在水下运行的潜艇与支撑人体动脉的金属支架有何共同之处？比你最初想象的要多。
尽管在规模和环境方面存在巨大差异——很明显，人们乘坐潜艇，而支架植入人体内——潜艇和支架都是受制于控制流体、结构的行为以及它们之间的相互作用的相同物理定律。无论是在海洋深处巡航还是抵抗血液脉动的湍流，这两项人类发明都会受到持续的磨损——并且必须在数十年有望无故障运行的过程中保护人类生命。
潜艇、飞机、汽车和其他关键性能产品的制造商几十年来一直将计算机模拟作为产品设计和分析的宝贵工具，在物理世界和可以预测整个生命周期的性能。
医疗设备制造商正在迎头赶上。
FDA 的热情支持正在加速推动生命科学利用数字方法，例如 FEA、CFD、拓扑优化、虚拟人体建模等。同样的个性化驱动力让消费者可以在他们的新车中指定独特的细节，现在也使医生和研究人员能够为个别患者定制医疗解决方案。
走大动脉支架，这是制造医疗设备的早期示例之一，已经达到微调阶段，如果没有计算机辅助工程，这是不可能实现的。模拟疲劳预测现在已成为确保新支架设计在其整个生命周期内的安全性能所必需的，并且也是 FDA 推荐的。
此外，计算机生活的典范，跳动的心脏或其组成部分（基于对特定患者的扫描）可用于设计和虚拟测试最适合同一人独特解剖结构和疾病状态的支架配置。在医疗设备开发和制造中，“一刀切”正在成为过去。
但是所有这些定制的成本是多少？答案是，允许个性化的工具也有助于缩短关键的上市时间。 FDA 的 MDDT（医疗器械开发工具）计划正在鼓励该行业快速推进开发可用于评估医疗器械的虚拟动物和人体模型。 FDA 得出结论，在许多情况下，计算模型可能比传统证据来源更好地代表设备性能的各个方面。
想想这个方式：可以使用数字工具以虚拟方式“基准测试”多种解决方案以应对医疗设备设计挑战。随着仿真解决方案的不断进步和仿真专业知识的相应可用性，各种规模的公司——从最大的制造商到最小的初创公司——都可以使用仿真来放大那些最有希望的设计。这可以在早期设计评估和测试中节省大量成本，有助于在公司大量投资试验甚至生产之前排除死胡同的产品。
在转向数字设计，制造商将需要获得专业知识来模拟广泛的物理，包括从固体变形和流体流动到热传递和电磁学的一切。通常，必要的方法和工具已经在完全不同的领域和行业中使用。医疗行业可以通过利用现有资源获益良多。
这让我们回到我们的话题潜艇：对可能影响其船体和危及乘员的各种物理事件进行随机和概率评估的方法已经被证明了数十年——并且可用于支持医疗设备制造商致力于为所有变化最大的实体创造产品: 人体。
