NVIDIA udostępnia otwarty framework symulacji dla robotyki medycznej

Symulacja cyfrowa prowadnika poruszającego się w trójwymiarowym modelu naczyń.

NVIDIA poinformowała 22 lipca 2026 r. o udostępnieniu otwartego, akcelerowanego przez GPU frameworka Medical Physics Simulation, będącego częścią platformy Isaac for Healthcare. Narzędzie łączy modelowanie anatomii, mechaniki urządzeń, kontaktu i tarcia z symulacją sensorów oraz trenowaniem algorytmów sterowania. Framework może wspierać rozwój i ocenę robotów medycznych w środowisku wirtualnym, ale jego wykorzystanie nie zastępuje automatycznie badań fizycznych ani nie przesądza o zaakceptowaniu wyników symulacji przez regulatora.

Symulacja ma objąć interakcję urządzenia z anatomią

Jednym z głównych problemów w rozwoju robotów medycznych jest dostęp do wystarczająco zróżnicowanych danych opisujących zachowanie urządzenia w zmiennych warunkach. Anatomia poszczególnych pacjentów różni się, elastyczne instrumenty ulegają odkształceniom, a kontakt z tkanką zależy między innymi od geometrii, tarcia i parametrów mechanicznych. Rzadkie scenariusze błędów są natomiast trudne do odtworzenia w sposób kontrolowany.

Medical Physics Simulation ma umożliwiać łączenie modeli anatomii z zachowaniem urządzeń, sensorów i polityk sterowania robotem. Zespoły projektowe mogą na tej podstawie budować środowiska, w których zmieniane są parametry geometrii, kontaktu, tarcia, obrazowania lub działania instrumentu. Według NVIDIA pozwala to generować sytuacje trudne do zebrania podczas badań rzeczywistych i wcześniej identyfikować potencjalne tryby awarii.

Framework jest udostępniany jako rozwiązanie open source. Oznacza to możliwość przeglądania jego struktury, modyfikowania modułów oraz dostosowywania środowiska do konkretnego wyrobu i scenariusza zastosowania. Dostęp do kodu nie przesądza jednak o wiarygodności wyników. Producent korzystający z frameworka nadal musi wykazać, że zastosowane modele, dane wejściowe i metody weryfikacji odpowiadają planowanemu kontekstowi użycia.

Cewniki i prowadniki jako pierwszy obszar zastosowania

Dokumentacja techniczna Medical Physics Simulation wymienia między innymi Endoluminal Solver – moduł przeznaczony do symulowania dynamiki cewników i prowadników podczas nawigacji w modelach naczyń. Środowisko może łączyć geometrię układu naczyniowego, elastyczne instrumenty, symulowane obrazowanie rentgenowskie oraz algorytmy uczenia ze wzmocnieniem.

Drugim elementem jest Cosmos-H-Dreams, czyli generatywny moduł symulacji fizycznej wykorzystujący modele uczące się dynamiki interakcji pomiędzy urządzeniem a anatomią. Dokumentacja wskazuje również na generator przeznaczony do symulacji robotyki chirurgicznej, oceny polityk sterowania oraz generowania danych syntetycznych.

Z punktu widzenia producenta istotne jest połączenie kilku warstw rozwoju produktu w jednym środowisku: mechaniki urządzenia, anatomii, sposobu obrazowania, sensorów oraz oprogramowania sterującego. Pozwala to badać zależności, których nie da się ocenić przez osobne testowanie każdego komponentu.

NVIDIA wskazuje, że z rozwiązania korzystają lub jego zastosowanie analizują producenci i dostawcy robotyki medycznej. Johnson & Johnson MedTech wykorzystuje narzędzia Isaac for Healthcare do tworzenia cyfrowych bliźniaków platformy endoluminalnej MONARCH. XCath stosuje symulacje do trenowania algorytmów autonomii endowaskularnej, a Medtronic Structural Heart analizuje generowanie danych dla badań nad nawigacją cewników. Są to informacje deklarowane przez NVIDIA i nie stanowią niezależnej oceny wyników poszczególnych projektów.

Symulacja może wspierać dokumentację, ale wymaga oceny wiarygodności

FDA dopuszcza wykorzystywanie modelowania i symulacji komputerowej jako jednego z rodzajów dowodów wspierających zgłoszenia wyrobów medycznych. Wytyczne regulatora z listopada 2023 r. przedstawiają podejście oparte na ryzyku i wymagają oceny wiarygodności modelu w odniesieniu do konkretnego kontekstu użycia.

Dla producenta oznacza to konieczność określenia, jak duży wpływ wynik symulacji ma na decyzję dotyczącą bezpieczeństwa lub skuteczności wyrobu. Im większy jest wpływ modelu na decyzję projektową lub regulacyjną oraz im poważniejsze mogą być konsekwencje błędnej prognozy, tym mocniejszych dowodów weryfikacyjnych i walidacyjnych należy oczekiwać.

Otwartość frameworka może ułatwiać dokumentowanie przyjętych założeń i analizowanie sposobu działania modeli. Nie eliminuje jednak konieczności porównania wyników z danymi pochodzącymi z testów stanowiskowych, badań przedklinicznych lub innych właściwych źródeł. Sam fakt wykorzystania platformy NVIDIA nie nadaje symulacji statusu zwalidowanego narzędzia regulacyjnego.

Nowy framework rozwija kierunek opisany wcześniej przez Med Industry w materiale dotyczącym współpracy CMR Surgical i NVIDIA. W marcowym projekcie kluczowym zasobem były dane z systemu Versius oraz generowanie syntetycznych scenariuszy chirurgicznych. Medical Physics Simulation rozszerza ten model o otwartą infrastrukturę do odwzorowywania mechaniki urządzeń, kontaktu z anatomią i sensorów.

Więcej o wykorzystaniu danych rzeczywistych i syntetycznych w rozwoju robotyki chirurgicznej można przeczytać w materiale:

CMR Surgical i NVIDIA rozwijają AI dla robotyki chirurgicznej. Dane z sal operacyjnych stają się paliwem dla kolejnej generacji systemów

Dla producentów robotów i aktywnych urządzeń medycznych najważniejszym skutkiem udostępnienia frameworka może być ograniczenie konieczności budowania każdego środowiska symulacyjnego od podstaw. O jego rzeczywistej wartości zdecyduje jednak możliwość potwierdzenia zgodności modeli z zachowaniem fizycznych urządzeń oraz przygotowania dokumentacji pokazującej wiarygodność wyników w określonym zastosowaniu.

Opracowanie własne na podstawie:

Science Corporation – „Science Corp. Announces European Commercial Launch of PRIMA, the Only Treatment to Restore Functional Central Vision to Patients with Geographic Atrophy Caused by Age-Related Macular Degeneration, a Leading Cause of Blindness”, 22 lipca 2026 r.

Źródło: https://science.xyz/news/ce-mark/

Science Corporation – „Science Submits CE Mark Application for PRIMA Retinal Implant – A Critical Step Towards Making It Available To Patients”, 23 czerwca 2025 r.

Źródło: https://science.xyz/news/prima-ce-mark-application-submitted/

„The New England Journal of Medicine” – „Subretinal Photovoltaic Implant to Restore Vision in Geographic Atrophy”, 20 października 2025 r.

Źródło: https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2501396