apport du forceps instrumenté dans la sécurité de l...
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Numéro d’ordre : 2005ISAL0023 Année 2005
THESE
APPORT DU FORCEPS INSTRUMENTE DANS LA
SECURITE DE L’EXTRACTION INSTRUMENTALE.
Présentée
Devant l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
Pour obtenir
Le grade de Docteur
Ecole doctorale : Electronique, Electrotechnique et automatique Spécialité : Images et Systèmes
Par
Olivier DUPUIS
Soutenue le 30 Mars 2005 devant la commission d’examen Jury : André DITTMAR Directeur LPM - INSA Lyon Directeur Isabelle MAGNIN Directeur CNRS UMR5515-INSALyon Examinateur Damien SUBTIL Professeur CHU INSERM U149 Lille Rapporteur Didier LEMERY Professeur CHU Clermont-Ferrand Examinateur Patrick MADELENAT Professeur CHU Bichat Claude-Bernard, Paris Examinateur René-Charles RUDIGOZ Professeur CHU Croix-Rousse Lyon Examinateur Catherine MARQUE Professeur CNRS UMR 6600 UTC Compiègne Rapporteur Marc GAMERRE Professeur CHU Marseille Invité
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Novembre 2003
INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON
Directeur : STORCK A. Professeurs : AMGHAR Y. LIRIS AUDISIO S. PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE BABOT D. CONT. NON DESTR. PAR RAYONNEMENTS IONISANTS BABOUX J.C. GEMPPM*** BALLAND B. PHYSIQUE DE LA MATIERE BAPTISTE P. PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS BARBIER D. PHYSIQUE DE LA MATIERE BASKURT A. LIRIS BASTIDE J.P. LAEPSI**** BAYADA G. MECANIQUE DES CONTACTS BENADDA B. LAEPSI**** BETEMPS M. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE BIENNIER F. PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS BLANCHARD J.M. LAEPSI**** BOISSE P. LAMCOS BOISSON C. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE BOIVIN M. (Prof. émérite) MECANIQUE DES SOLIDES BOTTA H. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Développement Urbain BOTTA-ZIMMERMANN M. (Mme) UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Développement Urbain BOULAYE G. (Prof. émérite) INFORMATIQUE BOYER J.C. MECANIQUE DES SOLIDES BRAU J. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Thermique du bâtiment BREMOND G. PHYSIQUE DE LA MATIERE BRISSAUD M. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE BRUNET M. MECANIQUE DES SOLIDES BRUNIE L. INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION BUFFIERE J-Y. GEMPPM*** BUREAU J.C. CEGELY* CAMPAGNE J-P. PRISMA CAVAILLE J.Y. GEMPPM*** CHAMPAGNE J-Y. LMFA CHANTE J.P. CEGELY*- Composants de puissance et applications CHOCAT B. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Hydrologie urbaine COMBESCURE A. MECANIQUE DES CONTACTS COURBON GEMPPM COUSIN M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Structures DAUMAS F. (Mme) CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Energétique et Thermique DJERAN-MAIGRE I. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL DOUTHEAU A. CHIMIE ORGANIQUE DUBUY-MASSARD N. ESCHIL DUFOUR R. MECANIQUE DES STRUCTURES DUPUY J.C. PHYSIQUE DE LA MATIERE EMPTOZ H. RECONNAISSANCE DE FORMES ET VISION ESNOUF C. GEMPPM*** EYRAUD L. (Prof. émérite) GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE FANTOZZI G. GEMPPM*** FAVREL J. PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS FAYARD J.M. BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS FAYET M. (Prof. émérite) MECANIQUE DES SOLIDES FAZEKAS A. GEMPPM FERRARIS-BESSO G. MECANIQUE DES STRUCTURES FLAMAND L. MECANIQUE DES CONTACTS FLEURY E. CITI FLORY A. INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATIONS FOUGERES R. GEMPPM*** FOUQUET F. GEMPPM*** FRECON L. (Prof. émérite) REGROUPEMENT DES ENSEIGNANTS CHERCHEURS ISOLES GERARD J.F. INGENIERIE DES MATERIAUX POLYMERES GERMAIN P. LAEPSI**** GIMENEZ G. CREATIS** GOBIN P.F. (Prof. émérite) GEMPPM*** GONNARD P. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE GONTRAND M. PHYSIQUE DE LA MATIERE GOUTTE R. (Prof. émérite) CREATIS**
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GOUJON L. GEMPPM*** GOURDON R. LAEPSI****. GRANGE G. (Prof. émérite) GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE GUENIN G. GEMPPM*** GUICHARDANT M. BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE GUILLOT G. PHYSIQUE DE LA MATIERE GUINET A. PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS GUYADER J.L. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE GUYOMAR D. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE HEIBIG A. MATHEMATIQUE APPLIQUEES DE LYON JACQUET-RICHARDET G. MECANIQUE DES STRUCTURES JAYET Y. GEMPPM*** JOLION J.M. RECONNAISSANCE DE FORMES ET VISION JULLIEN J.F. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Structures JUTARD A. (Prof. émérite) AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE KASTNER R. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Géotechnique KOULOUMDJIAN J. (Prof. émérite) INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION LAGARDE M. BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE LALANNE M. (Prof. émérite) MECANIQUE DES STRUCTURES LALLEMAND A. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Energétique et thermique LALLEMAND M. (Mme) CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Energétique et thermique LAREAL P (Prof. émérite) UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Géotechnique LAUGIER A. (Prof. émérite) PHYSIQUE DE LA MATIERE LAUGIER C. BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE LAURINI R. INFORMATIQUE EN IMAGE ET SYSTEMES D’INFORMATION LEJEUNE P. UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE LUBRECHT A. MECANIQUE DES CONTACTS MASSARD N. INTERACTION COLLABORATIVE TELEFORMATION TELEACTIVITE MAZILLE H. (Prof. émérite) PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE MERLE P. GEMPPM*** MERLIN J. GEMPPM*** MIGNOTTE A. (Mle) INGENIERIE, INFORMATIQUE INDUSTRIELLE MILLET J.P. PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE MIRAMOND M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Hydrologie urbaine MOREL R. (Prof. émérite) MECANIQUE DES FLUIDES ET D’ACOUSTIQUES MOSZKOWICZ P. LAEPSI**** NARDON P. (Prof. émérite) BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS NAVARRO Alain (Prof. émérite) LAEPSI**** NELIAS D. LAMCOS NIEL E. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE NORMAND B. GEMPPM NORTIER P. DREP ODET C. CREATIS** OTTERBEIN M. (Prof. émérite) LAEPSI**** PARIZET E. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE PASCAULT J.P. INGENIERIE DES MATERIAUX POLYMERES PAVIC G. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE PECORARO S. GEMPPM PELLETIER J.M. GEMPPM*** PERA J. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Matériaux PERRIAT P. GEMPPM*** PERRIN J. INTERACTION COLLABORATIVE TELEFORMATION TELEACTIVITE PINARD P. (Prof. émérite) PHYSIQUE DE LA MATIERE PINON J.M. INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION PONCET A. PHYSIQUE DE LA MATIERE POUSIN J. MODELISATION MATHEMATIQUE ET CALCUL SCIENTIFIQUE PREVOT P. INTERACTION COLLABORATIVE TELEFORMATION TELEACTIVITE PROST R. CREATIS** RAYNAUD M. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Transferts Interfaces et Matériaux REDARCE H. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE RETIF J-M. CEGELY* REYNOUARD J.M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Structures RICHARD C. LGEF RIGAL J.F. MECANIQUE DES SOLIDES RIEUTORD E. (Prof. émérite) MECANIQUE DES FLUIDES ROBERT-BAUDOUY J. (Mme) (Prof. émérite) GENETIQUE MOLECULAIRE DES MICROORGANISMES ROUBY D. GEMPPM*** ROUX J.J. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON – Thermique de l’Habitat RUBEL P. INGENIERIE DES SYSTEMES D’INFORMATION SACADURA J.F. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Transferts Interfaces et Matériaux SAUTEREAU H. INGENIERIE DES MATERIAUX POLYMERES SCAVARDA S. (Prof. émérite) AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE SOUIFI A. PHYSIQUE DE LA MATIERE SOUROUILLE J.L. INGENIERIE INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
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THOMASSET D. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE THUDEROZ C. ESCHIL – Equipe Sciences Humaines de l’Insa de Lyon UBEDA S. CENTRE D’INNOV. EN TELECOM ET INTEGRATION DE SERVICES VELEX P. MECANIQUE DES CONTACTS VERMANDE P. (Prof émérite) LAEPSI VIGIER G. GEMPPM*** VINCENT A. GEMPPM*** VRAY D. CREATIS** VUILLERMOZ P.L. (Prof. émérite) PHYSIQUE DE LA MATIERE Directeurs de recherche C.N.R.S. : BERTHIER Y. MECANIQUE DES CONTACTS CONDEMINE G. UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE COTTE-PATAT N. (Mme) UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE ESCUDIE D. (Mme) CENTRE DE THERMIQUE DE LYON FRANCIOSI P. GEMPPM*** MANDRAND M.A. (Mme) UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE POUSIN G. BIOLOGIE ET PHARMACOLOGIE ROCHE A. INGENIERIE DES MATERIAUX POLYMERES SEGUELA A. GEMPPM*** VERGNE P. LaMcos Directeurs de recherche I.N.R.A. : FEBVAY G. BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS GRENIER S. BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS RAHBE Y. BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS Directeurs de recherche I.N.S.E.R.M. : KOBAYASHI T. PLM PRIGENT A.F. (Mme) BIOLOGIE ET PHARMACOLOGIE MAGNIN I. (Mme) CREATIS** * CEGELY CENTRE DE GENIE ELECTRIQUE DE LYON ** CREATIS CENTRE DE RECHERCHE ET D’APPLICATIONS EN TRAITEMENT DE L’IMAGE ET DU SIGNAL ***GEMPPM GROUPE D'ETUDE METALLURGIE PHYSIQUE ET PHYSIQUE DES MATERIAUX ****LAEPSI LABORATOIRE D’ANALYSE ENVIRONNEMENTALE DES PROCEDES ET SYSTEMES INDUSTRIELS
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SIGLE ECOLE DOCTORALE NOM ET COORDONNEES DU RESPONSABLE
CHIMIE DE LYON M. Denis SINOU Université Claude Bernard Lyon 1 Lab Synthèse Asymétrique UMR UCB/CNRS 5622 Bât 308 2ème étage 43 bd du 11 novembre 1918 69622 VILLEURBANNE Cedex Tél : 04.72.44.81.83 [email protected]
E2MC
ECONOMIE, ESPACE ET MODELISATION DES COMPORTEMENTS
M. Alain BONNAFOUS Université Lyon 2 14 avenue Berthelot MRASH Laboratoire d’Economie des Transports 69363 LYON Cedex 07 Tél : 04.78.69.72.76 [email protected]
E.E.A.
ELECTRONIQUE, ELECTROTECHNIQUE, AUTOMATIQUE
M. Daniel BARBIER INSA DE LYON Laboratoire Physique de la Matière Bâtiment Blaise Pascal 69621 VILLEURBANNE Cedex Tél : 04.72.43.64.43 [email protected]
E2M2
EVOLUTION, ECOSYSTEME, MICROBIOLOGIE, MODELISATION http://biomserv.univ-lyon1.fr/E2M2
M. Jean-Pierre FLANDROIS UMR 5558 Biométrie et Biologie Evolutive Equipe Dynamique des Populations Bactériennes Faculté de Médecine Lyon-Sud Laboratoire de Bactériologie BP 1269600 OULLINS Tél : 04.78.86.31.50 [email protected]
EDIIS
INFORMATIQUE ET INFORMATION POUR LA SOCIETE http://www.insa-lyon.fr/ediis
M. Lionel BRUNIE INSA DE LYON EDIIS Bâtiment Blaise Pascal 69621 VILLEURBANNE Cedex Tél : 04.72.43.60.55 [email protected]
EDISS
INTERDISCIPLINAIRE SCIENCES-SANTE http://www.ibcp.fr/ediss
M. Alain Jean COZZONE IBCP (UCBL1) 7 passage du Vercors 69367 LYON Cedex 07 Tél : 04.72.72.26.75 [email protected]
MATERIAUX DE LYON http://www.ec-lyon.fr/sites/edml
M. Jacques JOSEPH Ecole Centrale de Lyon Bât F7 Lab. Sciences et Techniques des Matériaux et des Surfaces 36 Avenue Guy de Collongue BP 163 69131 ECULLY Cedex Tél : 04.72.18.62.51 [email protected]
Math IF
MATHEMATIQUES ET INFORMATIQUE FONDAMENTALE http://www.ens-lyon.fr/MathIS
M. Franck WAGNER Université Claude Bernard Lyon1 Institut Girard Desargues UMR 5028 MATHEMATIQUES Bâtiment Doyen Jean Braconnier Bureau 101 Bis, 1er étage 69622 VILLEURBANNE Cedex Tél : 04.72.43.27.86 [email protected]
MEGA
MECANIQUE, ENERGETIQUE, GENIE CIVIL, ACOUSTIQUE http://www.lmfa.ec-lyon.fr/autres/MEGA/index.html
M. François SIDOROFF Ecole Centrale de Lyon Lab. Tribologie et Dynamique des Systêmes Bât G8 36 avenue Guy de Collongue BP 163 69131 ECULLY Cedex Tél :04.72.18.62.14 [email protected]
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« Dans tous les pays démocratiques, la science de l’association est la science mère, le
progrès de toutes les autres dépend du progrès de celle-là. »
Alexis de Tocqueville
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REMERCIEMENTS
A Sophie, à mes enfants Juliette, Anne-Claire, Marie-Caroline et Nicolas
Ce travail n’aurait pu être réalisé sans leur soutien patient.
A Mes grands parents, Agnès et Jean Averous qui m’ont donné le goût de l’unité.
A Patrice Mathevet, qui enseigne la modestie, le professionnalisme et l’humanité.
A Jean-marie Thoulon qui m’a guidé sur les traces de l’INSA.
A André Dittmar qui m’a fait l’honneur de diriger ce travail, de m’accueillir dans son
laboratoire et m’a fait découvrir les scientifiques de l’INSA.
A Patrick Madelenat qui m’a accueilli dans sa maternité de l’hôpital Bichat et qui sait
insuffler à ses collaborateurs un enthousiasme toujours renouvelé.
A René-Charles Rudigoz qui m’a accueilli dans sa maternité et qui a accepté de guider un
confrère jeune et tenace.
A Pascal Gaucherand qui participe avec enthousiasme à ces innovations obstétricales.
A George Mellier qui m’a donné le goût de l’équilibre dans la statique pelvienne.
A Philippe Audra obstétricien incomparable qui atteint des sommets dans le maniement du
forceps et qui a formé des générations d’obstétriciens au sein de l’école Lyonnaise
d’obstétrique.
A Ruimark Silveira, ingénieur, pour le travail effectué ensemble pendant plus de trois ans,
qui a apporté une chaleureuse touche Brésilienne à ce travail.
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A Adrien Zentner, ingénieur, qui a participé à ce travail avec une rigueur toute
Germanique.
A Michel Cucherat qui m’a fait l’amitié de superviser la méthodologie statistique.
A Claudine Gehin et Michael Schmitt qui ont participé activement au travail de conception
du capteur de pression d’interface
A Pierre Godin, polytechnicien, pour son ouverture d’esprit, sa bonté et son intelligence.
A André Morin, anatomiste à la faculté de médecine de Lyon qui nous a ouvert les portes de
son laboratoire d’anatomie.
A Pierre-Jean Valette, qui nous a ouvert les portes de son service de radiologie à l’hôpital
Edouard Herriot.
A Alain Bédouet, qui n’hésite pas a rappeler que les patients constituent toujours le cœur
des préoccupations des médecins.
A Damien Subtil, Catherine Marque, Didier Lemery, Marc Gamerre, Isabelle Magnin qui
ont accepté de juger ce travail.
A Daniel Raudrant, Michel Berland, Dominique Cabrol, René Frydman, Bruno Carbonne
qui m’ont permis de faire participer leurs équipes d’internes et de médecins à ce travail.
A tous ceux qui ont accepté de participer à ce travail : Claude d’Ercolle, Jean-Claude Pons,
Robert Maillet, Gilles Pennehouat, Renaud de Tayrac, Christophe Vayssière, Francois
Goffinet, Erick Verspick, Dominique Luton, Norbert Winner, Patrick Rozenberg, Agnes
Batallan, Olivier Multon, Arnaud Cayol, Patrice Lamba, Frederic Rimbault et Nathalie
Tordjman.
A toutes celles et ceux qui m’ont accordé leur confiance.
Au ministre de la recherche qui a financé une grande partie de ce projet
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Ce travail est dédié
A tous les nouveau-nés,
A toutes les femmes enceintes,
A Nicolas, Marie Caroline, Anne-Claire, Juliette et Sophie
A tous celles et ceux qui placent leur travail sous le triple signe du
professionnalisme, de l’enthousiasme et du respect.
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Remarque :
Plusieurs paragraphes de ce manuscrit ont fait, font ou feront l’objet de soumissions à des
revues internationales.
Toute reproduction ou traduction même partielle de ce manuscrit est strictement interdite
sans l’autorisation préalable et écrite de l’auteur.
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SOMMAIRE
I . Introduction: de l’idée à la validation, naissance d’un projet
IA. Qualité, sécurité et société : la boucle sécurité / qualité et complication /
phénoménologie / amélioration
IB. Apport de la Simulation
IC. Un travail transversal multidisciplinaire : la boucle médecin / ingénieur-
chercheur / médecin
II. Les forceps hier, aujourd’hui et demain : une nouvelle classification des forceps
IIA. Les forceps opérationnels
IIB. Les forceps expérimentaux
IIC. Les forceps destinés à la formation
III. Fréquence actuelle de l’utilisation des forceps
Enquête en Rhône-Alpes au sein du réseau Aurore
IV. L’extraction par forceps pourrait-elle être remplacée en toute sécurité par l’extraction
par césarienne ?
Expérience d’une maternité de niveau III : a propos de 137 extractions pour
anomalies du rythme cardiaque fœtal.
V. Etude de la phénoménologie des complications de l’extraction par forceps
VA : Comment isoler une population à risque ?
VB : Physiopathologie et prévention des complications
VC : De l’embarrure obstétricale à la théorie de la symétrie
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VI. La symétrie un paramètre déterminant de la sécurité de la naissance
VIA : L’asymétrie liée aux erreurs de diagnostic de hauteur de la présentation
Historique de la simulation de l’accouchement
Le BirthSim
Etude de la phénoménologie de l’examen clinique
VIB : L’asymétrie liée aux erreurs de variété de présentation
Les degrés de liberté de la tête fœtal
Expérience d’une maternité de niveau III : place de l’échographie
VIC : L’asymétrie liée aux erreurs de pose du forceps
Concept de symétrie du geste
Conception d’un forceps instrumenté par FOB
Phénoménologie de la pose du forceps en OP et en OIGA
reproductibilité intra et inter opérateur de la pose
VII. Conception d’un système permettant la visualisation en temps réel de la trajectoire de
pose du forceps
VIII. Etude de la dynamique des forces lors d’une extraction par forceps
Concept de synchronisation
Force expulsive automatique
Force expulsive volontaire
Force expulsive instrumentale
Force expulsive totale
IX. Forceps instrumenté par capteurs de pression d’interface
IXA. Phénoménologie des tissus mous, notion de points durs, de surface
d’application
IXB. Différents types de capteurs de pression d’interface
IXC. Conception d’un nouveau capteur de pression d’interface
IXD. Première validation
X. Conclusion : Vers un contrôle qualité des extractions instrumentales.
XI. Annexe
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I . INTRODUCTION. De l’idée à la validation : la naissance d’un projet.
IA. Qualité, sécurité et société : la boucle sécurité / qualité et complication / phénoménologie
/ amélioration
Le concept de qualité est un concept très présent dans l’industrie, et largement diffusé.
Ainsi de simples flacons de parfum font l’objet lors de leur transport par avion de mesures très
précises permettant l’enregistrement des différences thermiques, hygrométriques, de pression et
de nature physicochimique pendant leur transport en altitude. Les ingénieurs qualités améliorent
sans cesse ces contrôles. Dans les domaines dangereux le concept de qualité est indissociable
du concept de sécurité. Les procédures de qualité appliquées à des domaines tels que l’énergie
atomique ont conduit à la réalisation de programmes complexes et virtuels uniquement destinés à
l’étude de la phénoménologie des dysfonctionnements d’une centrale nucléaire. Dans le domaine
aéronautique enfin, tous les accidents font l’objet d’une enquête destinée non pas à la punition
des responsables mais à la compréhension de la phénoménologie de l’incident. C’est le cas de
l’accident du concorde à Gonesse. La cause de ce drame (percussion du réservoir par un fragment
de titane posé sur la piste) a conduit à la réalisation par Thales de radars de détection qui
permettent aujourd’hui de voir des objets millimétriques oubliés par un avion après son
décollage. Ces exemples montrent qu’il existe une boucle qualité-sécurité : le travail réalisé
afin d’améliorer la qualité a pour objectif d’améliorer la sécurité. Inversement les complications
peuvent parfois traduire une sécurité sub-optimale mais dont l’étude et la compréhension peuvent
conduire à améliorer la qualité.
Ces démarches scientifiques ont comme point commun l’étude quasi expérimentale de la
phénoménologie.
Dans le domaine obstétrical, chaque jeune chef de clinique obstétrical est rapidement
confronté à des situations obstétricales délicates qui nécessitent des décisions rapides. Tous
souhaiteraient disposer d’éléments de mesure fiables et reproductibles pour faire face avec
sérénité aux situations délicates. Ainsi est né l’idée d’un forceps instrumenté.
C’est dans cet esprit que j’ai rencontré le Pr JM Thoulon, qui m’a indiqué le laboratoire
de l’INSA que dirige A Dittmar.
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Sécurité, qualité et société :
Les médecins sont aujourd’hui confrontés à une demande sociétale particulièrement forte en
terme de sécurité. Tout dysfonctionnement est considéré par les patients comme un défaut de
qualité. Cette évolution a conduit à des changements majeurs dans notre pratique.
- Raréfaction des praticiens : Aux Etats-Unis dans certains états plus de 25% des postes d’interne
en obstétrique sont vacants 1.
- Modification des pratiques cliniques : augmentation des taux de césarienne (20% en moyenne
au sein du réseau Aurore en 2002) 2.
- Augmentation des primes d’assurance des praticiens. 1
Face à ces changements, les gynécologues obstétriciens peuvent adopter une attitude active. Deux
possibilités s’offrent aux praticiens pour établir un niveau d’évidence élevé:
- réaliser des études cliniques de type contrôlée-randomisée pour tester différentes attitudes et
étudier l’incidence respective des complications dans les deux groupes.
Ces études ont l’inconvénient de nécessiter un temps important, de ne remplir parfois que
difficilement les aspects éthiques, aboutissent à des résultats qui ne peuvent pas être élargis à
toute la population et sont toujours, même si elles sont concluantes, entachées d’un risque alpha
de conclure à une différence significative alors qu’elle ne l’est pas (en général alpha est fixé à
5%).
- étudier la phénoménologie des complications
La phénoménologie peut être étudiée par deux méthodes : d’une part l’étude des incidents et
accidents (c’est ce que nous avons fait ici pour l’étude des embarrures), et d’autre part grâce à la
simulation.
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IB. Apport de la Simulation :
La simulation a été appliquée avec succès à de nombreux domaines : spatiale (simulateur
de vol pour les astronautes), aéronautique (simulateurs de vol), météorologique (simulateurs
d’avalanche), sportif (simulateur de cheval de course pour les jockeys internationaux ou
simulateur de mêlées pour les rugbyman). Ces simulateurs sont utilisés d’une part pour la
formation, la certification, et la mise à niveau des professionnels et d’autre part pour la
compréhension de la phénoménologie.
En 1964 la déclaration d’Helsinki a fait entrer l’éthique dans la recherche au niveau
international. En France La loi Huriet-Sérusclat loi 88-1138 du 20 décembre 1988 a délimité les
conditions dans lesquelles les recherches biomédicales peuvent être conduites chez l’homme.
Entre 1990 et 2002 une série de textes législatifs ont élargi le champ d’application de cette loi.
Cette loi a entraîné la création des comités consultatifs de protection des personnes se prêtant à
des recherches biomédicales (CCPPRB), des promoteurs de recherche et a défini l’obligation de
l’information et du consentement. Dans ce contexte, aujourd’hui renforcé par les réglementations
européennes, le concept de simulation est fortement valorisé.
Dans le domaine médical la simulation est apparue dans les domaines de la chirurgie cardiaque,
de la chirurgie coelioscopique, de l’anesthésie réanimation… Dans le domaine médical les
avantages de la simulation sont nombreux.
La simulation bénéficie :
- aux patients : elle permet la réduction du temps de formation nécessaire auprès du patient, la
diminution des complications liées à la courbe d’apprentissage.
La réduction des complications liées au non respect des protocoles opératoires : diminution de la
morbidité maternelle et néonatale liée à l’accouchement ou à l’extraction instrumentale.
- aux médecins juniors : elle permet la répétition des situations, la personnalisation de la
formation, la confrontation aux situations rares.
- aux enseignants : possibilité d’évaluation de l’élève (film, enregistrement audio..) par un tiers
ou en autoévaluation. Elle permet la certification des capacités, la réalisation d’un contrôle
qualité par enregistrement vidéo ou graphique, réalisation d’une formation de type
« analytique ». Possibilités de réalisation de programmes semi synthétiques puis finalisation par
la formation synthétique (différents niveaux de difficulté avec ou sans stress environnemental ..),
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la formation en équipe ; l’homogénéisation de la formation des praticiens qui ne dépend plus de
la qualité du compagnonnage via le développement de programmes pédagogiques.
Absence de contrainte temporelle; formation respectant le biorythme.
Possibilité d’expérimentation de nouvelles techniques 3.
Possibilité de « debriefing » après la séance de formation, et d’enregistrement des séances de
formation.
- à la société :
Gain de temps opératoire, gain d’anesthésie, gain financier (par la diminution des temps
opératoires des médecins en formation ).
Peut répondre à une nécessité légale de formation 4.
- autre bénéfice : absence de nécessité d’expérimentation animale
Dés le début j’ai souhaité réaliser un forceps instrumenté. Compte tenu des lois de
bioéthique il n’est pas envisageable de tester un nouvel instrument in vivo, c’est la raison pour
laquelle il était nécessaire de réaliser un simulateur d’accouchement. Ce simulateur a d’abord
compris un modèle en plâtre puis un cylindre en plexiglas comprenant des ballons. Nous avons
rapidement réalisé qu’un simulateur anthropomorphe serait plus à même de répondre à nos
attentes. (les différents simulateurs sont présentés au chapitre VIA)
IC. Un travail transversal multidisciplinaire : la boucle médecin / ingénieur-chercheur /
médecin
Le travail effectué pendant quatre ans a nécessité la réunion de compétences multiples.
L’équipe médicale a réalisé le cahier des charges, l’étude de la phénoménologie et des
complications et a participé à la conception ; l’équipe CNRS microcapteurs biomédicaux LPM
INSA dirigée par A Dittmar a conçu les capteurs de pression d’interface, enfin l’équipe médicale
et bio statistique a réalisé la validation des conceptions.
La validation des conceptions réalisés a fait intervenir de nombreuses maternités signalons à
Lyon la participation de toutes les maternités hospitalo-universitaires : Maternité de la Croix-
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Rousse (Pr RC Rudigoz), Hotel Dieu (Pr Raudrant), Hôpital Edouard Herriot (Pr Gaucherand),
CHLS (Pr Berland). A Paris, la participation de la maternité de Port Royal (Pr Cabrol) et de
Béclère (Pr Frydman). La validation du forceps d’enseignement a été effectuée lors des journées
nationales du CNGOF à Paris (Pr B Carbonne) .
Les équipes impliquées dans ce projet comprennent :
- Les équipes d’ingénieurs chercheurs du Pr André Dittmar du laboratoire de Physique de la
Matière, et celle de T. Redarce du laboratoire d’Automatique Industrielle.
- L’équipe de biostatistique comprenant M. Cucherat, MCU-PH dans l’équipe du Pr Ecochard et
C. Dupont sage-femme.
- L’équipe médicale à laquelle P. Gaucherand, RC. Rudigoz et P. Audra ont participé.
Ce travail de thèse a nécessité la coordination de ces équipes, l’ensemble étant réalisé dans un
contexte européen et international avec la participation de scientifique Allemand, Roumain et
Brésilien.
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II . Les FORCEPS HIER, AUJOURD’HUI ET DEMAIN : UNE NOUVELLE
CLASSIFICATION DES FORCEPS
19
Introduction
L’enquête réalisée en 2003 auprès des 156 obstétriciens du réseau AURORE a montré que
l’extraction instrumentale était fréquente et que le forceps était l’instrument le plus utilisé (6,3 %
des accouchements contre 4,9 % de ventouses) 5. Pourtant les manuels obstétricaux anciens ou
plus récents 6, 7, 8 ne donnent pas de classification précise des instruments d’extraction. Par
ailleurs il y a actuellement un réel problème de formation à l’extraction instrumentale. En effet
dans une maternité qui réalise 3000 accouchements par an, qui reçoit 12 internes, avec un taux de
forceps de 6% et en prenant comme hypothèse que 80% des forceps pourront être réalisés par des
internes, chaque interne réalisera seulement 12 forceps par an. La nouvelle réglementation
hospitalière qui impose aux internes la réalisation d’un repos de sécurité réduit encore leur temps
de formation. C’est la raison pour laquelle de nouvelles modalités d’enseignement nous
paraissent devoir être développées. Nous avons conçu cette nouvelle classification qui intègre un
nouveau type de forceps exclusivement dédié à l’enseignement.
L’objectif de cette étude est de fournir une classification moderne des forceps
obstétricaux.
Matériel et méthode.
Nous avons réalisé d’une part une revue de la littérature et d’autre part un travail
expérimental. La revue de la littérature utilise les outils habituels MedLine et PubMed et une
revue des articles en français et en anglais en utilisant les mots clefs « forceps » et « delivery ».
Le travail expérimental a consisté en une coopération étroite de quatre années avec les ingénieurs
de l’INSA de Lyon. Ce travail a conduit au dépôt de deux brevets, à la réalisation de deux thèses
de science. Les premiers résultats de ces travaux sont actuellement disponibles dans des revues
anglo-saxones 9, 10.
20
II A. Les forceps « opératoires » :
Définition : Un forceps opératoire est un forceps conçu pour être utilisé lors de la pratique obstétricale.
• Le précurseur le forceps de Chamberlen : forceps sans courbure pelvienne.
Le forceps a été inventé en Grande-Bretagne au XVIème siècle par Pierre Chamberlen dit
« l’ancien ». De famille française Huguenote, il émigre en Angleterre en 1569, il invente le
forceps et accouche la femme de Jacques Ier et de Charles Ier. Il s’agit alors d’un instrument
comportant une seule courbure dite courbure « céphalique ». (figure 1)
Figure 1 : Forceps de Chamberlen
• Les forceps croisés sans tracteur
A articulation fixe : Levret, DeLee, Simpson, Pajot
Au XVIIIème siècle, le Français André Levret (1747) a modifié l’instrument en lui ajoutant une
courbure « pelvienne » (figure 2). Cette courbure pelvienne permet d’introduire le forceps plus
facilement puisque sa courbure va suivre celle du sacrum. La courbure céphalique est visible
quand on regarde l’instrument de face, à l’inverse la courbure pelvienne est visible quand on
regarde l’instrument de profil.
21
Figure 2 : Forceps de Levret, apparition de la courbure pelvienne
La « famille » des forceps croisés sans tracteur à articulation fixe comprend de nombreux
modèles qui se différencient selon le degré de la courbure pelvienne. Le forceps de Pajot (1861) a
une courbure pelvienne peu prononcée ; (les branches s’articulent par un pivot situé sur la
branche gauche, qui s’emboîte dans une encoche située sur l’autre branche). Les forceps de De
Lee ou de Simpson ont une courbure pelvienne prononcée. (figure 3 et 4)
Figure 3 : Forceps de Pajot (gauche), Forceps de De Lee (droite)
22
Figure 4: forceps de Simpson : courbure pelvienne prononcée, articulation fixe
A articulation mobile : le Kielland
Kielland invente un pivot mobile à glissière qui permet de tenir compte de l’asynclitisme de la
tête fœtale. (figure 5)
Figure 5 : forceps de Kielland caractérisé par son articulation mobile (sliding lock).
• Forceps croisé avec tracteur (Tarnier)
Au XIXème siècle, (1877) le Français Etienne Stéphane Tarnier crée un forceps auquel il attache
un tracteur. Le tracteur permet d’appliquer une traction dans l’axe du bassin (figure 6). Ce
forceps pèse 908 gr et mesure 39,5 cm de long, les cuillères mesurent 47 mm de large et 110 mm
de long.
23
Figure 6 : forceps de Tarnier caractérisé par son tracteur
• Forceps parallèle (Démelin-Suzor, Gilles, Shute)
De très nombreux forceps ont ensuite été réalisés certains à branches croisées, d’autres à branches
parallèles comme le Démelin-Suzor représenté ci-dessous.
La fenêtre est un peu plus longue que celle du Tarnier, le manche est presque droit et n’est
recourbé vers le bas qu’à son extrémité. Il pèse 440 g, les cuillères mesurent 37 mm de large et
125 mm de long. D’autres forceps à branche parallèles existent, forceps de Gilles 11, et en 1941,
apparition du forceps à branches parallèles développé par Wallace Shute. 12
Figure 7 : Forceps à branches parallèles : de Suzor (gauche), forceps de Shute (droite)
24
II B. Les forceps « expérimentaux » :
Définition : Les forceps expérimentaux sont conçus pour permettre d’étudier la phénoménologie
des extractions par forceps, ils n’ont pas pour objectif premier d’être utilisé en pratique
obstétricale courante.
Unités employées : Nous sommes conscients que le système international utilise comme unité
de force le Newton (N), comme unité de pression le Pascal (Pa) et comme unité de surface le
mètre carré. Mais dans le milieu médical les praticiens sont habitués à l’expression des forces
en kilogrammes, des pressions en millimètres de mercure et des surfaces en centimètre carré.
Ce sont donc ces dernières unités qui sont utilisées (1kg = 9.81 Newton). Les conversions sont
obtenues facilement en utilisant les règles suivantes : 1 kg = 9,81 N et 1 mm Hg = 133,322 Pa et
1 kg = 2,204 pound et 1cm2 = 0.0001 m2.
En 1935, Wylie modifie un tracteur de Bill en y insérant une échelle pour mesurer la force de
traction utilisée pendant un accouchement et étudie 880 accouchements (figure 8). Ce forceps
donne la force maximale de traction. Cet auteur a été le premier a démontré l’influence de la
parité et du niveau de la présentation sur l’intensité des tractions (pour les nullipares : traction de
5-34 kg). Cet auteur a également démontré que des obstétriciens expérimentés n’avaient pas une
idée exacte de la force de traction qu’ils utilisaient lors de la réalisation de forceps.13
Figure 8. Forceps avec un tracteur de Bill (dynamomètre) permettant l’enregistrement des
forces de traction. (D’après Wylie).
25
Fleming franchi un nouveau pas avec l’introduction de jauges de contrainte (figure 9) et
l’apparition d’une distinction entre force de traction et force de compression. Il développe un
forceps qui incorpore à la fois un tracteur de Bill avec une jauge de contrainte pour enregistrer
les forces de traction et des jauges insérées sur l’entablure d’un forceps de DeLee Simpson pour
mesurer les forces de compression. Il peut ainsi enregistrer graphiquement l’ensemble des forces
de traction et de compression pendant toute la durée du travail 14.
En 1955, l’étude de Rosa qui repose sur des calculs théoriques, jette le discrédit sur le forceps au
profit de la ventouse. En effet, selon ses calculs, à force de traction identique le forceps
entraînerait une force compressive 20 fois supérieure (1,4 kg/cm2) par rapport à la ventouse.15
Mais Rosa a surtout démontré les limites des calculs théoriques de force de compression. En effet
une correction effectuée par Pearse a montré qu’en cas d’extraction par forceps, si les calculs de
Rosa étaient valides, une traction de 10 kg s’accompagnerait d’une force de compression de 53
kg de chaque côté de la tête fœtale16. Plusieurs auteurs ont ensuite émis l’hypothèse que les
forces de compression étaient directement proportionnelles aux forces de traction 17. Cette
hypothèse a été infirmée par les travaux expérimentaux de Pearse 16.
Figure 9 : Forceps instrumenté avec des jauges de contrainte (d’après Fleming) .
26
Pearse a pu, grâce à l’utilisation de la même instrumentation que Flemming, démontrer que d’une
part la traction maximale était en moyenne de 19 kg et la compression maximale de 2,2 kg
sur chaque fenêtre et que d’autre part la force de compression n’était pas strictement
proportionnelle à la force de traction et que la compression n’augmentait avec la traction
qu’en cas de variété postérieures. Cet auteur a également étudié l’impact de la parité, de la
présentation, du poids de naissance et de l’ancienneté de l’opérateur sur les forces de
traction (annexe 4). En 1972, le même auteur a réalisé une étude sur les forces mises en œuvre
lors de l’utilisation d’un forceps à branche parallèles (forceps de Shute). Ce type de forceps
devait en théorie diminuer les forces de compression mises en jeu. En fait cette étude a montré
que le temps de traction et de compression était plus élevé avec ce type de forceps, que les forces
maximales de traction était équivalentes pour les deux instruments et que seule la force maximale
de compression était légèrement diminuée 18.
