Hôpital Saint-Louis - AP-HP

A l’Hôpital Saint-Louis - AP-HP à Paris, les professionnels de santé assistent à une formation d’un nouveau genre pour mieux appréhender la prévention des risques infectieux. Equipés de tablettes, ils participent à une expérience immersive dans leur propre environnement de travail en lieu et place d’un cours théorique. Ici, des patients virtuels respirent et toussent, révélant des risques cachés autrefois indécelables. Grâce au jumeau virtuel en réalité augmentée, les flux d’air prennent forme sous leurs yeux et ils comprennent – peut-être pour la première fois – l'impact des infections aéroportées dans les espaces de soins ouverts.

Cette méthode de formation innovante basée sur la technologie sensorielle ou Sense Computing est le fruit d’une collaboration entre l’Hôpital Saint-Louis - AP-HP et Dassault Systèmes. Elle transforme la façon dont les professionnels de santé perçoivent et limitent les risques de transmission aéroportées au moyen de simulations avancées. En intégrant les technologies avancées du jumeau virtuel et de la réalité augmentée à la formation professionnelle, l’hôpital comble le fossé entre la théorie et la pratique, et permet au personnel de prendre des décisions éclairées au bénéfice de la sécurité des patients.

« La réalité augmentée rend la formation plus vivante par rapport aux méthodes traditionnelles », explique le Dr. Guillaume Mellon, chef de service, Equipe de Surveillance et Prévention des Risques Infectieux (ESPRI), Hôpital Saint-Louis - APHP. « iPad en main, le personnel évolue dans son environnement de travail et peut observer la propagation des particules en suspension, prenant conscience des risques en temps réel. Cette expérience rend la formation plus engageante, mémorable et efficace. »

Ce partenariat entre l’Hôpital Saint-Louis - APHP et Dassault Systèmes en matière d’innovation technologique n’est pas nouveau. En 2022, les deux organisations ont collaboré sur un projet de simulation de la dynamique des flux d’air dans un service de dialyse, dans le cadre d’une initiative sur la prévention de la transmission des virus respiratoires entre patients immunodéprimés (Mellon et al. Enhancing the control of respiratory virus spread: a comprehensive approach integrating airborne virus detection, aerological investigations, and airflow modeling for practical implementation). Cette étude a permis de collecter des informations capitales sur l’impact de l’entretien des systèmes de ventilation.

Fort de ce succès, l’ESPRI a lancé une nouvelle initiative visant à modéliser les flux d’air dans une unité post-opératoire. Cette fois, l’objectif ne se limite pas à l’étude les flux d’air. Il tend à exploiter les simulations en réalité augmentée pour créer une expérience pédagogique immersive. Les méthodes de formations traditionnelles reposent souvent sur un apprentissage passif, en conférence, qui ne permet pas d’appréhender la complexité de l’environnement in situ. En intégrant la réalité augmentée, l’équipe a développé une approche interactive qui renforce la compréhension et l’implication des professionnels de santé.

« En formation, nous présentons à l’équipe une théorie qui peut sembler abstraite et déconnectée du quotidien », commente le Dr. Guillaume Mellon. « Avec cette nouvelle approche, les professionnels de santé apprennent dans un espace de soins réel qui leur est familier. »

En milieu hospitalier, les pathologies respiratoires figurent dans le top 10 des infections associées aux soins. Elles constituent donc un enjeu majeur. Le défi est d’autant plus important dans les espaces de soins ouverts, où les particules aéroportées se propagent plus facilement.

Une enquête menée à l’hôpital par l’ESPRI a révélé une méconnaissance de la manière dont les infections aéroportées se répandent dans de ces espaces de soins ouverts, probablement due à un manque de formations régulières et pratiques adaptées à ces risques.

« Une enquête réalisée auprès de 300 professionnels de santé – dont des médecins, infirmières et personnel administratif – a révélé des lacunes quant aux risques de transmissions croisées respiratoires », confie le Dr. Mellon. « Moins de 20 % des interrogés ont répondu correctement à une question sur le sujet. Cela nous a incité à adopter un outil pédagogique innovant pour renforcer la sensibilisation à ces risques. »

L’Hôpital Saint-Louis - AP-HP a renforcer sa collaboration avec Dassault Systèmes grâce à son approche « Virtual Twin as a Service » (VTaaS), qui fournit au personnel soignant des modèles et des simulations avancés, sans expertise technique interne nécessaire. Proposé via un abonnement cloud, VTaaS donne accès à l’expérience de Dassault Systèmes en matière de jumeaux virtuels, délivrant des informations précises dans le respect des délais et des coûts, sans les risques et la complexité liés à la création de simulations à partir de zéro.

