FR2694697A1 - Respiratory assistance device for patients with apnea syndrome - has pressure detector between compressor and nasal mask which provides feedback signals for pressure control. - Google Patents
Respiratory assistance device for patients with apnea syndrome - has pressure detector between compressor and nasal mask which provides feedback signals for pressure control. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2694697A1 FR2694697A1 FR9209951A FR9209951A FR2694697A1 FR 2694697 A1 FR2694697 A1 FR 2694697A1 FR 9209951 A FR9209951 A FR 9209951A FR 9209951 A FR9209951 A FR 9209951A FR 2694697 A1 FR2694697 A1 FR 2694697A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- pressure
- par
- value
- signal
- setpoint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2066—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using controlling means acting on the pressure source
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/0057—Pumps therefor
- A61M16/0066—Blowers or centrifugal pumps
- A61M16/0069—Blowers or centrifugal pumps the speed thereof being controlled by respiratory parameters, e.g. by inhalation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
- A61M16/022—Control means therefor
- A61M16/024—Control means therefor including calculation means, e.g. using a processor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
- G05B11/40—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining an integral characteristic
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif d'assistance respiratoire, destiné notamment à des patients atteints du syndrome d'apnée du sommeil. The present invention relates to a respiratory assistance device, intended in particular for patients suffering from sleep apnea syndrome.
Pour le traitement de ce syndrome, il est courant d'utiliser un appareil délivrant une pression positive continue (PPC) dans les voies aériennes supérieures du patient. La valeur de la pression positive continue est déterminée par le médecin traitant, et dépend du patient. For the treatment of this syndrome, it is common to use a device delivering continuous positive pressure (CPAP) in the upper airways of the patient. The value of continuous positive pressure is determined by the attending physician, and depends on the patient.
Elle correspond généralement à la valeur de pression minimale permettant de faire disparaître les événements respiratoires anormaux. Cette pression ne doit pas être réglée à une valeur trop élevée, car cela augmenterait les risques de rejet de la thérapie par le patient. En outre, la valeur de pression délivrée par l'appareil doit être la plus stable possible pour qu'elle puisse remplir sa fonction thérapeutique sans gêner le patient. Plus la valeur de la pression positive continue est instable, plus l'inconfort et l'effort respiratoire du patient augmentent.It generally corresponds to the minimum pressure value allowing the elimination of abnormal respiratory events. This pressure should not be set too high, as this would increase the risk of rejection of therapy by the patient. In addition, the pressure value delivered by the device must be as stable as possible so that it can fulfill its therapeutic function without disturbing the patient. The more the value of the continuous positive pressure is unstable, the more the discomfort and the respiratory effort of the patient increase.
Classiquement, un appareil délivrant une pression positive continue utilise un élément compresseur tel qu'une turbine commandée par un signal PAR réglé pour délivrer la valeur de pression désirée. Ces appareils ont habituellement une plage de fonctionnement de quelques centimètres d'eau à quelques dizaines de centimètres d'eau pour la pression délivrée. La variation de la valeur de pression P produite par l'élément compresseur en fonction du débit d'air D est représentée à la figure 1 pour différentes valeurs du signal PAR et pour un niveau de pression atmosphérique ambiante donné. La figure 2 montre les mêmes variations pour un autre niveau de pression atmosphérique ambiante. Chaque caractéristique P = f(D) présente des variations sensibles dans la plage de fonctionnement de l'appareil. Lorsque le patient inspire, le débit d'air D augmente, de sorte que la pression P diminue.Inversement, lorsque le patient expire, le débit d'air D diminue, de sorte que la pression P augmente. La valeur de pression délivrée par l'appareil n'est donc pas stable lors de son fonctionnement. Il est particulièrement gênant que la pression délivrée soit maximale lorsque le patient expire car cette pression maximale s'opppse à l'effort d'expiration du patient. De même, la pression minimale délivrée lorsque le patient inspire peut être insuffisante pour apporter l'assistance respiratoire voulue. Conventionally, an apparatus delivering continuous positive pressure uses a compressor element such as a turbine controlled by a PAR signal set to deliver the desired pressure value. These devices usually have an operating range of a few centimeters of water to a few tens of centimeters of water for the pressure delivered. The variation of the pressure value P produced by the compressor element as a function of the air flow rate D is shown in FIG. 1 for different values of the signal PAR and for a given ambient atmospheric pressure level. Figure 2 shows the same variations for another level of ambient atmospheric pressure. Each characteristic P = f (D) presents significant variations in the operating range of the device. When the patient breathes in, the air flow D increases, so that the pressure P decreases. Conversely, when the patient exhales, the air flow D decreases, so that the pressure P increases. The pressure value delivered by the device is therefore not stable during its operation. It is particularly annoying that the pressure delivered is maximum when the patient expires because this maximum pressure opposes the exhalation effort of the patient. Likewise, the minimum pressure delivered when the patient inhales may be insufficient to provide the desired respiratory assistance.
