인실리코 의학은 계산 모델과 시뮬레이션을 사용하여 의료기기를 개발하는 기술입니다. 의료기기 R&D에 MATLAB 및 Simulink를 사용하면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.
- 가상 프로토타이핑과 테스트를 통한 개발 속도 향상 및 비용 절감
- 시뮬레이션을 활용한 조기 타당성 조사를 통해 의료기기의 안전성과 효능 개선
- CM&S(계산 모델링 및 시뮬레이션) 연구 결과에서 의료기기 승인을 뒷받침하는 규제적 증거 제공
“완전 백지 상태에서 임상시험에 들어갈 실물이 되기까지의 전체 개발 과정을 40일 안에 완료할 수 있다는 점이 환상적입니다.”
제품 개발 속도 향상 및 비용 절감
인실리코 의학은 계산 모델을 통한 가상 프로토타이핑과 테스트를 실현함으로써 의료기기 R&D에서 설계 공정의 속도를 대폭 높이고 비용을 낮출 수 있습니다. 이 접근법을 사용하면 값비싼 실물 프로토타입 및 초기 단계 임상시험의 필요성을 최소화할 수 있습니다. 개발 공정의 초기에 잠재적인 설계 결함 또는 고장을 파악하여 더 신속한 반복과 비용 절감을 달성할 수 있습니다.
의료기기 안전성과 효능 개선
인실리코 의학은 계산 모델링과 시뮬레이션을 사용한 철저한 안전성 테스트 및 효능 평가를 통해 의료기기의 안전성과 효능을 개선할 수 있습니다. 이러한 시뮬레이션은 잠재적인 안전상의 위험과 부작용을 파악하고, 의료기기가 증상의 진단 또는 치료에 얼마나 효과적인지에 대한 조기 지표를 제공할 수 있습니다. 따라서 개발 공정의 초기에 제품 설계를 구체화하고 임상시험에 가장 유망한 구성에 집중할 수 있습니다.
규제 승인을 위한 근거 증거 제공
인실리코 의학은 종합적인 기기 성능 검증, 위험 평가, 인실리코 임상시험의 결과를 제공함으로써 의료기기 승인을 위한 규제 제출을 지원할 수 있습니다. 시뮬레이션 기반 데이터는 기존 임상 데이터를 보완하여, 특히 다양한 환자 모집단에 대한 맞춤의학의 맥락에서 기기 안전성과 효능을 보여줄 수 있습니다.
인실리코 의학 모델 예제
아래 예제 모델을 통해 MATLAB 및 Simulink를 사용한 인실리코 의학을 시작할 수 있습니다.
Simscape의 의료용 인공호흡기 모델
이 예제에서는 폐 모델이 포함된 PAP(기도 양압) 의료용 인공호흡기 시스템을 보여줍니다. 이는 의료용 인공호흡기 및 PAP 기기 관련 작업을 맡은 설계자들에게 출발점을 제공합니다.
ECMO 장치가 포함된 Simscape의 심혈관계통
심혈관 모델을 사용하여 인체 심혈관계통의 흐름과 압력을 시뮬레이션할 수 있습니다. 이 모델은 ECMO 장치와 인공심폐기의 개발에 사용할 수 있습니다.
퍼지 논리 제어기를 사용한 인공 췌장
이 예제에서는 FIS(퍼지 추론 시스템) 트리를 설계하고 최적화하여 인공 췌장을 제어하는 방법을 보여줍니다. 이 모델은 CGM(연속 혈당 측정) 시스템과 인슐린 펌프의 개발에 사용할 수 있습니다.
Simulink의 투석 기계
이 모델은 Simulink와 Stateflow를 사용한 혈액투석 기계의 초여과 제어 시스템을 보여줍니다. 이 모델은 투석 기계 개발에 사용할 수 있습니다.
주입 펌프의 모델 기반 설계 및 검증
이 모델에서는 흐름 제어 시스템이 포함된 주입 펌프를 보여줍니다. 이 모델은 주입 펌프 및 기타 안전 필수 의료기기의 검증 및 확인에 사용할 수 있습니다.
Simulink의 심박조율기가 있는 전기생리학 심장 모델
이 모델은 Simulink의 심박조율기가 있는 전기생리학 심장 모델을 보여줍니다. 폐루프 테스트를 사용한 심박조율기 및 기타 CRM(심장박동관리) 기기 개발에 이 모델을 사용할 수 있습니다.
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