Brevet FR2896904A1 — publié le 20070803

La présente invention concerne un système de simulation pour l'apprentissage et/ou l'évaluation d'un acte médical et/ou chirurgical. On connaît par le brevet US 3 766 666 un dispositif pour l'apprentissage de techniques de contraception intra-utérine. Ce dispositif reproduit un utérus humain et une cavité utérine et présente une paroi transparente permettant d'observer la progression du matériel de contraception dans la cavité utérine. Un tel dispositif ne permet pas une simulation aussi réaliste que souhaité car la mise en place d'un matériel contraceptif dans un utérus humain est réalisée sans pouvoir suivre visuellement la progression du matériel dans la cavité utérine. L'invention vise notamment à remédier à l'inconvénient précité. L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un système de simulation pour l'apprentissage et/ou l'évaluation d'un acte médical et/ou chirurgical comportant l'étape consistant à poser dans une partie réceptrice du corps humain et/ou enlever d'une partie réceptrice du corps humain, éventuellement à l'aide d'un instrument, un matériel médical tel qu'un matériel de contraception, le matériel médical étant au moins partiellement masqué par la partie réceptrice au moins lorsque le matériel médical est dans la partie réceptrice, le matériel médical étant présent dans la partie réceptrice avant l'accomplissement de l'acte médical et/ou chirurgical ou étant destiné à être laissé dans la partie réceptrice après celui-ci, le système comportant : - un dispositif simulant la partie réceptrice, - un premier élément représentatif du matériel médical, -éventuellement au moins un deuxième élément représentatif de l'instrument, notamment des deuxième et troisième éléments, - un système de détection agencé pour détecter la disposition, notamment la position et/ou l'orientation, de l'un au moins des premier et deuxième éléments, notamment par rapport au dispositif simulant la partie réceptrice, le système de détection étant en outre agencé, éventuellement, pour détecter la disposition, notamment la position et/ou l'orientation, du dispositif simulant la partie réceptrice, - une unité de traitement agencée pour générer, en fonction de ou des 30 dispositions détectées par le système de détection, une image reproduisant au moins partiellement l'orientation et/ou la position du dispositif simulant la partie réceptrice et au moins une portion de l'un au moins des premier et deuxième éléments masquée par ce dispositif, voire la totalité de l'un au moins des premier et deuxième éléments. Le premier élément peut être le matériel médical lui-même, par exemple un implant, par exemple un implant sous-cutané, un stérilet, un anneau vaginal ou un dispositif de contraception tubaire, ou, en variante, un élément simulant ce matériel médical. Ce premier élément, lorsqu'il simule le matériel médical, peut par exemple être inerte, étant notamment dépourvu de principe actif. Le deuxième élément peut être l'instrument lui-même, par exemple un dispositif d'implantation, ou, en variante, un élément simulant l'instrument. Le deuxième élément peut être réalisé dans un matériau différent de l'instrument, si on le souhaite. Par exemple, une partie métallique et magnétique de l'instrument peut être remplacée par une partie en matière amagnétique sur le deuxième élément. L'instrument peut comporter une ou plusieurs pièces, et le système de simulation un ou plusieurs éléments destinés chacun à simuler une pièce de l'instrument. L'invention permet l'apprentissage et/ou l'évaluation de l'acte médical et/ou chirurgical dans des conditions proches de la réalité, l'un au moins des premier et deuxième éléments étant masqué au moins partiellement par la partie réceptrice au cours de l'accomplissement de l'acte médical et/ou chirurgical. Par exemple, lorsque l'acte consiste à déposer un implant, ce dernier est masqué, une fois déposé, par la partie réceptrice du corps humain. De préférence, le système de simulation comporte au moins un dispositif d'affichage agencé pour afficher au moins une image générée par l'unité de traitement. L'invention permet de suivre, en temps réel sur l'image générée par l'unité de traitement, la progression de l'un au moins des premier et deuxième éléments dans le dispositif