En 1966, Kelly est le premier a réaliser un forceps avec des jauges de contrainte situées non pas
sur l’entablure du forceps mais sur une des fenêtre de l’instrument (figure 10).
Figure 10 : Etude de Kelly : fenêtre du forceps instrumenté avec une jauge de contrainte
Par ailleurs dans cette étude des jauges de contrainte ont été installées de chaque côté de la
fenêtre, ce qui permettait d’annuler les forces de traction axiale. Cette étude est la première qui a
permis de montrer que la force de traction axiale exercée sur la tête fœtale était la moitié de celle
fournie par le médecin 19. Mais la technologie disponible en 1966 ne permettait pas l’utilisation
27
routinière des jauges de contrainte dont le montage sur les fenêtres du forceps était
particulièrement fragile.
Quelle est la force maximale de traction tolérable ?
Celle-ci peut soit être déterminée expérimentalement comme dans les travaux précédents, soit
être déterminée par un raisonnement téléologique.
Selon l’étude de Lindgren la pression maximale du liquide amniotique en deuxième phase du
travail est de 120 mmHg. Ceci correspond à l’application d’une force de 15 kg sur une surface
de 92cm2 (aire de section abdominale) 20. On pourrait donc décider de fixer la limite supérieure
à 15 kg, mais Kelly a montré que 20% des extractions par forceps font intervenir des tractions
dont l’intensité est souvent de plus de 16 kg (5% de plus de 23 kg). Ce même auteur a montré
qu’au delà de 23 kg, 50% des nouveau-nés ont une lésion.21 Kelly a donc suggéré d’utiliser une
force de traction maximale de 23 kg. Dans une série, il note que sur 8 accouchements, 3 avaient
nécessité des forces de traction de plus de 23 kg et que tous avaient des marques cutanées 19.
Wylie donne une limite de force de traction d’environ 30 kg . Cet auteur note qu’en dessous de
20 kg, la seconde phase du travail sera difficile mais probablement spontanément possible,
qu’elle nécessitera souvent une aide active entre 20 et 30 kg et qu’elle est traumatique et
déconseillée au delà 22. En 1962, une classification des difficultés des forceps est données par
Wylie : « facile » <10 kg ; « moyennement » difficile 10-20 kg ; « difficile » >20 kg,
« Modérément difficile » de 20-25, et « très difficile » au delà de 30 kg.22
Subjectivité de l’impression clinique de l’intensité de traction :
Wylie a montré que l’impression clinique de difficulté ressentie par les obstétriciens n’était pas
reproductible 22. Ces données confirmaient celles obtenues par Allen 23 concernant le
dégagement des épaules. 30 % des cliniciens exerçaient une force élevée potentiellement
dangereuse (≥10,2 kg) même lors de cas non dystociques, alors qu’une force de 4,6 à 6,1 kg
suffisait.
28
Il est hautement vraisemblable qu’il en soit de même pour les applications de forceps. Certains
obstétriciens pourraient utiliser des forces de traction inutilement élevées. Il est également très
probable que le degré de difficulté de réalisation d’un forceps soit très suggestif. La réalisation
d’un simulateur et d’un forceps instrumenté pourrait permettre alors d’obtenir des données
comparables et de s’assurer que le clinicien n’utilise pas une force anormalement élevée pour un
forceps « facile ».
Impact de la forme des forceps (croisé versus parallèle) sur l’intensité des valeurs des forces
Laufe a démontré en utilisant des formules mathématiques que l’application d’une traction de 23
kg entraînait une force compressive de 2.3 kg avec un forceps croisé et de 1.2 kg avec un forceps
à branches divergentes.24 Cette hypothèse a été vérifiée trois années plus tard. En effet 150
patientes qui ont eu un forceps ont été randomisées avec, dans un cas l’utilisation d’un forceps à
branches croisées et dans un autre cas l’utilisation d’un forceps à branches divergentes. L’étude
des forces a été réalisée avec des jauges de contrainte et a démontré que si les forces de traction
étaient équivalentes. Ce n’était pas le cas des forces de compression qui étaient toujours plus
faible en cas d’utilisation du forceps à branches divergentes. Cependant, on peut noter que les
forceps utilisés actuellement ne sont pas tous de type parallèle et que de nombreux opérateurs
(école Lyonnaise et Parisienne) utilisent exclusivement des forceps croisés.
Il est important de noter que ces travaux s’intéressent à la valeur de l’intensité de la force
de traction mais pas à la qualité c'est-à-dire à la surface d’application, ni à la symétrie
d’application des forces. Pourtant la pression est définie par le rapport d’une force sur une
surface. Ainsi une pression peut être importante non seulement si la force est importante mais
aussi si la surface d’application est faible.
Enfin, comme nous le verrons plus tard, aucun auteur ne détaille la notion de symétrie
d’application des forces. Pourtant, d’un point de vue mécanique, la symétrie et la surface
d’application des forces sont deux notions particulièrement importantes.
Le forceps de Moolgoaker a été utilisé pour comparer les efforts de compression réalisés
avec différents types de forceps et une ventouse 25, 26. Ce forceps comporte un capteur hydro
29
gonflable (figure 11) avec une membrane de 0.16 mm d’épaisseur. Le capteur était placé sur le
côté céphalique de la cuillère du forceps.
Les problèmes rencontrés étaient liés à la précision des mesures, car ces capteurs ne possédaient
pas de système de vérification des contacts entre les deux faces de la cellule plastique (or les
mesures ne peuvent être validées que si les deux faces de la cellule ne sont pas en contact). Ces
capteurs hydro-gonflables permettaient la mesure d’une pression d’interface entre la tête du
nouveau-né et les forceps. Les résultats montrent des pressions qui varient entre 157 et 960
mmHg. L’étude de Moolgoaker a par ailleurs démontré que lors d’une extraction par forceps, les
forces totales de compression et de traction étaient plus faibles que celles développées lors d’une
extraction par ventouse 26.
Figure 11 : Forceps de Moolgoaker instrumenté avec des capteurs hydro-gonflables.
Le forceps à fibre optique. Ce forceps a été conçu en matériel polymère et inclut des capteurs à
fibre optique (figure 12). Mais ce système ne comporte pas d’analyse de la symétrie des forces et
ne permet pas d’apprécier la compliance de la surface de contact. Or il est probable qu’une force
de traction importante appliquée de manière symétrique soit moins dangereuse qu’une force
d’intensité plus faible appliquée de manière asymétrique. Un tel système ne permet donc pas
d’assurer une sécurité optimale. Ce forceps a été développé aux Etats-Unis par coopération entre
des obstétriciens de Louisiane et des ingénieurs de la NASA (brevet 5 649 934, US Patent, Jul 22,
1997). Ce forceps comprend un système d’alerte quand la traction exercée dépasse un certain
seuil.
30
Figure 12 : Forceps instrumenté avec des capteurs en fibre optique
Le forceps à capteur de pression d’interface (Brevet CNRS Laboratoire de Physique de
la Matière CNRS n° Fr 04 020 37)
Ce forceps (figure 13) a été conçu, et validé lors de notre thèse, il sera détaillé au chapitre IX.
Ce forceps est le premier forceps qui permet d’étudier en détail la pression d’interface. Il est
composé de 16 cellules électropneumatiques qui sont mises sous pression grâce à une rampe
de pression.
Figure 13 : Forceps instrumenté avec un capteur de pression d’interface muni de 16
cellules. Ce forceps est un Levret dont chaque cuillère est recouverte d’un capteur
souple. (Détails de la conception et de la validation chapitre IX)
31
II C. Les forceps dédiés à l’ « enseignement » .
Notre travail a permis de développer le premier forceps entièrement dédié à l’enseignement
de l’extraction instrumentale. Ce forceps est un forceps instrumenté avec un capteur de
position spatiale (figure 14). Il sera détaillé au chapitre VIC.
Couplé au BirthSim c’est le premier forceps qui permet la formation des internes avec
visualisation en temps réel de la trajectoire des cuillères, il permet également la certification
et l’évaluation des praticiens.
Figure 14 : Forceps instrumenté : ce forceps couplé au BirthSim est le premier forceps
qui permet l’apprentissage de l’extraction instrumentale. Ce forceps est amagnétique et
comprend deux capteurs de position spatiale.
Brevet CNRS Simulateur fonctionnel et anatomique Fr 04 050 0372
Une première validation clinique a été réalisée le 03 décembre 2004 lors des journées nationales
du collège français de gynécologie obstétrique en présence de 20 gynécologues obstétriciens
expérimentés provenant de 10 villes Françaises.
32
Conclusion :
Les modifications qui ont été apportées au forceps au cours des XVIII, XIX et XXème
siècles concernaient exclusivement la forme et la géométrie de l’instrument; les forceps du XXIème
siècle sont instrumentés avec des capteurs de pression ou de position.
Les gynécologues obstétriciens disposent donc aujourd’hui de trois types de forceps,
forceps « opératoire », forceps « expérimentaux » et forceps « d’enseignement ».
Une collaboration étroite entre un gynécologue obstétricien et une équipe d’ingénieurs a
permis la réalisation d’un forceps exclusivement dédié à l’enseignement de l’extraction par
forceps. Ce forceps est le premier forceps spécialement conçu pour l’enseignement, il pourra
également être utilisé pour évaluer et certifier les praticiens.
33
III. FREQUENCE ACTUELLE DE L’UTILISATION DES FORCEPS
Enquête auprès de 37 maternités et de 156 obstétriciens du réseau AURORE
Dupuis O, Silveira R, Redarce T, Dittmar A, Rudigoz RC. Instrumental extraction in 2002 in
the Aurore hospital network :incidence and serious neonatal complications.
Gynecologie Obstetrique Fertililé, 2003;31:920-6
34
Avant de débuter ce travail, il était indispensable de vérifier si, malgré l’augmentation des
césariennes qui a atteint 26% des accouchements aux Etats-Unis en 2002, l’extraction
instrumentale par forceps était toujours réalisée et de vérifier si l’extraction instrumentale posait
des problèmes aux obstétriciens dans notre pays.
Aux Etats-Unis, le taux de forceps a diminué de 17,7 % en 1980 à 4 % des accouchements par
voie basse en 2000 alors que pendant la même période le taux de césarienne a augmenté de 16,5
% à 22,9 % et le taux d’extraction par ventouse de 0,7 à 8,4 % 27. En France, l’enquête périnatale
de 1998 a montré que le taux d’extraction instrumentale était de 14,1 % en 1995 et de 12,5 % en
1998. Mais cette enquête ne différencie pas les extractions par forceps des extractions par
ventouse et ne fournit pas de données concernant l’incidence des complications liées à ces modes
d’accouchement 28. C’est la raison pour laquelle, en mars 2003, nous avons réalisé une enquête
de pratique auprès des 37 maternités du réseau AURORE et de ses 156 obstétriciens. Les
objectifs de cette étude étaient: de déterminer l’incidence des extractions instrumentales en
distinguant forceps et ventouse, d’étudier les pratiques individuelles d’extraction et enfin de
déterminer l’incidence des complications graves liées à ces extractions au cours de l’année
2002.2
Patientes et méthodes
Le réseau AURORE comprend 37 maternités dont 19 établissements privés et 18 hôpitaux. Ce
réseau est étendu géographiquement sur cinq départements de la région Rhône-Alpes (Rhône,
Ain, Drome, Ardèche, Isère) et comprend 156 obstétriciens. L’étude a été réalisée entre le 22
février 2003 et le 22 mars 2003. Chaque établissement a fait l’objet d’une enquête téléphonique
qui a permis de connaître le nombre et le mode d’accouchement des parturientes pendant l’année
2002. L’enquête auprès des obstétriciens a été réalisée par envoi d’un questionnaire (ANNEXE)
anonyme individuel. Ce questionnaire comprenait cinq questions dont une question facultative.
35
Résultats
Quarante mille neuf cent quatre-vingt-dix-huit (40 998) naissances ont eu lieu entre le 1er janvier
et le 31 décembre 2002 au sein du réseau AURORE dont 2577 accouchements par forceps et
2012 accouchements par ventouse. Le taux de réponse est de 100 % pour les établissements et
de 78 % pour les praticiens (n = 121). Des ventouses sont disponibles dans 32 des 37 maternités
(78 % de cupules en plastique et 46 % de cupules métalliques). Des forceps sont disponibles dans
toutes les salles d’accouchement. Les forceps de type croisés sans tracteur, croisés avec tracteur
et parallèles sont disponibles dans respectivement 94, 81 et 62 % des salles d’accouchement.
Le taux d’accouchement instrumental du réseau est de 11,2 % dont 6,3 % de forceps et 4,9
% de ventouses. En 2002 le taux de césarienne est en moyenne de 20,5 %. Le Tableau 1 indique
les taux minimum et maximum de forceps, ventouses et césariennes par établissement. La figure
15, représente les incidences des forceps et des ventouses dans chaque établissement. Un
praticien n’utilise jamais le forceps, 38 (31%) n’utilisent jamais la ventouse. Quatre vingt deux
utilisent les deux types forceps et ventouse. Vingt neuf obstétriciens (24%) utilisent fréquemment
les deux instruments. Le nombre d’instruments utilisés par praticien est représenté dans le tableau
2.
L’incidence des complications est rapportée dans la figure 16. Aucun décès néonatal secondaire
à une extraction instrumentale n’a été rapporté. Au total, 145 complications néonatales sont
notées sur 4589 extractions instrumentales (3,2 %). Les complications majeures sont une
embarrure (1/4589) et 14 hématomes extensifs du scalp (14/4589). Les autres complications sont
les lésions cutanées (124/4589) et les paralysies faciales (6/4589). Les extractions par ventouse
sont responsables d’un nombre significativement plus élevé d’hématomes du scalp (p = 0,0184)
tandis que les extractions par forceps sont responsables de la seule embarrure observée et d’un
nombre plus élevé de lésions cutanées (p < 0,001). Les taux de paralysies faciales et
d’embarrures ne sont pas significativement différents dans les groupes «forceps» et «ventouse».
36
Tableau 1 : Taux d’extractions instrumentales et de césariennes par établissement (nombre
d’extractions instrumentales divisé par le nombre total d’accouchements) dans les 37
maternités du réseau Aurore.
Taux d’extraction Taux Minimale (%)
Taux Maximale (%)
Taux Moyen (%)
Forceps 0.5 14.8 6.3 Ventouse 0 20.4 4.9 Total extractions instrumentales 4.1 26 11.2 Césariennes 12.3 32.6 20.5
Tableau 2 : Nombre d’instruments utilisés par chaque praticien
Nombre d’instruments utilisés Praticiens n(%) Total
1 type 44 (37%)
2 types 47 (39%)
3 types 26 (22%)
Forceps
4 types 3 (2%)
120
1 type 41 (49%) Ventouse
2 types 42 (51%)
83
Figure 15 : Incidence des forceps et des ventouses dans les 37 maternités du réseau Aurore
(%).
37
89,0
35,0
5,01,0 3,0
11,0
1,00,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
lésionscutanéesforceps
lésionscutanéesventouse
Paralysiefaciale forceps
Paralysiefaciale
ventouse
hématomesforceps
hématomesventouse
embarrureforceps
Figure 16 : Nombre de complications liées aux 4589 extractions instrumentales en 2002 au
sein des maternités du réseau Aurore.
Parmi les obstétriciens qui ont participé à l’enquête, 96.7 % ne possèdent pas le diplôme de
Mécanique et technique Obstétricale, 67% trouvent la formation excellente (notes comprises
entre 8 et 10 sur 10). Enfin Quatre-vingt neuf pourcent des obstétriciens plébiscitent un
enseignement des techniques obstétricales sur un simulateur d’accouchement.
Discussion
Les taux de réponses obtenues : 100% des établissements et 78% des obstétriciens démontrent la
faisabilité de ce type d’enquête et le degré d’adhésion des établissements et des praticiens aux
pratiques en réseau. Ce taux de réponse est voisin de celui obtenu par Bofill (72%) dans son
travail sur la pratique des extractions instrumentales.29
En 2002, le taux d’extraction instrumentale est de 11,2% de l’ensemble des accouchements. Ce
résultat est voisin du taux de 12,5% observés en 1998 à l’échelle nationale 28 et proche de celui
observé aux Etats-Unis, où malgré la très forte pression médico-légale 9,5% des femmes ont eu
un accouchement instrumental en 2000.27
38
Une telle incidence d’accouchements instrumentaux justifie les recherches dans le domaine des
techniques d’extraction et dans le domaine de l’enseignement de l’extraction instrumentale et
montre l’importance de l’information adéquate des parturientes. Une carence d’information sur
ce taux assez élevé d’extractions instrumentales pourrait expliquer le caractère anxiogène et le
vécu souvent traumatique, au moins psychologiquement, de certains accouchements chez des
parturientes qui croient ces modes d’extractions « archaïques » ou « dépassés ».
Cette enquête a également permis d’observer les pratiques instrumentales. Le forceps est
l’instrument le plus utilisé (6,3 % des accouchements contre 4,9 % de ventouses). Sur 121
obstétriciens, 120 utilisent le forceps alors que 82 seulement utilisent la ventouse. Notre étude
confirme les données du réseau sentinelle des maternités qui montre en 2001 la prépondérance de
l’utilisation du forceps au niveau national (9,4 vs 4 %). La pratique française se distingue de la
pratique américaine où l’utilisation de la ventouse domine. Kozac rapporte un taux de
ventouses de 6.5% et un taux de forceps de 3%27 en 2000. Ces moyennes ne doivent pas occulter
les grandes variations de pratiques qui existent entre les établissements. Ainsi les taux de forceps
varient de 0,5 à 14,8% des accouchements tandis que les taux de ventouses varient de 0 à 20,4%.
Les taux de forceps sont plus élevés que les taux de ventouse dans 22 maternités, inférieurs dans
13 maternités et similaires dans 2 maternités. Plusieurs hypothèses pourraient expliquer l’usage
prépondérant du forceps dans notre réseau. L’influence du genre du praticien a été décrite par
Bonar en 200030. Cet auteur a montré que les praticiens de sexe masculin ont un taux de forceps
significativement supérieur au taux des praticiens féminin. Au sein du réseau Aurore le fait que
seuls 16% des obstétriciens sont des femmes pourrait expliquer ce résultat. L’influence de la
région de formation des obstétriciens sur les modes de pratique des extractions instrumentales a
été montré par Chang31.
Les différences de pratique au sein du réseau reflètent probablement les différences
d’enseignement entre les obstétriciens qui viennent de l’école lyonnaise (forceps) et ceux qui
viennent de l’école de Besançon (ventouse). Le fait que 31 % des obstétriciens n’utilisent jamais
la ventouse et que seuls 24 % utilisent régulièrement les deux instruments doit inciter au
renforcement de l’enseignement des pratiques instrumentales.
Cette étude a également permis d’apprécier l’incidence des complications graves des extractions
instrumentales. Les conséquences d’un traumatisme néonatal grave sont en général un transfert
dans un hôpital universitaire, une hospitalisation du nouveau-né en réanimation néonatale, un
transfert en neurochirurgie ou en chirurgie néonatale spécialisée, et une éventuelle poursuite
médicolégale. Il nous paraît donc peu probable qu’un obstétricien ignore l’existence d’une
39
complication grave d’une extraction instrumentale qu’il a lui-même réalisé. Enfin, le caractère
anonyme et confidentiel des données était assuré. Cette étude peut en revanche sous-estimer
l’incidence des complications mineures, mais compte tenu du taux de réponse élevé, nous semble
donner une idée assez précise de l’incidence des accidents graves. Le résultat le plus important
est l’absence d’accident létal, l’absence de lésions graves du globe oculaire et la rareté des
embarrures et des hématomes extensifs du scalp.
En effet, les complications du pôle céphalique fœtal peuvent être séparées en deux groupes selon
qu’elles mettent en jeu ou non le pronostic vital du nouveau-né.
Parmi les premières on citera les embarrures crâniennes et les décollements sous-galéaux, les
deuxièmes comprennent les lésions cutanées, les paralysies faciales et les lésions du globe
oculaire. Dans cette étude, une seule embarrure a été observée après forceps soit une incidence
d’embarrure de 1/2577 forceps (0,038 %). Cette incidence est voisine de celle retrouvée lors de
notre enquête sur les embarrures survenues entre 1990 et 2000 en région Rhône-Alpes et en Île-
de-France. Ces embarrures peuvent être spontanées ou liées à un accouchement par forceps, en
revanche elles ne sont jamais liées à des applications de ventouse. Sur une série de 68 cas
survenus en dix ans dans 183 maternités françaises, la mortalité est nulle mais des séquelles
neurologiques sévères sont observées dans 4 % des embarrures 10.
Dans cette enquête, le terme « hématome du scalp extensif » recouvre à la fois les bosses séro-
sanguines et les hématomes sous galéaux. Pour le néonatologue il n’est en effet pas possible de
différencier cliniquement les bosses séro-sanguines des décollements sous galéaux. En effet
même si le premier est superficiel et le deuxième profond, ces deux types d’hématomes ne sont
pas limités par les sutures, de plus l’un comme l’autre peuvent entraîner des anémies sévères. Les
premières sont essentiellement liées à la progression du mobile fœtal et peuvent être aggravées
par l’extraction instrumentale, tandis que les deuxièmes sont spécifiquement liées aux
applications de ventouse. Rappelons que la galéa (galea aponeurotica)32 est la membrane qui
recouvre les os de la voûte crânienne du fœtus et que les os du crâne fœtal glissent entre la galéa
d’une part et la dure-mère d’autre part. Même si on ne peut dans cette série différencier les bosses
sérosanguines des décollements sous galéaux on peut retenir que les « hématomes extensifs »
sont significativement plus fréquents dans le groupe ventouse. Il faut rappeler ici la gravité des
décollements sous galéaux qui peuvent être à l’origine de coagulopathie, de choc hypovolémique
33 et de décès néonatals34. L’incidence des hématomes extensifs du scalp est ici de 0,3%.
L’incidence des décollements sous galéaux (DSG) varie dans la littérature entre 1,6 et 3% des
accouchements par ventouse35, 36. Mais seule une fraction de ces DSG auront un retentissement
40
sévère. Ainsi pour une maternité et sur 11 ans, Riethmuller et al répertorient 11 cas dont neuf
avaient eu une ventouse. Dans leur série la mortalité est de 22% et la morbidité neurologique de
23%37. Cette enquête confirme les résultats de la méta-analyse de Johanson : les accidents graves
des extractions instrumentales sont exceptionnels 38.
Les lésions cutanées sont rarement graves et pourraient être prévenues par l’application de
« protège forceps » (manchons en caoutchouc qui enveloppent les cuillères). L’incidence
rapportée ici est voisine de celle donnée dans la littérature 35. L’incidence des paralysies faciales
traumatiques est faible, et elles sont, contrairement aux paralysies faciales congénitales, de bon
pronostic 39 et le plus souvent spontanément régressives.
Le mécanisme physiopathologique des complications néonatales associées aux extractions
instrumentales est l’objet de controverses. En effet, chacune de ces pathologies peut être liée à un
problème anténatal et survenir en l’absence d’extraction instrumentale. L’association d’un
accident néonatal et d’une extraction instrumentale ne suffit pas pour mettre en cause le forceps
ou la ventouse. Embarrures crâniennes 40, 41, paralysies faciales 42, et bosses sérosanguines
anténatales ont été décrites43. Ces complications sont alors liées à des malpositions fœtales et en
particulier à des compressions du pôle céphalique sur le promontoire sacré ou sur la cinquième
vertèbre lombaire44. De plus les chiffres d’incidence des complications obstétricales rapportées
par les praticiens dans la littérature sont sujet à caution. Ross fait ainsi remarquer que la simple
mise en garde des autorités sanitaires américaines sur les accidents liés aux ventouses avait
entraîné une multiplication par 22 des déclarations d’accidents34.
Il n’est actuellement pas possible d’affirmer avec certitude quel est l’instrument le plus adapté
pour réaliser une extraction instrumentale. Au plan néonatal, la revue de la littérature publiée par
Johanson dans la Cochrane Data Base en 2000 reprend dix séries qui comparent forceps et
ventouses, et démontre qu’il existe dans le groupe ventouses une augmentation significative des
céphalhématomes et des hémorragies rétiniennes 38.
L’étude biomécanique de Moolgoaker a démontré que lors d’une extraction par forceps, les
forces totales de compression et de traction étaient plus faibles que celles développées lors d’une
extraction par ventouse 26. La ventouse qui était utilisée était une ventouse de type Malmstrom,
aujourd’hui délaissée car inadaptée du fait de la rigidité du système d’aspiration et de la hauteur
excessive de la cupule. Cette étude expérimentale mériterait d’être réalisée avec une ventouse
«moderne» de type Minicup© 37. Le simulateur pourra permettre de réaliser cette étude.
41
Conclusion :
En 2005, les extractions instrumentales sont fréquentes et représentent plus d’un
accouchement sur dix. En France le forceps est l’instrument le plus utilisé ; moins d’un
obstétricien sur quatre utilise fréquemment ventouse et forceps. Plus de 90% des obstétriciens
interrogés en Rhône-Alpes plébiscitent un enseignement par simulation. Les complications néo-
natales graves (embarrures liées aux forceps et décollements sous-galéaux liés aux ventouses)
sont exceptionnelles mais gravissimes. Le respect des parturientes, les nouvelles contraintes liées
au repos de sécurité des praticiens, l’augmentation des primes d’assurance des médecins
gynécologues obstétriciens démontre l’intérêt d’entreprendre une formation et une certification
des praticiens sur simulateur.
42
IV. L’EXTRACTION PAR FORCEPS POURRAIT-ELLE ETRE
REMPLACEE EN TOUTE SECURITE PAR L’EXTRACTION PAR
CESARIENNE.
Délai décision d’extraction-naissance et voie d’accouchement
A propos de 173 extractions pour anomalies du rythme cardiaque en cours de travail.
43
Introduction
Pendant le travail, il est parfois nécessaire de soustraire le plus rapidement possible le fœtus à
une situation à haut risque anoxique (procidence du cordon, rupture utérine, hypoxémie). Dans
ces cas la valeur du délai entre la décision d’extraction et la naissance est vital. En 1989, l’ACOG
a recommandé qu’en cas de césarienne urgente, le délai entre la décision et la naissance soit
inférieur à 30 min. Plusieurs études ont montré que cette règle n’était respectée que dans 36% à
49% des cas 45.
En cas de césarienne le délai décision naissance est subdivisé en délai décision / bloc opératoire ;
délai de préparation et délai incision /naissance. L’étude que nous avons effectué 46 montre que
le délai décision bloc opératoire représente 53.8% du délai décision naissance. Ces résultats
permettent de penser que le délai décision-naissance moyen des extractions instrumentales est
significativement plus court qu’en cas de césarienne. Autrement dit, une attitude qui prônerait
l’abandon des extractions instrumentales au profit des césariennes pourrait être à l’origine
de délai décision-naissance moyen plus élevé.
Cette étude a pour objectif de déterminer l’incidence des extractions instrumentales et des
césariennes pour anomalies du rythme cardiaque foetal et de comparer les valeurs des délais
décision naissance dans le groupe « césarienne » et dans le groupe « forceps ».
Matériel et méthodes
Cette étude de cohorte inclue tous les cas survenus sur une période de 10 mois entre le
21 octobre 2003 et le 31 août 2004.
Toutes les naissances survenues par césariennes ou par forceps et indiquées suite à une anomalie
du rythme cardiaque fœtal survenue sur une patiente en travail ont été incluses.
Les patientes ont été réparties selon l’intention de la voie d’accouchement lors de la décision
d’extraction. Ainsi dans le groupe « forceps » trois enfants sont nés par césarienne.
Le groupe « césarienne » comprend toutes les césariennes réalisées pour anomalie du rythme
cardiaque fœtal alors que la patiente était en travail.
Le groupe « forceps » comprend tous les forceps réalisés pour anomalies du rythme cardiaque
fœtal.
44
Les grossesses gémellaires et triples, les césariennes prophylactiques et celles réalisées en dehors
du travail, les patientes qui ont accouché par ventouse et les dossiers incomplets ont été exclus.
Le critère de jugement principal est le délai moyen entre la décision d’extraction et la
naissance.
Toutes les données ont été extraites de la base de données informatiques de la salle de
travail de l’hôpital de la Croix-Rousse. Cette base de données réalisée par l’auteur a été mise en
place le 1er Octobre 2003 et permet l’enregistrement prospectif des données propre à chaque
accouchement. Les données maternelles suivantes ont été extraites de la base de données : âge
moyen, parité, antécédent d’utérus cicatriciel, type d’analgésie présente avant la décision
d’extraction, type d’analgésie présente lors de l’extraction, nombre d’hémorragie de la
délivrance, nombre de transfusions, nombre de révisions utérines, nombre d’utilisations de
Nalador et d’hystérectomies d’hémostase. Les données néonatales suivantes ont été extraites de la
base de données : heure de la naissance, poids de naissance, âge gestationnel ;
L’horaire de la décision d’extraction a été recherché dans chaque dossier obstétrical. Le délai
entre la décision et la naissance a été calculé grâce à l’horaire de la naissance et à l’horaire de la
décision. Les dossiers ne comprenant pas cette information ont été exclus.
Les données continues ont été analysés avec un test t de student , les données qualitiatives avec
un test de chi-deux. Le seuil de significativité a été fixé à 0.05.
Les logiciels utilisés sont Excel 1998 (Microsoft Office 1998, Microsoft Corporation Redmond,
WA, USA) et SPSS statistical package (version 11.5, SPSS Inc, Chicago, IL USA).
Résultats
Pendant la période de l’étude, 2503 nouveau-nés sont nés à l’hôpital de la Croix-Rousse. 2349
grossesses étaient monofoetales. Parmi elles 310 ont eu une césarienne réalisée de manière
prophylactique ou en urgence avant travail.
2039 (100%) grossesses monofoetales ont été admises en salles de travail. 1679 ont accouché
par voie basse spontanée (82,3%), 158 ont eu une tentative d’extraction instrumentale (7,7%)
et 202 (10%) une césarienne en cours de travail. Dans 70 cas (44.3%) l’extraction
instrumentale a été réalisée suite à une anomalie du rythme cardiaque fœtal isolée ou
associée à un arrêt de progression de la présentation. Dans 81 cas (40%) la césarienne a été
réalisée en cours de travail suite à une anomalie du rythme cardiaque foetal. Sept dossiers
45
incomplets ont été exclus dans chaque groupe. Les 63 forceps réalisés pour anomalie du
rythme cardiaque fœtal et les 74 césariennes réalisées en cours de travail pour anomalie du
rythme cardiaque fœtal ont été inclus. 62 césariennes ont été réalisées alors que le col était
entre 2 et 8 cm de dilatation, et 12 ont été réalisées alors que le col était à 9 ou 10 cm de
dilatation. L’âge maternel moyen et la parité moyenne sont significativement plus élevés dans le
groupe « césarienne » (tableau 3). En revanche le taux d’utérus cicatriciel, de césariennes
réalisées en garde et les modes d’analgésie utilisés ne sont pas significativement différents dans
les deux groupes.
L’age gestationnel est significativement plus élevé dans le groupe « césarienne » (tableau 4), en
revanche les poids de naissance, les taux de pH < 7.05 et d’APGAR < 5 à 3 min, ne sont pas
significativement différents dans les deux groupes. Les deux complications maternelles graves à
type d’hystérectomie d’hémostase appartiennent au groupe « césarienne ».
Tableau 3 : caractéristiques démographiques
Groupe « Forceps » (n=63)
Groupe « Césarienne » (n=74)
P
Age (moyen) 30,1 ± 5,06 32,62 ± 5,59 0,006 Parité (moyenne) 1,2 ± 0,54 1,58 ± 1 0,008 % utérus cicatriciel 3/63 7/74 NS % réalisé en garde 38/63 52/74 NS Acc. par césarienne 3 / 63 74 <0,001 Mode d’analgésie avant le geste : APD* Aucune
61 02
67 07
NS NS
Mode d’analgésie pendant l’extraction : Réinjection APD* Rachianesthésie Locale Générale
61 00 01 01
66 02 00 05
NS NS NS NS
*APD : anesthésie péridurale
46
Tableau 4: Caractéristiques néonatales
* 4 valeurs de Ph inconnues dans chaque groupe, ** Nouveau-né décédé,
Tableau 5 : délai décision naissance
Groupe Forceps
(n=63)
Groupe Césarienne
(n=74)
Significativité
Valeur moyenne 14,84 ± 6,54 29,31 ± 11,79 P<0,0001
Valeur médiane,
minimale et maximale
14 [5-35] 27 [10-63] -
Le devenir maternel et néonatal est décrit dans le tableau 4.
Toute les complications graves : deux hystérectomie d’hémostase et un décès néonatal sont
survenues dans le groupe « césarienne ». Une patiente deuxième pare en travail spontané a
présenté à 5cm une hypertonie utérine avec bradycardie, sans récupération après Nitronal. La
césarienne s’est compliquée d’une hémorragie de la délivrance résistante au Nalador, et aux
techniques de Tsirulnikov, et de Cho. Une hystérectomie totale d’hémostase a du être réalisée.
Lors du séjour en réanimation, des cellules évocatrices de cellules amniotiques ont été isolées
dans le liquide de Lavage Bronchioalvéolaire permettent de porter le diagnostic d’embolie
amniotique. La deuxième hystérectomie a été réalisée chez une IVème pare. Cette patiente a été
déclenchée par ocytocine dans un contexte de chorioamniotite. La césarienne s’est compliquée
d’une hémorragie résistante au Nalador et au Tsirulnikov.
Groupe « Forceps »
Groupe « Césarienne »
P
Age gestationnel moyen 39,76 ± 1,50 40,32 ± 1,42 0,027 Poids de naissance 3214 ± 421 3321 ± 597 NS Ph* < 7.05 (n) 3
(6.9 ;6.94 ;7.02) 2
(6.89** ;6.98) NS
Apgar < 5 à 3mn (n) 3 4 NS Décès néonatal 0 1 NS Hémorragie de la délivrance (n)
4 4 NS
Transfusion (n) 1 2 NS Utilisation Nalador (n) 2 3 NS Hystérectomie d’hémostase (n)
0 2 NS
47
Les délais décision naissance sont significativement plus court dans le groupe
« forceps » par rapport au groupe « césarienne » et cela que ce soit pour la médiane ou la
moyenne. (14,84 ± 6,54 versus 29,31 ± 11,79 p<0,0001) (tableau 5)
COMMENTAIRE
La recommandation portant sur le délai décision naissance est liée au risque de dommage
cérébral en cas d’anoxie fœtal prolongée. En 1969, Faro 47 a montré que des périodes d’anoxie
durant plus de 10mn entraînaient des lésions ischémiques cérébrales irréversibles chez le singe.
En 2002, Bujold 48 a décrit trois enfants nés respectivement 15, 16, et 23 minutes après le début
d’une bradycardie et qui ont tous développés une encéphalopathie ischémique.
L’étude réalisée par Smith 49 a démontré que les délais décision naissance étaient
significativement plus courts en cas de suspicion de souffrance fœtale (23.3 ± 14.3 mn versus
39.5mn p<0.0001). C’est la raison pour laquelle nous avons choisi de restreindre l’analyse aux
extractions indiquées pour anomalies du rythme cardiaque fœtal. Dans cette série, ce sont
respectivement 44,3 % des extractions instrumentales, et 40% des césariennes qui ont été
réalisées pour des anomalies du rythme cardiaque fœtal. Ces taux sont comparables à ceux de la
littérature, qui rapporte des taux d’extraction instrumentale dans l’intérêt fœtal compris entre 45
et 55% des cas. 50, 51
Dans une étude récente 46 nous avons montré qu’en cas de césarienne la règle des 30-minutes
n’était respectée que dans 49% des cas confirmant ainsi les chiffres de la littérature qui sont
compris entre 49 et 66% 52, 53, 54.
Cette étude montre qu’en cas d’anomalies du rythme cardiaque foetal la réalisation d’une
extraction par forceps, quand elle est possible est significativement plus rapide qu’une extraction
par césarienne.
La plus grande rapidité observée en cas d’extraction par forceps a plusieurs explications :
- L’absence de nécessité de transport de la patiente au bloc opératoire. Plusieurs études ont
montré qu’en cas de césarienne le délai entre la décision et l’arrivée de la patiente au bloc
opératoire représente la majorité (45,6%) du délai décision naissance 52,46, le délai compris
entre la décision de césarienne et l’arrivée au bloc opératoire est en moyenne de 17.7 ± 15.1
min.46
48
- La possibilité de se contenter d’une analgésie locale ou l’absence de nécessité d’attendre
l’efficacité d’une réinjection d’une analgésie péridurale. La réalisation d’une césarienne
nécessite une analgésie locorégionale ou générale, ainsi dans cette série la totalité des patientes
(n=7) qui n’avaient pas d’analgésie péridurale (APD) lors de la décision de césarienne ont eu soit
une rachi analgésie soit une anesthésie générale ; à l’inverse seule une des deux patientes du
groupe « forceps » qui n’avait pas d’APD lors de la décision de césarienne a eu une anesthésie
générale, la deuxième patiente a eu une analgésie des nerfs honteux. Autrement dit dans cette
série on retrouve sept cas dans lesquels l’obstétricien a du attendre l’efficacité de l’analgésie dans
le groupe « césarienne » contre seulement un cas dans le groupe « forceps ». Plusieurs études ont
montré l’impact des techniques d’anesthésie sur les délais décision-naissance. Ceux-ci sont plus
longs en cas d’anesthésie locorégionale [6; 12]. Tuffnell 52 a montré que 40% des DDN
dépassant 50 min étaient liés à des problèmes d’anesthésie (e.g. essais multiples de
rachianesthésie). Dans la série d’Okunwobi 49, 13% des extractions instrumentales sont réalisées
sous anesthésie locale; dans ces cas les délais sont significativement plus courts.