En outre, la pression positive continue étant souvent appliquée au moyen d'un masque nasal, il se produit souvent des fuites dues à des problèmes d'étanchéité lorsque le masque se déplace, par exemple à cause des mouvements du patient dans son sommeil. Ces fuites font augmenter le débit D et diminuer la pression P délivrée par l'appareil, de sorte que l'effet thérapeutique de l'appareil est supprimé car la chute de la pression P ne fait qu'aggraver l'effet indésirable de la fuite. In addition, since continuous positive pressure is often applied by means of a nasal mask, leakage often occurs due to sealing problems when the mask is moved, for example because of the patient's movements in his sleep. These leaks increase the flow rate D and decrease the pressure P delivered by the device, so that the therapeutic effect of the device is suppressed since the drop in pressure P only aggravates the undesirable effect of the leak. .
Avec ces appareils de traitement connus, et pour une pression de consigne typique de l'ordre de Il centimètres d'eau, on observe des fluctuations de la pression effectivement délivrée qui sont typiquement de l'ordre de 4 centimètres d'eau. With these known treatment devices, and for a typical reference pressure of the order of 11 centimeters of water, fluctuations in the pressure actually delivered are observed which are typically of the order of 4 centimeters of water.
Le but de la présente invention est de proposer un nouveau dispositif d'assistance respiratoire qui délivre une pression positive continue dont la valeur soit mieux stabilisée que celle des appareils connus. The object of the present invention is to propose a new respiratory assistance device which delivers a continuous positive pressure whose value is better stabilized than that of known devices.
L'invention propose ainsi un dispositif d'assistance respiratoire, comprenant un masque à appliquer sur au moins un orifice respiratoire du patient, des moyens de compression reliés au masque par un conduit pour délivrer un gaz sous pression, et des moyens de commande pour adresser aux moyens de compression un signal de commande dépendant d'une consigne de pression, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur de pression monté en aval des moyens de compression, et en ce que les moyens de commande comprennent des moyens d'intégration produisant au moins une valeur de sortie proportionnelle à une intégrale, sur un temps d'intégration prédéterminé, de l'écart entre un signal de consigne représentatif de la consigne de pression et le signal de sortie du capteur de pression représentatif de la pression mesurée par ce capteur, les moyens de commande faisant varier le signal de commande en fonction de la valeur de sortie des moyens d'intégration pour stabiliser la pression en aval des moyens de compression. The invention thus provides a respiratory assistance device, comprising a mask to be applied to at least one respiratory orifice of the patient, compression means connected to the mask by a conduit for delivering gas under pressure, and control means for addressing to the compression means a control signal depending on a pressure setpoint, characterized in that it further comprises a pressure sensor mounted downstream of the compression means, and in that the control means comprise means for integration producing at least one output value proportional to an integral, over a predetermined integration time, of the difference between a setpoint signal representative of the pressure setpoint and the output signal of the pressure sensor representative of the pressure measured by this sensor, the control means varying the control signal as a function of the output value of the integration means to stabilize the pressure downstream of the compression means.
On effectue donc une rétroaction sur la valeur du signal de commande pour s'adapter au niveau de pression positive continue désiré. La rétroaction peut avoir une constante de temps relativement longue (typiquement quelques dizaines de secondes) adaptée aux corrections nécessaires en cas de fuite apparaissant au niveau du masque, ou une constante de temps relativement courte (typiquement quelques dixièmes de seconde) adaptée aux corrections nécessaires pour tenir compte des cycles respiratoires du patient. La pression délivrée par le dispositif a donc une valeur stable en fonction du débit pour une consigne de pression donnée. Feedback is therefore made on the value of the control signal to adapt to the desired level of continuous positive pressure. The feedback can have a relatively long time constant (typically a few tens of seconds) adapted to the corrections necessary in the event of a leak appearing at the level of the mask, or a relatively short time constant (typically a few tenths of a second) adapted to the corrections necessary for take into account the patient's respiratory cycles. The pressure delivered by the device therefore has a stable value as a function of the flow rate for a given pressure setpoint.
