Malette micro-chirurgie

Projet S6 - Conception produit

MAM

Mallette pédagogique Apprentissage de la Microchirurgie

 

 

REMERCIEMENTS

 

Nous tenons tout d’abord remercier les personnes et institutions sans lesquelles nous n’aurions pas été capables de mener ce projet à terme.

Merci à Messieurs CECCHET et CAVALLUCCI, pour nous avoir proposé ce sujet, pour leurs conseils avisés et le suivi du projet. Malgré la période difficile de confinement, ils ont toujours été présents pour répondre à nos questions

            Nous voudrions remercier chaleureusement les Professeurs BAHLOULI et FACCA.

-        Madame BALHOULI qui intervient comme l’experte du comportement biomécanique. Elle intervient dans la validation afin de garantir le maximum de mimétisme avec le modèle de tissu biologique à reproduire. Et ceci pour une optimisation de l’apprentissage de la microchirurgie.

-        Madame FACCA qui intervient comme l’experte médicale (chirurgicale) et l’experte enseignante (responsable d’un Diplôme Universitaire de microchirurgie). Elle s’occupe de la validation du modèle d’un point de vue anatomique. Le but étant l’utilisation comme modèles d’apprentissage en microchirurgie.

Elles nous ont accueillis dans les locaux du laboratoire de l’hôpital de Hautepierre, prêté le matériel nécessaire au projet et accompagné tout au long de ce semestre. Merci pour le temps que vous nous avez accordé afin que le projet puisse être mené à bien. 

            Nous remercions également, Monsieur Lanternier Martin, qui a pu, de manière volontaire, nous imprimer nos pièces grâce à sa propre machine 3D.

            De manière générale, nous remercions le Département Mécanique, pour tous les équipements mis à notre disposition. Nous avons pu en utiliser un bon nombre disponible à la PFM pour réaliser notre projet, sans cela nous n’aurions pas pu aller aussi loin dans notre travail.

 

I.INTRODUCTION

 


            Lors de ce semestre, nous avons suivi le module de projet intitulé “Du concept au prototype”. Les projets à l’INSA nous permettent d’appréhender plus concrètement les spécificités et technologies inhérentes au monde de la Plasturgie.

            En duo, nous avons décidé de choisir le sujet nous demandant de réaliser une “Mallette pédagogique pour l’Apprentissage de la Microchirurgie” (MAM). Ce sujet nous paraissait très attractif puisque peu d’avancées avaient été faites sur ce produit. De plus, il touche le domaine de la science humaine que nous connaissons puisque nous venons tous deux de la filière SVT.

            Ce sujet semblait nous offrir de nombreuses perspectives de réflexion, et permettait de dialoguer avec des professionnels de la santé, plus particulièrement de la biomédecine et microchirurgie.

            Nous avons pu abordé un sujet avec une problématique concrète : la demande d’un chirurgien pour ses élèves. Nous avons dû établir un cahier des charges fonctionnel, réfléchir et exploiter différentes solutions techniques. Il nous a fallu faire des choix, que ce soit au niveau de la matière, du procédé de production ou bien du design. Suite à cela, nous avons créé un prototype. Celui-ci nous a permis de valider certaines solutions, d’en infirmer d’autres, pour pouvoir aboutir à des perspectives d’améliorations.

            Nous présentons dans notre rapport, de la manière la plus cohérente selon nous, le travail fourni au cours de ce semestre par notre groupe de projet.  Nous avons fait état de toutes les étapes de déroulement d’un projet de conception : définition fonctionnelle, modélisation, prototypage et analyse.

 

II. ETUDE DE L’OBJET MAM

 

1. Etat de l’art

 

            Nous avons, pour commencer fait une recherche de l’existant.

Aujourd’hui, il existe différents modèles d'entraînement à la suture. Ces systèmes sont très loin de la réalité et possède très peu de fonctionnalités. Nous avons tout de même listé les différents modèles.

En premier lieu nous avons des modèles présentés au laboratoire de l'hôpital Hautepierre:

●       Le premier modèle est très simpliste pour des opérations chirurgicales. Il s’agit d’une pince qui vient serrer le modèle de vaisseaux sanguins, souvent simulé par un tuyau en plastique. L’opérateur vient parla suite opérer directement sur le vaisseau.

