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Intégration D'une Irm Bas Champ Dans Un Bloc Opératoire
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INTEGRATIOND'UNE BASCHAMP DANS UN BLOCOPERATOIRE 1PIERREMATTERSDORF,2ELIANEESPAGNOL llng4nieur biom6dical, CHU de Grenoble ; 21ng4nieur travaux, Direction des services techniques du CHU de Grenoble
L'environnement technologique m6dical s'est fortement modifi6 ces derni6res ann6es dans la plupart des disciplines, et n o t a m m e n t au bloc op6ratoire. Uint6gration de nouvelles technologies peut parfois @tre impossible, car outre le cofit d ' a c q u i s i t i o n des mat6riels, l'installation peut ~tre un facteur limirant, voire bloquant. Les gestes op6ratoires sont <~op6rateurs d6pendants ,, et directement li6s h l'habilet6 et h l'exp6rience du chirurgien. Pour certaines chirurgies, m~me le plus habile et le plus exp6riment6 des chirurgiens ne peut pas exceller dans son art sans l'image radiologique. C'est le cas en particulier de la chirurgie du syst6me nerveux qui peut exposer le patient a de graves s6quelles en cas d ' i n t e r v e n t i o n d a n s des zones risques. Si l'imagerie a particip6 et contribu6 aux fabuleux progr6s de la m6decine, son cofit d'acquisition et d'exploitation fait souvent reculer la c o m m u n a u t 6 m6dicale mais aussi de l'administralion. U<~ image >,, autrefois domaine r6serv6 et exclusif des radiologues, tend h se <
Un troisi6me exemple peut @tre cit6 avec l'arriv6e r6cente sur le march6 d ' u n e IRM perop6ratoire mobile. Si la taille de cet appareil n'est pas encore comparable ~ celle d ' u n amplificateur de brillance mobile, sa compacit6 en fait un appareil facilement int4grable dans un bloc op6ratoire conventionnel. Contrairement aux I R M a haut champ, les imageurs a bas champ ont l'inconv6nient d ' u n e r6solution d'image (spatiale et en contraste) moindre, bien que cette qualit6 air fortement 6volu6 ces derni6res ann6es. Par contre, ils sont p e u contraignants au n i v e a u des champs magn6tiques et en particulier en ce qui concerne l'absence d'obligation de d6velopper une instrumenta-
tion amagn6tique sp6cifique. De plus, ces appareils sont peu encombrants, ce qui permet une utilisation plus ais6e en salle d'op6ration.
Si I'IR_M perop6ratoire est disponible aupr6s de p l u s i e u r s constructeurs, seule une soci6t6 semble s'~tre positionn6e sur le march6 europ6en avec u n mat6riel mobile et bas champ. Ce type d'appareil, compte tenu de son utilisation, n'est pas soumis, pour Finstant, aux m~mes autorisations que les imageurs haut champ. Une autorisation, hors carte sanitaire et hors quota, a 6t6 accord6e au CHU de Grenoble.
Figure 1. UIRM installee contre la table d'operation avec ses aimants mis en < pour liberer la zone op6ratoire. En position ,, acquisition des images ,,, les aimants sont en ,< position haute >>et englobent la t6tiere.
