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Note historique

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Forrest Morton Bird : quand l’aviation menea la reeducation respiratoire

Forrest Morton Bird, or the story of an inventive aviator andrespiratory physiology

M. Viennea*, C. Dziri-Richezb, F.Z. Bensalah Tolbab, M. Vaillant-Ettaichec,P.Y. Navarred, A. Bougatefe

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OVilleneuve-Loubet, France��

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Service de medecine physique et readaptation fonctionnelle, Institut national d’orthopedieM.-Kasab, Ksar Said, Tunisie

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Disponible en ligne sur

c RDepartement de reeducation, CHU de Nice, Nice, France�

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d� Fondation Lenval, Nice, France� e Service neonatal, ICU, UZ, Brussel, Belgiquewww.sciencedirect.com P

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Introduction de Claude Hamonet,Redacteur en chef

« Tous les reeducateurs qui ont connu l’epoque ou sevissaitla poliomyelite et ses redoutables complications respira-toires ont rencontre ‘‘le’’ BirdW, merveilleux allie de lafonction respiratoire vacillante et sans cesse menacee dedecompensation. Peu savent que Bird est le nom d’unepersonne, celui de son inventeur. Cet homme au parcoursatypique et a l’esprit d’observation peu commun a su tirerpartie de ses experiences dans l’aviation et de rencontresd’hommes pourvu d’un grand esprit scientifique qui lui ontfait confiance. Ce qui est admirable c’est qu’il continueinlassablement a faire progresser la technologie et qu’il vientde mettre au point un nouvel appareil qui deja a fait sespreuves en reeducation respiratoire le ‘‘PercussionaireW’’. Ilnous a paru important de faire connaıtre aux lecteurs duJournal de readaptation cet homme (fig. 1) qui nous a faitl’honneur de nous visiter a Nice en novembre 2008 ».

Historique

Le Dr Forrest Morton Bird est ne le 9 juin 1921 a Stoughton,Massachusetts, Etats-Unis. Bird grandit dans une famille depionniers de l’aviation – son pere est envoye en France avec

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* Auteur correspondant.Marina Buro, 1752 RN7, 06270 Villeneuve-Loubet, France.e-mail : imap.vienne@wanadoo.fr (M. Vienne).

0242-648X/$ - see front matter10.1016/j.jmr.2008.10.002 Journal de readaptation medicale 2008;xxx:1-10

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les forces expeditionnaires americaines en tant que pilotependant la Premiere Guerre mondiale. En 1935, a l’age de14 ans, Bird effectue son premier vol en solo sur un WacoBiplan.A son tour, pendant la Seconde Guerre mondiale, Bird estenvoye en Europe comme pilote et est affecte a une missiondecisive pendant ce conflit. Il fait parti des equipages ame-ricains charges de bombarder les troupes allemandes surDunkerque. De retour de mission, il se plaint de ne paspouvoir voler plus haut pour eviter les tirs des batteriesau sol. Bird vient de participer au debarquement sans lesavoir.Lors d’une de ses missions de livraison de B-17 vers l’Europe,Bird recoit l’ordre de ramener aux Etats-Unis un JunkersAllemand JU-88 capture par la RAF pour l’etudier.Cette mission va s’averer avoir un impact important sur lefutur du Dr Bird. En effet, cet avion allemand est equipe d’unsysteme a oxygene pour l’equipage lors des vols a hautesaltitudes. Les avions americains emploient toujours a cetteepoque une installation a oxygene libre dans un masquefacial. Les aviateurs americains sont limites et ne peuventvoler qu’a une altitude de 28 000 pieds, en raison del’incapacite de leurs systemes a oxygene libre a maintenirune saturation en oxygene arteriel a des plus hautes altitu-des. Alors que, dans le meme temps, l’Armee americaine estequipee d’avions concus pour monter a des altitudes supe-rieures a 30 000 pieds.Apres avoir etudie le systeme allemand, Bird decouvre que leprobleme provient du « travail respiratoire » excessif de ce

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Figure 1. Dr F.M. Bird – photo Dr Bird.

Figure 2. Premier appareil de pression mis au point par le Dr F.M. Bird –photo Dr Bird.

