Récipient mobile de traitement in situ de gaz anesthésiques expirés par un patient

La présente invention porte sur un récipient mobile permettant de récupérer in situ 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 de gaz ou 2,5 litres de contenance (en eau), il faut de 10 à 15 kg d'adsorbant.

Or, le récipient de traitement doit pouvoir être utilisé pendant des durées longues dans les salles de soins où il est mis en œuvre, ce qui implique l'utilisation de quantité d'adsorbant correspondant à plusieurs bouteilles de gaz, donc engendre un poids pouvant atteindre 80 kg ou davantage.

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.

Au vu de cela, un problème qui se pose est dès lors de proposer un récipient 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 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 bien adapté à une mise en œuvre aisée en milieu hospitalier ou analogue, en particulier dans les salles de soins des bâtiments hospitaliers.

Une solution selon l'invention est alors un récipient d'adsorption mobile 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 récipient d'adsorption comprenant en outre, un orifice d'entrée de gaz par lequel le gaz à traiter pénètre dans le récipient, un orifice de sortie de gaz par lequel le gaz traité ressort du récipient, une ou plusieurs roues permettant un déplacement dudit récipient par un opérateur par roulage sur le sol et une poignée de manipulation permettant à l'opérateur de diriger et manœuvrer le récipient lors d'un déplacement sur le sol, le matériau adsorbant étant apte à adsorber un composé anesthésique choisi parmi le protoxyde d'azote ou le xénon.

Selon le cas, le récipient 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. - le récipient se compose d'une carcasse externe formant corps périphérique, d'un fond et d'un couvercle.

- l' adsorbant est agencé au sein de plusieurs cartouches agencées dans le récipient, de préférence dans la carcasse, de préférence plusieurs cartouches pouvant être extraites du récipient de manière indépendante les unes des autres. - les cartouches sont agencées en série les unes par rapport aux autres dans le sens de circulation du gaz depuis l'orifice d'entrée vers l'orifice de sortie de manière à être traversées successivement par le gaz entrant par l'orifice d'entrée et ressortant par l'orifice de sortie.

- il comporte dispositif de mesure permettant d'indiquer la quantité de gaz traité, en particulier un débitmètre.

- 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.

- il comprend un compartiment de rangement situé sous le couvercle surmontant la carcasse du récipient.

L'invention concerne aussi un ensemble de distribution de gaz anesthésique et de récupération de gaz expirés par un patient comprenant un récipient 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 du récipient par l'intermédiaire d'un second conduit d'acheminement de gaz de manière à amener les gaz expirés dans ladite interface respiratoire jusqu'au récipient d'adsorption.

L'invention va maintenant être expliquée plus en détail en références aux figures annexées parmi lesquelles :

- la Figure 1 représente un récipient mobile selon la présente invention représenté en état de fonctionnement raccordé à un masque respiratoire,

- la Figure 2 montre le récipient de la Figure 1 avec son couvercle ouvert,

- la Figure 3 est une vue éclatée du récipient de la Figure 1 , et

- la Figure 4 schématise le récipient de la Figure 1 dans une salle de soins.

Les Figures 1 à 4 montrent un récipient 1 mobile selon la présente invention, encore appelé adsorbeur, contenant un adsorbant permettant d'éliminer par adsorption un composé anesthésique volatil donné, en particulier le N ₂ O ou le xénon se trouvant dans un gaz anesthésique ou analgésique administré par inhalation à un patient.

Le récipient ou adsorbeur 1 est dimensionné de manière à contenir suffisamment d'adsorbant, par exemple de la zéolite, pour adsorber la totalité du protoxyde d'azote ou du xénon contenu dans plusieurs bouteilles B5 ayant une contenance de 1500 litres de gaz (soit 5 1 d'eau), c'est-à-dire pendant une longue durée d'utilisation comme expliqué ci- après.

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 l'adsorbeur 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, le récipient mobile 1 se compose d'une coque ou carcasse périphérique 21, d'un fond 22, d'un couvercle 23, ainsi qu'une poignée de manipulation 24, tel un arceau 21 ou autre.

La carcasse 21 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.

Le fond 22 du récipient comprend une ou plusieurs roues 16 pour permettre son déplacement par roulage sur le sol et facilitant le transport du récipient dans les bâtiments hospitaliers ou autres, de préférence de 3 à 5 roues. En effet, comme le poids de l'adsorbant nécessaire est assez conséquent, c'est-à- dire typiquement plus de 80 kg environ selon l'adsorbant choisi et son efficacité d' adsorption (capacité, sélectivité, activation, pollution éventuelle ...), la durée d'utilisation souhaitée..., il est primordial de pouvoir le transporter aisément d'une pièce à l'autre au sein d'un bâtiment hospitalier, c'est-à-dire sans le porter mais simplement en le faisant rouler sur le sol.

