Les appareils respiratoires ont leur jumeau numérique

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.

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.

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.

« 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 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. »

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 ».

Mars 2020