simulant la partie réceptrice. Il est possible, si on le souhaite, de permettre à un utilisateur, par exemple un étudiant en médecine ou un médecin, de s'exercer sur le dispositif simulant la partie réceptrice du corps humain sans que cet utilisateur puisse voir l'image sur le dispositif d'affichage, de manière à rendre les conditions de l'exercice très proches de la réalité. Un médecin formateur ou l'examinateur peut se tenir à proximité de l'utilisateur lors d'une séance d'apprentissage et/ou d'évaluation, ce médecin ou l'examinateur pouvant voir le dispositif d'affichage, ce qui lui permet de donner des conseils à l'utilisateur, notamment en temps réel, et/ou évaluer la qualité du geste de l'utilisateur. Ce médecin ou l'examinateur, au lieu d'être à côté de l'utilisateur, peut, le cas échéant, être à un endroit différent et suivre la séance d'apprentissage et/ou d'évaluation grâce à un dispositif d'affichage relié à distance au système de simulation, par exemple via un réseau informatique tel que le réseau Internet. Si on le souhaite, le dispositif d'affichage du système de simulation peut encore être disposé de manière à ce qu'un utilisateur s'exerçant sur le dispositif simulant la partie réceptrice puisse voir l'image affichée sur le dispositif d'affichage. L'utilisateur peut ainsi s'aider de l'image affichée sur le dispositif d'affichage pour accomplir l'acte médical et/ou chirurgical. L'invention peut par ailleurs permettre à un médecin de faire une démonstration sur le système de simulation afin de montrer à un étudiant par exemple, la manière d'accomplir correctement l'acte médical et/ou chirurgical. Le système de simulation peut comporter, si on le souhaite, plusieurs postes dédiés à des personnes en formation et/ou évaluation et un poste de contrôle dédié au 20 formateur. Le système de simulation peut comporter, le cas échéant, deux dispositifs d'affichage, l'un pour l'utilisateur s'exerçant sur le dispositif simulant la partie réceptrice et l'autre pour le médecin formateur ou l'examinateur par exemple. Le dispositif d'affichage peut être choisi par exemple parmi un écran à plasma, 25 un écran à tube cathodique, un écran à cristaux liquides, un vidéoprojecteur, un rétroprojecteur, cette liste n'étant pas limitative. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le système de détection comporte un ou plusieurs capteurs de position agencés pour détecter la position et/ou l'orientation de l'un au moins des premier et deuxième éléments par rapport au dispositif 30 simulant la partie réceptrice. Un ou plusieurs capteurs de position peuvent être prévus pour détecter l'orientation et/ou la position du dispositif simulant la partie réceptrice du corps humain. Chaque capteur peut comporter par exemple au moins un émetteur agencé pour émettre un champ électromagnétique et/ou un détecteur agencé pour détecter ce champ électromagnétique. L'utilisation de capteurs de position ayant une structure simple et/ou des 5 dimensions réduites permet avantageusement de réaliser le système de simulation avec un encombrement relativement faible. Lorsqu'un ou plusieurs capteurs de type électromagnétique sont utilisés, le dispositif simulant la partie réceptrice, le premier élément et l'éventuel deuxième élément sont de préférence réalisés en matériaux amagnétiques, afin de ne pas perturber le 10 fonctionnement des capteurs. L'unité de traitement peut comporter des moyens informatiques tels qu'un micro-ordinateur, par exemple portable, et des interfaces adéquates pour recevoir des signaux et données analogiques ou numériques, notamment ceux provenant du système de détection. 15 L'unité de traitement peut comporter, si on le souhaite, un dispositif de saisie, par exemple un clavier et/ou une souris, permettant notamment d'entrer des informations relatives à la simulation et/ou à l'utilisateur s'exerçant sur le système de simulation. L'unité de traitement peut être agencée pour commander l'affichage en temps réel d'informations et/ou l'émission d'un avertissement sonore ayant un lien avec le 20 déroulement de l'exercice de simulation. Avantageusement, le système de simulation comporte un espace de stockage de données, notamment agencé pour mémoriser au moins une caractéristique liée à un ou plusieurs exercices de simulation accomplis par un utilisateur sur le système de simulation. La caractéristique précitée peut par exemple être un score associé à un exercice 25 de simulation, une ou plusieurs courbes ou volumes, notamment sphères, reproduisant la trajectoire de l'un au moins des premier et deuxième éléments lors de l'accomplissement de l'acte médical et/ou chirurgical, ou une image de la position de l'un au moins des premier et deuxième éléments par rapport au dispositif simulant la partie réceptrice en fin d'accomplissement de l'acte médical et/ou chirurgical. 