Avantageusement, les moyens d'intégration produisent au moins deux valeurs de sortie respectivement proportionnelles aux intégrales de l'écart entre le signal de consigne et le signal de sortie du capteur de pression sur des temps d'intégration différents, ces valeurs de sortie étant ajoutées l'une à l'autre pour établir le signal de commande. On peut ainsi obtenir une rétroaction lente pour tenir compte des anomalies telles que les fuites en même temps qu'une rétroaction rapide pour tenir compte des cycles respiratoires du patient. Advantageously, the integration means produce at least two output values respectively proportional to the integrals of the difference between the setpoint signal and the pressure sensor output signal over different integration times, these output values being added to each other to establish the control signal. It is thus possible to obtain slow feedback to take account of anomalies such as leaks at the same time as rapid feedback to take account of the patient's respiratory cycles.
De préférence, la valeur de sortie correspondant au temps d'intégration le plus court est limitée à une valeur maximale prédéterminée. On évite ainsi que le dispositif réagisse de manière trop rapide et brutale à un événement (fuite) qui est normalement pris en compte par la rétroaction lente. Preferably, the output value corresponding to the shortest integration time is limited to a predetermined maximum value. This prevents the device from reacting too quickly and brutally to an event (leak) which is normally taken into account by the slow feedback.
Dans une version préférée du dispositif selon l'invention, le capteur de pression est un capteur différentiel recevant d'une part la pression en aval des moyens de compression et d'autre part la pression atmosphérique ambiante. Ainsi, la pression différentielle de gaz appliquée au masque est la pression correspondant à la consigne, quelle que soit la pression atmosphérique ambiante, cette consigne étant normalement une pression qui doit s'ajouter à la pression atmosphérique ambiante pour produire l'effet thérapeutique recherché. In a preferred version of the device according to the invention, the pressure sensor is a differential sensor receiving on the one hand the pressure downstream of the compression means and on the other hand the ambient atmospheric pressure. Thus, the differential pressure of gas applied to the mask is the pressure corresponding to the setpoint, whatever the ambient atmospheric pressure, this setpoint is normally a pressure which must be added to the ambient atmospheric pressure to produce the desired therapeutic effect.
Il est avantageux que le dispositif selon l'invention comprenne en outre des moyens pour limiter la valeur du signal de commande à une valeur maximale prédéterminée. Ceci permet d'une part de limiter le niveau de bruit du dispositif, et d'autre part d'éviter que le patient subisse une pression de gaz trop élevée, notamment lorsqu'une fuite est supprimée par une remise en place du masque. It is advantageous that the device according to the invention further comprises means for limiting the value of the control signal to a predetermined maximum value. This makes it possible, on the one hand, to limit the noise level of the device, and on the other hand to prevent the patient from undergoing too high a gas pressure, in particular when a leak is removed by replacing the mask.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ciaprès d'un exemple de réalisation préféré et non limitatif, lue conjointement aux dessins annexés, dans lesquels
- les figures 1 et 2 sont des graphiques montrant des caractéristiques pression/débit pour des valeurs particulières du signal de commande d'une turbine
- la figure 3 est un schéma d'un dispositif conforme à l'invention ; et
- la figure 4 est un graphique montrant des caractéristiques pression/débit du dispositif de la figure 3 pour différentes valeurs de la consigne de pression.Other features and advantages of the present invention will appear in the description below of a preferred and nonlimiting exemplary embodiment, read in conjunction with the appended drawings, in which
- Figures 1 and 2 are graphs showing pressure / flow characteristics for particular values of the turbine control signal
- Figure 3 is a diagram of a device according to the invention; and
- Figure 4 is a graph showing pressure / flow characteristics of the device of Figure 3 for different values of the pressure setpoint.
