Большинство людей даже не задумывается о собственном дыхании. Мы делаем от 17 до 23 тысяч вдохов в сутки, и по большей части это происходит неосознанно. Прямо сейчас пациенты с вирусом COVID-19 — в основном пожилые и ослабленные люди — сталкиваются с затрудненным дыханием и буквально борются за жизнь.
Уникальный вид дыхания у каждого пациента
Пациенты отличаются не только строением и размерами тела (морфологией), но и способом дыхания. Кто-то дышит ртом, кто-то носом, а большинство сочетает оба варианта. Кроме того, у каждого пациента есть индивидуальные показатели дыхательной системы, зависящие от строения и функции легких, и этот фактор также необходимо учитывать.
Численное моделирование работы маски аппарата ИВЛ компании Vyaire в системе Simcenter STAR-CCM+
... и эта же маска, надетая на манекен, имитирующий реальную морфологию пациента
Свыше 25 000 уникальных медицинских изделий для лечения органов дыхания
Vyaire Medical — мировой лидер в медицинских технологиях. Компания выпускает широкий ассортимент медицинского оборудования для лечения органов дыхания у детей и взрослых. В него входят свыше 25 тысяч уникальных изделий для диагностики, терапии и контроля состояния пациентов с респираторными заболеваниями любой возрастной группы.Численное моделирование различных видов дыхания у человека
«Традиционно при разработке дыхательных масок нам приходилось использовать упрощенные модели. В гидрогазодинамических расчетах использовались упрощенные модели головы с идеализированными дыхательными путями, — рассказывает д-р Кристофер Варга (Christopher Varga), ведущий инженер-исследователь и старший директор по исследованиям и разработкам компании Vyaire Medical. — Сегодня мы работаем с результатами сканирования головы реальных пациентов, чтобы исследовать их различные морфологии».
«При численном моделировании работы органов дыхания мы учитываем строение и объем легких при различных показателях дыхательной системы, — поясняет д-р Варга. — Мы начали создавать библиотеку морфологического строения пациентов. В нее уже включены репрезентативные геометрические данные людей различных возрастов — от младенцев до взрослых».
Численное моделирование процесса подачи кислорода в случае неглубокого дыхания через рот
Численное моделирование процесса подачи кислорода в случае глубокого дыхания через нос и рот
Цифровые двойники заменяют собой опытные образцы
«Благодаря созданию цифровых двойников наших изделий с использованием портфеля решений Simcenter мы резко сократили сроки разработки, устранив длительный процесс изготовления и испытания опытных образцов. Уже на ранних этапах цикла разработки новых изделий мы стараемся достичь заранее поставленных технико-экономических показателей. При этом вся работа ведется с расчетными моделями, а не дорогостоящими опытными образцами. Это заметно сокращает сроки проектирования».
Инструменты вычислительной гидрогазодинамики применялись при разработке лучшей в своем классе системы для терапии младенцев положительным постоянным давлением в дыхательных путях
Численное моделирование экономит время и деньги
По мнению д-ра Варга, экономия времени — главное преимущество, полученное компанией Vyaire Medical в результате внедрения системы Simcenter STAR-CCM+. «Теперь мы изготавливаем продукцию гораздо быстрее, что, разумеется, крайне важно в современных условиях», — утверждает д-р Варга.
«Цифровой двойник сокращает сроки разработки, а все процессы выполняются гораздо быстрее»,
— д-р Кристофер Варга, ведущий инженер-исследователь и старший директор по исследованиям и разработкам компании Vyaire Medical.
О компании Vyaire Medical
История компании Vyaire началась в пятидесятые годы ХХ века сразу на двух континентах. В США Форрест Берд (Forrest Bird) изобрел механический аппарат искусственной вентиляции легких и впоследствии усовершенствовал его конструкцию. Практически одновременно с этим Эрик Ягер (Erich Jaeger) в Германии основал первую полноценную лабораторию исследований и диагностики дыхательных функций.
Сегодня Vyaire Medical стала единой компанией. На ее заводах по всему миру выпускается свыше 25 тысяч уникальных изделий для диагностики, терапии и контроля состояния пациентов с респираторными заболеваниями всех возрастных групп.
Vyaire Medical (международный сайт)
Vyaire Medical (США)
Март 2020 г.