生命科學與醫療

生命科學與醫療

精準模擬人體與醫療裝置互動,推動臨床驗證數位化

隨著全球慢性疾病持續增加,生命科學與醫療產業正面臨加速創新的雙重壓力:一方面需在有限預算與緊湊時程內,研發出具突破性的設備設備與療法,另一方面還須符合愈加嚴格的法規要求與審查流程。市場也愈來愈重視治療成效的可衡量性與長期改善潛力,促使醫療設備與療法朝更個人化發展。但目前研發流程仍高度仰賴實體、動物或人體試驗,不僅成本高昂,也容易延誤研發週期。

為回應這些挑戰,生命科學與醫療產業正積極導入SIMULIA多物理場模擬解決方案,透過虛擬測試精準預測設備與療法表現,加速開發流程、降低測試成本,並確保產品安全性與臨床成效。SIMULIA所提供的結構、流體與電磁模擬技術,結合虛擬人體建模,皆可於3DEXPERIENCE雲端平台整合運行。這套統一建模與模擬(MODSIM)方案,可全面協助醫療產業重塑創新模式,實現以患者為核心的高效研發流程。

關鍵效益

降低開發成本

降低開發成本

透過系統化導入虛擬測試取代實體測試,有效節省醫療設備開發成本。

確保設備合規性

確保設備合規性

結合多物理場模擬與虛擬人體建模,全面評估設備性能,協助產品符合所有性能、品質與法規要求。

加速產品上市時程

加速產品上市時程

藉由統一建模與模擬(MODSIM)流程,從初期構想到設計定案,顯著縮短整體開發周期。

應用場景

 
藥物傳遞與診斷設備

藥物傳遞與診斷設備

可攜式與穿戴式的藥物傳遞系統與診斷設備,已大幅改善使用者的生活品質。這類設備必須具備高度的可靠性、舒適性與操作便利性。SIMULIA模擬技術可協助醫療器材與藥廠在虛擬環境中測試產品效能,提前識別並解決潛在的安全與性能風險,有效縮短臨床測試前的開發週期。

 

應用情境包括:
  • 結構強度與衝擊測試
  • 塑膠射出成型
  • 電磁性能與安全性評估
  • 流體流動與流固耦合模擬
  • 針頭穿刺,以及設備與皮膚的互動分析

 

支架與心血管植入物

支架與心血管植入物

心血管疾病是先進國家主要的健康負擔之一。為預防動脈阻塞,冠狀動脈與神經血管支架已廣泛應用,其它常見心血管植入物還包括心律調節器、心臟瓣膜修復與置換裝置、心室輔助裝置等。模擬可重現體外與體內測試條件,協助降低實體測試需求,並加速心血管植入物的開發週期,有效預防潛在失敗風險。

 

應用情境包括:
  • 心律調節器導線 (Pacemaker Leads)
  • 無導線心律調節器(Leadless Pacemakers)
  • 冠狀動脈支架與腦血管支架(Coronary and Neurovascular Stents)
  • TAVR支架 / 經導管主動脈瓣置換支架 (Transcatheter Aortic Valve Replacement Stents)
  • 二尖瓣成形環(Mitral Annuloplasty Rings)
  • 二尖瓣修復夾(Mitral Clip)

 

骨科與牙科植入物

骨科與牙科植入物

高齡化社會帶動人們對健康老化的重視,骨科與牙科植入物市場因此快速成長,個人化植入需求也同升溫。SIMULIA模擬可全方位評估植入物在整個使用期間的表現,透過整合掃描資料至模擬中,協助設計個人化植入物,優化其適配性與功能。

 

應用情境包括:
  • 結構強度與剛性
  • 運動學與動力學分析
  • 耐久性、磨耗與壽命評估
  • 多孔植入物中的流體分析
  • 製程與3D列印最佳化
  • MRI 安全性評估

 

藥品與生技製程模擬

藥品與生技製程模擬

藥品與生技療法的開發成本高、時間長。建模與模擬技術能有效降低開發風險與成本,加速藥品上市時程。SIMULIA模擬已廣泛應用於藥品與生技開發流程,包括提升製劑與製程效率、最佳化傳遞裝置性能、評估包裝可用性與密封性分析,並透過氣流模擬提升製造廠的潔淨與安全環境。

 

應用情境包括:
  • 錠劑壓縮模擬
  • 藥品傳遞與診斷設備開發
  • 儲存、運輸與包裝可用性模擬
  • 廠區氣流與空氣品質模擬
  • 生物反應器與混合槽分析

 

醫院空氣品質模擬

醫院空氣品質模擬

空氣傳播感染雖內眼不可見,卻無處不在,對醫療品質影響甚鉅。這些感染不僅會妨礙患者的康復,還可能拉高醫療成本、延長住院天數,甚至可能危及生命。透過HVAC系統模擬,可優化醫院通風與空氣品質,提升病患與醫護人員安全,並兼顧舒適性與能源效率,適用於各種氣候環境。

 

應用情境包括:
  • 空氣傳播疾病擴散模擬
  • 表面污染風險評估
  • 室內空氣品質與汙染分析
  • HVAC通風系統最佳化
  • 實驗室生物安全與無塵室設計模擬

 

生物電磁模擬

生物電磁模擬

生物電磁學(BioEM)是研究電磁場在人體中傳播及其對器官與組織影響的學科,為醫療影像與治療裝置設計的關鍵技術之一。人體各組織在不同頻率下呈現出不同的電磁與熱響應特性,需仰賴專業模擬方法來精確掌握。BioEM模擬可精準重現電磁波在人體內的傳播行為,進一步分析其對不同組織造成的影響,無論是預期的治療效益或潛在副作用,皆可於設計階段即掌握。工程師可藉此了解能量吸收分布,驗證裝置與治療流程的安全性與效能。

 

應用情境包括:
  • MRI 磁振造影設計模擬
  • 高頻熱療與短波熱療模擬(Diathermy and Hyperthermy)
  • 射頻與微波成像模擬(RF and Microwave Imaging)
  • 穿戴式或植入式電子裝置模擬(Wearable and Implant Electronics)
  • 植入物電磁安全評估(Implant safety)

 

虛擬人體建模與模擬

虛擬人體建模與模擬

為準確評估新醫療器材的安全性與療效,必須深入了解其與人體的互動行為。

達梭系統提供的虛擬人體建模與模擬技術,可協助醫療器材製造商在高度擬真的虛擬環境中,全面評估產品表現。此技術支援建構如心臟、骨骼肌肉等精細的人體器官模型,並可進一步衍生為特定病患的數位分身,或建立大量虛擬病患模型,強化醫療器材的安全性與臨床適用性。

 

應用情境包括:
  • 人體組織建模(如皮膚、骨骼等)
  • 器官模擬(如大腦、肺部、眼睛等)
  • 虛擬心臟模型(Living Heart Model)
  • 骨骼肌肉系統建模與分析

 

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