanne 113 et en amont du capteur de débit de NO 112, c'est-à-dire entre ces deux éléments.In other words, a valve device 113, such as a proportional solenoid valve, and preferably the NO flow sensor 112 are located between the first and second connection sites 111a, 111b of the emergency line 201, that is to say that the emergency line 201 bypasses, the valve device 113 and preferably the NO flow sensor 112 located on the injection line 111. According to another embodiment, the second connection site 111b could be located downstream of the valve device 113 and upstream of the NO flow sensor 112, that is to say between these two elements.
La ligne de secours 201 comprend quant à elle une électrovanne de secours 202 et un dispositif de contrôle de débit 210 faisant partie du système de dosage de secours 200 de l’invention. Cette électrovanne de secours 202 est configurée pour être normalement dans une position ouverte (i.e. état ouvert) pour permettre une circulation de gaz dans la ligne de secours 201.The emergency line 201 comprises an emergency solenoid valve 202 and a flow control device 210 forming part of the emergency dosing system 200 of the invention. This emergency solenoid valve 202 is configured to be normally in an open position (i.e. open state) to allow gas circulation in the emergency line 201.
Le dispositif de contrôle de débit 210 forme en fait un système à orifice calibré 204 de type proportionnel. Il peut revêtir différentes formes, i.e. agencements, notamment celui illustré sur
L’électrovanne de secours 202 est préférentiellement une électrovanne de type « tout ou rien » ayant deux états possibles, à savoir un état ouvert et un état fermé, par exemple une électrovanne de la série Picosol de IMI Norgren. L’électrovanne de secours 202 est normalement ouverte, c'est-à-dire qu’en l’absence d’une commande électrique venant de l’unité de pilotage 130, l’électrovanne de secours 202 est en état ouvert, i.e. position ouverte, ce qui permet alors au gaz issu de la source de NO d’emprunter la ligne de secours 201 depuis le premier site de raccordement 111a en direction du second site de raccordement 111b.The emergency solenoid valve 202 is preferably an “all or nothing” type solenoid valve having two possible states, namely an open state and a closed state, for example a solenoid valve from the Picosol series from IMI Norgren. The emergency solenoid valve 202 is normally open, that is to say that in the absence of an electrical command coming from the control unit 130, the emergency solenoid valve 202 is in the open state, i.e. position open, which then allows the gas from the NO source to take the emergency line 201 from the first connection site 111a towards the second connection site 111b.
Ce sont les moyens de pilotage ou unité de pilotage 130, qui assurent la fermeture de l’électrovanne de secours 202, c'est-à-dire son passage de l’état ouvert à l’état fermé, i.e. en position fermée.These are the control means or control unit 130, which ensure the closing of the emergency solenoid valve 202, that is to say its passage from the open state to the closed state, i.e. in the closed position.
Autrement dit, les moyens de pilotage 130, i.e. l’unité de pilotage, sont configurés pour coopérer avec l’électrovanne de secours 202, le dispositif de contrôle de débit 210, le dispositif à vanne 113 et le dispositif de mesure de débit 112, lors d’un fonctionnement normal du dispositif 1.In other words, the control means 130, i.e. the control unit, are configured to cooperate with the emergency solenoid valve 202, the flow control device 210, the valve device 113 and the flow measurement device 112, during normal operation of device 1.
Dans le mode de réalisation présenté sur
Ainsi,
Le moyen actionneur 203, plus simplement appelé actionneur, de
Par ailleurs, l’élément mobile 2042 est ici une sphère. La sphère formant l’élément mobile 2042 peut être métallique, par exemple en acier inoxydable et présente un évidement traversant 2043, c'est-à-dire qu’elle est diamétralement traversée par un perçage ou passage interne permettant le passage du gaz. L’élément mobile 2042, i.e. la sphère, est logé dans un compartiment ou logement interne 2041 formant une chambre à sphère qui est ici de forme générale sphérique. Le logement 2041 est aménagé dans une pièce formant corps 2040. Le diamètre externe de la sphère 2042 est sensiblement égal au diamètre interne du logement interne 2041.Furthermore, the mobile element 2042 is here a sphere. The sphere forming the movable element 2042 can be metallic, for example stainless steel and has a through recess 2043, that is to say it is diametrically crossed by a drilling or internal passage allowing the passage of gas. The mobile element 2042, i.e. the sphere, is housed in a compartment or internal housing 2041 forming a sphere chamber which is here of generally spherical shape. Housing 2041 is arranged in a part forming body 2040. The external diameter of sphere 2042 is substantially equal to the internal diameter of internal housing 2041.
La pièce formant corps 2040 peut être aussi métallique, par exemple une bille d’acier ou analogue. Elle comprend un port d’entrée 201a et un port de sortie 201b en communication fluidique avec le logement interne 2041.The body part 2040 can also be metallic, for example a steel ball or the like. It includes an input port 201a and an output port 201b in fluid communication with the internal housing 2041.