En référence à la figure 3, un dispositif selon l'invention comprend un masque 1 destiné à être appliqué sur le nez et/ou la bouche du patient, un élément compresseur 2 tel qu'une turbine reliée au masque 1 par un conduit 3, et des moyens de commande de l'élément compresseur 4. With reference to FIG. 3, a device according to the invention comprises a mask 1 intended to be applied to the patient's nose and / or mouth, a compressor element 2 such as a turbine connected to the mask 1 by a conduit 3, and means for controlling the compressor element 4.
L'élément compresseur 2 sert à délivrer un gaz respirable sous pression, tel que de l'air, dans le masque 1 pour assister la respiration du patient. L'air délivré par l'élément compresseur 2 peut être de l'air directement prélevé dans l'atmosphère ambiante. L'élément compresseur 2 est commandé par un signal de commande PAR issu des moyens de commande 4, qui peut typiquement être une tension d'alimentation qui fixe la puissance de fonctionnement de l'élément compresseur 2. Pour une valeur particulière PAR1,
PAR2, ... PARn du signal de commande PAR, le débit D et la pression P de l'air délivré par l'élément compresseur 2 obéissent aux caractéristiques tracées sur la figure 1 ou 2, ces caractéristiques dépendant de la pression atmosphérique ambiante.Par conséquent, pour obtenir une pression stable en sortie de l'élément compresseur 2 lorsque le débit D varie, il est nécessaire de modifier le signal de commande PAR pour passer d'une caractéristique à une autre.The compressor element 2 is used to deliver a breathable gas under pressure, such as air, into the mask 1 to assist the patient's breathing. The air delivered by the compressor element 2 can be air directly taken from the ambient atmosphere. The compressor element 2 is controlled by a control signal PAR coming from the control means 4, which can typically be a supply voltage which fixes the operating power of the compressor element 2. For a particular value PAR1,
PAR2, ... PARn of the control signal PAR, the flow rate D and the pressure P of the air supplied by the compressor element 2 obey the characteristics plotted in FIG. 1 or 2, these characteristics depending on the ambient atmospheric pressure. Consequently, to obtain a stable pressure at the outlet of the compressor element 2 when the flow rate D varies, it is necessary to modify the control signal PAR to pass from one characteristic to another.
Le dispositif selon l'invention comporte en outre un capteur de pression 5 monté en aval de l'élément compresseur 2. Le capteur 5 est de préférence un capteur différentiel recevant d'une part la pression PPC prélevée dans la conduite 3, au masque 1 ou à la sortie de l'élément compresseur 2, et d'autre part la pression atmosphérique ambiante. Le capteur de pression 5 délivre un signal de sortie MP représentatif de la pression différentielle PPC mesurée par le capteur, qui est adressée aux moyens de commande 4. The device according to the invention further comprises a pressure sensor 5 mounted downstream of the compressor element 2. The sensor 5 is preferably a differential sensor receiving on the one hand the PPC pressure taken from the pipe 3, with the mask 1 or at the outlet of the compressor element 2, and on the other hand the ambient atmospheric pressure. The pressure sensor 5 delivers an output signal MP representative of the differential pressure PPC measured by the sensor, which is sent to the control means 4.
Les moyens de commande 4 comprennent un élément de réglage 6 pour entrer une consigne de pression REG. Cet élément 6 peut par exemple être un potentiomètre ou un clavier numérique par lequel le médecin traitant du patient peut introduire la valeur de la consigne de pression REG. The control means 4 comprise an adjustment element 6 for entering a pressure setpoint REG. This element 6 can for example be a potentiometer or a numerical keyboard by which the treating doctor of the patient can enter the value of the pressure setpoint REG.
L'élément 6 transforme la consigne de pression REG en un signal de consigne C, qui est typiquement une tension de consigne pour l'alimentation de l'élément compresseur 2.Element 6 transforms the pressure setpoint REG into a setpoint signal C, which is typically a setpoint voltage for supplying the compressor element 2.
Les moyens de commande 4 comprennent en outre un soustracteur 7 ayant une entrée positive recevant la tension de consigne C et une entrée négative recevant le signal de sortie MP du capteur de pression 5. The control means 4 further comprise a subtractor 7 having a positive input receiving the setpoint voltage C and a negative input receiving the output signal MP from the pressure sensor 5.
