EP2050425B1 - Procédé de gonflage alterné d'un dispositif de support à cellules gonflables et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Procédé de gonflage alterné d'un dispositif de support à cellules gonflables et dispositif pour sa mise en oeuvre Download PDF

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EP2050425B1
EP2050425B1 EP08166638.0A EP08166638A EP2050425B1 EP 2050425 B1 EP2050425 B1 EP 2050425B1 EP 08166638 A EP08166638 A EP 08166638A EP 2050425 B1 EP2050425 B1 EP 2050425B1
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EP
European Patent Office
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cells
pressure
pump
inflation
series
Prior art date
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EP08166638.0A
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German (de)
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EP2050425A1 (fr
Inventor
Jean-Luc Caminade
Jean-Marie Basilio
Olivier Coupard
Thierry Les Jardins d'Oc Flocard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hill Rom Industries SAS
Original Assignee
Hill Rom Industries SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • A61G7/05—Parts, details or accessories of beds
    • A61G7/057—Arrangements for preventing bed-sores or for supporting patients with burns, e.g. mattresses specially adapted therefor
    • A61G7/05769—Arrangements for preventing bed-sores or for supporting patients with burns, e.g. mattresses specially adapted therefor with inflatable chambers
    • A61G7/05776—Arrangements for preventing bed-sores or for supporting patients with burns, e.g. mattresses specially adapted therefor with inflatable chambers with at least two groups of alternately inflated chambers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00—General characteristics of devices
    • A61G2203/30—General characteristics of devices characterised by sensor means
    • A61G2203/34—General characteristics of devices characterised by sensor means for pressure

Definitions

  • the present invention relates to the field of pressure regulation for support devices with cells or inflatable compartments such as therapeutic mattresses.
  • Such mattresses are used in particular to aliter patients suffering from or presenting risks of developing skin diseases such as pressure sores related to prolonged maintenance without movement while sitting or lying down.
  • the invention more particularly relates to a method of alternately inflating inflatable cells of such a support device and a particular device for the implementation of this method.
  • each inflatable cell communicates sealingly with at least one means for supplying a fluid inflating the cells, traditionally air, via at least one solenoid valve, which is itself connected to a control device controlling the inflation and the regulation of the fluid pressure inside the inflatable cells of the mattress.
  • Supporting devices of this type are used as mattresses for patient care because they provide adequate body position and support on the surface of the mattress, depending on the morphology and position of the patients.
  • the ideal comfort of a patient, and the optimal vascularization of the tissues, in particular to avoid the formation of pressure ulcers or to reduce localized pains in certain zones of support of the body on the mattress, are obtained when the points of support of the body are redistributed on the surface of the mattress, that is to say when the pressure exerted by the different areas of the body on the mattress (called “interface pressure") is substantially identical for all the points of the surface of the mattress. body in contact with the mattress and if, on the other hand, this contact surface of the body with the mattress is as high as possible.
  • This requires adapting the inflation of the inflatable cells of the mattress under the different parts of the body to control the level of depression of the body in the different areas of the mattress.
  • a distribution of the air pressure inside the inflatable cells is carried out by controlling their filling / emptying as a function, in particular, of the measurements of stress exerted by the patient's body on the mattress, these measurements being carried out with sensors in, on or preferably below the mattress depending on the type of sensors used.
  • sensors hereinafter referred to as morphology sensors, are known to those skilled in the art and measure, in particular, a constraint consisting of the pressure exerted by the patient's body on the cells of the mattress called interface pressure or the distance of embedding or immersion volume of the patient's body in the cells of the mattress, as described for example in the European patent EP 0 676 158 and the European patent EP 1 056 372 in the name of the plaintiff.
  • a regulation pressure of the inflation of the cells appropriate according to the morphology of the patient on the mattress.
  • morphology of the patient on the mattress is here understood to mean both the mass of the patient and his area of contact with the mattress, that is to say his position on the mattress.
  • the control and regulation of the filling / emptying of the inflatable cells also makes it possible to provide support devices operating in "alternating" inflation mode cells in which alternately inflate and deflate alternately and simultaneously some cells of the support device evenly distributed in the length thereof. For example, one cell out of two is deflated / inflated and the cells adjacent to those previously deflated and then inflated are deflated / inflated.
  • each inflatable cell of the support device is successively and gradually deflated / re-inflated, creating a kind of wave moving in the longitudinal direction of the support device back and forth and discharging the interface pressure locally favoring this. place the vasculature of the soft tissues at the interface with the surface of the support device.
  • the current inflatable cell support devices comprise control and regulation systems for the inflation pressure incorporating complex electronic circuits for controlling the solenoid valves and other inflation compressors, circuits comprising between others digital counters and clocks whose cost of development and realization is particularly high, as well as congestion.
  • control and regulation systems known to date, the inflation cycle and alternate deflation cycle times are fixed, left to the discretion of the manufacturer or user.
  • the present invention relates to a method of alternately inflating inflatable cells of a support device of a mattress type supporting member for supporting the body of a patient, said mattress comprising inflatable cells of a fluid, in particular air, comprising at least one zone comprising two first and second series of inflatable cells, said first and second cells respectively, the cells of each series communicating hydraulically or preferably pneumatically, with each other, and with inflation means, the cells of each series of cells that can be either in open communication with the pump and the cells of the other series of cells, or in closed communication with the pump and the cells of the other series and open communication with the outside a so-called venting state, in which deflation and alternating re-inflation cycles are performed in which each said series of cells is deflated and then re-inflated alternately and successively, said first cells being deflated and then re-inflated simultaneously with re-inflation and then respectively deflation of said second cells, the steps of deflation and reinflation alternate said first and second cells of the support device comprising inflatable
  • a predetermined alternating cycle time is set and the inflation pressure is determined as a function of a residual pressure value of the air measured inside the cells at the end of deflation during the cycle, after a given fixed time predetermined. So in EP 1 695 681 the inflation pressure of the cells can be varied regularly during the cycle depending on the morphology of the patient, but the duration of the inflation / deflation cycles can not be varied automatically according to the morphology of the patient.
  • EP 0168 213 the regulation pressure or inflation pressure of the cells is determined from pressure measurements inside the cells when the pressure in the different cells equilibrates during a calibration or initialization step before starting the alternating cycle well said. And, this calibration step must be repeated at regular intervals.
  • EP 0168231 no details are provided as to the embodiment of the alternate inflation / deflation method subsequent to this initial calibration step.
  • the reference pressures at which the cells must be inflated during an inflation / deflation cycle are determined as a function of the air pressure inside the cells measured at regular intervals, which further requires the implementation of a clock.
  • the object of the invention is therefore to provide a method of alternately inflating inflatable cells of a support device such as a therapeutic mattress and a device for its implementation which are more economical than the methods and devices. known.
  • Another object of the present invention is to provide a method of alternately inflating therapeutic mattress cells whose inflation / deflation cycle time is a function of the morphology and the position of the patient on the mattress.
  • the cells of each series of cells can be either in open communication with the pump and the cells of the other said series of cells, or in closed communication with the pump and the cells of the other series and open communication with the external, so-called venting state, in which process deflation cycles and alternating re-inflation in which each said series of cells is deflated and then inflates alternately and successively, said first cells being deflated and then re-inflated simultaneously with reinflation then respectively deflation of said second cells, the steps s of alternating deflation and reinflation of said first and second cells of
  • the method according to the invention therefore involves the implementation of two measurements and their comparison, namely the continuous measurement of the internal pressure of the cells during the cycle and its comparison with a reference pressure calculated from the continuous measurements made by a morphology sensor.
  • the cycle time is automatically adjusted continuously according to the said reference pressure value measured with the aid of the said morphology sensor, and thus according to the morphology of the patient on the mattress.
  • the next stage of the cycle can only be carried out if the inflation means have succeeded, during inflation, in restoring the pressure in the cells to a said reference pressure value.
  • This is a safety because the cycle is necessarily interrupted in case of leakage unlike previous methods in which clocks controlled the triggers of the successive stages of the cycle even in case of leakage.
  • the deflation of said first and second cells corresponds to a partial emptying of said cells.
  • the deflation of said first and second cells corresponds to a partial emptying of said cells.
  • 15 to 20% of the fluid contained in said cells is transferred.
  • the cells that deflate by escaping deflate faster than cells during inflation. This makes it possible to reach a zero relative pressure with respect to the atmospheric pressure during deflation.
  • the duration of the so-called balancing phases of steps b) and d) and the over-inflation / deflation phase of steps a) and c) is determined by the time taken by the inflation means to reach the regulation or set-point pressures determined by the mass of the element to be supported resting the support device.
  • the method of the invention is advantageously distinguished from the state of the art by its variable cycle time which is adjusted automatically according to the morphology of the patient. It is therefore more efficient than known inflation control methods and devices because it allows an automatic parameterization of the additional therapeutic variable that constitutes the cycle time.
  • the inflation time varies depending on the patient.
  • the volume of immersion of the body in the mattress is relatively low and the cells will be more quickly inflated.
  • the method according to the invention is also more economical than known methods because it does not require the implementation of expensive electronic clock to sequence the successive phases of stopping and starting of the pump.
  • the support device is a mattress comprising a plurality of air-filled cells, in the form of tubes arranged transversely to the longitudinal direction of the mattress, and the inflation means comprise a pump comprising an air compressor.
  • the duration of the deflation / reinflation phase of steps a) and c) can vary according to the integrity of the cells of the support device, up to the blocking of the cycle and generating a malfunction alarm, if a fluid leakage inflation in the cells or hydraulic connection means between the cells and the inflation means is greater than the maximum flow of the inflation device. In this case the stop of the inflation system is never done, so the cycle does not go to the next phase.
  • the method according to the invention is interrupted, but the inflation of the cells in continuous leakage so that there is no risk of sudden deflation which could be dangerous for the patient.
  • the so-called “reference” fluid pressure is determined with respect to the regulation pressure, in particular proportional to the regulation pressure, preferably greater than the "regulation” pressure and more preferably at least 10% higher than the "control” pressure, more preferably at least 15% to 30% higher than the "control” pressure.
  • solenoid valves are 3-way solenoid valves, preferably 3/2 solenoid valves in line
  • This embodiment requires the implementation of three-way solenoid valve (called solenoid valves “3/2 solenoid valves”).
  • said solenoid valves comprise two said first and second endpieces arranged symmetrically with respect to a main body defining an outer surface of rounded shape, preferably said main body being of cylindrical shape, said main body being of the same longitudinal axis as said first and second tips.
  • the outer diameter of said cylindrical body is substantially the same or slightly greater than that of said supply pipe.
  • the solenoid valve can be arranged in the extension of the pipe in an optimal size.
  • control pressure corresponds to a pressure within a pressure range known as the control range Prmax to Prmin. This makes it possible to avoid excessive sensitivity which could trigger undesirable disturbances of cycles, in particular variations in cycle time, for the same patient, since the regulation pressure can vary according to his movements on the mattress, among others. In this case the set pressure is higher than Prmax.
  • the flow rate of the fluid transferred between the two series of cells is insufficient to allow the minimum value of the regulation pressure range to be reached in said cells and or maintain the pressure in said first and second cells connected to each other in said regulation range, because, in view of the pressure exerted by the patient's body on the deflated cells, the deflating cells deflate faster than those that are being reinflated are not inflated.
  • Starting the pump slows the deflation of the cells being deflated and allows the cells being re-inflated to reach the control pressure.
  • said mattress comprises at least one zone in which said two series of cells comprise the same number of cells in each series, with one cell of each of said two series of cells alternately in the longitudinal direction of the mattress-type device in said area.
  • one cell of each of said two sets of cells is adjacent to one cell of the other set of cells, i.e., preceded and / or followed by one cell of the other set of cells.
  • the mattress comprises at least a third series of cells, called third cells in communication with said pump and said first and second cells, of preferably said third cells hydraulically communicating with each other continuously, and said third cells are interposed hydraulically between the pump and said first and second cells, so that the pressure in said third cells varies between the control pressure and the set pressure during the steps a) to d).