Sur
Comme indiqué, le moyen actionneur 203 est ici un moteur pas à pas 2030 entraînant en rotation l’axe 2031 et donc la sphère 2042. En réponse à une commande provenant de l’unité de pilotage 130, le moteur 2030 pas à pas va adopter une position différente et faire subir une rotation à l’axe 2031 qui va alors entraîner la sphère 2042 aussi en rotation.As indicated, the actuator means 203 is here a stepper motor 2030 rotating the axis 2031 and therefore the sphere 2042. In response to a command coming from the control unit 130, the stepper motor 2030 will adopt a different position and rotate the axis 2031 which will then cause the sphere 2042 to also rotate.
En considérant que l’unité de pilotage 130 est en capacité de faire varier la valeur de commande de façon proportionnelle, il s’ensuit que l’axe 2031 peut subir des mouvements de rotation plus ou moins importants et de façon proportionnelle, par exemple entre 0 et 90°. Autrement dit, le mouvement de rotation subi par l’axe 2031 est donc transmis à la sphère 2042 qui pivote en réponse, au sein de son logement 2041, comme illustré sur
Ainsi,
En
Dans cette position dite fermée, l’axe AA de l’évidement traversant 2043 de la sphère 2042 est (quasi)perpendiculaire à l’axe BB passant par les ports d’entrée (201a) et de sortie (201b) de sorte qu’aucun passage de gaz n’a lieu au travers de l’évidement traversant 2043, donc dans la ligne de secours 201.In this so-called closed position, the axis AA of the through recess 2043 of the sphere 2042 is (quasi) perpendicular to the axis BB passing through the inlet (201a) and outlet (201b) ports so that no gas passage takes place through the through recess 2043, therefore in the emergency line 201.
Entre
Toutefois, l’unité de pilotage 130 est aussi configurée pour pouvoir assigner, de façon proportionnelle, des commandes entrainant une rotation de l’axe 2031 et de la sphère 2042 entre ces deux positions angulaires extrêmes, i.e. 0° et 90° de rotation, c'est-à-dire un angle non nul mais inférieur à 90°.However, the control unit 130 is also configured to be able to assign, proportionally, commands causing a rotation of the axis 2031 and the sphere 2042 between these two extreme angular positions, i.e. 0° and 90° of rotation, that is to say an angle not zero but less than 90°.
Ainsi,
Dans les positions dites intermédiaires, l’axe AA de l’évidement traversant 2043 de la sphère 2042 et l’axe BB passant par les ports d’entrée (201a) et de sortie (201b) forment entre eux un angle variable compris strictement ici entre 0 et 90° de sorte que le passage de gaz au travers de l’évidement traversant 2043, donc dans la ligne de secours 201, soit limité/réduit mais non-nul, ni maximum, c'est-à-dire en fonction de l’ouverture O désirée de l’orifice calibré 204.In the so-called intermediate positions, the axis AA of the through recess 2043 of the sphere 2042 and the axis BB passing through the inlet (201a) and outlet (201b) ports form between them a variable angle understood strictly here between 0 and 90° so that the passage of gas through the through recess 2043, therefore in the emergency line 201, is limited/reduced but not zero, nor maximum, that is to say depending on of the desired opening O of the calibrated orifice 204.
Ainsi, en fonction de la commande imposée sur l’actionneur 203 par l’unité de pilotage 130, le niveau d’ouverture O défini par l’intersection des ports d’entrée 201a, de sortie 201b et de la partie évidée 2043 de la sphère 2042, varie d’une valeur nulle (
En effet, on comprend aisément que chaque niveau ou valeur d’ouverture O correspond à un orifice calibré équivalent dont le diamètre de passage du gaz est fonction du positionnement de la sphère 2042 et par conséquent de la commande envoyée par l’unité de pilotage 130, i.e. les moyens de pilotage, à l’actionneur 203.Indeed, it is easy to understand that each level or opening value O corresponds to an equivalent calibrated orifice whose gas passage diameter is a function of the positioning of the sphere 2042 and therefore of the command sent by the control unit 130 , i.e. the control means, to the actuator 203.
Comme déjà dit, cet ensemble forme donc bien un orifice calibré proportionnel puisque son calibre ou niveau d’ouverture O varie en fonction de la position angulaire prise par la sphère 2042 au sein du corps 2040 de l’orifice calibré 204.As already said, this assembly therefore forms a proportional calibrated orifice since its caliber or opening level O varies as a function of the angular position taken by the sphere 2042 within the body 2040 of the calibrated orifice 204.
Or, la pression régnant dans la portion amont de la ligne de secours 201, c’est-à-dire en amont de l’orifice calibré 204, est stable et connue puisqu’elle correspond à la pression de détente du régulateur de pression 115 fixée par exemple à 4 bar abs. Le débit de gaz circulant dans la portion aval de la ligne de secours 201, c’est-à-dire en aval de l’orifice calibré 204, est donc fonction du niveau d’ouverture O.However, the pressure prevailing in the upstream portion of the emergency line 201, that is to say upstream of the calibrated orifice 204, is stable and known since it corresponds to the expansion pressure of the pressure regulator 115 fixed for example at 4 bar abs. The gas flow rate circulating in the downstream portion of the emergency line 201, that is to say downstream of the calibrated orifice 204, is therefore a function of the opening level O.
