Les appareils respiratoires ont leur jumeau numérique

Vyaire Medical : la simulation au service de la vie

L’environnement d’ingénierie assistée par ordinateur Simcenter STAR-CCM+ permet à Vyaire Medical de créer des jumeaux numériques pour ses appareils respiratoires. La simulation permet de réduire le temps de développement, et donc de sauver des vies.

La respiration est un acte inconscient. Nous inspirons et expirons de 17 000 à 23 000 fois par jour sans y penser. Mais ce n’est pas le cas de tout le monde, comme les malades atteints du COVID-19, et en particulier les patients à risque et les personnes âgées qui, pour certains, ont dû lutter contre un syndrome de détresse respiratoire aiguë.

Un profil respiratoire unique

Le matériel médical doit non seulement s’adapter à la morphologie des patients, mais aussi à leur profil respiratoire. En effet, nous ne respirons pas tous de la même manière. Nous respirons généralement à la fois par la bouche et par le nez. Mais certains respirent essentiellement par la bouche, et d’autres essentiellement par le nez. Il faut également tenir compte du profil respiratoire unique des patients, qui dépend de la structure pulmonaire et de l’état général de la fonction respiratoire.

Plus de 25 000 dispositifs médicaux uniques

Vyaire Medical est un acteur majeur du secteur des technologies médicales. L’entreprise propose une gamme complète d’appareils respiratoires adaptée aux besoins des nourrissons et à ceux des adultes de forte corpulence. Vyaire Medical dispose d’un catalogue de matériel médical comprenant plus de 25 000 dispositifs destinés au diagnostic, au traitement et à la surveillance des troubles respiratoires à tous les stades de la vie.

Simulation de différentes respirations

« Jusqu’à présent, lors de l’étape de développement d’un masque respiratoire, nous utilisions des modèles simplifiés. Pour réaliser une simulation CFD (mécanique des fluides numérique), nous avions recours à un modèle de tête simplifié, avec des trous pour simuler le rôle du nez et de la bouche dans la fonction respiratoire », explique le docteur Christopher Varga, ingénieur en chef et directeur Recherche & Développement chez Vyaire Medical. « À présent, nous utilisons des représentations numériques de vraies têtes humaines avec différentes morphologies. »

 

« Lorsque nous devons réaliser des simulations respiratoires, nous prenons en compte la structure et le volume pulmonaires, et nous réalisons des essais selon différents profils respiratoires », précise le docteur Varga. « Nous avons constitué un véritable catalogue de morphologies différentes, qui regroupe un panel de modèles représentatifs des différents patients : adultes, enfants et nouveau-nés. »

Le modèle numérique remplace les prototypes physiques

« Le développement d’une version numérique de nos produits grâce à l’environnement Simcenter nous permet de réduire sensiblement le temps de conception. En effet, nous n’avons plus besoin de concevoir et de tester des prototypes physiques, ce qui est très chronophage. Dès le début du cycle de développement d’un nouveau produit, nous nous attachons à atteindre nos objectifs de faisabilité et travaillons par simulation plutôt que par prototypage. Cela permet de réduire les coûts, de raccourcir la durée du cycle de développement des produits et d’accélérer l’ensemble du processus. »

Économiser du temps et de l’argent avec la simulation

Selon le Docteur Varga, le principal avantage de l’environnement Simcenter STAR-CCM+ est le gain de temps. « Notre production est bien plus rapide », explique-t-il, « de nos jours, le temps est un paramètre essentiel ».

La version numérique permet de réduire la durée du cycle de développement des produits, et d’accélérer l’ensemble du processus
Docteur Christopher Varga, ingénieur en chef et directeur Recherche & Développement chez Vyaire Medical

L’histoire de Vyaire Medical, qui remonte aux années 1950, a commencé sur deux continents. Aux États-Unis, Forrest Bird invente et développe le ventilateur mécanique. Presque simultané, Erich Jaeger installe, en Allemagne, ce qui allait devenir le premier laboratoire complet de tests et de diagnostic des fonctions pulmonaires.

 

Ces deux entreprises sont maintenant réunies. Vyaire Medical exploite aujourd’hui dans le monde entier des installations qui lui permettent de produire et de commercialiser plus de 25 000 dispositifs médicaux uniques destinés au diagnostic, au traitement et à la surveillance des troubles respiratoires à tous les stades de la vie.

 

Vyaire Medical (International) 

Vyaire Medical (United States)

Mars 2020