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Case Study

Somnosync : un masque de sommeil non invasif imprimé en 3D pour la détection du sommeil paradoxal


A Solution for Sleep Disorders

Ce masque de sommeil innovant utilise la technologie SAF pour créer un moyen confortable, abordable et précis d'obtenir une traçabilité du sommeil paradoxal. La chose universelle que nous faisons tous, huit heures par nuit, si nous avons de la chance, c'est dormir. Malheureusement, le sommeil n'est pas facile pour certaines personnes, et elles peuvent avoir du mal à s'endormir, à rester endormies ou souffrent de troubles du comportement en sommeil paradoxal.

Le défi

Pour aider à identifier ces problèmes et à traiter la source du problème, le sommeil est généralement analysé dans un laboratoire du sommeil à l'aide de la polysomnographie. Cela implique un câblage étendu et compliqué ainsi que des électrodes adhésives qui sont connectées à la peau du patient. Les électrodes peuvent provoquer une irritation de la peau et la qualité du sommeil peut être affectée négativement par l'expérience globale.

The Challenge

La solution

GEMTEC, through a BMWi funded project in collaboration with the FZI Karlsruhe, developed new technology which is accessible for everyone and user-friendly. To create this low-volume sleep mask, innovator Gerhart Schroff from GEMTEC partnered with DQBD, an innovation driven design and development firm based in Germany. DQBD has extensive additive manufacturing experience in the design development process for creating mockups, prototypes for testing, and initiating new products. This led DQBD to embed the entire technology into a convenient, ergonomic, and volume-optimized housing, utilizing the H350 3D printer powered by SAF™ technology to print the snap-fit receptacles. 

The Solution

GEMTEC, à travers un projet financé par le BMWi en collaboration avec le FZI Karlsruhe, a développé une nouvelle technologie accessible à tous et facile à utiliser. Pour créer ce masque de sommeil à faible volume, l'innovateur Gerhart Schroff de GEMTEC s'est associé à DQBD, une entreprise de conception et de développement axée sur l'innovation basée en Allemagne. DQBD possède une vaste expérience de la fabrication additive dans le processus de développement de conception pour la création de maquettes, de prototypes à tester et de lancement de nouveaux produits. Cela a conduit DQBD à utiliser l'ensemble de la technologie pour produire en volume des boîtiers pratiques, ergonomiques et optimisés, en utilisant l'imprimante 3D H350 alimentée par la technologie SAF™ pour imprimer les réceptacles à encliquetage.

La science derrière Somnosync

Le masque de sommeil Somnosync offre une détection sans contact qui identifie les phases REM en temps réel. Cela permet au masque d'être utilisé dans la thérapie de la narcolepsie et des troubles du sommeil. Le masque comporte des capteurs très sensibles qui enregistrent les champs électriques générés par le mouvement rapide des yeux, ou REM. Une fois que les patients sont au début de cette étape, des signaux visuels ou auditifs sont utilisés pour réveiller doucement l'utilisateur. Cela donne accès au rêve lucide qui peut aider à changer le cours des cauchemars et permettre à la personne endormie d'avoir plus de contrôle. La technologie des capteurs fonctionne sans fil et les données peuvent être transmises via Bluetooth.

L'amélioration du sommeil paradoxal est essentielle car, selon la recherche neurologique sur le sommeil, le risque de développer une démence ou la maladie de Parkinson est considérablement augmenté chez les personnes atteintes d'un trouble du comportement en sommeil paradoxal.

La conception de Somnosync

Le principal défi de conception consistait à créer un boîtier portable, non invasif, minimaliste et suffisamment confortable pour dormir. Le Somnosync comprend un design mince qui épouse la zone des yeux et reste en place tout au long des phases de sommeil, garantissant des résultats précis. Le DQBD s'est concentré sur cinq points stratégiques du visage (sans différences anatomiques significatives) pour assurer le confort : la bosse nasale, les coussinets au-dessus des deux sourcils et les coussinets au niveau des deux tempes. La plaquette nasale adaptative sur la bosse du nez est rembourrée et peut être remplacée et personnalisée en utilisant la fabrication additive basée sur un scan.

L'élément de boitîer de base est partiellement découplé, offrant une flexibilité au niveau des tempes. Le boitîer de la base et les branches sont en une seule pièce, de sorte que la base est conçue pour permettre aux branches d'avoir suffisamment de flexibilité pour s'adapter au contour de la tête et du visage. Cela évite l'apparition de points de pression. L'appareil ne comporte que quelques pièces interchangeables, gage d'efficacité et de facilité d'utilisation. La circulation de l'air était également essentielle à la conception, car le masque doit empêcher la condensation de l'eau due à la transpiration des patients pendant leur sommeil.

Pour sa conception du masque de sommeil Somnosync, DQBD a remporté le prix d'argent FOCUS OPEN 2023 en juin 2023, décerné par le Design Center de Baden-Württemberg.

Pièces fabriquées avec l'imprimante 3D H350

Les composants du boîtier comprennent des réceptacles encliquetables pour le circuit imprimé, la batterie et les capteurs. Sur la base de la complexité de la pièce, cela nécessiterait un investissement extrêmement élevé pour un ou plusieurs moules d'injection pour réaliser la conception optimisée que la technologie SAF fournit en une seule pièce. De plus, l'impression en fonction de l'anatomie spécifique du visage de l'utilisateur est également un facteur déterminant. Ceci peut être complété par une fabrication additive à moindre coût que le moulage par injection.

« Nous avons choisi l'imprimante 3D H350™ pour imprimer les pièces à encliqueter en nous basant sur la précision et la répétabilité de la technologie SAF. Il était essentiel de reproduire précisément chaque encliquetage pour que les composants du Somnosync restent intacts et que le sommeil de l'utilisateur puisse être suivi correctement. - Sebastian Hess, PDG et fondateur de DQBD

De plus, grâce à la capacité d'imbrication optimisée de l'imprimante 3D H350, davantage de composants peuvent tenir dans un seul nesting, réduisant ainsi le coût global.

Les pièces de fabrication additive de la H350 comprennent plusieurs éléments clipsables (tels que les capuchons de capteur 3+3), le couvercle du boîtier de la batterie, le clip PCD et la connexion entre les deux boîtiers principaux (base et élément de boîtier extérieur).

Étant donné que la conception des réceptacles à encliquetage est enregistrée dans le logiciel GrabCAD Print Pro™, l'impression peut être effectuée sur différents sites, obtenant le même résultat en termes de précision et de fonctionnalité.

En ce qui concerne le matériau, DQBD a imprimé avec High Yield PA11 car il produit des pièces robustes qui résistent aux chocs et aux vibrations. Il est essentiel que les composants encliquetables présentent une résistance et une ductilité élevées en raison de leur utilisation. De plus, le PA11 est entièrement biosourcé à partir d'huile de ricin durable.

Tester le Somnosync

Pour valider le Somnosync, des tests individuels ont été réalisés. Pour authentifier davantage le masque de sommeil, nous mènerons une étude de cas plus vaste dans un laboratoire du sommeil qui teste la façon dont le Somnosync analyse les troubles du comportement du sommeil paradoxal.

Le Somnosync change la façon dont le sommeil peut être diagnostiqué et traité, depuis le confort du lit du patient.

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