Ainsi, l’unité de pilotage 130 peut disposer d’une table de correspondance reliant un niveau de commande donné à un niveau d’ouverture et à un débit de gaz traversant l’orifice calibré 201 en direction de la ligne d’injection 111 et y pénétrant au second site de raccordement 111b.Thus, the control unit 130 can have a correspondence table linking a given control level to an opening level and to a gas flow rate passing through the calibrated orifice 201 towards the injection line 111 and y penetrating at the second connection site 111b.
Pour des raisons de simplification, on admet que le niveau de pression régnant dans la branche inspiratoire 31 du circuit patient 3, et donc dans le module d’injection de NO 110 et la ligne d’injection 111 est négligeable au regard de la pression de détente du régulateur de pression 115 et n’a donc pas d’impact sur la précision des mesures de débit circulant dans la ligne de secours 201 réalisées par l’unité de pilotage 130.For reasons of simplification, it is admitted that the pressure level prevailing in the inspiratory branch 31 of the patient circuit 3, and therefore in the NO injection module 110 and the injection line 111 is negligible with regard to the pressure of relaxation of the pressure regulator 115 and therefore has no impact on the precision of the flow measurements circulating in the emergency line 201 carried out by the control unit 130.
Bien entendu, selon un mode de réalisation particulier, des moyens de mesure supplémentaires, tel qu’un dispositif de mesure de pression additionnel agencé pour opérer une mesure de pression en aval de l’orifice calibré 204 de la ligne de secours 201 peuvent être implémentés, i.e. utilisés, à des fins de compensation, sans changer de quelle que manière que ce soit l’objet de la présente invention.Of course, according to a particular embodiment, additional measuring means, such as an additional pressure measuring device arranged to carry out a pressure measurement downstream of the calibrated orifice 204 of the emergency line 201 can be implemented , i.e. used, for compensation purposes, without changing in any way the object of the present invention.
Enfin, il est à noter que le choix d’un moteur pas à pas est particulièrement recommandé car, contrairement aux électrovannes 202, 113 qui prendront une position de repos, en cas de coupure d’alimentation, à savoir une position ouverte pour l’électrovanne tout ou rien 202 et une position fermée pour l’électrovanne proportionnelle 113, la position du moteur pas à pas reste permanente et fixée selon la dernière commande imposée. Autrement dit, l’orifice calibré 204 présente un niveau d’ouverture fixe correspondant à la dernière valeur de commande reçue par le moteur pas à pas, i.e. la dernière commande provenant des moyens de pilotage 130.Finally, it should be noted that the choice of a stepper motor is particularly recommended because, unlike the solenoid valves 202, 113 which will take a rest position, in the event of a power cut, namely an open position for the on-off solenoid valve 202 and a closed position for the proportional solenoid valve 113, the position of the stepper motor remains permanent and fixed according to the last command imposed. In other words, the calibrated orifice 204 has a fixed opening level corresponding to the last command value received by the stepper motor, i.e. the last command coming from the control means 130.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à un actionneur de type moteur pas à pas. En effet, tout autre actionneur gardant sa position en cas de défaut d’alimentation électrique et pouvant être couplé à un mécanisme mécanique permettant de définir un orifice calibré à taille variable peut être utilisé, comme par exemple un moteur linéaire ou autre.Of course, the present invention is not limited to a stepper motor type actuator. Indeed, any other actuator maintaining its position in the event of a power supply failure and which can be coupled to a mechanical mechanism making it possible to define a calibrated orifice of variable size can be used, such as for example a linear motor or other.
Par ailleurs, le dispositif de délivrance de NO 1 est alimenté électriquement par une alimentation électrique, tel le secteur (110/220V) ou une batterie interne, afin de permettre le bon fonctionnement de ses composants nécessitant du courant électrique pour fonctionner, notamment l’actionneur 203, tel un moteur électrique pas à pas, l’unité de pilotage 130, les électrovannes 202, 113, ou autres.Furthermore, the NO 1 delivery device is electrically powered by a power supply, such as the sector (110/220V) or an internal battery, in order to allow the proper functioning of its components requiring electric current to operate, in particular the actuator 203, such as a step-by-step electric motor, the control unit 130, the solenoid valves 202, 113, or others.
En outre, le dispositif de délivrance de NO 1 comprend aussi des moyens de mémorisation, telle une mémoire informatique, pour mémoriser des données, informations ou autres, par exemple une ou des tables de correspondances, les mesures de débit de gaz opérées par le dispositif de mesure de débit 112, ou autres.In addition, the NO 1 delivery device also includes storage means, such as a computer memory, for storing data, information or others, for example one or more correspondence tables, the gas flow measurements carried out by the device flow measurement 112, or others.
