您好, 访客   登录/注册

虚拟模拟仿真技术在医疗器械中的应用

来源:用户上传      作者:许盛

  摘要:虚拟模拟仿真技术在医疗器械中的应用中,大多数只应用在医疗器械的炼化制造和医疗设备的整体性能锻造方面,与医疗器械的整体发展相比还是远远不足的。文章提出虚拟仿真技术和医疗器械的整体融合不光要在全智能化生产中实现,还要让虚拟模拟仿真技术深入地渗透到医疗器械中,这正是医疗器械和计算机模拟仿真技术相结合的发展趋势。
  关键词:医疗器械;仿真技术;应用现状
  0引言
  我国是医疗器械大国,医疗器械企业和医疗器械产量在全球占有绝大比重。从目前的产业发展趋势进行分析,医疗企业仍需要进一步完善技术,这与我国医疗产业的发展现状相差甚远。我国整体的医疗器械产业都需要新技术的整体融入,从而得到更大的发展。在计算机仿真技术融入医疗器械的历程中,计算机仿真技术必须结合医疗器械产业的发展要求来获取最佳的创新效果。
  1医疗器械虚拟模拟仿真技术分析
  虚拟模拟仿真技术和医疗器械融合也被称为医疗器械计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)技术,此技术的开展理念就是把计算机和传统的医疗器械生产进行结合。在医疗器械的生产过程中,虚拟技术可以有效地分析医疗器械的弹塑性、强度、刚度等所包含的力学性能,与此同时,CAE技术在生产过程中的有效应用还可以提升医疗器械的结构性能。CAE技术在医疗器械中的应用过程中,还涉及工程数据管理技术、数字交换技术、信息管理机智的系统应用以及计算机图形学技术等。CAE技术的应用使计算机的分析更加有效,在确保精准分析的同时降低医疗器械的生产成本[1]。
  2仿真技术在医疗器械领域的应用
  医疗设备具有造价昂贵、体积庞大、操作复杂、配置多样等突出特点。医疗设备的销售主要是通过大型展会和销售人员携带讲解说明上门推荐,需要耗费大量人力、物力且很难给客户直观的感受。另外,由于大型设备造价昂贵,客户购买时需要非常小心,一旦设备更新,就需要投入大量的培训成本,使用户难以接受。而计算机仿真虚拟技术可达到直观的效果,帮助销售人员、培训讲师经济高效地讲解设备,通过虚拟演练把新机型、新技术快速展示给客户,消除客户对新技术的排斥心理,极大地节省了仪器的销售成本。
  医疗器械的加工和生产处于追溯系统的上游环节,包括采集原材料、加工、组装、包装等多种工序。当生产任务下达后,车间主任收到含有工艺的电子标签,利用虚拟技术读写器便可以读取生产要求,如原料仓储室申请物资需求等。首先,物料会放在固定式读写器的代加工缓冲区,自动采集物料种类、物质及质量,车间主任在对比物料信息与工艺信息之后,再决定是否进行加工任务。其次,借助无线传感网络实时采集医疗器械的产品各项数据指标,随时了解、关注、查看产品加工过程是否按工艺文件上的要求进行,及时统计、分析和优化生产工序。
  3医疗器械虚拟技术模拟仿真技术现状
  3.1医疗器械虚拟模拟仿真技术应用价值
  医疗器械CAE技术优化了医疗器械的生产过程,虚拟技术可以辅助分析、检测医疗器械在生产中的刚度、强度以及质量,以提高医疗器械的整体性能。虚拟模拟仿真技术包括了各种信息技术,其中图形处理是仿真技术的基础[2]。
  3.2验证模型的建立和使用
  从客观的角度对医疗器械CAE技术进行评价,仿真技术只是模仿物品的各个属性,然后根据属性进行模拟仿真,但当下的仿真技术也只是相对仿真,在使用时具有一定的局限性。仿真技术在使用的过程中,在特定的要求下,首先对需要分析的事物全部属性进行统一剥离,其次根据所得出的数据进行建模,最后再通过模拟完成后的结果进行分析判断,才能得知建立的模型与实际情况是否相符。根据得出的模拟结果,调整分析各种不确定因素。验证模型的建立要能反映模拟对象的某一特性,要符合系统各个组成部分之间的关系,还要与系统整体的输出情况相符合。计算机和仿真两种技术的融合,可以更有效地发挥两者的优点。现如今,计算机模拟仿真技术已经逐渐完善,在医疗器械中的应用效果也逐渐显现,提高了医疗器械的生产速度以及技术含量。医疗虚拟技术分为感知技术层面、网络层面及应用层。
  3.2.1感知层
  感知层处于体系架构的底层,由负责数据采集的感知设备和网关组成。网关设备应具备融合易构性和协议转换能力,以实现传感网的无缝覆盖,提高了传感网络的无线资源利用率,保证医疗设备数据的可靠传达。
  3.2.2网j层
  为保证各种因素之间的互联,医疗网络层面将面临多种网络融合的问题,因此,医疗设备网络中异构网的互联互通将保障医疗数据的高效传递和信息共享。
  3.2.3应用层
  远程医疗需要医疗信息共享平台的支持。医疗信息共享平台包含个人健康档案数据、医学影像数据、临床检验数据及医疗设备资产数据等医疗信息数据。因此,在医疗设备网络应用层面建立个人健康档案数据中心、医疗影像数据中心、临床检验数据中心、医疗设备资产数据中心,实现海量医疗数据安全可靠的存储、检索、交换与互操作,构建海量的个人健康信息平台及医疗信息共享的协同服务平台,为数字化医院提供信息保障。
  4医疗器械的市场供应份额情况
  在中国的高端医疗器械市场中,世界行业巨头旗下拳头产品由于企业的财力较为雄厚、技术水平较高,一直以来都引导着医疗器械市场的各种需求和产品升级方向。虽然外国企业融入我国市场对我国的医疗器械带来了强有力的发展,也给我国医疗器械的升级转型带来了技术支持,但是外企的融入对我们国产医疗器械企业的生存带来了严重的影响。外企研制的高端医疗器械产品的技术含量较高,价格非常昂贵,而我国研制的医疗器械产业主要针对中低端市场,竞争格外激烈[3]。
  5医疗器械虚拟模拟仿真技术的发展趋势
  5.1实现医疗器械生产的智能化一体化
  目前,医疗器械的生产已经到了转型的最佳时期,计算机模型仿真技术作为医疗器械企业的突破点被广泛应用。医疗器械CAE技术与传统的生产技术相比,具有巨大的优势。在如今的医疗器械行业中,该技术已经逐渐得到应用。例如,在进行医疗器械生产的过程中,计算机可以有效分析炼化、固型等各种操作,在生产之前利用计算机模拟仿真技术建立试验模型,从而避免生产中可能遇到的问题,使生产出来的医疗器械产品更完美,让整个生产过程得到优化升级。计算机模拟仿真技术的应用实现了医疗器械生产的智能化和一体化,人工、成本随着减少,计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)和CAE 两种技术的联合,让医疗器械的制作工艺得到优化。

nlc202209051659



转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15439099.htm

相关文章

服务推荐