Les ventilateurs de réanimation SERVO ont 50 ans : rencontre avec l’un des pionniers
La naissance du ventilateur Servo il y a un peu plus de 50 ans est un exemple évident de la manière dont la curiosité et l’obstination humaines peuvent ouvrir la voie à des innovations qui sauvent des vies. Rencontrez le professeur émérite Björn Jonson, l’un des pionniers du tout premier ventilateur à débit contrôlé en Suède à la fin des années 1960.
« Le ventilateur SERVO est devenu une réalité parce que j’ai eu la chance de croiser des mentors visionnaires, un clinicien extraordinaire et un partenaire industriel solide avec des ingénieurs de classe mondiale. Pour moi, ce qui s’est passé est encore un peu irréel », explique Björn.
Au début des années 1960, les ventilateurs bruyants et encombrants étaient, malgré tout, un équipement de pointe pour apporter aux patients un volume courant et une fréquence respiratoire. Cependant, ces appareils manquaient de précision et étaient difficiles à utiliser. Pour le patient, ils restaient inconfortables.
En 1964, Björn Jonson, physiologiste clinique jeune et ambitieux, est revenu en Suède après un court séjour aux États-Unis. L’un de ses mentors, le professeur associé Sven Ingelstedt, disait : « Les ventilateurs permettent de contrôler la pression ou le volume. Ils devraient permettre de contrôler le débit ! Mais le débit ne peut pas être régulé. »
Björn lui a demandé : « Si j’apprends à contrôler le débit, pouvons-nous fabriquer un ventilateur ? » Il a immédiatement répondu : « Bien sûr ».
Björn a commencé à acquérir de nouvelles compétences, telles que le tournage et le traitement du verre. Des équipements d’usinage ont été achetés, stockés dans l’armoire d’un concierge de l’université où il travaillait.
« La femme de ménage soupirait mais, comme nous n’avions pas d’atelier à l’époque, elle était assez gentille pour fermer les yeux », se souvient Björn.
Seringue en verre et premiers brevets
L’atelier de fortune a permis de fabriquer un corps en plexiglas pour abriter le régulateur de débit, première étape révolutionnaire du processus d’innovation.
« Les premiers essais ont échoué à cause de la friction ou des fuites entre les pièces mobiles. Frustré, j’ai vissé une seringue d’injection en verre. Le piston s’est apparemment mis à tourner sans friction à l’intérieur du corps et sans aucune fuite », explique Björn.
Le projet s’est poursuivi avec une grande liberté expérimentale dans un environnement qui encourageait le travail d’équipe interinstitutionnel. Un ingénieur en électricité ambitieux, Sven-Gunnar Olsson, a participé au projet. En 1967, Björn a déposé une demande de brevets pour un régulateur de débit et un ventilateur à débit contrôlé.
Partenaire industriel
« Le lendemain du dépôt de la demande, Sven-Gunnar et moi avons présenté notre ventilateur aux dirigeants de notre partenaire industriel. En l’espace d’une semaine, un contrat a été signé pour son développement. Le Dr Lars Nordström, un anesthésiste brillant de Lund, a rejoint le projet. Une équipe exceptionnelle d’ingénieurs s’est ainsi formée à Solna. Deux ans plus tard, nous avions un prototype avec presque toutes les fonctions du ventilateur final », se souvient Björn.
En 1968, Björn et Sven-Gunnar se sont rendu compte qu’un contrôle électronique complet du débit était nécessaire. Encore une fois, d’éminents experts ont déclaré que ce ne serait pas possible. Il n’existait pas de capteurs de débit ni de contrôleurs adéquats. « Pourtant, nous avons réussi », explique Björn.
Le « cerveau » du ventilateur était basé sur une électronique de pointe, de type analogique à l’époque. Dans le système de contrôle à servocommande unique, le signal de débit était analysé puis renvoyé aux vannes électroniques cent fois par respiration, ce qui conférait une grande souplesse dans les modes de fonctionnement et de ventilation.
Seules quatre parties mobiles composaient les « muscles » et un simple système entraînait les gaz vers et depuis le patient. Sans outil, il suffisait d’une minute pour démonter ou monter le système qui pouvait être facilement nettoyé et désinfecté.
« Dès juin 1970, cinq ventilateurs Servo ont été testés. J’ai utilisé l’un d’eux pour des cas critiques, dont un bébé né sans activité cardiaque. Après un retour à la vie spectaculaire, la petite fille est devenue le premier bébé traité avec un ventilateur Servo », se souvient Björn.
Le ventilateur compact et facile à utiliser permettait de régler la ventilation avec précision et flexibilité. Le fonctionnement silencieux du ventilateur et les respirations déclenchées par le patient étaient des points importants pour améliorer le confort du patient.
Révolution des soins intensifs
« Le ventilateur SERVO 900 a fortement contribué au développement des soins intensifs. La surveillance physiologique et le diagnostic, qui sont les pierres angulaires de la discipline, ont été rendus possibles pour la première fois avec notre ventilateur. Ses débitmètres et ses manomètres ont rapidement été accompagnés d’un capnographe et l’évolution de la capnographie volumétrique », explique Björn.
Ce ventilateur électronique compact, silencieux et efficace, doté d’un système de contrôle à servocommande unique pour l’apport gazeux, permettait aux cliniciens d’atteindre de manière fiable les volumes ciblés et les taux respiratoires visés pour le patient. Pour la première fois, le cycle du ventilateur pouvait être ajusté afin de fournir l’échange gazeux le plus efficace, tandis que les systèmes d’alarme veillaient à la sécurité du patient.
La première vanne commerciale PEP utilisée pour maintenir la pression dans les voies respiratoires inférieures à la fin du cycle respiratoire a offert une amélioration fondamentale de la ventilation en cas de syndrome de détresse respiratoire chez l’adulte et l’enfant.
Le ventilateur SERVO 900 a établi une norme pour tous les ventilateurs modernes et bon nombre de ses principes de fonctionnement équipent encore les modèles de ventilateurs SERVO actuels.
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PUB-2022-0494-A, version d’août 2022