ITBM-RBM News 2005 ; 26 (3-4) © I~ditionsscientifiques et medicales Elsevier SAS. Tous droits r6serv6s
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Un appel d'offres europ6en, lanc6 en 2003 pour l'acquisition d ' u n imageur bas champ, n ' a p e r m i s de recevoir q u ' u n e seule r6ponse de la soci6t6 Medtronic avec la p r o p o s i t i o n d ' u n appareil O d i n Polestar N10. Cet appareil e s t u n e IRM mobile h aimants permanents de 0,12 Tesla, poss6dant un entrefer ouvert d'environ 25 cm. Ses d i m e n s i o n s raisonnables en font u n appareil tr6s facilement int6grable dans un bloc op6ratoire : largeur 80 cm, longueur 100 cm et hauteur variable de 85 135 cm. Le choix de cet appareil bas champ a 6t6 fait p o u r les raisons expliqu6es plus haut et par son 6ventuelle installation sans modifications importantes de Farchitecture du bloc op6ratoire. La qualit6 de l'imagerie, sans 6tre exceptionnelle, la rend tout ~ fait acceptable, notamment dans la chirurgie des r6sections tumorales ou pour certains abords particuliers. Son absence de fluide est un avantage certain. Cette IRM est livr6e avec un syst6me de neuronavigation e t une t~ti6re sp6cifique pour ~tre utilis6e dans l'entrefer de l'aimant. En dehors de la p6riode d'acquisition des images, les aimants sont escamotables et lib6rent la zone d'intervention. Le champ d'acquisition possible est u n e ellipse d'environ 16 x 11 cm. Cela e s t suffisant pour une application neurochirurgicale ou 6ventuellement orthop6dique. Le coht d'acquisition de ce type d ' a p pareil est inf6rieur d'environ 30 % h u n e IRM conventionnelle. Son coht de maintenance relativement 61ev6 p o u r ce type de m a t 6 r i e l e s t de 76 000 ~ (en c o m p a r a i s o n avec une IRM conven-
Figure 2. Antenne & usage unique.
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tionnelle). Ce prix i n d u s la fourniture d'une cinquantaine d'antennes h usage unique. Pas de m a i n t e n a n c e e n partenariat possible pour l'instant.
Parall61ement h l'achat de cette IRM, nous avons 6galement acquis : • Un moniteur ECG multiparam6trique compatible. • Un r e s p i r a t e u r d'anesth6sie, qui d e v a i t ~tre initialement compatible. L'offre est peu abondante sur le march6 pour ce produit. Ceux propos6s sont g6n6ralement destin6s h des anesth6sies de courte dur6e, ce qui n'est pas le cas avec les op6rations r6alis6es lors de l'utilisation d ' u n e IRM perop6ratoire. Compte tenu du faible champ du mat6riel et d ' u n e ligne de champ de 5 Gauss, d ' u n rayon maximal de 1,5 m, nous avons retenu un respirateur conventionnel aux performances sup6rieures e n accord avec les diff6rents intervenants (m6decins anesth6sistes, constructeurs de I'IRM et d u respirateur Drager). Les mat6riels sont test6s dans un environnement de 5 Gauss, dans l e cadre du marquage CE. • Une cage de f a r a d a y d6plaqable, t61escopique et escamotable qui peut ~tre livr6e par Medtronic si le bloc op6ratoire n'est pas 6quip6 d ' u n e cage demeure. Cette solution permet d'6viter le blindage de l'ensemble du bloc op6ratoire. La continuit6 de la cage au sol peut se faire par une plaque m6tallique incrust6e dans le sol ou par l'utilisation d ' u n d r a p conducteur h usage unique fix6 au
Figure 3. Exemple de positionnement de I'antenne.
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sol. Le reste d u mat6riel du bloc op6ratoire est utilis6 n o r m a l e m e n t (table d'op6ration, 6clairage, Surgiscope, etc.)
