Parmi les façons d’assurer la sécurité du personnel chirurgical figure l’amélioration de la qualité d’air dans la salle d’opération. Une régulation adéquate de l’air diminue la propagation des infections atmosphériques, y compris la COVID-19, entre les patients et le personnel. L’analyse de la façon dont ces infections se propagent est d’un intérêt essentiel pour les chercheurs de l’Université de Dublin, en Irlande, qui étudient comment l’utilisation du dioxyde de carbone (CO2) dans le cadre d’une chirurgie à effraction minimale pourrait contribuer aux taux d’infection chez les médecins et le personnel de chirurgie. Afin d’étudier l’effet du CO2 en chirurgie, les chercheurs ont apporté la FLIR GF343, une caméra d’imagerie optique des gaz (OGI) capable de visualiser le CO2. Avant de nous pencher sur la façon dont ils ont utilisé cette caméra, il est important de noter que la FLIR GF343 n’est pas destinée, commercialisée ou vendue pour une utilisation dans le domaine médical ou la chirurgie. Dans ce cas, les chercheurs ont utilisé la caméra pour mieux comprendre le contexte de la chirurgie.

Caméra FLIR GF343

Peur de la COVID-19 chez le personnel de chirurgie

Les données suggèrent que 30 % des infections par coronavirus parmi le personnel de soins de santé résultent d’une exposition à des patients malades qui propagent le virus par des particules aérosolisées en éternuant, toussant et parlant. Les efforts visant à protéger le personnel de chirurgie contre l’exposition comprennent actuellement des couches supplémentaires de vêtements de protection stériles (EPI) ainsi que des méthodes telles que la ventilation à pression positive et l’échange d’air continu dans les salles d’opération. Cette qualité de l’air peut toutefois être compromise par la quantité d’équipement, le nombre de personnes et le niveau d’émissions. Parmi ces facteurs, on craignait que la fumée de cautérisation, les gaz en aérosol, les liquides, les produits chimiques et les particules pathogènes puissent propager les infections en salle d’opération. Mais avec l’annulation des chirurgies non urgentes pendant la mise en quarantaine importante de la COVID-19, les professionnels ont eu l’occasion d’étudier de nouvelles mesures de sécurité pour réduire les taux d’infection. C’est à ce moment que les médecins ont voulu savoir quelle quantité de gaz médicaux fuit pendant une chirurgie mini-invasive (CMI) et son rôle dans la propagation des infections.

Rôle du CO2 en chirurgie

CMI, ou micromanipulation chirurgicale, est une procédure permettant d’accéder à l’intérieur du corps par une petite incision. Une CMI implique fréquemment l’utilisation de CO2 de qualité médicale pour agrandir et stabiliser les cavités corporelles pour une meilleure visibilité et une meilleure manœuvrabilité de l’instrument pendant les procédures. Le CO2 fonctionne bien parce que ce gaz est ininflammable, peu coûteux et a une solubilité sanguine plus élevée que l’air. Le seul problème, cependant, est que les gaz qui s’échappent, la fumée de cautérisation et les cellules aérosolisées qui se propagent par les fuites de gaz sont un risque inhérent lors de l’utilisation de gaz dans un contexte chirurgical.

Malgré le dépistage des patients avant leurs opérations, des preuves au début de la pandémie suggèrent que la COVID-19 était toujours présente dans le sang et les selles lors des chirurgies colorectales. Combinez cela avec les préoccupations concernant l’évacuation du gaz et vous avez vraiment peur que les fuites de gaz transportent des particules infectieuses au personnel de chirurgie.

