Siemens Software spart Zeit und Geld bei medizinischen Prototypen

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Um sicherzustellen, dass seine Produkte so genau wie möglich auf die individuelle Situation des jeweiligen Patienten zugeschnitten sind, verwendet Vyaire während der Entwicklung präzise Modelle, die auf Scans von echten menschlichen Köpfen basieren. Ein weiterer wesentlicher Aspekt für den effizienten Entwicklungsprozess ist der digitale Zwilling der Produkte, den Vyaire mit Softwarelösungen von Siemens Digital Industries Software erstellt. Dadurch kann das Unternehmen weitgehend auf physische Prototypen verzichten, was Zeit und Geld spart.

Jeder Mensch macht in einem Zeitraum von 24 Stunden zwischen 17.000 und 23.000 Atemzüge - meist ohne bewusste Anstrengung. Im Falle einer schweren Krankheit kann etwas so Einfaches wie das Atmen zu einem Kampf zwischen Leben und Tod werden. Vyaire Medical entwickelt spezielle Beatmungsprodukte für genau diese Situationen. "Traditionell waren wir bei der Entwicklung einer Beatmungsmaske gezwungen, vereinfachte Modelle zu verwenden. Für unsere CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics, Ed.) hätten wir ein vereinfachtes Kopfmodell mit idealisierten Atemlöchern für die Nase und den Mund verwendet", sagt Dr. Christopher Varga, Senior Engineering Fellow und Senior Director of Research and Development bei Vyaire Medical. "Heute verwenden wir Scans von echten menschlichen Köpfen - verschiedene Morphologien von echten Patientenmerkmalen"

Die Patienten unterscheiden sich nicht nur physisch, sondern auch in der Art und Weise, wie sie atmen. Darüber hinaus hat jeder Patient ein einzigartiges Atemprofil, das von seiner Lungenfunktion und -struktur abhängt. All diese Faktoren können bei der Simulation eines atmenden Menschen berücksichtigt werden. "Wir beginnen mit dem Aufbau einer Bibliothek von Patientenmorphologien, die bereits aus repräsentativen Patientengeometrien für alle Patientenpopulationen besteht: Erwachsene, Kinder und Säuglinge", erklärt Varga. Vyaire nutzt auch die Möglichkeiten, die die Simulation auf einer anderen Ebene bietet, nämlich mit der Simulationssoftware Simcenter STAR-CCM+ von Siemens

"Die Möglichkeit, einen digitalen Zwilling unserer Produkte mit Simcenter zu entwickeln, ermöglicht es uns, die Entwicklungszeiten erheblich zu verkürzen, da der zeitraubende Prozess des Baus und Testens physischer Prototypen entfällt", sagt Varga. Er glaubt, dass der größte Vorteil der Siemens-Lösung in der Zeit liegt. "Wir können Produkte viel schneller herstellen, und das ist in der heutigen Zeit natürlich sehr wichtig"