En cas de défaillance majeure du fonctionnement du dispositif de délivrance de NO 1, causée par exemple par une rupture de son câble d’alimentation occasionnée par des vibrations dans le cadre d’un transport de patient par exemple ou en cas de défaut d’alimentation électrique, on doit pouvoir continuer à assurer un traitement du patient avec du NO inhalé et ce, malgré le dysfonctionnement engendrant un arrêt de fonctionnement des moyens de pilotage 130.In the event of a major failure in the operation of the NO 1 delivery device, caused for example by a break in its power cable caused by vibrations during patient transport for example or in the event of a power supply fault electric, we must be able to continue to treat the patient with inhaled NO, despite the malfunction causing a stoppage of operation of the control means 130.
A cette fin, le dispositif 1 de l’invention est configuré pour qu’en cas d’une telle défaillance, l’électrovanne de secours 202 passe en position ouverte pour permettre une circulation de gaz dans la ligne de secours 201, alors que, dans le même temps, le dispositif à vanne 113 passe en position fermée pour stopper toute circulation de gaz dans la ligne d’injection 111, ce qui permet de fournir, via la ligne de secours 201 et le dispositif de contrôle de débit 210, le gaz à un débit gazeux de secours préfixé.To this end, the device 1 of the invention is configured so that in the event of such a failure, the emergency solenoid valve 202 switches to the open position to allow gas circulation in the emergency line 201, while, at the same time, the valve device 113 switches to the closed position to stop any circulation of gas in the injection line 111, which makes it possible to provide, via the emergency line 201 and the flow control device 210, the gas at a preset emergency gas flow.
En fait, pendant le fonctionnement normal du dispositif 1 précédant le dysfonctionnement, selon l’invention, ledit débit gazeux de secours est déterminé par les moyens de pilotage 130 à partir d’une ou des mesures de débit du gaz fournies par le dispositif de mesure de débit 112, aux moyens de pilotage 130. Les moyens de pilotage 130 peuvent alors prérégler le dispositif de contrôle de débit 210 de sorte qu’il puisse délivrer le gaz au débit gazeux de secours préfixé.In fact, during the normal operation of the device 1 preceding the malfunction, according to the invention, said emergency gas flow is determined by the control means 130 from one or more gas flow measurements provided by the measuring device flow rate 112, to the control means 130. The control means 130 can then preset the flow control device 210 so that it can deliver the gas at the preset emergency gas flow rate.
Autrement dit, les moyens de pilotage 130 déterminent le débit gazeux de secours devant être administré en cas de panne ou autre dysfonctionnement, à partir des mesures de débit du gaz fournies par le dispositif de mesure de débit 112 lors du fonctionnement normal du dispositif 1, et agissent sur le dispositif de contrôle de débit 210 pour y régler ce débit gazeux de secours préfixé, par exemple en jouant sur le calibre ou niveau d’ouverture O agissant sur la position angulaire prise par la sphère 2042 au sein du corps 2040 de l’orifice calibré 204, comme expliqué ci-avant.In other words, the control means 130 determine the emergency gas flow to be administered in the event of a breakdown or other malfunction, from the gas flow measurements provided by the flow measuring device 112 during normal operation of the device 1, and act on the flow control device 210 to adjust this prefixed emergency gas flow, for example by adjusting the caliber or opening level O acting on the angular position taken by the sphere 2042 within the body 2040 of the calibrated orifice 204, as explained above.
Plus précisément, le fonctionnement du système de dosage de secours 200 de NO du dispositif de délivrance de NO 1 de l’invention est globalement le suivant.More precisely, the operation of the NO emergency dosing system 200 of the NO delivery device 1 of the invention is generally as follows.
Comme illustré en
En fonctionnement normal, afin de ne pas introduire de débit additionnel provenant de la ligne de secours 201 dans la ligne d’injection 111, l’unité de pilotage 130 commande l’électrovanne 202, qui est préférentiellement de type tout ou rien, en position fermée et, en parallèle, va piloter l’actionneur 203, i.e. moteur pas à pas, afin de prérégler l’orifice calibré 204 en définissant un niveau d’ouverture O donné.In normal operation, in order not to introduce additional flow coming from the emergency line 201 into the injection line 111, the control unit 130 controls the solenoid valve 202, which is preferably of the all or nothing type, in position closed and, in parallel, will control the actuator 203, i.e. stepper motor, in order to preset the calibrated orifice 204 by defining a given opening level O.
Ceci est opéré de la façon suivante par l’unité de pilotage 130, à partir d’une ou plusieurs mesures de débit provenant du dispositif de mesure de débit 112, comme déjà expliqué.This is carried out in the following manner by the control unit 130, from one or more flow measurements coming from the flow measurement device 112, as already explained.