  • third cells in communication with said pump and said first and second cells, of preferably said third cells hydraulically communicating with each other continuously, and said third cells are interposed hydraulically between the pump and said first and second cells, so that the pressure in said third cells varies between the control pressure and the set pressure during the steps a) to d).
  • said third cells are interposed upstream of said first and second solenoid valves.
  • the flow rate of the pump is chosen according to the volume of said first and second cells to obtain a cycle time of 5 to 20 minutes for patients of 50 to 120 kg.
  • the number of said first and second cells is less than half the total number of cells in the mattress, preferably between 1/3 and 1/2 of the total number of cells.
  • said area of the first and second cells covers the sacrum area, and the mattress comprises third cells at the foot area and the head area. More particularly still, said first and second cells are number of 4 each, 8 in total, in said zone, and the mattress comprises 20 cells, 3 in foot zone, and 7 in the head zone.
  • the device according to the invention comprises a morphology sensor able to measure the pressure applied by a said patient to said inflatable cells of the support device, and to determine said regulation pressure value and said setpoint pressure value, said sensor being connected to said control means of the inflation means.
  • the morphology sensor makes it possible to determine and quantify the interface pressure exerted by the patient on the cells resulting from the mass of the element to be supported by the cells of a support device, which causes a displacement of fluid and a depression of the element to be supported in the cells causing an increase in the fluid pressure in the cells.
  • Morphology sensor devices are known to those skilled in the art as mentioned above, but preferably said morphology sensor has at least one resistive force sensing cell.
  • the means for measuring the pressure inside the cells may be, for example, piezoelectric sensors.
  • said inflation means comprise a low voltage pump powered at a voltage of 12 volts AC.
  • the inflation device of the invention also comprises a 12-volt DC supply comprising a bridge of transistors, in order to generate the AC voltage of said inflation means.
  • the inflation device also comprises a morphology sensor, able to measure the stress applied by a said element to be supported on the said inflatable cells of the support device and a pressure sensor able to measure the pressure inside the inflatable cells.
  • the power supply of the inflation device of the invention finally comprises a power supply battery able to maintain the operation of the inflation device in the event of a power failure.
  • FIG. 1A and 1B there is shown a therapeutic mattress 11, equipped with an inflation device 1 according to the invention.
  • the therapeutic mattress 11 consists of 19 inflatable cells, said cells 12 being arranged transversely to the longitudinal direction of the mattress.
  • Each cell consists of two compartments, respectively an upper compartment and a lower compartment, said upper and lower compartments, in the form of a coil, communicating with each other at their ends.
  • the central zone 11C corresponds to an inflated zone according to an alternating inflation method of the present invention.
  • the central zone 11C comprises a first series of cells, called first 12C1 cells (cells 5, 7, 9 and 11), and a second series of cells, called second 12C2 cells (cells 4, 6, 8 and 10). ).
  • each of said first and second series 12C1 and 12C2 are connected in series, that is to say in line, the two series being connected in parallel, fed by the same inflation device 1.
  • the cells 12 of the mattress 11 each comprise an inlet orifice and an outlet orifice (not shown).
  • the inlet or supply port is located at one end of the upper compartment, in the transverse direction of the mattress, the outlet or outlet being located at the end of the same side of the lower compartment, in the transverse direction of the mattress (or longitudinal direction of the cell).
  • Two adjacent cells have their orifices disposed at opposite ends in the transverse direction of the mattress and belong to a different series of cells.
  • the cell No. 1 at the foot of the mattress is fed by a pipe 13 at the end of the upper compartment of the cell No. 1, and the end of the same side the lower compartment of the cell No. 1 communicates directly with the end of the lower compartment on the same side of the cell No. 3, the end of which on the same side of the upper compartment communicates, from a branch tee connection , 13a, with, on the one hand, a first solenoid valve 14 1 , from which are placed in series cells 5, 7, 9 and 11 of said first series 12C1 of cells, and, on the other hand, parallel to the cells 12C1, the end of the same side of the upper compartment of the cell No. 13, which is the second cell of the head zone 11T from the foot of the bed, the other cells of the head zone, 15, 17 and 19, being mounted one after the other, in series.
  • the cells of the head zone 11T and of the foot zone 11P constitute third cells, which are situated upstream of the first and second solenoid valves 14 1 and 14 2 .
  • the solenoid valves 14 1 and 14 2 have been shown disposed in line between the pipes 13 and the orifices of the first cells of said first series 12C1 and second series of cells 12C2. However, they could be arranged in a specific housing.
  • Said first and second solenoid valves 14 1 and 14 2 are 3-way solenoid valves of the 3/2 type, as previously described.
  • On the solenoid valves 14 1 and 14 2 there is shown the lateral vents of venting 14a. Their change of readiness between their said activation state and said resting state is controlled by the transistors 1 and 6, respectively, the sequencer 62 6 described below.
  • said solenoid valves comprise a main body comprising a cylindrical internal cavity into which both said first and second internal channels open, said internal cavity enclosing a longitudinal magnetic core capable of being displaced in said axial longitudinal direction of said solenoid valve, said magnetic core moving within an axially extending induction coil, said core being movable between, on the one hand, an open position in which the core is disengaged from the ends of said first and second inner channels opening in said internal cavity so as to allow the fluid to pass through said solenoid valve between the ends of said two said first and second ends and, on the other hand, a closed position wherein said core obstructs the end opening into said internal cavity of one of said two said first and second internal channels of the solenoid valve so as to prevent the flow of fluid through said solenoid valve between the ends of said two first and second end.
  • This type of solenoid valve is called “compact in-line solenoid valve” because the various components are arranged along the same axis as the longitudinal axis of the solenoid valve.
  • the passage of the fluid through the solenoid valve between its first and second ends is always axially along the same longitudinal axis as that of the solenoid valve, unlike the conventional 3-way solenoid valves in which the axis of the core and the displacement of the core are generally perpendicular to a conduit for the passage of fluid inside the solenoid valve.
  • said first cells 12C1 are in the reinflation phase, said first solenoid valve 14 1 being in said rest state, allowing the supply of said cells 12C1 via the pipe 13 from the inflation device 1.
  • the second 12C2 cells are in the deflation phase and, as shown in FIG. figure 3 they have reached zero relative pressure.
  • the second solenoid valve 14 2 is in the activation state.
  • the pressure detected inside the first cells 12C1 reaches the set pressure Pc determined to be approximately 20% higher than the upper limit PRmax of the regulation range.
  • This detection of a pressure Pc in said cells 12C1 causes the pump to stop. And, stopping the pump triggers the next phase (phase P.1) in which the second solenoid valve 14 2 is put in a state of rest.
  • phase P.1 in which the second solenoid valve 14 2 is put in a state of rest.
  • phase P.1 is a phase of air transfer balancing of said first 12C1 cells to the second 12C2 cells during which the pressure in 12C1 cells decreases and the pressure in 12C2 cells increases by simple transfer of air under the effect of the support of the patient.
  • the pressure measuring means 3 in the cells measure a pressure in the first cells 12C1 equal to the upper limit PRmax of the regulation range, while, simultaneously, the pressure in the second cells 12C2 is below the limit. lower PRmin of the control range.
  • the pressure in said second cells 12C2 reaches the lower limit PRmin and the first and second cells 12C1 and 12C2 are maintained at a pressure within the range of regulation, which triggers a new stoppage of the pump and sends a signal to the sequencer 6 to trigger the next phase (phase P.2), in which the first solenoid valve 14 1 is activated for venting the cells 12C1, allowing the deflation of the first cells 12c1, while the second solenoid valve 14 2 remains in a state of rest.
  • the activation of the first solenoid valve 14 1 is accompanied by a reference 6 3 of information to the comparator of the control means 4, ordering it to take the set pressure as the reference pressure for the inflation of the 12C2 cells. This triggers the restart and the operation of the pump for the reinflating of said second cells as the pressure detected in the cells does not reach the set pressure.
  • the setpoint pressure PC is reached in said second cells, which triggers the stopping of the pump.
  • This new stop of the pump triggers the next phase (phase P.3), with activation of the activation of the second solenoid valve 14 2 and deflation of the second cells 12C2, and thus venting of the second cells.
  • the activation of the second solenoid valve 14 2 is accompanied by an information return to the comparator of the control means 4, which will compare the measured pressures in the cells with the regulation pressure range.
  • This causes a slowing down of the deflation of the second 12C2 cells and allows the first 12C1 cells to reach the regulation range at t5.
  • the detection of the set pressure in said first cells controls the stopping of the pump and a new phase of the cycle by resting said second solenoid valve 14 2 , the two solenoid valves 14 1 and 14 2 being at rest, which makes it possible to start, as at time t0, a new air transfer balancing phase from the first 12C1 cells to the second 12C2 cells.
  • the quiescence of said second solenoid valves 14 2 at t0 and t6 and quiescent of said first solenoid valves 14 1 to t3 send a signal to the control means 4 of the pump to compare the pressure inside. cells with the control pressure, in this case a PRmax-PRmin range, as the reference pressure range.
  • the comparator of the control means 4 finds that the first cells at t1 and t2, and second cells at t4 and t5, are in the regulation range, whereas the second cells and first cells are not in the control range.
  • control range at t1 and, respectively, t4 it controls the restart of the pump at t1 and t4, and it controls the stopping of the pump at t2 and t5 for the opposite reasons, namely that the second cells 12C2 and first 12C1 cells are in the regulation range at t2 and, respectively, t5.
  • the central support zone 11C of the mattress 11 thus comprises eight inflatable cells 12C. These eight cells are organized in two groups of four cells 12C1, 12C2 distributed one cell out of two in the zone 11C and hydraulically interconnected by pipes 13 and the inflation device 1. During the alternating inflation cycles, the cells of the first 12C1 group are thus inflated when those 12C2 of the second group are deflated and vice versa, 12C1 cells are deflated when those 12C2 are inflated.
  • the inflator 1 is preferably housed in an integrated closed or closed foot area 15, in particular covered with foam, integrated with a support device 11 such as an inflatable cell therapeutic mattress 12 as shown in FIG. figure 1 .
  • a support device 11 such as an inflatable cell therapeutic mattress 12 as shown in FIG. figure 1 .
  • the inflation device 1 may also be of the ambulatory type and integrated into an ancillary and removable assembly of such a support device.
  • the inflation device 1 ( Fig. 1 ) of the invention comprises firstly inflation means constituted by a pump 2 with air compressor.
  • the inflation device 1 also comprises pressure sensors 3 inside the inflatable cells 12 of the support device 11, in particular a low-pressure sensor, and control means 4. Pressure regulation in the cells 12 is implemented with a comparator element between the measurement of pressure in the inflatable cells by the pressure sensors 3 and the measurement of the morphology sensor 9. If the pressure measured by the sensors 3 inside the cells is too high by relative to the comparative reference pressure deduced from the measurements by the morphology sensor 9, the means for deflating the mattress are controlled. On the other hand, if the pressure in the cells 12 is too low, the inflation means 2, which are electrically connected to said control means 4 and to the detection means of the inflation stop 5.
  • the inflation device 1 comprises detection means 5 connected to the inflating means 2 for detecting a stop of the inflating means 2.
  • detection means 5 essentially comprise a simple inverting logic gate converting the information of the inflation device. stopping the inflating means 2 as a signal for an alternating cycle sequencer 6, changes in the state of the solenoid valves and changing the reference pressures of the comparator element of the control means 4 for alternately inflating and deflating the inflatable cells of the inflation device. support and able to control these.
  • the sequencer 6 controls the four phases of the alternating cycle described above under the control of the detection means of the stop inflation 5.
  • phase # 1 (P.1): the transistor 6 2 sends a signal that causes the quiescent state of the solenoid valve 14 2 , and returns signal 6 3 to the comparator 4 to take as reference start-up of the pump, the regulating pressure.