30 Ces données peuvent être transférées sur un support amovible qui peut être remis à l'utilisateur après un ou plusieurs exercices de simulation. Le support amovible peut être par exemple choisi parmi : un disque optique, notamment un CD ou un DVD, une carte mémoire, notamment une clé USB, cette liste n'étant pas limitative. L'invention permet par exemple de suivre les progrès de l'utilisateur après 5 plusieurs exercices de simulation ou de mémoriser une séance de certification d'un médecin. L'unité de traitement peut être agencée, si on le souhaite, pour générer sur l'image au moins une indication visuelle, par exemple un tracé, correspondant à la trajectoire à suivre au cours d'un exercice de simulation pour déplacer l'un au moins des 10 premier et deuxième éléments par rapport au dispositif simulant la partie réceptrice. L'indication visuelle, notamment le tracé, peut comporter par exemple une succession de repères matérialisant la trajectoire idéale à suivre pour l'accomplissement de l'acte médical et/ou chirurgical. Un utilisateur peut, en regardant l'image, s'aider de l'indication pour accomplir 15 l'exercice de simulation. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'unité de traitement peut être agencée de manière à permettre une modification de l'indication visuelle, d'un exercice de simulation à un autre, en vue notamment de réduire la trajectoire indiquée sur l'image, ce qui permet à l'utilisateur d'accomplir l'acte de manière plus autonome. 20 Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le matériel médical est un implant comprenant au moins un principe actif ou un placebo et l'instrument un dispositif d'implantation agencé pour permettre le dépôt sous-cutané, intravaginal, intrautérin ou intratubaire de l'implant. En variante, le matériel médical peut être destiné à être déposé dans une partie 25 génitale d'une femme, par exemple dans le vagin ou l'utérus, le matériel médical étant notamment un stérilet, un anneau vaginal ou un dispositif de contraception tubaire. Le dispositif simulant la partie réceptrice du corps humain peut comporter, le cas échéant, au moins deux parties articulées entre elles. Le dispositif peut par exemple reproduire un bras articulé. 30 Avantageusement, le système de simulation est agencé pour pouvoir être transporté par un utilisateur. Le système de simulation peut par exemple être agencé pour pouvoir être rangé dans un dispositif de transport tel qu'une valise. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un système de simulation pour l'apprentissage et/ou l'évaluation d'un acte médical et/ou chirurgical comportant l'étape consistant à poser dans une partie réceptrice du corps humain et/ou enlever d'une partie réceptrice du corps humain, à l'aide d'un instrument, un matériel médical tel qu'un matériel de contraception, le matériel médical étant au moins partiellement masqué par la partie réceptrice au moins lorsque le matériel médical est dans la partie réceptrice, le système comportant : - un dispositif simulant la partie réceptrice, - un premier élément représentatif du matériel médical, - au moins un deuxième élément représentatif de l'instrument, - un système de détection agencé pour détecter la disposition, notamment la position et/ou l'orientation, de l'un au moins des premier et deuxième éléments et éventuellement du dispositif simulant la partie réceptrice, - une unité de traitement agencée pour générer, en fonction de la disposition 15 détectée par le système de détection, une image reproduisant au moins partiellement le dispositif simulant la partie réceptrice et au moins une portion de l'un au moins des premier et deuxième éléments, masquée par ce dispositif. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du 20 dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, un système de simulation conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale suivant II-II de la figure 1, schématique et partielle, du dispositif simulant un bras, 25 - la figure 3 illustre, schématiquement et partiellement, une image générée par l'unité de traitement du système de simulation de la figure 1, - la figure 4 représente, schématiquement et partiellement, un dispositif simulant un utérus humain et un matériel de contraception, et -la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, un anneau 30 vaginal. On a représenté sur la figure 1 différents éléments d'un système de simulation 1 conforme à l'invention. Ce système de simulation 1 comporte un dispositif 2 simulant une partie réceptrice du corps humain définie par un bras, ce dispositif pouvant comporter par exemple une partie intérieure 3 et une peau artificielle 4 recouvrant la partie intérieure 3, comme illustré sur la figure 2. La partie intérieure 3 et la peau artificielle 4 sont réalisées dans des matériaux biomimétiques choisis de manière à reproduire le comportement des tissus du bras humain. Le système 1 comporte en outre un dispositif d'implantation 8 comportant une aiguille creuse 7 dans laquelle est placé un premier élément 6 représentatif d'un implant médical, pouvant contenir un principe actif ou un placebo, destiné par exemple à libérer un contraceptif. Dans l'exemple décrit, le premier élément 6 reproduit les dimensions et éventuellement la consistance de l'implant, étant par exemple réalisé en matière plastique ou à base de silicone. Le dispositif d'implantation 8 définit un deuxième élément au sens de l'invention et comporte une tige 9 actionnable par un utilisateur et coulissant par rapport à l'aiguille 7. La simulation du dépôt sous-cutané de l'implant médical comprend le dépôt du premier élément 6 dans le dispositif 2 en déplaçant l'aiguille 7 à travers la peau artificielle 4, puis en déposant le premier élément 6 entre la peau 4 et la partie intérieure 3 en actionnant la tige 9 par rapport à l'aiguille 7. Le premier élément 6 est masqué par la peau 4 une fois déposé dans le dispositif 2. Le système 1 comporte un système de détection 10 agencé pour détecter la position et l'orientation des premier et deuxième éléments 6 et 8 par rapport au dispositif 2 simulant la partie réceptrice. Le système de détection 10 comporte des capteurs de position comprenant des détecteurs 11 et 12 fixés respectivement sur le dispositif 2 et le deuxième élément 8 représentatif de l'instrument. Les détecteurs 11 et 12 sont agencés de manière à permettre la détection d'un 30 champ électromagnétique émis par un émetteur 13. Le dispositif 2 et les premier et deuxième éléments 6 et 8 sont réalisés en matériaux amagnétiques afin de ne pas perturber le fonctionnement du système de détection. L'aiguille 7 peut être réalisée par exemple en matière plastique ou dans un matériau amagnétique. Les détecteurs 11 et 12 et l'émetteur 13 sont reliés, via une liaison filaire ou non-filaire, à une interface 15 reliée à un ordinateur 16, par exemple portable, comportant une unité de traitement 17, un dispositif d'affichage 18, par exemple un écran à cristaux liquides ou LCD, et un dispositif de saisie 19, notamment un clavier. L'unité de traitement 17 est agencée pour générer, en fonction de la disposition des éléments détectée par le système de détection 10, une image dynamique 20 reproduisant au moins partiellement le dispositif 2 et les premier et deuxième éléments 6 et 8. Ces éléments 6 et 8 restent en permanence apparents sur l'image 20, au cours de l'accomplissement de l'exercice de simulation, en particulier lorsque le premier élément 6 est amené sous la peau 4 du dispositif 2. A cet effet, le dispositif 2, notamment la peau artificielle 4, sur l'image 20 peut par exemple être représenté localement avec un aspect transparent ou translucide. En variante, le dispositif 2 sur l'image 20 peut être représenté localement en coupe de manière à laisser le premier élément 6 et l'aiguille 7 visibles sur l'image 20 pendant tout l'exercice de simulation. Le dispositif 2 peut être représenté en trois dimensions. L'unité de traitement 17 comporte un espace de stockage de données, non 20 représenté, agencé pour mémoriser au moins une caractéristique liée