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FR2894486A1 - Dispositif de mesure de la concentration de xenon et appareil d'anesthesie ventilatoire utilisant le xenon - Google Patents

Dispositif de mesure de la concentration de xenon et appareil d'anesthesie ventilatoire utilisant le xenon Download PDF

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FR2894486A1
FR2894486A1 FR0553862A FR0553862A FR2894486A1 FR 2894486 A1 FR2894486 A1 FR 2894486A1 FR 0553862 A FR0553862 A FR 0553862A FR 0553862 A FR0553862 A FR 0553862A FR 2894486 A1 FR2894486 A1 FR 2894486A1
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Christian Daviet
Richard Blandin
Noureddine Kissi
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

Appareil d'anesthésie ventilatoire d'un patient par administration d'un gaz contenant du xénon gazeux comprenant :- un circuit principal de gaz (16) en circuit ouvert ou fermé comportant une branche inspiratoire pour acheminer un mélange gazeux contenant du xénon vers le patient et une branche expiratoire pour véhiculer le mélange gazeux contenant du xénon expiré par le patient,- des moyens d'alimentation (1, 2) en xénon gazeux reliés au circuit principal (16) pour alimenter la branche inspiratoire du circuit principal (16) avec un gaz contenant du xénon,- des moyens de détermination de concentration de xénon (S6, M1) pour déterminer la teneur en xénon gazeux dans au moins une partie du circuit patient (16),caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de concentration de xénon (S6;M1) comprennent :- au moins un capteur à fil(s) chaud(s) (S6-E , M1-D) comportant au moins un fil conducteur de l'électricité de préférence en métal, en contact direct avec au moins une partie du flux gazeux contenant le xénon, et- des moyens de calcul (3 ; S6-D , M1-C) coopérant avec le capteur à fil(s) chaud(s) (S6-E , M1-D) de manière à déterminer la concentration de xénon (Xe%) dans ledit flux gazeux.

Description

La présente invention porte sur un dispositif de mesure de la
concentration de xénon ainsi qu'un appareil d'anesthésie utilisant le Xénon. L'invention concerne notamment un dispositif de mesure de la concentration de xénon destiné à être associé avec un appareil d'anesthésie (système externe) ou destiné à être intégré dans un appareil d'anesthésie (système intégré), l'appareil d'anesthésie ventilatoire comprenant de préférence un circuit principal d'acheminement de flux de gaz pour administrer au patient un mélange gazeux anesthésiant contenant du xénon et un système ventilatoire pour ventiler le patient anesthésié.
On connaît de nombreux appareils d'anesthésie ventilatoire pouvant être utilisés pour réaliser l'anesthésie d'un patient devant subir une intervention chirurgicale ou analogue, en lui administrant par inhalation un mélange gazeux anesthésique classique composé de N2O, d'agents halogénés (par exemple du SEVOFLURANE, ISOFLURANE, DESFLURANE, ...). A ce titre, on peut se reporter par exemple aux documents EP-A-983771, EP-A-1106196 et EP-A-1120126. Parmi les mélanges gazeux utilisables, ceux à base de xénon seront de plus en plus utilisés avec des indications particulièrement adaptées à des patients fragiles (enfants, patients âgés, femmes enceintes, cardiaques,...), du fait notamment de l'incidence quasi-nulle sur la pression sanguine durant l'anesthésie et l'absence d'effets secondaires et de nocivité du Xénon. Toutefois, une anesthésie réalisée avec du xénon nécessite un suivi ou monitorage des concentrations de xénon dans le flux gazeux administré au patient, c'est-à-dire requière de pouvoir déterminer en temps réel la concentration en xénon dans le flux anesthésique. A ce titre, on peut se reporter par exemple aux documents EP-A-1499377, EP-A-1318797 ou EP-A-523315. Actuellement, pour mesurer une concentration de xénon dans un tel mélange gazeux, il est classique d'utiliser un spectromètre de masse ou un 30 chromatographe.
Or, ces techniques présentent des inconvénients de coût et surtout de difficulté de mise en oeuvre car leur intégration dans les appareils d'anesthésie existants nécessite des efforts de développement et d'adaptation très importants. L'invention se propose de résoudre tout ou partie des problèmes de l'art antérieur. L'invention concerne ainsi notamment le problème du suivi ou monitorage des concentrations de xénon gazeux dans un mélange gazeux d'anesthésie à base de xénon contenant, en outre, en quantité variable, c'est-à-dire de 0 à 100% en volume, de l'un ou plusieurs des composés principaux suivants : oxygène (02), azote (N2), protoxyde d'azote (N2O), dioxyde de carbone (CO2), composés halogénés de type isoflurane, enflurane, desflurane, sevoflurane ou halotane, éthanol, et éventuellement des traces ou quantités faibles (<1 %) de l'un ou plusieurs des composés mineurs suivants : acétone, méthane, monoxyde de carbone (CO), argon, hélium...