  • phase 2 the transistor 6 1 sends a signal which causes the activation state of the solenoid valve 14 1 , and returns signal 6 3 to the comparator 4 to take as reference starting the pump the set pressure.
  • phase 3 the transistor 6 2 sends a signal that causes the quiescent state of the solenoid valve 14 1 , and returns signal 6 3 to the comparator 4 to take as reference starting the pump the regulating pressure.
  • phase # 4 (P.4): the transistor 6 1 sends a signal which causes the activation state of the solenoid valve 14 2 , and returns signal 6 3 to the comparator 4 to take as reference to start the pump the set pressure.
  • Said sequencer is connected to the control circuit of the two solenoid valves for emptying and filling the two series of cells and the control means of the inflation system 4 to switch the regulation of the so-called regulation pressure during the first and third phases to pressure setpoint during the second and fourth phases.
  • the inflation means of the device of the invention comprise a low voltage pump 2 powered at a voltage of 12 volts AC, generated from a 12-volt DC supply.
  • the power supply 7 may also include a power supply battery 10 able to maintain the operation of the inflation device in the event of a power failure.
  • a battery 10 may be particularly useful during the transport phases of a bedridden patient on an inflatable cell support device, during which the supply of the electronic inflation device 1 must be disconnected from the electrical sector, in order to to maintain during the duration of the transport the alternate inflation process of the cells 12 of the support device 11.
  • Such a power supply battery may in particular be of lithium-ion type in order to have a small footprint while having a storage capacity sufficient to provide autonomous power to the inflation device of the invention for a period of at least two hours.
  • the device of the invention comprises a power supply 7 comprising an "H" bridge of transistors 8.
  • This transistor bridge is controlled by an oscillator frequency adjustable. It is the frequency of the oscillator 16 which sets the frequency of the AC voltage of the inflation system.
  • This mode of feeding is advantageous because it makes it possible to optimize the point of operation of the inflation system and its efficiency. The performance of the inflation system is thus improved from 10% to 20% with reduced electrical energy consumption.
  • the inflation device of the present invention finally finally comprises, in an advantageous embodiment, a morphology sensor 9 placed under the mattress 11, able to measure the stresses applied by the body of a bedridden patient to the inflatable cells. of the support device 11, said morphology sensor 9 comprising in a preferred embodiment thereof at least one resistive force-sensing cell, in particular as described in the applications EP No. 08 163 149.1 and US N ° 12 / 199,869 in the name of the plaintiff.
  • the resistive force-sensing cells which are electronic components whose impedance decreases the more the intensity of a force applied perpendicularly to their surface increases, are not very sensitive to noise and vibrations which facilitates the realization and the exploitation of the measures. Their wide range of impedance also allows the use of interface electronics and simplified operation as is that of the inflation device 1 of the invention.
  • the alternate inflation method of the invention is applied only to certain inflatable cells 12 of said mattress 11 in a particular support zone thereof, and in particular only to the cells 12C of the central support area 11C of the mattress 11 which serve to support the sacral zone of an individual lying down or sitting on the mattress 11, the inflatable cells in the support zone of the bust of a patient 11T and those of the 11P foot support zone being maintained constantly between the control pressure Pr and the set pressure due to their mounting upstream of the solenoid valves 14 1 and 14 2 .
  • the inflation and deflation time of 12C1, 12C2 cells varies depending on the patient. It is a function of the patient's morphology because it depends on the inflation time to arrive at the regulation pressure needed to properly wear it in the mattress 11 and the volume of air that the body takes by immersion in the inflatable cells 12C1, 12C2 of the central support zone 11C of the mattress.
  • a possible inclination of a portion of the mattress 11 also has an influence on the duration of a complete cycle of inflation and deflation of the cells 12C1, 12C2. Such inclination occurs especially frequently when a therapeutic mattress such as the mattress 11 of the figure 2 is used on medical beds equipped with a backrest.
  • the figures 6 and 5 which represent the pressure variation curves in the cells 12C1 and 12C2 of the central support zone 11C of the mattress 11 of the figure 3 during the implementation of the alternate inflation method of the invention with an inclination of 60 ° of the support area of the bust 11T of the mattress relative to the support zone 11P legs, and show that such inclination to also as a consequence, an increase in the duration of the cycle of reinflation and deflation of the 12C1, 12C2 cells subjected to alternating inflation.
  • the alternate inflation method of the present invention does not respond to fixed adjustment parameters but instead automatically adapts to the operating conditions of the support device on which the device is placed. as well as to the particular characteristics of the individuals installed on the support device so that the inflation pressures and the cycle times adjust automatically, which is essentially permitted according to the present invention by the use of the signal of stopping the inflation pump as a control element for alternating inflation of the cells of the support device.

Description

  • La présente invention concerne le domaine de la régulation de pression pour des dispositifs de support à cellules ou compartiments gonflables comme par exemple les matelas thérapeutiques. De tels matelas sont notamment employés pour aliter des patients souffrant ou présentant des risques de développements de pathologies cutanées de type escarres de décubitus liées à un maintien prolongé sans mouvement en station assise ou allongée.
  • L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé de gonflage alterné de cellules gonflables d'un tel dispositif de support ainsi qu'un dispositif particulier pour la mise en oeuvre de ce procédé.
  • Dans un dispositif de support à cellules gonflables tel qu'un matelas thérapeutique, chaque cellule gonflable communique de façon étanche avec au moins un moyen d'alimentation en un fluide de gonflage des cellules, traditionnellement de l'air, par l'intermédiaire d'au moins une électrovanne, qui est elle-même reliée à un dispositif de commande contrôlant le gonflage et la régulation de la pression de fluide à l'intérieur des cellules gonflables du matelas.
  • En pratique, pour remplir/gonfler les cellules gonflables du dispositif de support, on envoie de l'air dans les cellules jusqu'à ce que la pression nécessaire soit atteinte. Inversement, pour vider ou dégonfler les cellules gonflables ou pour en ajuster la pression de gonflage, on évacue de l'air par un orifice d'évacuation prévu à cet effet, et de préférence également muni d'une électrovanne commandée elle aussi par le dispositif de commande contrôlant le gonflage.
  • Des dispositifs de support de ce type sont utilisés comme matelas pour les soins des patients car ils permettent d'assurer position et un soutien adéquats du corps sur la surface du matelas, en fonction de la morphologie et de la position des patients.
  • En principe, le confort idéal d'un patient, et la vascularisation optimale des tissus notamment pour éviter la formation d'escarres ou réduire les douleurs localisées en certaines zones d'appui du corps sur le matelas, sont obtenus lorsque les points d'appui du corps sont redistribués sur la surface du matelas, c'est-à-dire lorsque la pression exercée par les différentes zones du corps sur le matelas (appelée « pression d'interface ») est sensiblement identique pour tous les points de la surface du corps en contact avec le matelas et si, d'autre part, cette surface de contact du corps avec le matelas est la plus élevée possible. Ceci requiert d'adapter le gonflage des cellules gonflables du matelas sous les différentes parties du corps pour contrôler le niveau d'enfoncement du corps dans les différentes zones du matelas.
  • Pour ce faire, on réalise une répartition de la pression d'air à l'intérieur des cellules gonflables en contrôlant leur remplissage/vidange en fonction notamment des mesures de contrainte exercée par le corps du patient sur le matelas, ces mesures étant effectuées avec des capteurs dans, sur ou de préférence dessous le matelas selon le type de capteurs mis en oeuvre. Ces capteurs dénommés ci-après capteurs de morphologie sont connus de l'homme de l'art et mesurent plus particulièrement une contrainte consistant dans la pression exercée par le corps du patient sur les cellules du matelas dénommée pression d'interface ou la distance d'enfoncement ou volume d'immersion du corps du patient dans les cellules du matelas, tel que décrit par exemple dans le brevet européen EP 0 676 158 et le brevet européen EP 1 056 372 au nom de la demanderesse. De ces mesures on déduit par calcul une pression de régulation du gonflage des cellules appropriée en fonction de la morphologie du patient sur le matelas. On entend ici par « morphologie du patient sur le matelas », à la fois la masse du patient et sa surface de contact avec le matelas, c'est-à-dire sa position sur le matelas.
  • Le contrôle et la régulation des remplissage/vidange des cellules gonflables permettent aussi de fournir des dispositifs de support fonctionnant en mode de gonflage «alterné» des cellules dans lequel on gonfle et dégonfle alternativement et simultanément certaines cellules du dispositif de support régulièrement réparties dans la longueur de celui-ci. Par exemple, on dégonfle/regonfle une cellule sur deux puis on dégonfle/regonfle les cellules adjacentes de celles précédemment dégonflées puis regonflées.
  • Ainsi, chaque cellule gonflable du dispositif de support est successivement et de proche en proche dégonflée/regonflée, créant une sorte de vague se déplaçant dans la direction longitudinale du dispositif de support en aller et retour et déchargeant la pression d'interface localement favorisant à cet endroit la vascularisation des tissus mous à l'interface avec la surface du dispositif de support.
  • Pour réaliser un tel mode de gonflage alterné des cellules, les dispositifs de support à cellules gonflables actuels comportent des systèmes de commande et de régulation de la pression de gonflage intégrant des circuits électroniques complexes de pilotage des électrovannes et autres compresseurs de gonflage, circuits comprenant entre autres des compteurs et horloges numériques dont le coût de développement et de réalisation est particulièrement élevé, de même que l'encombrement. De plus, avec les systèmes de commande et de régulation connus à ce jour, les durées de cycle de gonflage et de dégonflage alterné sont fixes, laissées à l'appréciation du constructeur ou utilisateur.
  • Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de gonflage alterné de cellules gonflables d'un dispositif de support d'un élément à supporter du type matelas pour supporter le corps d'un patient, ledit matelas comportant des cellules gonflables d'un fluide, en particulier d'air, comprenant au moins une zone comprenant deux première et deuxième séries de cellules gonflables, dites premières et respectivement deuxièmes cellules, les cellules de chaque série communiquant hydrauliquement ou de préférence pneumatiquement, entre elles, et avec des moyens de gonflage, les cellules de chaque série de cellules pouvant être soit en état de communication ouverte avec la pompe et les cellules de l'autre dite série de cellules, soit en état de communication fermée avec la pompe et les cellules de l'autre série et communication ouverte avec l'extérieur, état dit de mise à l'air libre, procédé dans lequel on effectue des cycles de dégonflage et regonflage alterné dans lesquels on dégonfle puis regonfle alternativement et successivement chaque dite série de cellules, lesdites premières cellules étant dégonflées puis regonflées simultanément au regonflage puis respectivement dégonflage des dites deuxièmes cellules, les étapes de dégonflage et regonflage alternés desdites premières et deuxièmes cellules du dispositif de support comprenant au moins une étape de gonflage des dites cellules jusqu'à une valeur d'au moins une pression de référence PC, PRmax, PRmin dont la valeur est déterminée à partir d' une mesure en continu effectuée à l'aide d'un capteur , dénommé capteur de morphologie, mesurant la contrainte générée par le corps du patient sur les cellules.
  • Dans les brevets EP-1 695 681 et EP-0 168 213 , on décrit des procédés de gonflage/dégonflage alternés. Mais, dans ces deux brevets, la pression de régulation à laquelle on doit gonfler les cellules, n'est pas déterminée à l'aide d'un capteur mesurant directement la contrainte exercée par le corps du patient sur le matelas, mais elle est déduite de mesures de pression à l'intérieur des cellules, ce qui est moins fiable et moins aisé à mettre en oeuvre.
  • Plus précisément, dans le document EP 1 695 681 , on fixe un temps de cycle alterné prédéterminé et on détermine la pression de gonflage en fonction d'une valeur de pression résiduelle de l'air mesurée à l'intérieur des cellules en fin de dégonflage en cours de cycle, après un temps fixe donné prédéterminé. Donc, dans EP 1 695 681 on peut faire varier régulièrement la pression de gonflage des cellules lors du cycle en fonction de la morphologie du patient, mais on ne peut pas faire varier la durée des cycles de gonflage/dégonflage automatiquement en fonction de la morphologie du patient.