Figure 3. Dr Andre Frederic Cournand (1895 a Paris – 1988) – ColumbiaUniversity Division CardioPulmonary Laboratory, Bellevue Hospital NewYork, NY, Etats-Unis.

Uregulateur pendant la respiration spontanee pour fournirl’oxygene. Bird decide de reconcevoir completement le regu-lateur.Avec l’aide de son « chirurgien de vol », Bird finit par mettreau point un systeme respiratoire a pression utilisant desmasques a gaz ameliores utilises dans les mines (fig. 2). Si lesysteme fonctionne, les aviateurs pourront voler au-dessus

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Tde 30 000 pieds et ne connaıtront plus les difficultes que Birda rencontrees a Dunkerque.Pour tester et valider cette invention, Bird decide d’effectuerun vol d’essai. A l’altitude de 10 000 pieds, ils ecrivent leurnom sur un papier, puis ils renouvellent cette operationsuccessivement a chaque nouveau palier de 5000 pieds. Birdse dit que : « Si nous sommes hypoxiques, notre ecrituredeviendra de moins en moins lisible ». Ils arrivent jusqu’a35 000 pieds et leurs ecritures restent parfaitement lisibles,ce qui leur prouve qu’ils ne sont pas hypoxiques. C’est uneinnovation importante, mais que faire de cette decouverte ?La reponse vient du Dr Hulsey, ancien specialiste des mala-dies organiques qui suggere a Bird de rencontrer leDr B. Amstrong a la « School of Aviation Medicine – USAAC ».Lors d’un vol passant par San Antonio – Etats-Unis,Bird debarque dans le bureau d’Amstrong pour lui presenterson prototype. Amstrong appelle plusieurs de sesconseillers, notamment deux remarquables medecins, leDr A.F. Cournand (fig. 3) et le Dr Barach.Prix Nobel de medecine francais en 1956 pour ses decou-vertes sur la catheterisation cardiaque avec lesDr W. Forssmann et D.W. Richards, Cournand suggere a Birdd’entreprendre des etudes de Medecine comme il l’avait faiten lui offrant un de ses ecrits God’s engineering in the body.Dans ce travail essentiel, Cournand decrit la physiologiehumaine comme la « Technologie de Dieu dans le corps ».

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Figure 4. « Anti-g Suit ». Bird Museum – Sandpoint – Idaho – Etats-Unispar J.L. Godet.

Figure 5. Schema de l’Anti-g Suit – schema Dr Bird.

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Mais Bird est un flyboy et il restera probablement dansl’Armee, puis rentrera chez Eastern Airlines !Quelques semaines plus tard, Bird recoit un certain nombrede livres d’essai sur la physiologie, parmi ces livres, le livre deFenn, Oris et Rahn [1], un traite fondamental de physiologieet de physiopathologie.Lors d’une mission, quelques mois plus tard, Bird constateque son prototype avance et qu’il est dote d’une pressionefficace et d’un masque convenable. Plus tard, son regula-teur sera produit par Bendix and Aero permettant unemeilleure tolerance humaine en situation de combat a hau-tes altitudes.En 1941, Bird travaille sur « l’Anti-g Suit » (fig. 4) – combi-naison Anti-g. Quelques temps auparavant, le Dr Hall a laDuke University a concu un systeme de pression, mais il n’estpas adapte aux consequences des pressions generees par les« g ». Bird cree un systeme prenant en compte l’ensemble ducorps des pieds a l’estomac « l’Anti-g Suit » (fig. 5). Sonvetement est compose de trois chambres individuelles, unepour le bas des jambes, une au niveau des cuisses et unederniere au niveau de l’estomac. Bird developpe un contro-leur de pression magnetique repondant a une accelerationcalibree. La valve est ouverte, elle pressurise progressive-ment l’« Anti-g Suit » avec de l’azote comprime, encommencant par les pieds pour aller progressivement jus-qu’au niveau abdominal, empechant efficacement le sang de« s’echapper » completement des circulations cerebrales