Le processus de modélisation intègre de nombreuses variables, dont la conception du système de ventilation, l’agencement des lits des patients et la propagation potentielle des particules respiratoires au sein du service. Dassault Systèmes a ensuite développé des simulations réalistes avec SIMULIA Fluids pour quantifier la présence potentielle de particules respiratoires entre les patients en fonction du placement des lits dans la pièce. Cette étude montre qui pourrait émettre et recevoir des particules, et comment la conception des espaces et des systèmes de ventilation influent sur les risques localisés.

« Pour la transmission croisée respiratoire, il est plus difficile de prendre conscience du risque d’être infecté », confie le Dr. Emmanuel Dudoignon, médecin anesthésiste-réanimateur, Hôpital Saint-Louis - AP-HP. « Le jumeau virtuel et à la réalité augmentée permettent de visualiser le risque lié à la transmission et à l’aérobiocontamination. »

Les simulations ont démontré que dans cet espace de 300 m², patients et personnel soignant sont confrontés à un risque accru d’exposition, soulignant la nécessité de mettre en place des stratégies efficaces pour limiter la transmission des particules respiratoires. Le personnel médical a été surpris de découvrir que la distance parcourue par les particules pouvait atteindre 25 mètres. Cette expérience a établi que la propagation n’était pas limitée à la zone immédiate du patient mais se disperse dans l’ensemble de l’espace, renforçant l’importance d’une ventilation et de mesures de protection bien conçues.

Comparé au projet précédent, Dassault Systèmes a permis d’aller plus loin en termes de précision de la propagation des particules et des flux d’air. Des améliorations ont été apportées au jumeau virtuel qui intègre désormais plus de patients et des spécifications actualisées du système chauffage-ventilation-climatisation. Les simulations ont clairement démontré que le risque d’infection respiratoire variait selon l’emplacement des patients dans l’unité. Ces résultats ont des implications majeures sur la répartition des patients et le contrôle des infections.

« Nous savons que certaines zones de la salle de réveil sont plus exposées aux infections respiratoires », explique le Dr. Dudoignon. « Lorsqu'on l'on pose des dispositifs invasifs, notamment des voies centrales pour les perfusions de chimiothérapie chez les patients immunodéprimés, cela permet de placer les patients sur des lits avec un risque moindre. »

L’Hôpital Saint-Louis - AP-HP déploie le pilote de son programme de formation intégrant la réalité augmentée, développé avec 3DEXCITE pour une visualisation ultra réaliste. Désormais, les professionnels de santé bénéficient de formations interactives explorant différents cas de propagation des particules respiratoires.

« Grâce aux mesures des flux d’air réalisées en amont – vitesses de ventilation, taux d’extraction et schémas de circulation – nous avons pu intégrer ces données dans une application sur tablette », explique le Dr. Mellon. « Cela nous permet de créer des scénarios mettant en scène des patients virtuels dans l’espace de soins et d'en comparer les effets dans des contextes variés, comme le port ou non d’un masque par un patient. »

La formation en réalité augmentée améliore la rétention d’informations et l’implication des participants qui interagissent en temps réel avec leur environnement. Les professionnels évoluent dans l'espace de soins, observent les mouvements des particules respiratoires et comment les mesures préventives peuvent atténuer les risques.

« Jusqu’ici, nous avions très peu d’outils pour illustrer les risques d’aérocontamination », souligne le Pr. Benoît Plaud, chef du service d'anesthésie-réanimation chirurgicale, Hôpital Saint-Louis - AP-HP. « La collaboration avec Dassault Systèmes nous a permis de concevoir un outil pédagogique innovant qui exploite la réalité augmentée pour donner aux professionnels de santé une compréhension tangible de l’aérocontamination, que ce soit chez les patients ou les soignants, en visualisant directement les flux d’air dans les espaces de soins ouverts. »

L’adoption de la réalité augmentée marque un tournant pour l’hôpital, qui renforce ainsi son engagement en faveur de technologies de pointe pour la prévention des risques infectieux. A mesure que le programme pilote progresse, l’équipe entrevoit le potentiel de perfectionnement des pratiques et de l'amélioration de la sécurité des patients.

« Cette expérience a été enrichissante à tous les niveaux », se réjouit le Dr. Mellon. « Je suis convaincu que nous verrons des améliorations significatives dans la pratique. Tout au long du processus, la collaboration avec Dassault Systèmes a été rapide, efficace et riche en découvertes. »