Sağlık hizmetleri: Ansys simülasyonu aracılığıyla tıbbi cihaz yeniliği

İçinde bulunduğumuz dönem göz önüne alındığında, hasta refahının şu anda dengede olduğunu biliyoruz. Tüm ürün geliştirme süreçleri titiz, zaman alıcı ve yoğun kaynak gerektirir ancak burada zaman hayat anlamına geldiğinden bu durum özellikle sağlık sektöründe geçerlidir. Yıkıcı yenilik, tıbbi cihazlar ve sağlık hizmetleri söz konusu olduğunda sonsuz bir endişe kaynağıdır, ciddi sonuçlara yol açabileceğinden ürün arızası bir seçenek değildir. Mühendislik simülasyonunun devreye girdiği yer burasıdır.

Tıbbi cihazların geliştirilmesi boyunca mühendislik simülasyonunun uygulanması, arızayı azaltmanın ve zamandan ve maliyetten tasarruf etmenin mümkün olan en iyi yoludur. Klinik testler, sınırlı kapsamı nedeniyle olası her durumu ele alamamaktadır, bu nedenle bugün tıbbi cihaz şirketleri, tıbbi cihazların üretimini ve tasarımını engelleyen farklı senaryoları tespit etmek ve çözmek için mühendislik simülasyonu tabanlı in silico testini benimsemektedir. Bu, güvenlik standartlarını ve ürün teslim tarihlerini karşılarken hastalara daha yeni tedaviler sunmanın en iyi yoludur. Hayat kurtarmak, yönetmeliklere uymak ve tasarım açısından güvenilirliği yönetmek için tek yol simülasyon!

Sağlık cihazları geliştirmek için mühendislik simülasyonunu kullanmak yeni bir trend değil. Aslında günümüzde, zamanı ve maliyetleri önemli ölçüde azaltabileceği düşünüldüğünde, düzenleyici onay sürecinde ürün performansını göstermek için simülasyondan yararlanılmaktadır. Sağlık şirketleri, hasta çözümlerini sanal bir tasarım alanında tasarlayarak ve test ederek, ürünleri çok daha hızlı ve gerçek dünyada beklendiği gibi performans göstereceklerine dair daha yüksek bir güvenle piyasaya sürme aşamasına sevk edebilirler.

Örneğin, ASME, tıbbi cihazlar için "Doğrulama ve Doğrulama yoluyla Hesaplamalı Modellemenin Güvenilirliğini Değerlendirme" ile ilgili Doğrulama ve Doğrulama yönergeleri 40'ı (V&V40) oluşturmak için USFDA ve tıbbi cihaz şirketleriyle birlikte çalışmıştır. Sağlık ürünleri geliştiricileri, sanal bir tasarım ortamında ürünlerin ve insan vücudunun 3B modellerini oluşturarak, değişiklikleri hızlı ve kolay bir şekilde yapmak için simülasyon ve dijital keşif kullanarak performansı test edebilir ve doğrulayabilir. Simülasyon, fiziksel prototipler oluşturmak ve test etmekten her gün çok daha hızlı, daha uygun maliyetli ve daha az müdahalecidir.

Simülasyon ile Tıbbi Cihazlar ve Yenilikçi Giyilebilir Cihazlar

Yakın zamana kadar, inceleme için bir hastanın cihazından veri indirmek için doktora gitmek gerekliydi. 5G teknolojisi ile Tıbbi Nesnelerin İnterneti daha fazla ün kazanıyor ve yeni standart haline gelecek. Sağlık verilerinin hastadan doktora hem tutarlı bir şekilde hem de acil bir durumda anında iletilmesini ve iletilmesini kesinlikle genişletecektir.

Tıbbi IoT, katılımcı, kişiselleştirilmiş, öngörücü ve önleyici P4 tıbbına yol açacaktır.