Autrement dit, l'invention vise à proposer des moyens particuliers permettant de déterminer efficacement, aisément et avec la précision suffisante la teneur en xénon dans un flux de gaz anesthésique, lesdits moyens pouvant être embarqués sur un nouvel appareil ou dans un appareil existant (système de monitorage intégré) ou pouvant être associés à des appareils existants (système de monitorage externe et autonome). A cet effet l'invention propose un dispositif de mesure de la concentration en Xenon d'un mélange gazeux destiné à être administré à un patient, comportant au moins un capteur à fil(s) chaud(s) comportant au moins un fil en matériau conducteur de l'électricité et de préférence en métal, en contact direct avec au moins une partie du flux du mélange gazeux contenant le xénon, et des moyens de calcul coopérant avec le capteur à fil(s) chaud(s) de manière à déterminer la concentration de xénon dans ledit flux gazeux L'invention propose également un appareil d'anesthésie ventilatoire d'un patient par administration d'un gaz contenant du xénon gazeux comprenant : - un circuit principal de gaz en circuit ouvert ou fermé comportant une branche inspiratoire pour acheminer un mélange gazeux contenant du xénon vers le patient et une branche expiratoire pour véhiculer le mélange gazeux contenant du xénon expiré par le patient, des moyens d'alimentation en xénon gazeux reliés au circuit principal pour alimenter la branche inspiratoire du circuit principal avec un gaz contenant du xénon, - des moyens de détermination de concentration de xénon pour déterminer la teneur en xénon gazeux dans au moins une partie du circuit patient. L'appareil selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de concentration de xénon comprennent : - au moins un capteur à fil(s) chaud(s) comportant au moins un fil en matériau conducteur de l'électricité de préférence en métal, en contact direct avec au moins une partie du flux gazeux contenant le xénon, et - des moyens de calcul coopérant avec le capteur à fil(s) chaud(s) de manière à déterminer la concentration de xénon (Xe%) dans ledit flux gazeux. Avantageusement, l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous : - l'appareil comporte des moyens de mesure de tension aptes à mesurer au moins une valeur de tension aux bornes de chacun des fil(s), lorsque ces derniers sont en contact avec ledit flux gazeux et est parcouru par un courant électrique d'intensité donnée voire réglable, - l'appareil comporte des moyens de génération de courant continu réglable dans le ou les fils du capteur à fil(s) chaud(s), - les moyens de calcul coopèrent avec les moyens de mesure de tension de manière à déterminer, à partir de la mesure de tension effectuée par lesdits moyens de mesure de tension, la concentration de xénon (Xe%) dans ledit flux, - les moyens de calcul utilisent au moins une valeur de tension transmise par les moyens de mesure de tension pour déterminer une valeur de débit du gaz anesthésique contenant du xénon, et les moyens de calcul utilisent ladite valeur de débit de gaz anesthésique pour déterminer la concentration en xénon dans ledit flux de gaz, - le capteur à fil(s) chaud(s) est agencé sur une ligne de dérivation communiquant fluidiquement avec le circuit principal, de préférence avec la branche expiratoire dudit circuit principal, - une pompe d'aspiration est agencée sur la ligne de dérivation de manière à obtenir un débit d'aspiration de gaz anesthésique connu, - le capteur à fil(s) chaud(s) est agencé directement sur le circuit principal, de préférence au niveau d'un site de raccordement entre la branche inspiratoire et la branche expiratoire dudit circuit principal, - le capteur à fil(s) chaud(s) comprend un ou plusieurs fils de platine, - le capteur à fil(s) chaud(s) comprend plusieurs fils ayant des orientations différentes relativement au flux gazeux, - les moyens de calcul sont incorporés dans un module analyseur de gaz venant se raccorder au circuit principal, - l'appareil comporte des moyens de mesure du débit principal du flux gazeux circulant dans le circuit principal, de préférence les moyens de mesure du débit principal comprennent un capteur de débit inspiratoire et un capteur de débit expiratoire, agencés respectivement sur les branches inspiratoires et expiratoires du circuit patient, pour mesurer les débits inspiratoires et respiratoires dans lesdites branches et transmettre les signaux de mesure ainsi obtenus à des moyens de pilotage pour déterminer la concentration en Xénon, - les moyens de calcul sont incorporés ou forment des moyens de pilotage de l'appareil, - les moyens de calcul sont incorporés ou forment des moyens de commande du module analyseur de gaz, - les moyens de calcul comprennent au moins une carte électronique et/ou un programme d'ordinateur pour réaliser tout ou partie des calculs permettant de déterminer la teneur en xénon dans le gaz anesthésique, - l'appareil comprend des moyens de mesure d'une concentration d'au moins un gaz supplémentaire distinct du Xénon tel que de l'O2, du 002, du N2O, de gaz halogénés, d'éthanol, les moyens de calcul coopérant avec les moyens de mesure d'une concentration d'au moins un gaz supplémentaire pour déterminer au moins l'une des concentrations suivantes en Xénon : instantanées, moyenne, inspirée, expirée, - les moyens de mesure d'une concentration d'au moins un gaz supplémentaire comportent des moyens du type infra-rouge (pour des gaz supplémentaires tels que 002, N2O, halogéné ou éthanol) et/ou du type paramagnétique ou chimique (pour des gaz supplémentaires tels que l'O2). - l'appareil comprend des moyens de mesure de l'humidité relative du flux gazeux analysé, les moyens de calcul coopérant avec ces moyens de mesure de l'humidité relative pour améliorer la précision de calcul d'au moins l'une des concentrations suivantes de Xénon : instantanées, moyenne, inspirée, expirée, l'appareil comprend des moyens de mesure de la température du gaz analysé, les moyens de calcul coopérant avec ces moyens de mesure de la température pour améliorer la précision de calcul d'au moins l'une des concentrations suivantes de Xénon: instantanées, moyenne, inspirée, expirée, L'invention concerne également une méthode de détermination de la 20 concentration en Xénon dans un mélange gazeux mettant en ceuvre l'une ou plusieurs des caractéristiques de l'invention. La présente invention est donc basée sur une utilisation d'un capteur à fil(s) chaud(s) pour déterminer, instantanément, donc en temps réel, la concentration instantanée et/ou moyenne de xénon présente dans le gaz d'anesthésie. 25 Le principe de mesure du débit d'un gaz anesthésique au moyen d'un capteur à fil(s) chaud(s) est le suivant. D'une manière générale, lorsque l'on fait passer un courant électrique donné (I) dans un fil (F) de métal (on utilise classiquement un fil de platine) de section donnée (S), placé dans un flux de gaz d'anesthésie, au repos ou non, c'est 30 à dire à débit nul ou non, sa température se stabilise à une température donnée (T) et la tension aux bornes du fil de métal s'établit alors à une valeur donnée (V).