- L’absence de nécessité d’une préparation chirurgicale : la réalisation d’une césarienne
nécessite l’aide d’un personnel plus nombreux (anesthésiste, infirmière anesthésiste, IBODE,
interne d’obstétrique), et un matériel plus important (champs, scialytique, aspiration). Cette
préparation consomme de précieuses minutes.
Cette série suggère également l’importance du choix de l’instrument d’extraction en cas
de nécessité d’une extraction urgente. En effet, les 3 échecs de forceps ont un délai décision
naissance moyen de 29 min c'est-à-dire identique à celui du groupe césarienne. Ainsi pour ne pas
rallonger les délais décision naissance, il est important de choisir, en cas de suspicion de
souffrance fœtale, l’instrument d’extraction qui à le taux d’échec le plus faible. Le taux d’échec
de forceps rapporté ici est de 4.7% c'est-à-dire similaire au taux de 2 à 10% retrouvé dans la
littérature 55,56, 57, 58. La méta analyse de Johanson a montré que le taux d’échec de la
ventouse compris entre 6 et 25% était supérieur à celui du forceps 56, 57, 58. Notons enfin que
pour certains, même si elle réussie, l’extraction par forceps est significativement plus rapide que
l’extraction par ventouse (23.3 min versus 29.2 min p=0.04).49 Le taux d’échec supérieur des
ventouses pourrait entraîner un allongement des délais décision naissance et conduire en cas
49
d’anomalie du rythme cardiaque fœtal à une morbidité néonatale supérieure. Cette hypothèse
pourrait expliquer l’augmentation de la morbidité néonatale qui a été observé aux Etats-Unis lors
de l’augmentation d’incidence de l’utilisation des ventouses 34. Autrement dit en cas d’anomalie
du rythme cardiaque fœtal nous préconisons l’utilisation de forceps en première intention.
La plus grande célérité des extractions instrumentales apparaît évident à de nombreux
obstétriciens. Ainsi il est possible que certains obstétriciens expérimentés préfèrent, en cas
d’anomalie graves du rythme cardiaque fœtal, réaliser une extraction par forceps « difficile »
mais « rapide » plutôt qu’une extraction par césarienne « facile » mais « plus lente »; autrement
dit les études rétrospectives qui comparent le devenir des nouveau-nés dans un groupe
« césarienne » et dans un groupe « forceps » pourraient être biaisées avec un groupe forceps
contenant les souffrances sévères et un groupe césarienne contenant les souffrances mineures ;
ces études aux résultats souvent contradictoires 59, 60 doivent donc être interprétées avec
prudence.
Cette étude n’a pas pour objectif de comparer la morbidité des différentes voies
d’accouchement, en effet elle n’a pas la puissance suffisante en terme d’effectif. On peut
cependant remarquer que la majorité des complications graves est survenue dans le groupe
césarienne (deux hystérectomies d’hémostase et un décès néonatal). Ces résultats sont similaires
à ceux de Bashore qui avait retrouvé, sur une série rétrospective comparant 358 forceps réalisés
partie moyenne à 486 césariennes, une morbidité maternelle significativement supérieure dans le
groupe « césarienne ».50
On notera enfin que dans trois cas du groupe « forceps » les pH au cordon étaient
inférieur à 7.05, dans ces trois cas les délais décision naissance étaient respectivement de 7, 7 et
14 minutes. On peut se demander quels auraient été les pH si ces enfants étaient nés par
césarienne 15min plus tard …
Ce travail à plusieurs limites : c’est une étude de cohorte rétrospective qui n’est ni
randomisée, ni prospective. La différence hautement significative qui existe entre les délais
décision naissance des deux groupes montre qu’une étude qui randomiserait les patientes à
dilatation complète ayant une anomalie du rythme cardiaque fœtal entre « césariennes » et
50
« extractions instrumentales » ne serait pas éthique. Cette étude inclue des cas qui ont en commun
d’avoir des anomalies du rythme cardiaque fœtal, néanmoins l’absence de classification des
tracés ne permet pas de savoir si les anomalies présentées dans les deux groupes avaient la même
gravité. Cette étude inclue tous les cas observés pendant une période de neuf mois, il est donc très
probable que les différentes anomalies du RCF se répartissent de manière homogène dans les
deux groupes. Cette étude n’inclut pas d’extractions par ventouse, les résultats ne peuvent donc
pas être extrapolés aux extractions par ventouse.
Cette étude a plusieurs avantages : au moment de sa réalisation le personnel travaillant en
salle de travail et les opérateurs ne connaissaient pas l’existence de cette étude, leur attitude
reflète donc leur attitude habituelle ; cette étude a eu lieu dans une maternité de type 3 ou toute
l’équipe périnatale y compris les anesthésistes est présente sur place, les délais pour réunir
l’équipe sont donc réduits au strict minimum ; notre maternité dispose de deux blocs obstétricaux
situés à quelques mètres des salles d’accouchement. Enfin nous utilisons une classification de
l’urgence des césariennes qui permet depuis 18 mois de sensibiliser l’équipe à l’importance du
délai décision naissance dans les situations « rouge » c'est-à-dire urgentes. Cette sensibilisation
nous a permis de réduire les délais décision naissance en cas de césarienne urgente dans notre
maternité (résultats non donnés). Il est donc probable que la différence du simple au double qui
existe ici dans les délais décision naissance entre les accouchements par forceps et par
césariennes soit encore plus élevé dans les établissements disposants d’un plateau technique
moins important et ou d’un personnel moins nombreux.
51
Conclusion
Les anomalies du rythme cardiaque fœtal représentent 40% des indications de césarienne et 44%
des indications de forceps. En cas d’anomalie du rythme cardiaque fœtal, l’extraction par forceps
quand elle est possible est deux fois plus rapide que l’extraction par césarienne. Par ailleurs une
méta analyse récente a montré que le forceps était l’instrument d’extraction doté du plus faible
taux d’échec. L’extraction instrumentale par forceps permet de soustraire plus rapidement
l’enfant à une situation anoxique. Cette étude suggère qu’en cas d’anomalies significatives du
rythme cardiaque foetal à dilatation complète sur une présentation engagée, le forceps est
l’instrument d’extraction à utiliser en première intention.
52
V. ETUDE DE LA PHENOMENOLOGIE DES COMPLICATIONS DE
L’EXTRACTION PAR FORCEPS
53
VA. Comment isoler une population à risque ?
Il est difficile d’isoler une population à haut risque d’accouchement dystocique. En
effet la multiparité, la position basse de la présentation, une variété de présentation antérieure et
un poids de naissance inférieur à 4000g ne permettent pas d’exclure le risque de traumatismes
obstétricales. Wylie a montré que des accouchements potentiellement traumatiques qui
nécessitaient des forces élevées se rencontraient même chez des multipares à partie moyenne
avec des enfants eutrophes. 22
Aucun registre ne compile les complications graves des extractions instrumentales.
L’enquête que nous avons réalisée en 2002 sur le réseau Aurore a montré que les complications
néonatales graves des extractions instrumentales étaient rares. Cependant il existe dans ce
domaine plusieurs biais de publication. Les équipes obstétricales sont en effet confrontées à une
pression individuelle forte et à une pression sociétale en particulier médicolégale importante. Les
médecins sont, dès lors, peu enclins à étudier et à publier des cas qui font l’objet de procédures
judiciaires. Les revues médicales publient en priorité les études dont les résultats sont considérés
comme positifs, ce qui est rarement le cas des complications obstétricales. Ainsi au cours de
l’enquête réalisée sur les embarrures crâniennes entre 1990 et 2000 à Paris et Lyon nous avons
retrouvé deux cas d’enfants présentant des séquelles graves : tétraplégie pour l’un et hémiplégie
pour l’autre. Ces deux cas n’avaient pas été publié et ont entraîné des poursuites judiciaires vis à
vis des équipes obstétricales et un retentissement psychologique important tant chez les parents
que chez les praticiens concernés.
Il faut d’emblée noter les biais d’inclusion qui existent dans la plus part des études
concernant les accidents « des » extractions instrumentales. En effet les extractions
instrumentales sont souvent pratiquées pour des anomalies du rythme cardiaque fœtal ou après
une stagnation de la dilatation parfois chez des fœtus qui ont dépassé leur terme, qui ont un
liquide méconial ou une infection foeto-maternelle. Autrement dit les extractions instrumentales
sont souvent réalisées sur des fœtus dont les mécanismes de défense sont altérés. Rapporter
systématiquement la constatation d’un délabrement vulvovaginal chez la mère ou la constatation
d’une souffrance neurologique chez le nouveau-né à l’instrument qui a été utilisé est excessif.
L’instrument n’intervient qu’en bout de chaîne et les autres paramètres : état du rythme cardiaque
fœtal, couleur du liquide, terme de l’accouchement, durée du travail doivent être pris en compte :
54
ils peuvent eux aussi conduire à une souffrance fœtal ou à des lésions de la filière génitale
maternelle.
Ceci explique pourquoi une étude prospective est difficilement envisageable, c’est la
raison pour laquelle nous avons choisi une démarche rétrospective à type d’enquête, en débutant
l’étude en aval c'est-à-dire dans les services qui reçoivent les nouveaux-nés victimes de
traumatismes.
55
VB. Physiopathologie et prévention des complications :
L’étude des accidents nous paraît particulièrement importante. L’analyse de ceux-ci est
susceptible de nous donner de précieux renseignements sur les mauvaises techniques et par
déduction, permet d’enseigner la bonne technique, c’est à dire la technique qui permet de
prévenir les incidents (tableau 7).
Les forceps sont susceptibles d’entraîner une grande variété de lésions tant au niveau des voies
génitales maternelles que de la tête fœtale 61. Les lésions bénignes sont fréquentes; les lésions
graves sont exceptionnelles.
Plusieurs erreurs sont potentiellement responsables
• n°1 : erreur d’appréciation de la dilatation du col (i.e. application du forceps avant
dilatation complète) ;
• n°2 : erreur d’appréciation de la hauteur d’engagement (i.e. application aux
niveaux d’une présentation non engagée ( –5 ; -4 ; -3 ; -2 ; -1 ) ;
• n°3 : erreur du diagnostic de variété de présentation (i.e. erreur de
90° ;135° ;180° ; 225°) ;
• n°4 : erreur de positionnement des forceps (i.e. tour de spire incomplet sur la
cuillère antérieure, ou cuillère antérieure ou postérieure pas assez ou trop enfoncée) ;
• n°5 : erreur de traction (i.e. traction asymétrique) ;
• n°6 : erreur du complément de flexion (i.e. traction vers le haut sur présentation
antérieure ou vers le bas sur une présentation postérieure) ;
• n°7 : erreur de rotation (i.e. rotation mal faite ou en sens inverse) ;
• n°8 : absence de synchronisation (i.e. absence de synchronisation FEA/FEV/FEI);
• n°9 : prise asymétrique (i.e. erreur n°2, 3, 4 ou 5) ;
• n°10 : absence de protection fœtale (i.e. pas d’utilisation des protéges forceps) ;
• n°11 : absence de protection maternelle (i.e. pas d’utilisation de lubrifiant ou pas
de protection du vagin pendant la pose ou pas d’épisiotomie médiolatérale suffisamment
large ou précoce).
56
Tableau 6 : Physiopathologie et prévention des complications des forceps.
Type d’erreur Conséquences Prévention Application à dilatation
incomplète Déchirure cervicale
Hémorragie de la délivrance Entraînement simulateur
d’accouchement Coopération médecins et sages femmes
Application sur tête non engagée (-5 ;-4 ;-3 ; -2 ; -1)
Embarrure, lésions cérébrales Entraînement simulateur d’accouchement
Échographie en salle de travail Erreur de variété de
présentation Lésions du globe oculaire,
lésion mastoïdienne (ie paralysie faciale), lésion
cervicale (plexus brachial, lésions médullaires)
Entraînement simulateur d’accouchement
Echographie en salle de travail
Tour de spire incomplet ou cuillère pas assez ou trop
enfoncée
Idem simulateur d’accouchement vidéo Forceps instrumenté pour
enseignement Traction asynclite Embarrures, lésions
cérébrales simulateur d’accouchement vidéo
Erreur complément de flexion Lésions cérébrales simulateur d’accouchement Échographie en salle de travail
Erreur de rotation Lésions médullaires simulateur d’accouchement Échographie en salle de travail
Absence de synchronisation Lésions cérébrales simulateur d’accouchement Vidéo
Absence de protection fœtale Marques cutanées Protège forceps systématiques simulateur d’accouchement (video)
Absence de protection maternelle
Déchirures vaginales Déchirures cervicales
Gel systématique Protection manuelle systématique
Episiotomie médiolatérale suffisamment large et précoce
simulateur d’accouchement (video) Non diagnostic d’une bosse
sérosanguine Embarrures, lésions
cérébrales, lésions globe oculaire ou cervicale
Simulateur d’accouchement différentes têtes
Lésions maternelles
Ce sont des plaies et déchirures vaginales qui peuvent entraîner62 des hématomes et des
thrombus vaginaux ; des lésions cervicales 63 sources d’hémorragie de la délivrance ou
des lésions du sphincter anal externe et ou interne64 sources d’incontinence anale.
57
Lésions fœtales
Blessures cutanées, les simples marques de pression dessinant les cuillères sont fréquentes
(figure 17). Elles sont asymétriques souvent plus marquées d’un côté, et disparaissent dans les
jours qui suivent la naissance 10.
Figure 17 – Marques cutanées liées à l’utilisation d’un forceps.
L’étude de Claris, comparant l’accouchement par voie basse spontané à l’extraction par forceps,
appliqué à la partie basse de l’excavation ou à la partie moyenne, a pu montrer une augmentation
discrète de l’incidence des plaies crâniofaciales (1% versus 0.05%) et des paralysies faciales (1%
versus 0%) alors que les scores d’Apgar n’étaient pas modifiés.65
Les lésions de la face peuvent atteindre le globe oculaire. Les hémorragies sous-conjonctivales
sont bénignes 66, 61, les plaies de cornée sont graves.
Les lésions nerveuses périphériques sont essentiellement celles du nerf facial, la paralysie
faciale périphérique régresse dans la majorité des cas. Les lésions du plexus brachial peuvent être
secondaires à l’application de l’extrémité du forceps au niveau cervical.
Les lésions du périoste sont à l’origine du céphalhématome, ou hématome sous-périosté
siégeant sur le pariétal ou l’occipital, quelque fois bilatéral. C’est une collection sanguine sous-
périostée de la voûte crânienne fœtale, toujours limitée par les sutures (différent de la bosse séro-
sanguine) 67, sans gravité, qui n’est pas visible le jour de la naissance, apparaissant dans les jours
58
suivant la naissance, et dont la résorption est très lente, il peut cliniquement masquer une fracture
68.
Les lésions de la boîte crânienne : fractures linéaires ou embarrures dites en balle de ping-
pong (figure 18).
Lésions cérébro-méningées à type d’hématomes sous dural, extradural ou intracrâniens. Ces
lésions sont particulièrement graves si elles atteignent le parenchyme cérébral ou si elles se
compliquent d’une hydrocéphalie. Elles sont rares et ne sont pas toujours associées à une
fracture.
Les lésions bénignes restent fréquentes, les lésions graves sont rares si les conditions
d’application sont respectées et si la technique est bien exécutée.
59
Conclusion :
De nombreuses erreurs peuvent être commises lors d’une extraction par forceps. La baisse de
l’incidence des extractions instrumentales aboutit à un problème important concernant la
formation des internes. En considérant un taux de forceps de 5% et une maternité universitaire
qui réalise 3000 accouchements par an, 150 forceps sont réalisés annuellement. Si 80% des
forceps peuvent être réalisés par les internes et que 12 internes sont formés chaque année, ce sont
seulement 12 gestes qui pourront être réalisés annuellement par interne. Le simulateur et le
forceps instrumenté permettent non seulement de répondre à ce problème de formation ;
mais aussi d’assurer un contrôle qualité de l’extraction instrumentale.
60
VC. De l’embarrure obstétricale à la théorie intégrale de la symétrie :
Dupuis olivier, Silveira ruimark, Dupont corinne, Mottolese Carmine, Kahn Pierre, Dittmar
andre, Rudigoz rené-charles. Comparison of instrument associated and spontaneous
obstetrical depressed skull fractures in a cohort of 68 neonates.
American Journal of Obstetrics and Gynecology, 2005;192:165-70.
L’objectif de l’étude que nous avons menée dans deux centres de neurochirurgie de Paris
et Lyon était d’étudier les embarrures survenant après forceps, de les comparer aux
embarrures spontanées et de tenter d’en comprendre la phénoménologie.
Les embarrures obstétricales :
Aux Etats-Unis le taux de forceps a diminué de 22% entre 1985 et 1992 27. Mais dans les pays
développés ce mode d’accouchement représente toujours 9.5 à 11.2% des accouchements 27, 5.
Cette modification des pratiques pourrait être liée à a crainte qu’ont les obstétriciens d’induire
des traumatismes. Pendant l’accouchement le crâne fœtal est soumis à une compression du bassin
maternel et parfois à la compression liée aux instruments.
Au delà d’un certain degré de compression le crâne se déforme et il apparaît un enfoncement
appelé « embarrure » et encore dénommé fracture en « balle de ping pong » et cela par opposition
aux fractures du crâne linéaire.
61
Figure 18: Embarrure: fracture du crâne en balle de ping-pong. La figure montre une
embarrure pariétale droite.
Les autres structures crâniennes telles que les attaches dure-mériennes et les vaisseaux ne sont
pas capables de subir de telles déformations ; ces structures vont se rompre entraînant alors des
lésions intracrâniennes potentiellement graves, telles que les hématomes extra duraux, sous
duraux ou les contusions parenchymateuses. La plupart des études portant sur les traumatismes
obstétricaux s’intéressent aux fractures de la clavicule, aux paralysie faciale, aux plexus
brachiaux , aux hémorragies intracrâniennes et aux hématomes extra et sous duraux sans évoquer
les fractures du crâne 69,70, 71. Des questions importantes concernant l’histoire naturelle, la
physiopathologie et le devenir des embarrures ne sont pas résolus.
L’objectif de cette étude est de comparer les embarrures spontanées et les embarrures
provoquées survenant après extraction instrumentale.
Ce travail représente la première série qui étudie l’aspect neurochirurgical, obstétrical et
néonatal de 68 embarrures obstétricales.
Matériel et Méthode :
Cette étude est une étude rétrospective de type cas contrôle. Compte tenu du type d’étude, cette
étude est exempte de comité d’éthique. Les dossiers étudiés sont issus de deux services de
neurochirurgie pédiatrique : l’hôpital neurochirurgical Pierre Wertheimer de Lyon, et l’hôpital
Necker de Paris.
62
Ces deux services sont situés dans les deux plus grandes villes de France et drainent une
population de 11 millions d’habitants. Cette étude inclut tous les nouveau-nés présentant une
embarrure et admis dans l’un de ces services entre le premier janvier 1990 et le 31 décembre
2000 et pour lesquels les dossiers neurochirurgicaux, pédiatriques et obstétricaux ont pu être
retrouvé. Une embarrure obstétricale est définie comme une embarrure qui est diagnostiquée à
la naissance. Le groupe « Extractions instrumentales » comprend tous les cas pour lesquels une
extraction instrumentale a été tenté que celle-ci soit réussie ou non ; le groupe « Spontanée »
comprend tous les cas ou une ventouse ou un forceps n’a pas été appliqué, ce groupe comprend
donc des césariennes prophylactiques, des césariennes en cours de travail et des accouchements
spontanés par voie basse.
Plusieurs données obstétricales ont été recueillies : l’âge gestationnel, le poids de naissance, la
parité, l’âge maternel, la durée de la phase active, la durée de la deuxième phase du travail, le
type d’analgésie, la nécessité d’une rotation manuelle ou instrumentale et la variété de
présentation. Les données neurochirurgicales ont été recueillies dans les dossiers hospitaliers.
Pour chaque cas les scanners ont été revus par un des auteurs et ont été utilisés pour localiser
l’embarrure, et rechercher les lésions associées telles que les hématomes sousduraux, extraduraux
et les contusions cérébrales. Les « lésions associées » sont définies par la présence d’une ou plus
des six lésions suivantes : hématome extradural ou sous dural, hématome intracérébral, paralysie
faciale, paralysie du plexus brachial, lésions du globe oculaire. Les trois premières sont
classifiées comme « intra crâniennes » et les trois dernières comme « extra crâniennes ». Les
données néonatales ont été recueillies dans les dossiers neurochirurgicaux et pédiatriques. Les
séquelles neurologiques et esthétiques ont été enregistrées.
Les données continues ont été analysées avec un test t , les données qualitatives avec un test de
chi deux. Le seuil de significativité a été fixé à 0.05.
Les logiciels utilisés sont Excel 1998 (Microsoft Office 1998, Microsoft Corporation Redmond,
WA, USA) et SPSS statistical package (version 11.5, SPSS Inc, Chicago, IL USA).
63
Résultats
Pendant la durée de l’étude, 75 nouveau-nés présentant une embarrure ont été admis dans l’un
des services. Ces enfants sont issus de 38 maternités. Sept cas ont été exclus (dans six cas les
dossiers étaient incomplets, dans un cas il existait un kyste porencephalique dont l’origine était
anténatal), cette étude inclut donc 68 embarrures.
Les services de neurochirurgie qui ont participé sont les centres de référence de 183
maternités. Ces maternités ont réalisé sur une période de 10 ans 1 994 250 accouchements 72,
l’incidence des embarrures est donc d’environ 3.7/100 000 accouchements.
Les caractéristiques démographiques des cas sont indiquées dans la table 8 : il n’y a pas
de différence statistiquement significative entre le groupe « extraction instrumentale » et le
groupe « spontané » pour l’age maternel, la parité, le terme et le poids de naissance. Les tableaux
7 et 8 résument les données obstétricales.
Tableau 7: Comparaison des données démographiques
Groupe spontané (n=18)
Groupe extraction instrumentale (n=50)
P
Césarienne programmée*
Césarienne pendant travail
Voie basse spontanée
Echec d’extraction
instrumentale(ventouse +
forceps)
Extraction instrumentale
réussie
Forceps pendant une césarienne
N 5 5 8 15 34 1
Age maternel (années)*
31.16 +/-5.95 31.15+/-5.16 .99
Nullipare (%) 44.44 54 .48 Age
gestationnel (SA)*
39.15+/-2.28
39.78+/-1.35 .3
Poids (g) * 3154.7 +-648.93 3369.8+/-544.60
.17
* Les données sont représentées avec les moyennes ± déviations standards
64
Tableau 8 : Comparaison des données démographiques
Groupe “Spontané” Groupe “Extraction instrumentale”
Total°
Césarienne pendant le travail
Voie Basse spontanée
Echec d’extraction
instrumentale
Succès d’extraction
instrumentale
N 5 8 15 34 62 Durée de la phase active (min)
100 132.3 241.4 231.8 -
Durée de la deuxième phase >120min (n)
1 2 0 2 5
Analgésie péridurale (n)
4 4 11 28 47
Rotation manuelle (n)
1 1 3 4* 9
Rotation par forceps (n)
0 0 0 2 2
Occipito pubien (n)
2 6 7 20 35
Occipito postérieur (n)
1 2 5 9 17
Transverse (n) 0 0 2 5 7 Autre présentation
Face 1 Bregma 1 0 0 0 2
*Un cas avec rotation manuelle et par forceps
° Les six cas survenus lors d’une césarienne programmée ne sont pas représentés ici.
Dans le groupe « spontanée » (n=18), huit femmes ont accouché par voie basse et 10 par
césarienne. La moitié de ces césariennes étaient prophylactiques et la moitié réalisées durant le
travail. Toutes ces grossesses étaient mono fœtale.
Dans le groupe « extraction instrumentale » (n=50), le forceps a été utilisé dans chaque
cas sauf un au cours d’une tentative d’extraction par voie basse. Dans un cas le forceps a été
utilisé pour extraire la tête lors d’une césarienne. 34 de ces femmes ont accouché par voie basse.
47 patientes avaient des grossesses mono fœtales et trois des grossesses gémellaires (seul le
premier jumeau a eu une embarrure dans chacun de ces cas).
La seule variable qui différait significativement dans les deux groupes était la durée de la
deuxième phase du travail (119.8 ± 26.70min dans le groupe spontanée contre 234 ± 17.94min
dans le groupe extraction instrumentale, p=0,02). Les caractéristiques des cas liés aux extractions
instrumentales sont détaillées dans le tableau 9. L’instrument utilisé était le forceps seul dans
65
90% des cas, alors que plusieurs instruments étaient utilisés dans 10% des cas. Aucun cas n’était
secondaire à l’utilisation isolée d’une ventouse.
Tableau 9: Caractéristiques des cas du groupe “extraction instrumentale »
N Type d’instrument utilise :
Forceps Forceps + Ventouse
Ventouse
45 5 0
Mode d’accouchement
Césarienne programmée Voie basse
Echec d’extraction instrumentale
1 34 15
Nombre de rotation par forceps 2
Variété de présentation *
OIGA, OP, OIDA OIGP, OS, OIDP
OIGT,OIDT Inconnu
28 14 6 1
Indication*
Non progression Anomalie du rythme cardiaque foetal
Mixte
26 17 6
Type de forceps* Croisé
Parallèle Séquentielle
29 17 3
Les données neurologiques sont inclues dans le tableau 10. Quinze nouveau-nés du
groupe « extraction instrumentale » contre aucun des nouveau-nés du groupe « spontané » avait
au moins une lésion intracrânienne associée (30% versus 0%, p = 0.02).
66
Tableau 10: Comparaison des données neurochirurgicales
Groupe Spontané [n=18] n (%)
Groupe Extraction instrumentale [n=50] n (%)
p
Hématome sous dural ou extra dural
0 14 (28) 0.029
Lésions parenchymateuses 0 7 (14) 0.22 Nombre de cas avec au moins une lésion intra crânienne associée*
0 15 (30) 0.021
Localisation pariétale 14 (77.7) 42 (84) 0.8 Localisation frontale 4 8 0.8
Localisation bilatérale 0 4 0.5 Coté droit 11 ( 61.1) 33 (66 ) 0.7
Coté gauche 7 21 0.8 Lésions ophtalmologiques 0 6 0.3
Paralysie faciale 0 2 0.54 Paralysie du plexus brachial 0 1 0.73
Cas nécessitant une intervention
neurochirurgicale
88.8% 86% 0.9
Durée hospitalisation(jours) 3.3+/-2.6 5.76+/-4.8 0.09
* Plusieurs nouveaux-nés ont plus d’une lésion intracrânienne.
Neuf nouveau-nés du groupe « extraction instrumentale » et aucun du groupe « spontané »
n’avait de lésion extra crânienne. Aucune différence significative n’a été retrouvée dans la
localisation ou le côté des embarrures. La durée d’hospitalisation des nouveau-nés était plus
longue dans le groupe extraction instrumentale (3,3 ± 2,6 jours versus 5,7 ± 4,8 jours , p=0,09) .
Dans les deux groupes les embarrures étaient le plus souvent unilatérales (100% et 92%
respectivement dans les groupes « extraction instrumentale » et « spontané ». La durée de suivi
des enfants était respectivement de 52 et 23 mois dans les groupes « spontané » et « extraction
instrumentale ».
Deux enfants du groupe « extraction instrumentale » ont eu des séquelles neurologiques
graves. Le premier cas est celui d’un nouveau-né qui est né par voie basse après application d’un
forceps. L’enfant présentait une embarrure pariétale profonde associée à un hématome sous dural,
une hémorragie intra ventriculaire et une contusion cérébrale. Les veines dure-mériennes étaient
déchirées. Le nouveau-né est resté en réanimation néonatale pendant 20 jours. Une hydrocéphalie
est apparue, nécessitant une dérivation ventriculo-péritonéale. Un an plus tard, l’enfant souffre
d’une tétraparésie spastique, est totalement dépendant et est sous traitement anticonvulsivant. Le
67
second nouveau-né est né par césarienne après un échec de forceps. Il présentait une embarrure
bilatérale, associée à une contusion cérébrale. Ce nouveau-né a été opéré et a passé 18 jours en
réanimation néonatale. A 9 mois il souffre d’une hémiplégie droite spastique et est incapable de
tenir sa tête. Tous les cas de paralysie faciale et de plexus brachial ont été régressifs. Dans le
groupe spontané aucun nouveau-né ne présente de séquelles esthétiques, en revanche sept
nouveau-nés du groupe extraction instrumentale présentent de telles séquelles.
Discussion
Les deux services de neurochirurgie qui ont été sélectionnés pour faire partie de cette
étude sont les deux centres de référence de neurochirurgie néonatale des deux plus grandes villes
Françaises. Il est donc peu probable que certains cas soient passés inaperçus67. Les embarrures
sont des fractures dites en « balle de ping pong ,» elles sont donc facilement diagnostiquées et
passent rarement inaperçues. En théorie, les nouveau-nés décédés en salle de travail dans les
suites immédiates d’une extraction instrumentale pourraient ne pas être retrouvés et fausser
l’incidence des embarrures. Une enquête, réalisée en 2002 dans les 37 maternités du réseau
Aurore Grand Lyon et reprenant les données de 2577 forceps n’a retrouvé aucun décès5. En 1985
Camus, a revu 20409 accouchements et a rapporté une incidence d’embarrure de 19/100 000 73.
Nos données confirment la faiblesse de l’incidence des embarrures.
Cette étude montre que les embarrures sont associées à des extractions instrumentales
mais aussi à des accouchements non instrumentaux. L’analyse des paramètres obstétricaux
classique met en évidence le caractère difficilement prévisible de ces embarrures. Eviter les
deuxième phase du travail prolongées, les rotations manuelles ou instrumentales, et l’utilisation
des forceps lors des césariennes aurait prévenu seulement 15 des 68 cas.
Les embarrures spontanées survenant en l’absence d’utilisation d’instrument lors d’une
voie basse spontanée ou lors d’une césarienne ont fait l’objet de plusieurs articles de type « case
report »74, 75, 41. Ces cas peuvent être causés par la pression du crâne fœtal contre la cinquième
vertèbre lombaire, le promontoire sacré, la symphyse pubienne, les épines sciatiques, un bassin
asymétrique ou globalement rétréci, ou par un fibrome utérin 40, 44. Cette étude montre que les
embarrures surviennent avec ou sans extraction instrumentale mais suggère que les cas survenant
après extraction instrumentale sont plus fréquents. Aucune embarrure n’a suivi l’utilisation isolée
d’une ventouse, chaque utilisation de ventouse avait été soit précédée soit suivie d’un forceps.
68
Cette étude suggère donc que les ventouses n’entraînent pas d’embarrures mais qu’au contraire
tous les types de forceps croisés, parallèles, avec ou sans tracteur sont à l’origine d’embarrures.
Ainsi les embarrures semblent être une complication spécifique des forceps.
Nos données confirment celles des cas clinique publiés : les embarrures spontanées sont
rarement associées à des lésions intracrâniennes 74, 40, 76. Les lésions intracrâniennes sont
significativement plus fréquentes après utilisation d’un instrument. Cette différence pourrait
correspondre à un mécanisme spécifique associé à la pose d’instrument.
D’un point de vue mécanique, il existe une relation linéaire entre la déformation du crâne
(embarrure) et les contraintes. Les contraintes sont égales au rapport du tensile stress (lui même
égal au rapport force/ surface) sur le module de Young 77. Ainsi les contraintes peuvent être
minimisées en appliquant la force la plus faible sur la surface la plus grande.
Chaque fois que le forceps est appliqué de manière symétrique, la courbure céphalique de
l’instrument se superpose aux os de la voûte crânienne ce qui permet d’appliquer la force sur la
surface la plus grande possible. Inversement si le forceps est appliqué de manière asymétrique
par rapport au plan sagittal, les cuillères de l’instrument ne se superposent pas parfaitement aux
os de la voûte, le tensile strain augmente et une déformation (ie embarrure) peut apparaître.
Une traction mécanique peut également être divisée en une force normale perpendiculaire
à la surface d’application et en une force tangente au plan d’application qui est une force de
cisaillement.77 L’application symétrique de l’instrument entraîne une force compressive sans
force de cisaillement, inversement l’application asymétrique des forces entraîne des forces de
cisaillement. Ces forces de cisaillement si elles sont appliquées au crâne fœtal pourraient
entraîner des déchirures des veines intra-crâniennes et expliquer les hémorragies intracrâniennes
73, 78.
La formule déformation = Force/Surface // module de Young et la décomposition des forces
mécaniques en force normale et force de cisaillement sont les deux bases mécaniques les plus
importantes. La force appliquée doit être la plus faible possible, la surface d’application doit être
la plus grande possible et les forces de cisaillement les plus faible possible.
69
Cette théorie mécanique pourrait expliquer les différences significatives qui existent dans
ces deux groupes dans les taux de lésions intracrâniennes associées. Appliquée à l’utilisation des
instruments d’extraction, cette théorie plaide pour une pose symétrique de l’instrument.
L’asymétrie pourrait être liée à l’application de l’instrument sur une tête non engagée (faux
diagnostic d’engagement lié à une embarrure comme dans les deux cas dramatiques rapportés
ici)79, au diagnostic erroné de variété de présentation (jusqu’à 76% d’erreurs)80, ou au
positionnement incorrect des cuillères de forceps (une habilité particulière est nécessaire pour
poser la cuillère antérieure dans les présentations obliques).
Cette étude suggère que le pronostic des embarrures est lié à l’existence ou non de lésions
associées ; les embarrures spontanées ont toujours un bon pronostic et les parents peuvent être
rassurés, inversement les cas suivants une extraction instrumentale nécessitent la réalisation d’un
scanner cérébral. Dans ces cas les complications neurologiques sont rares mais graves (4%).
Cette étude confirme les données de la métanalyse de Johanson les traumatismes néonatals
compliquant les extractions instrumentales sont rares38.
70
Conclusion
L’incidence des embarrures est faible. Les cas associés à des extractions instrumentales sont
souvent associés à des lésions intracrâniennes. Mais les complications neurologiques sont rares
(4%). Cette étude nous a permis d’élaborer la théorie de la symétrie. Les embarrures et les lésions
associées résulteraient de l’application asymétrique des forces soit par le biais d’une compression
de la tête contre le bassin maternel soit par le biais des instruments.
Trois mécanismes isolés ou associés peuvent conduire à l’application de forces asymétriques : les
erreurs de diagnostic de hauteur de la tête ; les erreurs de variété de présentation et les erreurs de
pose des cuillères .
71
VI. LA SYMETRIE UN PARAMETRE DETERMINANT DE LA SECURITE
DE LA NAISSANCE.
VI A .L’ASYMETRIE LIEE AU MAUVAIS DIAGNOSTIC DE LA HAUTEUR DE LA
PRESENTATION
VI A 1. Historique de la simulation de l’accouchement
En 1759, Angélique Marguerite du Coudray, sage-femme, inventa une « machine à
accoucher ».81 Ce simulateur comprend le corps d’une femme, celui d’un enfant et permet
d’enseigner toutes les positions et d’expliquer comment il faut réaliser l’accouchement (figure
19). Le mannequin est formé de tissu, cuir et coton et possède un vrai bassin de femme. Entre
1759 à 1783 Mme du Coudray parcourt la France, encouragé par Louis XV, puis Louis XVI. En
24 ans, elle forme 5000 accoucheuses et 500 médecins et chirurgiens qui deviennent
démonstrateurs.
Figure 19 : La « machine à accoucher » (1759).
72
En 1966, Kelly a réalisé un simulateur qui permettait le calcul des coefficients de friction
lors de l’accouchement. 19
En 1989, Allen et Gonik ont réalisé un simulateur de dystocie des épaules.82 Ce
simulateur 83, 84, 85, 86 permet (figure 20) de mesurer les forces pendant un accouchement. Le
« shoulder dystocia birth model (SDBM) » possède une poutre instrumentée avec deux jauges de
contraintes, un modèle de bassin et une tête de nouveau-né. Le système permet de mesurer les
forces axiales et radiales. Les forces de traction varient entre 2.15 et 7.6 kg pour un
accouchement normal et peuvent atteindre 24.7 kg pour un accouchement très difficile. Ce
simulateur comprenait un modèle de tête fœtal avec un BIP de 89mm un diamètre occipito-
frontal de 112mm, la tête étant recouverte d’un film de silicone de 3 à 5 mm pour ressembler au
mieux à une tête réelle, par ailleurs une lame d’epoxy permet de simuler la rigidité des mâchoires
du nouveau-né dont l’ossification est à terme plus avancé que celle du crâne.84
Ce simulateur reçoit différents types de diamètres bi acromiaux. C’est en utilisant cette méthode
que Bernard Gonik a démontré en 1989 l’efficacité de la manœuvre de Mac Roberts pour la
prise en charge de la dystocie des épaules. 82
Figure 20. - Le simulateur de dystocie des épaules (SDBM), principe du vérin (à gauche) et
simulateur en fonctionnement (à droite).
