Cartouche légère et compact de traitement de gaz anesthésiques expirés par un patient

La présente invention porte sur une cartouche à autonomie réduite contenant un adsorbant permettant de récupérer le protoxyde d'azote (N ₂ O) ou le xénon (Xe) se trouvant dans les gaz expirés par les patients, en particulier dans les salles de soins des bâtiments hospitaliers.

Le protoxyde d'azote mélangé à l'oxygène, par exemple dans un rapport équimolaire 50%/50%, est utilisé dans le domaine médical en tant qu'analgésique qui est administré au patient par masque respiratoire ou analogue. Le protoxyde n'est toutefois pas métabolisé et est expiré par le patient dans un mélange volumique contenant environ 48 % de N ₂ O, 44 % de O ₂ , 4 % de CO ₂ et 4 % de vapeur d'eau.

De par la configuration des locaux dans lesquels les soins sont réalisés et en fonction de la présence ou de l'absence d'un système de ventilation des locaux, le personnel médical peut être exposé à une inhalation plus ou moins importante de protoxyde d'azote ambiant, ce qui n'est pas forcément souhaitable, surtout si cette inhalation de N ₂ O est importante et/ou fréquente.

Par ailleurs, lorsque les locaux sont dotés d'un système d'aspiration des gaz vers l'extérieur, le protoxyde d'azote aspiré puis libéré dans l'atmosphère peut avoir des effets néfastes du point de vue de l'environnement. C'est en particulier un gaz à fort « effet de serre » et ayant une action destructrice sur la couche d'ozone.

De plus, la dispersion du protoxyde d'azote médical dans un réseau d'aspiration ou d'évacuation de l'air ambiant n'est pas simple car la destination des gaz évacués doit être bien contrôlée pour éviter de reporter plus loin le problème résolu localement et, par ailleurs, le mélange exhalé est fortement oxydant et son transport requiert une analyse des risques engendrés par cette caractéristique ainsi l'emploi de matériaux compatibles et pratiques de maintenance adaptée, excluant par exemple la lubrification des parties en mouvement.

Par ailleurs, le xénon est aussi un gaz utilisé dans le domaine de l'anesthésie et qui présente des propriétés très intéressantes pour cette application. Cette utilisation se fait généralement au bloc opératoire mais son il peut également être mis en œuvre dans des laboratoires à des fins de recherches.

Pour des raisons analogues à celles évoquées ci-avant, ainsi que pour des aspects économiques liés à la rareté du xénon, il peut être intéressant, voire souhaitable ou nécessaire, de récupérer le xénon présent dans les gaz expirés par le patient.

De ce fait, il a été proposé de mettre en place dans les salles de soins, un système de capture des gaz expirés par les patients, en particulier du protoxyde ou du xénon, grâce à l'utilisation d'un adsorbant adapté au gaz considéré devant être récupéré.

Ainsi, il a est proposé d'utiliser une zéolite de type Faujasite, par exemple une zéolite de type CaX, NaX, CaLSX ou NaLSX, permet d'adsorber le protoxyde d'azote, ainsi que le CO ₂ et la vapeur d'eau se trouvant dans les gaz expirés. D'autres adsorbants, comme des gels de silice, des charbons actifs ou des zéolites permettent d'adsorber le xénon de manière efficace.

Ces molécules de N ₂ O ou de xénon présentes dans les gaz expirés viennent en fait se fixer sélectivement et réversiblement dans les pores du matériau adsorbant, permettant donc de les extraire du mélange gazeux et de les séquestrer avant retraitement. Cette réaction a lieu dans de bonnes conditions de cinétique et de température.

Pour ce faire, on connecte le tuyau d'expiration du patient à un réservoir contenant une zéolite ou un autre adsorbant qui laisse passer l'oxygène mais adsorbe le protoxyde d'azote, le xénon ou tout autre gaz thérapeutique ou anesthésique qu'il faut récupérer, évitant ainsi que les molécules de ce gaz ne se répandent dans l'environnement. Lorsque l'adsorbant est saturé, il est retraité en usine, par chauffage, entraînant la désorption des gaz adsorbés.