Le signal de sortie du soustracteur 7, représentant l'écart entre la tension de consigne C et le signal de sortie MP du capteur de pression 5 est adressé aux entrées de deux intégrateurs 8, 9. Chacun des intégrateurs 8, 9 est agencé pour produire une valeur de sortie SL, SR proportionnelle à l'intégrale de l'écart entre le signal le signal de consigne C et de sortie MP du capteur de pression. L'intégrateur 8 calcule cette intégrale sur un temps d'intégration TL qui est de l'ordre de quelques dizaines de secondes, tandis que 11 autre intégrateur 9 calcule cette intégrale sur un temps d'intégration TR qui est de l'ordre de quelques dixièmes de seconde.La valeur de sortie SR de l'intégrateur 9 ayant le temps d'intégration le plus court est traitée par un circuit limiteur 10 qui limite l'amplitude de cette valeur BR à une valeur maximale prédéterminée. The output signal of the subtractor 7, representing the difference between the setpoint voltage C and the output signal MP of the pressure sensor 5 is sent to the inputs of two integrators 8, 9. Each of the integrators 8, 9 is arranged to produce an output value SL, SR proportional to the integral of the difference between the signal the setpoint signal C and the output MP of the pressure sensor. The integrator 8 calculates this integral over an integration time TL which is of the order of a few tens of seconds, while 11 other integrator 9 calculates this integral over an integration time TR which is of the order of a few tenths of a second. The output value SR of the integrator 9 having the shortest integration time is processed by a limiter circuit 10 which limits the amplitude of this value BR to a predetermined maximum value.
Les moyens de commande 4 comprennent en outre un additionneur 11 ayant deux entrées recevant respectivement la valeur de sortie SL de l'intégrateur 8 et la valeur de sortie SL de l'intégrateur 9 après traitement par le circuit limiteur 10. La tension de sortie de l'additionneur 11 est adressée à un circuit limiteur 12 qui délivre la tension de commande PAR. Cette tension de commande PAR est en général égale à la tension de sortie de l'additionneur 11, sauf lorsque cette dernière dépasse une valeur maximale prédéterminée, auquel cas le circuit limiteur 12 délivre cette valeur maximale prédéterminée comme tension de commande PAR. The control means 4 further comprise an adder 11 having two inputs receiving respectively the output value SL of the integrator 8 and the output value SL of the integrator 9 after processing by the limiting circuit 10. The output voltage of the adder 11 is addressed to a limiter circuit 12 which delivers the control voltage PAR. This PAR control voltage is generally equal to the output voltage of the adder 11, except when the latter exceeds a predetermined maximum value, in which case the limiter circuit 12 delivers this predetermined maximum value as the PAR control voltage.
Ainsi, le soustracteur 7, l'intégrateur 8 et l'additionneur 11 forment une boucle de rétroaction lente, ayant une constante de temps de l'ordre de TL, et le soustracteur 7, l'intégrateur 9 et l'additionneur 11 forment une boucle de rétroaction rapide ayant une constante de temps de l'ordre de TR. Thus, the subtractor 7, the integrator 8 and the adder 11 form a slow feedback loop, having a time constant of the order of TL, and the subtractor 7, the integrator 9 and the adder 11 form a fast feedback loop having a time constant of the order of TR.
En fonctionnement, les moyens de commande 4 délivrent un signal de commande PAR dépendant de la consigne de pression REG, pour que la pression positive continue PPC soit stable, égale ou voisine de la consigne de pression REG. Lorsqu'une déviation de la pression délivrée par le compresseur 2 se produit, les deux boucles de rétroaction agissent pour modifier le signal de commande
PAR de façon correspondante. La boucle de rétroaction lente comprenant l'intégrateur 8 agit pour compenser les variations de débit à échelle de temps de quelques dizaines de secondes, par exemple les variations de débit dues à des fuites résultant d'un déplacement du masque sur le visage du patient.La boucle de rétroaction lente fait augmenter la valeur du signal de commande PAR en cas de fuite, pour maintenir la pression conforme à la consigne malgré l'augmentation sensible du débit dans la conduite 3 (voir figure 1).In operation, the control means 4 deliver a control signal PAR depending on the pressure setpoint REG, so that the continuous positive pressure PPC is stable, equal to or close to the pressure setpoint REG. When a deviation of the pressure delivered by the compressor 2 occurs, the two feedback loops act to modify the control signal
PAR correspondingly. The slow feedback loop comprising the integrator 8 acts to compensate for variations in flow on a time scale of a few tens of seconds, for example variations in flow rate due to leaks resulting from movement of the mask on the patient's face. The slow feedback loop increases the value of the PAR control signal in the event of a leak, to maintain the pressure in accordance with the set point despite the significant increase in the flow rate in line 3 (see FIG. 1).
