Bibliographie introduction





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4.2Simulateurs réalistes

4.2.1Partiels


Il s'agit des outils les plus simples qui sont déjà souvent utilisés dans l'enseignement de la médecine d'urgence. Ce sont essentiellement des mannequins-tronc ou -bras qui ne reproduisent qu’une partie du corps humain et qui ne dispose pas d’électronique associée. Ces outils visent à l’apprentissage et/ou la validation de gestes techniques et peuvent concerner diverses spécialités. Par exemple : a) l’intubation orotrachéale, rétrograde, ou par fibroscopie (pour l’anesthésie-réanimation-urgences ou la pneumologie-ORL) b) l’abord veineux sur un membre supérieur artificiel isolé (pour tous les étudiants médecins ou infirmiers), c) l’accouchement sur une filière génitale artificielle isolée (pour les étudiants médecins ou sages-femmes).

4.2.2Corps entiers


Historique :
Nés dans les années 1950 /1960, les simulateurs ont tout d’abord été l’apanage exclusif de l’industrie aéronautique. Parce que l’erreur est humaine  et que le coût humain et matériel de la formation des pilotes devenait incompatible avec les besoins d’un domaine en pleine expansion, les ingénieurs de l’aéronautique vont perfectionner année après années des simulateurs de vol dont la complexité permet à l’apprenant pilote de se retrouver dans des conditions d’environnement matériel totalement identique à un vrai cockpit d’avion, tellement réaliste qu’il n’est plus question à l’heure actuelle d’apprendre sur un vrai avion. Procédures de décollage, de vol, d’atterrissage, simulation de pannes en tous genres, de conditions météorologiques défavorables, de prise d’otage, tout est maintenant possible, permettant aux pilotes d’apprendre , mais aussi de s’entraîner à répéter des situations particulières. Bien sur tout ne s’est pas fait en un jour, seuls des progrès conséquents en matière d’informatique et de vidéo tridimensionnelle ont permis d’atteindre le degré de sophistication nécessaire au réalisme attendu. L’élève doit vraiment se croire en situation, au point d’oublier que c’est un exercice , c’est la condition sine qua non pour une parfaite acceptabilité de la technique , qui permet de gommer les petits manques de réalisme liés à certaines limitations techniques non encore résolues.

Les mannequins interactifs informatisés ont été développés vers la fin des années 1960 et améliorés grâce aux progrès de l’informatisation dans les années 1980. Les caractéristiques et l’évolution ont été décrits par leurs auteurs [3,19,20]. Leur intérêt résidait dans le fait que leurs algorithmes leur permettaient de se rapprocher des fonctions vitales de façon assez réalistes.

Ils émettaient des signaux électriques simulant les constantes vitales si bien qu’il était possible de les brancher sur de réels appareils de monitorage. Ces systèmes étaient parfaitement analogues aux simulateurs de vol utilisés couramment en aviation civile et militaire. Nous allons donc nous arrêter quelques instants sur les principes utilisés dans ce domaine car ils ont servi de bases pédagogiques aux actuels programmes. Cette évolution s’est faite probablement en raison des objectifs de plus en plus précis que l’enseignement des spécialités médicales requerrait de la part de leurs étudiants. Ces objectifs faisaient appels à des compétences autres que simplement livresques et seule la simulation permettait d’explorer cet aspect des choses.

L’analyse des séquences vidéos réalisées par exemple lors de simulation d’intervention chirurgicale très réalistes utilisant un mannequin mais aussi des acteurs simulant le pompiste ou le chirurgien cardio vasculaire permet de faire ressortir les éléments fondamentaux du déroulement d’une intervention et les phases de prise de décision que l’on pourra étudier chez chacun des acteurs l’anesthésiste, le pompiste, le chirurgien…
Deux grandes firmes se partagent à l’heure actuelle ce segment sans être d’ailleurs vraiment concurrentielles :
Le mannequin de simulation d’anesthésie METI-HPS

Le "Human Patient Simulator" (HPS) de chez Medical Education Technologies, Inc. (METI) représente le dispositif actuellement le plus performant en matière de simulation anesthésique. Grâce à des modèles mathématiques sophistiqués sur la physiologie et la pharmacologie, le patient réagit automatiquement aux actions et interventions de l'utilisateur. Le couplage dynamique des modèles cardio-vasculaire, pulmonaire et pharmacologique, ainsi que la représentation physique du mannequin permettent une caractérisation poussée d'un patient adulte.