73
L’INRIA de Sophia-Antipolis a développé un modèle 3D du bassin osseux et de la tête du
nouveau-né à partir d’image d’ IRM (figure 21) 87
Figure 21 : Simulation virtuelle INRIA. Ce simulateur est totalement virtuel
L’objectif de ce simulateur est de réaliser un pronostic de l’accouchement en analysant les
paramètres comme la taille et la forme du bassin maternel et de la tête fœtale, simuler les
contractions utérines, analyser les différentes présentation et positions de la tête fœtale et ainsi
simuler le mouvement de rotation du bébé à l’intérieur du bassin maternel à partir des trajectoires
théoriques.
Le laboratoire des Systèmes Complexes d’Évry a développé un simulateur composé
d’un modèle 3D du fœtus, d’un modèle 3D du bassin osseux, des muscles, et d’un système à
retour d’effort (PHANToM Desktop) sur les trois axes de translations. Une main virtuelle est
également représentée en trois dimensions. Le fœtus avance grâce aux contractions. L’opérateur
intervient sur le simulateur avec la main virtuelle et peut contrôler la délivrance. Ce simulateur
permet de mesurer les efforts entre le fœtus et les muscles 88.
74
Figure 22 - Simulateur d’accouchement physique et virtuel.
Knapp 89 a inventé un simulateur programmable comportant un mannequin avec bassin, vagin,
utérus, placenta, foetus. Un vérin contrôle et simule les contractions utérines, la position de
l’utérus et l’expulsion du mobile fœtal.
Le simulateur Noelle 90 est anthropomorphe (figure 23) et comprend un système
mécanique d’accouchement et un système complet de simulation du rythme cardiaque foetal. Des
programmes permettent aux étudiants de s’entraîner à un accouchement normal, à un
accouchement par forceps, et à apprendre le geste de suture du périnée. Une évaluation peut être
réalisée.91, 92
75
Figure 23 : Simulateur robotique anthropomorphe (Noelle). Ce simulateur est
exclusivement mécanique.
A Zurich, le laboratoire de Contrôle Automatique a développé un simulateur
d’accouchement interactif conçu pour simuler les différentes phases de l’accouchement. Il permet
aussi de mettre le fœtus dans différentes variétés de présentations grâce à un robot 6 axes 93, 94
(figure 24). Ce simulateur est composé de différentes parties : un mannequin de bassin, un
modèle de tête de bébé, des actionneurs et une unité de contrôle programmable. La tête du bébé
est réactive et les opérateurs ont la possibilité de s’entraîner avec des instruments obstétricaux
(forceps, ventouse) (figure 25). Les programmes peuvent être modifiés pour simuler les
différentes phases de l’accouchement. Des capteurs sont placés sur le cou pour enregistrer les
déplacements et les mouvements de la tête. Des capteurs d’effort sont placés sur le sommet du
crâne pour que l’opérateur dispose d’un retour tactile. Les os du sommet de la tête sont mobiles,
et reproduisent le chevauchement des os lors de l’accouchement. La visualisation des paramètres
est faite en temps réel, avec des possibilités d’affichages différentes, comme par exemple : film
d’un accouchement réel, rayon X, ultrason, etc. Le système de visualisation permet d’indiquer
des situations dangereuses avec plusieurs niveaux de couleurs, d’afficher des conseils, et produit
des bips sonores. Des hauts parleurs permettent de simuler des bruits et d’immerger l’opérateur
dans l’environnement d’une salle d’accouchement.
76
Figure 24: Simulateur d’accouchement avec un système de positionnement robotisé.
Figure 25: Entraînement avec des instruments d’extraction .
Ce simulateur possède un système de retour d’effort sur l’abdomen du mannequin. L’étudiant
peut interagir avec l’abdomen et le touché produit par l’étudiant provoque une réaction sur le
modèle virtuel.
77
Les programmes de simulation fonctionnent avec des modèles mathématiques d’utérus, de
bassin, de muscles, de peau, et de ligaments. Ce programme produit de relations dynamiques
entre les forces et les moments produits par l’opérateur sur les modèles biomécaniques. Les
changements des paramètres dans les modèles biomécaniques peuvent produire de situations
rares ou pathologiques. Les modèles dynamiques produisent des réactions sur les modèles
virtuels et font progresser le foetus.
Les mesures sont de deux types :
• directe (capteurs) ;
• indirecte (calcul des efforts puis des moments).
78
Conclusion
Trois types de simulateurs d’accouchement existent : les simulateurs totalement
mécaniques, ceux totalement virtuels et les simulateurs mixtes partiellement mécanique et
virtuels. Contrairement aux deux premiers types de simulateurs, les simulateurs mixtes
nécessitent pour leur réalisation une équipe multidisciplinaire. Le médecin réalise le cahier des
charges, les ingénieurs mécaniciens et les ingénieurs informaticiens participent à la conception
avant de réaliser la validation médicale du simulateur. Ces simulateurs ont de nombreux
avantages et ont un intérêt capital pour aider à la compréhension de la phénoménologie, à
l’enseignement et participer à la certification des praticiens.
79
VI A 2 : Le Birth Sim
L’hypothèse que nous avons émise ici était qu’un certain nombre d’erreurs étaient liées à un
diagnostic d’engagement posé par excès.
Pour démontrer ce concept nous avons élaboré un simulateur d’accouchement.
Remarque : Le simulateur que nous avons conçu et qui est décrit ci-dessous fait l’objet d’un
brevet CNRS Simulateur fonctionnel et anatomique Fr 04 050 0372
A. De la version 01 à 06 :
Le premier simulateur que nous avons réalisé est le simulateur de pression d’interface.
Celui-ci se compose d’une surface concave vers le haut qui reçoit le forceps et sur laquelle
s’applique une chambre pneumatique dont la pression peut être fixée (figure 26). L’élaboration
du simulateur fonctionnel et anatomique d’accouchement a été réalisée en plusieurs étapes : le
premier modèle a été réalisé au Laboratoire de Physique de la Matière et se caractérisait par
l’existence d’une interface pneumatique permettant de simuler la compression de la tête fœtal par
les muscles pelviens (BirthSim01).
Figure 26 : Simulateur de pression d’interface
80
Figure 27 : BirthSim 01 à gauche (simulateur des pressions d’interface par méthode
pneumatique) et BirthSIm 02 à droite (simulateur anthropomorphe).
Dans la version n°2 nous avons remplacé la coque en plexiglas par un bassin en polymère,
par ailleurs la tête a été reliée à un vérin pneumatique pour permettre son déplacement
longitudinal selon l’axe des X. Le simulateur a ensuite subi des améliorations au niveau du
mannequin de la tête et du système de positionnement de la tête.
Dans la version n°3, la tête a été instrumentée avec un capteur de position spatiale de
type FOB.
81
Figure 28 : BirthSim 03 : la tête est instrumentée avec un capteur de position spatiale
Ce simulateur anatomique instrumenté et virtuel d’accouchement, est un système complet
d’entraînement qui peut être utilisé pour l’enseignement. Il est composé de différents éléments :
une partie mécanique et anatomique, des capteurs, des actionneurs, un système de pilotage et de
commande et une partie visualisation (figure 29).
82
O bstétri cien
Interface 3D
capteurs
actionneurs
o rdinateur ( modèles , contrôle ,
commande)
Simulateur Anatomique Instrumenté
Figure 29: Différents éléments du Birthsim montrant la partie mécanique et la partie
virtuelle.
La version n°4 comprend une échelle mécanique mobile (mechanical movable stair).
Ce système permet de combiner une translation dans le sens transversal horizontal et dans le sens
vertical, nous pouvons ainsi placer le vérin qui représente le dos du nouveau-né dans l’une des
huit variétés d’une présentation du sommet (figure 30).
La version n°5 comprend un système de vérin rotatif mis au point par O Dupuis. Ce
système permet d’assurer une rotation continue du vérin (figure 30).
Figure 30: BirthSIM04 comprenant l’échelle mécanique mobile qui simule les huit variétés
d’une présentation du sommet (à gauche), et BirthSIM05 comprenant un vérin rotatif qui
simule une infinité de variétés (à droite)
83
Le BirthSIM06 est une version non-magnétique qui évite les perturbations des mesures
du capteur de position électromagnétique.
Le BirthSIM06 est composé de 4 parties :
• Partie mécanique (tête, bassin, forceps et un support mécanique mobile) ;
• Partie pneumatique (pompes, électrovanne, servo–valve, vérin, interface
gonflable) ;
• Partie électronique (boîtier d’alimentation, carte d’acquisition d-Space1,
ordinateur, capteur de position, de pression, d’effort et de position
électromagnétique) ;
• Partie réalité virtuelle (modèles 3D – tête, bassin, forceps, salle d’accouchement,
logiciel MotionDesk (d-Space).
B. La tête du nouveau-né :
Le simulateur est composé de deux modèles de tête : une tête virtuelle en 3D du crâne
pour la partie virtuelle du simulateur et une tête réelle conçue à partir du modèle 3D pour la
partie mécanique.
Analyse de la géométrie de la tête : La tête fœtale a une forme irrégulière et complexe,
deux méthodes ont été utilisées pour mesurer la tête: une analyse par capteur laser et
numérisation et une analyse par rayons X à l’aide d’un scanner du crâne fœtal. Le modèle de
crâne que nous utilisons est un modèle macroscopique, adapté à la simulation de l’accouchement
dans un environnement virtuel, et à la reconstruction en prototypage rapide d’une tête réelle.
Le crâne fœtal a été obtenu à partir d'un spécimen réel obtenu au laboratoire d’anatomie
de la faculté de médecine Rockefeller. Ce nouveau-né avait 40 semaines d’aménorrhée. Le
diamètre biparietal est de 95.2 mm. Le crâne a été maintenu sous réfrigération, avec une
température entre -20°C et -25°C, jusqu'à la préparation pour les essais.
1 www.dspace.fr/
84
Numérisation
La reconstruction 3D de la surface du crâne par numérisation (figure 26) a utilisé un
capteur laser plan (KREON KLS51) indexé sur 4 positions (4 rotations de 90° autour de l'axe Z
de la machine) pour donner au modèle une géométrie extérieure exacte.
La numérisation a été effectuée à l’aide d’une machine à Mesure Tridimensionnelle DEA
Gamma 1203. Le laser projette un plan laser sur la pièce et la courbe d'intersection est observée
par 2 caméras qui stockent 300 pixels chacune. La précision du laser KREON est de l'ordre de
0.05 mm. Le pas de numérisation pour notre modèle numérisé est de 0.5 mm. Une fois la pièce
numérisée, nous utilisons un logiciel de traitement de nuages de points qui permet de filtrer,
d'échantillonner, de positionner et d'effectuer des sections sur le ou les nuages obtenus. Ensuite
nous utilisons un logiciel de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) pour pouvoir visualiser
et exporter le modèle 3D du crâne (figure 31) en format Stéréolithographie (.STL) pour la
machine de prototypage rapide (Stratasys FDM 1600 – INSA de Lyon).
Figure 31 - Numérisation du crâne fœtal (obtenu par dissection au laboratoire d’anatomie
de la faculté Rockefeller) avec un capteur laser .
La méthode par numérisation a permis une reconstruction directe et rapide du modèle 3D
de la surface du crâne. Ce modèle est utilisé pour réaliser le mannequin du crâne en prototypage.
Le crâne de l'enfant (figure 32) a été conçu à partir du modèle de la figure 26, il est en matériau
85
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene). Ce crâne, d’un diamètre bipariétal de 89 cm, dispose
aussi de la représentation des sutures et des deux fontanelles.
Dans le simulateur d’accouchement, nous avons rajouté une couche de latex sur le
mannequin en ABS pour faciliter l’adhérence entre le forceps et le crâne (diamètre bipariétal de
94 mm). Pour coupler la partie mécanique avec la partie virtuelle le crâne a été instrumenté avec
un capteur de position électromagnétique qui repère sa position dans l’espace. Pour améliorer
encore les sensations du toucher, nous avons réalisé un crâne à partir d’un moulage en
polyuréthane et ensuite nous avons moulé une tête en silicone (figure 32). Ce revêtement de
silicone permet de réaliser des extractions par ventouse.
Figure 32 : crâne en ABS (à gauche) et recouvert de silicone ( à droite). Cette tête permet de
s’entraîner à l’extraction par ventouse.
86
Figure 33 –Crâne reconstruit en 3D en format STL.
Images scanner et reconstruction du crâne avec le logiciel AMIRA.
Le modèle a été créé à partir des images scanner en format DICOM (format standard
médical) avec un niveau de gris de 8 bits,. Toutes les images ont été filtrées avec le filtre « head
and neck » (logiciel e-film). Ce scanner a été réalisé aux Hospices Civils de Lyon. Ensuite 99
coupes correspondant au crâne du fœtus (figure 34) ont été segmentées et binarisées ; les coupes
ont une résolution de 0.345 millimètres par pixel pour une image de 256 x 256 pixels.
Figure 34 - Scanner du crâne fœtal. Hôpital Edouard Herriot. HCL
Ces données nous ont permis de reconstruire une géométrie 3D du crâne. La méthode de
reconstruction 3D du crâne utilisée pour reconstruire le crâne à partir du modèle 3D est réalisée
87
avec le logiciel AMIRA2 et un maillage en éléments finis. Les coupes scanner en format DICOM
sont utilisées directement sur le logiciel AMIRA v.3.0. AMIRA est un logiciel 3D utilisé en
particulier pour les modèles biomécaniques. Chaque coupe mesure 256 x 256 pixels. L’intervalle
entre chaque coupe scanner est de 2.53 pixels, ou 0.869 mm suivant l’axe z ; l’axe x est la largeur
et l’axe y la hauteur des coupes scanners.
Protocole de reconstruction en 3D
Les coupes sont visualisées sur PC (figure 35). Ce qui permet d’apercevoir les différentes
coupes du modèle du crâne ainsi que les espaces vides et les bruits des images.
Figure 35 - Visualisation des coupes scanner et du crâne en 3D , à gauche reconstruction
grâce au logiciel Amira, à droite il est nécessaire de combler le « vide » laisser par les
sutures et par les fontanelles. Seule la congélation du crâne permet la conservation de son
architecture.
2 http://www.amiravis.com/
88
Nous visualisons d’abord la reconstruction 3D à partir des donnés scannées brutes. Puis
nous modifions les coupes en remplissant les espaces vides pour modéliser les sutures et les
fontanelles sur le modèle 3D du crâne (figure 35).
Figure 36 - Modèle avec 40.000 facettes triangulaires avec sutures et fontanelles, bregma et
sutures ont été comblés. Coupes scanners (à gauche), reconstruction 3D (à droite).
Un modèle polygonal a été réalisé à partir des données brutes du scanner, ce modèle
possède une surface avec 2.5 millions de facettes triangulaires avec éléments intérieur et
extérieur. Pour faciliter la manipulation des modèles 3D du crâne des simplifications ont été
réalisées au niveau de la segmentation, nous avons créé ainsi des modèles comportant entre
20.000 et 150.000 facettes. Le modèle optimum qui a été sélectionné comporte 40.000 facettes
triangulaires. Les sutures et les fontanelles ont été ajouté. (figure 36). (La reconstruction du
modèle polygonal est la première étape avant de construire le modèle en grille tétraédrique. Par la
suite un maillage en éléments finis est réalisé sur ce modèle, afin de pouvoir l’exporter sur un
logiciel de calcul en éléments finis de type Abaqus).
Le modèle de la figure 31 est incorporé dans la bibliothèque des éléments 3D de la
partie virtuelle du BirthSIM. Cette bibliothèque sera complétée avec les modèles 3D du bassin
et du forceps.
89
C. Système d’articulation de la tête et du dos :
La tête fœtale présente plusieurs degrés de liberté permettant à celle-ci non seulement une
flexion responsable des différentes présentations, mais aussi d’une rotation responsable des
différentes variétés de présentation et d’un mouvement latéral d’asynclitisme. Ces mouvements
doivent pouvoir être réalisés à une hauteur quelconque. Les solutions que nous avons retenue
permettent soient une liberté totale, soit de mettre la tête dans deux positions OP et OIGA
reproductibles. En effet il faut pouvoir d’une part disposer d’une tête très mobile pour permettre
la simulation de l’extraction par forceps et d’autre part pouvoir positionner la tête dans une
position très reproductible (tableau 11).
Tableau 11 : Mode de simulation des degrés de liberté de la tête et du dos foetale
Partie à simuler Solutions Blocage Dos fœtal Vérin -
Hauteur de la présentation
Déplacement du vérin selon l’axe des X
Vis mécanique
Position du Dos Translation et rotation du vérin par vérin rotatif
Echelle mécanique mobile
Rotule libre Aucun Articulation de la tête Rotule à deux positions Butée
90
Pour donner les degrés de mobilité suffisants de la tête, une liaison sphérique (3 ddl -
θβα ,, ) qui permet une rotation autour des axes x, y et z, a été mise entre la tête et le vérin
pneumatique (figure 37). Cette liaison assure le degré de flexion à l’intérieur du bassin. L’objectif
principal de cette liaison est de produire les degrés de liberté nécessaires à l’extraction de la tête
pendant l’application des forceps ou de la ventouse.
Figure 37 - Mobilités de la tête. L’association du vérin (liberté selon l’axe des x) et de la
rotule (liberté selon l’axe des y et des z ) permet de simuler la mobilité de la tête fœtal.
91
D. Le bassin maternel
Bassin virtuel.
Comme pour le crâne nous avons deux types de modèles, un réel et un virtuel. Le bassin
osseux utilisé dans ce projet a été obtenu à partir d’une femme sans pathologie. Le diamètre
transverse médian (TM) du bassin est de 134 mm et le diamètre promonto-rétro-pubien (PRP)
mesure 111 mm.
La modélisation du bassin osseux maternel a été réalisée par la méthode de reconstruction
3D avec le logiciel AMIRA, à partir des coupes scanner. Comme pour la tête, nous prenons les
coupes scanner au format DICOM et nous les exportons vers AMIRA. Ce modèle sera utilisé
dans la partie visualisation du BirthSIM. Un modèle polygonal a été conçu avec 20.000 facettes
triangulaires. Nous réalisons ensuite le modèle tétraédrique.
Figure 38 - Modèle du bassin avec 20.000 facettes triangulaires. Reconstruction 3D à partir
d’un scanner.
Le modèle a été redimensionné pour avoir les mêmes proportions que le crâne du
nouveau-né (figure 38-39).
92
Figure 39 - Modèles en 3D de la tête et du bassin avec les mêmes proportions. (banque
images virtuelles BirthSim).
Ce modèle 3D est utilisé pour la partie virtuelle du BirthSIM (il pourrait également être
utilisé pour la modélisation et la simulation des déformations que le bassin subit pendant un
accouchement).
Bassin réel .
Le mannequin du bassin que nous utilisons est commercialisé par Simulaids. Il représente
celui d’une femme enceinte avec les repères anatomiques nécessaires au diagnostic clinique en
particulier les épines sciatiques, le promontoire sacré et le pubis (figure40).
Figure 40 - Bassin maternel utilisé pour la partie mécanique du BirthSIM (Simulaids Inc).
93
Comme nous le verrons dans le chapitre IXC ce travail a permis de mettre au point une technique
de fabrication de capteurs souples. Ces capteurs souples ont été initialement élaborés pour
instrumenter le forceps mais ils pourront également servir à instrumenter le bassin. Ce travail a
été réalisé en Californie par Pugh sur un bassin pour entraîner les étudiants à l’examen clinique
gynécologique. 95 La technique utilisée par Pugh a fait l’objet de brevets et ces caractéristiques
techniques n’ont pas été publiées. La technique que nous avons mise au point permet de poser
des capteurs souples au niveau des épines sciatiques, du promontoire sacré, et donc de connaître
en temps réel le type d’examen effectué par l’obstétricien junior. On peut ainsi déterminer le
nombre de points clefs examinés, la durée et l’ordre dans lequel les points de référence ont été
examinés.
Forceps instrumentés
Le BirthSIM peut être utilisé avec les deux nouveaux types de forceps instrumentés que
nous avons conçu. Soit celui composé d’une série de cellules actives mesurant la pression
d’interface soit celui indiquant la position spatiale.
BirthSim et phénoménologie :
Le simulateur que nous avons mis au point est un simulateur mixte mécanique/ physique
et virtuel (SM/PV), c’est un simulateur actif. Il offre à l’enseignant la possibilité de produire et
d’enregistrer la trajectoire « idéale ». Cette trajectoire pourra être comparé à la trajectoire réalisée
par l’instructeur.
Ces caractéristiques principales sont
- l’existence d’une interface entre la tête du nouveau-né et le bassin maternel (les muscles
pelviens)
- l’instrumentation avec des capteurs de position des outils obstétricaux. (pour faciliter
l’enseignement des techniques d’extraction instrumentale.)
- l’existence d’un actionneur qui peut simuler les contractions utérines, et les efforts expulsifs
et résistifs lors de l’accouchement.
Contrairement aux simulateurs existants, ce simulateur comprend des capteurs de position
spatiale qui permettent de connaître très précisément la position dans l’espace de la tête
fœtale par rapport au bassin.
94
Conclusion
Le simulateur que nous avons conçu à un triple intérêt :
- il permet de travailler sur la phénoménologie de l’accouchement. L’étude des trajectoires
de l’instrument d’extraction, celles du mobile fœtal peuvent être réalisées.
- il permet de certifier les praticiens : dans le contexte actuel ou il est important de différencier
l’erreur médicale de l’aléas thérapeutique il est important de disposer d’outils qui permettent de
certifier les compétences des médecins.
- il permet l’apprentissage de l’examen clinique et des manœuvres obstétricales.
Ce simulateur est le premier qui comporte non seulement un simulateur maternel et fœtal
mais aussi un forceps instrumenté spécialement dédié à l’enseignement. A terme il
comportera un bassin instrumenté.
Le chapitre suivant donne un exemple concret de l’utilisation du BirthSim dans le domaine de la
phénoménologie de l’examen clinique.
95
VI A 3 . Etude de la phénoménologie de l’examen clinique
Dupuis olivier, Silveira ruimark, Zentner adrien, Dittmar andré, Gaucherand pascal, Cucherat
michel, Redarce Tanneguy, Rudigoz rené-charles. Birth simulator. Reliability of transvaginal
assessment of fetal head station as defined by the ACOG classification.
American Journal of Obstetrics and Gynecology. Definitively accepted 09 21 2004 Under Press.
Date de parution mars 2005.
Pendant l’accouchement, les sage-femmes et les obstétriciens portent une attention
particulière à la hauteur de la tête dans le bassin. Si une suspicion de souffrance fœtale survient à
dilatation complète ou si une stagnation de la descente de la tête se produit la connaissance de la
hauteur de la tête fœtale permet de choisir la voie d’accouchement (abdominale ou vaginale) et
de savoir si une extraction instrumentale peut ou non être réalisée.
En 1988, le collège Américain de Gynécologie Obstétrique (ACOG) a donné une
nouvelle classification qui divise le bassin en onze niveaux selon la hauteur de la tête par rapport
aux épines sciatiques allant de –5 à +596. Les difficultés rencontrées lors de l’application d’un
instrument sont classifiées en fonction d’une part de la hauteur de la tête fœtal et d’autre part de
la nécessité ou non de réaliser une rotation. A des fins cliniques, ces onze niveaux ont été
regroupés en niveau « Haut » comprenant les niveaux –5 ;-4 ;-3 ;-2 ;-1 ; « Moyen » comprenant
les niveaux 0 et +1, « Basse » comprenant les niveaux +2 et +3 et « Très basse » comprenant les
niveaux +4 et +5 60.
La dangerosité des applications d’instruments à la partie moyenne est l’objet de
controverse et explique pourquoi seulement 64% des programmes d’enseignement américain
enseigne ces extractions29. 41% des membres de l’ACOG réalisent des extractions partie
moyenne alors que 86% réalisent des extractions partie « Basse » et « Très basse »97. Ces quatre
groupes peuvent être séparés en deux groupes selon que la tête n’est pas engagée (partie
« haute ») ou engagée (« moyen », « bas » et « très bas » ). Peu d’étude ont été consacrées à la
précision du toucher vaginal pour déterminer la hauteur de la tête fœtal. Une étude compare
l’examen clinique selon qu’il est réalisé par voie abdominale ou vaginale 98 et une autre
96
compare l’appréciation clinique et échographique 99, mais aucun de ces études ne comprend une
mesure de référence, ces études sont donc toutes sujettes à des biais.
Le simulateur que nous avons conçu est équipé de capteurs de position spatiale. Ces
micro capteurs donnent en temps réel, la position spatiale exacte de la tête et nous permettent de
vérifier les données de l’examen clinique. Nous avons utilisé ce simulateur pour étudier la valeur
de l’examen clinique réalisée par un interne ou par un senior.
Matériel et Méthode :
Cette étude est une étude prospective randomisée. Elle a été réalisée entre juillet 2003 et janvier
2004. Des internes et des seniors (chefs de clinique, praticien hospitalier, PUPH) de six
maternités universitaires (Lyon Croix Rousse, Pr RC Rudigoz ; Lyon CHLS, Pr Berland ; Lyon
Hôtel Dieu, Pr Raudrant ; Lyon HEH, Pr Gaucherand ; Paris Port Royal, Pr Cabrol ; Paris
Béclère Pr Frydman) ont été inclues.
Nous avons conçu un nouveau simulateur d’accouchement. Ce simulateur est composé de
quatre parties : un mannequin de tête fœtal représentant la tête d’un nouveau-né à terme, un
mannequin de bassin maternel, un système d’interface pneumatique et un système de
positionnement spatial (figure 38). La tête a été obtenue par dissection d’une tête fœtale
provenant du laboratoire d’anatomie de la faculté de médecine Rockefeller de Lyon (Pr Morin
Lyon), elle a été préparée pour être congelée et conservée. Cette tête a fait l’objet de coupes
scanners échelonnées tous les 0,5mm en fenêtre osseuse. Ces coupes ont été enregistrées en
utilisant le logiciel Amira software (TGS Inc, SanDiego, CA). Les données ont ensuite été
exportés vers une machine de prototypage rapide (type Stratasys FDM 1600 PADT Inc, Tempe,
AZ) qui a permis d’obtenir une tête en acrylonitrile butadiene styrene. Cette tête a ensuite été
recouverte d’une pellicule de latex de 5mm d’épaisseur.
Nous avons fixé dans la tête un micro capteur de position spatiale à six degrés de liberté de type
FOB. Ce capteur donne la position spatiale avec une précision linéaire de 1.8mm et une précision
angulaire de 0.5°. Les données recueillies par le capteur été transférées vers un programme
rédigé en langage C. Un logiciel a été développé pour permettre la visualisation sur PC en temps
réel, de la hauteur de la tête et de la variété de présentation (figure 39).
97
La tête fœtale a été reliée via une rotule à un vérin pneumatique. Le bassin maternel utilisé
est un bassin anatomiquement correct et commercialisé. (Simulaids Inc, Woodstock, NY, USA).
Un système de pression d’interface composé d’un ballon gonflé à 400millibar simule les muscles
pelviens. Le système de positionnement comprend un vérin pneumatique (Festo AG, Inc ,
Esslingen, Germany) fixé sur une échelle mécanique mobile. Le vérin pneumatique permet
d’avancer ou de reculer la tête selon l’axe des X c’est à a dire sur un plan horizontal.
L’échelle mécanique mobile (MMS) que nous avons réalisée simule les différentes positions du
dos fœtal. Cette échelle permet la combinaison d’une translation horizontale selon l’axe des Y et
d’une translation verticale selon l’axe des Z. La combinaison d’une des cinq positions selon l’axe
des Y et d’une des cinq positions selon l’axe des Z permet de simuler les huit variétés d’une
présentation céphalique (figure 41).
OIGT (YOIGT ; ZOIGT, OIDT )
Y
Z
OIGA (YOIGA, OIGP ; ZOIGA, OIDA)
OIGP (YOIGP, OIGA ; ZOIGP, OIDP)
OIDA (YOIDA, OIDP ; ZOIDA, OIGA)
OIDP (YOIDP, OIDA ; ZOIDP, OIGP)
OS (YOS,OP ; ZOS)
OP (YOP,OS ; ZOP)
OIDT (YOIDT ; ZOIDT, OIGT)
Figure 41. Principe de fonctionnement de l’échelle mécanique mobile. La combinaison
d’un déplacement selon l’axe des Z et d’un déplacement selon l’axe des Y permet de
positionner le vérin pneumatique (qui simule le dos fœtal) dans les huit variétés de
positions. Conception (O Dupuis), Réalisation ( R Silveira)
Les définitions suivantes ont été utilisées : la hauteur de présentation est la situation de la
tête fœtale par rapport aux épines sciatiques selon la classification de l’ACOG 96. Les positions
98
« Haute », « Moyenne », « Basse » et « Très basse » correspondent respectivement aux
classifications « High », « Mid », « Low » et « Outlet » de l’ACOG 96. L’engagement de la tête
est atteint quand le plus grand diamètre de la tête fœtale atteint le détroit supérieur 100.
Trois codes ont été utilisés pour décrire la hauteur de la tête fœtale : le code numérique
correspond aux onze positions de la classification 1988 de l’ACOG (figure 42), le code de
groupe correspond aux groupes « haut », « moyen », « bas » et « très bas » ; enfin le code
d’engagement correspond à une valeur binaire soit « engagée » soit « non engagée ». Les codes
de groupe et d’engagement étaient déduits du code numérique en utilisant la classification de
l’ACOG. Le tableau 13 donne la correspondance entre le code numérique, le code de groupe et
le code d’engagement.
Les erreurs étaient défini par toute discordance entre la classification donnée par le clinicien et par le
capteur. (exemple : – 4 faussement diagnostiqué comme – 2, partie « haute » faussement diagnostiqué
comme partie « moyenne » ou « non engagement » faussement diagnostiqué comme « engagement »).
Le tableau 12 donne la correspondance entre le code numérique, le code de groupe et le code
d’engagement.
Tableau 12 : Relations entre les différentes réponses selon le critère de diagnostique.
Position de la tête par rapport aux épines sciatiques
Classification ACOG Engagement de la tête
-5 -4 -3 -2 -1
Haute* Engagée
0 +1
Moyenne
+2 +3
Basse
+4 +5
La plus basse
non engagée
*Ces groupes correspondent respectivement aux groupes High, Mid, Low and Outlet de la
classification ACOG 1988.
99
Les opérateurs étaient soit des internes, soit des seniors. La variété de présentation était l’une
des huit présentations suivantes OP, OIGA, OIGT, OIGP, OS, OIDP, OIDT, ou OIDA.
Le protocole expérimental suivant a été utilisé : immédiatement avant chaque expérience
chaque opérateur pouvait examiner le bassin pour repérer les épines sciatiques, le sacrum, le coccyx,
et la tête fœtal. Chaque opérateur réalisait ensuite onze touchers vaginaux alors que la tête était
positionnée de manière aléatoire dans l’une des onze positions de l’ACOG. Afin d’éviter tous biais lié
à la variété de la présentation celle-ci était choisie aléatoirement grâce à une randomisation par
ordinateur. La hauteur de la tête et la variété de présentation était changée de manière aléatoire à
chaque nouvel opérateur. Un des auteurs (OD ou RS) changeait la tête selon l’axe des X en utilisant le
vérin (figure 43).
100
Figure 42 : Position du sommet de la tête par rapport aux épines sciatiques : la
classification de l’ACOG 1988 décrit les onze niveaux de la tête fœtal par rapport au plan
des épines sciatiques. Dans le BirthSim le déplacement du vérin selon l’axe des X (axe
horizontal) permet de positionner la tête au niveau souhaité. Le capteur de position spatiale
inclus dans la tête nous permet de connaître en temps réel la position exacte de la tête.
101
A chacun des onze niveaux l’opérateur devait donner la hauteur en utilisant le code numérique.
Les opérateurs n’avaient pas accès à leur résultats et pendant la manipulation l’écran du PC était
masqué à la vue de l’opérateur.
Figure 43 : Etude de la validité du diagnostic clinique de la hauteur d’engagement sur
BirthSim version 06 (Dupuis O et al AJOG, 2005).
102
Figure 44 : Mode de visualisation des résultats sur PC : à gauche barre des hauteurs : le
curseur vertical se déplace sur la barre horizontale graduée de –5 à + 5 et indique la
hauteur de la tête ; à droite l’aiguille est affichée sur le cadran des variétés de
présentation : l’aiguille se déplace sur le cadran et indique la variété par 45°.
Le critère de jugement principal est le taux d’erreur entre l’examen clinique d’une part et la
hauteur telle qu’elle est donnée par le capteur. Les critères de jugement secondaires sont les
taux d’erreur en utilisant le code de groupe et le code d’engagement.
L’analyse statistique a tenu compte du fait que chaque opérateur avait onze possibilités
d’erreurs. Le taux d’erreur a été calculé pour chaque opérateur.
L’analyse de puissance a montré que pour avoir une erreur de moins de 20% autour de
l’intervalle de confiance, 25 opérateurs devaient être inclus dans chaque groupe. Les intervalles
de confiance autour des taux observés ont été comparés en utilisant un test t. Les valeurs de p
inferieur à 0,05 ont été considérées comme significatives. Les logiciels utilisés sont Excel 2001
(Mirosoft Office 2001, Microsoft Corporation, Redmont, WA, USA) et le logiciel de statistique
103
« R » de la fondation R (version 1.8.1 R development Core Team 2003 ; Vienne, Autriche,
ISBN, 3-900051-00-3, URL http://www.R-project.org .).
Résultats
32 internes et 25 praticiens seniors ont été inclus. Ils appartiennent à six maternités hospitalo-
universitaires.
Les internes ont en moyenne 2,2 années d’expérience (0,5-5 ans) et les praticiens seniors en
moyenne 9,4 années d’expérience (4-21 ans).
Erreurs numériques :
Les erreurs numériques sont présentes dans 50 à 88% des cas dans le groupe interne et dans 36 à
80% des cas dans le groupe senior (tableau 13).
Tableau 13 : Taux d’erreurs (numériques) de diagnostique pour chaque hauteur de présentation.
Position réelle de la tête par rapport au capteur
Internes (n=32)
Praticiens hospitaliers (n=25)
Erreur (%) 95% IC Erreur (%) 95% IC -5 50 34-66 36 19-57 -4 72 53-86 52 32-72 -3 63 44-78 80 59-92 -2 88 70-96 68 46-84 -1 66 47-81 76 54-90 0 72 53-86 72 50-87 +1 81 63-92 76 54-90 +2 69 50-83 68 46-84 +3 63 44-78 76 54-90 +4 53 35-70 72 50-87 +5 56 38-73 68 46-84
104
Erreurs de groupe : (tableau 14 et 15)
Les internes font en moyenne 3,3 erreurs de groupe (IC 95% 2,75-3,85) c’est à dire un taux
d’erreur moyen de 30% (IC 95% 25-35). Aucun interne n’a fait aucune erreur de groupe (tableau
14). Les seniors font en moyenne 3,74 erreurs de groupe (IC 95% 2,97-4,51), c’est à dire un taux
d’erreur moyen de 34% (IC 95% 27-41).
Tableau 14. : Taux d’erreurs (de groupe) diagnostique pour chaque hauteur de présentation.
Nombre d’erreur et taux d’erreur par opérateur.
Internes Séniors
Nombre d’erreurs par opérateur (% par rapport
aux 11 occasions d’erreurs)
Nombre d’opérateur (%) Nombre d’opérateur (%)
0 (0.0%) 0 (0%) 2 (8.0%)
1 (9.1%) 5 (15.6%) 0 (0%)
2 (18.2%) 3 (9.4%) 4 (16.0%)
3 (27.3%) 10 (31.3%) 7 (28.0%)
4 (36.4%) 7 (21.9%) 2 (8.0%)
5 (45.5%) 5 (15.6%) 4 (16.0%)
6 (54.5%) 1 (3.1%) 5 (20.0%)
7 (63.6%) 1 (3.1%) 1 (4.0%)
8-11 (72.7-100%) 0 (0%) 0 (0.0%)
Total 32 (100.0%) 25 (100.0%)
105
Tableau 15 : Type d’erreur de groupe pour les internes et les seniors :
22,4% des erreurs des internes et 15,95% des erreurs fait par les seniors correspond au non
diagnostic d’une présentation réellement située à la partie haute (tableau 15). Parmi ces erreurs
les présentations étaient faussement diagnostiquées comme étant partie moyenne dans 87,5% des
cas pour les internes et dans 68% des cas pour les seniors.
30,8% des erreurs des internes et 27,7% des erreurs des seniors correspondent au non diagnostic
d’une présentation réellement située partie moyenne (tableau 15). L’expérience de l’opérateur ne
modifie pas significativement la proportion de diagnostics corrects.
Erreurs d’engagement :
Les internes font en moyenne 1 ,32 erreur d’engagement (IC 95% 0,95-1,76) c’est à dire 12%
d’erreur (IC 95% 8,6-16%) et les seniors en moyenne 1,32 erreur d’engagement (IC95% 0,89-
1,65) soit 12% d’erreur (IC 95% 8,1%-15%) (tableau 16).