L’unité de pilotage 130 réalise d’abord une moyenne du débit de NO (i.e. du mélange NO/N2) ayant circulé dans la ligne d’injection 111 pendant un temps donné, par exemple pendant 1 minute (ou sur une période de temps plus longue mais le débit doit alors être converti en L/min), pendant un fonctionnement normal du dispositif 1. L’unité de pilotage 130 évalue donc une valeur de débit de NO moyen fixe (en L/min) permettant de se rapprocher de la concentration en NO souhaitée.The control unit 130 first averages the flow rate of NO (ie the NO/N 2 mixture) having circulated in the injection line 111 for a given time, for example for 1 minute (or over a period of longer time but the flow rate must then be converted into L/min), during normal operation of the device 1. The control unit 130 therefore evaluates a fixed average NO flow rate value (in L/min) making it possible to approximate of the desired NO concentration.
Lorsque cette valeur a été déterminée, l’unité de pilotage 130 réalise une conversion par le biais de sa table de correspondance mémorisée de manière à commander l’actionneur 203 du dispositif de contrôle de débit 210 et par conséquent définir un niveau d’ouverture de l’orifice calibré 204 afin d’autoriser un débit de NO circulant dans la ligne de secours égal à la valeur calculée de NO moyen fixe. C’est cette valeur calculée de NO moyen qui va servir de débit gazeux de secours en cas de dysfonctionnement de l’appareil 1.When this value has been determined, the control unit 130 carries out a conversion via its stored correspondence table so as to control the actuator 203 of the flow control device 210 and consequently define an opening level of the calibrated orifice 204 in order to authorize a flow rate of NO circulating in the emergency line equal to the calculated value of fixed average NO. It is this calculated value of average NO which will serve as emergency gas flow in the event of a malfunction of device 1.
Il est à noter que cette activité n’a pas d’effet physique, i.e. aucun débit de gaz ne circule dans la ligne de secours 201 car l’électrovanne tout ou rien 202 est fermée.It should be noted that this activity has no physical effect, i.e. no gas flow circulates in the emergency line 201 because the on-off solenoid valve 202 is closed.
Dès lors, en cas de défaillance majeure du dispositif de délivrance de NO 1 et/ou d’interruption de son alimentation électrique, à l’exception de l’actionneur 203 et du régulateur de pression 115 qui a un fonctionnement purement pneumatique, l’ensemble des actionneurs électromécaniques, en particulier les électrovannes, retournent à leur position de repos et l’unité de pilotage 130, ainsi que les différents capteurs se retrouvent sans alimentation électrique, donc sans capacité à communiquer et/ou à piloter/commander d’autres composants.Therefore, in the event of a major failure of the NO 1 delivery device and/or interruption of its electrical supply, with the exception of the actuator 203 and the pressure regulator 115 which has a purely pneumatic operation, the all of the electromechanical actuators, in particular the solenoid valves, return to their rest position and the control unit 130, as well as the various sensors, find themselves without electrical power, therefore without the ability to communicate and/or pilot/command others components.
Comme déjà indiqué, l’électrovanne proportionnelle 113 retrouve sa position de repos, à savoir sa position fermée empêchant tout passage de gaz, alors que l’électrovanne 202 se retrouve simultanément dans sa position de repos, à savoir sa position ouverte, autorisant le passage du gaz provenant de la source de NO dans la ligne de secours 201 et sa circulation jusqu’à atteindre le second site de jonction 111b, puis la partie aval de la ligne d’injection 111.As already indicated, the proportional solenoid valve 113 returns to its rest position, namely its closed position preventing any passage of gas, while the solenoid valve 202 simultaneously finds itself in its rest position, namely its open position, authorizing the passage gas coming from the NO source in the emergency line 201 and its circulation until reaching the second junction site 111b, then the downstream part of the injection line 111.
Le mélange NO/N2circule donc dans la ligne de secours 201 au débit de secours préfixé qui est contrôlé par l’orifice calibré, à savoir la dernière valeur valide du débit de NO moyen fixe ayant été déterminée par l’unité de pilotage 130 lors du fonctionnement normal du dispositif 1, préalablement à son dysfonctionnement.The NO/N 2 mixture therefore circulates in the emergency line 201 at the prefixed emergency flow rate which is controlled by the calibrated orifice, namely the last valid value of the fixed average NO flow rate having been determined by the control unit 130 during normal operation of device 1, prior to its malfunction.
Le débit de secours de NO/N2qui rejoint la ligne d’injection 111 (en 111b) peut ensuite être injecté dans la branche inspiratoire 31 du circuit patient 3 via le module d’injection de NO 110, comme déjà expliqué.The emergency flow of NO/N 2 which joins the injection line 111 (at 111b) can then be injected into the inspiratory branch 31 of the patient circuit 3 via the NO injection module 110, as already explained.