  • Enfin, dans EP 1 695 681 , les cellules ne sont pas dégonflées entièrement en fin de dégonflage, ce qui est désavantageux en termes d'efficacité de vascularisation.
  • Dans EP 0168 213 la pression de régulation ou pression de gonflage des cellules est déterminée à partir de mesures de pression à l'intérieur des cellules lorsque la pression dans les différentes cellules s'équilibre au cours d'une étape de calibration ou initialisation avant le démarrage du cycle alterné proprement dit. Et, cette étape de calibration doit être répétée à intervalles réguliers. Dans EP 0168231 aucune précision n'est fournie quant au mode de réalisation du procédé de gonflage /dégonflage alterné postérieurement à cette étape initiale de calibration.
  • Donc, dans EP 1 695 681 et EP 01680213 , les pressions de référence auxquelles les cellules doivent être gonflées lors d'un cycle de gonflage / dégonflage sont déterminées en fonction de la pression d'air à l'intérieur des cellules mesurée à intervalles réguliers, ce qui requiert en outre la mise en oeuvre d'une horloge.
  • Le but de l'invention est par conséquent de fournir un procédé de gonflage alterné de cellules gonflables d'un dispositif de support tel qu'un matelas thérapeutique ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre qui soient plus économiques que les procédés et dispositifs connus.
  • Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de gonflage alterné de cellules de matelas thérapeutique, dont le temps de cycle de gonflage/dégonflage soit en fonction de la morphologie et de la position du patient sur le matelas.
  • Ce but est atteint selon l'invention par procédé de gonflage alterné de cellules gonflables d'un dispositif de support d'un élément à supporter du type matelas pour supporter le corps d'un patient, ledit matelas comportant de cellules gonflables d'un fluide, en particulier comprenant au moins une zone comprenant deux première et deuxième séries de cellules gonflables, dites premières et respectivement deuxièmes cellules, les cellules de chaque série communiquant hydrauliquement ou de préférence pneumatiquement, entre elles, et avec des moyens de gonflage comprenant un pompe, les cellules de chaque série de cellules pouvant être soit en état de communication ouverte avec la pompe et les cellules de l'autre dite série de cellules, soit en état de communication fermée avec la pompe et les cellules de l'autre série et communication ouverte avec l'extérieur, état dit de mise à l'air libre, procédé dans lequel on effectue des cycles de dégonflage et regonflage alterné dans lesquels on dégonfle puis regonfle alternativement et successivement chaque dite série de cellules, lesdites premières cellules étant dégonflées puis regonflées simultanément au regonflage puis respectivement dégonflage des dites deuxièmes cellules, les étapes de dégonflage et regonflage alternés desdites premières et deuxièmes cellules du dispositif de support comprenant au moins une étape de gonflage des dites cellules jusqu'à une valeur d'au moins une pression de référence PC, PRmax, PRmin dont la valeur est déterminée à partir d' une mesure en continu effectuée à l'aide d'un capteur, dénommé capteur de morphologie, mesurant la contrainte générée par le corps du patient sur les cellules, caractérisé en ce que les étapes de dégonflage et regonflage alternés desdites premières et deuxièmes cellules interviennent selon un cycle piloté par les mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage, lesquels mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage sont commandés en fonction de la valeur de la pression du fluide mesurée à l'intérieur desdites cellules et sa comparaison à une dite une valeur de pression de référence , et les mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage commandent les mises en état de communication ouverte ou état de communication fermée des dites premières ou secondes cellules avec lesdits moyens de gonflage.
  • Le procédé selon l'invention implique donc la mise en oeuvre de deux mesures et leur comparaison, à savoir la mesure en continu de la pression interne des cellules en cours de cycle et sa comparaison avec une pression de référence calculée à partir des mesures en continu effectuées par un capteur de morphologie.
  • Ainsi, on peut piloter le cycle sans mise en oeuvre d'horloge pour commander les mises en marche ou arrêt des moyens de gonflage et les mises en état de communication ouverte ou fermée des cellules avec les moyens de gonflage.
  • En outre, selon la présente invention, la durée du cycle est ajustée automatiquement en continu en fonction de la dite valeur de pression de référence mesurée à l'aide dudit capteur de morphologie, et donc en fonction de la morphologie du patient sur le matelas.
  • Enfin, on ne peut passer à l'étape suivante du cycle que si les moyens de gonflage ont réussi, au cours du gonflage, à rétablir la pression dans les cellules à une dite valeur de pression de référence. Ceci constitue une sécurité car le cycle est nécessairement interrompu en cas de fuite contrairement aux procédés antérieurs dans lesquels des horloges commandaient les déclenchements des étapes successives du cycle même en cas de fuite.
  • Plus particulièrement, dans le procédé selon l'invention :
    • les mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage sont commandées en fonction de la valeur de la pression du fluide mesurée dans lesdites cellules et sa comparaison à une valeur d'une première pression de référence, appelée pression de régulation, déterminée en fonction de la morphologie du patient, et une valeur d'une deuxième pression de référence appelée pression de consigne, ladite pression de consigne étant supérieure à ladite pression de régulation et calculée par rapport à la pression de régulation, et
    • les mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage commandent le choix de la dite première ou dite deuxième pression de référence à prendre en compte pour ladite comparaison dans la mise en marche ou arrêt suivante des moyens de gonflage au cours d'un dit cycle.
  • Plus particulièrement encore, dans le procédé selon l'invention :
    • lesdites premières cellules sont connectées les unes à la suite des autres en série et,
    • lesdites deuxièmes cellules sont connectées les unes aux autres en série, et
    • on réalise les étapes successives suivantes dans lesquelles :
      1. a) lorsque (t2) toutes les cellules des deux dites première et deuxième série sont gonflées à une pression correspondant à une pression dite de régulation Pr, la pompe étant à l'arrêt, les cellules de chaque série de cellules étant en état de communication ouverte avec la pompe et les cellules de l'autre dite série de cellules, la détection de ladite pression de régulation dans lesdites premières et deuxièmes cellules, commande :
        1. a-1) le dégonflage des dites premières cellules par mise à l'air libre des dites premières cellules, et
        2. a-2) le surgonflage des dites deuxièmes cellules par mise en marche de la pompe jusqu'à une pression déterminée dite pression de consigne Pc supérieure à la pression de régulation, et
      2. b) lorsque (t3) la pression de consigne est atteinte dans lesdites deuxièmes cellules, la détection de ladite pression de consigne dans lesdites deuxième cellules commande l'arrêt de la pompe et la mise en état de communication ouverte avec la pompe et les cellules de l'autre dite série de cellules pour les deux séries de cellules, ce qui permet un transfert du fluide des dites deuxièmes cellules vers lesdites premières cellules et donc le dégonflage des dites deuxièmes cellules et regonflage simultanée des dites premières cellules jusqu'à une dite pression de régulation, et
      3. c) lorsque (t5) toutes lesdites premières et deuxièmes cellules sont à une pression correspondant à une pression dite de régulation, la détection d'une dite pression de régulation dans lesdites cellules commande l'arrêt de la pompe, lequel arrêt de pompe commande :
        1. c-1) le dégonflage des dites deuxièmes cellules par mise à l'air libre des dites deuxièmes cellules, et
        2. c-2) le surgonflage desdites premières cellules par mise en marche de la pompe jusqu'à une dite pression de consigne Pc et
      4. d) lorsque (t6) ladite pression de consigne est atteinte dans lesdites premières cellules, la détection de ladite pression de consigne dans lesdites premières cellules commande l'arrêt de la pompe et la mise en état de communication ouverte avec la pompe et les cellules de l'autre dite série de cellules pour les deux séries de cellules, ce qui permet un transfert du fluide des premières cellules vers les deuxièmes cellules et donc le dégonflage des dites premières cellules et gonflage simultanée des dites deuxièmes cellules, jusqu'à une dite pression de régulation, et
      5. e) le cas échéant on réitère le cycle des étapes a) à d).
  • Aux étapes a-1) et c-1) le dégonflage des dites premières et respectivement deuxièmes cellules correspond à un vidage partiel des dites cellules. En pratique on ne transfert que 15 à 20% du fluide contenu dans lesdites cellules. Toutefois, compte-tenu de l'appui exercé dans le corps du patient, les cellules qui se dégonflent par mise à l'échappement, se dégonflent plus vite que les cellules en cours de gonflage. Ceci permet d'atteindre une pression relative nulle par rapport à la pression atmosphérique lors du dégonflage.
  • La durée des phases dite d'équilibrage des étapes b) et d) et phase de surgonflage/dégonflage des étapes a) et c) est déterminée par le temps que mettent les moyens de gonflage à atteindre les pressions de régulation ou de consigne déterminées par la masse de l'élément à supporter reposant le dispositif de support.
  • Le procédé de l'invention se distingue avantageusement de l'état de la technique par sa durée de cycle variable qui est ajustée automatiquement en fonction de la morphologie du patient. Il est donc plus performant que les procédés et dispositifs de régulation de gonflage connus car il permet un paramétrage automatique de la variable thérapeutique supplémentaire que constitue la durée du cycle.
  • En effet, le temps de gonflage varie en fonction du patient. Ainsi pour un patient relativement léger, le volume d'immersion du corps dans le matelas est relativement faible et les cellules seront plus vite regonflées.
  • Cette caractéristique d'auto régulation en continu du temps de cycle en fonction du poids du patient selon le procédé selon l'invention est très avantageuse, car les patients de petite corpulence présentent des risques d'escarres plus importants et requièrent un massage plus rapide que pour des patients de plus forte corpulence.
  • Le procédé selon l'invention est également plus économique que les procédés connus car il ne requiert pas la mise en oeuvre d'horloge électronique coûteuse pour séquencer les phases successives d'arrêt et mise en marche de la pompe.
  • Plus particulièrement, le dispositif de support est un matelas comprenant une pluralité de cellules remplies d'air, sous forme de boudins disposés transversalement à la direction longitudinale du matelas, et les moyens de gonflage comprennent une pompe comportant un compresseur d'air.
  • Enfin, sa mise en oeuvre est sécurisée car dépendante de l'aptitude du matelas thérapeutique à porter correctement le patient allongé sur le matelas. En effet, la durée des phase dégonflage/regonflage des étapes a) et c) peut varier selon l'intégrité des cellules du dispositif de support, pouvant aller jusqu'au blocage du cycle et générant une alarme de disfonctionnement, si une fuite du fluide de gonflage au niveau des cellules ou des moyens de connexion hydraulique entre les cellules et les moyens de gonflage est supérieure au débit maximum du dispositif de gonflage. Dans ce cas l'arrêt du système de gonflage ne se fait jamais, donc le cycle ne passe pas à la phase suivante.
  • En cas de fuite donc, le procédé selon l'invention est interrompu, mais le gonflage des cellules en fuite continu de sorte qu'il n'y a pas de risque de dégonflage brutal qui pourrait être dangereux pour le patient.
  • Selon une caractéristique préférée du procédé de l'invention, la pression de fluide dite de "consigne" est déterminée par rapport à la pression de régulation, notamment proportionnelle à la pression de régulation, de préférence supérieure à la pression dite de "régulation" et de préférence encore supérieure d'au moins 10 % à la pression de "régulation", de préférence encore supérieure d'au moins 15 % à 30 % par rapport à la pression de "régulation".
  • Selon un mode préféré de réalisation du procédé selon l'invention :
    • lesdites premières cellules sont reliées à au moins une première électrovanne permettant soit la communication ouverte avec la pompe et lesdites deuxièmes cellules dans un état de l'électrovanne dit de repos, soit la mise à l'air libre des dites premières cellules par mise en état de communication fermée avec la pompe et lesdites deuxièmes cellules et communication ouverte avec l'extérieur, en état de l'électrovanne dit d'activation,
    • lesdites deuxièmes cellules reliées à au moins une deuxième électrovanne permettant soit la communication ouverte avec la pompe et lesdites premières cellules dans un état de l'électrovanne dit de repos, soit la mise à l'air libre des dites deuxièmes cellules par mise en état de communication fermée avec la pompe et lesdites premières cellules et communication ouverte avec l'extérieur, en état de l'électrovanne dit d'activation, et
    • les arrêts de la pompe déclenchent les mises en états d'activation ou de repos des dites premières et deuxièmes électrovannes.