Les faux diagnostic d’engagement et les faux diagnostics de non engagement représentent
chacun la moitié des erreurs. Il n’y a pas de différence significative entre les internes et les
seniors.
Haute Moyenne Basse Très Basse
Haute - 21(19.6%) 3(2.8%) 0(0.0%)
Moyenne 17(15.9%) - 15(14.0%) 1(0.9%)
Basse 2(1.9%) 19(17.8%) - 7(6.5%)
Internes
Très Basse 0(0%) 1(0.9%) 21(19.7%) -
Haute - 10(10.65%) 5(5.3%) 0(0.0%)
Moyenne 15(16.0%) - 11(11.7%) 0(0.0%)
Basse 2(2.1%) 20(21.3%) - 5(5.3%)
Position
Réelle
(capteur)
Seniors
Très Basse 0(0.0%) 2(2.1%) 24(25.55%) -
106
Tableau 16 : Taux d’erreurs (d’engagement) diagnostique pour chaque hauteur de présentation.
Nombre d’erreur et taux d’erreur par opérateur.
Internes Séniors
Nombre d’erreurs par opérateur (% par rapport
aux 11 occasions d’erreurs)
Nombre d’opérateur (%) Nombre d’opérateur (%)
0 (0.0%) 7 (21.9%) 3 (12.0%)
1 (9.1%) 14 (43.8%) 16 (64.0%)
2 (18.2%) 5 (15.6%) 3 (12.0%)
3 (27.3%) 5 (15.6%) 2 (8.0%)
4 (36.4%) 1 (3.1%) 1 (4.0%)
5-11 (45.4-100%) 0 (0.0%) 0 (0.0%)
Total 32 (100.0%) 25 (100.0%)
Discussion
Dans les dix dernières années, des simulateurs médicaux ont été développés en chirurgie
viscérale101, anesthésie réanimation 102, pédiatrie 103, et urologie 104, 105. En gynécologie
plusieurs méthodes de simulation sont utilisées. Aux Etats-Unis les attachées d’enseignement
sont des femmes volontaires qui rendent possible l’apprentissage du diagnostic gynécologique.
Mais ces volontaires ne permettent pas de former les étudiants au diagnostic de pathologie ou
aux diagnostics rares, de plus ces volontaires rémunérés par les facultés ont un coût non
négligeable et n’existent pas dans tous les pays 106.
Pugh a récemment rapporté à l’université de Stanford (Californie USA), l’utilisation d’un
simulateur de gynécologie comportant des capteurs tactiles électroniques 95. Elle a montré que
l’utilisation d’un simulateur permettait une évaluation objective et fiable des connaissances et la
dextérité des étudiants.
Son simulateur permet de contrôler en temps réel la position des doigts de l’étudiant et de savoir
si il a ou non atteint tel ou tel point, dans quel ordre il effectue cet examen, et quelle pression il
utilise.
En Obstétrique, Gonik fut le premier a utiliser un simulateur obstétrical qui comportait un
modèle de bassin, un squelette foetal en aluminium, un gant d’examen comportant des capteurs
tactiles, et un micro ordinateur82. Ce simulateur comportait des capteurs tactiles, des capteurs
107
sur le plexus brachial et des capteurs sur la colonne cervicale fœtal. Cette expérience a permis de
démontrer de manière objective que la manœuvre de Mc Robert diminuait les forces de traction
nécessaire à la réduction d’une dystocie des épaules et diminuait ainsi le risque d’étirement du
plexus brachial et le risque de fracture de la clavicule 82. Les simulateurs d’accouchement qui
existent actuellement ne comportent pas de système de pression d’interface, ni de système de
localisation spatiale permettant de connaître précisément la situation dans l’espace de la tête
fœtal.
Il y a actuellement un réel problème de formation dans le domaine de l’obstétrique. Aux
Etats-Unis le taux de forceps a diminué de 22% entre 1985 et 1992 107. Dans une maternité qui
réalise 3000 accouchements par an , qui a 12 internes, un taux d’arrêt de progression de 0,79 à
2,93% 108. Si tous les forceps peuvent être réalisés par des internes, chaque interne réalisera
seulement deux à sept extractions par an. Plus la fréquence de l’extraction instrumentale
diminue, plus l’apprentissage devient difficile. Ceci permet d’expliquer pourquoi 36% des
programmes d’enseignement aux Etats unis ne comporte plus d’enseignement des extractions
instrumentales à partie moyenne 97.
De plus la nouvelle réglementation hospitalière impose aux internes la réalisation d’un repos de
sécurité qui réduit encore leur temps de formation. Un simulateur d’accouchement
anthropomorphe pourrait permettre d’entraîner les internes aux manoeuvres obstétricales.
Plusieurs classifications ont été proposées pour classer les difficultés des extractions
instrumentales. En 1952, Dennen a décrit une classification des forceps en quatre niveaux 109.
Une catégorie d’extraction partie « basse » a été créée pour classer les forceps réalisés partie
moyenne 109. En 1965, l’ACOG a adopté une classification en trois niveaux : « haut »,
« moyen » et « bas ».
En 1988, un nouveau système a été crée, basé sur l’hypothèse que la difficulté et les risques des
extractions instrumentales étaient liés à la hauteur à laquelle se trouvait la présentation et à la
nécessité de réaliser une rotation. Les risques maternels tels que les lésions périnéales du 3ème ou
4ème degré et les risques néonatals ont été corrélés à la hauteur à partir de laquelle les extractions
instrumentales étaient effectuées 60, 51. Ces études ont entraîné la croyance que les extractions
instrumentales partie « haute » ne devaient pas être réalisées, alors que celles réalisées partie
108
« moyenne » étaient dangereuses et celles réalisées partie « basse » et « très basse » étaient sans
danger.
La pertinence du diagnostic clinique de hauteur de la présentation n’a pas été étudié en
détail. Sherer a récemment comparé le diagnostic clinique et le diagnostic échographique
d’engagement 99. La méthode échographique décrite devait permettre l’appréciation objective
de l’engagement. Mais pour placer la sonde d ‘échographie, Sherer doit repérer cliniquement le
promontoire sacré. Cette étape n’ayant jamais été validée ne peut pas être considérée comme une
méthode « étalon ».
Notre étude montre que la fiabilité de l’examen clinique est limitée. A l’exception du
niveau « -5 » pour les seniors qui comporte un taux d’erreur de 36%, les taux d’erreur
numériques sont toujours supérieurs à 50%. Le fait que les erreurs soient moins fréquentes aux
deux extrémités de la classification traduit simplement le fait que les erreurs sont
unidirectionnelles au niveau « –5 » comme au niveau « +5 », à l’inverse les erreurs existant aux
autres niveaux sont bidirectionnelles donc automatiquement plus fréquentes.
On peut considérer que toutes les erreurs n’ont pas la même valeur en effet, les erreurs
numériques réalisées au sein d’un même groupe (ex « –3 » faussement diagnostiqué comme « –
5 ») n’auront pas de conséquence pratique, à l’inverse les erreurs qui entraînent un changement
de groupe (ex « –2 » faussement diagnostiqué comme « +1 ») sont cliniquement significatives.
C’est la raison pour laquelle nous avons également utilisé la classification en groupe. La
classification en groupe aide les cliniciens à choisir si une extraction instrumentale peut ou non
être réalisée.
L’analyse des résultats en terme de groupe montre que les erreurs ne sont pas rares : elles
surviennent en effet dans 30% des cas pour les internes et 34% des cas pour les seniors. Deux
des 25 seniors n’ont fait aucune erreur de groupe, en revanche aucun internes n’a fait aucune
erreur. Ceci pourrait être expliqué par une courbe d’apprentissage lors de l’examen clinique.
En cas d’extraction instrumentale, les erreurs de groupe sont potentiellement dangereuses en
particulier quand l’opérateur pense que la tête est plus basse qu’elle ne l’est réellement.
C’est le cas à chaque fois qu’une présentation réellement partie « haute » est diagnostiquée à tort
comme étant partie « moyenne » ou « basse ». Ces erreurs correspondent à 22 ,4% des erreurs
commises par les internes et à 15,95% des erreurs faite par les seniors. Il est intéressant de noter
que les faux diagnostic de présentation partie « moyenne » représente 87,5% (19,6% sur
22,4%)de ces erreurs pour les internes et 68% (10,65 sur 15,95%) de ces erreurs pour les seniors.
109
En d’autre terme choisir de ne pas réaliser d’extraction à la partie « moyenne » permet pour la
majorité des opérateurs de diminuer beaucoup les risques de réaliser sans le savoir une extraction
partie « haute ». L’affirmation de Knight qui disait que «les études qui décrivent le devenir des
extractions instrumentales à la partie moyenne incluent des situations dans lesquelles l’extraction
a été réalisée en réalité à la partie haute » est donc vraie 98. De telles erreurs pourraient
expliquer la différence entre les extractions partie moyenne dites « faciles » qui sont des vraies
extractions à la partie moyenne et des extractions partie moyenne dites « difficiles » qui sont en
réalité des extractions partie haute.
Certaines erreurs de groupe sont de type « diagnostic de partie basse alors que la
présentation est réellement partie moyenne », ceci signifie que certains opérateurs qui réalisent
uniquement des extractions partie « basse » réalisent aussi sans le savoir des extractions partie
« moyenne ».C’est la raison pour laquelle nous pensons que les programmes d’enseignement
universitaires devraient toujours comprendre un enseignement des techniques d’extraction à la
partie moyenne.
L’engagement est un pré requis en cas de réalisation d’une extraction instrumentale. Le
seuil d’engagement classique est le niveau zéro. L’expression des résultats en utilisant le code
d’engagement montre que les erreurs existent dans 12% des cas. En d’autre terme, en cas de
nécessité d’une extraction immédiate, 6% des femmes auront une césarienne inutile
(présentation à tort considérée comme non engagée alors qu’elle est engagée) et 6% auront
une extraction instrumentale dangereuse (présentation considérée à tort comme engagée
alors qu’elle ne l’est pas).
Knight a comparé la valeur de l’examen clinique pour le diagnostic d’engagement selon
qu’il est effectué par voie abdominale ou vaginale 98. 104 patientes ont été réparties dans trois
groupes selon les résultats de l’examen clinique. Par voie abdominale, l’engagement était défini
comme la présence de moins d’un cinquième de la tête fœtale palpable au dessus du détroit
supérieur. Dans 15,3% des cas la tête a été considérée comme engagée par voie vaginale et non
engagée par voie abdominale.
Mais cette étude compare deux examens subjectifs (examen clinique abdominale et examen
clinique vaginal), et n’utilise aucune mesure de référence. Il est donc impossible de savoir si les
erreurs étaient dans le groupe vaginal ou dans le groupe abdominal.
Nous sommes conscients du fait que le simulateur que nous avons conçu ne mime pas
toute les situations cliniques. Le modelage de la tête fœtal et les bosses séro sanguines ne sont
110
pas simulées. Pourtant ces deux éléments sont des piéges cliniques classiques il est donc
probable que dans un contexte réel les erreurs soient encore plus fréquente que dans ce contexte
de simulation.
111
Conclusion
Cette étude suggère que les simulateurs d’accouchement équipés de capteurs de position
spatiale peuvent aider à l’évaluation de la phénoménologie de l’examen clinique classique.
L’examen clinique par voie vaginale n’est pas très fiable. Par conséquent même les praticiens qui
décident de ne réaliser que des forceps à la partie moyenne réalisent sans le savoir des forceps
partie haute. Les programmes d’enseignement obstétricaux devraient donc toujours inclure un
entraînement aux techniques d’accouchement instrumentale à la partie moyenne. Enfin les
obstétriciens qui lisent des articles rapportant la morbidité maternelle ou néonatale des
extractions instrumentales réalisées partie moyenne doivent se rappeler que ces études
comprennent des extractions instrumentales réalisées en réalité à la partie haute.
Cette étude montre qu’un nombre significatif d’extraction instrumentale au moins 6%
est réalisée alors que la tête n’est pas engagée. L’engagement de la tête dans le canal pelvien
entraîne automatiquement un centrage de la tête. L’anatomie symétrique du bassin maternel
permet un centrage de la tête dans une variété plus ou moins défléchie mais toujours centré ; à
l’inverse une tête non engagée est libre au dessus du détroit supérieur, elle ne subit pas le
centrage du bassin maternel, c’est la raison pour laquelle les extractions instrumentales par
forceps, spatule ou ventouse sont particulièrement dangereuses sur une tête non engagée .
La diffusion d’un programme d’enseignement sur BirthSim pourrait permettre aux
internes d’apprendre le diagnostic de la hauteur de présentation.
Le diagnostic d’engagement est la première étape du contrôle qualité de l’extraction par
forceps.
Si le diagnostic d’engagement a été correctement réalisée il faut maintenant réaliser la
deuxième étape c’est à dire connaître l’orientation de la tête.
112
VIB : L’ ASYMETRIE LIEE AUX ERREURS DE VARIETE DE
PRESENTATION
VIB1. Les degrés de liberté de la tête fœtal
L’application symétrique de l’instrument d’extraction par rapport au plan sagittal de la
tête nécessite de connaître exactement l’orientation de la tête fœtale.
Le travail que nous avons effectué sur le mannequin de la tête fœtale montre la complexité de ce
paramètre. En effet, l’orientation de la tête se fait dans différents plans de l’espace et selon trois
axes : roulis tangage et lacet.
Le premier axe correspond à l’asynclitisme. Celui-ci peut soit être antérieur soit
postérieur et de degré variable, l’asynclitisme peut être absent ou présent. Si il est présent il peut
être plus ou moins important. Ainsi il faut pour obtenir une pose symétrique intégrer lors de
l’examen clinique le diagnostic d’asynclitisme. On doit noter que la notion d’asynclitisme est
exceptionnellement rapportée dans les comptes rendus d’extraction instrumentale ou dans les
compte rendu d’examen clinique des sage femmes.
Le deuxième axe correspond à la flexion de la tête. Ce paramètre correspond au type de
présentation avec par degré de flexion décroissant les présentations sommet, du front et de la
face.
Le troisième axe correspond à la rotation de la tête, c’est à dire aux variétés de
présentation
On doit ici remarquer que pour une variété du sommet seules huit variétés de présentation sont
décrites (une variété tous les 45 degrés) mais que ceci n’est qu’une approximation en effet la
rotation est une variable continue qui peut prendre toute les valeurs. Il serait donc plus juste de
donner l’heure par rapport à un cadran horaire.
La compréhension de ce degré de mobilité de la tête fœtal est capital. En effet cette mobilité doit
à la fois être simulée pour une extraction par forceps mais le simulateur doit aussi permettre de
réaliser des expérimentations reproductibles, c'est-à-dire que tous les degrés de mobilité doivent
pouvoir être figés et reproduits.
113
VIB2. Expérience d’une maternité de niveau III place de l’échographie
Dupuis olivier, Silveira Ruimark, Dupont Corinne, Thevenet Simone, Dittmar andré,
Rudigoz René-Charles. Fetal head position during the second stage of labor. Comparison
of digital vaginal examination and transabdominal ultrasonographic examination.
European Journal of Obstetrics and Gynecology and Reproductive Biology 2005. Sous
presse. (ref 5)
L’objectif de notre travail était de démontrer qu’un certain nombre d’erreurs étaient liées
à une mauvaise évaluation de l’orientation de la tête fœtale. Les erreurs de 180 degrés entraînent
un mauvais complément de flexion lors de la traction. Un diagnostic de variété
« occipitopubienne » au lieu d’un diagnostic de variété « occipitosacré » entraînera lors de la
traction une déflexion de la tête et une augmentation des résistances à l’extraction. Les erreurs de
90 degrés peuvent entraîner une prise occipito frontale avec un risque d’embarrure frontale ou de
lésions du globe oculaire en avant et un risque de lésions cervicales ou occipitales en arrière.
Le diagnostic de variété de présentation pendant le travail permet également de prédire le
déroulement du travail. En effet les présentations postérieures persistantes sont associées à des
taux élevé de complications maternelles et néonatales 110, 111, 112. Connaître la variété de
présentation pourrait permettre non seulement de prévenir certaines complications, et surtout de
positionner de manière correcte les forceps 79.
Les cliniciens utilisent habituellement la palpation des sutures et des fontanelles
antérieure et postérieure pour localiser la variété de présentation mais cet examen est très
subjectif. Deux paramètres peuvent égarer le praticien : la bosse sérosanguine et l’asynclitisme.
Une grosse bosse sérosanguine peut masquer les sutures et les fontanelles, elle peut en
particulier faire prendre à tort la fontanelle antérieure qui est losangique pour la fontanelle
postérieure qui est triangulaire (un losange a moitié masqué par la bosse se transforme en
triangle). La bosse peut être localisée de manière asymétrique sur la voûte crânienne. Ainsi le fait
de voir les cheveux du nouveau-né à la vulve maternelle ne signifie en rien que la tête est partie
basse. Si il existe une volumineuse bosse et un modelage important la tête peut être à peine
engagée, un interne appelé dans ce cas pour un forceps considéré à tord comme facile pourra
entraîner un traumatisme majeur.
114
L’asynclitisme peut entraîner une modification de la position des repères traditionnels
qui sont soient projetés en avant (asynclitisme antérieur) soit en arrière (asynclitisme postérieur).
Ces situations si elles ne sont pas reconnues sont potentiellement dangereuses elles peuvent en
cas d’extraction instrumentale entraîner des lésions du globe oculaire ; du plexus brachial, ou de
la moelle épinière 113, 114.
Des études récentes suggèrent que l’utilisation de l’échographie en salle de travail peut
aider à diagnostiquer correctement la variété de présentation 80,115. Mais seul deux études ce
sont intéressées à la corrélation entre le diagnostic clinique et échographique en rapport avec le
type de variété116, 117. L’objectif de cette étude est d’étudier les corrélations entre ces deux
examens en fonction du type de variété.
Patients et méthodes
Cette étude est une étude prospective randomisée. Elle inclut les patientes qui ont accouché à
l’hôpital de la croix rousse entre mai et décembre 2003. Le consentement éclairé était exigé
avant inclusion dans l’étude.
Seules les patientes à dilatation complète en présentation du sommet ont été incluses. Toutes les
patientes avaient des membranes rompues. Les patientes inclues étaient randomisées en deux
groupes selon que l’examen clinique était réalisé par l’« interne » (groupe interne) ou par le
senior (groupe senior). La randomisation a utilisé des blocs de 4 et des enveloppes opaques.
Chaque opérateur était libre de réaliser le toucher vaginal à sa manière. La hauteur de la
présentation dans le canal pelvien a été classifiée selon les onze catégories de l’ACOG 1988 (de
–5 à +5) et la présence ou l’absence d’une bosse sérosanguine a été enregistrée.
Les variétés de présentation ont été classifiées en Occipito-pubien (OP, 0°) ; Occipitoiliaque
gauche antérieur (OIGA, +45°) ; Occipitoiliaque gauche transverse (OIGT, +90°),
Occipitoiliaque gauche postérieue (OIGP, 135°), Occipitosacrée (OS, 180°), Occipitoiliaque
droite postérieure (OIDP, 225°), Occipitoiliaque droite transverse (OIDT, 270°), Occipitoiliaque
droite antérieure (OIDA, 315°). Dans les cas ou la variété de présentation n’était pas exactement
une des huit variétés précédentes, l’opérateur donnait la variété la plus proche.
Immédiatement après l’examen clinique une échographie était réalisée par le même
échographiste (OD), qui ne connaissait pas le diagnostic clinique. L’examen échographique était
115
réalisé avec un appareil Hitachi EUB-415 avec une sonde abdominale de 3,5Mhz. Tous les
examens étaient réalisés en décubitus dorsal.
Nous utilisons un algorithme décisionnel qui prend en compte le fait que seul 20% des variétés
sont en présentation postérieure 118, 119, 120, 121, 111, 122, 112. La méthode utilisée pour
localiser la variété de présentation est la suivante. La sonde est placée longitudinalement et
recherche une des trois variétés antérieures. En cas de présentation en OP, OIGA, OIDA la
colonne cervicale apparaît respectivement au milieu de la ligne médiane, à mi chemin entre la
ligne médiane et l’épine iliaque antéro supérieure gauche, à mi chemin entre la ligne médiane et
l’épine iliaque antéro supérieure droite. Si la colonne cervicale n’est pas retrouvée dans une de
ces trois positions, on recherche une OIGT ou OIDT en visualisant la colonne cervicale
respectivement au niveau de l’épine iliaque antéro-supérieure gauche ou de l’épine iliaque antéro
supérieure droite. La variété est alors définitivement confirmée en plaçant la sonde
transversalement et en recherchant les structures de la ligne médiane et le cervelet 117, 80.
Enfin si l’une de ces cinq variétés n’est pas retrouvée on recherche une des trois variétés
postérieures (OS,OIDP,OIGP). La sonde d’échographie est placée de manière longitudinale et
recherche les globes oculaires. En cas d’OS, un globe est visualisé à droite de la ligne médiane et
un à gauche de la ligne médiane, en cas d’OIDP les deux sont visualisés à gauche de la ligne
médiane, et en cas d’OIGP les deux sont visualisés à droite de la ligne médiane. La variété est
confirmée par une coupe transversale comme décrit précédemment 117, 80.
L’analyse de puissance a montré que pour obtenir un intervalle de confiance à 95%
autour d’une erreur estimée à ± 10% il était nécessaire que 100 patientes soient incluses.
L’hypothèse de départ était que les seniors feraient trois fois moins d’erreur que les internes.
Avec une valeur de alpha à 0,05, et une puissance de 80%, 49 patientes devaient être incluses
dans chaque groupe.
Les intervalles de confiance autour des proportions observées ont été comparés en utilisant un
test de chi deux. Un test kappa de cohen a été réalisé pour étudier la concordance entre l’examen
échographique et l’examen clinique.
Une analyse de régression logistique a été réalisée pour identifier les variables qui pouvaient
prédire un risque d’erreur de plus de 45° . Le niveau de significativité a été fixé à 0,05.
116
Les logiciels utilisés étaient Excel 1988 (Microsoft office 1988, Microsoft corporation, Redmont,
WA, USA) et SPSS (version 11.5, SPSS inc, Chicago, IL, USA).
RESULTATS
Cent dix patientes ont été incluses. L’âge maternel moyen était de 30,7 ± 5,3 ans. 62% (n=68)
étaient nullipares, l’âge gestationnel moyen était de 39,8 ± 1,2 semaines et le poids de naissance
moyen de 3420g± 71g. Toutes les femmes ont eu une anesthésie péridurale. Les caractéristiques
de ces patientes sont données dans la table 17.
Tableau 17: Caractéristiques des 110 patientes incluses
Interne (n=55)
Senior (n=55)
p
Age (années) 30.2 ± 5.2 31.3 ± 5.3 0.27 Nullipare (%) 63.6 60 0.69 Age gestationnel à l’accouchement (SA)
39.81 ± 1.23 39.84 ± 1.22 0.89
Poids de naissance (g)
3417 ± 460 3422 ± 486 0.95
% de présentation non engagée [-1, -2, -3] (%)
12.7 9.1 0.54
% de variété de présentation antérieures[OP, OIGA, OIDA] (%)
78.2 85.5 0.32
Présence d’une bosse sérosanguine (%)
25.5 36.4 0.21
L’examen clinique vaginal a été réalisé par des internes dans 50% (n=55) des cas, et par
des seniors dans 50% (n=55) des cas. La fréquence des différentes variétés de présentation
diagnostiquée par échographie est donnée dans le tableau 18.
117
Tableau 18: Variété de présentation à l’échographie
Variété N % % Cumulé OP 28 25.5 25.5
OIGA 40 36.4 61.9 OIDA 22 20 81.9 OIDT 1 0.9 82.8 OIDP 10 9.1 91.9 OIGP 6 5.4 97.3
OS 3 2.7 100 Total 110 100
Toutes les échographies abdominales ont duré moins de 3 minutes. En cas de variété de
présentation de type OP, OIGA, OIDA, l’examen échographique durait moins d’une minute. La
fréquence des différentes hauteurs de présentation est respectivement de : 1,8 ; 5,5 ; 3,6 ; 28,2 ;
34,5; 19,1 et 7,3% pour les hauteurs -3 ; -2 ; -1 ; 0 ; +1 ; +2 ; +3. Dans 70% des cas (n=77),
l’examen clinique vaginal et l’examen échographique abdominal donnent les mêmes résultats
(IC 95% 66,5-78,4). Le test de concordance donne un indice de concordance de 0,66 ; (la valeur
du coefficient si il était lié au hasard serait de 0,27).
Si on inclut non seulement les résultats cliniques et échographiques identiques et les différences
de moins de 45 degrés, le taux de concordance des deux examens atteint 80% (n=88) (IC95%
71,3-87). Dans ce cas la valeur de l’indice kappa est de 0,74 (avec une valeur de l’indice obtenu
par la chance seul de 0,26). La répartition des types d’erreur est représentée dans le tableau 20.
Dans sept cas l’opérateur n’était pas capable de donner la variété clinique de la présentation.
Tableau 20: Amplitude de l’erreur de l’examen clinique
Amplitude de l’erreur (°arc)
N % IC 95%
0° 77 70 66.5-78.4 45° 11 10 5.1-17.2 90° 6 5.5 2-11.5 135° 1 .9 0.02-4.9 180° 7 6.4 2.6-12.7 225° 1 .9 0.02-4.9
Inconnu* 7 6.4 2.6-12.7 Total 110 100
*Examen clinique non contributif.
118
L’analyse de régression logistique a montré que seul la variété de présentation était un facteur
qui influait significativement sur les taux d’erreur de l’examen clinique transvaginal. Les erreurs
étaient significativement plus fréquentes en cas de variétés de présentation postérieures
(OS,OIDP,OIGP) ou transverse que dans les variétés antérieures (p<0,001) (tableau 20).
Tableau 20: Relation entre la variété de la présentation et l’amplitude de l’erreur.
Amplitude de l’erreur Head location
0-45° >45°
Total
Variétés antérieures (OP, OIGA, OIDA)
78 12* 90
Variétés postérieures (OS,OIGP,OIDP) et
transverses
10 10* 20
Total 88 22 110
*La différence entre les taux d’erreur des variétés antérieures d’une part et les variétés
postérieures et transverses est hautement significative, p<0.001.
Le terme de l’accouchement (p=0,2), la parité (p=0,6), le poids de naissance (p=0,4), la hauteur
de la présentation (p=0,2), et l’expérience de l’opérateur (p=0,2) ne modifient pas
significativement les taux d’erreur de l’examen clinique. La présence d’une bosse sérosanguine
tend à diminuer la véracité de l’examen clinique (p=0,09).
DISCUSSION
Cette étude suggère que lors de la deuxième phase du travail, l’examen clinique par voie
vaginale est entaché de 20% d’erreurs. Sherer a examiné 112 patientes durant la deuxième phase
du travail et a rapporté un taux d’erreur de plus de 45 degrés dans 39% des cas 80. Akmal a
étudié 64 patientes avant une extraction instrumentale et a trouvé une différence de plus de 45°
dans 19% des cas 117. Enfin Kreiser a étudié 44 cas durant la deuxième phase du travail et a
mentionné 18% d’erreurs 115.
De plus cette étude montre que l’examen clinique est parfois incapable de diagnostiquer la
variété de présentation (dans 7 cas sur 110). Ces données signifient que les équipes de salle de
travail devraient être entraînées à diagnostiquer les variétés de présentation par l’échographie.
119
La détermination de la variété de présentation échographique est d’une importance
capitale avant une extraction instrumentale. Quand une extraction instrumentale est nécessaire du
fait d’une suspicion de souffrance fœtale, la réalisation d’une échographie ne doit pas retarder
l’extraction instrumentale. Dans cette série 81,9% des variétés de présentation sont antérieures
(OP,OIGA,OIDA). Les études d’Akmal et de Sherer confirment le fait que les variétés
antérieures sont les plus fréquentes représentant respectivement 66% et 54% variétés lors de la
deuxième phase du travail 117, 80. Il est donc utile de commencer par rechercher une variété
antérieure (OP, OIGA, OIDA) en positionnant la sonde échographique de manière
longitudinale.Une coupe transversale n’est nécessaire que pour les variétés de présentation
transverse et postérieure. Cette procédure permet de gagner du temps et d’accroître la faisabilité
de l’échographie en salle de travail.
Deux études réalisées dans deux pays développés ont montré que les extractions
instrumentales représentent aujourd’hui 9,5 à 11,2% des accouchements27, 5. C’est la raison
pour laquelle toutes les techniques qui améliorent la sécurité de l’accouchement devraient être
promues.
En cas de forceps, une erreur de variété de 90° entraînera une application inappropriée
fronto-occipitale des cuillères du forceps et des lésions potentielles du globe oculaire et des
lésions cervicales 113, 114. Des erreurs de 180° pourront entraîner une déflexion de la tête et
pourraient augmenter le taux d’échec des extractions par forceps 123. Plusieurs études ont
montré que le positionnement paramédian de la ventouse augmentait le taux d’échec des
extractions par ventouse 124, 125. La connaissance exacte de la variété de présentation pourrait
donc diminuer les risques de placement paramédian de la ventouse.
L’analyse de régression logistique a montré que l’examen clinique était significativement
moins performant dans les variétés de présentation postérieures, confirmant ainsi les études
d’Akmal et de Souka116, 117. Les variétés de présentation postérieures sollicitent de manière
plus importante le périnée postérieur par rapport aux variétés antérieures 79. De Leeuw a étudié
284 783 accouchements et a montré que la réalisation d’une épisiotomie médiolatérale diminuait
le risque de lésion du sphincter anal externe 62. C’est la raison pour laquelle la connaissance
précise de la variété de la présentation pourrait permettre, en réalisant une épisiotomie
médiolatérale dans les cas de variété postérieures, de diminuer les lésions du sphincter anal
externe 62, 110.
120
Les résultats concernant l’expérience de l’opérateur et la hauteur de la présentation sont
discordants. Sherer n’a pas retrouvé d’influence significative alors qu’Akmal 117 a retrouvé une
influence significative de ces deux paramètres sur les taux d’erreur de l’examen clinique par voie
transvaginale.
Quelles que soient les différences de taux d’erreur entre internes et praticiens seniors, toute les
études montrent que même les praticiens seniors ont un taux d’erreur significatif, ce qui met en
évidence l’intérêt de l’échographie.
121
Conclusion
Même si l’opérateur qui réalise un forceps a réalisé de manière exact le diagnostic de hauteur
de la tête, il doit ensuite réaliser de manière exacte le diagnostic de variété de présentation. Cette
étude montre là encore les limites de l’examen clinique : même des opérateurs très expérimentés font
des erreurs de variété de présentation. En cas de pose de forceps de telles erreurs peuvent entraîner
une pose asymétrique du forceps (par exemple frontomastoidienne), cette pose pourra entraîner des
lésions du globe oculaire ou des embarrures. La réalisation d’une échographie abdominale en salle
de travail permet de diagnostiquer sans erreur la variété de présentation. Cela pourra augmenter le
taux de succès et diminuer la morbidité des extractions instrumentales.
122
VIC : ASYMETRIE LIEE AUX ERREURS DE POSE DE FORCEPS
VIC1. Concept de symétrie du geste
La connaissance exacte du degré d’engagement d’une part et de la variété de présentation
d’autre part sont deux conditions nécessaires mais insuffisantes pour réaliser un forceps sans
danger. En effet, même si la hauteur et la variété de la présentation sont connues un instrument
mal positionné pourra être traumatique.
Concernant la pose de l’instrument il est important de distinguer deux situations :
• Les présentations sagittales sont les variétés Occipito-pubienne et Occipito-sacré. Dans
ces deux cas, la pose symétrique du forceps nécessite que l’opérateur réalise un geste qui est lui
aussi symétrique. Il existe dans ces deux cas une cuillère droite et une cuillère gauche. Les
trajectoire des cuillères ont des caractéristiques particulières : ces trajectoires sont courtes, elles
nécessitent une rotation de chaque cuillère de faible amplitude et ces gestes sont symétriques par
rapport au plan sagittal de la tête fœtale (figure 45).
Figure 45 – Présentation en OP ou OS : La pose symétrique du forceps, nécessite que
l’opérateur réalise un geste symétrique (D1=D2).
123
• Les présentations obliques (OIGA, OIDA, OIGP et OIDP). Dans ces cas la pose
symétrique du forceps nécessite que l’opérateur réalise un geste asymétrique. Dans ces cas il
n’existe pas une cuillère droite ni une cuillère gauche, mais une cuillère antérieure et une cuillère
postérieure. Contrairement au cas précédent chacune de ces cuillères effectue une trajectoire
différente. La cuillère postérieure effectue une trajectoire courte, directe et simple sans rotation.
A l’inverse la cuillère antérieure effectue une trajectoire longue, et complexe avec une rotation de
grande amplitude appelée « tour de spire ».
Par ailleurs les gestes qui permettent l’opérateur de mettre en place ces deux cuillères sont des
gestes qui contrairement au cas précédant sont différents (figure 46).
Figure 46 : Présentation oblique. La pose symétrique de l’instrument nécessite que
l’opérateur réalise un geste asymétrique. La distance D3≠D4, D3<D4 et D3≠D1.
Les manuels d’obstétrique anciens ou récents ne définissent pas précisément les
trajectoires de l’instrument. Nous n’avons pas retrouvé de définition du tour de spire, ni de
classification du degré de difficulté de la pose des forceps par type de cuillère et type de
présentation. Dans le chapitre suivant nous allons montrer comment l’utilisation d’un forceps
instrumenté permet d’étudier précisément la trajectoire de l’instrument.
124
VIC2. Conception d’un forceps instrumenté par FOB et phénoménologie de la pose de
forceps en OP et en OIGA , reproductibilité intra et inter opérateur de la pose.
L’extraction instrumentale est un acte potentiellement dangereux, qui peut conduire à des
séquelles irréversibles. Ces accidents sont rares mais dramatiques 10. En 2003, l’analyse détaillée
des embarrures obstétricales nous a conduit à décrire la théorie intégrale de la symétrie. Selon
cette théorie, c’est l’application asymétrique des cuillères de forceps qui est dangereuse. Les
causes d’asymétrie sont multiples : erreur du diagnostic de hauteur de la présentation (AJOG
Dupuis O et al sous presse Mars 2005), erreur de variété de présentation (EJOG Dupuis O et al
sous presse) et erreur de pose du forceps.
En effet une cuillère trop enfoncée peut entraîner des lésions cervicales par compression
médullaire, tandis qu’une cuillère trop peu enfoncée risque d’être responsable d’un point dur et
peut entraîner une embarrure.
La notion de difficulté de la pose de l’instrument est une notion classique, la pose est
classiquement considérée comme plus simple pour les variétés longitudinales et plus complexe
pour les variétés obliques. Malheureusement aucun traité d’obstétrique ne mentionne l’existence
de trajectoires de référence pour la pose des forceps.
L’objectif de cette étude est de décrire avec précision la trajectoire de chaque branche de
forceps pour une pose sur une tête en OP. En effet aucune description n’est actuellement
disponible dans les manuels d’obstétrique.
La description de ces trajectoires permettra :
- De savoir si il existe ou non une trajectoire idéale. Si cela est le cas on pourra alors
déterminer la durée de la phase d’apprentissage (nombre de pose nécessaire à un opérateur
junior pour obtenir une pose satisfaisante).
- D’enseigner la technique avec une aide par informatique
- De certifier les compétences d’un opérateur
125
Matériel et méthode
Pour connaître précisément la trajectoire de l’instrument, j’ai inclu dans un forceps un
capteur de position spatiale. Ces capteurs fonctionnant correctement en l’absence de surface
métallique il a été nécessaire de réaliser un forceps en matériau non magnétique. Un forceps de
Levret a été numérisé (figure 47). Un faisceau laser permet d’obtenir un nuage de points, puis une
triangulation est réalisée. Un modèle surfacique du forceps numérisé est alors construit (figure
48).
Figure 47 : Forceps du type Levret, en usage aux Hospices Civils de Lyon
Ce modèle 3D a été utilisé pour réaliser le moule du forceps .
Figure 48 : Forceps de Levret numérisé après traitement des nuages des points.
Ce forceps est instrumenté avec des capteurs de position électromagnétiques. Ce
capteur permet d’avoir les données relatives aux mouvements et aux déplacements (selon six
126
degrés de liberté : capteur de position 6 ddl). Les données de ce capteur sont utilisées pour
localiser le forceps. Ce capteur de position électromagnétique est un miniBIRD 800
commercialisé par Ascension Technology Corporation3. Le MiniBIRD (figure 49) est un capteur
magnétique capable de donner la position exacte d'un objet dans l'espace selon les coordonnées x,
y, z de l'espace, ainsi que les angles d'Euler : l'angle de rotation propre θ, l'angle de nutation ϕ et
l'angle de précession ψ. Il mesure 8 mm x 8 mm x 18 mm. La précision en translation est de 1.8
mm et la précision angulaire est de 0.5°.
Figure 49 : système MiniBIRD. Capteur de position spatiale en ambiance amagnétique.
Le MiniBIRD est composé d'un récepteur placé dans la tête fœtale et sur les forceps, d'un
émetteur d'ondes magnétiques, d'une unité centrale qui est reliée à un ordinateur par
l'intermédiaire d'une interface de type RS232. Ce capteur fonctionne de la manière suivante.
