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医療機器開発をサポートする3次元CAD

膨大な試験・認証作業や管理を効率化する3次元CAD

前回の特集では注目の成長産業 “医療分野” におけるものづくりの現状ということで、今後の医療業界のマーケットや海外進出する際の留意点についてレポートしました。今回は医療機器開発をサポートする3次元CADについてお伝えします。

医療機器開発をサポートする3次元CAD

医療機器開発におけるものづくりの課題

前回の特集でもお伝えしたように近年市場では多くの企業による医療機器業界への新規参入、製品投入が増えてきており、競合製品との競争がこれまで以上に厳しくなってきています。そして日本におけるQMS省令やISO 13485はじめ、各国の法規制に対応するために膨大な試験・認証作業を重ね、それを適切に管理する必要があります。

よくある課題例

  • 開発期間短縮
  • 人的ミスのリスク削減
  • スムーズなコミュニケーション
  • 医療機器開発の全ての工程でのデータ管理の必要性とトレサビリティの確保
  • 使い手の立場に立った視覚的配慮
  • プレゼンテーションへの活用
  • 安全性の確保
  • 患者の負担軽減
  • 事前のシミュレーションによる試作・試験の回数削減
  • デザイン性の向上
  • ユーザビリティ

こうしたさまざまなものづくりの課題を効率的に解決し、医療機器開発をサポートするのが3次元CADです。

医療機器業界における3次元CADの導入・活用例

医療機器といってもさまざまですが、その範囲は多岐にわたります。SolidWorksはこうした医療機器を開発している世界の8000社以上の企業で広く採用され、28000ライセンス以上が使用されています。日本国内でもトップシェアの3DCADでもあり、医療機器産業以外にも全世界で約17万の企業に200万ライセンスが導入されています。

このように、椅子、モニタ、超音波プローブなどさまざまな医療機器の開発の場面でSolidWorksが使用されています。

このように、椅子、モニタ、超音波プローブなどさまざまな医療機器の開発の場面でSolidWorksが使用されています。

医療機器開発における3次元CADの導入効果~ユーザの声~

ではなぜSolidWorksが医療機器開発に採用されているのか、実際に導入されたユーザの声をご紹介します。

株式会社ニデック様

眼や視覚に関する医療関連機器の開発・製造

「医療機器の場合は、品質上の問題を抱えていたり故障しやすい製品を市場に送り出すことは、患者様やドクターの方々に多大なご迷惑をお掛けすることになります。医療機器メーカーとして、それを回避する意味でも、3次元CADを用いた設計が必要だと判断しました。」

株式会社ニデック導入事例

林 本部長

林 本部長

眼や視覚に関する医療関連機器

オムロン株式会社様

「ポータブルネブライザ(ぜんそく用吸入器)の最適設計には、振動解析と構造解析にSolidWorks Simulationを使用しました。SolidWorks Simulationの最大の評価ポイントは、使いやすさだと考えています。SolidWorksのモデルをそのまま利用でき、設定が簡単で、インターフェイスもわかりやすいことが利点です。」

オムロン株式会社導入事例

生産プロセス革新センタ生産技術部 技術専門職 岡田浩氏

生産プロセス革新センタ生産技術部
技術専門職 岡田浩氏

ポータブルネブライザ(ぜんそく用吸入器)

Bausch & Lomb様(米国)

コンタクトレンズの開発・製造

「Bausch & Lombのレンズ設計はそれぞれが数百の異なるモデルにより処方、目の大きさ、レンズ形状に対応しています。個々のモデルには50もの設計パラメータがあり、一つ一つ異なるレンズが作成されます。SolidWorksの設計テーブルを使ったコンフィギュレーション作成機能により、これらのすべての設計バリエーションを元のモデルから開発することができ、時間とコストの節約につながっています。」 

Bausch & Lomb(米国)導入事例

コンタクトレンズ

Design that Matters, Inc.様(米国)

新生児用光線治療装置の開発

「異なる言語や文化、財政状況などの障壁を乗り越える唯一の方法が視覚的な効果です。PhotoView 360による写真のようなリアルなレンダリングは、装置の承認を得るための大きな一手となります。これらのビジュアル化ツールは、プロジェクトを成功させるために非常に重要でした。