TEpendant les manœuvres aeriennes. Ainsi, une accelerationde 4 « g » peut etre reduite a une acceleration d’environ2 « g ». Ce systeme simple mais efficace est devenu leprecurseur des combinaisons anti-g.Lors d’un test d’evaluation de sa combinaison « Anti-g Suit »sur une centrifugeuse, Bird est blesse. Au moment d’uneacceleration, le siege ne fonctionne pas, creant instantane-ment une pression tres elevee par « g » negatif sur sacirculation cerebrale. Bird souffre d’hemorragies oculairesqui lui causent une baisse de l’acuite visuelle. A cette occa-sion, Bird perd son statut de pilote, et ce pour une longueperiode. Suite a cet accident, Bird decide alors de suivre lesconseils de Cournand et d’entreprendre des etudes medica-les.A la fin des annees 1940, pour le pere d’un ami « BPCOavancee » – bronchopneumopathie chronique obstructive –Bird adapte son regulateur, developpe pour les aviateurs,dans un appareil respiratoire pour l’Homme. Ce dispositifpermet la delivrance manuelle d’une pression positive parl’intermediaire d’un generateur d’aerosol Devilbiss no 40engendrant et favorisant une meilleure penetration del’air dans les poumons (fig. 6).Au cours de ses etudes, Bird cree un second prototype qu’ildonne a Barrach pour evaluer son efficacite clinique et lecomparer a la nebulisation seule. A cette epoque, Barrach estconsultant pour la Societe Vaponefrin, fabriquant la nora-drenaline racemique, le plus puissant bronchodilatateur du

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Figure 6. 1950 – le premier prototype du Dr Bird avec selection de lapression positive manuelle – photo Dr Bird.

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moment. Il presente a Bird son ouvrage [2] ecrit avec leDr Munch de la « Temple University » pour la SocieteVaponefrin et lui fait rencontrer un dirigeant de la SocieteVaponefrin, Jess Smith, lequel est entrain de concevoir unnebuliseur ameliore. Cela s’avere etre une introduction ines-timable qui permet a Bird d’accroıtre sa connaissance desaerosols pharmaceutiques. C’est Smith qui le presente a ungrand nombre de cliniciens connus, impliques dans le trai-tement des maladies pulmonaires obstructives.Barach peut etre considere comme le doyen de la prise encharge chimicomecanique (therapeutique pharmaceutique/mecanique) des patients cardiopulmonaires. Ses contribu-tions sur la prise en charge therapeutique cardiorespiratoirecommencent des le debut des annees 1930. Son manuelPulmonary emphysema [3] reste le manuel de base definis-sant l’emphyseme pulmonaire et ses consequences. Quandon examine la liste des contributeurs a sa redaction, il noussemble lire le who’s who de la medecine cardiopulmonaireclassique. Bon nombre des contributeurs au manuel deBarrach sur l’emphyseme pulmonaire sont pour Bird d’unegrande aide pour le developpement des futurs prototypesdes ventilateurs « Bird MarkW Series ».En 1951, Helmhotz et Fouler mettent en evidence l’utilisationanormale de l’intermittent positive pressure breathing – IPPB– et affirment en substance que « l’IPPB est la methode laplus couteuse pour delivrer un aerosol pulmonaire ».Barrach apporte une contribution essentielle a la conceptiondes circuits de therapeutiques ventilatoires utilises sur lesrespirateurs BirdW. Cela consiste en une « membrane meca-nique retardatrice » sur toutes les valves expiratoires BirdW,permettant un retard variable du debit expiratoire, pourempecher que les voies aeriennes des patients, presentantune BPCO evoluee, de se collaber pendant l’expiration pas-sive, reduisant ainsi le piegeage alveolaire de l’air.