L'émetteur et le récepteur contiennent chacun six bobines qui correspondent aux six paramètres
de position. Chacun possède un référentiel propre. En analysant les ondes magnétiques, une
comparaison est faite entre la position du repère lié au récepteur et celle du repère lié à
l’émetteur, qui peut être considéré comme le repère absolu. Ces données sont visualisées sur un
ordinateur qui donne la position de l’origine du repère du récepteur dans le repère de l’émetteur,
ainsi que l’orientation des axes liés au récepteur par rapport à ceux liés à l’émetteur.
Le signal peut :
- soit être représenté en continu en temps réel dans le cadre de la formation des juniors.
On utilise alors une interface graphique sur laquelle est représentée la tête, le bassin et le forceps.
- soit être enregistré et utilisé à posteriori c’est le cas pour le système de certification.
3 http://www.ascension-tech.com/
127
L’inconvénient majeur de ce capteur est que, fonctionnant selon des champs magnétiques, il n’est
fiable que dans un environnement non magnétique. Les forceps commercialisés sont en acier
inoxydable donc en matériau magnétique. Il était donc nécessaire de réaliser un forceps non
magnétique. Par ailleurs il est souhaitable d’avoir un instrument qui une fois instrumenté ait le
poids le plus proche possible d’un forceps classique en acier inoxydable. Le bronze à ses deux
qualités il est non magnétique et abouti à un forceps pesant 640 g c’est à dire une masse
légèrement supérieure à celle d’un Pajot et inférieure à celle d’un Tarnier. Le forceps en bronze
fabriqué par moulage et instrumenté avec des capteurs de position électromagnétiques est
représenté ci-dessous (figure 50).
Figure 50 : forceps en matériau amagnétique instrumenté par capteur de position spatiale.
Nous avons également réalisé en partenariat avec l’Institut Français du Textile et Habillement
(IFTH) un forceps amagnétique en matériau composite (tissu en fibres de carbone et résine
époxyde) celui-ci a une masse inférieure à 67% au forceps classique. Ce forceps a l’avantage
d’être plus déformable que celui en bronze et en acier. Ce forceps est significativement plus léger
que le forceps classique. Cette différence de poids rend ce forceps plus « tactile » et pourrait
faciliter l’apprentissage du geste par les jeunes praticiens. Cette hypothèse pourra être testée sur
BirthSim. La technique de moulage réalisé permet d’ajouter des emplacements pour les capteurs
128
de position spatiale, nous avons ainsi ajouté dans le manche de chaque cuillère des emplacements
pour les capteurs de position électromagnétiques (figure 51).
Figure 51 : Forceps en matériau amagnétique de type composite permettant de recevoir un
capteur de position spatiale (Collaboration HCL/INSA/IFTH).
Quatre opérateurs très expérimentés ont été sélectionnés. Un opérateur très expérimenté
est défini comme un opérateur qui réalise depuis plus de 10 ans, plus de 90% de ces extractions
instrumentales par forceps. Ces obstétriciens sont originaires de Lyon, Paris, Rouen, Lille.
Pour décrire la trajectoire du forceps il est nécessaire d’étudier un ensemble de points.
Nous avons choisi d’étudier la trajectoire de la pointe du forceps. En effet cette pointe peut être
facilement placée en début de manipulation dans une position donnée pour un opérateur donné.
Par ailleurs un opérateur peut facilement se représenter mentalement la trajectoire de la pointe
du forceps. Pour ce faire nous avons utilisé le BirthSim. Nous avons réalisé un forceps en
matériau non magnétique et inclu dans chaque branche du forceps un capteur de position spatiale
à six degrés de liberté (figure 52). Une translation mathématique a été réalisée pour permettre
l’enregistrement de la trajectoire non pas au niveau du capteur situé dans le manche mais au
129
niveau de la pointe du forceps. Ce capteur a une précision linéaire de 1.8 mm et une précision
angulaire de 0.5°.
Figure 52 : Forceps amagnétique instrumenté par deux capteurs de position spatiale en
place sur BirthSim version 06.
Les capteurs sont reliés à un système informatique qui enregistre sous PC la trajectoire du point.
Pour cette expérimentation toutes les mesures de trajectoire sont données par rapport à un repère
qui n’est pas le boîtier « maître » des capteurs mais qui est un point situé en +5 cm par rapport
aux épines sur l’axe des X ; à +2cm sur l’axe des Y et à + 2cm sur l’axe des Z pour la cuillère de
droite et à moins 2 cm sur l’axe des Z pour la cuillère de gauche.
Les définitions suivantes sont utilisées :
Trois axes X, Y et Z sont définis :
L’axe des X est un axe longitudinal craniocaudal; par convention cet axe est positif quand on se
rapproche de la tête de la mère.
L’axe des Y est un axe transversal qui correspond à la direction droite gauche ; par convention
cet axe est positif quand on se déplace d’un point médian vers la droite.
L’axe des Z est un axe vertical, par convention la direction est positive quand on se dirige vers
le haut et négative vers le bas.
130
Les directions de ces axes ont été choisies pour que la représentation spatiale que peut avoir
l’opérateur de la pointe du forceps et la représentation graphique des trajectoires enregistrées
soient superposables. Ainsi quand la pointe du forceps va vers le haut, le point se déplace vers le
haut selon l’axe des Z. Quand la pointe va vers la droite le point se déplace vers la droite selon
l’axe des Y. Enfin quand la pointe s’éloigne de la vulve pour aller vers le bassin le point se
déplace en s’éloignant selon l’axe des X.
Un changement de direction significatif est défini comme un changement de sens d’une
amplitude de plus de 1cm.
Trois points sont définis :
Le point de départ (F) est défini comme le point dans l’espace d’où l’opérateur débute son geste,
ce point est toujours situé au contact de la tête foetale.
Le point de retour (R) est défini comme le point ou s’effectue le changement de direction
significatif
Si la trajectoire effectue plusieurs retours on s’intéresse seulement au point de retour dont
l’amplitude est le plus grand.
Le point d’arrivée (A) est le point ou se positionne la pointe du forceps lorsque la pose est
terminée.
Deux sphères et leurs volumes et rayons correspondants sont définies :
La sphère de départ (SD) est définie comme la plus petite des sphères qui comprend les points
de départ des différentes trajectoires. Cette sphère fixe est définie par son volume (VD) et son
rayon (RD).
La sphère d’arrivée (SA) est définie comme la plus petite des sphères qui comprend les points
d’arrivée des différentes trajectoires. Cette sphère fixe est défini par son volume (VA) et son
rayon (RA).
Quatre degrés de reproductibilité sont arbitrairement définis :
• Excellent si le rayon de la sphère est ≤ 1 cm (diamètre compris entre 0 et 2cm)
• Bon si le rayon de la sphère est compris entre 1 et 1.5 cm (diamètre compris entre 2 et
3cm)
• Médiocre si le rayon de la sphère est compris entre 1.5 et 2 cm (diamètre compris entre 3
et 4cm)
• Mauvais si le rayon de la sphère est > 2 cm (diamètre supérieur à 4cm)
La trajectoire de la cuillère est définie par la courbe qu’effectue la pointe du forceps.
131
Les coordonnées des trois points (D,R et A) sont déduites de l’analyse graphique des trajectoires.
Le protocole expérimental utilisé est le suivant :
La tête fœtale est placée dans le bassin en OP au niveau +5, cette position est bloquée. Le
blocage s’effectue selon l’axe des X (qui correspond au déplacement du vérin) avec une vis
mécanique. Le blocage est réalisé selon l’axe des Y et des Z grâce à l’utilisation d’une rotule
spécifique de chaque position.
L’opérateur enlève tous les objets métalliques présents sur ces avants bras.
L’instructeur indique à l’opérateur la hauteur et la position de la tête et demande à l’opérateur de
se positionner au point fixe c'est-à-dire de positionner la cuillère du forceps au contact de la tête
foetale.
L’instructeur donne le signal du départ et de manière synchrone démarre l’enregistrement de la
trajectoire sous simulink. L’opérateur effectue le geste. Quand l’opérateur considère qu’il a
terminé la pose de la cuillère l’instructeur arrête l’enregistrement.
La même séquence est réalisée pour l’autre cuillère. Enfin le forceps est articulé.
Chaque opérateur pose le forceps quatre fois, la trajectoire de la première pose n’est pas
enregistrée. Les trajectoires suivantes sont enregistrées.
Une fois la manipulation terminée: les trajectoires sont représentées d’une part dans l’espace
sous forme tridimensionnelle et d’autre part sous la forme de trois projections selon trois plans,
les graphiques X=f(Y) ; X=f(Z) et Y=f(Z) représentent ces projections. Les coordonnées des
graphiques X=f(Y) sont analysées sous la forme d’un damier comprenant 192 cellules de 1 cm2
chacune. Chaque case est repérée par un système alphanumérique allant de A à L et de 1 à 16. La
même analyse est réalisée avec un système de 192 cellules pour les courbes Z=f(X) et de 144
cellules pour les courbes Z=f(Y).
Les critères de jugement utilisés, sont tous indépendants du facteur temps.
Les trois critères de jugements utilisés pour étudier la variabilité intra-opérateur sont l’aspect
2D des trajectoires projetées selon les trois plans, la valeur des rayons fixes, et la valeur des
rayons d’arrivée des sphères de chaque opérateur. Les trois critères de jugement utilisés pour
étudier la variabilité inter opérateur sont : l’aspect 3D des différentes courbes des différents
opérateurs, les coordonnées spatiales alphanumériques des points de départ (D), de retour (R) et
d’arrivée (A).
Si il n’y avait aucune reproductibilité du geste, il y aurait 11 coordonnées alphanumériques pour
les 11 points de départ et pour les 11 points d’arrivée .
132
Résultats
La manipulation des forceps et du simulateur n’a pas posé de problème et aucune défaillance
n’est survenue sur la partie mécanique ou informatique du simulateur.
Les trois trajectoires des quatre opérateurs ont pu être enregistrées dans 100% des cas. Un
opérateur a dû réaliser deux trajectoires d’essai avant de poser le forceps, c’est la raison pour
laquelle seules 11 trajectoires ont été analysées.
Variabilité intra opérateur : (tableau 21)
L’aspect des courbes représentées en annexe 2 (graphes 1 à 11) montre la bonne reproductibilité
du geste.
L’analyse des 8 sphères de départ et des 8 sphères de sortie des quatre opérateurs et des deux
cuillères montre que la reproductibilité est excellente dans 6 des 16 sphères analysées, bonne
pour 8 des 16 sphères analysées, et médiocre pour 2 des 16 sphères analysées (tableau 22).
Variabilité inter opérateur :
La superposition des courbes 3D des trois trajectoires des quatre opérateurs montre qu’il existe
une bonne reproductibilité (figure 53). L’analyse des coordonnées alphanumérique montre que la
reproductibilité inter-opérateur existe (figure 54-56). Le détail des coordonnées alphanumériques
est représenté dans l’annexe 3.
Tableau 21 :Variabilité intra opérateur pour la variété de présentation OP, +5.
Rayon de la sphère de départ (cm)
Rayon de la sphère d’arrivée (cm)
Opérateurs (n=4) Cuillère gauche Cuillère droite Cuillère gauche Cuillère droite Opérateur 1 1.32 1.60 1.35 1.18 Opérateur 2 0.58 1.35 0.53 0.94 Opérateur 3 1.06 1.02 1.47 0.95 Opérateur 4 0.42 1.10 1.60 0.54
NB : La reproductibilité est « excellente » si le rayon de la sphère est ≤ 1 cm ; « Bonne » si le rayon
de la sphère est compris entre 1 et 1.5 cm ; « Médiocre » si le rayon de la sphère est compris entre 1.5
et 2 cm ; « Mauvaise » si le rayon de la sphère est > 2 cm
133
Figure 53 : Représentation 3D des 4 trajectoires des 4 opérateurs pour la position OP +5.
La trajectoire représentée est celle de la pointe du forceps. Figure du haut cuillère gauche, figure
du bas cuillère droite.
0
5
10
15
-6-4-202 4 6 -2
0
2
4
6
8
10
12
Displacement on X Axis (cm)
Displacement of the Right Forceps along X, Y, Z Axis For the Position OP
Displacement on Y Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z A
xis
()
8 11 13 9
0
5
10
15
-6-4
-2 0
2 4
6 -2
0
2
4
6
8
10
12
Displacement on X Axis (cm)
Displacement of the Left Forceps along X, Y, Z Axis For the Position OP
Displacement on Y Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z A
xis
()
8 11 13 9
134
Figure 54 : Variabilité inter opérateur pour la pose du forceps en OP. Coordonnées alphanumériques des points de départ, de retour et d’arrivée dans le plan X=f(Y) (orange = point de départ, vert = point de retour, rouge = point d’arrivée). Les coordonnées sur l’axe horizontal (A à P) représentent le déplacement de la pointe du forceps selon l’axe des Y. Les coordonnées sur l’axe vertical ( 1 à 16 ) représentent le déplacement de la pointe du forceps selon l’axe des X.
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
A B C D E F G H I J K L M N O P
135
Figure 55: Variabilité inter opérateur pour la pose du forceps en OP Coordonnées alphanumériques des points de départ et d’arrivée dans le plan Z=f(X) orange = point de départ, rouge = point d’arrivée. Les coordonnées sur l’axe horizontal (A à P) représentent le déplacement de la pointe du forceps selon l’axe des X . Les coordonnées sur l’axe vertical ( 1 à 16 ) représentent le déplacement de la pointe du forceps selon l’axe des Z.
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
A B C D E F G H I J K L M N O P
136
Figure 56 : Variabilité inter opérateur pour la pose du forceps en OP. Coordonnées alphanumériques des points de départ, de retour et d’arrivée dans le plan Z=f(Y) orange = point fixe, vert = point de retour, rouge = point d’arrivée. Axe horizontal ( A-P) = axe des Y et Axe vertical (1-16)=axe des Z
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
A B C D E F G H I J K L M N O P
137
Discussion
Depuis sa découverte il y a 400 ans par Peter Chamberlen, le forceps est utilisé comme un
instrument d’extraction. De nombreuses modifications ont été réalisées sur l’instrument et
plusieurs centaines de modèles ont été décrits. De nombreuses équipes étudient les complications
maternelles ou fœtales des extractions instrumentales, mais peu de travaux ont été réalisés sur la
phénoménologie de l’extraction instrumentale.
Les manuels d’obstétrique anciens ou récents 6, 7, 8 décrivent le placement des cuillères
dans un seul plan de l’espace. Aucun manuel ne décrit la trajectoire des cuillères dans les trois
plans de l’espace. La complexité du geste qui est réalisé en réalité dans l’espace ne peut être
traduite par la description dans un seul plan de l’espace. Aucun travail ne permet de savoir si il
existe ou non une trajectoire de référence pour la pose des forceps. Si elles existent la description
précise de ces trajectoires pourrait permettre d’une part l’enseignement de ce geste et d’autre part
la réalisation d’un contrôle qualité et une certification des praticiens.
Le simulateur que nous avons conçu utilise des capteurs de position spatiale appliquée
non seulement sur la tête fœtale mais aussi sur les instruments d’extraction. Il permet ainsi de
décrire et d’enregistrer la trajectoire des forceps lors de leur pose. On peut ainsi comparer les
trajectoires effectuées par la branche droite et par la branche gauche de l’instrument et
comparer les trajectoires selon que la variété de présentation est longitudinale (résultats donnés)
ou oblique (résultats personnels).
Les différents obstétriciens placent les forceps avec une rapidité variable il était nécessaire
de décrire la trajectoire de manière indépendante du temps, c’est la raison pour laquelle nous
avons choisi d’étudier les projections de la trajectoire selon les trois axes X,Y et Z. La méthode
que nous utilisons permet l’enregistrement de ces trajectoires. La précision des mesures est
importante et est directement corrélée à la sensibilité du capteur utilisé (inférieur à 2 mm).
Cette étude pilote définit la trajectoire des cuillères lors d’une pose en variété
occipitopubienne sans asynclitisme et à une hauteur égale à +5cm. La reproductibilité intra
opérateur est excellente ou bonne dans 87.5% des 16 sphères analysées, elle est rarement (12.5%
des cas) médiocre et n’est jamais mauvaise. La reproductibilité inter opérateur est plus difficile à
étudier. La projection de toutes les trajectoires sur un même plan en 3D montre que les
trajectoires ont le même aspect. Nous avons délibérément choisi d’étudier des opérateurs très
expérimentés qui effectuent plus de 90% de leur extraction par forceps et qui travaillent depuis
plus de 10 ans. Les coordonnées alphanumériques des quatre opérateurs étudiés pour la pose en
138
OP sont restreintes à certaines valeurs. A l’aide des coordonnées alphanumériques on constate
que la variabilité inter opérateur est globalement bonne. La prochaine étape de ce travail
consistera à définir les sphères inter opérateur qui comprendront par définition tous les points
fixes, tous les points de retour et tous les points d’arrivée.
La complexité du geste réalisé par l’opérateur est liée à deux éléments : la symétrie ou
non des gestes réalisés par la main droite et par la main gauche de l’opérateur et la complexité de
chacun des trajectoires. Le geste le plus simple correspond à l’association d’un geste symétrique
et d’une trajectoire élémentaire.
- En cas de variété de présentation longitudinale (occipitosacré ou occipitopubienne),
les deux mains de l’opérateur effectuent le même geste. L’amplitude des déplacements selon les
axes X, Y et Z est la même et le nombre des changements de direction est le même qu’il s’agisse
de la cuillère droite ou gauche. Cette donnée n’apparaît pas de manière stricte ici, en effet la tête
fœtale que nous avons utilisée pour cette expérimentation est issue du mannequin commercialisé
par Simulaids, mannequin qui à l’avantage d’être semi rigide mais dont la morphologie n’est pas
strictement symétrique.
- En revanche, en cas de présentation oblique (OIGA, OIDA, OIDP, OIGP) le geste
réalisé par la main droite est différent de celui réalisé par la main gauche, la trajectoire de la
cuillère postérieure est de faible amplitude et requiert peu de changements de direction, à
l’inverse la mise en place de la cuillère antérieure requiert des amplitudes plus grandes selon les
trois axes et des changements de direction plus nombreux.
La complexité de la trajectoire est liée au nombre de changement de direction et à
l’amplitude des mouvements. Une trajectoire est ainsi d’autant plus simple que l’amplitude du
mouvement est courte et que les changements de direction sont peu nombreux. La trajectoire la
plus simple est une droite. A l’inverse une trajectoire est d’autant plus complexe que le nombre
des changements de direction et l’amplitude des mouvements est plus grande. La spirale est une
trajectoire complexe. Ce travail permet de classer les trajectoires des cuillères par ordre de
complexité croissante. La trajectoire la plus simple est celle d’une cuillère postérieure appliquée à
une présentation oblique, la trajectoire de difficulté intermédiaire est celle d’une cuillère droite ou
gauche dans une présentation longitudinale, enfin la trajectoire la plus complexe est celle de la
cuillère antérieure d’une présentation oblique. L’engouement de certains obstétriciens vis à vis de
la ventouse pourrait être lié à la simplicité de l’apprentissage de cet instrument, simplicité qui
139
découle autant du caractère unique de la pose, alors que la réalisation d’un forceps nécessite en
réalité de poser « deux » instruments (les deux branches) et à la simplicité de la trajectoire de
pose qui est proche de la trajectoire élémentaire c’est à dire dans une seule direction et selon un
seul axe.
L’obstétrique est actuellement face à un problème important lié à l’enseignement des
techniques instrumentales. L’enseignement effectué traditionnellement et réalisé « in vivo » n’est
plus adapté au contexte actuel. Deux éléments ont compliqué l’enseignement de l’obstétrique.
Les lois Européennes récentes qui interdisent le travail des médecins le lendemain des gardes ont,
de facto, réduit le temps consacré à l’enseignement pour les jeunes médecins. Dans le même
temps, le taux d’extraction instrumentale a diminué et le nombre de cas qui peuvent être réalisés
par les internes a donc diminué 9. L’enseignement traditionnel a plusieurs limites : il est
potentiellement dangereux pour les femmes et les nouveau-nés, il ne permet aucun
enregistrement ni debriefing du geste, il ne permet pas de confronter les étudiants aux situations
rares, il ne peut être adapté à chaque étudiant. A l’inverse l’utilisation d’un simulateur
comportant des capteurs de position spatiale dans la tête et dans l’instrument et la description des
trajectoires idéales permet un enseignement sans danger, un débriefing de l’enseignement, la
répétition des situations, la simulation de situations rares ou dangereuses et la personnalisation de
l’enseignement. Des études récentes ont montré l’apport de l’enseignement par simulation en
obstétrique126. Des études complémentaires sont en cours dans notre équipe pour vérifier
l’apport de ces nouvelles techniques d’enseignement pour la réalisation d’extraction
instrumentale.
140
Conclusion
Ce travail est le premier qui montre que la reproductibilité intra opérateur, de la pose des
forceps, pour les opérateurs « experts » est excellente et que la reproductibilité interopérateur
existe. Ces résultats permettent de penser que la description précise de la trajectoire de la pointe
du forceps permet de réaliser un contrôle qualité du geste. Il devient dès lors possibles de valider
les connaissances pratiques des étudiants et de certifier leur compétence.
Le concept de théorie intégrale de la symétrie que nous avons développé suite à l’étude
des embarrures obstétricales 10 impose, pour obtenir une extraction instrumentale en sécurité, le
respect de trois paramètres : le diagnostic correct de la hauteur de la tête, le diagnostic correct de
la variété de présentation et la pose correct de l’instrument. Il est important de souligner que la
sécurité d’une extraction instrumentale n’est optimale que si ces trois conditions sont remplies.
Autrement dit un opérateur qui réalise correctement le diagnostic de la hauteur et de la variété de
présentation peut être dangereux si il ne sait pas poser l’instrument. Chacun de ces trois éléments
est nécessaire mais non suffisant.
L’association de l’utilisation d’un simulateur d’accouchement et d’un forceps instrumenté
avec des capteurs de position spatiale permet de décrire précisément les trajectoires des
instruments. La connaissance de ces trajectoires va permettre de classifier la difficulté des gestes,
de les enseigner par ordre de complexité croissante et permet de poser les bases d’un contrôle
qualité de l’extraction par forceps.
141
VII . CONCEPTION D’UN SYSTEME PERMETTANT LA
VISUALISATION EN TEMPS REEL DE LA TRAJECTOIRE DE POSE
D’UN FORCEPS
Le système que nous avons décrit précédemment permet l’enregistrement des trajectoires
et donc la certification des praticiens. Il nous est apparu souhaitable de réaliser également un
système qui permette la visualisation en temps réel du geste effectué, ceci permettant à terme de
réaliser un enseignement de l’accouchement ou de l’extraction instrumentale (ventouse et
forceps) assisté par ordinateur.
Système d’acquisition de l’expérimentation
La partie virtuelle fonctionne avec une carte d’acquisition D-Space et une liaison RS-232 pour la
connections avec le miniBIRD. Le système de visualisation possède 3 capteurs de position
électromagnétique. Un capteur de position 6 ddl est placé sur la tête (master), un autre sur la
cuillère droite du forceps (slave I) et le dernier sur la cuillère gauche du forceps (slave II).
Pendant une expérimentation nous plaçons la tête dans une variété de présentation et une hauteur
donnée, et l’élève doit venir placer les forceps sur la tête du nouveau-né. L’enseignant et l’élève
peuvent suivre le déplacement du forceps en temps réel sur l’écran de l’ordinateur. La figure 57
montre le schéma de fonctionnement de la partie virtuelle du BirthSIM avec la représentation de
chaque bloc de commande (master, slave I et slave II), des cartes entrées / sorties analogiques,
l’expansion box pour le contrôle des données, l’ordinateur (PC), le BirthSIM avec l’émetteur et la
représentation de la tête et des forceps manipulés par l’opérateur et surveillés par l’enseignant.
142
Figure 57 : Schéma de fonctionnement du BirthSIM. Système de positionnement spatial avec un
émetteur d’onde électromagnétiques et trois récepteurs (trois capteurs), les signaux de chaque
capteur sont traités dans le master et les deux slaves. L’expansion box réalise l’acquisition des
données.
Les données issues du capteur de position 6 ddl de la tête, et des capteurs du forceps sont
transférées par liaison RS-232 à la carte d’acquisition (Expansion Box). L’Expansion Box réalise
le processus d’acquisition des données des capteurs de position 6 ddl. Ces données sont
contrôlées et pilotées par Simulink (figure 58) et la partie visualisation 3D est réalisée par le
logiciel MotionDesk.
143
Modèles 3D
La partie réalité virtuelle du BirthSIM, utilise les modèles 3D décrits précédemment, c’est-à-dire
le forceps, le crâne du fœtus et le bassin, ainsi que d’autres modèles 3D, comme la table et
l’émetteur, crées pour augmenter le réalisme de la scène. Ces modèles 3D sont convertis en
langage de modélisation de réalité virtuelle (Virtual Reality Modeling Language = VRML). Ce
langage est utilisé pour la création et la diffusion de mondes virtuels et interactifs en 3D.
Figure58 : Schéma Simulink de pilotage des données du capteur de position. La partie à gauche
et en bas représente les ordres envoyés aux capteurs, ces données (bits) sont transmises par la
carte RS-232 (Serial Transmit), qui envoie les coordonnées (x, y et z) et les angles ( ψφθ ,, ) de
chaque capteur (master, slave I et slave II) sur le logiciel de visualisation MotionDesk et ensuite
sur chaque modèle virtuel de la tête et du forceps.
144
LE VRML est un langage structuré et modulaire, il accepte le chargement de divers fichiers pour
constituer la scène : des images, vidéos, sons, etc, nous pouvons donc avoir des scènes
complexes, animés, interactives particulièrement réalistes (figure 59).
La première méthode que nous avons mise en place pour aider l’obstétricien junior est le
positionnement à l’avance d’un forceps « idéal » en position finale. Pour ce faire nous utilisons
la démarche suivante : la tête est placée dans une présentation et une positon donnée, puis je
réalise la pose du forceps (modèle réel). La trajectoire et la scène 3D sont enregistrées, et la
position finale de la pose du forceps permet de réaliser une image de référence sur la scène 3D.
L’élève réalise son geste en se guidant par rapport à l’image de référence, en utilisant dans ce cas
le forceps virtuel.
Cette nouvelle méthode d’enseignement est basé sur trois composants : le forceps réel, l’image
de référence du forceps et le forceps virtuel.
145
Figure 59 : Les composants de la scène 3D en VRML.
Bassin Table et émetteur
Forceps cuillère gauche Forceps cuillère droite
Crâne Tête
146
La deuxième méthode d’apprentissage est en cours de réalisation. Elle utilisera des
volumes 3D sphériques, fera appel au concept de cibles et permettra la création d’un score. Cette
procédure permettra l’apprentissage du forceps pas à pas. Elle sera détaillée ultérieurement.
Pour chaque scène 3D, nous avons d’une part des modèles 3D fixes et d’autre part des
modèles 3D mobiles. Les modèles 3D fixes sont la table, l’émetteur, et le bassin. Les modèles 3D
mobiles sont chaque cuillère du forceps et le crâne, la mobilité de ces modèles est assurée par le
capteur de position 6 ddl.
Remarque : La tête et le forceps ont tout les deux des images de références (utilisées pendant la
formation) et des modèles 3D mobiles qui se déplacent en fonction des données du capteur.
Calibrage des modèles
Le forceps réel, ainsi que la tête du mannequin sont instrumentés par des capteurs de position 6
ddl. Ces composants doivent être calibrés avant d’être exportés sur la scène 3D du logiciel
MotionDesk. Chaque capteur de position 6 ddl de la tête et des cuillères du forceps est localisé
dans des emplacements bien déterminés. Ces emplacements permettent de repérer les objets réels
(forceps en bronze et tête du mannequin).
Le calibrage est réalisé avec le positionnement du repère des composants réels sur chaque repère
du modèle virtuel. Pour cela, nous avons superposé les repères des capteurs réels sur les repères
des modèles virtuels.
Pendant une expérience de pose de forceps nous avons une scène 3D avec :
1. un forceps virtuel mobile ;
2. un forceps virtuel fixe sur la scène ;
3. une tête virtuelle mobile ;
4. une tête virtuelle fixe sur la scène.
Et la partie réelle avec :
1. le mannequin de la tête instrumenté par le capteur de position ;
2. le forceps en bronze instrumenté par le capteur de position
Ces six composants permettent à l’opérateur de réaliser sa formation à la pose de forceps, en
visualisant son geste en 3D et en temps réel (figure 60).
Une fois les modèles calibrés, une scène en VRML est créée et assemblée sur MotionDesk. La
figure 5.9 montre un exemple de scène en 3D de la partie virtuelle du BirthSIM.
147
Dans la première figure, nous avons les modèles calibrés du crâne et des cuillères gauche et
droite du forceps (modèles virtuels mobiles), ainsi que l’émetteur et la table (modèles virtuels
fixes). Cet environnement virtuel est celui utilisé pour la suite dans les expérimentations sur
BirthSIM.La deuxième figure montre la possibilité d’affichage des modèles 3D du bassin, de la
table et de l’émetteur (modèles virtuels fixes).
Scène avec les modèles mobiles (tête et forceps)
Scène avec les modèles fixes (bassin, émetteur et table)
Figure 60 : Partie visualisation de BirthSIM
148
Protocole expérimental
OIGA, hauteur 0 :
Différentes étapes :
1. mise en place de la tête en position OIGA 0 (asservissement en position) ;
2. gonflage des muscles pelviens artificiels (400 mbar) ;
3. utilisation du forceps en bronze pour réaliser la pose du forceps ;
4. scène 3D initiale pour la pose en OIGA 0 ;
5. réalisation du meilleur geste par le médecin instructeur ;
6. enregistrement de la trajectoire du forceps effectuée par le médecin instructeur ;
7. création d’un nouvelle scène 3D avec les modèles fixes (table, émetteur, tête en
OIGA 0, forceps fixe en position finale sur la tête) et les modèles mobiles (tête en
OIGA 0 et forceps mobile) ;
8. projection de la nouvelle scène 3D ;
9. pose du forceps par l’élève, assisté par la visualisation 3D de la pose finale du
forceps en OIGA 0 (modèle virtuel fixe du forceps et de la tête) ;
Mise en place de la tête en position OIGA 0 (asservissement en position)
Nous utilisons l’asservissement en position du vérin pneumatique pour placer la tête dans la
hauteur x = 0. Cet asservissement en position est réalisé grâce au déplacement de la tige du vérin
par l’intermédiaire d’un capteur de position 6 ddl et d’une servovalve. Dans ces essais, nous ne
prenons pas compte le comportement dynamique de la servovalve. Nous utilisons une simple
correction proportionnelle. Cela est suffisant pour notre application. Une carte d’entrée récupère
les données des capteurs de pression (chambre positive et négative). Ensuite la servo-valve envoi
la pression dans les deux chambres du vérin. Le schéma Simulink permet de commander la
servo-valve en boucle fermée.( figure 61).
149
Scène 3D initiale pour la pose en OIGA 0
Une scène 3D est crée avec les modèles virtuels fixes (table et l’émetteur) et des modèles virtuels
mobiles (tête en OIGA 0 et forceps). Le médecin instructeur utilise cette scène pour réaliser son
meilleur geste de pose de forceps.
Figure 61 : Asservissement du vérin pneumatique en position. Utilisation d’un vérin muni d’un
capteur de position spatiale et de deux capteurs de pression. Création d’un nouvelle scène 3D avec les modèles fixes et les modèles mobiles
Quand le médecin instructeur réalise son meilleur geste, la trajectoire de chaque cuillère du
forceps est enregistrée. À partir des données issues des capteurs 6 ddl, nous créons une nouvelle
scène 3D. Ensuite, nous rajoutons à la scène 3D initiale les modèles fixes des deux branches du
forceps telles qu’elles étaient positionnées en fin de pose (figure 62).
150
Figure 62 : Nouvelle scène créée à partir du meilleur geste de l’instructeur. Position finale du
forceps en OIGA 0. Pose du forceps par l’élève (figure 63)
Une projection de la nouvelle scène 3D est réalisée devant l’opérateur, le modèle virtuel fixe du
forceps et de la tête aident l’élève à réaliser une pose de forceps en se guidant sur le modèle
virtuel fixe c'est-à-dire sur la pose finale du forceps. Il peut également visualiser l’enregistrement
du meilleur geste réalisé par le médecin instructeur.
Figure 63 : Assistance de la pose du forceps par une projection de la scène en 3D. L’instructeur
pose le forceps et visualise la pose en temps réel (partie supérieure et médiane de l’image).
151
Sur la figure 64, nous avons représenté les trajectoires spatiales de la tête et des deux cuillères
du forceps, le geste étant réalisé dans un premier temps par le médecin instructeur (courbes en
trait pleins) puis par l’élève (courbes en trait pointillés). La première ligne comporte trois
graphiques horizontaux, chacun représente la position du capteur sur la tête, avec les coordonnées
x, y et z en fonction du temps. La deuxième ligne comporte trois graphiques horizontaux qui
représentent les données issues du capteur de position 6 ddl de la cuillère gauche du forceps
enfin les trois derniers représentent les coordonnées de la cuillère droite du forceps.
Dans la présentation OIGA 0, le médecin instructeur a effectué sa pose de forceps en 49.7
secondes et l’élève en 49.3 sec. Pour la tête (première ligne) nous remarquons une variation de 2
mm sur l’axe x, 0.5 mm sur l’axe y et 2 mm sur l’axe z. Ces variations sont négligeables, elles
sont dues aux bruits de mesures et au contact du forceps avec la tête.
Ces courbes montrent que l’élève a bien suivi la trajectoire du médecin instructeur. Sur l’axe des
X nous remarquons un écart de 200 mm entre la trajectoire de l’instructeur et la trajectoire de
l’élève, cet écart est dû au placement du forceps au départ de l’essai. Une fois que la cuillère est
insérée dans le bassin (temps égal 4.3 sec, figure 56), l’écart diminue entre les deux courbes,
jusqu’à arriver à la convergence dans la pose finale du forceps sur la tête du nouveau-né. Pour les
coordonnées y et z la trajectoire de l’instructeur et de l’élève sont presque les mêmes.
152
0 20 40 60 4.5
5
5.5
6
6.5 x 10 -3
temps (s)
x (m
)
0 20 40 60-0.425
-0.4245
-0.424
-0.4235Tete du nouveau-ne
y (m
)
0 20 40 601.127
1.128
1.129
1.13
temps (s)
z (m
)
0 20 40 60 -0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
temps (s)
x (m
)
0 20 40 60-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4Forceps cuillere gauche
y (m
)
0 20 40 601
1.2
1.4
1.6
1.8
temps (s)
z (m
)
0 20 40 60 -0.4
-0.2
0
0.2
0.4
temps (s)
x (m
)
0 20 40 60-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2Forceps cuillere droite
temps (s)
y (m
)
0 20 40 600.8
1
1.2
1.4
1.6
temps (s)
z (m
)
Figure 64 : Comparaison des trajectoires de la tête, du forceps droit et du forceps gauche entre le
geste du médecin instructeur (courbes en trait pleins), et le geste de l’élève (courbes en trait
pointillés). La trajectoire est représentée selon les axes X,Y et Z en fonction du temps.
La troisième ligne représente les trajectoires de la cuillère droite du forceps. Nous remarquons
que pendant les 27,5 sec la cuillère droite n’évolue pas, cela est dû au fait que pendant la pose de
la cuillère gauche sur la tête du nouveau-né (temps égal à 26,6 sec, figure 64). Une fois la cuillère
gauche posée sur la tête du nouveau-né, l’élève commence la pose de la cuillère droite (figure 55)
Sur les courbes nous remarquons quelques variations de trajectoires, cela s’explique par
l’inexpérience de l’élève. La courbe réalisée par l’instructeur est bien plus lisse. A la fin de
l’expérience l’élève a réussi à poser le forceps virtuel mobile sur le forceps virtuel fixe grâce à
l’image de référence sur l’interface 3D (figure 63 et 66).
153
0 4.3 20 26.6 40 60 -0.3
-0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
temps (s)
x (m
)
04.3 2026.6 40 60-0.8
-0.75
-0.7
-0.65
-0.6
-0.55Forceps cuillere gauche
temps (s)
y (m
)
04.3 2026.6 40 60 1
1.05
1.1
1.15
1.2
1.25
1.3
1.35
1.4
1.45
1.5
temps (s) z
(m)
Figure 65 : Évolution des trajectoires de la cuillère gauche du forceps du médecin instructeur
(courbes en trait pleins) et de l’élève selon les axes X, Y et Z en fonction du temps (courbes en
traits pointillés).
Figure 66 : Les 6 composantes de la scène virtuelle (cuillère gauche fixe et mobile, cuillère
droite fixe et mobile et tête fixe et mobile).
154
Nous avons représenté sur la figure 66 l’évolution en temps réel dans l’espace de la position de la
cuillère gauche manipulée par l’instructeur et l’élève.
La figure 67 représente l’analyse graphique de la trajectoire.
-0.3-0.25
-0.2-0.15
-0.1-0.05 0 0.05 0.1
-0.8
-0.75 -0.7
-0.65 -0.6
-0.55 1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
x (m)
Trajectoire de la cuillère du forceps gauche (instructeur / élève)
y (m)
z (m
)
position initiale élève
position initiale instructeur
position finale instructeur / élève
Figure 67 : Trajectoires de la cuillère gauche dans l’espace (en rouge élève, en bleu instructeur).
