Cas particulier de la maintenance prédictive biomédicale et hospitalière

La maintenance biomédicale et hospitalière à l’instar de la maintenance industrielle utilise les technologies de maintenance prédictive.

En maintenance biomédicale et hospitalières, les actifs peuvent être classés en deux grandes catégories :

- Les actifs de type biomédical tels que les équipements médicaux utilisés pour les diagnostics médicaux, la thérapie. la stérilisation etc. et regroupant: l’imagerie médicale, les laboratoires d’analyses biomédicales, la neurologie, l’anesthésie et réanimation, les blocs opératoires, obstétriques et gynécologie, la physiothérapie, la centrale de stérilisation etc.;

- Les actifs de type industriel ayant un rapport direct avec la mécanique, l’électricité l’informatique, et qui regroupent le génie mécanique et de la construction (bâtiments, systèmes de climatisation, systèmes de ventilation, systèmes d’éclairage, les systèmes de chauffage, véhicules roulants, etc.), le génie informatique (matériel et logiciel), le génie électrique (les centrales électriques de l’hôpital, les groupes électrogènes, etc.)

Pour les actifs de type industriel, les technologies de maintenance prédictive sont appliquées de la même manière que toutes les descriptions qui précèdent selon chaque cas d’applications. Ainsi par exemple l’état des tuyauteries à vapeur, ou encore la structure des bâtiments peuvent être contrôlés ou surveillés par la thermographie infrarouge ou par les ultrasons. Les transformateurs haute-tension peuvent être contrôlés par la thermographie infrarouge ou par l’analyse des huiles. De même, l’analyse vibratoire ou l’analyse des huiles peuvent être utiles pour la maintenance prédictive des compresseurs d’air.

En revanche, pour les actifs de type biomédical c’est-à-dire les équipements biomédicaux comme cités ci-haut, la maintenance prédictive revêt une forme plus particulière. Certes, elle

ne dérobe pas au principe connu de la maintenance prédictive qui est de collecter et d’analyser les données d’état de l’actif pour en déduire un pronostic de défaillance prochaine ou de durée de vie résiduelle. Mais, le fait que certains équipements médicaux disposent de par leur conception certains modules pouvant renseigner sur leur état de fonctionnement afin de programmer une tâche de maintenance juste à temps, une maintenance prédictive est possible. La qualité des soins de santé prodiguée aux patients doit être infaillible, telle doit être la philosophie de tous les acteurs de la santé. Les normes et les réglementations en matière de qualité sont peu clémentes lorsque les patients admis aux soins devront être victimes de soins de mauvaise qualité. La qualité des soins étant basée sur un meilleur diagnostic, il devient crucial que les équipements médicaux de diagnostic soient très fiables tout au long de leur durés de vie.

C’est pourquoi, il est important qu’un bon choix de politique de maintenance soit fait pour la maintenance des équipements médicaux afin de s’assurer des caractéristiques fondamentales des équipements médicaux basées sur une fiabilité intrinsèque et une fiabilité opérationnelle qui s’appuient sur: la reproductibilité, la précision, l’exactitude et la fidélité. Dans ce contexte, la maintenance prédictive permet de régler de nombreux défis. En industrie, la défaillance des machines peut occasionner des pertes de la production et d’autres problèmes d’ordre économiques ou encore des problèmes de sécurité. De même, dans le domaine biomédical, une défaillance d’un équipement médical peut entraîner des dommages sur des vies humaines et parfois la mort. C’est pourquoi le service maintenance biomédical doit suivre rigoureusement l’état de fonctionnement des équipements en adoptant la politique optimale de maintenance, en faisant des inspections régulières, des contrôles de performance, la calibration ou l’étalonnage du parc matériel médical, afin de leur garantir une fiabilité opérationnelle très élevée.