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Durant ses etudes medicales, Bird fait connaissance duDr Robert Dripps, un anesthesiste de l’universite de Penn-sylvanie qui reunit un groupe tres particulier de cliniciens-chercheurs tous axes sur les mathematiques et la physique.Dripps le presente a Julius Comroe, avec lequel, il a imme-diatement un grand nombre d’interets communs. A cetteepoque, Comroe et nombre de ses collegues sont plongesdans la redaction d’un manuel mettant en place unemethode particuliere permettant de presenter aux medecinsla « physiologie pulmonaire clinique » et « la methodologiede mesure des fonctions pulmonaires ». Bird est fascine parcette methode de presentation de Comroe, qu’il fera sienne,plus tard, pour ses propres presentations.Le livre de Comroe The Lung [4] est devenu la plus fameuseintroduction clinique a l’evaluation pulmonaire. Sa formed’enseignement de la physiologie cardiorespiratoire pour lesmedecins, en utilisant les mathematiques et la physique defacon comprehensible, conduit a l’acceptation de ses pre-sentations classiques par le plus grand nombre. Avec unegrande connaissance de la physiologie cardiorespiratoire,Bird s’interesse a la physiopathologie des maladies cardio-respiratoires. Par chance, Bird est presente au Dr Hisman del’universite de Sandford, tres implique dans les realisationset les publications d’un manuel intitule Diseases of The Chest[5]. Cet ouvrage devient la principale source sur les diffe-rentes pathologies cardiorespiratoires d’ou Bird puise sesconnaissances.Il retrouve Cournand a Los Angeles. Cournand lui suggered’utiliser le systeme magnetique qu’il a developpe pour son« Anti-g Suit », pour creer un respirateur artificiel universelen pression regulee. Bird mentionne a Cournand : « Que bienqu’il ait une formation medicale complete, il n’a jamaissoigne un patient sous sa propre responsabilite ». Cournandlui repond : « Si vous pouvez creer un respirateur artificieluniversel simple et fiable, limite en pression, pour uneventilation controlee ou assistee, utilisable en medecineclinique, vous serez reellement responsable de la prise encharge d’un grand nombre de patients ». Cette reponsestimule immediatement l’interet de Bird pour continuer danscette voie.A cette epoque, Bird a des obligations militaires plutotsouples et remunerees. Cette souplesse lui permet de deve-lopper ses recherches aeromedicales dans des locaux qu’ilinstalle sur l’ancienne base militaire de Palm Springs –Cali-fornie – Etats-Unis. Il se lance, immediatement, dans laconception d’un respirateur a controle magnetique a partirde son « Anti-g Suit ». Puisque son systeme « Anti-g Suit »reduit les effets physiologiques gravitationnels intracranienslimitant l’effet black out – voile noir – subi par les pilotes

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Figure 7. Le BirdW Mark 7W de serie – photo Dr Bird.

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pendant les manœuvres de « g » positifs – circonvolutionspositives – des avions a reaction, alors pourquoi pas pour lepoumon comme le lui dit Cournand ?Afin de l’utiliser dans un ventilateur, Bird positionne lesysteme d’embrayage magnetique horizontalement, avecla superposition d’une membrane attachee a l’ensemblede la valve coulissante. La membrane est reliee a l’airambiant du cote « sensibilite » et connectee aux voiesaeriennes proximales du patient cote « pression ». Le premierprototype d’assistance respiratoire utilise l’association d’unembrayage magnetique et d’une membrane avec reglagesde sensibilite et de pression. Le second prototype a uneassistance plus evoluee. Les deux prototypes sont realisesen moins d’un an.Le troisieme prototype, est un respirateur « regulateur depressions » plus precis avec un systeme de melange d’O2 parVenturi. La periode de developpement entre le deuxieme etle quatrieme prototype est de trois ans. Temps, au boutduquel, le quatrieme prototype est devenu un respirateur enlimitation de pression, assiste/controle suivant la demandedu patient et declenchant une ventilation programmee s’ils’arrete de ventiler spontanement. Les premiers circuitsrespiratoires utilisent un nebuliseur Vaponefrin et une valveexpiratoire mecanique a retardement variable de Barrach. Leventilateur controle de 1955 comprend un certain nombred’ameliorations mises au point suite aux etudes sur patientsavec les premiers prototypes.C’est Cournand qui utilise les premiers prototypes de Bird surdes patients dependant du poumon d’acier necessitant uneventilation mecanique continue. Cette grande experience au« Belleview Hospital » de New York permet l’evolutionfonctionnelle et clinique de ses respirateurs a controlemagnetique, ce qui autorise le perfectionnement des venti-lateurs mecaniques controles pour les patients de soins