Cependant, le problème qui se pose est que les capacités d'adsorption des zéolites, ramenées aux volumes expirés par un patient pendant la durée d'une anesthésie ou d'une analgésie, débouchent sur des volumes d' adsorbant nécessaire assez importants. La densité des adsorbants étant de l'ordre de 0.7, la masse totale d'adsorbant est dès lors aussi importante. Par exemple, pour adsorber l'ensemble du protoxyde contenu dans une bouteille B5, c'est-à-dire de 750 litres de gaz ou 2,5 litres de contenance (en eau), il faut de 10 à 15 kg d'adsorbant.

Ceci engendre alors des contraintes assez fortes notamment en termes de volume, de poids et de difficulté et/ou de fréquence manutention par le personnel soignant.

Or, dans le milieu hospitalier, il peut être nécessaire de déplacer un patient d'un lieu à un autre au sein d'un bâtiment donné ou dans des bâtiments différents, voire d'une unité mobile de type SAMU à un bâtiment, ou inversement.

Dès lors, il faut pouvoir récupérer en continu les anesthésiques expirés par le patient, y compris durant le temps son transfert d'un lieu à un autre, ce qui n'est pas chose

aisée, voire impossible, avec les dispositifs actuels qui ne sont pas adaptés à des déplacements fréquents.

Au vu de cela, un problème qui se pose est dès lors de proposer un dispositif à adsorbant dédié au piégeage des composés volatils présents dans les gaz expirés par les patients, en particulier le N ₂ O et le xénon, qui soit adapté à ces contraintes, en particulier qui soit adapté à des interventions de courtes durées ou qui puisse être utilisé lors d'un transfert de patient, et qui soit par ailleurs de mise en oeuvre simple par le personnel soignant.

En d'autres termes, l'invention vise à proposer un dispositif permettant de récupérer in situ, notamment le protoxyde d'azote (N ₂ O) ou le xénon (Xe) se trouvant dans les gaz expirés par les patients, qui soit d'encombrement réduit et bien adapté à une mise en œuvre aisée en milieu hospitalier ou analogue, en particulier dans les salles de soins des bâtiments hospitaliers et pour des patients susceptibles d'être déplacés au sein desdits bâtiments hospitaliers. Une solution selon l'invention est une cartouche de traitement de gaz, en particulier légère et compacte, comprenant une enveloppe externe contenant au moins un matériau adsorbant apte à adsorber au moins une partie d'au moins un composé anesthésique présent dans un gaz à traiter, ledit composé anesthésique étant choisi parmi le protoxyde d'azote et le xénon, ladite enveloppe comportant un fond à l'une de ses extrémités et un couvercle à l'autre de ses extrémités, ledit couvercle comprenant un orifice d'entrée de gaz par lequel le gaz à traiter pénètre dans l'enveloppe, et comprenant, en outre, au moins un orifice de sortie de gaz par lequel le gaz traité ressort de l'enveloppe et un dispositif d'accrochage permettant d'accrocher la cartouche à un support.

Selon le cas, la cartouche de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- l'orifice d'entrée est situé dans la moitié supérieure du récipient et l'orifice de sortie de gaz se trouve dans la moitié inférieure du récipient.

- l'enveloppe externe a une forme aplatie.

- l'adsorbant est agencé au sein d'un logement aménagé dans l'enveloppe, le volume interne dudit logement contenant l'adsorbant étant compris entre 1 et 2 litres.

- le dispositif d'accrochage est conformé et dimensionné pour permettre d'accrocher la cartouche à un barreau de lit ou de brancard.

- le dispositif d'accrochage comprend une expansion de la paroi du couvercle ou de l'enveloppe externe de section circulaire ou polygonale.

- le dispositif d'accrochage comprend une expansion de la paroi du couvercle ou de l'enveloppe externe de 2 à 4 cm environ de section.

- le dispositif d'accrochage est une expansion du couvercle de préférence formée d'une seule pièce avec le couvercle. - il comporte des moyens de raccordement agencés au niveau de l'orifice d'entrée de gaz aptes à et conçus pour permettre la connexion d'une canalisation d'acheminement de gaz audit orifice d'entrée.