à un ou plusieurs exercices de simulation accomplis par un utilisateur sur le dispositif 2. La caractéristique précitée peut par exemple être un score associé à un exercice de simulation, une courbe reproduisant la trajectoire du deuxième élément 8 au cours de l'exercice de simulation, ou une image de la position du premier élément 6 par rapport au 25 dispositif 2 en fin d'accomplissement de l'exercice. Les données liées à un ou plusieurs exercices de simulation peuvent être transférées sur un support amovible 29, par exemple un disque optique comme représenté sur la figure 1, qui est remis à l'utilisateur. L'unité de traitement 17 peut être agencée pour générer sur l'image 20 une 30 indication visuelle 25, par exemple un tracé, correspondant à la trajectoire à suivre au cours d'un exercice de simulation pour déplacer le deuxième élément 8 représentatif de l'instrument par rapport au dispositif 2, comme illustré sur la figure 3. L'indication 25 peut comporter par exemple une succession de repères 26 ou, en variante, une ou plusieurs lignes continues ou discontinues. Un utilisateur peut, en regardant l'image 20, s'aider de l'indication 25 pour accomplir l'exercice de simulation. L'unité de traitement 17 peut être agencée de manière à permettre une modification de l'indication visuelle 25, d'un exercice de simulation à un autre, en vue notamment de réduire progressivement la trajectoire indiquée par l'indication 25, permettant à un utilisateur d'accomplir l'exercice de simulation de manière plus autonome. L'unité de traitement 17 peut également être agencée de manière à permettre une modification de l'aspect de l'indication 25, par exemple par un changement de couleur, lorsque la trajectoire accomplie par l'utilisateur s'écarte de la trajectoire indiquée par l'indication 25 avec un écart supérieur à un seuil prédéterminé, ce qui permet de prévenir l'utilisateur que son geste est erroné ou insuffisamment précis. Le dispositif d'affichage 18 peut être disposé de manière à ce qu'un utilisateur s'exerçant sur le dispositif 2 ne puisse pas voir l'image 20, de manière à rendre les conditions de l'exercice très proches de la réalité. En variante, le dispositif d'affichage 18 peut être disposé de manière à ce que l'utilisateur s'exerçant sur le dispositif 2 puisse voir l'image 20 et, le cas échéant, s'aider de cette image pour accomplir l'acte médical et/ou chirurgical. Les différents éléments du système de simulation 1, y compris l'ordinateur 16, peuvent être agencés, si on le souhaite, pour pouvoir être rangés dans un dispositif de transport tel qu'une valise. Bien entendu, l'invention s'applique à des applications autres que le dépôt sous-cutané d'un implant. Le matériel médical peut par exemple être destiné à être déposé dans une partie génitale d'une femme. On a représenté sur la figure 4 un dispositif 30 simulant l'utérus de la femme, comprenant une cavité utérine 31 dans laquelle est déposé un stérilet 32 à l'aide d'un dispositif d'implantation 33. Dans l'exemple considéré, des capteurs de position 35 sont fixés sur le dispositif d'implantation 33 et le dispositif 30. L'invention peut également s'appliquer à la pose d'un anneau vaginal 40 représenté à la figure 5 dans un dispositif simulant le vagin de la femme, non représenté. Un capteur de position 41 est fixé sur l'anneau vaginal afin de suivre la disposition de l'anneau 40 par rapport au dispositif simulant le vagin au cours d'un exercice de simulation. L'invention peut également s'appliquer à des actes utilisant d'autres matériels de contraception tels qu'un diaphragme ou un dispositif de contraception tubaire. Dans les exemples décrits ci-dessus, l'acte médical et/ou chirurgical consiste à poser un matériel médical dans une partie réceptrice du corps humain, pour y laisser définitivement ou pour une durée supérieure à la durée de l'intervention, correspondant par exemple à la durée de vie du matériel, qui peut être par exemple supérieure à plusieurs mois ou années. En variante, l'invention peut s'appliquer à un acte médical et/ou chirurgical consistant à enlever un matériel médical d'une partie réceptrice du corps humain en vue par exemple de son remplacement ou en raison de l'épuisement d'un principe actif. L'expression comportant un doit être comprise comme étant synonyme de