מאת:  דיקסיטה פאטל

ניתן להשתמש בסימולציה בתכנון מכשור רפואי כדי לחזות את התנהגות המכשיר ולאתר בעיות פוטנציאליות, כגון התנהגות תרמית בלתי רצויה שעלולה לגרום נזק למטופלים. נוסף על כך, שילוב כלי סימולציה עם כלי בינה מלאכותית (AI) יכול לסייע בייעול תהליכי הפיתוח.

מהנדסים וחוקרים ממשיכים לקדם את תחום הטכנולוגיה הרפואית באמצעות פיתוח פתרונות חדשניים לאבחון, בדיקות וטיפול. מידול וסימולציה חישוביים ממלאים תפקיד חשוב יותר ויותר בפיתוח פתרונות אלה, ואף זוכים לתמיכת ה־FDA  ככלי להערכת בטיחות ולחיזוי תוצאות קליניות.

באמצעות סימולציה, צוותי פיתוח יכולים לבחון כיצד מכשור רפואי מתנהג עוד לפני בניית אבות־טיפוס פיזיים. כך ניתן לזהות סיכונים פוטנציאליים, לבחון חלופות תכנון ולקבל החלטות מושכלות יותר כבר בשלבים המוקדמים של הפיתוח. סימולציה היא בעלת ערך רב במיוחד ביישומים המותאמים למטופל, שבהם ניסויים פיזיים עלולים להיות ממושכים ויקרים. ככל שהסימולציה משתלבת יותר בתהליכי הפיתוח, ניתן לשלב אותה גם עם טכנולוגיות מתקדמות, כגון בינה מלאכותית תוך שהיא ממשיכה להשלים את שיטות הפיתוח המסורתיות.

מדדים כגון Cumulative Equivalent Minutes at 43°C (CEM43)  מביאים בחשבון הן את הטמפרטורה והן את משך החשיפה, והם משמשים באופן נרחב להערכת פגיעה פוטנציאלית ברקמות. שילוב מדדים אלה בסימולציה מאפשר להבין בצורה טובה יותר כיצד תוצאות החישוב מתורגמות לרמת הסיכון בפועל.

לדוגמה, בעת סימולציה של שתלים בעמוד השדרה בסביבת MRI ניתן לראות שתוצאות הסימולציה מראות כי שדות ה-RF  עשויים להתרכז באופן מקומי סביב רכיבים מוליכים, כגון מוטות וברגים. ריכוז זה עלול לגרום להתחממות מוגברת של הרקמות הסמוכות. באמצעות תוכנת ®COMSOL Multiphysics,  ניתן לא רק להמחיש תופעות אלו באופן חזותי, אלא גם לכמת אותן באמצעות מדדים כגון CEM43,  ובכך לסייע למהנדסים לקבל החלטות תכנון מושכלות יותר.

עליית הטמפרטורה ברקמה הביולוגית המקיפה שתל מוליך פסיבי כתוצאה מחימום באמצעות גלי רדיו (RF) במהלך בדיקת MRI
עליית הטמפרטורה ברקמה הביולוגית המקיפה שתל מוליך פסיבי כתוצאה מחימום באמצעות גלי רדיו (RF) במהלך בדיקת  MRI 

הרחבת תהליכי הסימולציה באמצעות בינה מלאכותית

ב־COMSOL Multiphysics,  חלון הצ'טבוט מאפשר לחבר את התוכנה ישירות למודלי שפה גדולים (LLMs), כגון OpenAI™ GPT, Google Gemini™, DeepSeek™  או פתרונות מקומיים. מכיוון שיכולות הבינה המלאכותית משולבות באופן מלא בסביבת COMSOL Desktop® אין צורך לעבור בין כלים חיצוניים במהלך העבודה.

חלון הצ'טבוט מסייע במגוון משימות, כגון מימוש חישובים במודל ומתן מענה לשאלות הקשורות ל־COMSOL Multiphysics,  וכן מסייע בהתמודדות עם אתגרי מידול ספציפיים. לדוגמה, בעת עבודה על בעיות מורכבות, כמו יישום חישובים של CEM43 חלון הצ'טבוט יכול להציע נוסחאות מתאימות או לסייע בבניית הביטויים הנדרשים לצורך ביצוע החישוב.

חלון הצ'אטבוט
שימוש ביכולות חלון הצ'טבוט
שימוש ביכולות חלון הצ'טבוט כדי לסייע ביישום חישוב המנה התרמיתCEM43  במודל של COMSOL Multiphysics.  משמאל מוצגים הבקשה (Prompt) ותשובת הצ'אטבוט, ומימין מוצגות התוצאות שניתן ליישם בתוכנה על בסיס התשובה שהתקבלה.

הצעות שנוצרו באמצעות בינה מלאכותית עדיין מחייבות בחינה ובקרה כחלק מתהליך המידול. עם זאת, כאשר משלבים בינה מלאכותית עם כלי סימולציה באופן מושכל, ניתן לפשט משמעותית משימות מידול מורכבות, לקצר את זמן הקמת המודל ולאפשר למהנדסים להתמקד בניתוח התוצאות ובשיפור התכנון. גישה זו יכולה גם להאיץ את תהליך הפיתוח ולתמוך בקבלת החלטות מושכלת יותר, וכל זאת מבלי להתפשר על הבטיחות או על ביצועי המוצר.

המאמר תורגם ממגזין COMSOL News שיצא ביוני 2026. לקריאת המגזין לחצו כאן (הכתבה הזו נמצאת בעמוד 26 של המגזין).

COMSOL Multiphysics ו־COMSOL Desktop  הם סימנים מסחריים רשומים של COMSOL AB. DeepSeek  הוא סימן מסחרי של Delson Group Inc. Google Gemini  הוא סימן מסחרי של Google LLC. OpenAI  הוא סימן מסחרי של OpenAI OpCo, LLC.