  • Plus particulièrement, les arrêts de la pompe déclenchent les mises en états suivantes :
    • aux étapes a) et c), l'arrêt de la pompe commande la mise en état d'activation de ladite première électrovanne et respectivement dite deuxième électrovanne, et
    • aux étapes b) et d), l'arrêt de la pompe commande la mise en état de repos de desdites deuxièmes et premières électrovannes.
  • En fait lesdites électrovannes sont des électrovannes 3 voies, de préférence des électrovannes 3/2 en ligne
  • Ce mode de réalisation requiert la mise en oeuvre d'électrovanne à trois voies (dites électrovannes « électrovannes 3/2 »).
  • Ces électrovannes à trois voies comprennent :
    • un premier canal interne apte à coopérer avec un orifice ouvert d'alimentation et d'évacuation d'air d'une dite cellule,
    • un deuxième canal interne apte à communiquer avec un tuyau d'alimentation de l'électrovanne et dite cellule en fluide, et
    • un troisième canal interne débouchant à l'air libre, permettant l'évacuation du fluide de ladite cellule, ledit deuxième canal étant obturé.
  • De préférence, lesdites électrovannes comprennent deux dits premier et second embouts disposés symétriquement par rapport à un corps principal définissant une surface externe de forme arrondie de préférence ledit corps principal étant de forme cylindrique, ledit corps principal étant de même axe longitudinal que lesdits premier et second embouts.
  • De préférence encore, le diamètre externe dudit corps de forme cylindrique est sensiblement identique ou peu supérieur à celui dudit tuyau d'alimentation. Ainsi, l'électrovanne peut être disposée dans le prolongement du tuyau dans un encombrement optimal.
  • Dans un mode de réalisation préféré, la pression de régulation correspond à une pression comprise dans une fourchette de pression dite plage de régulation de Prmax à Prmin. Ceci permet d'éviter une trop grande sensibilité qui pourrait déclencher des perturbations non souhaitables de cycles, notamment des variations de durée de cycles , pour un même patient car la pression de régulation peut varier en fonction de ses mouvements sur le matelas entre autres. Dans ce cas la pression de consigne est supérieure à Prmax.
  • Selon une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention :
    • aux étapes b) et d), lors dudit transfert, lorsque l'on détecte la pression maximale de régulation (Prmax) dans lesdites deuxièmes et respectivement premières cellules alors que la pression minimale de régulation Prmin n'est pas atteinte dans lesdites lesdites premières et respectivement deuxièmes cellules, la mise en marche de la pompe est déclenchée pour le gonflage des dites premières et deuxièmes cellules, et
    • aux étapes a) et c), l'arrêt de pompe est déclenchée par la détection d'une pression dans lesdites premières et deuxièmes cellules comprise dans ladite plage de régulation, et le redémarrage de la pompe aux étapes a-2) et c-2) est déclenché par la détection d'une pression dans lesdites deuxièmes et respectivement premières cellules inférieure à ladite pression de consigne.
  • On comprend en effet que dans certains cas,aux étapes b) et d), le débit du fluide transféré entre les deux séries de cellules est insuffisant pour permettre d'atteindre la valeur minimale de la plage de pression de régulation dans lesdites cellules et/ou maintenir la pression dans lesdites premières et deuxièmes cellules connectées entre elles dans ladite plage de régulation, du fait que, compte tenu de la pression exercée par le corps du patient sur les cellules en dégonflage, les cellules qui se dégonflent se dégonflent plus vite que ne se gonflent celles qui sont en cours de regonflage. Le démarrage de la pompe ralentit le dégonflage des cellules en cours de dégonflage et permet aux cellules en cours de regonflage d'atteindre la pression de régulation.
  • Avantageusement encore, ledit matelas comprend au moins une zone dans laquelle lesdites deux séries de cellules comprennent un même nombre de cellules dans chaque série, avec une cellule de chacune des deux dites séries de cellules en alternance dans la direction longitudinale du dispositif de type matelas dans ladite zone. Autrement dit, une cellule de chacune des deux dites séries de cellules est adjacente à une cellule de l'autre série de cellules, c'est-à-dire précédée et/ou suivie par une cellule de l'autre série de cellules.
  • On comprend donc qu'au cours de chaque cycle de dégonflage et de regonflage, on dégonfle et on regonfle respectivement une cellule sur deux du dispositif de support alternativement.
  • Avantageusement encore, le matelas comprend au moins une troisième série de cellules, dite troisièmes cellules en communication avec ladite pompe et lesdites premières et deuxièmes cellules, de préférence lesdites troisièmes cellules communiquant hydrauliquement entre elles en continu, et lesdites troisièmes cellules sont intercalées hydrauliquement entre la pompe et lesdites premières et deuxièmes cellules, de sorte que la pression dans lesdites troisièmes cellules varie entre la pression de régulation et la pression de consigne lors des étapes a) à d).
  • Plus particulièrement, lesdites troisièmes cellules sont intercalées en amont des dites première et deuxième électrovannes.
  • Selon l'invention, on peut mettre en oeuvre une pompe de relativement plus faible débit et donc moins coûteuse par rapport aux pompes commandées par une horloge selon la technique antérieure car on calibrait les pompes en fonction du temps de mise en service , c'est-à-dire du temps de gonflage initial du matelas alors que selon l'invention on calibre la pompe uniquement en fonction du volume des cellules de chaque dite première et deuxième série à regonfler de P=0 à Pc, lequel est inférieur à la moitié du volume total.
  • Plus particulièrement, on choisit le débit de la pompe en fonction du volume des dites première et deuxièmes cellules pour obtenir un temps de cycles de 5 à 20 minutes pour des patients de 50 à 120 Kg.
  • La mise en oeuvre de ces troisième cellules permet de constituer une réserve de fluide qui vient compléter le volume de fluide transféré aux étapes b) et d), ce qui permet de mettre en oeuvre une pompe de plus petit débit.
  • Avantageusement, le nombre des dites premières et deuxièmes cellules est inférieur à la moitié du nombre total de cellules dans le matelas, de préférence entre 1/3 et 1/2 du nombre total de cellules.
  • De préférence, ladite zone des premières et deuxièmes cellules couvre la zone du sacrum, et le matelas comprend des troisièmes cellules au niveau de la zone de pieds et de la zone de la tête. Plus particulièrement encore lesdites premières et deuxièmes cellules sont au nombre de 4 chacune, 8 au total, dans ladite zone, et le matelas comprend 20 cellules dont 3 en zone de pieds, et 7 en zone de tête.
  • La présente invention propose également un dispositif de gonflage d'un dit dispositif de support d'un patient à supporter, notamment d'un matelas ou d'un coussin pour supporter le corps d'un patient, comportant desdites cellules gonflables d'un fluide, en particulier d'air, permettant la mise en oeuvre d'un procédé de gonflage selon l'invention, le dispositif de gonflage comportant :
    • desdits moyens de gonflage,
    • des tuyaux de communication hydraulique reliant lesdits moyens de gonflage aux dites cellules gonflables,
    • un dit capteur de morphologie apte à mesurer directement la contrainte exercée par un dit patient sur lesdites cellules gonflables du dispositif de support, et déterminer ladite valeur de pression de référence, et
    • desdits moyens de mesure de la pression à l'intérieur desdites cellules gonflables, et
    • desdits moyens de commande desdits moyens de gonflage
    • lesdits moyens de commande desdits moyens de gonflage étant connectés aux dits moyens de mesure de pression et au dit capteur de morphologie, et étant aptes à commander les mises en marche et arrêts desdits moyens de gonflage en fonction de la valeur de la pression du fluide mesurée dans lesdites cellules par lesdits moyens de mesure de la pression en la comparant à au moins une dite valeur de pression de référence déterminée à l'aide dudit capteur de morphologie.
  • De préférence, le dispositif selon l'invention comporte un capteur de morphologie apte à mesurer la pression appliquée par un dit patient sur lesdites cellules gonflables du dispositif de support, et déterminer ladite valeur de pression de régulation et dite valeur de pression de consigne, ledit capteur étant connecté aux dits moyens de commande des moyens de gonflage.
  • De préférence le capteur de morphologie permet de déterminer et quantifier la pression d'interface exercée par le patient sur les cellules résultant de la masse de l'élément à supporter par les cellules d'un dispositif de support, laquelle provoque un déplacement de fluide et un enfoncement de l'élément à supporter dans les cellules provoquant une augmentation de la pression de fluide dans les cellules. Des dispositifs de capteurs de morphologie sont connus de l'homme du métier comme mentionné ci-dessus, mais de préférence, ledit capteur de morphologie comporte au moins une cellule résistive de détection de force.
  • Les moyens de mesure de pression à l'intérieur des cellules peuvent être par exemple des capteurs piezo électriques.
  • Plus particulièrement, le dispositif selon l'invention comprend :
    • desdites première et deuxième électrovannes reliées à des dites premières et respectivement deuxièmes cellules et dits moyens de gonflage, lesdites électrovannes étant aptes à permettre soit la communication ouverte avec la pompe et lesdites deuxièmes et respectivement premières cellules dans un état de l'électrovanne dit de repos, soit la mise à l'air libre des dites premières et respectivement deuxièmes cellules par mise en état de communication fermée avec la pompe et lesdites deuxièmes et respectivement premières cellules et communication ouverte avec l'extérieur, en état de l'électrovanne dit d'activation, et
    • des moyens de détection d'arrêt de pompe connecté à un séquenceur apte à déclencher des commandes successives d'états d'activation ou de repos desdites électrovannes et apte à faire le choix des dites pressions de référence selon une séquence déterminée.
  • Selon une autre caractéristique du dispositif de gonflage de l'invention lesdits moyens de gonflage comportent une pompe basse tension alimentée sous une tension de 12 volts alternatif.
  • Préférentiellement, le dispositif de gonflage de l'invention comporte également une alimentation 12 volts continu comportant un pont de transistors, ceci afin de générer la tension alternative desdits moyens de gonflage. Par ailleurs le dispositif de gonflage comporte également un capteur de morphologie, apte à mesurer la contrainte appliquée par un dit élément à supporter sur lesdites cellules gonflables du dispositif de support et un capteur de pression apte à mesurer la pression à l'intérieur desdites cellules gonflables.
  • Toujours selon l'invention, l'alimentation du dispositif de gonflage de l'invention comporte enfin une batterie d'alimentation apte à entretenir le fonctionnement du dispositif de gonflage en cas de coupure de l'alimentation secteur.
  • D'autres caractéristiques avantageuses du procédé et du dispositif de gonflage de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre réalisée à titre illustratif et non limitatif de la portée de l'invention en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
    • les figures 1A et 1B représentent un dispositif de support à cellules gonflable incorporant un dispositif de gonflage alterné pour la mise en oeuvre du procédé de gonflage alterné de l'invention ;
    • la figure 2 représente schématiquement la structure électrique d'un dispositif de gonflage alterné conforme à la présente invention,
    • la figure 3 représente des courbes de variations de pressions dans un dispositif de support gonflable fonctionnant suivant le procédé de gonflage alterné de l'invention,
    • la figure 4 représente des courbes de variations de pressions dans un dispositif de support gonflable fonctionnant suivant le procédé de l'invention, pour un individu de 125 kg et une inclinaison nulle du dispositif de support,
    • la figure 5 représente des courbes de variations de pressions dans un dispositif de support gonflable fonctionnant suivant le procédé de l'invention, pour un individu de 125 kg et une inclinaison de 60° entre deux zones du dispositif de support.
