FlowLeap

Un simulateur anatomique de flux à usage général

FlowLeap est le moteur de simulation de nouvelle génération de Medlea, conçu pour modéliser et prévoir des dynamiques de flux complexes dans un large éventail de systèmes anatomiques.
Contrairement aux simulateurs traditionnels, limités à des organes spécifiques ou à certains types de flux, FlowLeap est un cadre de simulation modulaire et multiphysique capable de représenter le flux d’air, le flux sanguin, le flux lymphatique, l’excrétion urinaire et même la propagation d’aérosols thérapeutiques ou de pathogènes.
Cette polyvalence en fait une technologie clé pour les applications de jumeaux numériques en médecine, où capturer l’intégralité des interactions physiologiques est fondamental.

Simulations multi-domaines avec modélisation intégrée dispositif-humain

FlowLeap est conçu pour des simulations médicales avancées et multi-domaines couvrant de multiples systèmes d’organes et processus physiologiques — mais sa véritable force réside dans sa capacité à simuler également l’interaction entre dispositifs médicaux et le corps humain. Cela en fait un outil puissant non seulement pour la compréhension clinique et l’aide à la décision, mais aussi pour l’innovation dans le secteur de la medtech, la prototypage et la validation réglementaire. Qu’il s’agisse d’un cathéter, d’un implant, d’un dispositif pour aérosols ou d’une intervention robotique, FlowLeap simule le comportement de ces systèmes dans des environnements précis et spécifiques au patient, dans des conditions physiologiques réalistes.
Ce qui distingue FlowLeap, c’est sa base multiphysique, associée au support de frontières dynamiques et mobiles, permettant une simulation précise à la fois du flux des fluides et de la déformation mécanique — essentielle pour comprendre comment dispositifs et tissus coévoluent lors de leur utilisation. Que vous soyez un clinicien se préparant à une intervention ou un développeur concevant le dispositif implantable de nouvelle génération, FlowLeap vous permet de simuler, visualiser et optimiser les interactions dispositif-humain in silico, de manière sécurisée et avec un réalisme inégalé.

Applications

Dans le domaine des soins respiratoires, FlowLeap permet des simulations de systèmes d’administration de médicaments par aérosols, de nébuliseurs et d’inhalateurs intelligents. Il modélise la manière dont les particules générées par le dispositif se déplacent à travers des géométries dynamiques des voies respiratoires, se déposent dans les régions ciblées ou sont exhalées — en tenant compte du débit, du cycle respiratoire, de la résistance des voies aériennes et de la posture. De plus, il permet la simulation de dispositifs de gestion des voies aériennes, tels que des tubes endotrachéaux ou des bloqueurs bronchiques, montrant comment ces derniers modifient les schémas de flux ou augmentent le stress régional, fournissant ainsi des données clés pour l’optimisation des réglages des ventilateurs et pour les stratégies de protection des voies respiratoires.
Dans le domaine cardiovasculaire, FlowLeap peut simuler l’implantation de stents, de greffes et de valves, en évaluant leur effet sur la dynamique locale du flux, sur le stress tangent des parois et sur la perfusion en aval. Il peut également évaluer les risques de resténose, de thrombose ou d’embolisation en combinant l’anatomie spécifique du patient avec la physique des fluides et le transport des particules. La plateforme supporte la planification pré-procédurale ainsi que la prototypage virtuel de nouveaux dispositifs cardiovasculaires dans des conditions de flux, de pression et de contraintes anatomiques variables.
Dans les systèmes rénaux et urologiques, FlowLeap peut simuler l’insertion de stents urétéraux, de cathéters ou d’implants tels que des sphincters artificiels. Il modélise comment ces dispositifs influencent la dynamique urinaire, les gradients de pression locaux et le flux de particules ou de sédiments. Cette capacité s’étend à la simulation de scénarios tels que l’entartrage des stents, la prévention du reflux ou l’impact d’une obstruction partielle. Les équipes de conception des dispositifs peuvent utiliser FlowLeap pour tester itérativement des prototypes dans une anatomie virtuelle réaliste, réduisant ainsi la dépendance aux modèles animaux et aux prototypes physiques.

Reconstruction anatomique à partir de l’imagerie

FlowLeap intègre une puissante chaîne de traitement d’imagerie qui transforme des ensembles de données tomographiques — tels que les scans CT et IRM — en modèles 3D haute résolution et anatomiquement précis. En utilisant la détection améliorée par l’IA, la plateforme identifie et reconstruit automatiquement les voies respiratoires, les structures vasculaires, les trajets rénaux et d’autres domaines anatomiques pertinents pour le flux. Les modèles résultants conservent une fidélité spatiale détaillée, capturant à la fois la macrostructure et les caractéristiques fines essentielles pour les simulations physiologiques. Cette capacité permet aux cliniciens et aux chercheurs de simuler des interventions basées sur l’anatomie du patient, soutenant ainsi des décisions personnalisées et un diagnostic prédictif.

Intégration avec le CAO

FlowLeap est entièrement intégré aux plateformes CAO standard de l’industrie, permettant l’importation, la modification et l’exportation de géométries personnalisées dans des contextes anatomiques. Les ingénieurs et designers du secteur medtech peuvent insérer des dispositifs médicaux — tels que des stents, valves, cathéters ou systèmes d’administration — dans le modèle spécifique au patient et examiner comment leur géométrie influence le flux local et l’interaction avec les tissus. Inversement, les modèles anatomiques peuvent être exportés vers des environnements CAO pour une manipulation géométrique avancée, une analyse structurelle ou une impression 3D.
Une plateforme unifiée pour la collaboration clinique et en ingénierie
En combinant la reconstruction automatisée et la compatibilité avec le CAO, FlowLeap facilite un flux de travail unifié entre les équipes cliniques et d’ingénierie. Les chirurgiens peuvent visualiser les positions proposées des dispositifs dans l’anatomie réelle ; les ingénieurs biomédicaux peuvent simuler des réponses mécaniques dynamiques dans des conditions physiologiques réalistes. Que l’objectif soit de planifier une intervention, de valider un nouveau prototype de dispositif ou d’évaluer les performances dans des scénarios défavorables, FlowLeap connecte l’imagerie, la simulation et le design dans un cycle continu et collaboratif.

Simule dans le Cloud

Conçu en tenant compte de l’évolutivité et de l’accessibilité, FlowLeap fonctionne à la fois dans des environnements de calcul basés sur le cloud et sur site, utilisant l’accélération GPU pour des simulations en temps réel ou en batch. Son architecture orientée API supporte l’intégration dans des outils de planification chirurgicale, des simulateurs de formation et des pipelines de validation conformes aux normes réglementaires. Avec une interface visuelle intuitive et des analyses détaillées des données en sortie — incluant des champs de vitesse, des cartes de dépôt, des gradients de pression et des temps de résidence — FlowLeap transforme une biomécanique sophistiquée en données exploitables. Bien plus qu’un simple simulateur de flux, FlowLeap représente un bond en avant dans la modélisation physiologique dynamique, spécifique au patient et à l’échelle du système.