- l'orifice de sortie de gaz par lequel le gaz traité ressort de l'enveloppe est aménagé dans le fond ou à la jonction du fond et de l'enveloppe. L'invention porte aussi sur un ensemble de distribution de gaz anesthésique et de récupération de gaz expirés par un patient comprenant une cartouche selon l'invention et une bouteille de gaz contenant un gaz ou un mélange gazeux contenant au moins un composé anesthésique, ladite bouteille de gaz étant reliée à une interface respiratoire servant à distribuer le gaz anesthésique à un patient, par l'intermédiaire d'un premier conduit d'acheminement de gaz, de manière à amener le gaz délivré la bouteille de gaz jusqu'à ladite interface respiratoire, et ladite interface respiratoire étant reliée à l'orifice d'entrée de la cartouche par l'intermédiaire d'un second conduit d'acheminement de gaz de manière à amener les gaz expirés dans ladite interface respiratoire jusqu'à la cartouche.

Un mode de réalisation selon l'invention va maintenant être expliqué plus en détail en références aux figures annexées parmi lesquelles :

- les Figures 1 et 2 schématisent une cartouche selon un mode de réalisation de la présente invention représenté en état de fonctionnement accrochée à un barreau de lit d'hôpital, et

- la Figure 3 schématise un empilement de cartouches selon la Figure 1. Les Figures 1 et 2 représentent une cartouche 1 légère selon un mode de réalisation de la présente invention, laquelle contient un adsorbant permettant d'éliminer par adsorption un composé anesthésique volatile donné, en particulier le N ₂ O ou le xénon se trouvant dans un gaz anesthésique ou analgésique administré par inhalation à un patient.

La cartouche 1 est dimensionnée de manière à contenir suffisamment d' adsorbant, par exemple de la zéolite, pour adsorber la totalité du composé gazeux à éliminer, en particulier du protoxyde d'azote ou du xénon, qui serait expiré par un patient pendant la durée moyenne d'un acte chirurgical ou analogue se déroulant sur le lieu considéré d'utilisation de la cartouche, par exemple pendant environ 15 à 20 minutes, en offrant un volume interne pour l'adsorbant de 1 à 2 litres, par exemple de l'ordre de 1.5 litre. En cas d'intervention plus longue, il suffira d'utiliser plusieurs cartouches.

A titre d'exemple, les dimensions d'une cartouche selon l'invention sont une hauteur et une largeur d'une à plusieurs dizaines de centimètres, et une épaisseur de plusieurs centimètres. Le fait que la cartouche 1 de l'invention soit aplatie et compacte est particulièrement intéressant car cela limite son encombrement et donc facilite son utilisation en milieu hospitalier.

La nature de l'adsorbant à utiliser dépend du gaz à traiter et du niveau de purification du gaz souhaité. Le choix se fera donc au cas par cas, notamment il pourra être recouru à des essais empiriques visant à tester l'efficacité de tel ou tel adsorbant disponible sur le marché. A titre d'exemple, comme susmentionné, pour adsorber le N ₂ O, on peut utiliser un adsorbant de type faujasite, alors que pour adsorber le xénon, on choisit un adsorbant de type gel de silice, charbon actif ou zéolite. Bien entendu, on peut aussi utiliser plusieurs adsorbants différents qui peuvent être soit agencés en couches successives dans la cartouche 1, soit mélangés les uns aux autres formant ainsi un lit composite.

Préférentiellement, l'adsorption des composés sur l'adsorbant se fera de bas en haut et la désorption à contre-courant de l'adsorption, donc de haut en bas. Le gaz peut également être prétraité avant adsorption du N ₂ O, par exemple pour éliminer toute ou partie de la vapeur d'eau qu'il contient, c'est-à-dire pour le désaturer en eau.

Plus précisément, comme montré en Figures 1 et 2, la cartouche 1 aplatie et compacte selon l'invention se compose d'une enveloppe externe 2 formant le corps périphérique de la cartouche 1, d'un fond 3 et d'un couvercle 4.

Elle comprend aussi un dispositif d'accrochage 5, tel une expansion de la paroi du couvercle ou de l'enveloppe 2 externe, adapté et conçu pour permettre un accrochage de la cartouche 1 à un barreau de lit d'hôpital ou de brancard au moyen dudit dispositif d'accrochage 5, c'est-à-dire que ce dispositif d'accrochage est conformé et dimensionné pour venir épouser les contours d'un barreau de lit d'hôpital, lequel a typiquement une section circulaire ou polygonale, notamment carrée, de 2 à 4 cm environ.