    • la figure 6 représente des courbes de variations de pressions dans un dispositif de support gonflable fonctionnant suivant le procédé de l'invention, pour un individu de 45 kg et une inclinaison de 60° entre deux zones du dispositif de support,
    • la figure 7 représente des courbes de variations de pressions dans un dispositif de support gonflable fonctionnant suivant le procédé de l'invention, pour un individu de 45 kg et une inclinaison nulle du dispositif de support.
  • Dans les courbes de s figures 3 à 7 les pressions en ordonnées sont en inch H2O (1 inch H2O=254 Pa= 2.19 mmHg) et le temps en abscisse est en secondes.
  • Sur les figures 1A et 1B, on a représenté un matelas thérapeutique 11, équipé d'un dispositif de gonflage 1 selon l'invention.
  • Le matelas thérapeutique 11 est constitué de 19 cellules gonflables, lesdites cellules 12 étant disposées transversalement à la direction longitudinale du matelas. Chaque cellule est constituée de deux compartiments, respectivement un compartiment supérieur et un compartiment inférieur, lesdits compartiments supérieur et inférieur, en forme de boudin, communiquant entre eux à leurs extrémités.
  • Le matelas 11 représenté sur les figures 1A et 1B, comporte les trois zones suivantes :
    • une zone de pied 11P, constituée des 3 premières cellules (cellules n°1 à 3),
    • Une zone médiane 11C, comportant 8 cellules (cellules n°4 à 11), et
    • une zone de tête 11T, comportant également 8 cellules (cellules n°12 à 19).
  • La zone centrale 11C correspond à une zone gonflée selon un procédé de gonflage alterné de la présente invention.
  • La zone centrale 11C comporte une première série de cellules, appelées premières cellules 12C1 (cellules n°5, 7, 9 et 11), et une deuxième série de cellules, dites deuxièmes cellules 12C2 (cellules n°4, 6, 8 et 10).
  • Les cellules de chacune desdites première et deuxième séries 12C1 et 12C2, sont montées en série, c'est-à-dire en ligne, les deux séries étant montées en parallèle, alimentées par le même dispositif de gonflage 1.
  • Plus précisément, les cellules 12 du matelas 11 comportent, chacune, un orifice d'entrée et un orifice de sortie (non représentés). L'orifice d'entrée ou alimentation est situé à une extrémité du compartiment supérieur, dans la direction transversale du matelas, l'orifice de sortie ou évacuation étant situé à l'extrémité du même côté du compartiment inférieur, dans la direction transversale du matelas (ou direction longitudinale de la cellule). Deux cellules adjacentes ont leurs orifices disposés à des extrémités opposées dans la direction transversale du matelas et appartiennent à une série différente de cellules.
  • Ainsi, sur la figure 1A, on voit que la cellule n°1 au pied du matelas est alimentée par un tuyau 13 au niveau de l'extrémité du compartiment supérieur de la cellule n°1, et l'extrémité du même coté du compartiment inférieur de la cellule n°1 communique directement avec l'extrémité du compartiment inférieur du même coté de la cellule n°3, dont l'extrémité du même coté du compartiment supérieur communique, à partir d'un raccord de dérivation en T, 13a, avec, d'une part, une première électrovanne 141, à partir de laquelle sont disposées en série les cellules n°5, 7, 9 et 11 de ladite première série 12C1 de cellules, et, d'autre part, monté en parallèle aux cellules 12C1, l'extrémité du même coté du compartiment supérieur de la cellule n°13, qui est la deuxième cellule de la zone de tête 11T à partir du pied du lit, les autres cellules de la zone de tête, n°15, 17 et 19, étant montées les unes à la suite des autres, en série.
  • Symétriquement, sur la figure 1B, on montre que la cellule n° 2 de la zone de pied 11P est alimentée, à l'extrémité opposée du compartiment supérieur, à partir du dispositif 1, par un même tuyau 13. Et, l'extrémité du même coté du compartiment inférieur de la cellule n°2 de la zone de pied 11P alimente un raccord de dérivation en T 13a, à partir duquel on alimente en parallèle :
    • d'une part, la deuxième électrovanne 142, à partir de laquelle la cellule n°4 du matelas, représentant la première cellule de ladite deuxième série de cellules 12C2, est alimentée, les autres cellules de la deuxième série de cellules 12C2, à savoir les cellules n°6, 8 et 10, étant alimentées en série, c'est-à-dire communiquant en série entre elles symétriquement et parallèle à ladite première série de cellules 12C1, et
    • d'autre part, un tuyau 13 alimente l'extrémité du compartiment supérieur du premier compartiment n°12 de la zone de pied, l'extrémité du même coté du compartiment inférieur de la deuxième cellule suivante de la zone de tête, à savoir la cellule n°14 à partir du pied du lit, étant alimentée à partir de l'extrémité du même coté du compartiment inférieur de la cellule n°12 et, ainsi de suite, en série sur la cellule n°16 puis l'avant-dernière cellule n°18 de la zone de tête 11T.
  • On voit ainsi que les cellules de la zone de tête 11T et de la zone de pied 11P constituent des troisièmes cellules, qui sont situées en amont des première et deuxième électrovannes 141 et 142.
  • Les électrovannes 141 et 142 ont été représentées disposées en ligne entre les tuyaux 13 et les orifices des premières cellules desdites première série 12C1 et deuxième série de cellules 12C2. Toutefois, elles pourraient être disposées dans un boîtier spécifique.
  • Lesdites première et deuxième électrovannes 141 et 142 sont des électrovannes 3 voies, du type 3/2, tel que décrit précédemment. Sur les électrovannes 141 et 142, on a représenté les orifices latéraux de mise à l'air libre 14a. Leur changement de mise en état, entre leurs dit état d'activation et dit état de repos, est commandé par les transistors 61 et, respectivement, 62 du séquenceur 6 décrit ci-après.
  • Lorsqu'une électrovanne est en état d'activation, seul l'orifice latéral de mise à l'air libre est ouvert. Lorsqu'une électrovanne est en état dit de repos, l'orifice latéral de mise à l'air libre est fermé et les deux autres orifices sont ouverts, communiquant, respectivement, avec la pompe et la première cellule de la série de cellules concernées par ladite électrovanne.
  • Plus particulièrement, lesdites électrovannes comprennent un corps principal comprenant une cavité interne cylindrique dans laquelle débouchent les deux dits premier et deuxième canaux internes, ladite cavité interne renfermant un noyau magnétique longitudinal apte à être déplacé dans ladite direction longitudinale axiale de ladite électrovanne, ledit noyau magnétique se déplaçant à l'intérieur d'une bobine d'induction s'étendant axialement, ledit noyau pouvant se déplacer entre, d'une part, une position d'ouverture dans laquelle le noyau est dégagé des extrémités desdits premier et deuxième canaux internes débouchant dans ladite cavité interne de manière à laisser passer le fluide à travers ladite électrovanne entre les extrémités de ces deux dits premier et second embouts et, d'autre part, une position de fermeture dans laquelle ledit noyau obstrue l'extrémité débouchant dans ladite cavité interne de l'un des deux dits premier et deuxième canaux internes de l'électrovanne de manière à empêcher la circulation du fluide à travers ladite électrovanne entre les extrémités de ces deux dits premier et second embouts.
  • Ce type d'électrovanne est appelé « électrovanne compacte en ligne » car les différents éléments constitutifs sont disposés selon un même axe que l'axe longitudinal de l'électrovanne.
  • D'autre part, le passage du fluide à travers l'électrovanne entre ses premier et second embouts se fait toujours axialement selon le même axe longitudinal que celui de l'électrovanne, contrairement aux électrovannes 3 voies classiques dans laquelle l'axe du noyau et le déplacement du noyau sont en général perpendiculaires à un conduit de passage du fluide à l'intérieur de l'électrovanne.
  • Des électrovannes « compacte en ligne » de ce type sont décrites dans la demande de brevet en France FR 0701391 au nom de la demanderesse.
  • Cette organisation des différentes cellules 12 du matelas, en deux séries de cellules 12C1 et 12C2, montées en parallèle mais disposées de telle sorte que les cellules desdites première série 12C1 et deuxième série 12C2 se succèdent en alternance, et avec les deux séries pilotées par une électrovanne différente, permet de faciliter la mise en oeuvre du procédé de gonflage alterné selon l'invention, avec un encombrement minimal autour du matelas du réseau de tuyaux et autres moyens de communication hydraulique entre les cellules.
  • Sur la figure 3, on a représenté des courbes de pression en fonction du temps, dans les cellules 12C1 et 12C2, au cours des différentes phases des cycles de gonflage alterné des cellules 12C1 et 12C2 décrites ci-après.
  • Avant t0, lesdites premières cellules 12C1 sont en phase de regonflage, ladite première électrovanne 141 étant en dit état de repos, permettant l'alimentation desdites cellules 12C1 par l'intermédiaire du tuyau 13 à partir du dispositif de gonflage 1. Simultanément, au regonflage des premières cellules 12C1, les deuxièmes cellules 12C2 sont en phase de dégonflage et, tel que représenté sur la figure 3, elles ont atteint une pression relative nulle. Dans cette phase avant t0, la deuxième électrovanne 142 se trouve en état d'activation.
  • A t0, la pression détectée à l'intérieur des premières cellules 12C1 atteint la pression de consigne Pc déterminée comme étant supérieure d'environ 20% à la limite supérieure PRmax de la plage de régulation. Cette détection d'une pression Pc dans lesdites cellules 12C1 provoque l'arrêt de la pompe. Et, l'arrêt de la pompe déclenche la phase suivante (phase P.1) dans laquelle la deuxième électrovanne 142 est mise en état de repos. Ainsi, à partir de t0, dans la phase P.1, les deux première et deuxième électrovannes 141 et 142 sont en état de repos, la pompe est arrêtée. Et, la phase P.1 est une phase d'équilibrage par transfert d'air desdites premières cellules 12C1 vers les deuxièmes cellules 12C2 au cours de laquelle la pression dans les cellules 12C1 diminue et la pression dans les cellules 12C2 augmente par simple transfert d'air sous l'effet de l'appui du patient.
  • A t1, les moyens de mesure de pression 3 dans les cellules mesurent une pression dans les premières cellules 12C1 égale à la limite supérieure PRmax de la plage de régulation, alors que, simultanément, la pression dans les deuxièmes cellules 12C2 est inférieure à la limite inférieure PRmin de la plage de régulation. Ces conditions de pressions dans lesdites premières et deuxièmes cellules 12C1 et 12C2 déclenchent le redémarrage de la pompe sans qu'il y ait de changement de position des première et deuxième électrovannes 141 et 142.
  • A t2, la pression dans lesdites secondes cellules 12C2 atteint la limite inférieure PRmin et les premières et deuxièmes cellules 12C1 et 12C2 sont maintenues à une pression comprise dans la plage de régulation, ce qui déclenche un nouvel arrêt de la pompe et envoie un signal au séquenceur 6 de déclencher la phase suivante (phase P.2), dans laquelle la première électrovanne 141 est activée pour mise à l'air libre des cellules 12C1, permettant le dégonflage des premières cellules 12c1, tandis que la deuxième électrovanne 142 reste en état de repos. L'activation de la première électrovanne 141 s'accompagne d'un renvoi 63 d'information vers le comparateur des moyens de commande 4, lui donnant ordre de prendre la pression de consigne comme pression de référence pour le gonflage des cellules 12C2. Ceci déclenche le redémarrage et le fonctionnement de la pompe pour le regonflage desdites deuxièmes cellules tant que la pression détectée dans les cellules n'atteint pas la pression de consigne.
  • A t3, la pression de consigne PC est atteinte dans lesdites deuxièmes cellules, ce qui déclenche l'arrêt de la pompe. Ce nouvel arrêt de la pompe déclenche la phase suivante (phase P.3), avec mise en état d'activation de la deuxième électrovanne 142 et dégonflage des deuxièmes cellules 12C2, et donc mise à l'air libre des deuxièmes cellules. L'activation de la deuxième électrovanne 142 s'accompagne d'un renvoi d'informations vers le comparateur des moyens de commande 4, qui comparera les pressions mesurées dans les cellules avec la plage de pression de régulation.