TEintensifs. Parallelement aux etudes de Cournand, et du faitde ses introductions a l’« USAF Wilford Hall Hospital », Birdemploie des prototypes de ventilateurs controles pour rea-liser des etudes sur l’animal, afin de tester l’adaptabilite deses machines pour une utilisation plus large sur des patients.Des 1957, suite aux etudes cliniques, le respirateur a controlemagnetique a subi sept etapes majeures de developpementet devient le « Bird Mark 7W » (fig. 7 et 8). Plus tard, Bird finitpar concevoir un respirateur qui sera utilise par milliers atravers le monde. Ainsi, des 1957, Bird presente le premierrespirateur fiable fabrique en serie : les « Bird MarkW ».C’est a travers la large sphere d’influence de Cournand, queBird commence a se faire connaıtre par l’ensemble despersonnalites les plus connues dans le milieu cardiopulmo-naire. Ces contacts lui servent pour evaluer son respirateur« Bird Mark 7W » dans le cadre des programmes medicaux. Laplupart des premiers maıtres de Bird sont internistes, ori-entes vers la medecine cardiopulmonaire. L’anesthesie prendrapidement une large place dans son experimentation cli-nique. De ses experiences prolongees, Bird dit toujours que le« savoir-faire manuel » de l’anesthesie avec ballon reste lesymbole de tous les modes ventilatoires mecaniques despoumons.A la suite de l’utilisation rapide du respirateur « BirdMark 7W » dans le Monde entier, on publie un certain nombrede manuels de references orientes vers la clinique des« therapeutiques par ventilation mecanique ». L’un despremiers textes publies par des anesthesistes, pionniers

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des therapeutiques ventilatoires, est le Respiratory Care [6]de Peter Safar. Les auteurs ayant contribue a son texterepresentent une bonne partie de l’anesthesie universitaire.Un autre texte majeur, venant de l’anesthesie, est l’Auto-matic Ventilation of the Lung [7] qui decrit le fonctionnementdes ventilateurs mecaniques.L’interet pour la physiologie cardiopulmonaire grandit, sti-mulant de nombreux chercheurs cliniciens pour nous offrirdes ecrits qui sont devenus des classiques, comme les ouvra-ges de Guyton [8,9] – traites modernes adaptant les etudesscientifiques et de Comroe [4,10], un parfait complement auxouvrages precedents sur la physiologie circulatoire.Durant les etudes cliniques de son ventilateur, Bird esthonore par le Dr Penfield de l’institut neurologique del’universite Magill, qui lui a permis, en ventilant ses patientsneurochirurgicaux d’acquerir une autre grande experienceclinique. Durant ses etudes avec Penfield, Bird peut consacrerenormement de temps aux Dr Bates et Christie qui sont entrain d’ecrire et de concevoir un ouvrage de pointe, Respira-tory Functions in Disease [11] qui est un des ouvrages dereference en medecine cardiorespiratoire.« ALORS, qu’aujourd’hui, presque tous ces chercheurs clini-ciens reconnus sont decedes, ils ont laisse une tres large basede connaissance a ceux qui les suivent. Bien trop souvent, lesmedecins, de nos jours, considerent, comme peu actuel, lecontenu de leurs ouvrages de reference ».Bird ne recupere sa licence de pilote qu’a la fin de la guerre deCoree (1950–1953) et est assigne uniquement aux missions detransports. Sa mission est de rapatrier les soldats blesses.Bird rentre dans l’ere de l’evacuation medicale et prendconscience du besoin d’une « machine » respiratoire pouraider les patients presentant des dommages pulmonaires. Cenouvel interet pour l’evacuation aeromedicale mene Bird apenser a un nouveau respirateur medical. Rapidement, Birdse rend compte que les embrayages magnetiques qu’il adeveloppes dans l’« Anti-g Suit » pourraient servir de basepour son respirateur medical universel efficace. Avant que laguerre du Vietnam ne commence, Bird cree un respirateuruniversel medical, le « Bird Mark 10W » que l’on trouve dans laplupart des hopitaux a travers le Monde. Pendant la guerredu Vietnam (1964–1973), Bird commence les evacuationsheliportees, munies d’equipements de soins intensifs detransport, utilisant ses respirateurs dont le Mark 14W et leMark 17W. Ainsi, on n’utilise plus des vehicules de transportmais juste des lits medicalises transportables permettantreellement de stabiliser les patients lors des evacuationsaeriennes. C’est a cette epoque que le Mark 4W « AnaesthesiaAssistor Controlor » est a son tour introduit dans le milieu del’anesthesie et les blocs operatoires.