Le géant américain du matériel médical General Medical System inc. a fait cession en 2005 du brevet de maintenance prédictive sur les équipements médicaux inventé par Breunissen, Hardiman et Shubha (2005). Dans ce brevet, la procédure de maintenance prédictive sur les équipements d’imagerie médicale a été décrite. En effet, dans la conception des équipements

médicaux en général et les équipements d’imagerie médicale en particulier, plusieurs fonctionnalités de l’équipement sont auto diagnostiquées et des alarmes peuvent retentir pour indiquer des défauts, même partiels. En outre, en dehors des appels de service pour intervenir sur ces équipements, des inspections périodiques ainsi que les tâches de maintenance préventive systématiques sont le plus souvent utilisés. L’originalité de cette invention est l’intégration dans la conception des systèmes d’imagerie médicale des modules pouvant permettre d’exploiter les données opérationnelles des équipements pour mieux programmer des tâches de maintenance préventive. Le traitement des données opérationnelles recueillies permettent de définir des modèles de référence et servant à évaluer l’adéquation de l’adoption d’une politique de maintenance préventive systématique ou d’une politique de maintenance prédictive se basant sur l’état de fonctionnement de l’équipement (Breunissen, Hardiman et Shubha, 2005).

La figure 2.6 tirée de ce brevet, illustre un exemple de cette invention applicable à une unité de scannographie à rayon-x (CT scanner) :

Figure 2.6 Synoptique de la maintenance prédictive sur un scanner RX

Tirée de (Breunissen, Hardiman et Shubha (2005), p.1) Légendes

(24) la console, (26) l’unité centrale, (28) écran d’affichage, (30) clavier, (42) connexion au réseau informatique, (44) lit patient motorisé, (82) ensemble de la chaîne radiologique du scanner, (84) tube radiogène, (86) faisceau de rayon-x, (88) collimateur, (90) détecteur, (92) portique ou statif, (94) contrôleur du tube à rayon-x, (96) contrôleur de l’ensemble portique/lit, (98) système d’acquisition de données, (100) système de traitement des données

Les composantes essentielles d’une unité de tomodensitométrie ou de scanner à rayon-x (ou encore scannographie à rayon-x ou encore tomographie informatisée) sont décrites sur la figure. De façon concise,, le principe de fonctionnement en est le suivant : un tube radiogène

(source des rayon-x) émet des rayon-x à travers un collimateur. Les rayon-x traversent le corps du patient introduit par mouvement transversal dans le champ d’irradiation par un lit motorisé. Les radiations sont atténuées en traversant le patient et sont captées par un détecteur et un module d’acquisition qui les convertit en signaux analogiques puis en signal numérique (données brutes). Le signal numérique est ensuite transféré à une console informatique qui procède en une reconstruction matricielle (créant des données images) et affiche sur un écran l’image de la partie scannée. La matrice de reconstruction est faite de pixels dont l’intensité est proportionnelle à la densité de la partie du corps scannée. Depuis l’invention de la tomodensitométrie en 1979, plusieurs générations se sont succédées au fil des ans avec des technologies de complexité évolutive.

Les données opérationnelles à utiliser dans la procédure de maintenance prédictive et transmises à travers un réseau informatique relié à la console du scanner, sont celles non seulement des images acquises mais aussi celles provenant de la source radiogène (dont la dose de rayon-x ainsi que le nombre d’exposition peuvent être bien quantifiés, ou encore celles du statif du scanner (portique et lit).

Un modèle sera ensuite défini avec ces données et permettront de mieux planifier les tâches de maintenance préventive. En outre, dans cette invention, il est possible de traiter les données opérationnelles provenant de plusieurs types de scanners de même modèle afin de raffiner les données de modèle de référence et de modifier en conséquence la planification des tâches de maintenance préventive.

De façon analogue, une démarche similaire peut s’appliquer aux autres types d’équipements d’imagerie médicale (IRM, échographes, unité de radiologie, etc.) et même d’autres équipements médicaux tels que les automates de laboratoire d’analyses biomédicales.

Par ailleurs, avec la possibilité de rendre disponibles à travers un réseau informatique des données opérationnelles des équipements médicaux, la collecte de données multi sites et leur centralisation, la nécessité de collaboration entre plusieurs acteurs de maintenance et la télémaintenance ou le support technique à distance, une adoption de maintenance prédictive

infonuagique offrirait d’énormes avantages. Même si les informations opérationnelles en milieu médical doivent jouir d’une extrême confidentialité, l’info nuage à caractère privé peut être adopté.