  • A t4, la détection de la pression maximale de régulation PRmax dans lesdites deuxièmes cellules 12C2, alors que la pression dans les premières cellules 12C1 est inférieure à PRmin, c'est-à-dire en dehors de la plage de régulation, déclenche la mise en marche de la pompe, sans changement d'état desdites première et deuxième électrovannes 141 et 142. Ceci provoque un ralentissement du dégonflage des deuxièmes cellules 12C2 et permet aux premières cellules 12C1 d'atteindre la plage de régulation à t5.
  • A t5, lorsque la pression est à l'intérieur de la plage de régulation dans les deux premières et deuxièmes cellules 12C1 et 12C2, cela commande l'arrêt de la pompe. L'arrêt de la pompe commande l'activation d'une nouvelle phase du cycle (phase P.4) avec nouvelle activation de la deuxième électrovanne 142 mise à l'air libre des deuxièmes cellules 12C2. La nouvelle activation de la deuxième électrovanne 142 envoie un signal aux moyens de commande de la pompe de changer de pression de référence en comparant maintenant la pression dans les premières cellules avec la pression de consigne. Ceci provoque le redémarrage de la pompe pour effectuer le regonflage desdites premières cellules, jusqu'à ce que la pression de consigne soit atteinte dans lesdites premières cellules.
  • A t6, lorsque la pression de consigne est atteinte dans lesdites premières cellules, la détection de la pression de consigne dans lesdites premières cellules commande l'arrêt de la pompe et une nouvelle phase du cycle par mise en repos de ladite deuxième électrovanne 142, les deux électrovannes 141 et 142 étant au repos, ce qui permet de démarrer, comme au temps t0, une nouvelle phase d'équilibrage par transfert d'air des premières cellules 12C1 vers les deuxièmes cellules 12C2.
  • A t0, t3 et t6, la mise en repos desdites deuxièmes électrovannes 142 à t0 et t6 et mise en repos desdites premières électrovannes 141 à t3 envoient un signal aux moyens de commande 4 de la pompe de comparer la pression à l'intérieur des cellules avec la pression de régulation, en l'occurrence une plage de valeurs PRmax-PRmin, comme fourchette de pression de référence. C'est pourquoi, lorsque le comparateur des moyens de commande 4 constate que les premières cellules à t1 et t2, et deuxièmes cellules à t4 et t5, sont dans la plage de régulation, alors que les deuxièmes cellules et premières cellules ne sont pas dans la plage de régulation à t1 et, respectivement, t4, il commande le redémarrage de la pompe à t1 et t4, et il commande l'arrêt de la pompe à t2 et t5 pour les raisons inverses, à savoir que les deuxièmes cellules 12C2 et premières cellules 12C1 sont dans la plage de régulation à t2 et, respectivement, t5.
  • Dans l'exemple représenté à la figure 1, la zone de support centrale 11C du matelas 11 comporte donc huit cellules gonflables 12C. Ces huit cellules sont organisées en deux groupes de quatre cellules 12C1, 12C2 reparties une cellule sur deux dans la zone 11C et reliées entre elles hydrauliquement par des tuyaux 13 et au dispositif de gonflage 1. Lors des cycles de gonflage alterné, les cellules du premier groupe 12C1 sont ainsi gonflées lorsque celles 12C2 du second groupe sont dégonflées puis inversement, les cellules 12C1 sont dégonflées lorsque celles 12C2 sont gonflées.
  • Le dispositif de gonflage 1 est de façon préférée logé dans une zone de pied ou compartiment fermé 15 intégré, notamment couvert de mousse, intégré d'un dispositif de support 11 comme un matelas thérapeutique à cellules gonflables 12 tel que représenté à la figure 1. Toutefois, le dispositif de gonflage 1 peut également être de type ambulatoire et intégré dans un ensemble annexe et amovible d'un tel dispositif de support.
  • Le dispositif de gonflage 1 (fig. 1) de l'invention comporte premièrement des moyens de gonflage constitué par une pompe 2 à compresseur d'air.
  • Par référence à nouveau à la figure 2, le dispositif de gonflage 1 comporte également des capteurs 3 de la pression à l'intérieur des cellules gonflables 12 du dispositif de support 11, en particulier un capteur basse pression, et des moyens de commande 4. La régulation de pression dans les cellules 12 est mise en oeuvre avec un élément comparateur entre la mesure de pression dans les cellules gonflables par les capteurs de pression 3 et la mesure du capteur de morphologie 9. Si la pression mesurée par les capteurs 3 à l'intérieur des cellules est trop importante par rapport à la pression de référence comparative déduite des mesures par le capteur de morphologie 9, on commande les moyens de dégonflage du matelas. En revanche, si la pression dans les cellules 12 est trop faible on commande les moyens de gonflage 2, qui sont connectés électriquement aux dits moyens de commande 4 et aux moyens de détection de l'arrêt de gonflage 5.
  • Conformément à l'invention, le dispositif de gonflage 1 comporte des moyens de détection 5 connectés aux moyens de gonflage 2 pour détecter un arrêt des moyens de gonflage 2. Ces moyens de détection 5 comportent essentiellement une simple porte logique inverseuse convertissant l'information d'arrêt des moyens de gonflage 2 en signal pour un séquenceur 6 de cycle alterné des changements d'état des électrovannes et changement des pressions de référence de l'élément comparateur des moyens de commande 4 de regonflage et dégonflage alternés des cellules gonflables du dispositif de support et aptes à piloter ces derniers.
  • Le séquenceur 6 pilote les quatre phases du cycle alterné décrites ci-dessus sous la commande des moyens de détection de l'arrêt gonflage 5.
  • A t0, phase n°1 (P.1) : le transistor 62 envoie un signal qui provoque la mise en état de repos de l'électrovanne 142, et renvoie de signal 63 vers le comparateur 4 pour prendre comme référence de mise en marche de la pompe, la pression de régulation.
  • A t2, phase n°2 (P.2) : le transistor 61 envoie un signal qui provoque la mise en état d'activation de l'électrovanne 141, et renvoie de signal 63 vers le comparateur 4 pour prendre comme référence de mise en marche de la pompe la pression de consigne.
  • A t3, phase n°3 (P.3) : le transistor 62 envoie un signal qui provoque la mise en état de repos de l'électrovanne 141, et renvoie de signal 63 vers le comparateur 4 pour prendre comme référence de mise en marche de la pompe la pression de régulation.
  • A t5, phase n°4 (P.4) : le transistor 61 envoie un signal qui provoque la mise en état d'activation de l'électrovanne 142, et renvoie de signal 63 vers le comparateur 4 pour prendre comme référence de mise en marche de la pompe la pression de consigne.
  • Ledit séquenceur est connecté au circuit de commande des deux électrovannes de vidange et remplissage des deux séries de cellules et aux moyens de commande du système de gonflage 4 pour faire commuter la régulation de la pression dite de régulation durant les première et troisième phases à la pression dite de consigne durant les deuxième et quatrième phases.
  • Conformément à une caractéristique particulièrement avantageuse de la présente invention, les moyens de gonflage du dispositif de l'invention comportent une pompe basse tension 2 alimentée sous une tension de 12 volts alternatif, générée à partie d'une alimentation 12 volts continu.
  • De façon complémentaire, l'alimentation 7 peut également comprendre une batterie d'alimentation 10 apte à entretenir le fonctionnement du dispositif de gonflage en cas de coupure de l'alimentation secteur. Une telle batterie 10 peut s'avérer notamment utile lors des phases de transport d'un patient alité sur un dispositif de support à cellules gonflables, phases durant lesquelles l'alimentation du dispositif électronique de gonflage 1 doit être débranchée du secteur électrique, afin de d'entretenir pendant la durée du transport le procédé de gonflage alterné des cellules 12 du dispositif de support 11. Une telle batterie d'alimentation peut en particulier être de type Lithium-ion afin de présenter un encombrement réduit tout en présentant une capacité de stockage suffisante pour assurer une alimentation autonome au dispositif de gonflage de l'invention pendant une durée d'au moins deux heures.
  • Pour fournir une tension d'alimentation alternative au dispositif de gonflage à partir d'une tension continue, le dispositif de l'invention comporte une alimentation 7 comportant un pont en « H » de transistors 8. Ce pont de transistors est commandé par un oscillateur à fréquence ajustable. C'est la fréquence de l'oscillateur 16 qui fixe la fréquence de la tension alternative du système de gonflage. Ce mode d'alimentation est avantageux car il permet d'optimiser le point de fonctionnement du système de gonflage et son rendement. La performance du système de gonflage est ainsi améliorée de 10% à 20% avec une consommation d'énergie électrique réduite.
  • Le dispositif de gonflage de la présente invention comporte enfin de préférence, dans un mode de réalisation avantageux, un capteur de morphologie 9 placé sous le matelas 11, apte à mesurer les contraintes appliquée par le corps d'un patient alité sur les cellules gonflables 12 du dispositif de support 11, ledit capteur de morphologie 9 comportant dans un mode de réalisation préféré de celui-ci au moins une cellule résistive de détection de force, notamment tel que décrit dans les demandes EP N°08 163 149.1 et US N° 12/199,869 au nom de la demanderesse.
  • Ces cellules, plus connues sous leur dénomination anglaise "Force Sensing Resistors" ou FSR (marque déposée) présentent une structure extrêmement simple et un prix particulièrement faible en comparaison d'autres composants électroniques ce qui confère au capteur de pression un prix de revient extrêmement réduit.
  • Par ailleurs, les cellules résistives de détection de force, qui sont des composants électroniques dont l'impédance décroît d'autant plus que l'intensité d'une force appliquée perpendiculairement sur leur surface augmente, sont peu sensibles aux bruits et aux vibrations ce qui facilite la réalisation et l'exploitation des mesures. Leur large plage d'impédance permet également l'emploi d'une électronique d'interface et d'exploitation simplifiée comme l'est celle du dispositif de gonflage 1 de l'invention.
  • Le procédé de gonflage alterné de l'invention n'est appliqué qu'à certaines cellules gonflables 12 dudit matelas 11 dans une zone de support particulière de celui-ci, et en particulier uniquement aux cellules gonflables 12C de la zone de support centrale 11C du matelas 11 qui servent à supporter la zone sacrée d'un individu allongé ou assis sur le matelas 11, les cellules gonflables dans la zone de support du buste d'un patient 11T et celles de la zone de support des pieds 11P étant maintenues constamment entre la pression de régulation Pr et la pression de consigne compte tenu de leur montage en amont des électrovannes 141 et 142.
  • Il convient de noter que la durée de gonflage et de dégonflage des cellules 12C1, 12C2 varie en fonction du patient. Elle est fonction de la morphologie du patient car elle dépend le temps de gonflage pour arriver à la pression de régulation nécessaire à bien le porter dans le matelas 11 et du volume d'air que prend le corps en immersion dans les cellules gonflables 12C1, 12C2 de la zone de support centrale 11C du matelas.
  • Cette variation des durées des phases de gonflage et de dégonflage au cours du procédé de gonflage alterné de l'invention est par exemple mise en évidence par les courbes présentées aux figures 7 et 4. On peut ainsi noter sur ces figures que pour un individu de 45 kg et de 160 cm, la durée totale d'un cycle de gonflage et de dégonflage complet d'une cellule est de l'ordre de 420 secondes environ quand ce même cycle de gonflage et dégonflage complet d'une cellule est de l'ordre de 700 secondes pour un individu de 125 kg et de 170 cm. De plus, dans le cas de la figure 7, la pression de consigne Pc à atteindre pour déclencher l'alternance de gonflage des cellules 12C1 et 12C2 est inférieure à celle dans le cas de la figure 4, la plage de pressions de régulation Pr étant elle similaire dans les deux cas.
