L’amélioration de l’éclairage dans la salle d’opération pourrait réduire la durée de certaines chirurgies jusqu’à 25 %, selon le Dr Munish Gupta, chirurgien orthopédique de la colonne vertébrale à l’Université de Washington à St. Louis.
Dans cet esprit, il a chargé des étudiants en génie de l’Université Rice de l’équipe OR Lights – ; Ellice Gao, Bryn Gerwin, Justin Guilak, Rosemary Lach, Renly Liu et Hemish Thakkar – ; avec la construction d’un système d’éclairage réglable qui permet aux chirurgiens de mieux éclairer leur zone de travail sans avoir à manipuler d’équipement ou à porter des lampes frontales.
Le projet sera présenté dans la vitrine et le concours annuels Oshman Engineering Design Kitchen, qui se tiendra le 13 avril à l’Ion. Plus de 110 équipes participent à l’événement de cette année, qui est ouvert au public.
« L’essentiel est que nous essayons de créer un système où les chirurgiens peuvent appuyer sur des boutons sur un écran tactile, et cela dirigera des lumières vers une zone cible dans la salle d’opération », a déclaré Guilak. « Avec l’éclairage actuel, ils doivent l’ajuster manuellement, et il est souvent difficile d’éclairer un endroit précis à la bonne intensité et sans ombres. »
Notre client effectue une chirurgie de la colonne vertébrale et passe un temps démesuré à régler les lumières. »
David Trevas, professeur de génie mécanique Rice et mentor de l’équipe
Les éclairages chirurgicaux conventionnels sont montés sur des flèches aériennes qui doivent être ajustées manuellement, ce qui, selon Gupta, peut prendre jusqu’à un quart du temps passé en chirurgie.
On pensait que les lampes frontales aidaient, mais elles obligent les chirurgiens à garder la tête parfaitement immobile pendant qu’ils travaillent, ce qui peut causer des tensions au cou. Les lampes frontales peuvent également gêner lorsque plusieurs chirurgiens travaillent ensemble à proximité.
« Notre système comporte quatre grappes lumineuses distinctes montées sur un cadre suspendu », a déclaré Guilak. « Le but est de faire tourner les lumières et de pointer là où elles sont nécessaires. »
Chaque groupe lumineux est monté sur une base circulaire imprimée en 3D qui peut ajuster à la fois sa position et l’angle des ampoules.
« Cela nous permet de diriger notre projecteur n’importe où sur un plan 2D et d’ajuster la taille du projecteur que nous créons », a déclaré Gerwin.
En plus des lumières, une caméra légère est montée sur le cadre.
« Nous travaillons sur une application qui aura un flux vidéo de la table d’opération », a déclaré Gerwin. « Et puis le chirurgien peut cliquer et faire glisser un cercle au-dessus du flux vidéo, et c’est l’endroit sur lequel les lumières se concentreraient. »
L’application permettrait aux chirurgiens d’ajuster la position, la taille et l’intensité du projecteur avec un minimum d’effort.
« Il y a déjà des écrans tactiles utilisés dans la salle d’opération, donc des couvertures, etc., pour la stérilisation existent déjà », a ajouté Gao.
Les exigences d’éclairage des salles d’opération sont très spécifiques. La luminosité, la couleur, la source d’alimentation, les protocoles de stérilisation et même les niveaux de bruit émis par les appareils d’éclairage sont tous conçus pour maximiser la concentration et réduire la distraction. L’équipe a soigneusement pesé tous ces facteurs dans sa conception.
Éviter de projeter des ombres représentait un défi important.
« Notre client a décrit comment les lumières du stade se débarrassent bien des ombres, mais ne se concentrent pas sur une zone spécifique », a déclaré Guilak. « Nous avons testé un tas d’ampoules différentes : nous allions dans une pièce, éteignions toutes les lumières et testions leur luminosité, les pointions dans différentes directions, etc. Notre conception est celle qui, selon nous, fonctionnera le mieux. »
En plus de Trevas, Gary Woods, professeur dans la pratique du génie électrique et informatique, était également un mentor de l’équipe.
