Kesehatan: Inovasi perangkat medis melalui simulasi Ansys

Mempertimbangkan waktu saat ini, kita tahu bahwa kesejahteraan pasien saat ini tergantung pada keseimbangan. Semua proses pengembangan produk sangat ketat, memakan waktu, dan sumber daya yang intensif, tetapi ini terutama berlaku di industri perawatan kesehatan karena waktu di sini berarti kehidupan. Inovasi yang mengganggu adalah masalah yang selalu ada dalam hal perangkat medis dan perawatan kesehatan, kegagalan produk bukanlah pilihan karena dapat memiliki konsekuensi yang mengerikan. Di sinilah simulasi rekayasa masuk.

Penerapan simulasi rekayasa di seluruh pengembangan perangkat medis adalah cara terbaik untuk mengurangi kegagalan dan menghemat waktu dan biaya. Pengujian klinis tidak dapat mengatasi setiap situasi yang mungkin terjadi karena cakupannya yang terbatas, oleh karena itu saat ini perusahaan perangkat medis mengadopsi pengujian in silico berbasis simulasi teknik untuk mendeteksi dan menyelesaikan berbagai skenario yang menghambat produksi dan desain perangkat medis. Ini adalah cara terbaik untuk memberikan perawatan baru kepada pasien sambil memenuhi standar keamanan serta tenggat waktu produk. Untuk menyelamatkan nyawa dan mematuhi peraturan serta mengelola keandalan dalam hal desain, simulasi adalah satu-satunya cara!

Ini bukan tren baru untuk menggunakan simulasi teknik untuk mengembangkan perangkat kesehatan. Faktanya, hari ini, mengingat hal itu dapat secara signifikan mengurangi waktu dan biaya, simulasi sedang dimanfaatkan untuk menunjukkan kinerja produk selama proses persetujuan peraturan. Dengan merekayasa dan menguji solusi pasien dalam ruang desain virtual, perusahaan perawatan kesehatan dapat mendorong produk ke fase peluncuran lebih cepat, dan dengan tingkat keyakinan yang lebih tinggi bahwa produk tersebut akan berkinerja seperti yang diharapkan di dunia nyata.

Misalnya, ASME telah bekerja dengan USFDA & perusahaan perangkat medis untuk menghasilkan pedoman Validasi & Verifikasi 40 (V&V40), yang berkaitan dengan "Menilai Kredibilitas Pemodelan Komputasi melalui Verifikasi dan Validasi" untuk perangkat medis. Dengan membangun model 3D produk dan tubuh manusia dalam lingkungan desain virtual, pengembang produk perawatan kesehatan dapat menguji dan memverifikasi kinerja, menggunakan simulasi dan eksplorasi digital untuk melakukan modifikasi dengan cepat dan mudah. Simulasi setiap hari jauh lebih cepat, lebih hemat biaya dan kurang invasif daripada membangun dan menguji prototipe fisik.

Perangkat Medis dan Inovasi Produk Wearable dengan Simulasi

Sampai saat ini, perlu mengunjungi dokter untuk mengunduh data dari perangkat pasien untuk ditinjau. Dengan teknologi 5G, Medical Internet of Things semakin terkenal dan akan menjadi standar baru. Hal ini tentunya akan memperluas konektivitas dan transmisi data kesehatan dari pasien ke dokter baik secara konsisten maupun segera saat keadaan darurat.

Medical IoT akan mengarah pada kedokteran P4 yang partisipatif, personal, prediktif, dan preventif.

Perusahaan juga menggunakan simulasi teknik dan pemodelan pasien terhubung untuk mengembangkan sistem yang memastikan keandalan tinggi, memberikan privasi data, dan mempercepat kepatuhan terhadap peraturan. Untuk membuat dampak nyata pada perawatan kesehatan, perangkat medis yang terhubung harus dapat menangkap dan menafsirkan parameter yang relevan dan andal tanpa mengorbankan keselamatan dan kenyamanan pasien, dan memberikan wawasan kepada dokter dengan integritas, keterbacaan, dan keamanan penuh. Simulasi Multifisika Ansys digunakan dalam berbagai tahap dalam desain perangkat ini.