Cette courbe montre que l’élève a réalisé une trajectoire très imprécise par rapport au geste de
l’instructeur. La figure 68, représente un agrandissement de la partie finale du geste pour analyser
de manière plus précise le geste des deux opérateurs. Il existe certaines ressemblances entre les
trajectoires des deux opérateurs : l’instructeur comme l’élève réalise une boucle pour la mise en
place de la cuillère gauche du forceps sur la tête du nouveau-né. Sur la trajectoire de l’élève cette
boucle correspond aux points [defg] et sur celle de l’instructeur la boucle correspond aux points
[EFGHI]. L’élève réalise une trajectoire différente qui traduit son inexpérience. L’analyse de ces
courbes peut servir à déterminer le degré de progression à l’entraînement pour la pose du forceps.
155
Figure 68 : Zoom sur la position finale de la cuillère gauche du forceps de l’ instructeur (courbe
bleu en trait plein) et de l’élève (courbe rouge en trait pointillé).
156
La figure 69 montre la mise en place des forceps en OIGA 0 avec les modèles virtuels. Nous
remarquons que le forceps virtuel fixe de l’instructeur ne se superpose pas complètement au
forceps virtuel de l’élève. Comme nous avons déjà remarqué dans les courbes précédentes.
Figure 69 : Position finale du forceps de l’élève par rapport à la position fixe du forceps de
l’instructeur en OIGA 0.
157
OP hauteur +2
L’expérience est maintenant réalisée sur une tête réelle en OP à un niveau +2. Pour ce faire
la rotule et le vérin du BirthSIm sont mobilisés puis bloqués.
La figure 70 montre la trajectoire réalisée par l’instructeur (courbes en trait plein) et l’élève
(courbes en trait pointillé), pour poser la cuillère gauche du forceps sur la tête du nouveau-né en
OP +2.
0 20 40 -0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
temps (s)
x (m
)
0 20 40-0.8
-0.75
-0.7
-0.65
-0.6
-0.55Forceps cuillere gauche
temps (s)
y (m
)
0 20 40 1
1.05
1.1
1.15
1.2
1.25
1.3
1.35
1.4
1.45
temps (s)
z (m
)
Figure 70 : Comparaison des trajectoires de la cuillère gauche entre le geste du médecin
instructeur (courbe bleu en trait plein), et le geste de l’élève (courbe rouge en trait pointillé). Les
trajectoires sont représentées selon l’axe des X, des Y et des Z en fonction du temps.
Les temps de mise en place des cuillères gauche et droite du forceps sont de 25 sec pour
l’instructeur et de 36 sec pour l’élève. Cela explique que la courbe en pointillés est plus longue
mais que les points finales ont pratiquement les mêmes coordonnées x, y et z.
158
Sur ces courbes nous observons le même phénomène que lors de la pose en OIGA 0, c’est-à-dire
un décalage en x sur la position initiale (placement aléatoire de la cuillère su forceps au début de
l’expérience). Nous observons aussi que l’élève a des difficultés pour trouver la bonne trajectoire,
les variations sur l’axe des x sont de l’ordre de 50 mm. Les courbes des coordonnées y et z sont
meilleures.
La figure suivante (figure 71) montre l’évolution de la trajectoire de la cuillère droite du
forceps. Les trois courbes montrent un décalage sur la position initiale, cela est dû à une pose
aléatoire de la cuillère au début des essais. Ensuite, la trajectoire de l’élève suit une trajectoire
proche de celle de l’instructeur mais elle présente toujours beaucoup d’oscillations.
0 20 40 -0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
temps (s)
x (m
)
0 20 40-1
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3Forceps cuillere droite
temps (s)
y (m
)
0 20 40 0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
temps (s)
z (m
)
Figure 71 : Évolution de la trajectoire de la cuillère droite du forceps entre le geste du médecin
instructeur (courbe bleu en trait plein), et le geste de l’élève (courbe rouge en trait pointillé).
Représentation selon les trois axes X, Y et Z en fonction du temps.
159
La figure 72 montre la scène en 3D pour la présentation OP +2 ainsi que la position finale du
forceps sur la tête du nouveau-né. Le résultat de la visualisation de cette figure, nous permet
d’observer que le forceps virtuel fixe et le forceps virtuel mobile ne sont pas totalement
superposés, ils présentent un petit décalage visuel. Ainsi même un élève inexpérimenté arrive à
placer le forceps avec l’aide du modèle virtuel fixe (l’image de référence).
Figure 72 : Scène utilisée pour assister l’opérateur en temps réel à la mise en place des forceps
en présentation OP +2. La position finale du forceps posé par l’instructeur est indiquée par la
cuillère gauche (rose) et la cuillère droite (bleu) ; l’élève doit aboutir à la superposition de son
forceps avec celui de l’instructeur.
La partie de réalité virtuelle du BirthSIM, nous a permis de valider une nouvelle méthode
d’apprentissage de la pose du forceps avec l’aide d’un système de visualisation. Le BirthSIM
permet la formation des jeunes obstétriciens, et la formation aux extractions instrumentales.
Une deuxième méthode d’apprentissage dite pas à pas est en cours de réalisation.
160
Conclusion
Ce travail a permis de développer une méthode d’apprentissage de la pose du forceps
grâce à la visualisation en temps réel du geste de l’opérateur. La première méthode que nous
avons développé est une méthode dans laquelle l’interne va devoir superposer son forceps à celui
qui a été posé précédemment par l’instructeur (concept de l’ouvreur de compétition au ski) ; une
deuxième méthode d’apprentissage dite pas à pas est en cours de développement elle fait appel à
un ensemble de sphères de volumes plus ou moins grands. Ces sphères permettent non seulement
une formation en temps réel de l’interne, mais aussi sa progression et son évaluation.
161
VIII . ETUDE DE LA DYNAMIQUE DES FORCES LORS D’UNE
EXTRACTION PAR FORCEPS.
VIIIA. Le concept de synchronisation
Deux notions sont très importantes :
- la loi mécanique indique que la déformation subit par le crâne fœtal est d’autant plus grande que
l’intensité de la force appliquée est élevée.
- la naissance doit être la plus physiologique possible : il est donc souhaitable qu’elle résulte au
mieux des forces expulsives naturelles.
Ces deux principes expliquent pourquoi la force développée lors d’une extraction instrumentale
doit être la plus faible possible. L’opérateur a donc tout intérêt à synchroniser sa traction avec
d’une part les efforts expulsifs volontaires de la mère et avec les efforts expulsifs liés à la
contraction utérine. C’est ce que nous appelons le « concept de triple synchronisation ».
Les forces expulsives qui permettent la progression sont de trois types :
• Les contraction utérines sont responsables de la force expulsive
automatique (FEA);
• Les efforts d’hyper pression abdominale maternelle sont responsables de la
force expulsive volontaire (FEV);
• Les efforts de traction effectués par l’opérateur lors de l’extraction sont
responsables de la force expulsive instrumentale (FEI).
Pour vaincre les résistances mécaniques, il est nécessaire de faire en sorte que FEA, FEV et FEI
soient synchrone (figure 73, 74, 75).
162
Figure 73 : Absence d’application du concept de triple synchronisation : les contractions
utérines, les efforts expulsifs et les efforts de l’opérateur ne sont pas en phase.
Figure 74: Absence d’application du concept de triple synchronisation : pas de progression du
mobile fœtale.
Zone d’avancement de la présentation
Zone de stagnation de la présentation
Zone d’avancement de la présentation
Zone de stagnation de la présentation
163
Figure 75 : Application du concept de triple synchronisation . Progression du mobile fœtale.
NB : Dans les figures 73,74,75, le seuil de résistance est le seuil de résistance à la progression du mobile fœtal, l’intensité de la force appliquée est représentée en fonction du temps.
Zone de stagnation de la présentation
Zone d’avancement de la présentation
164
VIIIB. La Force Expulsive Automatique (ie CU) (FEA)
Lors de l’expulsion, le fœtus a mû du fait des contractions utérines (CU) associées aux efforts
expulsifs (figure 76). Au cours du travail la force de la CU est transmise par l’augmentation de
pression dans le liquide amniotique piégé derrière le fœtus. Ce mécanisme d’entraînement peut
être comparé à un moteur hydraulique 127.
Figure 76 : Le moteur utérin est comparable à un moteur hydraulique. La pression générée est la
résultante de l’application de la force F1 sur la surface de l’aire de section abdominale.
En prenant comme hypothèse que la poussée est exercée sur la plus grande section fœtale
perpendiculaire à l’axe de l’utérus (figure 76). Cet axe fait un angle de 30 à 50° avec l’axe du
cylindre d’engagement. Si on considère une CU d’une intensité vraie de 56 mm Hg en début de
dilatation et une surface d’application de 85 cm², correspondant à l’aire de la section abdominale,
le fœtus est propulsé par une force de 6,52 kg. En sachant que lors de l’expulsion une contraction
a une intensité vraie qui peut atteindre 73 mm Hg 127, 128 la force de propulsion est en
moyenne de 4,5 kg et peut atteindre 8,3 kg par C.U. (Tableau 22).
SpF ×=
Force de propulsion = Pression (Intensité vraie) x Surface de section
[F est la force en Newton (N), p est la pression en Pascal (Pa) et S est la surface en mètres carré
(m²)].
165
Tableau 22: Valeurs de la FEA (contraction utérine) en fonction de la valeur de l’intensité vraie
des C.U. (hypothèse surface d’application de 85 cm²).
Dilatation
3-4 cm 4-6 cm 6-8 cm 8-10 cm Expulsion
Valeurs Moyennes
d’intensité vraie des
CU (mmhg)
30± 12.7 36 ± 17.2 39 ± 17.2 39.7 ± 17.2 39.7 ± 17.2 à
72.75
FEA (kg) 3,5 ± 1,48 4,2 ± 2 4,5 ± 2 4,6 ± 2 4,5 ± 2 à 8,36
VIIIC. La Force Expulsive Volontaire (ie efforts expulsifs ) ( FEV)
Les efforts expulsifs volontaires de la parturiente sont la source de la force expulsive volontaire
(FEV) qui refoule l’utérus vers le bas par élévation de la pression intra-abdominale entre 30 et 50
mm Hg. Si nous prenons comme hypothèse que la plus grande section utérine perpendiculaire à
l’axe de l’utérus mesure en moyenne 300 cm², un effort expulsif de 50 mm Hg entraînera une
force expulsive volontaire d’une intensité de 20,4 kg.
Si on considère que la surface d’application est de 90 cm2 la même pression entraînera une force
de 6.11 kg.
VIIID. La Force Expulsive Instrumentale (FEI).
La force expulsive instrumentale correspond à la force de traction qu’exerce l’opérateur
lors du forceps.
L’utilisation de forceps expérimentaux comprenant des capteurs a permis d’enregistrer
l’intensité des forces de traction développées par l’opérateur. La force de traction maximale est
comprise entre 20 et 27 kg.
166
Cette force est d’autant plus élevée que la parité est faible, le poids du nouveau-né élevé et la
présentation postérieure.
Malheureusement les études qui ont été faites ne prennent pas en compte le concept de
synchronisation. Pourtant celui-ci joue un rôle fondamental . En effet, si l’on met un capteur de
force constitué par un ressort dynamométrique sur un forceps sans effectuer aucune traction et
que la femme pousse lors d’une contraction, on observera un avancement de la tête tout en
enregistrant une force nulle. Inversement si l’opérateur exerce une traction, la valeur enregistrée
sera pour une résistance donnée d’autant plus élevée que la synchronisation est faible.
Le BirthSIm nous a permis de vérifier ces mesures. La chambre négative du vérin (qui
permet de simuler les résistances à l’avancement de la tête) (plus proche de la tête du nouveau-
né) est mise sous pression en utilisant différentes pressions (par l’intermédiaire d’un régulateur de
pression, pression de travail du vérin comprise entre 0 et 1125 mm Hg, vérin double effet avec un
diamètre de 25 mm, une tige de diamètre 10 mm et une masse de 0.09 kg, longueur de la tige 400
mm) puis je réalise un forceps. La traction est effectuée jusqu’à obtention de l’avancement de la
tête. Une classification quantitative puis qualitative est réalisée. Après l’analyse des essais nous
pouvons établir le tableau 23.
Tableau 23 : Classification du degré de difficulté d’une extraction par forceps en fonction de la
force de traction développée par l’opérateur.
Pression dans la chambre (mmHg) P < 375 375 < p < 1125 p > 1125
Force de Traction (kg) T < 21 21 < T < 62 T > 62
Degré de difficulté de l’extraction Facile Intermédiaire Difficile
Cette classification rejoint celle proposée par Wylie en 1962 : extraction « facile » <10 kg ;
« moyennement difficile » de 10-20 kg , « modérément difficile » de 20-30, et « très difficile »
au delà de 30 kg 22. On peut considérer 15 kg comme une force moyennement importante.
167
VIIIE. La Force Expulsive Totale (FET)
La force expulsive totale est celle qui résulte de l’addition de la FEA, FEV et FEI.
Les données recueillies sur le BirthSim montrent que la force expulsive totale optimale atteint
pour un forceps moyennement difficile (15 kg) et des efforts expulsifs optimales entre 25,6 kg
(hyp 90cm2) (4,5 + 15 + 6,1) et 39,9 kg (hyp 300cm2) (4,5 + 15 +20.4).
Principe de Synchronisation
La théorie intégrale de la symétrie rend souhaitable l’application de forces symétriques. Les
forces expulsive automatiques et les forces expulsive volontaires sont deux forces naturelles qui
entraînent très probablement une résultante de force symétrique.
Au contraire la force expulsive instrumentale (FEI) est une force artificielle. L’étude des
embarrures obstétricales a bien montré qu’il était préférable de favoriser les forces naturelles et
de minimiser l’application des forces artificielles.10
Ces données expliquent l’importance de la coopération maternelle et l’importance de la
synchronisation des forces expulsives.
Les tableaux 24 et 25 montrent que si un opérateur doit vaincre une résistance de 25,5 kg.
La force à appliquer par l’instrument va être comprise entre 0 et 25,5 kg newtons selon la qualité
des efforts expulsifs et selon la qualité de la synchronisation.
Tableau 24 : Valeurs moyenne des forces naturelles en jeu lors de l’expulsion. (FEA = force
expulsive automatique = contraction utérine ; FEV = force expulsive volontaire = efforts
expulsifs)
C.U. = FEA (kg) 4,5 Effort expulsif = FEV (kg) 6,1 à 20,4 Seuil de résistance = Forces à vaincre (kg)
25,5
168
Tableau 25: intérêt du principe de triple synchronisation :
Qualité de la synchronisation Force de traction instrumentale A développer pour obtenir l’extraction ( kg)
Difficulté de l’extraction
Aucune synchronisation 25,5 Modérément difficile Synchronisation simple avec FEA (CU)
21 Modérément difficile
Synchronisation simple avec FEV (hyp 90cm2)
19,4 Moyennement difficile
Synchronisation simple avec FEV (hyp 300cm2)
5,1 Facile
Triple synchronisation FEA / FEV (hyp 90cm2) / FEI
14,9 Moyennement difficile
Triple synchronisation FEA / FEV (hyp 300cm2) / FEI
0,6 Facile
(FEA = force expulsive automatique = contraction utérine ; FEV = force expulsive volontaire = effort expulsif ; FEI = force expulsive instrumentale = force développée par l’opérateur lors de l’extraction instrumentale).
Limites des forceps instrumentés en force de traction :
Les forceps instrumentés avec un capteur de traction ont un intérêt limité. En effet le
paramètre physique le plus important n’est pas la force de traction mais la valeur du seuil de
résistance qui doit être vaincu. Autrement dit si un dynamomètre ou une jauge de contrainte posé
sur le forceps indique 30,6 kg, les 30,6 kg peuvent correspondre à un seuil de résistance de 30,6
kg si la FEV et la FEA sont nulles ou à un seuil de résistance de 30,6+20,4 (ou 6.1) +8,4 kg c’est
à dire de 59,4 kg (ou 45,1 kg )si le forceps a été réalisé lors d’un effort expulsif maternel optimal
couplé à une forte contraction. En effet la valeur du seuil de résistance reflète les résistances
mécaniques à l’extraction, que celles-ci soient liées à une macrosomie ou à un bassin trop étroit.
Autrement dit, il est capital lors d’une extraction instrumentale de différencier les extractions
selon qu’elles font ou non des efforts expulsifs importants et selon que le forceps est réalisé ou
non pendant une contraction. A seuil de résistance identique l’opérateur doit veiller à obtenir
la meilleure synchronisation possible pour développer une force expulsive instrumentale la
plus faible possible.
169
Le simulateur comprend un vérin pneumatique, qui a quatre fonctions :
1. il simule les contractions utérines selon un programme choisi par l’instructeur ;
2. il simule les efforts expulsifs maternels ;
3. il oppose une résistance à la traction.
4. il permet à la tête de progresser selon l’axe des X.
Ces élément sont contrôlés et modifiables par l’instructeur sur un écran de PC.
L’élève visualise ces données sous la forme d’un tracé simulant une tocométrie pour les
contractions utérines, sous la forme d’un signal lumineux pour la FEV (une lumière s’allume au
moment du début des efforts expulsifs et s’éteint à la fin des efforts expulsifs). Enfin la résistance
qu’oppose le vérin est perçue directement par l’opérateur lors de la réalisation de l’extraction
instrumentale. Chaque extraction fait l’objet d’une vidéo qui filme en même temps le geste de
l’opérateur, le signal lumineux et la courbe simulant la tocométrie. On peut lors de la
visualisation de cette vidéo chronométrer d’une part la durée totale de la traction et le
pourcentage de synchronisation avec les efforts expulsifs et le pourcentage de synchronisation
avec les contractions.
Ce contrôle qualité permet
1. De vérifier que l’élève a bien compris le principe de synchronisation,
2. de voir les progrès effectués lors des séances d’entraînement.
On notera enfin que ce principe de synchronisation s’applique a toute extraction instrumentale et
est valable pour les extractions par ventouse, spatule ….
170
Le birth Sim comprend un vérin pneumatique (DSNU-25-400-P-A, Festo4), deux capteurs de
pression et une servo-valve (MPYE-5-M5-010B, Festo) (figure 77).
Système de simulation des contractions utérines et des efforts expulsifs.
Chambre aval
Chambre amont Effort résistant
Admission d'air
Refoulement
Crâne
Figure 77: vérin pneumatique du BirthSim ; l’ asservissement du vérin permet de simuler les
efforts expulsifs et les contractions et permet ainsi d’effectuer un contrôle qualité du principe de
synchronisation lors d’une extraction par forceps.
4 http://www.festo.com/
171
Conclusion
Ce concept de triple synchronisation est un principe biomécanique dont l’importance est
sous estimée : aucune étude n’a à ce jour fait la part lors des extractions instrumentales de la
force expulsive automatique, de la force expulsive volontaire et de la force expulsive
instrumentale. Un défaut de synchronisation à pourtant des conséquences majeurs, il peut
conduire à exercer des forces inutilement élevées voir à une extraction instrumentale que l’on
aurait pu éviter. La mauvaise synchronisation peut être liée à la parturiente, c’est le cas de
femmes dont l’analgésie est insuffisante et de tous les cas dans lesquels la patiente est agitée. La
mauvaise synchronisation peut également être liée à l’obstétricien qui peut appliquer la force en
dehors d’une contraction ou oublier de solliciter les efforts de la parturiente.
Ce concept de synchronisation est à la base du cahier des charges réalisé pour le
fonctionnement et l’asservissement du vérin. Cet asservissement permet de reproduire des
résistances plus ou moins importantes. Chaque fois que l’opérateur sollicite des efforts expulsifs
l’instructeur grâce à l’asservissement diminue en temps réel les résistances du vérin. L’utilisation
du Bithsim permettra de définir et de déterminer la fraction de synchronisation définies par le
rapport du temps de synchronisation sur le temps total de traction multiplié par 100. La meilleure
qualité du geste étant celle pour laquelle la fraction de synchronisation est voisine de 100%.
172
IX . FORCEPS INSTRUMENTE PAR CAPTEUR DE PRESSION
D’ INTERFACE
IXA. Phénoménologie des tissus mous, notion de points durs, de surface d’application
La loi mécanique déjà mentionnée indique que la déformation du crâne est inversement
proportionnelle à la surface d’application de la force. Ainsi plus la surface d’application est
grande plus la déformation est faible. Inversement plus la surface d’application est faible plus la
déformation du crâne est grande.
Cette loi mécanique à deux conséquences :
1. Lors d’une extraction instrumentale par forceps l’asynclitisme est fortement
déconseillé. En effet une traction asynclite peut entraîner la formation de points durs
et donc de traumatismes.
2. Dans l’idéal il faudrait pouvoir connaître cette surface de contact entre le crâne fœtal
et les cuillères du forceps.
C’est la raison pour laquelle il était souhaitable de développer un capteur permettant de connaître
la surface de contact entre le crâne fœtal et les cuillères du forceps.
Le corps humain comprend trois composantes : des composants solides peu déformables comme
les os longs adultes, les os courts comme les vertèbres ; des composants liquides tel le plasma
sanguin, le liquide interstitiel, le liquide céphalorachidien, l’urine et enfin des composants mous.
Les mesures de pression sont facilement réalisées dans les deux premières composantes : par
mesure directe ou par capteur dans les liquides (tocométrie interne), ou par mesure par jauge de
contrainte dans les milieux solides. En revanche, le crâne fœtal est un matériau mou déformable,
les jauges de contrainte ne permettent donc pas de réaliser des enregistrements. Seul un capteur
actif répond à cette demande.
L’hypothèse de travail est que, si la cuillère du forceps est trop enfoncée ou au contraire pas assez
enfoncée, une partie de sa surface ne sera pas en contact avec le crâne fœtal, la pression
d’interface sera donc quasiment nulle à ce niveau, inversement si les cuillères sont normalement
enfoncées et placées de manière symétrique les pressions d’interface sont symétriques.
La réalisation d’un capteur d’interface devrait donc permettre de mesurer indirectement la surface
de contact entre les cuillères et la tête foetal.
173
Définitions
La pression est définie par le rapport d’une force sur une surface. Elle est caractérisée par une
surface d’application, par une intensité et par un temps d’application. Elle s’exerce
perpendiculairement à la surface d’appui. Un corps reposant de façon stable sur un support reçoit
de celui-ci une force de réaction égale à la force appliquée. Le contact entre deux solides est
défini comme une surface de séparation entre deux états distincts de la matière.
L’interface est la limite commune à deux systèmes permettant des échanges entre ceux-ci.
La pression de contact dite encore pression d’interface est la pression exercée entre la surface
des deux corps.
IXB. Différents types de capteurs de pression d’interface
a. Méthode pneumatique 26, 129
Un capteur d’interface de type pneumatique est une cellule reliée à un réservoir d'air.
Les deux parois de la cellule se séparent au moment ou la pression interne de la cellule est
légèrement supérieure à celle appliquée sur le capteur. Quand la pression interne de gonflage est
juste supérieure à la pression appliquée, le volume d'air contenue dans la cellule augmente
soudainement, causant une brusque chute dans l'augmentation de la pression. La pression dans le
réservoir d'air à laquelle cette variation se produit est enregistrée (techniques : tube en U,
manomètres mécaniques, jauges de contraintes), c’est la pression d'interface appliquée.
Ces capteurs sont placés le plus souvent sur des matelas gonflables pour mesurer la pression et
pour ajuster les valeurs de celle-ci. Il existe des systèmes de multiplexeurs pneumatiques qui
permettent de n’avoir qu’une seule sortie reliée à une roue de répartition des entrées.
b. Méthode électrique 130, 131, 132, 133 (figure 78-73)
Les capteurs d’interface de type électriques sont des composants déformables
flexibles constitués d’un élément sensible. La force appliquée entraîne des variations de
résistance ou de capacité mesurables électriquement.Différentes technologies existent :
piézoélectrique, résistif et capacitif.
La méthode piézoélectrique n’est pas appropriée à la mesure statique en raison du courant de
fuite. Si une pression constante est appliquée à un capteur piézoélectrique pendant une période
174
prolongée (par exemple un patient allongé sur un lit), la réponse diminue et devient
progressivement nulle.
La méthode résistive est basée sur la variation de résistance d'une couche piezorésistive, lorsque
une force ou une pression lui est appliquée. Le principe des capteurs résistifs est basé sur la
diminution de la résistance de contact grâce au rapprochement des particules avec l’écrasement
correspondant à l'augmentation de la force.
L'avantage d'un tel capteur est que l’instrumentation associée est simple. La technologie la plus
répandue emploie deux fines feuilles de polymère. L’une comprend un écran imprimé (film
épais) et l’autre des lignes de conducteurs déposés en couche mince. Les conducteurs peuvent
être déposés sur :
- une feuille seulement, avec pour résultat d’une configuration planaire de câblage,
- sur deux feuilles, avec pour résultat une configuration plus flexible de câblage.
Selon le détail de la technologie utilisée, les fournisseurs vendent des manomètres qualitatifs. Ils
ne sont pas toujours appropriés à une mesure exacte de pression.
Figure 78 : Schéma de principe d’un capteur de pression d’interface électronique
175
La méthode capacitive est basée sur la variation de capacité entre deux plaques parallèles,
quand une pression est appliquée. Les plaques conductrices sont fixées sur une feuille non
conductrice d'élastomère (un diélectrique).
La structure est faite de trois couches. Les rangées et les colonnes conductrices enferment la
couche sensible à la pression. Dans les capteurs capacitifs, la couche sensible se compose d'un
élastomère non conducteur ayant une constante diélectrique élevée.
Quand une pression est appliquée, les plaques se rapprochent et la valeur de la capacité
augmente. Cette technique est moins sensible à la température et à l'humidité. Elle a une
valeur de rendement plus basse que la résistive.
Les capteurs capacitifs mesurent la moyenne de l’excédent de pression de la surface
sensible, alors que les capteurs résistifs mesurent l'excédent maximal de pression de cette même
surface. Avec ces deux techniques, la surface sensible doit être suffisamment petite pour obtenir
une valeur précise de pression dans le cas d'un profil de pression non homogène.
Le capteur « FlexiForce », est commercialisé par Tekscan, se présente sous la forme de
bandelettes dans lesquelles se situent les fils conducteurs.
Le matelas « Xsensor », est commercialisé par Roho, il est de dimension variables et comprend
1296 à 10240 capteurs capacitifs,. Il a une plage de mesure se 0 à 220 mm Hg avec une précision
de ± 5 mm Hg.
Figure 79 : Bandeau FlexiForce pourune mesure de pression (Modèle A201)
Figure 80 : Système de mesure depression pour une personne assise(XSensor modèle XS 96). Capteurd’interface de type capacitif
176
c. Capteur électropneumatique 134, 135, 136, 137.
Les capteurs électropneumatiques sont pourvus de contacts électriques sur les deux surfaces
intérieures d'une cellule flexible et gonflable. La cellule est gonflée et lorsque les pressions
interne et externe sont en équilibre, les contacts électriques se séparent et la pression à cet instant
est enregistrée, c’est la pression d'interface.
Le capteur électropneumatique est composé de cellules. Chaque cellule comprend deux surfaces
conductrices situées en regard l’une de l’autre. Ces surfaces sont en contact quand la cellule n’est
pas sous pression et sont en contact quand la pression d’interface est supérieure à la pression
intracellulaire. En revanche ces deux surfaces se séparent et donc interrompent le signal
électrique au moment ou la pression intracellulaire est supérieure à la pression d’interface. Ce
type de capteur a été développé par Binder 138(figure 82).
Chaque cellule est composée d’un chambre hermétique circulaire, constituée de deux couches de
latex collées en périphérie (épaisseur de 0.8 mm, surface utile de gonflement de 1 cm2). Un tube
de plastique souple de1 mm de diamètre relie la cellule au mécanisme de lecture de mesure. Deux
contacts très minces (0.1 mm d’épaisseur) sont fixés sur chaque paroi intérieure au centre de la
cellule. Des fils capillaires isolés les relient à un témoin lumineux alimenté par une pile de faible
voltage. Le capteur possède 10 cellules.
Figure 81 : Représentations 3D de différentes répartitions depression avec différents systèmes XSensor
177
Figure 82 - Capteur électro pneumatique (Binder).
La cellule est branchée à une poire pneumatique à clapet et à un tube en U. L’air envoyé dans le
circuit par la poire s’équilibre entre la cellule (extensible) et la colonne liquide (mobile). La
pression pneumatique ainsi créée déplace la colonne d’eau et tend à séparer les deux parois de la
cellule. A l’instant précis où la pression pneumatique dépasse juste celle supportée par la cellule,
cette dernière se gonfle très légèrement et rompt le contact électrique éteignant le témoin. A ce
moment, la lecture de la différence de niveau donne directement la pression exercée sur la cellule.
D’après Binder, plus la taille de la cellule est petite plus la moyenne des mesures est
ponctuelle et exacte.
Figure 83 : Capteur de pression de contact de type Talley (schéma du modèle SD500).
178
Cette technologie est utilisée dans les capteurs Talley 5. Le modèle SD500 (figure 83) mesurant
28 mm de diamètre est représenté ci-dessus. Le spectre de mesure est compris entre 0 et 199.9
mmHg avec une précision de 5% c'est-à-dire de ± 3 mmHg (Prix : 305 € sans le capteur lui-
même). Il est constitué d’une seule cellule et ne permet donc qu’une seule mesure de pression. En
effet il est constitué de deux « grilles » de cuivre qui sont face à face et chacune d’entre elle est
reliée à un fil qui permet de savoir s’il y a ou non un contact électrique (figure 84).
Figure 85 - Principe de mesure des capteurs d’interface électropneumatiques.
Chaque cellule de mesure comporte une face s’appuyant sur le forceps (face de référence) et une
face de mesure déformable en forme de membrane. Chaque face de la cellule est munie d’un
contact électrique. Ces contacts électriques sont reliés par un conducteur permettant à la
membrane de se déformer sans ajouter de tensions mécaniques (figure 85 et 86).
5 http://www.talleymedical.co.uk/
Figure 84 : Electrode d’un capteur Talley, capteur électropneumatique unicellulaire.
179
Figure 86 : Coupe d’une cuillère de forceps au niveau d’une cellule de mesure. La cellule est
gonflée avec un gaz, tant que la pression dans la cellule est inférieure à la pression d’interface les
deux éléments conducteurs sont en contact, dès que la pression dans la cellule est égal à la
pression d’interface les éléments conducteurs se séparent. La pression d’interface est lue à
l’instant ou les contacts changent d’état.
Les cellules sont initialement soumises aux seules contraintes du contact. Les contacts électriques
se touchent et sont équivalents à des interrupteurs fermés. Les cellules sont ensuite soumises à
une rampe de pression croissante. Au moment où la pression imposée devient supérieure aux
contraintes entre les deux corps, les contacts électriques se décollent et les capteurs deviennent
équivalents à des interrupteurs ouverts. Ainsi, en corrélant la mesure de la pression imposée avec
les tensions aux bornes des contacts, nous connaissons la pression de contact subie par chaque
cellule.
Ce type de capteur permet
• la mesure d’une pression de contact entre le forceps et la tête du nouveau-né ;
• la mesure de la symétrie d’application des forces sur la tête
• la mesure indirecte de la surface d’appui du forceps sur la tête
• la protection de la tête du nouveau-né grâce à la répartition des efforts sur le crâne.
180
IXC. Conception d’un nouveau capteur de pression d’interface.
IXC1. Particularités des tissus vivants
Les tissus vivants sont des milieux « multicouches » (Strato-cornéum, épiderme, derme)
qui ont chacun un comportement mécanique spécifique. L’ensemble est un milieu dont le
comportement mécanique est non linéaire (caractère viscoélastique).
Le principe de mesure le plus adapté de cet environnement est une méthode électropneumatique.
La matrice de cellules pneumatiques constitue un capteur fin et souple qui ne mesure que la
pression d’interface (membrane des cellules non mises en tension).
IXC2. Validation du concept de la mesure de pression d’interface
Une série d’essais a été réalisée dans le but de valider les enveloppes gonflables afin de
déterminer l’influence des propriétés mécaniques de la membrane sur la pression de contact.
L’objectif de l’expérience est de rechercher la pression de contact (équation) entre le solide
d’appui et la membrane et ensuite d’établir une corrélation entre la pression de contact et la
pression mesurée à l’intérieur de la membrane.
SFpcontact =
où : F est la force d’appui sur la membrane (N) et S t la surface d’appui (m2).
En théorie, pour déterminer la pression de contact entre deux solides, nous pouvons utiliser la
théorie des enveloppes minces 139, 77. Une enveloppe mince est un solide capable de contenir un
fluide sous pression et dont l’épaisseur est faible par rapport aux autres dimensions. D’après cette
théorie la distribution de tension, dans un plan perpendiculaire à la superficie est uniforme.
Pour le calcul de la surface d’appui nous pouvons utiliser la théorie de contact de Hertz 77. Dans
ce cas, nous utilisons l’hypothèse qu’il existe un contact entre une sphère (membrane) et un plan
(solide d’appui). L’équation donne le rayon de la surface d’appui d’après cette théorie.
3
21
2211
)/1()/1(]/)1(]/)1[(
83
ddEEFr
+−+−
×=µµ
181
où : F est la force d’appui (N), 1µ et 2µ les coefficient de poisson (donnés par le rapport entre la
déformation latérale et la déformation longitudinale lors d’une sollicitation uni-axiale) de la
membrane et du solide d’appui, 1E et 2E les modules de Young (donné par la relationεσ=E ) de
la membrane et du solide d’appui, 1d et 2d diamètres des solides en contact (pour le solide
d’appui ∞=2d ). La membrane est un matériau qui se comporte comme un solide élastique à la
suite d'applications rapides de contrainte ; c'est pourquoi le rapport contrainte; déformation est
constant et indépendant du temps 140. La membrane a un module de Young, pour une élasticité
instantanée, entre 1 et 3 GPa140. Le comportement des polymères à la déformation diffère de
celui des métaux en ce sens qu'il n'est pas seulement fonction de l'ordre de grandeur de la
contrainte, mais également de la durée d'application. Les polymères utilisés ayant des propriétés
non-linéaires, nous avons recherché cette corrélation expérimentalement. Pour cela, nous avons
développé un simulateur de pression d’interface représentatif du contact entre la tête fœtale et
le forceps.
Description du simulateur de pression d’interface (figure 87)
Ce simulateur permet la simulation d’une enveloppe déformable, comme par exemple les
contacts entre la tête foetale et les cuillères du forceps.
Le simulateur comprend un circuit pneumatique, une pompe, une membrane en caoutchouc
(épaisseur 0.5 mm) de transmission de pression, un capteur de pression type Taley, un solide
d’appui avec graduations pour calculer la surface d’appui (figures 87, 88).
Figure 87 : Schéma du simulateur de pression
182
Figure 88 : Principe du simulateur de pression d’interface. Ce système permet de valider le
concept de mesure de pression d’interface par un capteur électropneumatique en regardant l’écart
qui existe entre la pression imposée et la pression mesurée par le capteur.
Protocole Expérimental
Le circuit pneumatique permet d’imposer à partir d’une pompe une pression connue et de la
transmettre via une membrane déformable à la surface d’appui. Le capteur placé entre la cuillère
du forceps et la membrane, mesure la pression de contact. La figure 89 montre la corrélation
entre la pression appliquée à l’intérieur de la chambre et la pression d’interface mesurée par le
capteur de type Taley.
Une série de mesures pour chaque pression imposée est réalisée dans le but de vérifier la
reproductibilité des mesures et leur homogénéité.
Cette courbe nous montre une corrélation linéaire (y = 1,3 x - 4,9) entre la pression à l’intérieur
de la membrane et la pression d’appui, cette pression est la pression d’interface.
Ces résultats démontrent que la pression d’interface peut être simplement déduite de la pression
mesurée à l’intérieur de l’enveloppe mince .
Un capteur de pression d’interface comportant plusieurs cellules électropneumatiques peut donc
donner la pression d’interface entre la tête fœtal et le forceps.
183
Corrélation ente pression de contact et pression intérieure de la membrane
y = 1,289x - 4,943R2 = 0,9922
40
45
50
55
60
65
30 35 40 45 50 55
pression à l'intérieur (mbar)
pres
sion
de
cont
act F
/S
(mba
r)
Figure 89 : Corrélation linéaire entre la pression appliquée et la pression à l’intérieure de
la membrane.
IXC3. Présentation générale du capteur et de son fonctionnement
Remarque : Brevet CNRS Laboratoire de Physique de la Matière CNRS n° Fr 04 020 37
Points de colle pour matérialiser les cellules pneumatiques
Electrode fixe
Electrode mobile
Figure 90 : Détail du capteur de pression d’interface
Enveloppe
184
Figure 91: capteur une fois mise en place sur le Levret
Ce capteur est un capteur matriciel de pression. Il est composé d’une matrice de 16 contacts qui
sont répartis équitablement sur la surface de mesure. Il a été conçu pour s’adapter à un forceps de
type Levret, ses dimensions sont de 15 cm de longueur, 7 cm de largeur et moins de 5 mm
d’épaisseur (figure 90,91).
