The childbirth simulator BirthSIM: A complete tool to train risk-free in obstetrics
Le simulateur d'accouchement BirthSIM : un outil complet pour la formation sans risque en obstétrique
Résumé
Because complications related to the use of obstetrical instruments comes from a training problem of the future obstetricians and midwives, we propose the childbirth simulator BirthSIM as a tool to acquire a first experience in obstetrics. Indeed, a simulator offers the medical team a risk-free training to complete the traditional training carried out in the delivery ward.
The BirthSIM simulator is composed of anthropomorphic manikins with the anatomical landmarks used in the delivery ward. To replicate the involved forces, a pneumatic actuator is controlled by a servovalve with position and effort control algorithms to simulate
different deliveries. To evaluate the obstetric gesture, it is discomposed into two steps: the forceps placement and the extraction gesture. To analyze the placement, the forceps are instrumented with position sensors with the ability to measure the six degrees of freedom. Methods to
analyze the gesture are then developed to objectively evaluate the operator repeatability, their error rate and their similarity compared to a reference gesture. Concerning the extraction gesture it is recorded with a force sensor. All parameters related to this extraction (maximal force, work, etc.) are gathered in an evaluation function to calculate a performance index which allows to evaluate objectively the gesture.
Finally, a visualization interface offers a risk free training method to operators to learn the obstetric gesture. The evaluation of the gestures is carried out using the developed methods which allow to quantify the skill progression of the obstetricians trained on the
BirthSIM simulator. The results confirm and complete the disparate results found in the literature and attest to the interest of a simulator.
The BirthSIM simulator is composed of anthropomorphic manikins with the anatomical landmarks used in the delivery ward. To replicate the involved forces, a pneumatic actuator is controlled by a servovalve with position and effort control algorithms to simulate
different deliveries. To evaluate the obstetric gesture, it is discomposed into two steps: the forceps placement and the extraction gesture. To analyze the placement, the forceps are instrumented with position sensors with the ability to measure the six degrees of freedom. Methods to
analyze the gesture are then developed to objectively evaluate the operator repeatability, their error rate and their similarity compared to a reference gesture. Concerning the extraction gesture it is recorded with a force sensor. All parameters related to this extraction (maximal force, work, etc.) are gathered in an evaluation function to calculate a performance index which allows to evaluate objectively the gesture.
Finally, a visualization interface offers a risk free training method to operators to learn the obstetric gesture. The evaluation of the gestures is carried out using the developed methods which allow to quantify the skill progression of the obstetricians trained on the
BirthSIM simulator. The results confirm and complete the disparate results found in the literature and attest to the interest of a simulator.
Du fait que les complications liées à l'utilisation d'instruments obstétriques proviennent d'un problème de formation des jeunes obstétriciens et sages-femmes, nous proposons le simulateur d'accouchement BirthSIM comme un outil pour acquérir une première expérience obstétrique. En effet, un simulateur offre à l'équipe médicale une formation sans risque afin de compléter la formation traditionnelle en salle d'accouchement.
Le simulateur BirthSIM se compose de mannequins anthropomorphes pour assurer la continuité avec la salle d'accouchement. Pour reproduire les forces mises en jeu, un vérin pneumatique commandé par un servodistributeur est asservi en position et en effort afin de simuler différents accouchements. Pour évaluer le geste obstétrique celui-ci est décomposé en deux étapes : la pose des forceps et le geste d'extraction. Pour analyser la pose des forceps, ces derniers ont été instrumentés avec des capteurs de position à six degrés de liberté, puis des méthodes d'analyse des gestes ont été développées pour évaluer objectivement la répétabilité des opérateurs, leur erreur et le taux de similarité de leur geste par rapport à un geste de référence. Concernant le geste d'extraction, un capteur de force placé au niveau du cou foetal enregistre la force exercée par l'opérateur. Une fonction d'évaluation regroupe les paramètres liés à cette extraction
(force maximal, travail, etc.) afin d'obtenir un indice de performance du geste.
Enfin, l'interface de visualisation du simulateur permet aux opérateurs de voir un geste habituellement réalisé en aveugle car prenant place à l'intérieur du bassin maternel. Une méthode d'apprentissage sans risque du geste obstétrique est proposée à l'équipe médicale. En
utilisant les méthodes d'évaluation développées, la progression de la technique des obstétriciens formés sur le simulateur BirthSIM est quantifiée. Les résultats obtenus confirment et complètent les résultats disparates trouvés dans la littérature et attestent de l'intérêt d'un simulateur.
Le simulateur BirthSIM se compose de mannequins anthropomorphes pour assurer la continuité avec la salle d'accouchement. Pour reproduire les forces mises en jeu, un vérin pneumatique commandé par un servodistributeur est asservi en position et en effort afin de simuler différents accouchements. Pour évaluer le geste obstétrique celui-ci est décomposé en deux étapes : la pose des forceps et le geste d'extraction. Pour analyser la pose des forceps, ces derniers ont été instrumentés avec des capteurs de position à six degrés de liberté, puis des méthodes d'analyse des gestes ont été développées pour évaluer objectivement la répétabilité des opérateurs, leur erreur et le taux de similarité de leur geste par rapport à un geste de référence. Concernant le geste d'extraction, un capteur de force placé au niveau du cou foetal enregistre la force exercée par l'opérateur. Une fonction d'évaluation regroupe les paramètres liés à cette extraction
(force maximal, travail, etc.) afin d'obtenir un indice de performance du geste.
Enfin, l'interface de visualisation du simulateur permet aux opérateurs de voir un geste habituellement réalisé en aveugle car prenant place à l'intérieur du bassin maternel. Une méthode d'apprentissage sans risque du geste obstétrique est proposée à l'équipe médicale. En
utilisant les méthodes d'évaluation développées, la progression de la technique des obstétriciens formés sur le simulateur BirthSIM est quantifiée. Les résultats obtenus confirment et complètent les résultats disparates trouvés dans la littérature et attestent de l'intérêt d'un simulateur.
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