Principe de fonctionnement des ventilateurs réadministrant les gaz expirés
Figure 1 :
Principe de fonctionnement des ventilateurs réadministrant les gaz expirés. (a) Elément de recueil et d'insufflation du mélange gazeux destiné au patient. (b) Sélecteur ventilation automatique/manuelle spontanée. (c) Ballon pour ventilation manuelle et spontanée. (d) Entrée de gaz frais. (e) Valve unidirectionnelle inspiratoire. (f) Segment de raccordement au patient. (g) Valve expiratoire télécommandée. (h) Valve unidirectionnelle expiratoire. (i) Valve d'isolement (de la valve d'échappement) télécommandée. (j) Valve d'échappement avec levier à deux positions : ventilation automatique (pression d'ouverture constante de 2 cmH2O) et ventilation manuelle/spontanée (pression d'ouverture réglable entre 2 et 80 cmH2O). (k) Valve d'isolement du ballon télécommandée. (l) Ballon de mise en réserve des gaz destinés à l'élément d'insufflation, ainsi que la ventilation manuelle et spontanée. (m) Valve d'échappement réglable associée au ballon. (n) Valve d'entrée d'air ambiant. L'absorbeur de CO2, non représenté sur la figure, peut être situé sur le segment expiratoire ou inspiratoire, ou le segment de jonction entre les deux précédents. La valve de sécurité de surpression n'est pas figurée (les gaz expirés sont en bleu et les gaz frais en rouge).
(E1-2/I1-2) : ventilateurs dépourvus d'un ballon réservoir relié à l'élément d'insufflation (élément à expansion passive).
- En ventilation automatique (E1-I1), le sélecteur de mode de ventilation (b) et le levier de la valve d'échappement (j) sont en position ventilation automatique. A l'expiration (E1) les valves télécommandées (g et i) et la valve unidirectionnelle expiratoire (h) s'ouvrent, tandis que la valve unidirectionnelle inspiratoire (e) se ferme. Les gaz expirés et les gaz frais s'accumulent dans l'élément d'insufflation (a) qu'ils distendent sous l'effet de leur pression. Quand celui-ci est complètement distendu, ou touche une butée à hauteur réglable, la pression dans le circuit augmente et les gaz excédentaires sortent par la valve d'échappement. A l'insufflation (I1), l'élément (a) est comprimé par son dispositif moteur, alors que les valves télécommandées ainsi que la valve unidirectionnelle expiratoire sont fermées. Les gaz contenus dans l'élément, additionnés des gaz frais arrivant dans le circuit pendant l'insufflation, pénètrent dans le segment inspiratoire en ouvrant la valve unidirectionnelle inspiratoire.
- En ventilation manuelle ou spontanée (E2-I2), le sélecteur de mode ventilation (b) et le levier de la valve d'échappement (j) sont en position " ventilation manuelle spontanée ". L'élément de recueil et d'insufflation n'est pas en fonction. Les valves télécommandées (g et i) sont ouvertes en permanence. A l'expiration (E2), les gaz expirés et les gaz frais s'accumulent dans le ballon (c). Quand celui-ci est complètement distendu, la pression dans le circuit augmente et les gaz excédentaires sortent par la valve d'échappement. A l'insufflation (I1), obtenue par compression manuelle du ballon, ou à l'inspiration, le cheminement des gaz est similaire à I1. En ventilation
manuelle, un échappement de gaz se produit si la pression d'insufflation dépasse la pression d'ouverture de la valve d'échappement, réglée au niveau requis pour permettre la ventilation souhaitée. En ventilation spontanée par contre, cet échappement ne se produit qu'à l'expiration, si l'entrée de gaz frais dépasse la sortie de gaz par consommation ou fuite, par la valve en
position ouverte.
E3-4/I3-4 : ventilateurs pourvus d'un ballon réservoir relié à l'élément d'insufflation (élément à
expansion active).
- En ventilation automatique (E3-I3), à l'expiration (E3), les valves télécommandées, expiratoire (g), d'isolement de la valve d'échappement (i) et d'isolement du ballon (k) s'ouvrent, alors que la valve unidirectionnelle inspiratoire se ferme. Les gaz expirés ouvrent la valve unidirectionnelle expiratoire et se rendent en direction du ballon (l), où ils sont rejoints par les gaz frais.
Simultanément, ou avec un léger décalage par rapport au début de l'expiration, l'élément d'insufflation est distendu activement par son dispositif moteur, ou sous l'effet de la pesanteur
dans le cas des soufflets descendants à l'expiration, pour prélever des gaz expirés, le contenu du ballon et les gaz frais. En début d'expiration, le ballon est d'abord distendu par l'arrivée massive de gaz expirés ; puis il diminue de volume quand le flux de gaz expirés décroît, alors que l'élément d'insufflation continue à se remplir activement. Dans l'éventualité où l'élément et le ballon sont pleins, par suite d'une arrivée trop importante de gaz frais, la pression dans le circuit monte et les gaz excédentaires sortent par une valve d'échappement (j et/ou m). Quand la " demande " de l'élément dépasse le volume de gaz contenu dans le ballon et le débit de gaz frais arrivant simultanément, la pression dans le système devient négative et de l'air ambiant est aspiré à travers la valve d'entrée d'air (n). A l'insufflation (I3), l'élément d'insufflation est comprimé par son dispositif moteur, alors que les 3 valves télécommandées sont fermées.
L'élément insuffle son contenu dans le segment inspiratoire, en ouvrant la valve unidirectionnelle inspiratoire. Pendant l'insufflation, les gaz frais s'accumulent dans le ballon qui est isolé du circuit par la valve télécommandée (k). Si, pendant l'insufflation, le débit de gaz frais est trop élevé par rapport à la capacité du ballon, l'excédent de gaz sort par la valve d'échappement (m).
- En ventilation manuelle ou spontanée (E4-I4) les valves télécommandées (g, i, k) restent ouvertes en permanence et la valve d'échappement du ballon (m) fermée en permanence.
L'élément d'insufflation n'est pas mobilisé. La circulation des gaz se fait comme pour E2-I2.