Matériaux utilisés
Pistes des contacts
Les pistes électriques qui forment les contacts sont réalisées à partir d’une feuille souple de
Cuivre-Kapton. (DuPont). Le Kapton est un film polyamide, à base d’une diamine et d’un
dianhydride, qui résiste aux produits chimiques et qui est d’une grande stabilité thermique. Il a la
capacité de conserver d’excellentes caractéristiques physiques, électriques et mécaniques pour
une large gamme de température (– 150° à + 350°C). Les conditions d’utilisation prévues du
capteur (température du corps humain 37° C)n’utilise pas toute cette gamme, contrairement aux
conditions de réalisation de celui-ci (soudage). Il existe plusieurs épaisseurs selon la rigidité
voulue du système. Trois épaisseurs sont disponibles, 125 µm, 75 µm, ou 50 µm. Nous
n’utilisons que les deux plus fines disponibles pour une plus grande souplesse du capteur.
Face Kapton (mate)
Face cuivrée (brillante)
Figure 92 : Détail des feuilles de Kapton (recto verso)
185
Enveloppes et colles
Le matériau utilisé pour réaliser l’enveloppe du capteur (qui sera en contact avec la peau
du nouveau né) doit avoir des caractéristiques très similaires à celle de la peau. Ce matériau
possède une certaine viscoélasticité. Un plastique souple d’une épaisseur de 0,30 mm a d’abord
été utilisé mais des problèmes de plis sur les joints de colles ont été remarqués. Ils empêchaient le
bon fonctionnement et un nouveau matériau plus souple et plus élastique est maintenant utilisé,
un caoutchouc naturel d’une épaisseur de 0,30 mm.
Différentes parties doivent être collées : les électrodes (fixes et mobile) sur l’enveloppe,
l’enveloppe qui doit être étanche, les câbles et le tube d’arrivée d’air.
Technique de micro gravure sèche
La gravure des pistes de contact est réalisée avec une micro-graveuse (Protomat M60,
LPKF). Elle permet de graver les pistes de cuivre avec une précision verticale de 3 µm. La
micro-graveuse, réalise la gravure, le perçage des circuits imprimés, et de la plaque de Kapton
sans procédés chimiques. (figures 93-96)
Figure 93 : Tête le la graveuse avec un outil prêt à graver
Figure 94 : Détail des pistes en cours de gravure (après le passage de l’outil 0,15 mm)
Figure 95 : Electrodes mobile et fixe totalement gravées
186
Pour les passages entre les pistes de l’électrode fixe, un outil (End Mill) de 0,15 mm de diamètre
est utilisé. Pour les endroits plus larges, la même catégorie d’outils est utilisée avec un diamètre
de 0,40 mm, voire même 0,80 mm pour évider le centre. Enfin un outil de 0,20 mm est utilisé
pour découper le contour et ainsi le détacher de la plaque. Pour l’électrode mobile, seul le cutter
est utilisé pour graver la forme et la séparer du support
La forme des pistes a été particulièrement étudié pour supporter une déformation liée à la mise
sous pression de la cellule de mesure.
Version 1 : capteur n°1
La feuille utilisée pour réaliser les deux électrodes comporte une épaisseur de Kapton de 75 µm
et de cuivre de 35 µm. Les électrodes sont fixées sur un plastique souple de 0,30 mm d’épaisseur
avec une colle repositionnable en spray. Les deux parties sont collées ensembles avec une colle
pour plastique souple. Deux câbles 12 brins servent pour la connectique reliés à un connecteur
Figure 96 : Détail de l’électrode mobile après la gravure avec un outil de 0,2mm de diamètre
Figures 97 : Recto verso de la première version du capteur.
187
DB 25 reliant le capteur à l’interface de l’ordinateur. Les deux câbles sont maintenus entre eux
avec une gaine thermo rétractable. L’étanchéité est faite avec du polyuréthane (mélange à 18 %),
coulé entre les deux câbles électriques et le tuyau d’alimentation d’air pour gonfler le capteur.
Lors des premiers tests la trop grande rigidité des contacts des cellules entraînaient le non
décollement de celles ci. En effet le Kapton n’était pas découpé pour optimiser la surface de
collage. Cette surface empêchait toute déformation de l’électrode mobile qui doit être la plus
souple possible. De plus le collage entre les deux parties (les deux électrodes, fixe et mobile) était
trop faible en surface et mal réparti. Seul quelques points de colles permettaient la liaison entre
les enveloppes des électrodes. Du fait de la faible surface de collage et de leurs répartitions
inégales, les points de colles n’ont pas tenus aux premiers gonflages pendant les tests.
Enfin le collage de la « housse », la partie qui permet le maintient sur la cuillère du forceps, est
trop tendu, le capteur est en tension et cela entraîne des erreurs lors des prises de mesures pendant
les tests.
Version 2 : capteur n°2
L’électrode fixe est gravée dans une plaque de Kapton de 75 µm. Elle est débarrassée de tout le
Kapton inutile. L’électrode mobile est gravée sur une plaque de Kapton plus fine, 50 µm, pour
obtenir une plus grande souplesse. Elle est aussi découpée au plus près de la piste de cuivre.
Les deux électrodes sont collées sur du plastique souple de 0,30 mm d’épaisseur avec une colle
spécialement adaptée (séchage 24 h).
Comme pour la première version la connectique est faite avec deux câbles 12 brins reliés à
l’ordinateur par un connecteur DB 25. De même, l’étanchéité est faite avec du polyuréthane coulé
entre les trois « tubes » (deux câbles et le tuyau d’arrivée d’air).
Figures 98 : Recto verso de la deuxième version du capteur
188
Tout le Kapton inutile est supprimé. Cela donne une plus grande souplesse au capteur.
L’électrode mobile est gravée sur du Kapton plus souple. Tous les points de colle inadaptés sont
supprimés pour modifier la zone de collage. En effet, de la colle relie les deux électrodes par le
centre en formant un « boudin » gonflable où se situent les contacts de même diamètre pour
éviter les tensions de membrane dues aux forces de Laplace.Le collage de la housse est plus lâche
et n’est pas fait de la même manière. Un deuxième collage de la housse sur la partie de
l’électrode fixe est fait. Le fait d’avoir enlevé tout le Kapton inutile rend le capteur très fin et très
souple.
Limites : Lors de son décollement de la plaque de gravure la plaque de Kapton se déforme et il
doit être repositionné.
Les « pads », (points de soudure de l’électrode de masse), sont très petits. Lors de la soudure des
fils, le plastique sur lequel sont collés les pads a fondu. Il était donc nécessaire de faire des pads
plus grands.
Version 3 : capteur n°3 La housse du capteur est un caoutchouc de 0,30 mm d’épaisseur. Le collage se fait avec
du néoprène juste sur l’extérieur de la forme maintenu par un serre-joint entre deux plaques. La
forme a été validé en deux temps : validation de la forme globale puis validation de la forme
après un collage central.
Figure 99 : Essai de forme avec le caoutchouc
Figure 100 : Deuxième essai en forme finale
189
les tests réalisés à l’aide de la pompe de gonflage du Talley ont permis de vérifier la bonne
adhésion de la colle et ont validés la forme définitive.
La gravure, a été réalisé selon la technique décrite précédemment (logiciels de design et de
gravure, CIRCUITCAM et BORDMASTER).
Une fois les deux électrodes complètement gravées, il faut les décoller de la plaque sur laquelle le
Kapton était collé. Celui était fixé avec de la colle repositionnable pour éviter tous mouvements
inappropriés qui risquaient d’abîmer la géométrie des électrodes. La colle perd ses capacités
collantes avec de l’acétone. Une bonne quantité coulée sur la plaque permet de retirer les deux
électrodes sans les déformer.
Collage des électrodes sur l’élastomère Une fois les électrodes prêtes pour le collage, on utilise un schéma du design pour les
maintenir en forme et ainsi appliquer de la colle néoprène sur le Kapton. On utilise de même un
design pour poser la colle sur le caoutchouc, puisque le néoprène nécessite un double encollage.
Après un temps de séchage d’environ 15 minutes, on peut mettre en contact les électrodes, la face
Kapton encollée, et le caoutchouc, en opérant très progressivement puisque le collage au
néoprène est quasi définitif.
Figures 102,103: Electrodes fixe et mobile collées sur le caoutchouc
Figures 101 : Design des électrodes sur le logiciel BORDMASTER
190
Préparation et soudure Les câbles 12 brins utilisés nécessitent une préparation minutieuse (chaque câble a un
diamètre de 1 mm). Il faut les dénuder à l’extrémité qui sera soudée au connecteur ainsi qu’à
celle qui est soudée aux pads de l’électrode. Cependant pour que le capteur soit le plus fin et le
plus souple possible, il faut aussi tailler les brins de l’électrode à la bonne longueur pour qu’ils
soient le plus courts et les moins gênant. Un étamage des brins précis est indispensable pour une
bonne tenue avec l’électrode.
La préparation terminée, on peut souder les fils sur l’électrode fixe. Pour réduire au
minimum le temps de soudure la température de soudage doit être la plus forte possible. Une
pointe d’étain a été déposé sur chaque pads pour faciliter la soudure. Cela permet une plus grande
maniabilité pour souder les fils. Les soudures ont ensuite été renforcées en les recouvrant de
colle néoprène.
Assemblage Lorsque la protection des soudures est sèche et solide, on peut alors assembler, en soudant
l’électrode mobile, les deux parties du capteur. Pour cela on prépare les fils de masse en les
gainant avec une gaine thermo rétractable et en étamant l’extrémité des fils. On obtient deux fils
un peu rigides qui une fois soudés à l’électrode mobile, serviront de masse pour scruter l’état des
contacts du capteur en fonction de la pression appliquée sur celui-ci et celle appliquée à
l’extérieur.
Figure 104 : Electrode fixe soudée avec les câbles 12 brins
Figure 105 : Protection des soudures avec du néoprène
191
Les fils de masse sont soudés une fois que leur longueur est ajustée pour que les
électrodes soient bien en contact lors du collage final, de la partie centrale ainsi que l’extérieur
qui ferme étanchement le capteur. Cette opération faite, les deux morceaux de caoutchouc sur
lesquelles sont collés les électrodes sont indissociables.
Préparation du connecteur Un connecteur DB 25 relie le capteur à l’interface PC qui scrute l’état des contacts en
temps réel. Ce connecteur est relié au capteur par les câbles 12 brins qui sont soudés à chaque
piste de cuivre de l’électrode. L’identification des fils est réalisé ensuite en testant chaque contact
individuellement. On peut ainsi savoir quel fil est relié à quelle piste de contact.
En activant le signal sonore du multimètre du test de continuité, on arrive à déterminer quel fil est
soudé à quel contact.
Figure 106 : Fils de masse en attente d’être soudés
Figure 107 : Points de soudure des fils de masse sur les pads de l’électrode mobile
Figure 108 : Vue d’ensemble des deux électrodes réunies
192
Connecteur 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Contact du
capteur
droit
9 11 13 15 1 3 5 7 Masse 10 12 14 16 2 4 6 8
Contact du
capteur
gauche
8 6 4 2 16 14 12 10 Masse 7 5 3 1 15 13 11 9
Collage final Pour éviter tout court circuit par contact entre les pistes des contacts et les pads de
l’électrode mobile, un isolant est placé entre les deux. Le collage au néoprène se fait en plusieurs
étapes pour ne pas abîmer le capteur ou détériorer le caoutchouc. Les emplacements à coller sont
repérés puis le collage réalisé au centre puis sur les cotés.
L’étanchéité est faite avec un joint de colle néoprène très épais et réparti sur toute la base du
capteur entre les deux câbles électriques et le tuyau d’arrivée d’air.
Figure 109 : Connecteur DB 25 soudé pour l’interface
Tableau 26 : Tableau des liaisons connecteur - capteur
Tuyau d’arrivée d’air
Connecteur dans son boîtier
Figure 110 : Capteur entièrement collé avec le connecteur et le tuyau d’air
193
Mise en place de la housse
La housse du capteur est constituée du même matériau que le capteur lui même et la colle utilisée
est le néoprène. Le masque réalisé sur une feuille de caoutchouc est un peu plus grand que le
capteur lui même .
Figure 111 : capteur en place sur le Levret
194
Caractérisation du nouveau capteur de pression d’interface :
Mode opératoire et table de manipulation
Figure 112 . Mode opératoire et table de manipulation. Le capteur positionné sur le
forceps est relié à une valise mobile qui contient la pompe et le microcontroleur,
l’ensemble est relié à un PC.
Le principe du capteur réalisé a été explicité plus haut et consiste en une méthode électro-
pneumatique.
L’originalité de ce capteur tient à plusieurs éléments :
1. le grand nombre de cellules (16) sur chaque capteur
2. l’utilisation d’une rampe de pression. Une pompe pneumatique permet de donner une
consigne de gonflage, le capteur se gonfle et se dégonfle très légèrement par à-coups
successifs en suivant la rampe de pression pour rester le plus proche de la consigne
imposée.
3. un asservissement de la partie pneumatique qui permet de choisir la consigne de
gonflage, (pression maximale), le temps de gonflage souhaité (inclinaison de la rampe
de pression).
195
Système de visualisation en temps réel
Chaque cellule de mesure est reliée à une carte d’acquisition qui commande et contrôle la mesure
statique de l’effort de compression. Cette même carte contrôle le gonflage dynamique des
cellules actives. Ensuite les données sont transférées à un ordinateur et une interface graphique
permet d’entrer les paramètres et de visualiser les données.
Les objectifs de cette interface graphique sont de permettre :
• d’établir une cartographie des pressions du système à partir de chaque
cellule ;
• de visualiser les résultats en temps réel ;
• de donner la répartition des pressions exercées sur le crâne du nouveau né
sur l’écran d’ordinateur (contrôle de la symétrie) ;
• d’aider la pose du forceps.
L’affichage se fait sous la forme de cellule, chacune représente un des 16 contacts.
Quand la pression à l’intérieur du capteur est supérieure à la pression imposée on observe un
changement de couleur de la cellule.
Figure 113 : Ecran de visualisation de l’état des contacts (couleur : rouge = fermé ; bleu =ouvert), les 16 cellules de chaque capteur sont représentées, les changement d’état sont repéréspar un changement de couleur. Avant le démarrage de la rampe de pression les contacts sontjoints donc tous de la même couleur, les changements d’état sont visualisés comme deschangements de couleur.
196
Cette interface permet à l’opérateur de contrôler la symétrie d’application des forceps avec la
surveillance des états (ouverts ou fermés) des contacts électriques.
Les contacts sur la cuillère de forceps disposent de trois couleurs :
• gris pour indiquer qu’il n’y a pas de communication avec la carte
d’acquisition ;
• bleu pour indiquer que le contact est fermé ;
• rouge pour indiquer que le contact est ouvert.
Les informations sur les contacts renseignent directement sur la symétrie d’application du
forceps.
Un écran de réglage des paramètres
Figure 114 : Ecran de contrôle de la rampe de pression, l’opérateur peut fixer les caractéristiques de la rampe de pression : pression de base et degré de la pente.
197
Un écran d’affichage des résultats (pression moyenne de chaque contact, écart par rapport à la
pression moyenne, pression moyenne globale.)
IXD. Première validation du capteur
IXD1. Validation sur simulateur de pression d’interface
Une première validation a été réalisé en utilisant le simulateur de pression d’interface.
Les manipulations se font par séries de mesures en augmentant petit à petit la pression dans la
chambre du modèle physique. En effet, le but des manipulations est de déterminer une courbe
caractéristique du capteur en fonction de la pression qui lui est imposée.
Figure 115 : Ensemble Forsafe avec la boite d’acquisition, le PC et le capteur ; ce montage permet la caractérisation du capteur sur modèle physique
Manomètre de mesure de la pression imposée
Modèle physique
Mallette d’interface des mesures
Ordinateur de commande relié à l’interface
198
On impose ainsi une série de pression dans la chambre et on fait fonctionner le capteur, on
enregistre alors les valeurs fournies par le capteur, valeurs qui sont comparées aux valeurs
imposées.
Le capteur est placé sous le modèle physique de pression. Le manomètre de gonflage et de
visualisation de la pression imposée est relié à la chambre de pression. Il permet de savoir en
permanence quelle est la pression exacte qui règne dans la chambre tout au long des mesures. Le
connecteur du capteur est relié à l’interface logicielle et tout ceci est relié au PC à l’aide d’un
convertisseur série/USB. Le tuyau de gonflage du capteur est relié à la pompe à l’aide d’un tuyau
et d’une vanne anti-retour.
Caracterisation du Capteur Droit
0
20
40
60
80
100
120
140
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Pression imposée (En mmHg)
Pres
sion
Mes
urée
(en
mm
Hg)
Pression Modele Physique
Pression Min de Décollement
Pression Max de Décollement
Figure 116 : validation du capteur, relation entre la pression mesurée et la pression imposée
Plusieurs séries de mesure sont réalisées, elles ont permis de vérifier d’une part
l’étanchéité du capteur et d’autre part la linéarité de la relation pression imposée/pression
mesurée. La courbe obtenue est une droite du type « y = Ax » linéaire.
199
IXD2. Validation sur BirthSim
L’objectif de la manipulation est de déterminer si le capteur permet de donner une information
semi quantitative c'est-à-dire de savoir si le capteur peut renseigner sur la valeur de la surface de
contact entre le forceps et la tête foetal.
La validation de ce capteur a nécessité comme préalable celle du simulateur. En effet il était
important d’assurer la reproductibilité des manipulations en positionnant la tête dans la même
position.
Le protocole expérimental est le suivant : la tête fœtale est positionnée dans le BirthSim en
variété OP, +2. Le BirthSim permet de bloquer la tête dans cette position.
L’opérateur saisi la cuillère droite d’un forceps pajot recouverte du capteur de pression
d’interface. Trois positions de forceps sont définies :
Position A : la branche est trop enfoncée et n’est pas en contact avec la tête.
Position B : la branche n’est pas assez enfoncée : seul la moitié de la cuillère est en contact avec
la tête
Position C : la branche est suffisamment enfoncée.
Dans la position A : aucun capteur n’est en contact avec la tête
Dans la position B : Les deux premiers centimètres de la cuillère sont en contact avec la tête,
donc 4 capteurs sont en contact avec la tête n°7, 8, 9, 10
Dans la position C : Toute la cuillère est en contact avec la tête donc les capteurs
3 à 14 sont en contact.
Dans cette expérience seul l’état des capteurs n°3 à 14 sont pris en compte.
Un programme informatique sous excel a permis de déterminer de manière aléatoire la succession
des positions du forceps (tableau 27). Seul le médecin connaît cette séquence, l’ingénieur
enregistre les données du capteur de manière aveugle.
200
Résultats
L’ordinateur a fourni de manière aléatoire la séquence représentée dans le tableau 27.
Tableau 27 : Série aléatoire de mesure.
Rang de l’expérience Position 1 Pas assez 2 Trop 3 Normal 4 Normal 5 Trop 6 Pas assez 7 Trop 8 Normal 9 Pas assez 10 Pas assez 11 Trop 12 Normal
Le nombre de capteurs qui changent d’état est compris entre 1 (expérience n° 7 et 11) et 5
(expériences n° 4)
Le capteur n°5 change d’état dans les 12 expériences.
Les représentations visuelles des résultats sont identiques pour les expériences n°7 et 11
Les changements d’état sont représentés dans le tableau 28.
Tableau 28 : n° des capteurs dont l’état change lors de la manipulation en fonction de l’origine
expérimentale. (n°2,5,7,11 = trop enfoncé ; n°1,6,9,10 = pas assez enfoncé, n°3,4,8,12 = position
correcte)
N°Capteur 2 5 7 11 1 6 9 10 3 4 8 12
N° 5 5.8.11.12 5 5 5.7.8 5.12 4.5.7 5.7 5.12.13 5.6.11.12.13 6.12.13 5.12
N° - 8.11.12 - - 7.8 12 4.7 7 12.13 6.11.12.13 6.12.13 12
201
Figure 117 : Résultats de la validation sur BirthSim
2
34
1
202
Figure 118: Visualisation de la rampe de pression telle qu’elle est appliquée lors de la
validation sur BirthSim
L’objectif de cette étude est de déterminer si l’enregistrement des pressions d’interface
peut aider à déterminer la surface de contact du forceps avec la tête fœtale. L’expérience que
nous avons réalisée montre l’intérêt de ces enregistrements, dans cette expérience le capteur n°5
change d’état dans les trois configurations il n’est donc pas discriminant. Ceci peut s’expliquer
par un problème d’assemblage du capteur qui reste en position fermée en permanence.
En position trop enfoncée position dans laquelle aucun capteur n’est en contact le diagnostic est
correctement effectuée dans 3 cas sur 4, en effet les capteurs s’ouvrent immédiatement, en
revanche la situation n°5 donne des résultats ininterprétables puisque les capteurs 11 et 12 ont
changé d’état. En position « pas assez enfoncé » (n°1,6,9,10) les capteurs 7,8,9,10 devraient
changer d’état or seul le n°7 change d’état dans 75% des cas, de même en position « normale »
(n°3,4,8,12) les capteurs 4 à 13 devraient changer d’état alors que c’est essentiellement les n° 12
et 13 qui changent d’état.
203
Cette manipulation suggère que les capteurs fonctionnent au mieux sur une surface plane
et qu’ils fonctionnent moins bien sur des surfaces courbes comme ici la pointe du forceps. La
pointe comporte en effet les capteurs n°7,8,9 et10. Ces résultats pourraient être également liés
aux limites de la simulation. En effet le BirthSim ne permet pas de mimer complètement une
situation réelle, en réalité la tête fœtale à une souplesse plus importante que celle du mannequin.
Le capteur mis au point dans cette étude est en cours de validation, la manipulation
présentée ici est préliminaire ; des manipulations supplémentaires sont en cours pour évaluer
l’impact du type de rampe de pression utilisée sur l’acquisition des résultats. Cette validation en
laboratoire est une étape indispensable avant toute validation hospitalière.
204
Conclusion
Le capteur de pression d’interface qui a été conçu permet d’étudier précisément la
phénoménologie des interactions entre la tête fœtal et le bassin maternel mais l’utilisation de
Kapton et de Cuivre rend l’utilisation de ce capteur potentiellement dangereux. En effet les pistes
du capteur pourraient entraîner des marques cutanées. En revanche, la technologie développée ici
permet d’instrumenter le bassin du simulateur. Les surfaces anatomiques clefs telles que
promontoire sacré, épine du pubis, ligne innominée peuvent être instrumenté par ces capteurs
d’interface ce qui permettrait alors d’étudier la phénoménologie de l’examen clinique
transvaginal.
205
X . CONCLUSION :
VERS UN CONTROLE QUALITE DES EXTRACTIONS
INSTRUMENTALES.
Dans le monde médical la notion de contrôle qualité apparaît aujourd’hui comme
essentiel, cette notion répond aux attentes des patients qui réclament plus de sécurité, aux attentes
des administrations hospitalières qui souhaitent optimiser l’organisation des soins et aux attentes
des praticiens.
Les praticiens sont aujourd’hui sensibilisés à cette notion par le biais de
l’agence Nationale D’accréditation et d’évaluation en Santé, et par le biais des assureurs. Ce
contrôle qualité est apparu récemment dans la spécialité de gynécologie obstétrique par le biais
des échographistes. Des critères qualités ont ainsi été décrit pour la mesure de la clarté nucale,
pour la mesure des os propres du nez 141.
Bien que les extractions instrumentales et en particulier les extractions par forceps soient
réalisées depuis plus de 400 ans, les ouvrages de la spécialité ne décrivent aucun score de qualité.
La construction d’un score de qualité nécessite une connaissance optimale de la phénoménologie
de l’extraction instrumentale. Les travaux déjà réalisés et en cours de réalisation en particulier
ceux réalisés sur la trajectoire de pose du forceps doivent permettrent de proposer dans les années
qui viennent un score de qualité des extractions instrumentales.
Le travail que nous avons effectué a permis également la conception d’un simulateur
anthropomorphe qui permet l’apprentissage en toute sécurité de gestes potentiellement dangereux
tels que l’extraction par forceps ou par ventouse. Dans de très nombreux domaines aéronautiques,
spatiales, sportifs la simulation est devenu un passage obligée pour les professionnels, des études
récentes ont montré que les étudiants formés sur simulateur ont des compétences supérieures 126.
Il est donc probable que les assureurs, les législateurs ou les associations de patients réclament
dans quelques années une certification des praticiens sur simulateur.
Le climat de confusion qui entoure la pratique de l’extraction instrumentale a conduit de
nombreux praticiens à opter pour une politique de césarienne à grande échelle. Concernant
l’extraction instrumentale deux éléments concourent à créer un esprit de confusion.
206
Le premier élément est d’ordre chronologique. On doit en effet noter que par définition
l’extraction survient à la fin de l’accouchement, c’est ainsi de facto la partie la plus visible de
l’accouchement et ceci tant pour l’obstétricien qui effectue l’extraction, que pour le néonatologue
qui reçoit le nouveau-né ou que pour la mère qui subit ce geste. Toute complication maternelle ou
néonatale va donc être naturellement rapportée à l’élément final : l’instrument. Pourtant
l’extraction n’est que le dernier maillon de la chaîne obstétricale. Les paramètres qui influent sur
l’état de santé néonatal sont en fait multiples et ne se limitent pas à l’utilisation ou non du forceps
ou de la ventouse. Parmi les autres paramètres qui ont un rôle déterminant pour la santé de
l’enfant notons: le terme de l’accouchement (terme dépassé versus terme ou prématurité), la
durée des contractions, l’état des réserves métaboliques du nouveau-né (fœtus eutrophe versus
hypotrophe), l’état métabolique instantané (fœtus soumis à des variations rapide de pH comme
chez la mère diabétique, versus fœtus bénéficiant de l’homéostasie maternelle), le type de
réponse du fœtus au stress su travail (Rythme cardiaque fœtal normal versus rythme cardiaque
fœtal anormal)…..Ainsi en cas d’extraction instrumentale rapporter toute souffrance à
l’extraction est certainement abusif.
Le deuxième élément de confusion est lié au fait qu’une extraction instrumentale réussie
nécessite l’analyse rapide de nombreux facteurs :
Les facteurs maternels : état de sédation de la mère, qualité de la coopération maternelle ; les
facteurs fœtaux : terme de l’accouchement, type de RCF, type de fœtus (eutrophe ou rciu), poids
estimé, type de présentation , variété de présentation, degré de descente pelvienne, degré de
bosse séro sanguine, les facteurs organisationnels : disponibilité du bloc obstétrical,
hiérarchisation des urgences peuvent intervenir et doivent être analysés, leur synthèse permettant
de préconiser tel ou tel type d’accouchement. L’enseignement par simulation permet d’enseigner
des gestes de plus en plus complexes.
Le dernier point que nous souhaitons souligner est l’importance de l’étude de la
phénoménologie. En effet la médecine basée sur les faits est fondée sur deux grands types
d’étude les études contrôlées randomisées d’une part et les études expérimentales d’autre part.
Les études contrôlées randomisées sont fréquentes et indispensables, en revanche les études
expérimentales sont plus rares. A de rares exceptions les études expérimentales in vivo sont pour
des raisons éthiques évidentes devenues impossibles, et seules les études in vitro sont réalisées.
207
L’apport des nouvelles techniques en particulier l’IRM permet de concevoir des simulateurs de
dernière génération qui permettent d’étudier en détail la phénoménologie.
Le travail effectué pendant quatre ans en collaboration étroite avec une équipe de
chercheurs CNRS et d’ingénieurs de l’INSA, et avec un biostatisticien a été particulièrement
fructueux. Un nouveau capteur de pression d’interface, un nouveau simulateur, un nouveau
forceps dédié à l’enseignement, un nouveau concept de formation à l’extraction instrumentale,
deux brevets et les deux premières publications internationales sont nés de ces interactions.
Je remercie particulièrement mon directeur de thèse Mr André Dittmar pour la confiance
qu’il m’a accordé dans la réalisation de ce travail.
208
XI . ANNEXES : Annexe 1 : questionnaire de l’enquête de pratique réalisée au sein du réseau Aurore. Modèle de questionnaire utilisé pour l’enquête de pratique au sein du réseau Aurore. Nom de l’obstétricien (facultatif)….. Adresse de la maternité (facultative)……. • Question 1 : Dans VOTRE pratique la fréquence d’utilisation de chacun de ces instruments est : (Entourer les bonnes réponses : une seule réponse possible par ligne)
Forceps croisé avec tracteur
JAMAIS Exceptionnellement PARFOIS FREQUEMMENT EXCLUSIVEMENT
Forceps croisé sans tracteur
JAMAIS Exceptionnellement PARFOIS FREQUEMMENT EXCLUSIVEMENT
Forceps parallèle
JAMAIS Exceptionnellement PARFOIS FREQUEMMENT EXCLUSIVEMENT
Spatules
JAMAIS Exceptionnellement PARFOIS FREQUEMMENT EXCLUSIVEMENT
Ventouse à cupule rigide
JAMAIS Exceptionnellement PARFOIS FREQUEMMENT EXCLUSIVEMENT
Ventouse à cupule souple
JAMAIS Exceptionnellement PARFOIS FREQUEMMENT EXCLUSIVEMENT
• Question 2 :Vous pensez que votre formation aux méthodes d’extraction instrumentale a été : (Donner une valeur numérique comprise entre 0 = mauvaise formation et 10=excellente formation) Valeur de la formation = ……../10 • Question 3 : Lors de la formation d’obstétricien l’apprentissage des techniques d’extraction sur simulateur vous
paraît : (Entourer LA bonne réponse) - Sans intérêt
- Intéressante • Question 4 : Concernant le Diplôme de Mécanique et Technique Obstétricale (de Besançon ou Paris) : (Entourer LA bonne réponse)
- Je possède ce diplôme - Je ne possède pas ce diplôme • Question 5 (Réponse FACULTATIVE) : Pendant l’année 2002 avez-vous eu des complications néonatales
liées a une extraction instrumentale ? Instrument responsable
Paralysie faciale
Lésions oculaires
Embarrures crâniennes
Lésions cutanées
Hématomes extensifs du scalp
Décès néonatal
Forceps OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
Ventouse OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
OUI / NON Nombre :
209
Annexe 2 : représentation des trajectoires du forceps.
Opérateur 1
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along X, Y Axis For the Position OP and for the operator 8
Dis
plac
emen
t on
X Ax
is (c
m)
Displacement on Y Axis (cm)
210
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along X, Z Axis For the Position OP and for the operator 8
Displacement on X Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z Ax
is (c
m)
211
Coordonnées Points Finaux en cm (Points bleu)
Manip_FG_OP X Y Z Time ellapsed (second)
Courbe Magenta 8,50 1,83 7,94 6,20Courbe Verte 10,72 2,53 6,69 4,68Courbe Noire 10,21 1,45 8,07 3,60
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along Y, Z Axis For the Position OP and for the operator 8
Displacement on Y Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z Ax
is (c
m)
212
• Opérateur 2
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along X, Y Axis For the Position OP -above view-
Dis
plac
emen
t on
X Ax
is (c
m)
Displacement on Y Axis (cm)
213
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along X, Z Axis For the Position OP - profil view
Displacement on X Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z Ax
is (c
m)
214
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along Y, Z Axis For the Position OP - front view
Displacement on Y Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z Ax
is (c
m)
215
• Opérateur 3
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along X, Y Axis For the Position OP -above view-
Dis
plac
emen
t on
X Ax
is (c
m)
Displacement on Y Axis (cm)
216
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along X, Z Axis For the Position OP - profil view
Displacement on X Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z Ax
is (c
m)
217
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along Y, Z Axis For the Position OP - front view
Displacement on Y Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z Ax
is (c
m)
218
• Opérateur 4
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along X, Y Axis For the Position OP -above view-
Dis
plac
emen
t on
X Ax
is (c
m)
Displacement on Y Axis (cm)
219
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along X, Z Axis For the Position OP - profil view
Displacement on X Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z Ax
is (c
m)
220
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Displacement of the Left Forceps along Y, Z Axis For the Position OP - front view
Displacement on Y Axis (cm)
Dis
plac
emen
t on
Z Ax
is (c
m)
221
Annexe 3 : coordonnées alphanumériques des points de départ, de retour et d’arrivée :
Tableau 1 : Coordonnées des points de départ (D) (OP)
X=f(Y) Z=f(X) Z=f(Y) Opérateur 1 T1 B1 C6 C6 T2 B1 A7 B8 T3 C2 B7 C7 Opérateur 2 T1 C4 D6 C6 T2 C4 D5 C5 Opérateur 3 T1 B4 D3 B3 T2 B4 D3 B3 T3 B5 E3 B3 Opérateur 4 T1 C4 D5 D5 T2 C4 D5 C5 T3 C4 D4 D4
222
Tableau 2: Coordonnées des points de retour (R) (OP)
Tableau 3 : Coordonnées des point d’arrivée (A) (OP)
X=f(Y) Z=f(X) Z=f(Y) Opérateur 1 T1 G14 N12 F12 T2 G15 O11 G11 T3 F15 O13 F13 Opérateur 2 T1 F15 O13 F13 T2 F15 O13 F13 Opérateur 3 T1 F13 M14 F14 T2 G14 N12 E13 T3 E13 M13 E13 Opérateur 4 T1 G14 N12 G12 T2 G15 O12 G12 T3 G15 O12 G13
X=f(Y) Z=f(Y) Opérateur 1 T1 H11 H7 T2 H12 H7 T3 H13 H7 Opérateur 2 T1 H12 H9 T2 H11 H10 Opérateur 3 T1 I12 I7 T2 I12 I7 T3 I13 I6 Opérateur 4 T1 G9 G8 T2 G8 G8 T3 H9 H7
223
Annexe 4 : Valeur de l’intensité des forces de traction utilisées lors d’un forceps.
Tableau 1 : Force de traction maximale et totale lors d’un forceps (en kg)
Cas T Maximale
n =156 16 21
n = 41 18 22
16 Forceps croisés
18 Forceps parallèles
Tableau 2 : Force de traction maximale et totale lors d’un forceps influence de la parité (en kg)
* D’après Ullery JC142 Forceps type Tucker-Mc Lean (croisé)
**D’après Wylie B22
Parité (n) T Maximale
0(108) 22
1(18) 23.5
2-4(23) 16
5 et + 21
Parité (n) T Maximale
IP (12)* 19.8 (12.5-33.5)
XP (8)* 14 (7.5-25.5)
IP** 20
(2-16)
XP
(IVP)**
6.5
(2-15)
224
Tableau 3 : Influence de l’expérience de l’opérateur sur les forces de traction (en kg). 16
Tableau 4 : Influence du poids de naissance sur les forces de traction (en kg). 16
Poids T maximale
<2000 g (n=3) 9
2000-2500 g (n=6) 14
2500-3000 g (n=32) 18.5
3000-3500 g (n=69) 22
3500-4000 g (n=37) 23.5
>4000 g (n=9) 23.5
Tableau 5 : Influence de la variété de présentation sur les forces de traction en kg. 16
Statuts T maximale
Etudiants(n=37) 18.5
Internes (n=22) 19.5
Residents (n=88) 22
PH (n=7) 27
Variété de
présentation
T maximale
Antérieur (146) 21.1
Postérieur (12) 26.7
225
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THESE SOUTENUE DEVANT L'INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON
NOM : DUPUIS DATE de SOUTENANCE : 30 03 2005 Prénoms : OLIVIER TITRE :
Apport du forceps instrumenté dans la sécurité de l’extraction instrumentale NATURE : Doctorat Numéro d'ordre : 03 ISAL Ecole doctorale : ELECTRONIQUE, ELECTROTECHNIQUE, AUTOMATIQUE Spécialité : IMAGES ET SYSTEMES Cote B.I.U. - Lyon : T 50/210/19 / et bis CLASSE : RESUME : Les forceps obstétricaux sont utilisés quotidiennement depuis plus de 400 ans. En 2003, ils sont utilisés dans 6,3% des accouchements effectués dans le réseau de maternités Aurore - Grand Lyon. En cas de suspicion de souffrance fœtale nécessitant une extraction urgente, ils permettent de soustraire rapidement le fœtus à une situation anoxique. Le travail réalisé pendant 4 ans en collaboration étroite avec deux équipes d’ingénieurs chercheurs du laboratoire de physique de la matière et du laboratoire d’automatique industrielle a permis de concevoir un forceps instrumenté d’une part avec des capteurs de position spatiale et d’autre part avec des capteurs de pression d’interface. Intégré au simulateur d’accouchement que nous avons conçu et breveté ces nouveaux forceps sont les premiers qui permettent non seulement l’étude de la phénoménologie de la pose de l’instrument et de l’extraction proprement dite mais aussi l’enseignement sans danger de l’extraction instrumentale.
L’utilisation conjointe du forceps instrumenté et du simulateur d’accouchement permet d’assurer un contrôle qualité de l’extraction instrumentale. La valorisation de ce travail par le biais de la création d’un centre de formation aux techniques d’extraction instrumentale est aujourd’hui envisageable. MOTS-CLES : Forceps obstétrical, extraction instrumentale, biocapteurs médicaux, enseignement. Laboratoire (s) de recherches : Laboratoire de Physique de la Matière Laboratoire d’Automatique Industrielle Directeur de thèse: André Dittmar Président de jury : Professeur Patrick Madelenat Composition du jury : Magnin Isabelle; Dittmar André ; Subtil Damien ; Lhemery Didier ; Madelenat Patrick ; Rudigoz René-Charles
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