Autrement dit, selon l’invention, le dispositif de contrôle de débit 210 est configuré pour fournir le gaz, i.e. NO/N2, à un débit gazeux de secours préfixé, où ledit débit gazeux de secours est déterminé par les moyens de pilotage 130 à partir d’une (ou plusieurs) mesure de débit du gaz fournie par le dispositif de mesure de débit 112, pendant un fonctionnement normal du dispositif 1 précédant le dysfonctionnement, par exemple la dernière valeur de débit ayant été mesurée avant le dysfonctionnement affectant le bon fonctionnement du dispositif 1.In other words, according to the invention, the flow control device 210 is configured to supply the gas, ie NO/N 2 , at a prefixed emergency gas flow rate, where said emergency gas flow rate is determined by the control means 130 from one (or more) gas flow measurements provided by the flow measuring device 112, during normal operation of the device 1 preceding the malfunction, for example the last flow value having been measured before the malfunction affecting the proper operation of the device 1.
Cette valeur de débit est préréglée au sein du dispositif de contrôle de débit 210, par exemple en agissant sur la position angulaire prise par la sphère 2042 au sein du corps 2040 de l’orifice calibré 204 du dispositif de contrôle de débit 210 afin d’y faire varier le calibre ou niveau d’ouverture O, comme expliqué ci-avant, par commande dudit dispositif de contrôle de débit 210 par les moyens de pilotage 130, ledit préréglage ayant lieu, c'est-à-dire étant opéré ou réalisé, pendant ledit fonctionnement normal du dispositif 1.This flow value is preset within the flow control device 210, for example by acting on the angular position taken by the sphere 2042 within the body 2040 of the calibrated orifice 204 of the flow control device 210 in order to y vary the caliber or opening level O, as explained above, by controlling said flow control device 210 by the control means 130, said presetting taking place, that is to say being operated or carried out , during said normal operation of device 1.
Bien entendu, le fait d’injecter un débit continu de NO dans la branche inspiratoire 31 du circuit patient 3 ne garantit pas une même précision de concentration en NO inhalé que lorsque le système de délivrance de NO 1 opère en fonctionnement normal, c’est-à-dire en ajustant le débit de NO en fonction du débit traversant le capteur de débit 100, mais le volume tampon généré par la portion de la branche inspiratoire 31 située en aval du module d’injection de NO, qui est éventuellement augmentée du volume de la chambre d’humidification lorsqu’elle est présente, permet de lisser les variations de concentration de NO inhalé par le patient et de se rapprocher de la valeur cible souhaitée, c'est-à-dire la posologie en NO.Of course, the fact of injecting a continuous flow of NO into the inspiratory branch 31 of the patient circuit 3 does not guarantee the same precision of concentration of inhaled NO as when the NO delivery system 1 operates in normal operation, this is that is to say by adjusting the NO flow rate as a function of the flow rate passing through the flow sensor 100, but the buffer volume generated by the portion of the inspiratory branch 31 located downstream of the NO injection module, which is possibly increased by volume of the humidification chamber when present, makes it possible to smooth out variations in the concentration of NO inhaled by the patient and to get closer to the desired target value, that is to say the NO dosage.
Dans tous les cas, pouvoir s’approcher de la valeur cible de NO souhaitée grâce au système de dosage de secours 200 de NO intégré au dispositif de délivrance 1 de NO de l’invention améliore considérablement la sécurité pour le patient en comparaison avec un débit de NO de secours fixe (par exemple de 250 mL/min) usuellement délivré par le système de sécurité des dispositifs de délivrance de NO de l’art antérieur.In all cases, being able to approach the desired NO target value thanks to the NO emergency dosing system 200 integrated into the NO delivery device 1 of the invention considerably improves safety for the patient in comparison with a flow rate. of fixed emergency NO (for example 250 mL/min) usually delivered by the safety system of NO delivery devices of the prior art.
Ainsi, à titre comparatif, alors que le système de dosage de secours 200 de NO intégré au dispositif de délivrance 1 de NO de l’invention permet de garantir une concentration en NO sensiblement égale à la posologie souhaité, avec un système de secours basé sur un débit fixe de 250 mL/min, tel que classiquement mis en œuvre dans les dispositifs de délivrance de NO de l’art antérieur :
- pour un débit moyen de NO nécessaire de 0.05 L/min pour assurer normalement une concentration en NO de 10 ppmv (cas d’utilisation en néonatologie avec ventilateur de type HFO), la concentration résultante avec le débit fixe de 250 mL/min, est de 50 ppmv, ce qui correspond à une multiplication par 5 de la posologie souhaitée.
- à l’inverse, pour un débit moyen nécessaire de NO de 1 L/min pour assurer 80 ppmv de concentration en NO (cas d’utilisation chez l’adulte, par exemple en cas d‘hypertension pulmonaire pendant une chirurgie cardiaque), la concentration résultante chute à 20 ppmv, ce qui correspond à une diminution de 75% de la posologie souhaitée.
- for an average NO flow rate required of 0.05 L/min to normally ensure an NO concentration of 10 ppmv (case of use in neonatology with HFO type ventilator), the resulting concentration with the fixed flow rate of 250 mL/min is of 50 ppmv, which corresponds to a 5-fold increase in the desired dosage.