• C o n t r a i n t e s techniques d'am6nagement li6es 6 I'installation Le bloc op6ratoire de neurochirurgie d u CHU de Grenoble comporte 4 salles : • 1 salle de st6r6otaxie, 6quip6e de 2 capteurs plans (Bioscan + Philips) p o u r la chirurgie d u Parkinson, de l'6pilepsie et les biopsies. • 2 salles 6quip6es de syst6mes <>et neuronavigation. • 1 salle 6quip6e d ' u n microscope plafonnier p o u r le t o u t - v e n a n t ne n6cessitant pas de syst6mes de neuronavigation. L'installation de FIRM Polestar N10 exp6rimentale dans la salle d'op6ration du bloc op6ratoire de neurochirurgie de
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l'H6pital A. Michallon a n6cessit6 la prise en considfration de divers 616ments li6s d ' u n e part aux contraintes architecturales, et d'autre part ~ la sp6cificit6 des locaux. [] C o n t r a i n t e s
architecturales
• Contrainte d'encombrement. La salle d'op6ration consid6r6e a 6t6 r6alis6e en 1973, puis am6nag6e au fil des ann6es au gr6 des n6cessit6s li6es aux 6volutions technologiques en neurochirurgie. Cette derni6re est ainsi p o u r v u e d ' u n microscope robotis6 plafonnier de type Surgiscope, associ6 u n syst6me de n e u r o n a v i g a t i o n . I n d 6 p e n d a m m e n t de celui-ci, tout l'environnement classique d ' u n e salle d ' o p 6 r a t i o n existe dans la pi6ce. La surface d u local est de 47 m 2 environ. U e n c o m b r e m e n t du nouvel appareil, comprenant le tunnel formant la cage de faraday pour les acquisitions d'images et u n caisson blind6 servant de parking, a n6cessit6 le positionnement de ce dernier dans u n des angles de la pi6ce, situ6 en dehors d u cheminement d'acc6s des patients, d u personnel et des zones d'activit6 de l'6quipe op6ratoire. Enfin, I'IRM est g6r6e par une armoire technique d ' u n e surface de 1,5 m 2 environ. Pour ne pas encombrer inutilement la zone op6ratoire, il a 6t6 d6cid6 de positionner celle-ci dans le couloir de d6charge situ6 h l'arri6re de la salle d'op6ration. • Contraintes de poids. Une 6tude tr6s s6rieuse a 6t6 r6alis6e pour analyser le comportement de l'appareil sur la dalle plancher de la salle d'op6ration, celle-ci ayant u n e surcharge m a x i m u m admissible de 400 k g / m z. Le poids de l'appareil Odin est de 600 kg. Compte t e n u des v6rifications effectu6es, la dalle d u plancher est sollicit6e
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dans des valeurs de contraintes admissibles, donc sans n6cessit6 de renfort du plancher. []
Contraintes techniques
• Le champ magn6tique est donn6 pour 0,12 TESLA avec 10 GAUSS ~ 1 m du centre de l'appareil et 5 GAUSS ~ 1,5 m. Nous avons donc r6alis6 les am6nagements sp6cifiques au raccordement de FIRM en prenant en compte ces donn6es pour ne mettre en place que des mat6riaux amagn6tiques. Dans la m~me optique, il a 6t6 trac6 au sol, depuis le centre de l'appareil install6 en t~te de table d'op6ration en position de fonctionnement, deux cercles concentriques limitant les Gauss Line (de couleur verte et jaune) afin que cet 616ment soit aussi pris en compte par les utilisateurs p o u r l ' 6 q u i p e m e n t et le petit appareillage op6ratoire. • Les armoires techniques, bien que peu encombrantes, ne pouvaient pas ~tre mises en place dans la salle d'op6ration. Elles ont donc 6t6 install6es dans le couloir de d6charge, situ6 ~ l'arri6re de la salle d'op6ration. Cela a permis de limiter la dissipation calorifique dans le bloc. Une ligne de terre particuli6re a 6t6 install6e car le neutre i m p 6 d a n t n'6tait pas souhait6 par le fournisseur. La liaison entre l'aimant mobile et Farmoire technique se fait par cables. C e p e n d a n t , incompatible avec les contraintes d'hygi6ne, a impos6 d'aiguiller les liaisons depuis le <, technique jusqu'a I'IRM via u n bras de liaison au travers des pl6nums de staff de la salle d'op6ration, en prenant soin d'6tancher au m a x i m u m les p6n6trations a l'int6rieur de ce dernier par mat6riaux souples (6tant entendu que le bras devait pouvoir pivoter ais6ment sans d6t6riorer le mastic d'6tanch6it6).
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De plus, le poids i m p o r t a n t de ces cablages a impos6 la cr6ation d ' u n berceau m6tallique pour la fixation murale du faisceau de cables et la mise en place d ' u n chemin de cable en pl6num de la pi6ce. • Le personnel. U n point important est prendre en compte aujourd'hui pour assurer le fonctionnement correct des appareils d'imagerie au bloc est l'int6gration et la participation des m a n i p u lateurs d'61ectroradiologie. Cela est particuli~rement vrai dans ce bloc op6ratoire oh se c6toient une salle de st6r6otaxie a capteurs plans, u n syst6me ~t plaques phosphore (ERLM) et maintenant cette IRM. La participation active d u personnel du service de neuroradiologie et d'IRM contribue au bon fonctionnement de ces appareils.