La boucle de rétroaction rapide comprenant l'intégrateur 9 agit pour compenser les variations de débit à échelle de temps plus courte, de l'ordre de quelques dixièmes de seconde, c'est-à-dire notamment les variations de débit liées au cycle respiratoire du patient. Le signal de commande PAR est modifié par la boucle de rétroaction rapide de façon correspondante pour faire passer l'élément compresseur 2 d'une caractéristique de fonctionnement à une autre (figure 1). Les variations de débit dues au cycle respiratoire du patient sont normalement moins importantes en amplitude que celles résultant de fuites au niveau du masque. C'est pour éviter que le dispositif réagisse de manière trop brutale à une fuite provoquée par un mouvement du masque qu'on prévoit le circuit limiteur 10 en aval de l'intégrateur 9 pour limiter sa valeur de sortie SR à une valeur maximale prédéterminée.Cette valeur maximale prédéterminée est choisie pour être supérieure aux valeurs de correction représentatives d'une variation de débit de l'ordre de celle liée au cycle respiratoire, et inférieure aux valeurs de correction représentatives de variation de débit provoquée par une fuite au niveau du masque. The rapid feedback loop comprising the integrator 9 acts to compensate for variations in flow on a shorter time scale, of the order of a few tenths of a second, that is to say in particular the variations in flow linked to the respiratory cycle. of the patient. The control signal PAR is modified by the rapid feedback loop in a corresponding manner to pass the compressor element 2 from one operating characteristic to another (FIG. 1). The variations in flow rate due to the patient's respiratory cycle are normally less significant in amplitude than those resulting from leaks in the mask. It is to prevent the device from reacting too suddenly to a leak caused by a movement of the mask that the limiter circuit 10 is provided downstream of the integrator 9 to limit its output value SR to a predetermined maximum value. This predetermined maximum value is chosen to be greater than the correction values representative of a variation in flow rate on the order of that related to the respiratory cycle, and less than the correction values representative of variation in flow rate caused by a leak in the mask. .
A la mise sous tension du dispositif, la tension de consigne C est réglée à une certaine valeur et la pression différentielle mesurée est nulle. L'écart C-MP fourni aux intégrateurs 8, 9 est positif et l'intégrateur lent 8 délivre un signal SL qui croit sensiblement linéairement. En conséquence, le signal de commande PAR augmente, ainsi que la pression délivrée par l'élément compresseur 2. Lorsque celle-ci devient légèrement supérieure à la valeur correspondant au signal de consigne
C, l'écart devient négatif et la valeur de sortie SL de l'intégrateur lent 8 commence à décroître, d'où il résulte une diminution de la pression appliquée. L'écart redevient alors positif. Après quelques fluctuations de ce type, la valeur de sortie de l'intégrateur lent 8 se stabilise autour d'une composante pseudocontinue (constante d'intégration) conforme à la consigne.L'autre intégrateur 9 fonctionne selon le même principe, mais son temps d'intégration plus court permet une compensation presque instantanée des brusques variations de pression. La composante pseudocontinue de cet intégrateur rapide 9 est pratiquement négligeable devant celle de l'intégrateur lent 8.When the device is switched on, the setpoint voltage C is set to a certain value and the measured differential pressure is zero. The difference C-MP supplied to the integrators 8, 9 is positive and the slow integrator 8 delivers a signal SL which increases substantially linearly. Consequently, the control signal PAR increases, as does the pressure delivered by the compressor element 2. When this becomes slightly greater than the value corresponding to the setpoint signal
C, the deviation becomes negative and the output value SL of the slow integrator 8 begins to decrease, resulting in a decrease in the applied pressure. The difference then becomes positive. After a few fluctuations of this type, the output value of the slow integrator 8 stabilizes around a pseudocontinuous component (integration constant) conforming to the set point. The other integrator 9 operates on the same principle, but its time shorter integration allows almost instantaneous compensation for sudden pressure variations. The pseudocontinuous component of this fast integrator 9 is practically negligible compared to that of the slow integrator 8.