SolidWorksソリューションを導入したDesign that Mattersでは、PhotoView 360で写真のようなレンダリングを作成し、3DVIA Composerソフトウェアで分解図による組み立て手順書を作成できるようになりました。コンセプトを説明する高品質なビジュアル資料を作成することは、医師に意見を求め、承認を得るために必要不可欠でした。」

Design that Matters, Inc.(米国)導入事例

新生児用光線治療装置

MAKO Surgical Corp.(米国)様

ロボットアームインタラクティブ整形外科ガイダンスシステムの開発

「MAKOは、SolidWorksソフトウェアの設計コンフィギュレーション機能を利用して、多種多様な患者生体構造をインプラント形状の開発に組み込んでいます。100を超える匿名の膝CTスキャンから取り込んだ形状データを定量化して、8種類のインプラントサイズコンフィギュレーションを作成しました。それぞれのコンフィギュレーションには、300を超えるSolidWorks設計テーブルパラメータが含まれ、さまざまなパラメータを個別に制御することによって、正確な解剖学的インプラントモデルが構築されるため、外科医は患者の実際の膝形状にインプラント形状をぴったりと合わせることができます。」

MAKO Surgical Corp.(米国)導入事例

インプラント形状の開発

医療機器開発を包括的にサポートするSolidWorks

医療機器開発を包括的にサポートするSolidWorks

1.製品設計

SolidWorks Standard
CADの基本機能を搭載した基本パッケージ
SolidWorks Professional
SolidWorks Standard にフィーチャー認識、レンダリング、部品ライブラリ等を加えたプロ仕様
SolidWorks Premium
ルーティング、エレメカ連係ツール、解析機能を加えたCADの最上位版

SolidWorks

2.設計検証

SolidWorks Simulation Professional
SolidWorks Premiumの解析機能に伝熱、固有値、疲労などの検証機能を加えたプロ仕様
SolidWorks Simulation Premium
Simulation Professionalに非線形、線形動解析等を加えた最上位版
SolidWorks Flow Simulation
熱流体の解析に特化したプロフェッショナル検証ツール
SolidWorks Sustainability
環境を配慮した設計のための効率的な検証ツール

3.製品データ管理

SolidWorks Enterprise PDM CAD Editor
SolidWorks上で動作する製品データ管理ツール
SolidWorks Enterprise PDM Contributor
CADを使用しないメンバーが使用するためのPDMツール
SolidWorks Enterprise PDM Viewer
閲覧に特化した5ライセンス単位のPDMビューア

SolidWorks Enterprise PDM

4.テクニカルコミュニケーション

3DVIA Composer
3次元CADデータを活用した製品ドキュメント作成支援ツール
3DVIA Sync
サーバーで一括処理を行うためのバッチツール
3DVIA Composer Player Pro
再保存、カスタマイズが可能な無償ビューアの上位版

3DVIA Composer

このように設計~生産~機器の使用~保守・メンテナンスといったさまざまな局面において、SolidWorksという1つのプラットフォームが医療機器開発を包括的にサポートします。

次回は、医療機器開発における解析ツールについてご紹介いたします。

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医療機器業界にフォーカストピックス

医療機器開発でのCAE活用事例
近年、高度医療社会を支える先進的医療機器開発においてシミュレーションの活用が活発に行われています。医療機器における強度、流体解析を中心に設計者向けから専任者向けまでいくつかの活用事例をご紹介します。
注目の成長産業“医療分野”におけるものづくりの現状とは?
第1回目は医療機器開発のコンサルティングに携わる、株式会社UL Japan医療機器部 部長 肘井一也様と株式会社UL ASG Japan営業部 チャネル・マネージャー 森本知広様に今後の医療業界のマーケットや海外進出する際の留意点などを伺いました。
医療機器業界にフォーカス
昨今の不況や円高に多くの製造業が苦戦している中、安定した売り上げや今後の成長が見込まれる分野の「医療分野」。この業界のものづくりの現状や課題、解決策などレポートします。

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