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En 1960, Bird fonde le « Bird Institute of BiomedicalTechnology » avec des salles d’enseignements dans lecomplexe de la « Bird Corporation » sur l’aeroport de PalmSprings – Californie – Etats-Unis. Le programme d’etudes estcible pour des medecins concernes par la prise en charge despatients atteints d’insuffisance cardiorespiratoire aigue ouchronique. L’unite est dirigee par John Raaphorst. A cetteepoque, on ne dispose pas de traite sur la prise en chargetherapeutique, pharmacologique et mecanique cardiopul-monaire. Au debut, Bird developpe soigneusement les sup-ports educatifs en les tirants des traites classiques demedecine d’ou emane un large consensus. Bird publie desthemes comparant la physique et les mathematiques en lesconfrontant avec les presentations classiques universitaires.La « Bird Out Patient Clinic » pour les sujets atteints demaladies cardiorespiratoires chroniques est compose demedecins en disponibilite de leurs institutions respectives.Le but de leurs recherches medicales est de developper desmoyens cliniques et mecaniques de pointe pour maintenir adomicile des patients atteints de pathologies cardiorespira-toires, et ce avec une bonne qualite de vie. Beaucoup depatients cardiorespiratoires chroniques vivent sous le climatsec du desert californien. Pendant de nombreuses annees, laquantite moyenne des patients est d’environ 200 par jour, cequi fournit une grande base de donnees cliniques. Tous lestypes d’aerosols pharmaceutiques sont administres a diver-ses populations de patients. Les equipements medicaux sontmis a disposition par plusieurs societes, organismes phar-maceutiques et la « Bird Corporation ». Le « Bird Institute ofBiomedical Technology » est le modele pour les ecoles desoins respiratoires qui se developpent par la suite. Les don-nees educatives developpees par les formateurs et les etudesexterieures, sont employees plus tard, dans les ecoles desoins pour aerosols.Par la suite, Lucien Morris – eleve de R. Waters – qui abeaucoup contribue a l’enseignement de l’anesthesiecomme au developpement d’equipement tel le « Moris Cop-per Kettle » pour vaporiser des agents anesthesiques, pre-sente a Bird l’arbre de filiation demontrant l’influence duDr Ralph Waters. Waters forme des medecins qui devien-dront parmi les plus grands enseignants de l’anesthesie etplus tard, des soins intensifs cardiopulmonaires. Ce qui, avecles creations d’unites de Soins intensifs chirurgicaux prefi-gure, finalement, les soins intensifs modernes.Dighy Leigh – un autre eleve de Waters – historiquementreconnu comme le pere de l’anesthesie-pediatrique modernes’implique fortement dans l’introduction de Bird dans lechamp dans la ventilation neonatale. Leigh ayant deja assistecliniquement Bird pour le perfectionnement du respirateur

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Figure 9. 1969 – Le « BabyBirdW » – photo Dr Bird.

Figure 10. Percussionaire Corporation Sagle Sandpoint Idaho parMonique Vienne.

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universel d’anesthesie « Bird Mark 4W » finalise avec lui le« Bird Mark 8W » – respirateur assiste/controle avec unephase negative.Le ventilateur universel « Bird Mark 6W » est le premierventilateur combinant volume minute et volume courantavec utilisation du volume courant insuffle permettant deventiler des patients critiques ayant de tres bonnescompliances. Le ventilateur « Bird Mark 6W » a herite de laprogrammation des respirateurs « Bird MarkW Series »comprimant le soufflet dans un boıtier.Un collegue tres proche de Bird, Rayten Pas – egalement,eleve de Waters – lui fait connaıtre le travail de Waters de1921 sur l’influence des pressions intrathoraciques sur ledebit cardiaque [12]. Du point de vue universitaire, c’est leDr Robert Dripps – autre eleve de Waters – qui developpe uneveritable recherche a partir des connaissances livresquescardiopulmonaires et renales. Dripps demontre a Bird qu’unepression positive de crete de 25 cmH2O telle que le recom-mande « l’AMA Physical Practices Committe forResuscitators » est inadaptee. En consequence de quoi, Birdcree deux pics de pression sur ses respirateurs a controlemagnetique, l’un a 50 cmH2O et le second a 125 cmH2O sur le« Bird Mark 9W » controle/assiste. Bird peut, alors, reellementventiler mecaniquement les poumons ayant les plus bassescompliances qui puissent etre ventiles.Plus tard, un autre ami lui suggere « qu’il invente quelquechose » pour aider les bebes prematures a respirer plusfacilement. Cela amene Bird a creer son invention parmiles plus connues, le respirateur « BabyBirdW » (fig. 9) en partieadapte a partir de la technologie qu’il avait developpee pourequilibrer la pression dans la carlingue d’un LearjetW.

