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Relever les défis de COVID-19: Solutions de simulation
Alors que le monde fait face à la pandémie la plus agressive de l'histoire, beaucoup d'entre nous restent chez eux en se demandant quand la vie pourra reprendre son cours normal. Pendant ce temps, de nombreux experts en simulation se posent des questions : Comment pouvons-nous aider ?
Vous trouverez ci-dessous un échantillon des initiatives lancées par les clients et partenaires d'Ansys pour lutter contre le virus :
Version actuelle 2022 R2
Maintenir la distanciation sociale
Les gouttelettes virales se propagent rapidement dans l'air. Les gouttelettes provenant d'une toux se répandent sur le visage, le cou et les vêtements d'une personne située à un mètre de distance. À deux mètres, le risque diminue considérablement car la gravité tire les gouttelettes porteuses vers le sol.
Laissez de l'espace lors de l'exercice physique
Les directives standard de distanciation sociale sont insuffisantes lorsqu'on fait de l'exercice à l'extérieur. Une analyse effectuée par Bert Blocken et Fabio Malizia, partenaires d'Ansys à la TUe & KU Leuven, a révélé qu'il faut beaucoup plus d'espace pour éviter les gouttelettes du coureur ou du cycliste qui vous précède.
Porter un masque
Les masques peuvent réduire jusqu'à six fois le risque de contamination des autres. Des ajustements peuvent être apportés pour s'assurer que les masques sont correctement scellés afin de réduire le risque d'une éventuelle exposition.
Ajuster le masque correctement
Le port correct d'un masque facial pendant une période prolongée peut être inconfortable et provoquer une irritation: les gens le déplacent souvent, ce qui brise l'étanchéité entre le visage et le masque. Des simulations peuvent modéliser la manière dont l'ajustement du masque met le personnel médical en danger. En partageant ces visuels, le personnel médical et d'autres personnes peuvent être encouragés à ne plus toucher leur masque.
Désinfection
Les modèles peuvent également faciliter les efforts de nettoyage de ceux qui désinfectent et décontaminent les locaux. Le virus se retrouvera inévitablement sur des surfaces qui devront être nettoyées pour limiter la propagation. Des simulations réalisées par InSilicoTrials, partenaire d'Ansys, montrent comment optimiser le processus de décontamination pour garantir la propreté des locaux.
Chambre à pression négative
Dans l'environnement actuel hautement contagieux, il est extrêmement important de minimiser les risques pour les médecins et le personnel de santé qui s'occupent des patients positifs au COVID-19. Les chambres à pression négative (NPR) peuvent contribuer à réduire l'exposition du personnel de santé au virus lors de la prise en charge des patients. La simulation montre différentes conceptions de chambres à pression négative et permet aux équipes d'optimiser la conception de la chambre, l'emplacement des évents d'entrée et la capacité des ventilateurs pour éviter que les panaches buccaux et nasaux ne recirculent dans la chambre.
Production de vaccins
Les simulations peuvent également contribuer au développement de nouveaux médicaments. Nous espérons pouvoir bientôt identifier et approuver un vaccin pour combattre le COVID-19. Le prochain défi consistera à faire passer la production de ce vaccin du laboratoire à l'industrie. Les sociétés pharmaceutiques peuvent utiliser des modèles de simulation pour augmenter la production dans un environnement virtuel, afin de pouvoir obtenir un résultat correct du premier coup dans le monde réel.
Conception et fabrication de ventilateurs
L'industrie des dispositifs médicaux utilise la simulation pour optimiser la conception des ventilateurs. La simulation basée sur la physique est la méthode la plus efficace pour accélérer le développement des produits et faire en sorte que ces dispositifs atteignent les personnes qui en ont besoin le plus rapidement possible. Travaux de modélisation réalisés par ARELabs.
Inhalation et administration de médicaments
Une fois que les chercheurs auront découvert les traitements que les fabricants peuvent produire, le prochain défi consistera à concevoir des systèmes de distribution. En modélisant la façon dont les inhalateurs délivrent les médicaments dans les poumons, la simulation aide les fabricants d'appareils médicaux à améliorer la conception des inhalateurs et aide les médecins à former leurs patients à l'utilisation des inhalateurs pour obtenir un effet optimal. Modélisation réalisée par le laboratoire de biofluidique et de biomécanique computationnelles du Dr Yu Feng à l'université d'État de l'Oklahoma.
La simulation peut garantir qu'un système d'administration virtuel, qui envoie suffisamment de médicaments à un poumon virtuel, fonctionnera comme prévu lorsqu'il sera fabriqué et déployé sur des humains. Une fois le système d'administration créé, ces modèles peuvent être utilisés pour aider à former les médecins et les infirmières.
Contamination des locaux pendant la thérapie respiratoire
Le Dr Wayne Strasser, professeur de génie mécanique à l'université Liberty, a récemment été sollicité par une entreprise spécialisée dans le développement de produits de thérapie respiratoire pour l'aider dans ses recherches sur la propagation de COVID-19. L'équipe a utilisé les solutions de simulation d'Ansys pour étudier l'expiration de gouttelettes de salive et de mucus atomisées pendant la thérapie respiratoire dans une chambre d'hôpital.