 

Modèles

Inconvénients

Avantages

 

  • Peu ressemblant au réel
  • Gêne lors de la manipulation: le tuyau est collé au support
  • Peu stable car il glisse lors d’une manipulation
  • Aucun branchement prévu pour le fluide
  • Adaptable à différentes tailles de vaisseaux

 

  • Utilisation de nouilles chinoises possible (matière se rapprochant le plus d’une veine)


●       Le deuxième modèle, ressemble à un jeu très connu, le “docteur maboule”. Ce système ressemble légèrement plus à la réalité mais reste encore très limité. Les veines sont ici assimilées à des tuyaux en plastique. Elles sont placées entre les deux extrémités du système, ce qui va permettre à l’opérateur de venir pratiquer une suture directement sur les tuyaux.  

Modèles

Inconvénients

Avantages

 

●       Peu ressemblant au réel

●       Compliqué de manipuler 

●       Peu stable sur une table

●       Aucun branchement prévu pour le fluide

 

●       Différentes embouchures

●       Parois interactives 

 

●       Le troisième modèle est notre projet réalisé l’année dernière par des étudiants extérieurs à l’INSA. Il ressemble davantage à la réalité mais possède encore des inconvénients assez importants.

Modèles

Inconvénients

Avantages

●       Peu stable

●       Embouchures non adaptées au branchement des tuyaux et vaisseaux 

●       Bac de récupération d’eau inutile car il est trop petit

 Masse totale du produit non optimisée, présence de surépaisseurs

●       Visuellement proche du réel.

 

●       Deux embouchures côte à côte.

 

Le problème le plus récurrent que nous avons pu constater et la non stabilité de chacun de ces modèles lors de leur utilisation. Par exemple il glisse sur la table ou se décale à cause des coups donnée dans celui-ci. En effet lorsque l’on fait de la microchirurgie nous avons besoin d’être très stable puisque la suture des vaisseaux requiert une grande minutie.

De plus,il n’existe aucuns kits sur internet pour l'entraînement à la suture des vaisseaux, alors qu’il y en a de nombreux pour s'entraîner à la suture cutanée ou de plais, comme ci-dessous :

 

En conclusion, il n’existe aucun kit pour s'entraîner à la microchirurgie sur le marché mais seulement des modèles de laboratoire et ceux-ci restent très limités. Il n’existe aucun brevet également sur ce projet.

 

2. Analyse fonctionnelle

 

A première vue le projet était assez complexe mais après avoir rencontré Nadia BAHLOULI et Sybille FACCA nous avons pu mettre en forme les besoins du système. 

Les Professeurs nous ont donc expliqué clairement leurs attentes.

L’objectif de ce projet serait de fabriquer une maquette permettant de s'entraîner à la suture des vaisseaux d’un doigt.Il aurait pour but d’initier les différents corps médicaux à la suture mais également d'entraîner des chirurgiens avant des opérations.

La mission principale serait donc l'entraînement à la suture des vaisseaux du doigt comprenant tout le matériel nécessaire. Le système devra aussi tenter de ressembler le plus possible à la réalité, avec un léger grossissement. D’un point de vue tant esthétique que fonctionnelle, il devra simuler les articulations du doigt. De plus, le tout devra être facilement transportable, le matériel nécessaire devra être contenu dans une mallette que nos interlocutrices nous ont transmis.

Concernant la partie anatomique le système devra comprendre deux tendons, deux embouchures avec au total quatre vaisseaux soit deux artères et deux veines et enfin deux nerfs. Les diamètres des veines et des artères symboliseraient les différents niveaux d’apprentissage. Il faudra prévoir la réception de possible pertes de fluide dans un bac, dû à la section des vaisseaux.

Voici un schéma qui récapitule les demandes des Professeurs avec un doublon veine-artère représenté au lieu de deux pour permettre une meilleure lecture.

 

On peut, pour commencer, en déduire un premier diagramme afin de comprendre le système mais également son environnement.

 

 

Le système rend service aux apprentis qui découvrent une manière plus réelle et pédagogique pour apprendre la suture. Il permet aussi aux enseignants d’avoir un meilleur outil d'entraînement. Par la suite, il pourra même servir aux praticiens pour s'entraîner avant une opération à risques.

De plus, pour comprendre le cadre du système, nous avons réalisé un deuxième schéma présentant l’environnement et les contacts du système.