前几天一篇《重大突破！昨日，美国FDA正式上市“广谱”抗癌药，治愈率高达75%！》的文章刷屏朋友圈，一款广谱抗癌药Vitrakvi在美国正式上市，针对17种肿瘤，治愈率高达75%，对于肿瘤无法切除，或已经转移的晚期患者有“奇效”，让一些人惊呼癌症可被治愈的时代已经来了。

后来经证实这篇文章有夸大成分，所谓“广谱”只是针对某些发生NTRK基因融合的肿瘤患者才适用，这个适用的比例非常低甚至不到1%，而所谓“治愈率高达75%”其实也只是“有效率”，并不是药到病除。

虽然，最终的事实让我们有点失望，但这项成果确实也是说明人类在战胜癌症的道路上又迈进了一步，人们应该相信，随着科技的发展，癌症病魔最终会像历史上那些曾经的“不治之症”一样，被人类所征服。

     仿真计算对医疗行业的贡献     

在医疗技术开发过程中采用工程仿真分析，不仅可有效改善患者的治疗过程，还能充分满足安全标准和产品进度要求。在医疗器械和药品开发设计流程中确保可靠性，能更好地满足严格的医疗监管合规性并挽救生命。由于临床测试不能分析所有可能的情况，因此医疗设备企业采用工程仿真技术（计算机仿真测试）来系统化地发现和解决最差情境问题。

利用仿真技术对医疗行业具有以下优势：

• 降低医疗研发成本
  

一款新型有效的药品开发的主要成本就是科技投入和时间成本，这也就是为什么进口“正版药”成本高价格昂贵，而印度“仿制药”价格低廉却依然能够盈利的原因。因此，在医疗和制药研发过程中，通过应用仿真技术就变得非常重要。不仅可设计新解决方案或优化现有产品，同时还能尽可能降低运营和维护成本。此外，使用成熟可靠的仿真技术能够替代部分监管测试，从而在审批过程中减少失败的风险和成本。

• 确保产品成果可靠

为保证药品和治疗技术的有效性，医疗监管部门必须不断把标准规定得更加严格，从而最大限度提高产品可靠性。因此，在各种条件下在广泛的患者群体上进行测试试验就变得十分重要。而通过应用仿真技术，医疗研究人员便可以从产品的概念设计阶段开始，在多种工况条件下测试产品，尽可能早和尽可能多地开展实验，让失败发生在能够以低成本挽回的早期阶段。系统测试包括使用大量病人特定的几何模型和材料属性重复进行仿真，确保样本能够代表目标群体。

• 促进医疗开发创新

运用仿真的医疗开发公司能够在虚拟人体实验室中虚拟地测试所有有前景的概念产品，使用基于计算机多物理场模型能够让产品接受多种复杂条件下的医学测试，通过系统的参数化数据分析，可调整和优化设计，然后量化不同设计方案产生的影响，实现零风险和低成本的产品测试。在开展物理测试之前，设计人员通过采用计算机仿真测试广泛地验证有前景的概念产品，从而加快产品的研发速度。

     流体仿真部分相关应用     

  心脏瓣膜的流-固耦合建模

人体心脏中的四个瓣膜柔韧而灵活，它们可以完全张开，等待血液沿单向流出心脏后，再紧紧闭合，封闭心腔，防止血液回流。若患上心脏瓣膜病，瓣膜就不能正常工作，进而导致严重的心脏健康问题。因此，研究心脏瓣膜是一个备受关注的研究领域。

通过流固耦合仿真，可以分析心脏中血液的流动模式、变化和滞留时间；心脏瓣膜周围的血液回流；以及这些因素如何受瓣膜运动的影响。该模型还可用于研究瓣膜材料中的应力和疲劳，以及血压、剪切应力和变形。

  血管支架周围血流的模型

在治疗脑动脉瘤时，医生可以在血管内放置一类称为血流导向支架的装置，改变血液流量，减少血管破裂的风险。借助 CFD 方法，可以分析动脉瘤囊后方的血流情况，研究不同剪切速率下的人体血液的粘稠度。

  辅助脑血管临床检查

医学成像技术的分辨率和质量有了显著提高，计算机辅助图像分析技术取得了长足进步，现在重建个体特异性的血管模型用于CFD分析已经成为可能。这种方法的原理是从个体血管的MR1图像中重建真实的几何模型，采用经PC测得入口血流速度。通过复杂的计算公式，对动脉流场方式，血管壁剪切力分布，以及二次流进行了分析。

计算流体力学通常采用个体特异性的几何结构及个体化的生理参数，使真实反应复杂血管形态的剪切力大小成为可能。血管重建到计算模拟需要涉及医学影像、流体力学、计算理论等多学科知识。

  医院洁净室中气流分析

在全球范围内，医疗相关感染对于住院患者是一个严重的问题，不论在发达国家还是发展中国家都是如此。为预防空气感染，让医院的洁净室更加安全放心，设计出有效的通风系统便是一个重点。有效的通风设计还能降低能耗，节约成本，带来额外收益。通过CFD技术，可以分析医院洁净室中的气流模式，调查空气中的细菌如何传播到整个房间，用于评估的洁净室模型包括人员（患者和医生）；家具（床、衣柜和灯具）；医疗设备；以及一套通风系统（入口和排风口）。

  磁性靶向药物研发

在传统的药物递送系统里，药物通过静脉注射后，从被注射的地方运动到心脏再到全身其它区域，对于药物要靶向的小区域来说，这个方法的效率非常低，想要在靶区域达到希望浓度就需要使用大剂量的药物，从而产生严重的毒副作用。磁性药物靶向递送是将药物装载到磁性纳米颗粒上，利用外部磁场使其移动并聚焦在靶部位的方法。它能提高靶部位药物的浓度，降低药物对正常组织的毒副作用。磁性药物靶向治疗可以用来治疗各种疾病，特别是癌症、心血管疾病以及其它血管内疾病，比如血管狭窄、栓塞、动脉瘤以及动脉硬化等，具有广泛的用途和潜在的巨大市场需求。

运用CFD方法，通过仿真不同磁场强度下，栓塞血管的两维流动和动脉瘤血管里的三维流动情况，分析对外磁场作用下磁流体在不同病变血管里的流动状况，得出血管里磁流体载体的速度和压力分布与磁场强度的关系，可以增加对数学模型的理解，并进一步理解磁性靶向药物递送的临床应用。