Le mannequin du METI-HPS matérialise en taille réelle le patient. Il est constitué de matière plastique résistante et représente les caractéristiques physiques d'un adulte homme ou femme (les organes génitaux étant interchangeables). Il reproduit physiquement différents signes cliniques (auscultation cardiaque/pulmonaire, pouls palpables, mouvements thoraciques, état d'ouverture des voies aériennes, etc.), couplés avec les modèles mathématiques de physiologie et pharmacologie humaines; par un système de codes barres, il reconnaît les produits et les doses qui sont injectés (environ 50 médicaments différents) et le système cardio-vasculaire répond de manière réaliste au traitement injecté. Le mannequin peut être placé sur une table d'opération ou dans un lit de réanimation, sur le sol, ou même dans un véhicule (dans le cas d'une simulation d'accident) et fonctionne en décubitus dorsal et ventral, en position assise et latérale. Une fois installé, son déplacement est très difficile.

Une console centrale avec écran permet le pilotage informatisé du simulateur et des interventions de l’instructeur pour modifier si besoin le déroulement « normal » du scénario initialement retenu.
Les mannequins de simulation Laerdal

L’histoire de l’entreprise Laerdal est intimement liée à l’histoire de la réanimation cardio-pulmonaire et à celle de ses pionniers. 1960, Peter Safar et al démontrent sur des volontaires sains, anesthésiés et curarisés qu’il est possible de les maintenir en vie, simplement par la pratique de la ventilation artificielle par bouche à bouche. En 1961, Laerdal fit les plans d’un mannequin à échelle humaine capable d’être ventilé artificiellement. Les voies aériennes pouvaient êtres obstruées, et il était nécessaire de réaliser une hypertextension de la tête et une subluxation de la mâchoire pour pouvoir ouvrir les voies aériennes avant de réaliser le bouche à bouche comme l’avait décrit Peter Safar. A la même époque Kowenhoven, Knickerbocker, et Jude venaient juste de publier les résultats de leur étude sur la réanimation de l’arrêt cardio-respiratoire par compressions thoraciques manuelles externes. Peter Safar demande alors à Asmund Laerdal d’ inclure un dispositif dans la poitrine du mannequin qui permette la réalisation du massage cardiaque externe ; C’est ainsi que devait naître celle qui s’est appelée Resusci-Anne, et dont l’utilisation est aujourd’hui planétaire.

En 1968, Ake Grenvik rejoint l’équipe de Peter Safar à Pittsburgh. Il invente les techniques de management de patients en situation de détresse. Grâce à l’étroite collaboration entre l’équipe de Peter Safar d’une part et celle d’Ake Grenvik, les choses avancent rapidement dans le domaine de la simulation de patients en situation critique. En 1981, Tore Laerdal, le fils, poursuit les développements des mannequins et la collaboration avec l’équipe de Pittsburgh., Ake prend la mesure de l’intérêt de l’informatisation dans la pratique de la simulation des mannequins et il oriente la Laerdal Corporation sur le chemin de mannequins informatisés.

En 1995, ayant acheté hors de prix (250 000 $), l’un des deux simulateurs humains existant sur tout le territoire des états –unis, les Drs. Gonzales et Schaefer créent un mannequin de simulation beaucoup moins dispendieux, beaucoup plus pratique, réaliste, et déplaçable, et ils le font breveter. Le Laerdal Sim-Man était né. A côté de Sim Man, un certain nombre d’autres mannequins moins sophistiqués vont être développés, mannequins destinés aux gestes infirmiers, (RESUSCI ANN SIMULATOR), mannequin de traumatologie (CRASH KELLY). Sim Baby, la réplique adaptée à l’enfant a vu le jour, il convulse et cyanose, un mannequin spécifique de réanimation des tous premiers instants en salle de naissance est le dernier né il a pour nom Sim New B.

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