Donc, lorsque ce fil de métal, toujours parcouru par le courant (I), est placé dans un débit (D) de gaz d'anesthésie, dépourvu de xénon, la tension aux bornes du fil de métal varie comme une fonction fo du débit D selon la formule suivante : V = fo 02%,N2O%,AA%,CO2%,HR,Tg (D ) La fonction fo est également dépendante de la teneur 02% volumique en 02 dans le gaz, de la teneur volumique N20% en protoxyde d'azote, de la teneur AA% de l'agent anesthésiant (halogéné par exemple), de la teneur CO2% de dioxyde de carbone et de l'humidité relative HR du gaz, le gaz mesuré étant à une température Tg .
La fonction fo O2%,N2O%,HR,Tg peut être obtenue classiquement par une linéarisation par morceaux ou par une approximation par la méthode des moindre carrés à partir de points d'étalonnage (sur banc d'essai) aussi nombreux que nécessaires pour obtenir la précision souhaitée. Cette fonction fo est cependant peu dépendante des teneurs 02%, 15 AA%,CO2% et N20%, et de l'humidité relative HR et de la température Tg du gaz. Ainsi, en mesurant la tension V aux bornes du fil de métal parcouru par le courant électrique donné (I), on peut en déduire le débit (D) de gaz d'anesthésie sans xénon balayant le fil de métal par la formule : D = fo 02%,N2O%,AA%,CO2%,HR,Tg 1 (V) Par ailleurs, lorsque ce fil de métal, toujours parcouru par le courant (I), est placé dans un débit de gaz d'anesthésie contenant une proportion non nulle de xénon Xe%, la tension V aux bornes du fil de métal varie selon la formule suivante : V = f Xe%,02%,N2O%,AA%,CO2%,HR,TG ( D ) 25 Le courant (I) peut être pré-réglé en usine voire réglé par étalonnage périodique déclenché par l'utilisateur ou la machine pour centrer la mesure de tension (V) dans une plage de tension utile donnée, l'étalonnage pouvant être réalisé sur un premier gaz de référence (AIR ou 02 pur) ne comportant aucun Xénon (0%) voire éventuellement sur un deuxième gaz de référence comportant 30 du Xénon en quantité significative (de 50 à 100% par exemple). 20 Ainsi, comme précédemment, en mesurant la tension (V) aux bornes du fil de métal parcouru par le courant donné (I), on peut en déduire le débit (D) de gaz d'anesthésie avec une teneur en xénon Xe% dans lequel se trouve le fil de métal en utilisant la formule : D = f Xe%,02%,N2O%,AA%,CO2%,HR,Tg 1 (V) De manière classique et simple, le capteur à fil(s) chaud(s) peut être réalisé en utilisant un seul fil de métal placé par exemple perpendiculairement à la direction du flux de gaz dont on souhaite mesurer la concentration en Xénon. De manière non obligatoire, plus sophistiquée mais plus précise, le capteur 10 à fil(s) chaud(s) peut être réalisé en utilisant deux fils de métal, l'un placé perpendiculairement à la direction du flux de gaz (fil 1 parcouru par un courant 11 ) et le second plus ou moins dans l'axe du même flux de gaz (fil 2 parcouru par un courant 12), les formules permettant de relier la tension au débit et aux différentes concentrations de Xénon, CO2, 02, AA, N20 et HR s'établissant comme suit: V = f xe%,02%,N2O%,AA%,CO2%,HR,Tg ( D ) = Xe%,02%,N2O%,AA%,CO2%,HR,Tg ( D ) - f2 xe%,02%,N2O%,AA%,CO2%,HR,Tg ( D ) et D = f Xe%,02%,N2O%,AA%,CO2%,HR,Tg (V) Dans un appareil d'anesthésie respiratoire, la mesure du débit de xénon 20 peut être réalisée dans le flux principal ou dans un flux dérivé dudit flux principal de gaz. Lorsque le capteur à fil(s) chaud(s) (à un seul fil de métal ou à deux fils de métal) est placé dans un flux dérivé de gaz extrait du flux principal de gaz (cf. figures 1 à 4 ci-après), tel qu'un débit d'aspiration de gaz anesthésique connu 25 (Dc), obtenu par exemple au moyen d'une pompe d'aspiration, on peut en déduire la concentration Xe% de xénon à partir de la mesure de tension V selon la formule suivante : Xe% = h Dc,O2%,N2O%,AA%,CO2%,HR (V) avec V = f xe%,02%,N2O%,AA%,CO2%,HR ( DC) (1 ) 15 f1 Dans laquelle la fonction h Dc,O2%,N2O%,AA ro,CO2%,HR peut être obtenue par étalonnage et calibration pour effectuer une linéarisation par morceaux ou une approximation par la méthode des moindres carrés de la fonction h à partir de points d'étalonnage (sur banc d'essai) aussi nombreux que nécessaires pour obtenir la précision souhaitée. De manière alternative, lorsque le capteur à fil(s) chaud(s) (à un seul fil de métal ou à deux fils de métal) est placé directement dans le débit de gaz d'anesthésie insufflé au patient et expiré par celui-ci, c'est-à-dire le flux principal de gaz (cf. Fig. 5 à 8), sous réserve que l'on dispose de la mesure dudit débit principal (Dp) de gaz insufflé et expiré, par exemple obtenu de manière réglementaire par le système de monitorage des débits de gaz patient, on peut en déduire la concentration Xe% de xénon à partir de la mesure de tension V selon la formule suivante: Xe% = h Dp,O2%,N2O%,AA%,CO2%,HR,Tg ( V ) avec V = f xe%,02%,N2O%,AA%,CO2%,HR,Tg ( Dp) Dans laquelle la fonction h Dp,02%,N20%,AA%,CO2%,HR,Tg peut être obtenue par une linéarisation par morceaux, à partir de points d'étalonnage (sur banc d'essai) aussi nombreux que nécessaires pour obtenir la précision souhaitée. Dans tous les cas, si l'on souhaite obtenir la teneur en xénon (Xe%) avec 20 une