当在生物医学领域使用模拟时，它可以帮助生物医学工程师更快地开发更好的设备。但是，项目利益相关者和监管机构采用模拟的好处并接受它是MedTech开发中可行的工具。ASME V＆V 40小组委员会的工程师，其中一些人在Comsol Day的小组讨论：生物医学设备，正在帮助加强该行业中模拟的采用。betvicror伟德2021欧洲杯他们希望帮助塑造一个未来，在这种未来中，模拟被视为生物医学发展的整体部分。
为什么要在生物医学开发工作流程中添加模拟？
确保患者安全
在生物医学开发中使用模拟有很多好处，但是主要的动机吗？病人。使用模拟，工程师可以为患者设计更好，更安全的设备和治疗方法，并确定哪些方法对于需要某种形式治疗的患者最安全。
随着时间的推移（右）（右），在肿瘤消融（左）和药物浓度中产生的热量的模拟。
模拟还可以帮助确定治疗或设备是否对患者造成意外损害。工程师可以模拟能量和身体组织之间的相互作用，以确定起搏器和除颤器等设备在手术过程中是否会损害患者 - 实际上，弊大于利。一个常见的例子是在磁共振成像（MRI）期间产生的电磁热，这可能会引起不适，甚至会损害患者的组织。
其他示例包括模拟激光 - 周期相互作用，例如皮肤病学设备和药物 - 摩托相互作用，以评估药物输送支架等设备的性能。
加速产品开发
除了患者健康的主要目标外，模拟还有助于减少在医学产品生命周期的原型，开发和批准阶段需要进行的临床前测试量。通过减少所需的测试量，可以更快地将产品推向市场。
生物医学支架（左）和起搏器电极（右）的模型。
模拟可以加快跨学科的医疗设备和流程的发展，包括：
- 植入物
- 冠状动脉支架
- 心脏瓣膜
- Nitinol Cardio支架
- 封锁设备
- 脊髓刺激
- MRI
- RF消融设备
- 还有很多
为了在开发周期中节省成本，可以进行模拟来完成一些通常通过昂贵的实验测试和临床试验来完成的繁重工作。以更具成本效益的方式开发的优化设备甚至可能导致对患者的成本较低的治疗方法。
增强理解
让我们对生物医学开发的眼光看待：仿真和实验可以帮助生物医学工程师充分了解设备或过程的工作原理。示例包括使用仿真来理解：
Arlen Ward在Comsol Day的一个小组中说：“如果您使用模型和经验，这两者都会更好。”称为“仿真软件在发明，开发和认证医疗设备设计中的作用大大提高的生物医学设备”。betvicror伟德2021欧洲杯该面板由Imperst Engineering的Nagi Elabbasi主持，betvicror伟德2021欧洲杯Comsol认证顾问，还包括波士顿科学的Ismail Guler，Exponent的William Torres和Baxter International，Inc。的Carlos Corrales。
人眼的参数光力学模型可用于了解眼部障碍和衰老。图片由故事“ Kejako”提供3D参数全眼模型可提供20年的更好视力“。
创新
除了能够充分了解生物医学领域已经存在的设备和过程外，工程师还可以使用仿真来创新全新的MedTech产品。另一位Comsol Day小组成员Baxter International，Inc。的Comsol Day小组成员说：“模拟可以以探索性的能力来开发新设备。”betvicror伟德2021欧洲杯if it’s even possible to think about something as a product.
