醫療器械研發設計中能用到的CAE仿真技術
伴隨著現在醫療技術的不斷發展，醫療器械的研發已經成為醫療領域的重要方向之一，也推動著醫療器械設計創新不斷前行。
相比于其他行業，醫療器械設計和開發有著行業特定的標準和難題。醫療器械企業不僅必須解決上市時間、創新、降低成本和市場競爭等常規設計難題，還對患者安全承擔巨大責任，并且必須遵守多重極其嚴格的法規準則。
而過去開發設計醫療器械，對產品進行三大證據作為基礎：工作臺測試、動物研究和臨床實驗。而現如今，借助CAE技術，有了第四大證據支柱，CAE仿真技術能盡早提供寶貴的深度洞察信息，特別是在設備的設計和研發階段。
醫療器械CAE仿真分析是一種通過數值計算和模擬的方式，對醫療器械進行虛擬的試驗和性能相關的分析。在這個分析過程中，利用計算機模擬技術，結合醫療器械設計理論，對醫療器械的使用情況進行仿真計算、動態分析和性能測試。通過仿真分析，可以為器械設計與升級提供相關的數據支持和驗證。
目前熟知并應用的醫療器械仿真分析方法包括有限元分析、計算流體力學、結構震動分析等。根據不同的研究對象及領域，會采取一種或者多種分析方法進行。下面我著重分享一下結構震動和流體仿真分析：
結構震動分析
醫療器械在使用過程中會受到各種力的作用，如振動、沖擊等，這些力可能會導致醫療器械的結構疲勞、失效等問題。通過結構震動仿真，工程師可以預測和評估醫療器械的結構性能，優化其結構設計和材料選擇，提高產品的穩定性和可靠性。
結構震動仿真還可以用于解決醫療器械的潛在問題。在醫療器械的研發過程中，可能會遇到一些難以預測的問題。通過結構震動仿真，工程師們可以模擬醫療器械在實際使用中的情況，從而發現潛在的問題。針對這些問題，可以采取相應的措施進行解決和優化，確保產品的質量和性能。
流體仿真分析
流體仿真是指在計算機上模擬醫療器械中的流體流動情況，以評估其流阻特性和流量特性。在醫療器械的研發過程中，流體仿真可以幫助工程師們預測和解決流體相關的問題，從而提高產品的質量和性能。
首先，流體仿真可以用于評估醫療器械的流阻特性和流量特性。在醫療器械的設計中，流阻特性和流量特性是非常重要的一個因素。通過流體仿真，工程師們可以模擬醫療器械中的流體流動情況，從而評估其流阻特性和流量特性。如果發現醫療器械在某些條件下存在流阻過大或流量不足的情況，工程師們可以及時進行調整和優化，確保產品的流阻特性和流量特性滿足實際需求。例如，在血液透析機中，需要對血液在管道中的流動狀態進行模擬，以評估透析膜的性能和過濾效果。
其次，流體仿真還可以用于解決醫療器械的流體相關問題。在醫療器械的研發過程中，可能會遇到一些與流體相關的問題。通過流體仿真，工程師們可以模擬醫療器械在實際使用中的流體流動情況，從而發現潛在的問題。針對這些問題，工程師們可以采取相應的措施進行解決和優化，確保產品的質量和性能。
根據不同的醫療器械類別研發，還會采取其他的仿真分析方法如有限元分析、結構靜力學、動力學、疲勞等各種類型的仿真模擬。
CAE仿真技術除了應用在醫療器械設計和驗證評估階段，其作用可以貫穿產品的整個生命周期，對醫療設備生命周期進行監管和決策，可減少對動物研究和工作臺測試的依賴。
未來，醫療器械行業將借助CAE仿真技術會發展越來越快，我們的醫療技術也會隨著器械的先進而得到更大的提升。
