L'administration sûre et efficace d'oxygène aux patients.

Les insufflateurs manuels à valve, également appelés ballons Ambu (appareils de ventilation manuelle artificielle), servent à administrer de l'oxygène aux patients qui ne respirent pas spontanément. Cependant, bien qu'ils aient sauvé de nombreuses vies, ils ne sont pas adaptés au traitement des patients atteints du coronavirus COVID-19.

Le principal inconvénient de ce masque est qu'il faut le comprimer manuellement pour insuffler de l'oxygène dans les poumons. Cette méthode convient pour de courtes périodes, mais pas pour une oxygénation prolongée. De plus, la quantité d'oxygène délivrée peut varier et le patient doit être stabilisé au préalable.

Après avoir étudié des modèles open source de respirateurs d'urgence, une équipe d'ingénieurs de Tolomatic s'est réunie et a imaginé de nouvelles solutions pour fabriquer des respirateurs à partir de ballons d'insufflation. En une semaine, l'équipe a créé deux modèles utilisant les actionneurs électriques à vis de l'entreprise. Ces modèles automatisent le contrôle du volume d'air et de sa fréquence d'insufflation aux patients, ce qui représente une amélioration significative par rapport aux ballons d'insufflation manuels.

Notre approche a consisté à automatiser un processus traditionnellement manuel grâce à des actionneurs linéaires électriques, afin de garantir une ventilation continue aux patients pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines. Ces actionneurs contrôlent la vitesse, la fréquence et l'amplitude de la course lors de la descente, la durée de la pause, puis la vitesse, la fréquence et l'amplitude de la course lors de la remontée.

Ces actionneurs offrent aux médecins et aux infirmières un contrôle total du débit d'oxygène administré aux poumons du patient, contrairement aux systèmes à cames ou à vérins pneumatiques plus classiques que l'on retrouve sur d'autres dispositifs open source. Quel que soit l'âge ou la corpulence du patient, ils peuvent ajuster la quantité d'air et la fréquence d'administration.

Nous utilisons soit un actionneur électrique à tige, soit un actionneur électrique sans tige. Ces deux types d'actionneurs linéaires à vis convertissent la puissance rotative d'un servomoteur en mouvement linéaire. Les actionneurs à tige possèdent une tige qui se déploie et se rétracte depuis le corps principal de l'actionneur. Les actionneurs sans tige, quant à eux, sont dépourvus de tige ; le déplacement est alors intégré à l'actionneur. Pour cette application, l'actionneur à tige nécessite un boîtier pour maintenir le ballon de compression pneumatique et se fixe à ce boîtier. L'actionneur sans tige, plus compact, peut maintenir et comprimer le ballon de compression pneumatique dans ses rails.

La course optimale pour les deux prototypes est de 6,35 cm (2,5 pouces), avec une force minimale de 11,3 kg (25 lb) sur l'arbre de sortie. Les deux prototypes sont conçus pour supporter une force d'au moins 45,4 kg (100 lb). La configuration à entraînement direct (ou en ligne) simplifie la conception et réduit les coûts. L'ajout d'un système d'engrenages permettrait d'utiliser une plus grande variété de moteurs.

Ces nouveaux modèles semblent constituer une amélioration par rapport aux modifications apportées aux ballons Ambu qui automatisaient le processus à l'aide d'une came unidirectionnelle ou d'un actionneur pneumatique. Ces derniers ne permettent pas aux soignants de régler l'amplitude de la course, mais seulement la fréquence respiratoire. De ce fait, le même volume d'air est administré à tous les patients et le profil respiratoire obtenu ne correspond pas à un cycle respiratoire typique.

Les actionneurs linéaires, quant à eux, peuvent accélérer rapidement et maintenir leur vitesse sur une distance donnée, assurant ainsi un débit d'air plus constant par compression et un cycle respiratoire plus naturel. La maîtrise totale du mouvement offerte par un actionneur linéaire permet également d'adapter le débit d'air à l'âge, à la morphologie ou aux besoins du patient.

Ces conceptions offrent des performances fiables à long terme et permettent l'ajout d'alarmes en cas de panne moteur et de capteurs pour surveiller la quantité et la qualité du flux d'air.

Nous ne sommes pas un fabricant de dispositifs médicaux et ce modèle n'a été approuvé par aucun organisme de réglementation. Cependant, ces concepts limitent le contact avec le patient à celui de l'insufflateur manuel déjà homologué. Notre objectif est de contacter d'autres partenaires, de susciter leur intérêt et d'échanger sur une éventuelle collaboration pour la conception d'un modèle homologué qui facilitera le travail du personnel médical.

À ce jour, nous avons échangé avec plusieurs entreprises travaillant sur d'autres concepts et nous nous intéressons aux avantages supplémentaires qu'offrirait l'actionnement électrique. Notre entreprise est prête à mettre son expertise en contrôle de mouvement à votre service pour relever ces défis majeurs. N'hésitez pas à nous contacter pour toute assistance concernant vos applications.