Les consignes de pression prescrites par les médecins sont limitées à une valeur maximale PMAX qui est typiquement de l'ordre de 20 cm d'eau (1,96 kPa). Mais en général les performances de l'élément compresseur 2 seront telles qu'il puisse atteindre des valeurs de pression supérieures à PMAX, pour éviter qu'il ait un débit nul pour cette valeur de pression maximale. On peut par ailleurs attribuer au dispositif un débit maximal autorisé DMAX correspondant à la somme d'un débit de fuite et d'un débit d'inspiration, par exemple de l'ordre de 2 litres par seconde. On choisira alors la valeur maximale prédéterminée du signal de commande PAR imposée par le circuit limiteur 12 comme étant égale à la valeur PARn du signal de commande pour laquelle la caractéristique P = f(D) de l'élément compresseur 2 passe par le point de coordonnées (DMAX,
PMAX)(voir figure 1). Cette limitation du signal de commande PAR limite la vitesse de fonctionnement de l'élément compresseur 2, et donc son niveau de bruit.The pressure instructions prescribed by the doctors are limited to a maximum PMAX value which is typically of the order of 20 cm of water (1.96 kPa). However, in general, the performance of the compressor element 2 will be such that it can reach pressure values greater than PMAX, to avoid it having a zero flow rate for this maximum pressure value. It is also possible to assign to the device a maximum authorized flow rate DMAX corresponding to the sum of a leakage flow rate and an inspiration flow rate, for example of the order of 2 liters per second. The maximum predetermined value of the control signal PAR imposed by the limiter circuit 12 will then be chosen to be equal to the value PARn of the control signal for which the characteristic P = f (D) of the compressor element 2 passes through the point of coordinates (DMAX,
PMAX) (see Figure 1). This limitation of the control signal PAR limits the operating speed of the compressor element 2, and therefore its noise level.
Le dispositif décrit ci-dessus permet d'obtenir, pour différentes valeurs REG1, REG2, ... REGn de la consigne de pression REG, des caractéristiques pression/débit telles que celles représentées à la figure 4. On voit que ces caractéristiques sont sensiblement plates sur la quasi-totalité de la gamme de débit admissible par le dispositif. Par conséquent, la pression appliquée dans le masque 1 sera uniforme et déterminée par la valeur de la consigne de pression prescrite. Il s'agit bien d'une pression stable qui s'ajoute à la pression atmosphérique ambiantegrce au capteur différentiel 5. The device described above makes it possible to obtain, for different values REG1, REG2, ... REGn of the pressure setpoint REG, pressure / flow characteristics such as those represented in FIG. 4. It can be seen that these characteristics are substantially flat over almost the entire flow range admissible by the device. Consequently, the pressure applied in mask 1 will be uniform and determined by the value of the prescribed pressure setpoint. It is indeed a stable pressure which is added to the ambient atmospheric pressure thanks to the differential sensor 5.
Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à un exemple de réalisation préféré, on comprendra que cet exemple n'est pas limitatif et que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. Although the invention has been described with reference to a preferred embodiment, it will be understood that this example is not limiting and that various modifications can be made to it without departing from the scope of the present invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9209951A FR2694697B1 (en) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Respiratory assistance device. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9209951A FR2694697B1 (en) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Respiratory assistance device. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2694697A1 true FR2694697A1 (en) | 1994-02-18 |
| FR2694697B1 FR2694697B1 (en) | 1994-10-14 |
Family
ID=9432807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9209951A Expired - Fee Related FR2694697B1 (en) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Respiratory assistance device. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2694697B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5503146A (en) * | 1994-10-26 | 1996-04-02 | Devilbiss Health Care, Inc. | Standby control for CPAP apparatus |
| US5551419A (en) * | 1994-12-15 | 1996-09-03 | Devilbiss Health Care, Inc. | Control for CPAP apparatus |