Si l'int6gration d ' u n tel appareil dans u n bloc ne r6volutionne pas la chirurgie, il contribue largement h l'am61ioration de la prise en charge d u patient par la diminution des complications et des r6interventions. La pr6cision d u geste op6ratoire dans des zones sensibles est am61ior6e et permet de maintenir au m a x i m u m les fonctions c6r6brales. U n des autres avantages de cet appareil est l'absence d ' i r r a d i a t i o n g6n6ralem e n t rencontr6e au bloc op6ratoire avec les amplificateurs de brillance mobiles. O n peut penser, par cons6quent, que ce type d'imageur remplacera peut-~tre u n jour ces fameux amplificateurs de brillance. La phase actuelle d'6valuation et de validation nous confirmera sans doute l'int6r@t de cet appareil.
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INTEGRATIOND'UNE BASCHAMP DANS UN BLOCOPERATOIRE 1PIERREMATTERSDORF,2ELIANEESPAGNOL llng4nieur biom6dical, CHU de Grenoble ; 21ng4nieur travaux, Direction des services techniques du CHU de Grenoble
L'environnement technologique m6dical s'est fortement modifi6 ces derni6res ann6es dans la plupart des disciplines, et n o t a m m e n t au bloc op6ratoire. Uint6gration de nouvelles technologies peut parfois @tre impossible, car outre le cofit d ' a c q u i s i t i o n des mat6riels, l'installation peut ~tre un facteur limirant, voire bloquant. Les gestes op6ratoires sont <~op6rateurs d6pendants ,, et directement li6s h l'habilet6 et h l'exp6rience du chirurgien. Pour certaines chirurgies, m~me le plus habile et le plus exp6riment6 des chirurgiens ne peut pas exceller dans son art sans l'image radiologique. C'est le cas en particulier de la chirurgie du syst6me nerveux qui peut exposer le patient a de graves s6quelles en cas d ' i n t e r v e n t i o n d a n s des zones risques. Si l'imagerie a particip6 et contribu6 aux fabuleux progr6s de la m6decine, son cofit d'acquisition et d'exploitation fait souvent reculer la c o m m u n a u t 6 m6dicale mais aussi de l'administralion. U<~ image >,, autrefois domaine r6serv6 et exclusif des radiologues, tend h se <
Un troisi6me exemple peut @tre cit6 avec l'arriv6e r6cente sur le march6 d ' u n e IRM perop6ratoire mobile. Si la taille de cet appareil n'est pas encore comparable ~ celle d ' u n amplificateur de brillance mobile, sa compacit6 en fait un appareil facilement int4grable dans un bloc op6ratoire conventionnel. Contrairement aux I R M a haut champ, les imageurs a bas champ ont l'inconv6nient d ' u n e r6solution d'image (spatiale et en contraste) moindre, bien que cette qualit6 air fortement 6volu6 ces derni6res ann6es. Par contre, ils sont p e u contraignants au n i v e a u des champs magn6tiques et en particulier en ce qui concerne l'absence d'obligation de d6velopper une instrumenta-
tion amagn6tique sp6cifique. De plus, ces appareils sont peu encombrants, ce qui permet une utilisation plus ais6e en salle d'op6ration.
Si I'IR_M perop6ratoire est disponible aupr6s de p l u s i e u r s constructeurs, seule une soci6t6 semble s'~tre positionn6e sur le march6 europ6en avec u n mat6riel mobile et bas champ. Ce type d'appareil, compte tenu de son utilisation, n'est pas soumis, pour Finstant, aux m~mes autorisations que les imageurs haut champ. Une autorisation, hors carte sanitaire et hors quota, a 6t6 accord6e au CHU de Grenoble.
