為呼吸產(chǎn)品建立數(shù)字化雙胞胎

Vyaire Medical公司利用Simcenter建立呼吸產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎。這大大縮短了開發(fā)時(shí)間，助力公司拯救生命。

對大多數(shù)人來說，呼吸是一件理所當(dāng)然的事。我們每天呼吸17000到23000次，幾乎從不用有意識(shí)地為一呼一吸付出努力。然而，現(xiàn)在，對一些罹患我的患者來說，尤其是對那些老年患者和身體虛弱的患者而言，呼吸不再是一件簡單的事。這也讓他們掙扎在生死邊緣。

獨(dú)特的呼吸“畫像”

患者形形色色，他們的外形特征各不相同。其實(shí)每個(gè)人也具有不同的呼吸方式：有的人用嘴呼吸，有的人用鼻子呼吸，而大部分人則兩者兼有。此外，每位患者都擁有獨(dú)特的呼吸“畫像”。這取決于他們的肺功能和結(jié)構(gòu)。在制造呼吸產(chǎn)品時(shí)，這一點(diǎn)也需要納入考量。

由Simcenter STAR-CCM+仿真的Vyaire呼吸面罩以及……

佩戴在真實(shí)病人形貌模型上的Vyaire呼吸面罩

超過25000種獨(dú)特的呼吸產(chǎn)品

Vyaire Medical公司是醫(yī)療科技領(lǐng)域的全球市場領(lǐng)導(dǎo)者，可以提供種類我的呼吸產(chǎn)品，覆蓋從新生兒到成人的廣泛受眾。公司制造并銷售超過25000種獨(dú)特的產(chǎn)品，用于診斷、治療和監(jiān)控不同生命階段的呼吸情況。

對多種呼吸“畫像”進(jìn)行仿真

“以前，我們在開發(fā)呼吸面罩時(shí)需要使用簡化的模型。在CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）模擬中，我們會(huì)使用一個(gè)簡化的頭部模型，上面有為鼻子和嘴部開設(shè)的理想化呼吸孔，”Vyaire Medical公司高級工程師和資深研發(fā)總監(jiān)Christopher Varga博士表示。“現(xiàn)在，我們使用實(shí)際人體頭部的掃描成像，可以反映真實(shí)患者的不同形貌特征。”

“在進(jìn)行呼吸模擬時(shí)，我們利用各種各樣的呼吸‘畫像’來將肺部結(jié)構(gòu)和肺活量納入考量，”Varga博士解釋道。“我們正在搭建患者形貌特征庫，里面已經(jīng)囊括了覆蓋嬰兒、兒童和成人的所有患者人群的代表性幾何特征。”

Simcenter STAR-CCM+仿真圖像展現(xiàn)對輕度口呼吸者的氧輸送情況

Simcenter STAR-CCM+仿真圖像展現(xiàn)對重度口、鼻呼吸者的氧輸送情況

數(shù)字化雙胞胎取代實(shí)體原型機(jī)

“通過使用Simcenter建立產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎，我們可以免去十分耗時(shí)的實(shí)體原型機(jī)搭建和測試過程。這大大縮短了開發(fā)時(shí)間。就在稍早前，在我們開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，我們不僅能努力實(shí)現(xiàn)可行性目標(biāo)，還能在仿真環(huán)境下工作而無需制造昂貴的原型機(jī)，這縮短了整個(gè)周期，讓所有工作進(jìn)展得更快。”

CFD模擬被用來設(shè)計(jì)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的嬰兒鼻持續(xù)正壓通氣（CPAP）系統(tǒng)，在使用這個(gè)系統(tǒng)時(shí)呼吸功最小。

仿真可節(jié)約時(shí)間與成本

Varga博士認(rèn)為，在使用Simcenter STAR-CCM+時(shí)，Vyaire Medical公司獲得的我益處就是時(shí)間。“我們可以更快地做出產(chǎn)品，”他說。“在當(dāng)前環(huán)境下，這顯然非常重要。”

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