| EP3043851A4 (en) * | 2013-09-10 | 2017-05-17 | Samir S. Ahmad | Continuous positive airway pressure therapy target pressure comfort signature |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989010768A1 (en) * | 1988-05-10 | 1989-11-16 | Sipin Anatole J | Gas delivery means |
| US4971049A (en) * | 1989-11-06 | 1990-11-20 | Pulsair, Inc. | Pressure sensor control device for supplying oxygen |
| EP0425092A1 (en) * | 1989-09-22 | 1991-05-02 | RESPIRONICS Inc. | Apparatus for delivering gas to a patient |
| WO1992011054A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-07-09 | Puritan-Bennett Corporation | Inspiratory airway pressure system |
-
1992
- 1992-08-12 FR FR9209951A patent/FR2694697B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989010768A1 (en) * | 1988-05-10 | 1989-11-16 | Sipin Anatole J | Gas delivery means |
| EP0425092A1 (en) * | 1989-09-22 | 1991-05-02 | RESPIRONICS Inc. | Apparatus for delivering gas to a patient |
| US4971049A (en) * | 1989-11-06 | 1990-11-20 | Pulsair, Inc. | Pressure sensor control device for supplying oxygen |
| WO1992011054A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-07-09 | Puritan-Bennett Corporation | Inspiratory airway pressure system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PROCEEDINGS OF THE ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY vol. 11, Novembre 1989, SEATTLE, WASHINGTON, USA pages 332 - 333 , XP000129253 KHOSROW BEHBEHANI ET AL. 'A microprocessor-based sleep apnea ventilator' * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5503146A (en) * | 1994-10-26 | 1996-04-02 | Devilbiss Health Care, Inc. | Standby control for CPAP apparatus |
| US5551419A (en) * | 1994-12-15 | 1996-09-03 | Devilbiss Health Care, Inc. | Control for CPAP apparatus |
| EP3043851A4 (en) * | 2013-09-10 | 2017-05-17 | Samir S. Ahmad | Continuous positive airway pressure therapy target pressure comfort signature |
| US9987445B2 (en) | 2013-09-10 | 2018-06-05 | Breathe Technologies, Inc. | Continuous positive airway pressure therapy target pressure comfort signature |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2694697B1 (en) | 1994-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0782462B1 (en) | Pressure-controlled breathing aid | |
| EP1502619A1 (en) | Device for supplying a specific pressure or volume of breathing gas | |
| EP0182722B1 (en) | Artificial respiration apparatus with a volumetric inspiration support | |
| EP0042321B1 (en) | Respirator with automatic ventilation correction | |
| EP0855923B1 (en) | Flow estimation in cpap treatment and assisted respiration | |
| US6152129A (en) | Determination of leak and respiratory airflow | |
| EP0680350A1 (en) | Breathing aid apparatus particularly for treating sleep apnoea | |
| FR2484841A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING PULMONARY FANS | |
| FR2695830A1 (en) | Breathing aid device. | |
| FR2459053A1 (en) | RESPIRATOR | |
| FR2623404A1 (en) | RESPIRATORY ASSISTANCE DEVICE | |
| FR2717395A1 (en) | Breathing air supply system with humidity depending on the air flow. | |
| FR2896697A1 (en) | DEVICE FOR DELIVERING APPROPRIATE RESPIRATORY OXYGEN QUALITY | |
| FR2695320A1 (en) | Regulation method for air flow in respirator - using rate of change of flow samples to detect inspiration, and comparison of flow with integral of inspiration flow to detect expiration | |
| WO1994006499A1 (en) | Breathing aid device | |
| FR2694697A1 (en) | Respiratory assistance device for patients with apnea syndrome - has pressure detector between compressor and nasal mask which provides feedback signals for pressure control. | |
| FR2596279A1 (en) | Artificial ventilation apparatus for assisting the volume inhaled by a patient | |
| WO2018037166A1 (en) | Medical device for the closed-circuit administration of a gaseous mixture to a spontaneously breathing patient, and associated adjustment system | |
| EP1118347A1 (en) | Anaesthesia breathing device with controlled discharge valve | |
| FR2698274A1 (en) | Artificial respiration appts. with compression pump - includes pressure sensor and control unit for sensing and preventing any possible blockage of patient's airway | |
| FR2835188A1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING AND REGULATING THE FLOW OF OXYGEN ADAPTED TO THE PHYSIOLOGICAL NEEDS OF THE PATIENT | |
| EP0347282B1 (en) | Spontaneous ventilation apparatus with variable respiratory assistance | |
| EP2545951B1 (en) | Device for treating sleep disordered breathing | |
| FR2884725A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR ADJUSTING PRESSURE IN ARTIFICIAL BREATHING APPARATUS | |
| EP1820526B1 (en) | Air distribution method and device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CD | Change of name or company name | ||
| ST | Notification of lapse |