Dapat dipakai

Gambar: Universitas Carnegie Mellon

Penggunaan perangkat nirkabel yang dapat dipakai telah berkembang dalam beberapa tahun terakhir karena aplikasi aktual dan potensial dalam perawatan kesehatan. Menggunakan perangkat nirkabel apa pun yang dekat dengan tubuh melibatkan banyak tantangan desain.

Ukuran, berat, dan konsumsi daya perangkat harus dibatasi agar cocok untuk dipakai orang. Selain itu, emisi daya perangkat tidak boleh menyebabkan bahaya kesehatan apa pun. Pada saat yang sama, perangkat harus dirancang untuk mengirimkan sinyal dengan daya yang cukup ke lokasi yang tepat, dan itu juga dengan penerimaan yang baik oleh perangkat target. Ini terlepas dari kenyataan bahwa tubuh manusia dapat menyerap sebagian besar sinyal itu. Bagaimana cara kami mendesain perangkat, dengan memperhatikan parameter ini dan banyak lagi? Nah, semua itu bisa disimulasikan dengan melakukan simulasi elektromagnetik frekuensi tinggi di Ansys HFSS.

Salah satu contoh kisah sukses di Ansys adalah: Solusi Multifisika lengkap dikembangkan untuk pompa insulin yang dapat dipakai yang digunakan untuk mengirimkan insulin dalam jumlah yang tepat berdasarkan kebutuhan pasien. Selain pemodelan fisik individu, model sistem juga dikembangkan yang membantu tim produk memahami bagaimana komponen dan kontrol berperilaku ketika dirakit menjadi sistem yang terintegrasi penuh.

Perangkat lunak simulasi Ansys juga dapat secara unik mengintegrasikan analisis cairan, struktural, termal, dan elektromagnetik ke dalam satu lingkungan dan memberikan wawasan tentang bagaimana perangkat kardiovaskular berperilaku di dalam tubuh manusia.

Simulasi teknik juga merupakan inti dari pendekatan pengembangan produk global. Lingkungan simulasi yang fleksibel dan terintegrasi menyediakan platform komunikasi umum untuk mendukung inisiatif tersebut. Simulasi dapat meniru beberapa skenario seperti yang dipersyaratkan oleh persetujuan peraturan lokal; variabel pasien dapat diuji secara in silico, dan data laboratorium manusia virtual dapat disesuaikan untuk mewakili populasi lokal. Hasilnya adalah perawatan medis yang terjangkau melalui pengurangan biaya produksi/operasi.

Solusi Ansys Multiphysics dapat digunakan untuk mendapatkan berbagai wawasan berbasis fisika & tingkat sistem dari perangkat medis di awal tahap desain. Ini membantu para insinyur untuk memotong biaya dan upaya pembuatan prototipe serta pengujian fisik. Dengan memberikan kesempatan untuk melakukan studi parametrik atas Desain penuh ruang Eksperimen dan mengoptimalkan desain, simulasi adalah solusi yang tepat.

Oleh karena itu, wearable dan perangkat medis yang aman, akurat, tahan lama, dan terjangkau dapat dirancang dengan biaya lebih rendah dan waktu pemasaran yang lebih singkat berkat Simulasi.

Punya pemikiran tentang ini? Beri tahu kami di bawah di komentar atau bawa diskusi ke Twitter atau Facebook kami.

Rekomendasi Editor:

• 'Kecerdasan Buatan (AI) adalah Masa Depan Perawatan Kesehatan,' Penelitian Pelopor Angel Alberich-Bayarri
• T-Mobile menambahkan nomor 988 untuk langsung menghubungkan pelanggan ke layanan kesehatan mental
• Alat digital untuk membantu Anda tetap sehat
• Menurut sebuah studi baru, video game sebenarnya baik untuk kesehatan mental