Figure 1. UIRM installee contre la table d'operation avec ses aimants mis en <
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Un appel d'offres europ6en, lanc6 en 2003 pour l'acquisition d ' u n imageur bas champ, n ' a p e r m i s de recevoir q u ' u n e seule r6ponse de la soci6t6 Medtronic avec la p r o p o s i t i o n d ' u n appareil O d i n Polestar N10. Cet appareil e s t u n e IRM mobile h aimants permanents de 0,12 Tesla, poss6dant un entrefer ouvert d'environ 25 cm. Ses d i m e n s i o n s raisonnables en font u n appareil tr6s facilement int6grable dans un bloc op6ratoire : largeur 80 cm, longueur 100 cm et hauteur variable de 85 135 cm. Le choix de cet appareil bas champ a 6t6 fait p o u r les raisons expliqu6es plus haut et par son 6ventuelle installation sans modifications importantes de Farchitecture du bloc op6ratoire. La qualit6 de l'imagerie, sans 6tre exceptionnelle, la rend tout ~ fait acceptable, notamment dans la chirurgie des r6sections tumorales ou pour certains abords particuliers. Son absence de fluide est un avantage certain. Cette IRM est livr6e avec un syst6me de neuronavigation e t une t~ti6re sp6cifique pour ~tre utilis6e dans l'entrefer de l'aimant. En dehors de la p6riode d'acquisition des images, les aimants sont escamotables et lib6rent la zone d'intervention. Le champ d'acquisition possible est u n e ellipse d'environ 16 x 11 cm. Cela e s t suffisant pour une application neurochirurgicale ou 6ventuellement orthop6dique. Le coht d'acquisition de ce type d ' a p pareil est inf6rieur d'environ 30 % h u n e IRM conventionnelle. Son coht de maintenance relativement 61ev6 p o u r ce type de m a t 6 r i e l e s t de 76 000 ~ (en c o m p a r a i s o n avec une IRM conven-
Figure 2. Antenne & usage unique.
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Parall61ement h l'achat de cette IRM, nous avons 6galement acquis : • Un moniteur ECG multiparam6trique compatible. • Un r e s p i r a t e u r d'anesth6sie, qui d e v a i t ~tre initialement compatible. L'offre est peu abondante sur le march6 pour ce produit. Ceux propos6s sont g6n6ralement destin6s h des anesth6sies de courte dur6e, ce qui n'est pas le cas avec les op6rations r6alis6es lors de l'utilisation d ' u n e IRM perop6ratoire. Compte tenu du faible champ du mat6riel et d ' u n e ligne de champ de 5 Gauss, d ' u n rayon maximal de 1,5 m, nous avons retenu un respirateur conventionnel aux performances sup6rieures e n accord avec les diff6rents intervenants (m6decins anesth6sistes, constructeurs de I'IRM et d u respirateur Drager). Les mat6riels sont test6s dans un environnement de 5 Gauss, dans l e cadre du marquage CE. • Une cage de f a r a d a y d6plaqable, t61escopique et escamotable qui peut ~tre livr6e par Medtronic si le bloc op6ratoire n'est pas 6quip6 d ' u n e cage demeure. Cette solution permet d'6viter le blindage de l'ensemble du bloc op6ratoire. La continuit6 de la cage au sol peut se faire par une plaque m6tallique incrust6e dans le sol ou par l'utilisation d ' u n d r a p conducteur h usage unique fix6 au
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• C o n t r a i n t e s techniques d'am6nagement li6es 6 I'installation Le bloc op6ratoire de neurochirurgie d u CHU de Grenoble comporte 4 salles : • 1 salle de st6r6otaxie, 6quip6e de 2 capteurs plans (Bioscan + Philips) p o u r la chirurgie d u Parkinson, de l'6pilepsie et les biopsies. • 2 salles 6quip6es de syst6mes <
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architecturales