L'enveloppe 2 externe comporte un logement interne renfermant l'adsorbant. Elle assure l'esthétique, ainsi que la protection de l'adsorbant se trouvant dans le logement interne et porte toutes informations utiles à l'emploi et à l'identification sous forme d'étiquettes ou de puce électronique.

L'enveloppe 2 externe peut par exemple être réalisée en polymère, alors que le logement interne renfermant l'adsorbant peut être réalisé en un matériau résistant mieux aux contraintes physico-chimiques et de température engendrées par l'adsorption des molécules de gaz anesthésique, par en acier inox.

Comme montré en Figures 1 et 2, le branchement sur la cartouche 1 du conduit de gaz 15 relié au masque respiratoire, se fait au niveau d'un orifice d'entrée 11 de gaz aménagé dans la partie supérieure de la cartouche 1 , de préférence au travers du couvercle 3, lequel est facile d'accès, tandis que l'évent ou orifice de sortie 12 est situé dans la partie inférieure de la cartouche 1 , de préférence à travers le fond 4 ou à la jonction du fond 4 et de l'enveloppe 2.

Lors de son utilisation, la cartouche 1 selon l'invention est accrochée à un barreau 10 horizontal du lit ou brancard sur lequel se trouve le patient. Une bouteille de gaz contenant un gaz anesthésique ou analgésique comprenant par exemple du N ₂ O ou de xénon, est raccordée à un masque respiratoire via un conduit souple de manière à convoyer le gaz anesthésique jusqu'au masque alimentant les voies aériennes du patient. La cartouche 1 selon l'invention est elle aussi raccordée au masque via un autre conduit souple 15 qui récupère les gaz expirés par le patient au niveau du masque et les achemine jusqu'à la cartouche 1 où ils sont traités. La bouteille de gaz peut être une bouteille de gaz médical classique type B5 munie d'un capotage ou chapeau de protection venant recouvrir et protéger les organes sensibles de la bouteille, à savoir typiquement le robinet ou robinet-détendeur servant à contrôler le passage du gaz vers l'extérieur de la bouteille (débit et/ou pression), ainsi que ses équipements, tel que manomètre, volant ou levier de manœuvre... Une bouteille de ce type est décrite par exemple dans le document EP-A-629812 et un robinet-détendeur utilisable sur une telle bouteille est par exemple décrit par le document EP-A-747796.

L'entrée dans la cartouche 1 des gaz expirés par le patient se fait via l'orifice 11 d'entrée et le rejet à l'atmosphère des gaz débarrassés de leurs composés anesthésiques, tel le N ₂ O ou le xénon, se fait via un (ou plusieurs) évent 12 d'évacuation des gaz est situé dans la zone inférieure de la cartouche 1 ; les composés anesthésiques étant retenus dans la cartouche 1 par adsorbant qui s'y trouve. Les gaz épurés étant exempts de protoxyde d'azote ou de xénon peuvent être évacués simplement dans le local où se trouve la cartouche 1.

L'orifice d'entrée 11 comprend des moyens de raccordement de conduit permettant d'y fixer l'extrémité d'un conduit 15 véhiculant les gaz expirés depuis le masque respiratoire, la sonde d'intubation ou tout autre dispositif analogue apte à récupérer les gaz expirés par le patient. Par exemple, les moyens de raccordement de conduit peuvent être ou comprendre un taraudage ou un filetage.

La Figure 3 schématise un empilement de plusieurs cartouches 1 selon l'invention les unes sur les autres. Dans ce mode de réalisation, les dispositifs d'accrochages 5 et les

fonds 4 des cartouches sont conformés de manière à pouvoir venir s'enclipser les uns dans les autres de manière à permettre un stockage compact de cartouches 1.

La cartouche 1 selon l'invention peut être utilisée aussi bien dans les bâtiments hospitaliers, tels qu'hôpitaux ou cliniques, que dans les salles de soins, notamment en bâtiment hospitalier ou dans l'office d'un médecin, d'un dentiste, d'un vétérinaire ou analogue, ou qu'à domicile.