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能源管理和环境密封供应商Boyd Corporation使用Nimbix Cloud加速消融探针的设计

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“不同制造商生产的医疗探头有一些差异,而且由于我们自己无法获得实际的探头,因此我们进行了大规模模拟以确定哪些最有效以及为什么。每个探针有超过4000万个网格元素,每次模拟都需要几天时间才能在我的计算机上运行。使用JARVICE和Nimbix Cloud,我可以在晚上运行模拟,并在第二天早上完成。借助Nimbix Cloud,我可以同时为三个或四个项目运行模拟。我肯定无法在我自己的电脑上完成这样的事情。”

—Adriana Druma,OsteoCool™射频消融系统的贡献者

公司简介

Boyd Corporation是集成密封、热管理和保护解决方案的全球领导者。它的设计使太空探索更安全、更容易实现,医疗服务更准确、更容易获得,电子产品更智能、连接更方便。其目标是通过使客户的产品更快、更安全、更轻、更可靠和更持久来开发推动技术进步的解决方案。

背景介绍

Medtronic正在为介入放射科的医生设计一种新的探针来治疗骨肿瘤。OsteoCool探头由射频能量加热,射频能量聚集在尖端并用于局部肿瘤消融。在治疗过程中,探针尖端被插入肿瘤中,并对肿瘤细胞施加热量。由于探头尖端的高温,该装置的其余部分必须通过循环水在内部冷却,以避免烧焦邻近组织。探头本身体积小,这种微创治疗减轻了肿瘤带来的疼痛,提高了患者的生活质量。由于探头的尺寸和保护周围组织的需要,对冷却装置有精确的要求。此外,探针本身非常昂贵,无法进行物理测试和分析

为了确定能够提供最佳操作和患者治疗的探头设计和冷却选项,Medtronic与Boyd Corporation及设计工程师Adriana Druma合作,对许多可能的设计配置进行了模拟,每个配置都包含数百万个数据点

为了运行快速、同步的模拟,加速设计和测试阶段,并帮助Medtronic快速将OsteoCool推向市场,Boyd需要像Nimbix这样的HPC合作伙伴的资源

面临的挑战

针对癌细胞存在的小区域,探针需要足够热以消融肿瘤中的细胞,同时精确控制热量向周围区域的扩散。探头发出的任何热量超出骨肿瘤细胞并进入周围组织都可能对患者造成伤害和额外的疼痛。这对于位于椎骨的肿瘤尤其重要,因为任何额外的热量都可能对脊髓造成不可挽回的损害。为了确保设备的安全性,Boyd团队面临着多重设计挑战。

由于探针的复杂几何形状,长度和厚度之间的大长宽比,流体高速流过极小的管子的湍流,以及所需的非常精细的网格数(在3000万到6000万个元素之间),每个模拟都可以需要几天时间才能在团队的内部计算机上完成

此外,该团队缺乏足够的本地软件许可证,这进一步减慢了进程。这些因素意味着,使用Boyd现有的计算基础架构,团队将很难在客户紧迫的时间内完成设计建议

Nimbix云提供的技术支持

Boyd团队使用由JARVICE提供支持的Nimbix Cloud来执行所需的模拟,提供超级计算机的速度而没有硬件成本。Nimbix Cloud将每次模拟的处理时间从几天缩短到几小时,同时还允许团队同时为多个项目运行多个模拟。Nimbix平台还允许一键访问多个许可证,允许扩展对高级软件的访问,以分析、建模和模拟高频电磁场数据。此外,Nimbix为Druma的团队在Nimbix Cloud上的启动和运行提供了全面的支持,包括视频、培训、文档和快速实时的支持,以处理他们在项目期间遇到的任何问题。

使用Nimbix Cloud运行EM仿真软件和分析,Boyd团队确定了OsteoCool探头的理想设计和冷却系统。Boyd的加速工作使Medtronic能够在短短六个月内设计和构建最佳探头解决方案。

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Boyd实现的产出

自推出市场以来,OsteoCool已经:

  • 治疗了10,000多病例
  • 获得FDA批准用于治疗疼痛的良性(骨样骨瘤)肿瘤
  • 扩大了治疗范围,将外周骨治疗纳入到现有的脊柱适应症
  • 成为射频相关治疗骨肿瘤的行业标准

Nimbix云给Boyd公司提供的益处

Boyd的工程师与他们的客户和各种制造团队密切合作,通过他们高效的设计流程(从概念到原型设计再到生产)提供流线型产品。

JARVICE和Nimbix Cloud使他们能够在几小时而不是几天内运行EM仿真,进一步提高了Boyd的设计能力和客户将产品更快推向市场的能力。得益于Boyd对Medtronic的分析和设计,OsteoCool射频消融系统现在为介入放射科医生提供了更好的选择来治疗患者并提高他们的生活质量。

使用Nimbix,我不只是与计算机交互,还有实际的人工支持”Druma说。“他们了解这有多重要,并定制了我们的软件来运行我们的模拟。现在我可以看到我的模拟实时运行,而不是等到它们完成。整个系统是交互式的,非常易于使用。”

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Boyd Corporation使用Nimbix Cloud加速消融探针的设计

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