Brevet FR2965089A1 — publié le 20120323

Dispositif pour simuler un geste médical L'invention concerne un dispositif pour simuler un geste médical. L'invention concerne plus particulièrement la simulation de manoeuvres de réanimation telles que la ventilation en pression positive, l'intubation trachéale, le massage cardiaque externe, le cathétérisme de la veine ombilicale, etc.). L'invention est préférentiellement appliquée à la simulation de gestes médicaux destinés à l'humain et plus particulièrement aux nouveaux-nés. L'invention peut trouver toutefois une application dans le domaine de la simulation de techniques pratiquées en médecine vétérinaire. A titre d'exemple, chaque année, près de quatre cents millions de bébés voient le jour dans le monde. Certains décèdent durant leurs premières heures de vie. Un nombre significatif de décès et de handicaps de la vie durant peut être évité si un médecin est en mesure de pratiquer une réanimation appropriée, rapide et précise. La réanimation néo-natale nécessite, pour être maîtrisée, une formation durant laquelle le futur médecin répète un très grand nombre de fois, les gestes qu'il devra pratiquer durant sa carrière. Pour des raisons pratiques et éthiques, cette formation est réalisée à l'aide de dispositifs de simulation sous la forme de mannequins ou poupées. La communauté médicale considère que ces derniers sont, pour la plupart, encore trop éloignés du réel et pas suffisamment fidèles au vivant pour garantir une formation pertinente. Les mannequins existants sont parfois trop simplistes ou, en variante, trop complexes et onéreux pour viser un objectif pédagogique élevé et ouvert au plus grand nombre. Pour tenter de reproduire de façon toujours plus fidèle le corps humain, les dispositifs connus emploient des matériaux tels que les matières plastiques, silicones ou équivalents. L'enveloppe externe des dispositifs vise notamment à reproduire l'aspect de la peau et se présente généralement sous une couleur chair et systématiquement opaque. Ainsi l'apparence et la texture de la peau d'un humain se veut être reproduite par les dispositifs de simulation connus. Avec de tels dispositifs, on peut pratiquer des techniques de puériculture ou des gestes médicaux. Certains dispositifs comportent une peau artificielle opaque et dotée de propriétés luminescentes pour matérialiser des veines. D'autres permettent une flexibilité du cou du mannequin pour pratiquer un dégagement des voies respiratoires par exemple. L'opacité de l'enveloppe ne permet pas toutefois d'estimer précisément la pertinence du geste. Pour accroître le réalisme des dispositifs de simulation et valider la pertinence des gestes pratiqués, l' industrie développe et propose des mannequins toujours plus sophistiqués - souvent au détriment de leur fiabilité et de leur coût. Ainsi, des mannequins comportent - ou visent à comporter - une électronique complexe et coopèrent avec des interfaces homme-machines pour commander à distance certains mouvements musculaires, afficher des paramètres vitaux ou encore restituer sur écran distant un rendu physiologique d'une manoeuvre pratiquée.... Ces systèmes de simulation comportant un mannequin riche en électronique, mécanique, couplée à des interfaces de contrôle et de commande sont complexes, onéreux et nécessitent une maintenance soutenue. Le coût de tels systèmes de simulations peut s'avérer prohibitif et donc dissuasif. La recherche « du toujours plus réaliste » conduite par l'industrie, repousse au second plan l'objectif pédagogique qui, pour être pleinement satisfait, nécessite des dispositifs de simulation simples, délivrant un rendu immédiat et direct quant à la pertinence du geste pratiqué, peu onéreux et disponibles au plus grand nombre. La présente invention vise à résoudre les inconvénients des dispositifs ou systèmes de simulation existants en proposant un dispositif de simulation en meilleure adéquation avec les attentes de la communauté médicale et permettant au plus grand nombre de praticiens d'acquérir l'aisance nécessaire à la bonne pratique de leurs métiers. A cette fin, l'invention prévoit un dispositif pour simuler un geste médical comportant des moyens pour reproduire en trois dimensions tout ou partie de l'anatomie d'un sujet au sein d'une enveloppe. Selon l'invention, ladite enveloppe comporte des moyens pour permettre une vue par transparence totale ou partielle de ladite anatomie. Selon un premier mode de réalisation, l'enveloppe peut comporter un matériau passif translucide, par exemple sous la forme d'une feuille en matière plastique translucide. Selon un deuxième mode de réalisation, l'enveloppe peut être réalisée à partir d'un matériau actif translucide coopérant avec une unité de traitement. L'unité de traitement d'un tel dispositif de 35 simulation peut commander le matériau actif pour : opacifier tout ou partie de l'enveloppe ; produire des variations de couleurs de l'enveloppe ; pour délivrer des informations de nature 5 physiologiques nécessaires à la simulation. Selon un mode de réalisation préféré, le matériau actif peut consister en un ou plusieurs écrans LCD souples. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et à l'examen de la figure 1 qui présente un dispositif de simulation selon l'invention. 15 Selon la figure 1, un dispositif de simulation 1 permet à un élève praticien 2 d'acquérir l'aisance nécessaire pour pratiquer une intubation trachéale. Cette manoeuvre de réanimation consiste à introduire 20 une sonde d'intubation dans la trachée du patient à travers l'orifice glottique. L'extrémité supérieure de la sonde émerge par la bouche ou par le nez dans le cas d'une intubation nasotrachéale. La sonde assure la liberté et l'étanchéité des voies aériennes et permet 25 une ventilation mécanique. Pour accomplir ce geste médical, on utilise généralement un instrument nommé laryngoscope qui permet de visualiser la glotte et la trachée. Cet instrument comporte une source lumineuse pour permettre la vision de la glotte. Il comporte en 30 outre une lame qui permet de dégager la langue, le palais mou et l'épiglotte. Cette dernière, de structure cartilagineuse, est reliée au larynx et coulisse vers le haut lorsque les voies aériennes sont ouvertes. Inversement, elle obstrue l'entrée de la trachée au 35 moment de la déglutition. 10 Un dispositif de simulation 1 selon l'invention se présente sous la forme d'un mannequin. Il comporte des moyens pour reproduire tout ou partie de l'anatomie d'un patient. Selon le mode d'application préféré de l'invention, le dispositif de simulation 1 reproduit l'anatomie d'un nouveau-né. Ainsi, les voies respiratoires et les organes connexes 1d sont reproduits. Sans les citer tous, nous pouvons mentionner - à titre d'exemple - que le dispositif 1 - en liaison avec la figure 1 - reproduit l'épiglotte 1c, la glotte, l'orifice glottique lb, la trachée la, les poumons, etc. Il comporte en outre une enveloppe externe 10 pour matérialiser la peau du nouveau-né. Pour pouvoir simuler une intubation trachéale et vérifier la pertinence de celle-ci, le dispositif de simulation 1 prévoit que son enveloppe 10 comporte une ou plusieurs zones translucides 10a, 10b. Le choix de la position, la forme, la taille d'une zone translucide au sein de l'enveloppe 10 peuvent dépendre de la nature du geste médical dont on souhaite simuler l'exécution à l'aide du dispositif de simulation 1. En variante, l'enveloppe 10 peut être entièrement translucide. Une telle enveloppe 10 permet une ou plusieurs vues par transparence 2a ou 2b de tout ou partie de l'anatomie interne reproduite par le dispositif 1 ainsi que des instruments introduits dans le dispositif de simulation. Ainsi, l'élève praticien - mais également son instructeur - peut directement visualiser l'impact de l'exécution du geste médical sur l'anatomie reproduite. Il est possible d'observer - sans ajouter une quelconque interface externe - l'application de la lame 4a d'un laryngoscope pour dégager les voies respiratoires, repousser l'épiglotte 1c, afin de permettre l'insertion d'une sonde d'intubation 3 dans la trachée la par l'orifice glottique lb - l'extrémité supérieure 3a de la sonde 3 émergeant par la bouche du mannequin ou en variante par le nez en cas d'intubation nasotrachéale. Une mauvaise exécution du geste médical peut être facilement observée et corrigée par l'instructeur. L'impact pédagogique est majeur sur l'élève qui visualise directement l'effet de ses gestes. Un premier mode de réalisation d'un dispositif de simulation conforme à l'invention consiste à adapter un dispositif de simulation connu pour ajouter une ou plusieurs zones translucides et ainsi permettre une ou plusieurs vues par transparence de l'anatomie du patient. A titre d'exemple, une telle zone peut consister à doter l'enveloppe 10 d'un matériau passif translucide. Une feuille en matière plastique translucide peut être utilisée à titre d'exemple ou tout autre matériau permettant une vue par transparence. Un tel dispositif de simulation ainsi adapté permet d'acquérir un premier niveau de compétence tout à fait acceptable. La transparence permet de voir la totalité d'une aire anatomique, d'un trajet d'un instrument tel qu'une sonde. L'invention élargit le champ de vision de l'élève et de l'instructeur, facilite ainsi la compréhension, l'acquisition et la maîtrise de la manoeuvre de réanimation de l'élève. Les erreurs de positionnement des instruments nécessaires à l'exécution du geste médical peuvent être prévenues. Un tel dispositif de simulation ne nécessite aucune caméra ou électronique et informatique sophistiquées. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir des capteurs dans le dispositif de simulation ni une alimentation électrique dédiée. La maintenance d'un tel dispositif de simulation est très simple et permet de mettre à la disposition de la communauté médicale un mannequin léger, fiable, économique. Pour reproduire certaines difficultés susceptibles d'être rencontrées dans la réalité (des complications telles qu'une cyanose, par exemple), un dispositif de simulation - tel que celui décrit en liaison avec la figure 1 - peut comporter un ou plusieurs matériaux translucides actifs pour matérialiser une ou plusieurs zones translucides 10a, 10b. A titre d'exemples, l'enveloppe 10 comporte un écran souple translucide de types LCD (Liquid Crystal Display selon une terminologie anglo-saxonne), OLED (Organic Light-Emitted Diode selon une terminologie anglo-saxonne) ou Plasma. Toute autre technologie équivalente pourrait être exploitée. L'utilisation de ce type de matériaux actifs - en lieu et place d'un matériau passif - permet au dispositif de simulation 1 de mettre un élève praticien face à des situations pathologiques plus pointues et permet également de mieux percevoir les effets physiologiques induits par un geste mal assuré. En effet, une mauvaise tolérance d'un geste médical par un patient peut altérer certaines de ses constantes ou fonctions vitales. Une telle transparence « active » favorise et concentre l'attention. Elle facilite et accélère le processus de décision et l'apprentissage de l'élève. A l'aide d'un ou plusieurs écrans préférentiellement souples 10a ou 10b (ou plus généralement d'un matériau translucide actif), il est possible de commander - par une unité de traitement non représentée en figure 1, unité qui coopère avec lesdits écrans - l'apparition d'une hémorragie ou encore matérialiser à l'aide d'une couleur bleutée l'aspect d'une peau cyanosée. Il est possible en outre, de piloter et moduler l'opacité de l'enveloppe (ou des zones translucides). On peut rendre totalement opaque lesdites zones 10a et 10b pour réaliser un test « en aveugle » ou recréer les conditions de la situation réelle - comme avec les dispositifs connus. L'utilisation de tels matériaux actifs - couplée à l'unité de traitement - permet en outre l'affichage direct sur le mannequin 1, de certaines constantes physiologiques : rythme cardiaque, tension artérielle, etc. Il est possible d'afficher en outre un certain nombre de messages informatifs pour accroître encore l'interactivité entre l'élève et le dispositif de simulation. L'utilisation d'un matériau actif - même non translucide - au niveau de l'enveloppe du dispositif de simulation, apporte ainsi une avancée considérable par rapport aux solutions actuelles. L'invention offre ainsi un outil pédagogique de premier plan dont la conception modulaire permet un déploiement au près d'un grand nombre d'élèves. Selon un mode de réalisation préféré, l'unité de traitement qui commande les matériaux actifs est intégrée dans le dispositif de simulation. Un tel dispositif de simulation est ainsi autonome et portable. L'unité de traitement peut comporter une mémoire de programme pour paramétrer la transparence et l'affichage de tout matériau actif. Une mémoire de données permet en outre d'enregistrer des données qui découlent de la réalisation d'un geste simulé : durée d'exécution, constantes physiologiques, pathologies simulées, etc. Ces données peuvent être téléchargées et examinées lors d'une séance de restitution durant laquelle l'instructeur peut commenter et corriger son élève. L'unité de traitement peut en variante être externe au dispositif. Pour coopérer avec la ou les zones translucides actives, l'unité de traitement coopère à l'aide d'une connectique ou au m o y e n d' u n e communication sans fils. En variante, l'unité de traitement peut être répartie entre le dispositif de simulation et une unité de commande/restitution externe. A l'aide de ce dernier mode de réalisation, il est possible de modifier le comportement du dispositif de simulation durant l'exécution d'un geste médical et ainsi tester la réaction de l'élève. L'invention a été décrite au travers d'une application préférée relative à la réanimation néonatale. Un tel dispositif peut en variante être utilisé pour simuler un massage cardiaque. La transparence de l'enveloppe permet dans ce cas de visualiser la contraction du thorax. De la même manière, un dispositif de simulation conforme à l'invention peut être adapté pour simuler la pose d'un cathéter ombilical, ou dans d'autres vaisseaux de l'organisme. L'utilisation de matériaux translucides permet ainsi de visualiser le trajet d'une sonde, d'un drain à travers le thorax, l'abdomen, les membres ou le segment céphalique. Un dispositif de simulation conforme à l'invention peut également ou en variante reproduire l'anatomie (totale ou partielle) de tout autre patient humain ou animal. 1. 5 2. 10 3. 15 4. 20 5. 25 6. 30 7.