précision peu importante, on négligera les dépendances aux concentrations 02% et/ou AA% et/ou CO2% et/ou N20% et/ou à l'humidité relative du gaz HR. Si au contraire l'on souhaite obtenir la teneur en xénon (Xe%) avec une précision plus importante, on tiendra compte de ces paramètres. Néanmoins, il est à noter que ces formules (1) et (2) sont peu dépendantes des teneurs en 02 et N20 et de 25 l'humidité relative HR du gaz, l'étant encore moins des teneurs en CO2 et AA. L'invention va être mieux comprise grâce à la description suivante faite en références aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un appareil selon l'invention utilisable pour une anesthésie sous xénon avec utilisation éventuelle 30 d'halogénés et avec fil(s) chaud(s) placé dans un flux dérivé de gaz, (2) - la figure 2 représente une première variante du mode de réalisation de l'appareil de la figure 1, - les figures 3 et 4 représentent respectivement une deuxième et troisième variante du mode de réalisation de l'appareil de la figure 1, utilisables pour une 5 anesthésie sous xénon uniquement, sans utilisation d'halogénés, - la figure 5 représente un second mode de réalisation d'un appareil selon l'invention utilisable pour une anesthésie sous xénon avec utilisation éventuelle d'halogénés et avec fil(s) chaud(s) placé dans le flux principal de gaz, - la figure 6 représente une première variante du mode de réalisation de 10 l'appareil de la figure 5, et - les figures 7 et 8 représentent respectivement une deuxième et troisième variante du mode de réalisation de l'appareil de la figure 5, utilisables pour une anesthésie sous xénon uniquement, sans utilisation d'halogénés. La figure 1 illustre un premier mode de réalisation d'un appareil 15 d'anesthésie selon l'invention incluant des moyens de mesure en temps réel du débit de xénon dans un flux dérivé de gaz par l'intermédiaire de l'utilisation d'un capteur à fil(s) chaud(s) de manière à en déduire les concentrations instantanées et/ou moyenne de xénon dans le circuit patient, ainsi que des moyens de mesure en temps réel du débit de gaz insufflé au patient et expiré par celui-ci dans le 20 circuit principal, encore appelé "circuit patient". L'appareil ou ventilateur de la figure 1 comprend un bloc d'entrée 1 comprenant des moyens de raccordement auxquelles viennent se raccorder la source de xénon et les autres sources de gaz alimentant l'appareil d'anesthésie, telles des bouteilles de gaz ou un réseau mural, en particulier pour les sources 25 d'air (AIR), d'oxygène (02) et/ou de protoxyde d'azote (N2O). Ce bloc 1 est en communication fluidique avec l'entrée d'un mélangeur 2 où se fait le mélange du xénon avec le ou les autres gaz qui sont destinés à former le mélange gazeux anesthésique, en particulier de l'oxygène en une quantité suffisante pour le patient (non hypoxique). 30 La sortie du mélangeur 2 alimente en mélange gazeux, une cuve à halogénées 14, montée sur un support 13 de cuve, contenant un composé halogéné, tel que le SEVOFLURANE, I'ISOFLURANE ou le DESFLURANE (les plus couramment employés), I'HALOTHANE ou I'ENFLURANE (moins utilisés), destinés à être entraînés par le flux de gaz anesthésique jusqu'au patient 15. Le mélange gazeux halogéné sortant de la cuve 14 est introduit dans un circuit principal ou circuit patient 16 comportant une branche inspiratoire pour acheminer ledit mélange gazeux vers le patient 15 et une branche expiratoire pour récupérer tout ou partie du gaz expiré (chargé en CO2) par le patient 15. Les branches inspiratoire et expiratoire forment un circuit en boucle ou circuit fermé. La liaison entre les branches inspiratoire et expiratoire avec le patient 15 se 10 fait via, par exemple, une pièce 17 en Y et un masque respiratoire, une sonde trachéale ou analogue. Des clapets anti-retour inspiratoire 7 et expiratoire 8 sont de préférence aménagés respectivement sur lesdites branches inspiratoire et expiratoire. La branche expiratoire comporte un dispositif 9 absorbeur de CO2 15 comprenant une cuve remplie d'un matériau absorbant, telle de la chaux, permettant d'éliminer le CO2 expiré par le patient 15 et véhiculé par le gaz expiré dans la branche expiratoire du circuit principal 16, ainsi qu'une valve d'échappement 10 permettant d'évacuer tout surplus gazeux éventuel et/ou toute surpression gazeuse éventuelle dans la branche expiratoire. 20 Par ailleurs, le ventilateur de l'invention comporte, de façon connue en soi, un soufflet 4 de ventilation mécanique incorporé dans une enceinte, ainsi qu'un ballon de ventilation manuelle 5, lesquels peuvent être sélectivement reliés fluidiquement au circuit principal 16 pour l'alimenter en gaz sous pression, via un sélecteur 6 soufflet/ballon. 25 Des moyens de pilotage 3 comprenant, par exemple, au moins une carte électronique de contrôle et un ou plusieurs logiciel ou programmes informatiques embarqués permettent de recueillir au moins une partie des informations ou signaux issus de tout ou partie des capteurs de l'appareil et de les traiter et/ou de réaliser tous les calculs nécessaires au suivi des concentrations en gaz et/ou à la 30 commande des différents éléments de l'appareil.