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C’est une percee si radicale qu’au debut, Bird ne peutl’utiliser uniquement que sur les detresses neonatales gra-ves. Non seulement les bebes survivent, mais le taux desurvie des bebes prematures en detresse respiratoire aiguepasse de 30 a 90 % et ce en moins de deux ans.Comme on peut le lire, le travail du Dr Bird est partiellementmotive par un facteur personnel. Apres la Seconde Guerremondiale, il se marie. Son epouse Mary est une triplee, toussouffrent de deficit en Alpha-1 antitrypsine et les deux autresmeurent relativement tot de cette maladie. Mary, pourl’aider, Dr Bird concoit et developpe la « percussionintrapulmonaire », grace a laquelle Mary Bird a vecu au-delade toutes les esperances jusqu’en 1986.En 1972, Bird vend « Bird Corporation » et part s’installer aSandpoint – Idaho dans le Nord-Ouest des Etats-Unis pour neplus se consacrer qu’a sa quatrieme generation de respira-teurs cardiopulmonaires (Fig. 10).Dans la fin des annees 1970 debut 1980, Bird concoit la« Ventilation a percussion intrapulmonaire » – IPVW, conceptqui permet l’administration de percussions internes a hautesfrequences dans les structures pulmonaires. La IPVW est unconcept de ventilation a hautes frequences s’appuyant surson circuit respiratoire ouvert le PhasitronW utilisee de nosjours dans les services de reanimations neonatales, pedia-triques et adultes, ainsi que dans les centres de grandsbrules, mais aussi dans les services de pneumologie ou dereeducation et readaptation fonctionnelle. L’IPVW est unemethode de traitement et de ventilation transitoire depathologies respiratoires restrictives et/ou obstructives enphase aigue et/ou chronique. L’IPVW permet l’administrationde PercussionsW, c’est-a-dire, d’un debit d’air pulse de gazdans les voies aeriennes du patient, tout en lui delivrant unaerosol a haut debit et ce quelle que soit la phase respira-toire. Ces PercussionsW sont des petits volumes d’air, appeles« Volumes sous courantsW », administres a pressions

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Figure 11. Coupe du PhasitronW – schema Dr Bird.

Rreglables et a frequences modulables, tant a l’inspirationqu’a l’expiration du patient, se superposant a la ventilationspontanee ou dirigee de celui-ci. Cette methode peut etreegalement appliquee sur des patients sans ventilation spon-tanee ou dirigee de celui-ci, ainsi que sur des patientsdepourvus d’une ventilation spontanee. Les PercussionsW

avec leur debit pulse continu suppleent la ventilation deces patients, c’est pour cela que l’on parle de ventilationtransitoire pendant la phase de traitement de drainagebronchopulmonaire. Ces PercussionsW sont delivrees aupatient a l’aide d’un circuit respiratoire en permanenceouvert appele le PhasitronW [13,14] (fig. 11).Le PhasitronW et le generateur pneumatique (interrupteur dedebit) sont les elements cles de la IPVW (fig. 12). Le PhasitronW

gere le mouvement des gaz en provenance du generateurpneumatique, c’est un convertisseur pression/debit, trans-formant des petits volumes de gaz a hautes pressions en deplus gros volumes de gaz mais a basses pressions.

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Figure 12. Generation IPVW – photos Dr Bird.