- conversely, for a necessary average NO flow rate of 1 L/min to ensure 80 ppmv NO concentration (case of use in adults, for example in the case of pulmonary hypertension during cardiac surgery), the resulting concentration drops to 20 ppmv, which corresponds to a 75% reduction in the desired dosage.
Dans les deux cas, les écarts importants de posologie peuvent induire des situations inacceptables et dangereuses pour le patient et ce, contrairement au système de dosage de secours 200 de NO intégré au dispositif de délivrance 1 de NO de l’invention qui permet lui de respecter la posologie désirée.In both cases, significant dosage deviations can lead to unacceptable and dangerous situations for the patient, unlike the emergency NO dosing system 200 integrated into the NO delivery device 1 of the invention which allows it to respect the desired dosage.
Autrement dit, le système de dosage de secours 200 de NO de l’invention présente des avantages indéniables en renforçant la sécurité des patients en :
- injectant de façon automatique un débit de secours de NO sans attendre que l’utilisateur ne se rende compte de la situation et intervienne en basculant sur le dosage pneumatique de secours.
- garantissant que la concentration de NO inhalé par le patient est similaire à la concentration souhaitée par le médecin, c'est-à-dire la posologie désirée.
- automatically injecting an emergency flow of NO without waiting for the user to realize the situation and intervene by switching to emergency pneumatic dosing.
- guaranteeing that the concentration of NO inhaled by the patient is similar to the concentration desired by the doctor, i.e. the desired dosage.
Bien entendu, le basculement sur le système de dosage de secours 200 de NO de l’invention n’est que temporaire, c'est-à-dire ne dure que le temps nécessaire au remplacement de l’équipement ou composant défaillant qui a déclenché le système d’alarme sonore et/ou visuel afin d’alerter le personnel soignant.Of course, the switch to the emergency NO dosing system 200 of the invention is only temporary, that is to say it only lasts the time necessary to replace the faulty equipment or component which triggered the audible and/or visual alarm system in order to alert the nursing staff.
Afin d’éviter l’activation à mauvais escient du système de dosage de secours 200 de NO, l’unité de pilotage 130 est en outre configurée pour procéder à des séquences d’initialisation et d’extinction adéquates. Par exemple, en cas d’arrêt voulu par l’utilisateur de la thérapie de NO, l’unité de pilotage 130 peut commander l’actionneur 203 afin de fermer l’orifice calibré 204. Ainsi, en cas d’extinction volontaire et donc d’ouverture de l’électrovanne 202, la configuration « fermée » de l’orifice calibré 204 interdit alors toute circulation de débit de NO dans la ligne de secours 201, le temps que le dispositif de délivrance de NO 1 soit à l’arrêt.In order to avoid improper activation of the NO emergency dosing system 200, the control unit 130 is also configured to carry out appropriate initialization and shutdown sequences. For example, in the event of a shutdown desired by the user of the NO therapy, the control unit 130 can control the actuator 203 in order to close the calibrated orifice 204. Thus, in the event of voluntary extinction and therefore opening of the solenoid valve 202, the “closed” configuration of the calibrated orifice 204 then prohibits any circulation of NO flow in the emergency line 201, until the NO delivery device 1 is stopped .
Le dispositif de délivrance de NO 1 équipé du système de dosage de secours 200 de NO de l’invention est particulièrement bien adaptée à la fourniture de mélange gazeux comprenant de 1 à 80 ppmv de NO et au moins 21%vol. d’oxygène à des patients (adultes, enfants, adolescents ou nouveau-nés), souffrant d’hypertensions pulmonaires et/ou d’hypoxie, qui peuvent engendrer des vasoconstrictions pulmonaires ou analogues, par exemple causés par des pathologies ou troubles pulmonaires de type PPHN (hypertension pulmonaire persistante du nouveau-né) ou SDRA (syndrome de détresse respiratoire aigüe), ou encore engendrés par une opération de chirurgie cardiaque avec mise du patient sous circulation sanguine extracorporelle.The NO 1 delivery device equipped with the NO emergency dosing system 200 of the invention is particularly well suited to the supply of a gas mixture comprising 1 to 80 ppmv of NO and at least 21% vol. of oxygen to patients (adults, children, adolescents or newborns), suffering from pulmonary hypertension and/or hypoxia, which can cause pulmonary or similar vasoconstrictions, for example caused by pulmonary pathologies or disorders of the type PPHN (persistent pulmonary hypertension of the newborn) or ARDS (acute respiratory distress syndrome), or even caused by cardiac surgery with the patient placed on extracorporeal blood circulation.
