Entretien avec l'équipe de développement de alveo

Entretien avec Matthias van der Staay (CTO, IMT) et Harri Friberg (CEO, IMT Analytics) sur le développement du Simulateur Pulmonaire – alveo.

Pour mieux comprendre ce qui a conduit à la décision de développer un simulateur pulmonaire avancé, nous avons parlé avec Matthias van der Staay, Directeur Technique d’IMT, et Harri Friberg, CEO d’IMT Analytics, des défis et des complexités techniques impliqués dans la conception d’un composant vital pour la formation et l’ingénierie.

Qu’est-ce qui a inspiré le développement d’alveo en tant que nouveau concept de simulateur pulmonaire ?

Harri Friberg : Les simulateurs pulmonaires traditionnels ont des limites pour reproduire le comportement complexe des poumons humains, surtout dans des conditions dynamiques. Nous avons reconnu le besoin d’un simulateur plus réaliste, adaptatif et à haute fidélité qui imite de manière réaliste la mécanique pulmonaire. De plus, nous n’étions pas satisfaits de la capacité des simulateurs actuels à simuler des scénarios de fuite, notamment lors de la conception de ventilateurs pour nos clients chez imt. La compensation des fuites est l’une des tâches les plus difficiles dans le développement ou l’amélioration d’un ventilateur, donc une simulation réaliste des fuites est essentielle pour la qualité du ventilateur.

Comment alveo se différencie-t-il des simulateurs pulmonaires existants sur le marché ?

Matthias van der Staay : Contrairement aux simulateurs conventionnels à piston, alveo utilise une technologie à turbine pour contrôler précisément le débit d’air et la compliance. Il peut également s’ajuster dynamiquement à différentes conditions en temps réel, ce que les concepts traditionnels ont du mal à faire.

Quels défis avez-vous rencontrés lors de la conception d’une nouvelle approche de la simulation pulmonaire ?

Matthias van der Staay : Le plus grand défi était d’atteindre une réactivité en temps réel tout en gardant un design compact et efficace. Les systèmes à piston ont un mouvement linéaire simple, mais les turbines nécessitent des algorithmes de contrôle précis pour simuler avec exactitude la compliance pulmonaire. Nous avons également dû garantir la compatibilité avec les tests de ventilateurs et les scénarios de formation médicale.

Pourriez-vous expliquer les principes scientifiques fondamentaux derrière alveo et comment il reproduit plus précisément le comportement pulmonaire ?

Harri Friberg : alveo repose sur un contrôle du débit d’air par turbine, qui peut s’adapter instantanément aux variations de résistance et de compliance pulmonaires. Il utilise des capteurs avancés et des boucles de rétroaction pour ajuster dynamiquement la pression, le volume courant et les débits, offrant une réponse plus physiologique que les systèmes à piston.

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Technologie et avantages de la simulation à turbine

Les simulateurs pulmonaires traditionnels utilisent souvent des mécanismes à piston. Quelles limites voyez-vous dans cette approche ?

Matthias van der Staay : Les simulateurs à piston sont mécaniquement rigides, ce qui signifie qu’ils ne peuvent pas s’ajuster rapidement aux changements dans la dynamique respiratoire. Ils ont du mal à simuler des schémas respiratoires irréguliers, comme ceux observés chez les patients atteints du SDRA ou de maladies pulmonaires obstructives.

Quels avantages la technologie à turbine offre-t-elle par rapport aux modèles à piston ?

Matthias van der Staay : Les turbines offrent une adaptabilité en temps réel, un contrôle précis du débit d’air et la capacité de reproduire plus fidèlement le comportement pulmonaire spécifique au patient. Elles permettent également des designs plus compacts sans sacrifier la performance. La simulation d’une réactivité immédiate aux changements des conditions pulmonaires est également meilleure. Les turbines reproduisent les schémas respiratoires spécifiques au patient, y compris les irrégularités ou asynchronies, et un contrôle précis du volume courant, de la pression et du débit, mieux que les pistons mécaniques.

Comment alveo gère-t-il les changements rapides des schémas respiratoires comparé aux systèmes à piston ?

Matthias van der Staay : Le simulateur surveille en continu les variations de débit d’air et de pression, ajustant instantanément la vitesse de la turbine pour imiter les variations naturelles de la respiration — ce que les modèles à piston ne peuvent pas faire efficacement.

L’appareil peut-il simuler des conditions pulmonaires plus complexes ou des réponses auparavant difficiles avec les simulateurs à piston ?

Harri Friberg : Absolument. alveo peut simuler presque une infinité de variations de conditions pulmonaires comme le SDRA, la BPCO et l’asthme, même une compliance pulmonaire variable au sein d’un même test, ce qui n’est pas réalisable avec les modèles traditionnels à piston.

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Opportunités pour les fabricants de ventilateurs

Comment les fabricants de ventilateurs peuvent-ils utiliser alveo pour améliorer le développement et les tests de leurs produits ?

Matthias van der Staay : Nous fournissons un environnement de test très réaliste, permettant aux fabricants de ventilateurs d’affiner leurs dispositifs sous différentes conditions pulmonaires, réduisant ainsi le temps et les coûts de développement.

De quelle manière alveo contribue-t-il à l’amélioration des algorithmes de ventilateurs et du développement logiciel ?

Harri Friberg : alveo fournit un retour en temps réel, à haute fidélité, et des scénarios réalistes de fuites, ce qui aide les entreprises de ventilateurs à optimiser les algorithmes pour le support de pression, le contrôle du volume, la ventilation adaptative et en boucle fermée.

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Potentiel futur et feuille de route

Quelle est votre vision de l’avenir de la simulation pulmonaire, et comment le simulateur s’inscrit-il dans cette vision ?

Harri Friberg : L’avenir réside dans la simulation spécifique au patient, pilotée par l’intelligence artificielle (IA). Cet appareil est la première étape vers la création de modèles pulmonaires entièrement adaptatifs qui réagissent de manière dynamique.

Avez-vous des projets d’intégration de l’IA ou de l’apprentissage automatique dans alveo ?

Matthias van der Staay : Avec cette version, nous proposons déjà un modèle de rétroaction physiologique entièrement adaptatif et travaillons constamment à son amélioration pour des scénarios plus réalistes. L’IA jouera un rôle essentiel dans ce processus, aidant les ventilateurs à apprendre et à s’ajuster dynamiquement.

Y a-t-il des améliorations ou des versions futures d’alveo en cours de développement ?

Harri Friberg : Nous avons commencé à développer une version logicielle avancée qui servira principalement à la recherche et au développement de ventilateurs ; un logiciel dédié à la néonatologie est déjà en préparation. De plus, nous souhaitons explorer la simulation souvent négligée à des fins vétérinaires, avec d’autres nouveautés prévues après le lancement plus tard cette année.

Merci, Matthias et Harri, pour ces précieux éclairages ; nous attendons avec impatience le lancement d’alveo !