在MRI鸟笼线圈（左）和EMI/EMC周围的电磁场模拟，以使用RFID标签，用于医疗保健可穿戴设备（右）。这betvicror伟德2021欧洲杯comsolMultiphysics®软件可用于建模人体中发生的许多物理现象以及用于治疗它的设备，包括固体力学，流体力学，传热，电磁学，生物转移，药物输送，声学和任何多物理现象。
引起注意并寻求批准…
尽管模拟的使用在该领域稳步增长，但仍然有足够的空间可以增加这些工具的采用。但是如何？
ASME V＆V 40
美国机械工程师学会（ASME）支持一组名为V＆V 40小组委员会的工程师和科学家，他们努力确保医疗领域中使用的计算模型已充分通过不确定性定量（UQ）进行了验证，验证和分析。
验证涉及两项活动：代码验证和解决方案验证。代码验证可确保数值算法正确，并且已正确实现了代码。解决方案验证评估离散解决方案的数值精度。验证旨在确定模型是否准确代表其现实世界应用。最后，使用不确定性量化来查看计算模型的数值或物理参数中的任何变化如何影响其结果。
通过遵守一组严格的小组委员会指南，ASME V＆V 40能够促进在整个生物医学领域对计算建模对医疗设备和过程的计算模型的有效性。实际上，Comsol Day小组成员Cabetvicror伟德2021欧洲杯rlos Corrales以及波士顿Scientific的Ismail Guler目前位于V＆V 40小组委员会上。
Comsol Day的小组成员：生betvicror伟德2021欧洲杯物医学设备，其中一些人参与了ASME V＆V 40。
建模作为对其他过程的补充
重要的是要注意，生物医学领域中的仿真工程师并不试图通过模拟完全替代实验测试和临床试验。实际上，仿真旨在补充这些其他分析手段。“尽管我们需要实验，并且我们通过实验生活和呼吸，但如果没有实验，我们就不会拥有模型。我们的实验能力有限。”科拉莱斯说。沃德同意说：“使用建模以及实验测试，两者都会更好。”
引入模拟作为一个概念
在使用模拟的情况下，让医疗专业人员加入医疗专业人员的一个巨大挑战是，他们甚至可能不熟悉模拟。模拟结果的高质量可视化以及最终用户可以与之互动的专门模拟应用程序有助于证明模拟对监管机构和其他利益相关者的好处。
这些人可能无法完全理解模拟的来龙去脉，无论他们是在查看数据电子表格还是高质量的3D可视化。“我们需要改善如何解释建模和仿真以及端到端过程，以及如何设置模型，求解器和输出，”小组成员William Torres说。“否则，您会看到利益相关者的眼睛釉面。”
仿真应用程序是向这些利益相关者展示模拟的好处的直观方式。不熟悉自己设置计算模型的人可以使用它们。顾问，医生，外科医生和其他医疗专业人员甚至可以使用专业应用程序进行自己的分析。
在下面的视频中了解有关开发和部署应用程序的更多信息，并查看行动中的生物医学应用程序：
全球转变
2020年3月，COVID-19的大流行严重限制了对实验室和测试设施的访问，几乎无法进行临床试验和实验。但是，这一挑战也刺激了一个机会：缺乏对实验室的访问权限缩小了生物医学工程师可用的选项量，从而增加了整个领域的兴趣，即如何在该领域使用建模和模拟。
新型无创通气（NIV）掩模设计的模型。图片由博客文章“使用多物理模拟优化NIV面膜设计“。
我们从这里去哪里？
下一代生物医学工程师
像Comsol Day的小组成员这样的工程师：V＆V 40等生物医学betvicror伟德2021欧洲杯设备和委员会正在加强生物医学行业的模拟。食品和药物管理局（FDA）和其他监管机构目前在批准生物医学设备和治疗时接受模拟结果。接下来是什么？
通过将生物工程学生引入模拟，我们可以创建一个长期的未来，其中模拟被视为生物医学开发过程的整体部分。沃德说：“学生和年轻工程师需要能够将模拟视为其方法的一部分，而不仅仅是一种工具。”
通过将模拟带入生物工程学生的教育，我们可以确保这种生物医学发展的整体方法为生物医学世界带来了越来越光明的未来。
下一步
观看这些comsol日：betvicror伟德2021欧洲杯生物医学设备主题演讲：
评论（0）