Claims (10)
- une ligne d’injection de NO (111) pour acheminer le gaz contenant du NO,
- un dispositif à vanne (113) agencé sur la ligne d’injection (111) pour contrôler la circulation du gaz contenant du NO dans la ligne d’injection (111), ledit dispositif à vanne (113) étant configuré pour être normalement dans une position fermée pour empêcher toute circulation de gaz dans la ligne d’injection (111),
- un dispositif de mesure de débit (112) agencé sur la ligne d’injection (111) pour opérer une ou des mesures de débit du gaz contenant du NO circulant dans la ligne d’injection (111),
- une ligne de secours (201) venant se raccorder fluidiquement à la ligne d’injection (111) en amont et en aval du dispositif à vanne (113), ladite ligne de secours (201) comprenant une électrovanne de secours (202) configurée pour être normalement dans une position ouverte pour permettre une circulation de gaz dans la ligne de secours (201), et un dispositif de contrôle de débit (210), et
- des moyens de pilotage (130) configurés pour coopérer avec l’électrovanne de secours (202), le dispositif de contrôle de débit (210), le dispositif à vanne (113) et le dispositif de mesure de débit (112),
- l’électrovanne de secours (202) est configurée pour passer en position ouverte pour permettre une circulation de gaz dans la ligne de secours (201),
- le dispositif à vanne (113) est configuré pour passer en position fermée pour stopper toute circulation de gaz dans la ligne d’injection (111), et
- le dispositif de contrôle de débit (210) est configuré pour fournir le gaz à un débit gazeux de secours préfixé, où ledit débit gazeux de secours :
- est déterminé par les moyens de pilotage (130) à partir d’au moins une mesure de débit du gaz fournie par le dispositif de mesure de débit (112), pendant un fonctionnement normal du dispositif (1) précédant ledit dysfonctionnement, et
- est préréglé par commande dudit dispositif de contrôle de débit (210) par les moyens de pilotage (130), pendant ledit fonctionnement normal du dispositif (1).
- a NO injection line (111) for conveying the gas containing NO,
- a valve device (113) arranged on the injection line (111) for controlling the circulation of gas containing NO in the injection line (111), said valve device (113) being configured to be normally in a closed position to prevent any circulation of gas in the injection line (111),
- a flow measurement device (112) arranged on the injection line (111) to carry out one or more flow measurements of the gas containing NO circulating in the injection line (111),
- an emergency line (201) fluidly connecting to the injection line (111) upstream and downstream of the valve device (113), said emergency line (201) comprising an emergency solenoid valve (202) configured to normally be in an open position to allow gas circulation in the emergency line (201), and a flow control device (210), and
- control means (130) configured to cooperate with the emergency solenoid valve (202), the flow control device (210), the valve device (113) and the flow measurement device (112),
- the emergency solenoid valve (202) is configured to move to the open position to allow gas circulation in the emergency line (201),
- the valve device (113) is configured to go into the closed position to stop any circulation of gas in the injection line (111), and
- the flow control device (210) is configured to supply the gas at a preset emergency gas flow, where said emergency gas flow:
- is determined by the control means (130) from at least one gas flow measurement provided by the flow measurement device (112), during normal operation of the device (1) preceding said malfunction, and
- is preset by controlling said flow control device (210) by the control means (130), during said normal operation of the device (1).
- commander l’électrovanne de secours (202) pour qu’elle soit en une position fermée empêchant toute circulation de gaz dans la ligne de secours (201),
- commander le dispositif à vanne (113) pour autoriser une circulation de gaz dans la ligne d’injection (111) et au moins une mesure de débit de gaz par le dispositif de mesure de débit (112) et
- contrôler le dispositif de contrôle de débit (210) pour prérégler le débit gazeux de secours à partir d’au moins une mesure de débit du gaz fournie par le dispositif de mesure de débit (112).
- control the emergency solenoid valve (202) so that it is in a closed position preventing any circulation of gas in the emergency line (201),
- control the valve device (113) to authorize gas circulation in the injection line (111) and at least one gas flow measurement by the flow measurement device (112) and
- controlling the flow control device (210) to preset the emergency gas flow from at least one gas flow measurement provided by the flow measurement device (112).
- au moins une source de NO (250) contenant un mélange gazeux NO/N2,
- un dispositif de délivrance de NO (1) selon l'une des revendications précédentes, alimenté en mélange gazeux NO/N2par ladite au moins une source de NO (250),
- une branche inspiratoire (31) d’un circuit patient (3) alimentée en mélange gazeux NO/N2par le dispositif de délivrance de NO (1), et
- un ventilateur médical (2) en communication fluidique avec la branche inspiratoire (31) pour alimenter ladite branche inspiratoire (31) en un gaz respiratoire contenant au moins 21% d’oxygène, de préférence de l’air ou un mélange oxygène/azote.
- at least one NO source (250) containing a NO/N 2 gas mixture,
- a NO delivery device (1) according to one of the preceding claims, supplied with a NO/N 2 gas mixture by said at least one NO source (250),
- an inspiratory branch (31) of a patient circuit (3) supplied with a NO/N 2 gas mixture by the NO delivery device (1), and
- a medical ventilator (2) in fluid communication with the inspiratory branch (31) for supplying said inspiratory branch (31) with a respiratory gas containing at least 21% oxygen, preferably air or an oxygen/nitrogen mixture.
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