En particulier, un capteur 11 de débit inspiratoire et un capteur 12 de débit expiratoire, agencés respectivement sur les branches inspiratoires et expiratoires du circuit patient 16, mesurent les débits inspiratoires et respiratoires dans lesdites branches et transmettent les signaux de mesure ainsi obtenus aux moyens de pilotage 3 via des liaisons électriques adaptées. De cette manière les moyens de pilotage 3 sont aptes à commander le soufflet 4 et/ou l'ouverture de la valve d'échappement 10 et/ou l'entrée des gaz appropriés dans le bloc d'entrée 1 auxquels sont reliés lesdits moyens de pilotage 3, via des liaisons électriques dédiées, comme visible sur la figure 1.
Afin de pouvoir réaliser une mesure et un suivi efficace de la teneur en xénon du mélange gazeux, l'appareil de l'invention incorpore un module S6 d'analyse de gaz appelé "banc gaz" incluant un capteur à fil(s) chaud(s) balayé par un flux dérivé de gaz anesthésique. Le module S6 d'analyse de gaz est représenté une seconde fois de façon agrandie et détaillée à la figure 1 (cf. à l'extrémité de la flèche courbe) Plus précisément, comme visible sur la figure 1, une partie du flux de gaz à base de xénon véhiculé par le circuit principal 16 de gaz est prélevé, au niveau de la pièce 17 en Y, via une ligne de prélèvement S1 qui communique fluidiquement avec ledit le circuit principal 16.
La ligne S1 véhicule le gaz anesthésique jusqu'au module S6 en le faisant préalablement transiter par un piège S2 à eau, où la vapeur d'eau qu'il contient est éliminée avant d'être convoyé, via une ligne de transfert S3, jusqu'au module S6. Le module S6 d'analyse de gaz comprend, quant à lui, agencé sur le passage du flux de gaz : - une pompe d'aspiration S6-A (par exemple du type de celle équipant les bancs gaz BGA4800 ou BGA4700 de la société ANDROS ou AION de la société ARTEMA) pour créer un débit d'aspiration de gaz anesthésique connu (Dc), - un capteur à fil(s) chaud(s) S6-E, constitué dans l'exemple d'un fil de platine unique, parcouru par un courant électrique d'intensité (I) donnée, par exemple une intensité de 100 mA environ, avec mesure de la tension (V) aux bornes dudit fil lorsque celui-ci est en contact avec le flux contenant le xénon, - une cellule infra-rouge S6-B (du type par exemple de celle équipant les bancs gaz BGA4800 ou BGA4700 de la société ANDROS ou AION de la société ARTEMA) permettant de mesurer les concentrations instantanée et/ou moyenne et/ou inspirée et/ou expirée de dioxyde de CO2, de N2O, d'halogénés, d'éthanol ou de tout autre gaz mesurable par cette technologie infra-rouge, - une cellule paramagnétique à 02 ou une pile chimique S6-C (du type par exemple de celles équipant les bancs gaz BGA4800 ou BGA4700 de la société ANDROS ou AION de la société ARTEMA selon les options) pour mesurer les concentrations instantanées et/ou moyenne et/ou inspirée et/ou expirée de 02, - des moyens de commande S6-D à logiciel intégré sur une carte électronique de contrôle (du type par exemple de celle équipant les bancs gaz BGA4800 ou BGA4700 de la société ANDROS ou AION de la société ARTEMA), - des liaisons appropriées reliant la cellule infra-rouge S6-B et la cellule à oxygène S6-C aux moyens de commande S6-D.
La sortie de la pompe d'aspiration S6-A du module S6 est reliée à la branche expiratoire du circuit 16, via une ligne de ré-injection S4, de manière à y renvoyer le gaz qui y a été prélevé par la ligne de prélèvement S1. Par ailleurs, comme représenté, les signaux de mesure obtenus avec le capteur à fil(s) chaud(s) S6-E sont transmis aux moyens de commandes S6-D, via une liaison adaptée S6-F, lesdits moyens de commande S6-D étant eux-mêmes reliés, via une liaison S5 électrique adaptée, aux moyens de pilotage 3. Les calculs notamment de concentrations en xénon du gaz anesthésique sont effectués par les moyens de commandes S6-D du module S6. Le module S6 d'analyse de gaz est par exemple un module du type BGA4800, BGA4700 ou BGA4900 de la société ANDROS ou AION de la société ARTEMA auquel on a ajouté notamment des moyens capteur à fil(s) chaud(s) tel que, par exemple, un capteur FIL CHAUD de la société TAEMA. Ce module S6 d'analyse de gaz permet donc de réaliser sur le gaz aspiré par la ligne de prélèvement S1 à un débit continu, de préférence réglable à quelques dizaine ou centaines de mL/min, au moins: - une mesure en temps réel de 02, AA (halogéné présent, dont la nature aura été automatiquement détecté ou sélectionné par l'utilisateur selon le type de banc gaz utilisé), N2O, CO2 de manière à obtenir les teneurs ou concentrations correspondantes : 02%, CO2%, AA% et N2O%, - une mesure des fractions inspirées par le patient pour ces mêmes gaz de manière à obtenir les valeurs de fractions inspirées correspondantes : FiO2, inCO2, FiAA et FiN2O, et - une mesure des fractions expirées par le patient pour ces gaz de manière à obtenir les valeurs de fractions expirées correspondantes : FeO2, etCO2, FeAA 10 et FeN2O. Il est à noter que le capteur à fil(s) chaud(s) S6-E, bien que représenté en entrée du module S6 et en amont de la cellule S6-C, peut être aussi inséré ailleurs, en particulier en aval de la pompe d'aspiration S6-A et/ou en amont de ou sur la ligne de ré-injection S4, cette dernière étant connectée ou non au circuit 15 patient 16 Le capteur à fil(s) chaud(s) S6-E réalise, en temps réel, la mesure de la tension (V) aux bornes du fil chaud générée par le gaz aspiré et la transmet par la liaison S6-F, avec un retard connu, plus ou moins court, de quelques dizaines voire quelques centaines de