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Sous-traitance & Services > Electronique/optique

Un capteur de gaz respiratoire opérationnel en moins de 5 secondes

Publié le 13 janvier 2020 par Patrick RENARD
Source : Corscience

Interlocuteur unique auprès de clients OEM pour la conception, la fabrication et l’homologation de leurs produits, la société allemande Corscience a développé le CAP201, un module de capteur compact et robuste destiné à mesurer la capnie, c’est-à-dire la pression partielle de CO2 dans le sang artériel.

Pour pouvoir surveiller et évaluer l’état de santé de patients sous assistance respiratoire, il est nécessaire d’analyser en continu l’air qu’ils rejettent à l’aide de capteurs de gaz médicaux. L’un des paramètres typiques que l’on peut mesurer ici est la concentration en dioxyde de carbone en fin d’expiration (ETCO2). Cette valeur permet notamment d’établir la pression partielle en dioxyde de carbone dans le sang artériel (capnie ou PaCO2), sans procéder à une gazométrie sanguine. Grâce à ce paramètre, il est également possible de surveiller et de contrôler l’emplacement de la sonde endotrachéale dans le cas des patients intubés. C’est la raison pour laquelle la capnographie, c’est-à-dire la représentation graphique de la courbe de mesure du CO2 en fin d’expiration, est une technique largement employée aujourd’hui, aussi bien en médecine d’urgence que dans le cadre d’applications cliniques, par exemple en anesthésie.

C’est là qu’intervient le capteur CAP201 développé par Corscience. Le principe de mesure repose sur la spectroscopie à rayonnement infrarouge non dispersif, qui exploite les capacités spécifiques d’absorption des infrarouges par le CO2. Lors de la mesure, ce gaz est traversé par des rayonnements à large bande au sein d’un volume de mesure. Un détecteur à infrarouges est utilisé pour repérer le signal de mesure. Un filtre passe bande optique ajusté à la longueur d’ondes correspondante est placé en amont de ce détecteur. L’intensité lumineuse du rayonnement infrarouge baisse du fait de l’interaction physique avec les molécules de dioxyde de carbone. Etant donné que le signal de mesure diminue au fur et à mesure que le nombre de molécules de CO2 augmente au sein du volume de mesure, il est possible de calculer la concentration en CO2 en faisant appel à la loi de Beer-Lambert.

Module CAP201 (source Corscience).

Quelques chiffres

Le capteur CAP201 fonctionne selon un procédé de dérivation d’air dans lequel une pompe aspire en continu une petite partie de l’air expiré et la transfère dans une chambre de mesure. Contrairement aux modules appliqués au débit d’air principal qui prennent les mesures directement sur le tube du respirateur et qui viennent alourdir son poids, on n’exerce pas ici d’effort supplémentaire sur le tube et le risque d’extubation est minime. En outre les modules de dérivation sont moins exposés à la contamination et peuvent être utilisés plus facilement sur les patients non intubés. Le CAP201 peut mesurer la concentration en CO2 sur une plage de 0 à 16 % en volume, la valeur pouvant également être exprimée sous forme de pression partielle en millimètres de mercure ou en kPa. Deux fréquences de balayage sont possibles selon les applications : 8 et 40 Hz.

Un capteur qui résiste aux conditions difficiles

Les modules de capnographie doivent être capables de travailler de manière fiable, même dans des conditions défavorables, notamment dans le cas des interventions d’urgence. Le CAP201 est adapté à une plage de pression d’air de 540 hPa à 1200 hPa et peut, de ce fait, être employé aussi bien en altitude que dans les régions situées sensiblement en-dessous du niveau de la mer. Côté température, il offre une plage d’utilisation de -10 à 65°C pour un taux d’humidité d’air relative qui peut aller jusqu’à 95 %. Les écarts du signal de mesure imputables aux variations de pression d’air ou de température sont inévitables du fait du principe de mesure, mais le capteur CAP201 les corrige au moyen d’un procédé de compensation intégré. Un temps de chauffe inférieur à 5 secondes permet une utilisation quasi immédiate du module lors des procédures d’urgence.

Le CAP201 se distingue par ses petites dimensions : 70 x 40 x 26 mm, ainsi que sa légèreté : 69 g, pompe comprise. Ce module fonctionne avec une tension d’entrée de 3,3 à 7,2 V.

A voir sur le stand 10.0.228 de MedtecLive 2020.


www.corscience.de

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