의료 기기: 다중 물리 CFD 설계 탐색을 통한 혁신 향상

급속도로 증가하는 임상 연구 비용은 새로운 의료 기기 개발 혁신을 가로 막는 주된 장애물입니다. 이는 환자나 제조사, 규제 당국, 의료계 전반에 부정적 영향을 미칩니다. 시뮬레이션 기반 제품 설계와 가상 프로토타이핑은 FDA가 실험적 테스트와 임상 실험을 보완하며 규제 승인을 가속화하는 도구로 인정하는 기술입니다. ASME V&V 40이나 MDIC, Avicenna 등이 앞장 서 이러한 노력을 주도하고 있으며, 의료 기기 산업에서 벤치탑 테스트와 임상 실험에 이들 기술이 더욱 널리 사용되도록 촉진하고 있습니다.

그러나 "검증과 확인" 차원에서만 시뮬레이션을 사용하는 것은 제품 개발 프로세스에서 이 기술이 보일 수 있는 잠재적 가치의 상당 부분을 놓치는 셈입니다. Simcenter STAR-CCM+는 엔지니어가 모든 의료 기기 시뮬레이션을 설계 탐색 연구로 전환시킬 수 있게 해주며, 이를 통해 다중 물리 CFD 시뮬레이션 결과가 기기 설계 시 매개변수 변경을 자동으로 유도합니다.

기업은 이런 방식으로 시뮬레이션을 사용해 실험이 없는 경우, 비용 부담이 큰 경우, 실험 진행이 비 윤리적인 경우 등에도 검증을 수행할 수 있으며, 동물이나 인간을 대상으로 한 테스트 의존성을 줄일 수 있습니다. 임상 실험은 실험에 참가하는 수 백명의 환자로부터 현실적인 데이터를 포착하는 반면, 설계 탐색 결과 연구는 엔지니어가 수 천 가지 설계 변수와 다양한 사용 시나리오를 자동으로 시뮬레이션 할 수 있게 해줍니다. 이를 통해 기기에 대한 신뢰도가 향상되고 혁신이 촉진되며 임상 실험에 드는 비용을 절감할 수 있습니다.

본 웨비나에서는 몇 가지 투석 카테터 시뮬레이션 예시를 사용해 의료 기기 개발 시 설계 탐색을 사용하는 것의 이점을 소개합니다.

발표자:

• Thomas McIlwain: 워싱턴 대학교 신경공학과
• Aaron Godfrey: Siemens PLM Software