ms en fonction du débit d'aspiration réglé, au logiciel 20 de contrôle S6-D de l'analyseur de gaz d'anesthésie pour que celui-ci en déduise, via la formule (1) ci-avant, notamment : -une mesure en temps réel de la teneur en xénon (Xe%) en utilisant la valeur de réglage du débit d'aspiration de l'analyseur de gaz S6 d'anesthésie et la mesure temps réel de la tension du fil chaud, éventuellement compensée par les 25 mesures de concentration temps réel 02%, CO2%, AA%, N2O% et/ou - une mesure de la fraction inspirée en xénon (FiXe) en utilisant la mesure temps réel de la teneur en xénon (Xe%) au moment de l'insufflation, la fenêtre de calcul et détermination de FiXe étant phasée sur celle de calcul et détermination de la mesure inCO2, et accessoirement FiO2, FiAA et FiN2O et/ou 30 - une mesure de la fraction expirée en xénon (FeXe) en utilisant la mesure temps réel de la teneur en xénon (Xe%) au moment de l'expiration, la fenêtre de calcul et détermination de FeXe étant phasée sur celle de calcul et détermination de la mesure etCO2, et accessoirement FeO2, FeAA et FeN2O. De manière alternative, le module S6 d'analyse de gaz peut être utilisé pour réaliser une mesure de concentration moyenne en xénon en utilisant la mesure temps réel (Xe%) obtenue en utilisant la valeur de réglage du débit d'aspiration de l'analyseur de gaz d'anesthésie S6 et la valeur moyenne de la mesure de tension (V) du fil chaud calculée à partir de la mesure temps réel de la tension du fil chaud, éventuellement compensée par les mesures de concentration moyennes 02%, CO2%, AA%, N2O% elle-même calculées à partirdes mesures temps réel 02%, CO2%, AA%, N2O%, et ce, à l'aide de la formule (1). Dans les réalisations des figures 2 à 4, les éléments identiques ceux décrits ci-dessus pour la figure 1 sont désignés par les mêmes références et ne sont pas décrits en détail une seconde fois. La figure 2 représente une première variante du mode de réalisation de l'appareil de la figurel, selon laquelle les signaux de mesure issus du capteur à fil(s) chaud(s) S6-E sont transmis, dans ce cas, aux moyens de pilotage 3 via une liaison directe spécifique S5-A. Les calculs notamment de concentrations en xénon du gaz anesthésique sont effectués dans les moyens de pilotage, comme détaillé précédemment. En outre, dans ce cas, les moyens de commande S6-D sont également reliés, via une liaison S5-B électrique adaptée, aux moyens de pilotage 3. Le suivi de la concentration en xénon est donc réalisé par les moyens de pilotage 3 du ventilateur et non par le module S6. La figure 3 représente une deuxième variante du mode de réalisation de l'appareil de la figurel utilisable pour réaliser une anesthésie sous xénon uniquement, sans utilisation d'halogénés. Dans ce cas, les mesures réalisées par le module S6 sont identiques aux mesures réalisées dans le cas de la figure 1, à l'exception de celles concernant les halogénées, lesquelles ne sont plus réalisées du fait de la suppression de la cuve d'halogénés 14 et du support de cuve 13. En effet, comme on le voit sur la figure 3, le flux de gaz issu du mélangeur 2 est envoyé directement (sans se charger en composés halogénés, faute de cuve) vers le circuit patient 16.
Un tel appareil peut être utile lorsqu'il faudra par exemple coupler une anesthésie inhalatoire au xénon à une anesthésie de type intra-veineuse ou analogue puisque, dans une telle situation médicale, une anesthésie par produits halogénés n'est pas requise du fait de l'utilisation de produits intra-veineux.
La figure 4 représente une troisième variante du mode de réalisation de l'appareil de la figurel. Cette variante est aussi utilisable pour réaliser une anesthésie sous xénon uniquement, sans utilisation d'halogénés, basée sur une combinaison des modes de réalisation des figures 2 et 3. Plus précisément, l'appareil de la figure 4 se distingue de celui de la figure 2, uniquement en ce qu'il ne comprend pas de cuve d'halogénée. La figure 5 illustre un second mode de réalisation d'un appareil d'anesthésie selon l'invention incluant des moyens de mesure en temps réel du débit de xénon dans le flux principal de gaz par l'intermédiaire, comme précédemment, de l'utilisation d'un capteur à fil(s) chaud(s) de manière à en déduire par exemple les concentrations instantanées et/ou moyenne de xénon dans le circuit patient, ainsi que des moyens de mesure en temps réel du débit de gaz insufflé au patient et expiré par celui-ci dans le circuit principal, encore appelé "circuit patient". Comme visible sur la figure 5, l'appareil de ventilation comporte les mêmes éléments que ceux de la figure 1, à l'exception du module S6 qui a été supprimé et remplacé, dans ce cas, par un autre module M1 analyseur de gaz venant se positionner directement sur le circuit principal 16 de gaz. En particulier, le module M1 analyseur de gaz vient s'enficher dans des moyens de raccordement patient, tel un adaptateur patient M2, lui-même connecté sur la pièce 17 en Y à l'extrémité du circuit patient 16. De cette manière, le module analyseur M1 peut réaliser, sur le gaz insufflé au patient 15 puis expiré par celui-ci, au moins les mêmes mesures que dans le cas de la figure 1. Le module M1 utilisable à cette fin est par exemple l'analyseur de gaz d'anesthésie IRMA OR ou OR+ disponible (avec son adaptateur patient M2 correspondant) auprès de la société PHASE IN et auquel on a ajouté notamment un capteur à fil(s) chaud(s). Le module M1 est représenté une seconde fois de façon agrandie et détaillée à la figure 5 (cf. à l'extrémité de la flèche courbe).
