In-Silico-Medizin befasst sich mit dem Einsatz von Computermodellen und -simulationen zur Entwicklung von Medizinprodukten. Mit MATLAB und Simulink für die Forschung und Entwicklung im Bereich der Medizinprodukte können Sie:
- Durch virtuelles Prototyping und Testen die Entwicklung beschleunigen und Kosten reduzieren
- Durch frühzeitige Machbarkeitsstudien mit Simulationen die Sicherheit und Wirksamkeit von Medizinprodukten verbessern
- Unterstützende regulatorische Nachweise aus CM&S-Studien (Computermodellierung und -simulation) für die Zulassung von Medizinprodukten bereitstellen
„Es war einfach fantastisch, innerhalb von nur 40 Tagen eine komplette Entwicklung vom leeren Blatt Papier zu einem physischen Gerät zu erleben, das klinischen Studien unterzogen wird.“
Produktentwicklung beschleunigen und Kosten reduzieren
In-Silico-Medizin ermöglicht eine erhebliche Beschleunigung des Entwicklungsprozesses und reduziert die Kosten im Zusammenhang mit der Forschung und Entwicklung im Bereich der Medizinprodukte mithilfe von virtuellen Prototypen und Tests in Computermodellen. Diese Vorgehensweise verringert die Notwendigkeit von teuren physischen Prototypen und frühzeitigen klinischen Studien. Sie können potenzielle Entwurfsmängel oder -fehler schon frühzeitig im Entwicklungsprozess identifizieren und somit schnellere Iterationen vornehmen und Kosten einsparen.
Weitere Informationen
- Podiumsgespräch mit führenden Vertretern der Industrie: In-Silico-Medizin für Medizinprodukte (58:18)
- Modellierung und Simulation des Herz-Kreislauf-Systems im geschlossenen Regelkreis mithilfe von Simscape
- Regelung einer künstlichen Bauchspeicheldrüse mithilfe von Fuzzy Logic (4:07)
- Biomechanische Analyse und Visualisierung (21:13)
Sicherheit und Wirksamkeit von Medizinprodukten verbessern
In-Silico-Medizin verbessert die Sicherheit und Wirksamkeit von Medizinprodukten, indem sie gründliche Sicherheitstests und Wirksamkeitsbewertungen anhand von Computermodellierung und -simulation ermöglicht. Diese Simulationen können potenzielle Sicherheitsrisiken und negative Wirkungen identifizieren und frühe Hinweise darauf liefern, wie effektiv ein Medizinprodukt eine Erkrankung diagnostizieren oder behandeln kann. So können Sie den Produktentwurf schon früh im Entwicklungsprozess optimieren und sich dann auf die aussichtsreichsten Konfigurationen für klinische Studien konzentrieren.
Weitere Informationen
- Verifizierungs- und Validierungs-Workflows für die Entwicklung medizinischer Geräte (49:43)
- Entwurf und Validierung von Medizinprodukten durch mathematische Modellierung (44:19)
- Datengestützte und fehlerresistente Kontrolle der Insulintherapie (12:43)
- Elektrophysiologisches Herzmodell zur Echtzeitprüfung von Herzschrittmachern in geschlossenem Regelkreis
Unterstützende Nachweise für behördliche Zulassungen bereitstellen
In-Silico-Medizin kann Einreichungen für die behördliche Zulassung von Medizinprodukten unterstützen, indem sie umfassende Bewertungen der Geräteleistung, Risikobeurteilungen sowie Ergebnisse aus klinischen In-Silico-Studien bereitstellt. Die simulationsbasierten Daten dienen als Ergänzung für herkömmliche klinische Daten und belegen die Sicherheit und Wirksamkeit der Produkte, insbesondere im Kontext der personalisierten Medizin mit unterschiedlichen Patientengruppen.
Weitere Informationen
- Medical Devices Speaker-Reihe 2023: Nutzung von Cloud-basierten In-Silico-Studien für die Entwicklung und Erforschung von Medizinprodukten (21:32)
- Medical Devices Speaker-Reihe 2023: Risikoärmere und schnellere geschlossene physiologische Regelkreise mithilfe von Model-Based Design (24:26)
- Technologische Trends und Richtlinien in der Medizinproduktebranche (41:37)
Modellbeispiele der In-Silico-Medizin
Erleichtern Sie sich mithilfe der nachstehenden Beispiele den Einstieg in MATLAB und Simulink für In-Silico-Medizin.
Modell eines medizinischen Beatmungsgeräts in Simscape
Dieses Beispiel zeigt ein PAP-Beatmungsgerät mit Lungenmodell. Es ist ein Ausgangspunkt für Entwicklungsteams, die an Beatmungsgeräten und PAP-Geräten arbeiten.
Herz-Kreislauf-System in Simscape mit ECMO-Maschine
Mit dem Herz-Kreislauf-Modell können Sie Zu- und Abläufe sowie Drücke des menschlichen Herz-Kreislauf-Systems simulieren. Das Modell ermöglicht Ihnen die Entwicklung von ECMO- und Herz-Lungen-Maschinen.
Künstliche Bauchspeicheldrüse mit Fuzzy-Logik-Regler
Dieses Beispiel zeigt Ihnen, wie Sie einen FIS-Baum (Fuzzy-Interferenzsystem) zur Regelung einer künstlichen Bauchspeicheldrüse entwickeln und optimieren. Mit dem Modell können Sie CGM-Systeme (kontinuierliche Glukoseüberwachung) und Insulinpumpen entwickeln.
Dialysegerät in Simulink
Dieses Modell zeigt ein Ultrafiltrationsregelungssystem für ein Hämodialysegerät mit Simulink und Stateflow. Mithilfe des Modells können Sie Dialysegeräte entwickeln.
Model-Based Design und Verifikation für eine Infusionspumpe
Dieses Modell zeigt eine Infusionspumpe mit Regelungssystem für den Ab- und Zufluss. Sie können damit Infusionspumpen und andere sicherheitskritische Medizinprodukte verifizieren und validieren.
Elektrophysiologisches Modell eines Herzens mit Schrittmacher in Simulink
Dieses Modell zeigt ein elektrophysiologisches Herz mit einem Schrittmacher in Simulink. Sie können das Modell bei der Entwicklung von Herzschrittmachern und anderen Herzrhythmusmanagement-Geräten (Cardiac Rhythm Management, CRM) mit Tests im geschlossenen Regelkreis heranziehen.
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