Le récipient 1 mobile de l'invention est particulièrement destiné aux locaux hospitaliers dans lesquels le gaz anesthésique est utilisé de manière intensive mais qui ne possèdent ni ventilation, ni fenêtre permettant d'aérer les locaux et d'y renouveler l'air. C'est en effet dans ce type d'environnement que la pollution par les gaz expirés pose le problème le plus aigu.

Pour y remédier, on positionne, de préférence à demeure, le récipient 1 selon l'invention contenant un volume d'une centaine de litres d'adsorbant, soit plus de 80 kg, capable d'adsorber les effluents de protoxyde d'azote ou de xénon par exemple rejetés par les patients sur une longue durée, typiquement un ou plusieurs mois. Comme montré en Figures 1, 3 et 4, le branchement sur le récipient 1 du conduit 30 relié au masque 31 respiratoire, se fait au niveau d'un orifice d'entrée 11 de gaz situé dans la partie supérieure du récipient 1, lequel est facile d'accès, tandis que l'évent ou orifice de sortie 12 est situé dans la partie inférieure du récipient 1, c'est-à-dire près du sol.

De préférence, le récipient 1 possède un compartiment 17 interne fermé par une trappe ou un couvercle 23, en particulier pivotant, qui peut servir de compartiment de

rangement pour les différents accessoires nécessaires à la mise en œuvre du gaz, par exemple les conduits de gaz 30, 32, l'interface respiratoire 31...

En outre, il comporte un dispositif de mesure 13, tel de préférence un débitmètre, qui suit la quantité de gaz traité et indique à l'opérateur le moment où il devient nécessaire de changer le récipient ou toute ou partie des cartouches 15 à adsorbant qui s'y trouvent, c'est-à-dire le moment où il faut remplacer l'adsorbant car il est saturé ou en voie de l'être bientôt.

La charge en zéolites peut être soit rassemblée dans un seul contenant ou une seule cartouche 15, soit segmentée en plusieurs cartouches 15 facilitant les manipulations lors de l'échange, du transport et du traitement de désorption de l'adsorbant. La segmentation offre en outre l'avantage d'accroître les surfaces en contact avec le gaz et donc de faciliter les échanges thermiques. Les différentes cartouches 15 peuvent être organisées de telle sorte que les gaz exhalés les traversent successivement (en série) et le remplacement de la charge d' adsorbant puisse être alors effectué partiellement en commençant par exemple par les premières cartouches 15 intéressées par le flux de gaz exhalés.

Un dispositif d'aiguillage du flux peut permettre de permuter l'ordre des cartouches. A titre d'exemple, dans un système à 6 cartouches contenant chacune de 15 à 20 litres d'adsorbant et contenues dans des alvéoles numérotées Al à A6, le flux entre dans Al puis passe dans A2 .... pour finir purifié en sortie de A6. Lorsque la cartouche 15 disposée en Al, i.e. la plus saturée en composé à éliminer, est remplacée par une cartouche « neuve » ou ayant bénéficié du traitement de désorption, l'entrée des gaz exhalés est commutée de à Al à A2 et la sortie commutée de A6 à Al, les interconnexions A2>A3, A3>A4, A4>A5 restant inchangées.

La figure 4 montre un récipient 1 selon l'invention positionné dans une salle de soins. Une bouteille de gaz 2 contenant un gaz anesthésique ou analgésique comprenant du N ₂ O ou de xénon, est raccordée à un masque respiratoire 31 via un conduit souple 32 de manière à convoyer le gaz anesthésique jusqu'au masque 31. Le récipient 1 selon l'invention est lui aussi raccordé au masque 31 via un autre conduit souple 30 qui récupère les gaz expirés par le patient au niveau du masque 31 et les achemine jusqu'au récipient 1 où ils sont traités.

La bouteille 2 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 2, 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 des gaz expirés par le patient se fait via un orifice 11 d'entrée situé sur la face supérieure de l'adsorbeur 1 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 l'adsorbeur, c'est-à-dire à proximité ou dans la région du fond 22.

Les gaz épurés étant exempts de protoxyde d'azote ou de xénon peuvent être évacués simplement dans le local où se trouve le récipient 1. Dans tous les cas, l'orifice d'entrée 11 comprend des moyens de raccordement de conduit permettant d'y fixer l'extrémité d'un conduit 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 un raccord emboîté avec ou sans verrouillage, ou un raccord vissé avec si besoin un joint d'étanchéité.

L'ensemble selon l'invention peut être utilisé 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.