Plus précisément, ce module M1 reçoit du logiciel de contrôle des moyens de pilotage 3 du ventilateur, avec un retard connu, plus ou moins court, de quelques dizaines à quelques centaines de millisecondes ms, la mesure en temps réel du débit de gaz insufflé et expiré, ce débit étant mesuré par l'intermédiaire des capteurs de débit 11 et 12 comme expliqué ci-avant. Par ailleurs, le gaz anesthésique provenant de la pièce 17 en Y pénètre le module M1 en traversant un capteur fil(s) chaud(s) Ml-D, agencé en série, entre une cellule à infra-rouge Ml-A et une sonde d'intubation 18 pour réaliser, en temps réel, la mesure de la tension (V) aux bornes du fil chaud générée par les gaz insufflés et expirés, comme précédemment, et qui la transmet par une liaison Ml-E, avec un retard connu, plus ou moins court, de quelques dizaines à quelques centaines de ms, au logiciel de calcul des moyens de commande Ml-C de l'analyseur M1. En variante, le capteur à fil(s) chaud(s) Ml-D est agencé entre la pièce 17 en Y et la cellule Ml-A à infra rouge.
Une cellule Ml-B à 02 du module M1 permet de mesurer la teneur en oxygène. L'envoi des informations de débits par les moyens de pilotage 3 du ventilateur aux moyens de commande Ml-C du module M1 se fait via une liaison M3.
En outre, les moyens de commande Ml-C du module M1 sont eux-mêmes reliés à la cellule Ml-B à 02, au capteur à fil(s) chaud(s) Ml-D via la liaison Ml-E, et à la cellule à infra-rouge Ml-A. En appliquant la formule (2) ci-avant, les moyens de commande Ml-C peuvent en déduire les mêmes concentrations, notamment celle en xénon, et les 25 autres informations décrites dans le cas de la figure 1. Bien entendu, comme précédemment (figure 1), il est possible de réaliser également une mesure de concentration moyenne de xénon Xe% en utilisant la mesure temps réel Xe% ainsi obtenue, cette dernière étant obtenue en utilisant la mesure temps réel du débit de gaz insufflé et expiré ainsi que la mesure temps 30 réel de la tension du fil chaud, éventuellement compensée par les mesures de concentration moyennes 02%, CO2%, AA% et N2O% comme expliqué auparavant.
Dans les réalisations des figures 6 à 8, les éléments identiques ceux décrits ci-dessus pour la figure 5 sont désignés par les mêmes références et ne sont pas décrits en détail une seconde fois. La figure 6 représente une première variante du mode de réalisation de l'appareil de la figure 5, dans lequel le monitorage de la concentration moyenne de xénon est opérée par les moyens de pilotage 3 du ventilateur et non plus dans le module M1. Pour ce faire, les signaux de mesure issus du capteur à fil(s) chaud(s) Ml-D sont transmis par la liaison M3-A au logiciel de contrôle des moyens de pilotage 3 du ventilateur. Les moyens de pilotage 3 du ventilateur peuvent ainsi en déduire une mesure de concentration moyenne en xénon Xe% en utilisant la mesure temps réel Xe%, comme précédemment et à l'aide de la formule (2) ci-avant. Les moyens de commande Ml-C du module M1 sont quant à eux reliés aux moyens de pilotage 3 du ventilateur via une ligne M3-B dédiée.
Les figures 7 et 8 représentent respectivement des variantes de l'appareil de la figure 5 et de la figure 6, utilisables pour une anesthésie sous xénon uniquement, sans utilisation d'halogénés, variantes pour lesquelles la cuve d'halogénés 14 et le support de cuve 13 ont été supprimés (comme dans les modes de réalisation des figures 3 et 4 ci-avant).