Şirketler ayrıca yüksek güvenilirlik sağlayan, veri gizliliği sağlayan ve mevzuata uyumu hızlandıran sistemler geliştirmek için mühendislik simülasyonu ve bağlantılı hasta modellemesi kullanıyor. Sağlık hizmetleri üzerinde gerçek bir etki yaratmak için bağlantılı tıbbi cihazlar, hasta güvenliği ve konforundan ödün vermeden ilgili ve güvenilir parametreleri yakalayabilmeli ve yorumlayabilmeli ve doktorlara tam bütünlük, okunabilirlik ve güvenlikle içgörü sunabilmelidir. Ansys'in Multiphysics simülasyonları , bu cihazların tasarımında çeşitli aşamalarda kullanılmaktadır.

giyilebilir

Resim: Carnegie Mellon Üniversitesi

Giyilebilir kablosuz cihazların kullanımı, sağlık alanındaki mevcut ve potansiyel uygulamalar nedeniyle son yıllarda artmıştır. Vücuda yakın herhangi bir kablosuz cihazı kullanmak, çok sayıda tasarım zorluğu içerir.

İnsanların cihazı kullanmasına uygun hale getirmek için cihazın boyutu, ağırlıkları ve güç tüketimi azaltılmalıdır. Ayrıca cihazın güç emisyonu herhangi bir sağlık tehlikesine neden olmamalıdır. Aynı zamanda, cihaz, doğru konuma yeterli güce sahip bir sinyal iletecek ve bu da hedef cihaz tarafından iyi bir alım ile birlikte tasarlanmalıdır. Bu, insan vücudunun bu sinyalin önemli bir bölümünü absorbe edebilmesine rağmen. Bu parametreleri ve daha fazlasını göz önünde bulundurarak bir cihaz tasarlamayı nasıl başarabiliriz? Tüm bunlar, Ansys HFSS'de yüksek frekanslı elektromanyetik simülasyonlar gerçekleştirilerek simüle edilebilir.

Ansys'deki başarı öykülerine bir örnek: Hastanın ihtiyacına göre doğru miktarlarda insülin vermek için kullanılan giyilebilir bir insülin pompası için eksiksiz bir Multiphysics çözümü geliştirildi . Bireysel fiziksel modellemenin yanı sıra, ürün ekiplerinin tam entegre bir sisteme monte edildiğinde bileşenlerin ve kontrollerin nasıl davrandığını anlamalarına yardımcı olan bir sistem modeli de geliştirildi.

Ansys simülasyon yazılımı ayrıca akışkan, yapısal, termal ve elektromanyetik analizleri tek bir ortama benzersiz bir şekilde entegre edebilir ve kardiyovasküler cihazların insan vücudunda nasıl davrandığına dair bilgiler sağlayabilir.

Mühendislik simülasyonu, küreselleşmiş ürün geliştirme yaklaşımının da merkezinde yer almaktadır. Esnek, entegre simülasyon ortamı, girişimi desteklemek için ortak bir iletişim platformu sağlar. Simülasyon, yerel düzenleyici onayların gerektirdiği şekilde birden fazla senaryoyu taklit edebilir; hasta değişkenleri silico'da test edilebilir ve sanal insan laboratuvar verileri yerel bir popülasyonu temsil edecek şekilde ayarlanabilir. Sonuç, azaltılmış üretim/işletme maliyetleri yoluyla uygun maliyetli tıbbi tedavidir.

Ansys Multiphysics çözümleri, tasarım aşamasının başlarında bir tıbbi cihazın çeşitli fizik tabanlı ve sistem düzeyinde içgörülerini elde etmek için kullanılabilir. Bu, mühendislerin fiziksel testlerin yanı sıra prototip oluşturmanın hem maliyetini hem de çabasını azaltmalarına yardımcı olur. Deney Tasarımı uzayının tamamı üzerinde parametrik çalışmalar yapma fırsatı sağlayarak ve tasarımı optimize ederek, simülasyon mükemmel bir çözümdür.

Bu nedenle, Simülasyon sayesinde güvenli, doğru, dayanıklı ve uygun fiyatlı giyilebilir cihazlar ve tıbbi cihazlar daha az maliyetle ve daha kısa pazara sunma süresiyle tasarlanabilir.

Bu konuda herhangi bir fikriniz var mı? Aşağıdaki yorumlarda bize bildirin veya tartışmayı Twitter veya Facebook'a taşıyın.

Editörün Önerileri:

• Angel Alberich-Bayarri'nin Çığır Açan Araştırması 'Yapay Zeka (AI), Sağlığın Geleceğidir'
• T-Mobile, müşterileri anında zihinsel sağlık hizmetlerine bağlamak için bir 988 numarası ekliyor
• Sağlıklı kalmanıza yardımcı olacak dijital araçlar
• Yeni bir araştırmaya göre, video oyunları aslında ruh sağlığı için iyi olabilir