  • Il convient également de noter qu'une éventuelle inclinaison d'une partie du matelas 11 a également une influence sur la durée d'un cycle complet de gonflage et de dégonflage des cellules 12C1, 12C2. Une telle inclinaison intervient notamment de façon fréquente lorsque un matelas thérapeutique tel que le matelas 11 de la figure 2 est employé sur des lits médicalisés équipés d'un relève-buste.
  • Les figures 6 et 5, qui représentent les courbes de variations de pressions dans les cellules 12C1 et 12C2 de la zone de support centrale 11C du matelas 11 de la figure 3 pendant la mise en oeuvre du procédé de gonflage alterné de l'invention avec une inclinaison de 60° de la zone de support du buste 11T du matelas par rapport à la zone de support 11P des jambes, montrent ainsi qu'une telle inclinaison à également pour conséquence une augmentation de la durée du cycle de regonflage et dégonflage des cellules 12C1, 12C2 soumises au gonflage alterné.
  • Comme il ressort donc des courbes présentées aux figures 3 à 7, ainsi que de la description qui précède, le procédé de gonflage alterné de la présente invention ne répond pas à des paramètres de réglage figés mais au contraire s'adapte automatiquement aux conditions d'exploitation du dispositif de support sur lequel le dispositif est mis en oeuvre ainsi qu'aux caractéristiques particulières des individus installés sur le dispositif de support de façon que les pressions de gonflage et les durées de cycle s'ajustent automatiquement, ce qui est permis essentiellement conformément à la présente invention par l'utilisation du signal d'arrêt de la pompe de gonflage comme élément de commande de l'alternance de gonflage des cellules du dispositif de support.

Claims (12)

  1. Procédé de gonflage alterné de cellules gonflables (12) d'un dispositif de support (11) d'un élément à supporter du type matelas pour supporter le corps d'un patient, ledit matelas comportant de cellules gonflables d'un fluide, en particulier d'air, comprenant au moins une zone (11C) comprenant deux première et deuxième séries de cellules gonflables (12C1, 12C2), dites premières et respectivement deuxièmes cellules, les cellules de chaque série communiquant hydrauliquement ou de préférence pneumatiquement, entre elles, et avec des moyens de gonflage comprenant une pompe, les cellules de chaque série de cellules pouvant être soit en état de communication ouverte avec la pompe et les cellules de l'autre dite série de cellules, soit en état de communication fermée avec la pompe et les cellules de l'autre série et communication ouverte avec l'extérieur, état de mise à l'air libre, procédé dans lequel on effectue des cycles de dégonflage et regonflage alterné dans lesquels on dégonfle puis regonfle alternativement et successivement chaque dite série de cellules, lesdites premières cellules (12C1) étant dégonflées puis regonflées simultanément au regonflage puis respectivement dégonflage des dites deuxièmes cellules, les étapes de dégonflage et regonflage alternés desdites premières et deuxièmes cellules du dispositif de support comprenant au moins une étape de gonflage des dites cellules jusqu'à une valeur d'au moins une pression de référence (PC, PRmax, PRmin) dont la valeur est déterminée à partir d'une mesure en continu effectuée à l'aide d'un capteur, dénommé capteur de morphologie (9), mesurant la contrainte générée par le corps du patient sur les cellules, tel que les étapes de dégonflage et regonflage alternés desdites premières et deuxièmes cellules interviennent selon un cycle piloté par les mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage, lesquels mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage sont commandés en fonction de la valeur de la pression du fluide mesurée à l'intérieur desdites cellules et sa comparaison à une dite valeur de pression de référence, et les mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage commandent les mises en état de communication ouverte ou état de communication fermée des dites premières ou secondes cellules avec lesdits moyens de gonflage.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
    - les mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage sont commandés en fonction de la valeur de la pression du fluide mesurée dans lesdites cellules et sa comparaison à une valeur d'une première dite pression de référence appelée pression de régulation déterminée en fonction de la morphologie du patient, et une valeur d'une deuxième pression de référence appelée pression de consigne, ladite pression de consigne étant supérieure à ladite pression de régulation et calculée par rapport à la pression de régulation et,
    - les mises en marche ou arrêt desdits moyens de gonflage commandent le choix de ladite première ou dite deuxième pression de référence à prendre en compte pour ladite comparaison dans la mise en marche ou arrêt suivante des moyens de gonflage au cours d'un dit cycle.
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que :
    - lesdites premières cellules sont connectées les unes à la suite des autres en série,
    - lesdites deuxièmes cellules sont connectées les unes aux autres en série,
    - on réalise les étapes successives suivantes dans lesquelles :
    a) lorsque (t2,) toutes les cellules des deux dites première et deuxième série sont gonflées à une pression correspondant à une pression dite de régulation (Pr), la pompe étant à l'arrêt, les cellules de chaque série de cellules étant en état de communication ouverte avec la pompe et les cellules de l'autre dite série de cellules, la détection de ladite pression de régulation dans lesdites premières et deuxièmes cellules, commande :
    a-1) le dégonflage des dites premières cellules (12C1) par mise à l'air libre des dites premières cellules, et
    a-2) le surgonflage des dites deuxièmes cellules (12C2) par mise en marche de la pompe jusqu'à une pression déterminée dite pression de consigne (Pc) supérieure à la pression de régulation, et
    b) lorsque (t3) la pression de consigne est atteinte dans lesdites deuxièmes cellules (12C2), la détection de ladite pression de consigne dans lesdites deuxième cellules commande l'arrêt de la pompe et la mise en état de communication ouverte avec la pompe et les cellules de l'autre dite série de cellules pour les deux séries de cellules, ce qui permet un transfert du fluide des dites deuxièmes cellules vers lesdites premières cellules et donc le dégonflage des dites deuxièmes cellules et regonflage simultanée des dites premières cellules jusqu'à une dite pression de régulation ,et
    c) lorsque (t5) toutes lesdites premières et deuxièmes cellules sont à une pression correspondant à une pression dite de régulation, la détection d'une dite pression de régulation dans lesdites cellules commande l'arrêt de la pompe, lequel arrêt de pompe commande :
    c-1) le dégonflage des dites deuxièmes cellules par mise à l'air libre des dites deuxièmes cellules, et
    c-2) le surgonflage desdites premières cellules par mise en marche de la pompe jusqu'à une dite pression de consigne (Pc) et
    d) lorsque (t6) ladite pression de consigne est atteinte dans lesdites premières cellules, la détection de ladite pression de consigne dans lesdites premières cellules commande l'arrêt de la pompe et la mise en état de communication ouverte avec la pompe et les cellules de l'autre dite série de cellules pour les deux séries de cellules, ce qui permet un transfert du fluide des premières cellules vers les deuxièmes cellules et donc le dégonflage des dites premières cellules et gonflage simultanée des dites deuxièmes cellules jusqu'à une dite pression de régulation, et
    e) le cas échéant on réitère le cycle des étapes a) à d).
  4. Procédé de gonflage alterné selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que :
    - lesdites premières cellules sont reliées à au moins une première électrovanne (141) permettant soit la communication ouverte avec la pompe et lesdites deuxièmes cellules dans un état de l'électrovanne dit de repos, soit la mise à l'air libre des dites premières cellules par mise en état de communication fermée avec la pompe et lesdites deuxièmes cellules et communication ouverte avec l'extérieur, en état de l'électrovanne dit d'activation,
    - lesdites deuxièmes cellules reliées à au moins une deuxième électrovanne (142) permettant soit la communication ouverte avec la pompe et lesdites premières cellules dans un état de l'électrovanne dit de repos, soit la mise à l'air libre des dites deuxièmes cellules par mise en état de communication fermée avec la pompe et lesdites premières cellules et communication ouverte avec l'extérieur, en état de l'électrovanne dit d'activation,
    - et les arrêts de la pompe déclenchent les mises en états d'activation ou de repose des dites premières et deuxièmes électrovannes.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que :
    - la pression de régulation correspond à une pression comprise dans une fourchette de pression dite plage de régulation (PRmax-PRmin), et
    - aux étapes b) et d), au cours dudit transfert, lorsque (t4, t1) on détecte la pression maximale de régulation (PRmax) dans lesdites deuxièmes et respectivement premières cellules alors que la pression minimale de régulation (PRmin) n'est pas atteinte dans lesdites premières et respectivement deuxièmes cellules, la mise en marche de la pompe est déclenchée pour le gonflage des dites premières et respectivement deuxièmes cellules, et
    - aux étapes a) et c), l'arrêt de pompe est déclenchée par la détection d'une pression dans lesdites premières et deuxièmes cellules comprise dans ladite plage de régulation, et le redémarrage de la pompe aux étapes a-2) et c-2) est déclenché par la détection d'une pression dans lesdites cellules inférieure à la pression de consigne.
  6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la pression de fluide dite de "consigne" est déterminée par rapport à la valeur de régulation et supérieure d'au moins 10 % à la pression de "régulation", et de préférence supérieure d'au moins 15 % à 30 % par rapport à ladite pression de "régulation".
  7. Dispositif de gonflage alterné (1) d'un dispositif de support d'un patient à supporter, notamment d'un matelas ou d'un coussin pour supporter le corps d'un patient, comportant des cellules gonflables d'un fluide, en particulier d'air, comprenant au moins une zone (11C) comprenant deux première et deuxième séries de cellules gonflables (12C1, 12C2), dites premières et respectivement deuxièmes cellules, les cellules de chaque série communiquant hydrauliquement ou de préférence pneumatiquement, entre elles, et avec des moyens de gonflage comprenant un pompe, permettant de mettre en oeuvre un procédé selon l'une des revendications 1 à 6, ledit dispositif de gonflage comportant :
    - desdits moyens de gonflage (2),
    - des tuyaux de communication hydraulique (13) reliant lesdits moyens de gonflage aux dites cellules gonflables,
    - desdits moyens de mesure (3) de la pression à l'intérieur desdites cellules gonflables,
    - un dit capteur de morphologie (9) apte à mesurer directement la contrainte appliquée par un dit patient sur lesdites cellules gonflables du dispositif de support et déterminer ladite valeur de pression de référence, et
    - desdits moyens de commande (4) desdits moyens de gonflage,lesdits moyens de commande (4) desdits moyens de gonflage étant connectés aux dits moyens de mesure de pression (3) et au dit capteur de morphologie (9), et étant aptes à commander les mises en marche et arrêt desdits moyens de gonflage en fonction de la valeur de la pression du fluide mesurée dans lesdites cellules par lesdits moyens de mesure (3) de la pression en la comparant à au moins une dite valeur de pression de référence déterminée par ledit capteur de morphologie (9).
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de morphologie (9) apte à mesurer la pression d'interface appliquée par un dit patient sur lesdites cellules gonflables du dispositif de support et déterminer ladite valeur de pression de régulation et dite valeur de pression de consigne, ledit capteur étant connecté aux dits moyens de commande (4) des moyens de gonflage.
  9. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend :
    - desdites première et deuxième électrovannes (141,142) reliées à des dites premières et respectivement deuxièmes cellules et dits moyens de gonflage, lesdites électrovanne (141,142) étant aptes à permettre soit la communication ouverte avec la pompe et lesdites deuxièmes et respectivement premières cellules dans un état de l'électrovanne dit de repos, soit la mise à l'air libre des dites premières et respectivement deuxièmes cellules par mise en état de communication fermée avec la pompe et lesdites deuxièmes et respectivement premières cellules et communication ouverte avec l'extérieur, en état de l'électrovanne dit d'activation, et
    - des moyens (5) de détection d'arrêt de pompe connecté à un séquenceur (6) apte à déclencher des commandes successives d'états d'activation ou de repos des dites électrovannes, et de préférence apte à faire le choix des dites première ou deuxième pression de référence à prendre en compte dans ladite comparaison, selon une séquence déterminée.
  10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de gonflage comportent une pompe basse tension alimentée sous une tension de 12 volts alternatif.
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation (7) comportant un pont de transistors (8).
  12. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte une batterie d'alimentation (10) apte à entretenir le fonctionnement du dispositif de gonflage en cas de coupure de l'alimentation secteur.
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