Dans le cas de la figure 7, le monitorage des concentrations inspirées/expirées de xénon se fait dans et par le module M1, comme dans le cas de la figure 5, alors que dans le cas de la figure 8, il est opéré dans le ventilateur par les moyens de pilotage 3, comme pour la figure 6. L'appareil de l'invention est utilisable en toute circonstance et en tout lieu, en particulier en bloc opératoire, durant les phases d'anesthésie au xénon, de manière à améliorer la sécurité des patients et s'inscrit dans le cadre des obligations de surveillance des gaz anesthésiants. Dans un tel gaz, le xénon gazeux est toujours mélangé avec de l'oxygène seul, de l'air ou alors avec de l'oxygène et éventuellement un ou plusieurs composés halogénés et/ou avec du protoxyde d'azote. Bien entendu, le capteur à fil(s) chaud(s) selon l'invention pourrait utiliser un ou plusieurs fils composés de tout matériau conducteur de l'électricité approprié.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Appareil d'anesthésie ventilatoire d'un patient par administration d'un gaz contenant du xénon gazeux comprenant : - un circuit principal de gaz (16) en circuit ouvert ou fermé comportant une branche inspiratoire pour acheminer un mélange gazeux contenant du xénon vers le patient et une branche expiratoire pour véhiculer le mélange gazeux contenant du xénon expiré par le patient, - des moyens d'alimentation (1,
2) en xénon gazeux reliés au circuit principal (16) pour alimenter la branche inspiratoire du circuit principal (16) avec un gaz contenant du xénon, - des moyens de détermination de concentration de xénon (S6, Ml) pour déterminer la teneur en xénon gazeux dans au moins une partie du circuit patient (16), caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de concentration de xénon (S6 ; M1) comprennent : - au moins un capteur à fil(s) chaud(s) (S6-E ; Ml-D) comportant au moins un fil conducteur de l'électricité de préférence en métal, en contact direct avec au moins une partie du flux gazeux contenant le xénon, et - des moyens de calcul (3 ; S6-D ; Ml-C) coopérant avec le capteur à fil(s) chaud(s) (S6E ; M1-D) de manière à déterminer la concentration de xénon (Xe%) dans ledit flux gazeux. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure de tension aptes à mesurer au moins une valeur de tension (V) aux bornes de chacun des fil(s), lorsque ces derniers sont en contact avec ledit flux gazeux et est parcouru par un 30 courant électrique d'intensité donnée (I). 10 15 20 25
3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de génération de courant continu réglable dans le ou les fils du capteur à fil(s) chaud(s).
4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de calcul (3 ; S6-D ; Ml-C) coopèrent avec les moyens de mesure de tension de manière à déterminer, à partir de la mesure de tension effectuée par lesdits moyens de mesure de tension, la concentration de xénon (Xe%) dans ledit flux.
5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que : - les moyens de calcul utilisent au moins une valeur de tension (V) transmise par les moyens de mesure de tension pour déterminer une valeur de débit du gaz anesthésique contenant du xénon, et - les moyens de calcul utilisent ladite valeur de débit (D) de gaz anesthésique pour déterminer la concentration en xénon (Xe%) dans ledit flux de gaz. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur à fil(s) chaud(s) (S6-E) est agencé sur une ligne de dérivation (S1, S3, S4) communiquant fluidiquement avec le circuit principal (16), de préférence avec la branche expiratoire dudit circuit principal (16). 9. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une pompe d'aspiration (S6-A) est agencée sur la ligne de dérivation (S1, S3, S4) de manière à obtenir un débit d'aspiration de gaz anesthésique connu (Dc). 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur à fil(s) chaud(s) (Ml-D) est agencé directement sur le circuit principal (16), de préférence au niveau d'un site de raccordement (17) entre la branche inspiratoire et la branche expiratoire dudit circuit principal (16). 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure du débit principal (Dp) du flux gazeux circulant dans le circuit principal (16), de préférenceles moyens de mesure du débit principal comprennent un capteur (11) de débit inspiratoire et un capteur (12) de débit expiratoire, agencés respectivement sur les branches inspiratoires et expiratoires du circuit patient (16), pour mesurer les débits inspiratoires et respiratoires dans lesdites branches et transmettre les signaux de mesure ainsi obtenus à des moyens de pilotage (3; S6-D ; Ml-C) pour déterminer la concentration en Xénon. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le capteur à fil(s) chaud(s) (S6-E ; M1-D) comprend plusieurs fils ayant des orientations différentes relativement au flux gazeux. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de calcul sont incorporés dans un module (S6 ; Ml) analyseur de gaz venant se raccorder au circuit principal (16). 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de calcul sont incorporés dans le module de pilotage du ventilateur (3). 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure (S6-A, Ml-A) d'une concentration d'au moins un gaz supplémentaire tel que de l'O2, du CO2, du N2O, de gaz halogénés, d'éthanol, les moyens de calcul (3 ; S6-D ; Ml-C) coopérant avec les moyens de mesure (S6-A, Ml-A) d'une concentration d'au moins un gaz supplémentaire pour déterminer au moins l'une des concentrations suivantes en Xénon: concentration instantanée, concentration moyenne, concentration inspirée, concentration expirée. 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de mesure (S6-A, Ml-A) d'une concentration d'au moins un gaz supplémentaire comportent des moyens du type infra-rouge pour les gaz supplémentaires tels que CO2, N2O, halogéné, éthanol et/ou du type paramagnétique ou chimique pour un gaz supplémentaire tel que 02.15. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure de l'humidité relative au flux gazeux, les moyens de calcul (3 ; S6-D ; M1-C) coopérant avec les moyens de mesure de l'humidité relative pour déterminer au moins l'une des concentrations suivantes en Xénon : concentration instantanée, concentration moyenne, concentration inspirée, concentration expirée. 16. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure de la 10 température du flux gazeux, les moyens de calcul (3 ; S6D ; Ml-C) coopérant avec les moyens de mesure de la température pour améliorer et déterminer au moins l'une des concentrations suivantes en Xénon : concentration instantanée, concentration moyenne, concentration inspirée, concentration expirée. 15 17. Dispositif de mesure de la concentration en Xenon d'un mélange gazeux destiné à être administré à un patient, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur à fil(s) chaud(s) (S6-E ; Ml-D) comportant au moins un fil conducteur de l'électricité et de préférence en métal, en contact direct avec au moins une partie du flux du mélange 20 gazeux contenant le xénon, et des moyens de calcul (3 ; S6-D ; Ml-C) coopérant avec le capteur à fil(s) chaud(s) (S6-E ; Ml-D) de manière à déterminer la concentration de xénon (Xe%) dans ledit flux gazeux.5
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