• Contrainte d'encombrement. La salle d'op6ration consid6r6e a 6t6 r6alis6e en 1973, puis am6nag6e au fil des ann6es au gr6 des n6cessit6s li6es aux 6volutions technologiques en neurochirurgie. Cette derni6re est ainsi p o u r v u e d ' u n microscope robotis6 plafonnier de type Surgiscope, associ6 u n syst6me de n e u r o n a v i g a t i o n . I n d 6 p e n d a m m e n t de celui-ci, tout l'environnement classique d ' u n e salle d ' o p 6 r a t i o n existe dans la pi6ce. La surface d u local est de 47 m 2 environ. U e n c o m b r e m e n t du nouvel appareil, comprenant le tunnel formant la cage de faraday pour les acquisitions d'images et u n caisson blind6 servant de parking, a n6cessit6 le positionnement de ce dernier dans u n des angles de la pi6ce, situ6 en dehors d u cheminement d'acc6s des patients, d u personnel et des zones d'activit6 de l'6quipe op6ratoire. Enfin, I'IRM est g6r6e par une armoire technique d ' u n e surface de 1,5 m 2 environ. Pour ne pas encombrer inutilement la zone op6ratoire, il a 6t6 d6cid6 de positionner celle-ci dans le couloir de d6charge situ6 h l'arri6re de la salle d'op6ration. • Contraintes de poids. Une 6tude tr6s s6rieuse a 6t6 r6alis6e pour analyser le comportement de l'appareil sur la dalle plancher de la salle d'op6ration, celle-ci ayant u n e surcharge m a x i m u m admissible de 400 k g / m z. Le poids de l'appareil Odin est de 600 kg. Compte t e n u des v6rifications effectu6es, la dalle d u plancher est sollicit6e
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dans des valeurs de contraintes admissibles, donc sans n6cessit6 de renfort du plancher. []
Contraintes techniques
• Le champ magn6tique est donn6 pour 0,12 TESLA avec 10 GAUSS ~ 1 m du centre de l'appareil et 5 GAUSS ~ 1,5 m. Nous avons donc r6alis6 les am6nagements sp6cifiques au raccordement de FIRM en prenant en compte ces donn6es pour ne mettre en place que des mat6riaux amagn6tiques. Dans la m~me optique, il a 6t6 trac6 au sol, depuis le centre de l'appareil install6 en t~te de table d'op6ration en position de fonctionnement, deux cercles concentriques limitant les Gauss Line (de couleur verte et jaune) afin que cet 616ment soit aussi pris en compte par les utilisateurs p o u r l ' 6 q u i p e m e n t et le petit appareillage op6ratoire. • Les armoires techniques, bien que peu encombrantes, ne pouvaient pas ~tre mises en place dans la salle d'op6ration. Elles ont donc 6t6 install6es dans le couloir de d6charge, situ6 ~ l'arri6re de la salle d'op6ration. Cela a permis de limiter la dissipation calorifique dans le bloc. Une ligne de terre particuli6re a 6t6 install6e car le neutre i m p 6 d a n t n'6tait pas souhait6 par le fournisseur. La liaison entre l'aimant mobile et Farmoire technique se fait par cables. C e p e n d a n t , incompatible avec les contraintes d'hygi6ne, a impos6 d'aiguiller les liaisons depuis le <
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De plus, le poids i m p o r t a n t de ces cablages a impos6 la cr6ation d ' u n berceau m6tallique pour la fixation murale du faisceau de cables et la mise en place d ' u n chemin de cable en pl6num de la pi6ce. • Le personnel. U n point important est prendre en compte aujourd'hui pour assurer le fonctionnement correct des appareils d'imagerie au bloc est l'int6gration et la participation des m a n i p u lateurs d'61ectroradiologie. Cela est particuli~rement vrai dans ce bloc op6ratoire oh se c6toient une salle de st6r6otaxie a capteurs plans, u n syst6me ~t plaques phosphore (ERLM) et maintenant cette IRM. La participation active d u personnel du service de neuroradiologie et d'IRM contribue au bon fonctionnement de ces appareils.
Si l'int6gration d ' u n tel appareil dans u n bloc ne r6volutionne pas la chirurgie, il contribue largement h l'am61ioration de la prise en charge d u patient par la diminution des complications et des r6interventions. La pr6cision d u geste op6ratoire dans des zones sensibles est am61ior6e et permet de maintenir au m a x i m u m les fonctions c6r6brales. U n des autres avantages de cet appareil est l'absence d ' i r r a d i a t i o n g6n6ralem e n t rencontr6e au bloc op6ratoire avec les amplificateurs de brillance mobiles. O n peut penser, par cons6quent, que ce type d'imageur remplacera peut-~tre u n jour ces fameux amplificateurs de brillance. La phase actuelle d'6valuation et de validation nous confirmera sans doute l'int6r@t de cet appareil.
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