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Le fonctionnement du PhasitronW repose sur les effets desprincipes de Bernoulli et de Venturi – references aux travauxdu Professeur Bougatef [15]. Pour chaque particule de gazinjectee au niveau du PhasitronW, le « Venturi MobileW »,permet l’entraınement jusqu’a cinq particules de gaz pro-venants du nebuliseur. De meme, une augmentation de lapression en amont du PhasitronW, au niveau des voix aerien-nes du patient, se repercute dans le « Venturi MobileW » etengendre une reduction pouvant aller jusqu’a l’annulationde son entraınement. De cette facon, le volume des gazdelivres au patient va dependre des variations des resistan-ces de ses voies aeriennes. Ainsi, quand les resistances sontelevees, de petits volumes sont delivres a une plus hautepression ou au contraire, en presence, de faibles resistancesde plus gros volumes seront delivres, mais a une bassepression. Ce phenomene a un effet protecteur des risquesde barotraumatisme et/ou de volotraumatisme pour lespoumons du patient. Le « Venturi MobileW » peut fairedes allers-retours entre la position inspiratoire et expiratoirea une frequence allant de 80 a 350 cycles par minute pourl’IPVW, et de plus de 900 cycles par minutes pour le VDR-4W.Ainsi la boucle est bouclee [16]. Le PhasitronW est une syn-these du « Bird Mark 7W », dans son developpement, Bird adeplace le Venturi de sa position distale du « Bird Mark 7W »vers une position proximale plus proche du patient dansl’IPVW. Le PhasitronW est muni de son aerosol resultant detous les travaux effectues auparavant. Le circuit en perma-nence ouvert du PhasitronW reduit les risques de surpressiondans les voix aeriennes [17,18]. Et ce, quel que soit :� l’age – de la neonatalogie [19] a nos aınes ;� l’etat – phase aigue [20–23] ou chronique [24–26] ;

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� denutris ou obeses [27] – et ;� l’etat de conscience du patient – collaborant ou non,sedates, en coma prolonge, polyhandicapes ou presentantdes pathologies evolutives [28–30].Ce concept ramene le taux de deces de plus de 60 % a untaux compris entre 15 et 10 % des patients les plus severe-ment brules presentant des lesions chimiques d’inhalation[31]. De plus, par sa technologie innovante, la IPVW continuede sauver des patients de soins intensifs a travers le monde.La generation « PercussionaireW » non seulement economisedes vies, mais ameliore egalement la qualite de la vie a lamaison de milliers de patients souffrants d’affections car-diopulmonaires avancees [16–31].En 1995, Bird est admis au « US Inventors Hall of Fame » pourson developpement unique dans « la dynamique desfluides » qu’il utilise dans tous ses respirateurs medicauxcardiopulmonaires.Il depose et obtient de nombreux brevets internationaux surle « Fluid Control Device ; Respirator ; Pediatric VentilatorRespirator/Ventilator » – Quelques numeros de brevets pourexemple : 3, 068,856 ; 3, 191,596 ; 3, 842,828. Il a ete de memele president de la « Civil Aviation Medical Association » –CAMA pendant de nombreuses annees.

Conclusion

Dr Bird se presente comme un concepteur de technologiesaeromedicales. Avec la double competence de medecin etde physicien, il a mis au point et realise ses concepts basessur une approche clinique et physique. Sur le plan clinique,le respirateur « Bird Mark 7W » est le point de depart detoute une serie d’appareils originaux de ventilation meca-nique et pneumatique. Dr Bird garde toujours le memesysteme de logique pneumatique fonde sur le fait que lessystemes circulatoires des mammiferes sont analogues. Ilsuit a la trace les grandes avancees de la medecinecardiorespiratoire, evoluant a la pointe des progres medi-caux. Ses machines incorporant ses nouvelles avanceestechnologiques – la generation « Percussionaire W » –continuent a sauver des milliers de patients en soinsintensifs a travers le monde. La generation « PercussionaireW non seulement economise des vies, mais ameliore ega-lement la qualite de la vie a la maison de milliers depatients souffrants d’affections cardiopulmonaires avan-cees [16–32].Le Dr Bird a aujourd’hui 87 ans et vole toujours dans sesavions ; il continue a inventer, a creer et a enseigner a traversle Monde.

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Le Dr Bird dit : « J’ai eu plaisir a faire tout cela. Quand jeregarde en arriere ma vie, je me rends compte que sans mesqualifications aeronautiques, je n’aurais pas pu exceller dansmes diverses recherches. Le temps passe sur des projetsaeronautiques a toujours ete recompense par la reussitede mes projets medicaux. Ce sera un jour tres triste quandje cesserai de voler mais je sais que je ne cesserai pasd’inventer ».

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