Enquête sur les dangers potentiels

La crainte que les fuites de gaz CO2 contribuent aux infections a piqué l’intérêt du professeur Ronan Cahill, M.D. et du professeur de chirurgie à l’hôpital Mater Misericordiae et à l’University College of Dublin. « Le chirurgien en moi a présumé que les fuites étaient peu importantes; l’universitaire en moi voulait quantifier et démontrer la vérité », a dit Cahill. « J’ai consulté le Dr Kevin Nolan, qui donne des conférences et enseigne à l’École des matériaux et du génie mécanique de l’UCD. »

Nolan possède une vaste expérience en imagerie de Schlieren, une technique d’imagerie populaire dans les tests aéronautiques qui permet de visualiser les changements locaux de l’indice de réfraction de l’air. « J’avais effectué un test de Schlieren pour détecter la présence d’effluvium (fuite de gaz) provenant d’une cavité corporelle insufflée », a expliqué Nolan. « Une partie du processus impliquait des lasers de classe quatre sur des modèles de simulation chirurgicale pour illuminer les particules et les capturer avec une caméra fantôme à effet super ralenti. Mais il s’agit d’une configuration complexe dans une salle d’opération. » Bien que les particules soient devenues visibles, l’utilisation de lasers a rendu cette méthode peu pratique et dangereuse dans un environnement humain vivant.

Nolan et Cahill ont déterminé qu’ils devaient trouver une autre façon de visualiser le gaz médical. Les deux avaient vu par coïncidence un documentaire sur le changement climatique appelé « Racing Extinction » de Louie Psihoyo, qui comprend une imagerie thermique avec un filtre spécialisé qui a rendu les émissions quotidiennes de dioxyde de carbone visibles. Cahill a communiqué avec le directeur pour en savoir plus sur la technologie qu’il a utilisée et pour déterminer si elle pouvait aider sa recherche.

Une solution pratique

Maintenant que Cahill et Nolan ont eu une nouvelle piste à suivre, les deux ont travaillé rapidement pour obtenir des subventions et du financement pour leur recherche et l’achat d’une caméra d’imagerie au gaz FLIR GF343. Les avantages de la caméra étaient immédiatement évidents : la GF343 était moins discrète et beaucoup plus facile à configurer que l’approche précédente de Schlieren. L’objectif principal de Cahill était d’observer les fuites pendant que des dispositifs d’accès appelés « trocarts » et valvules chirurgicales étaient en place. Les chirurgiens utilisent des trocarts et des valvules dans les chirurgies colorectales et autres chirurgies abdominales pour insérer, guider et rétracter des instruments spécialisés. La GF343 a rendu les fuites claires comme le jour; la caméra a montré du CO2 normalement invisible qui sortait des instruments et coulait sur une grande surface, augmentant à mesure que l’ajustement des valves se desserrait naturellement au cours d’une intervention chirurgicale.

Une séquence vidéo de Cahill et de Nolan montrant une fuite de CO2 hors de l’instrument et laissant un sillage sur le bras du mannequin.

L’objectif initial de Cahill était de visualiser la quantité de fuites de gaz qui se produisaient pendant l’intervention chirurgicale, mais ces résultats dépassaient même ses attentes. La recherche a confirmé que les équipes de chirurgie sont exposées à beaucoup plus de fuites et de particules que ce qui était estimé précédemment. L’objectif global beaucoup plus vaste était cependant de sensibiliser les patients et les professionnels de la santé aux efforts supplémentaires nécessaires pour protéger les patients et les professionnels de la santé contre la propagation des virus dans les zones respiratoires. Cahill affirme que les chirurgiens qui passent un temps limité dans un environnement chirurgical n’étaient généralement pas trop inquiets, les infirmières et les autres membres du personnel qui se rendent à plusieurs interventions par jour étaient heureux de savoir que leurs préoccupations étaient prises au sérieux.

La recherche a été réalisée auprès de différentes équipes chirurgicales et spécialités au Mater Misericordiae University Hospital de Dublin, en Irlande, ainsi qu’au IRCAD-EITS, Strasbourg, en France, dans le cadre d’un prix du consortium décerné par EU Horizon 2020 intitulé « Protecting Operating Rooms Staff against Aerosolised Viruses (PORSAV) » (Protection du personnel des salles d’opération contre les virus aérosolisés).