l'expression comportant au moins un sauf si le contraire est spécifié. REVENDICATIONS 1. Système de simulation (1) pour l'apprentissage et/ou l'évaluation d'un acte médical et/ou chirurgical, comportant l'étape consistant à poser dans une partie réceptrice du corps humain et/ou enlever d'une partie réceptrice du corps humain, éventuellement à l'aide d'un instrument, un matériel médical tel qu'un matériel de contraception, le matériel médical étant au moins partiellement masqué par la partie réceptrice au moins lorsque le matériel médical est dans la partie réceptrice, le matériel médical étant présent dans la partie réceptrice avant l'accomplissement de l'acte médical et/ou chirurgical ou étant destiné à être laissé dans la partie réceptrice après celui-ci, le système comportant : - un dispositif (2 ; 30) simulant la partie réceptrice, - un premier élément (6 ; 32) représentatif du matériel médical, - éventuellement au moins un deuxième élément (8 ; 33) représentatif de l'instrument, - un système de détection (10) agencé pour détecter la disposition, notamment l'orientation et/ou la position, de l'un au moins des premier et deuxième éléments et éventuellement pour détecter la disposition, notamment l'orientation et/ou la position, du dispositif simulant la partie réceptrice, - une unité de traitement (17) agencée pour générer, en fonction de la ou des dispositions détectées par le système de détection, une image reproduisant au moins partiellement le dispositif simulant la partie réceptrice et au moins une portion de l'un au moins des premier et deuxième éléments, masquée par ce dispositif. 2. Système de simulation selon la revendication précédente, comportant au moins un dispositif d'affichage (18) agencé pour afficher au moins une image générée par 25 l'unité de traitement. 3. Système de simulation selon l'une des revendications précédentes, le système de détection comportant un ou plusieurs capteurs de position agencés pour détecter la position et/ou l'orientation de l'un au moins des premier et deuxième éléments par rapport au dispositif simulant la partie réceptrice, chaque capteur comportant 30 notamment au moins un émetteur (13) agencé pour émettre un champ électromagnétique et un détecteur (11 ; 12) pour détecter ce champ électromagnétique. 4. Système de simulation selon la revendication précédente, le dispositif simulant la partie réceptrice, le premier élément et l'éventuel deuxième élément étant réalisés en matériaux amagnétiques. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, la partie 5 réceptrice étant munie d'au moins un capteur de position. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un espace de stockage de données agencé pour mémoriser au moins une caractéristique liée à un ou plusieurs exercices de simulation accomplis par un utilisateur sur le système de simulation et permettant de transférer des données sur un support 10 amovible, notamment un disque optique, notamment un CD ou un DVD, ou une carte mémoire. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'unité de traitement (17) étant agencée pour générer sur l'image au moins une indication visuelle (25), par exemple un tracé, correspondant à la trajectoire à suivre au cours d'un exercice de 15 simulation pour déplacer l'un au moins des premier et deuxième éléments par rapport au dispositif simulant la partie réceptrice (2). 8. Système selon la revendication précédente, l'unité de traitement étant agencée de manière à permettre une modification de l'indication visuelle (25), d'un exercice de simulation à un autre, en vue notamment de réduire la trajectoire indiquée sur 20 l'image. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, le matériel médical (6) étant un implant comprenant au moins un principe actif ou un placebo et l'instrument un dispositif d'implantation agencé pour permettre le dépôt sous-cutané, intravaginal, intrautérin ou intratubaire de l'implant. 25 10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, le matériel médical étant destiné à être déposé dans une partie génitale d'une femme, le matériel médical étant notamment un stérilet (32), un anneau vaginal (40) ou un dispositif de contraception tubaire. 11. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, agencé 30 pour pouvoir être transporté par un utilisateur.