An e-beam sterilization dose map simulation tool

电子束灭菌剂量图模拟工具

基本信息

  • 批准号:
    10320621
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 16.81万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-20 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Because sterilization is often only considered after a medical device has been fully engineered and manufactured, the costs associated with failing to meet regulatory sterilization requirements are astronomical. In the best case, the sterilization configuration can be iteratively modified until the regulatory requirements are met. This is an expensive and time-consuming endeavor. However, it is still preferable to the worst cases of having to redesign parts of the device or abandoning the device all together. This “trial-and-error” approach is prevalent throughout all aspects of sterilization. As another example, when choosing between sterilization methods, medical device companies often rely on rules-of-thumb which may lead to a suboptimal choice for their device. As such, the medical device industry is in need of a tool that will allow them to consider sterilization requirements early in the product development process, in the same way they would consider other engineering concerns such as thermal management, stress distributions, and environmental sensitivity. The incorporation of such a tool into the product development process will allow for a first-class consideration of medical device safety as it relates to sterilization, which has a positive impact on public health. This project proposes to fill this gap in the computer-aided engineering market by developing a simulation tool capable of predicting the outcome of radiation sterilization without having a fully engineered or manufactured product. From only the Computer Aided Design (CAD) model of the device, the proposed software will be able to calculate the full three-dimensional dose distribution that would be delivered during radiation sterilization processing. By leveraging the massively parallel architecture of Graphical Processing Units (GPUs), the simulations will be fast and user-friendly. Developing such a simulation tool involves architecting a way to score the three-dimensional dose distribution on a GPU, as well as implementing the physics of radiation sterilization. By following an incremental development approach and benchmarking against established simulation libraries and measurements at contract sterilizers, this project will result in an accurate and verified prototype of a simulation tool for the medical device market.
项目摘要 因为通常只有在医疗器械完全设计完成后才考虑灭菌, 在制造过程中,与未能满足监管灭菌要求相关的成本是天文数字。 在最好的情况下,可以反复修改灭菌配置,直到满足法规要求。 met.这是一项昂贵且耗时的奋进。然而,它仍然比最坏的情况更好, 不得不重新设计设备的部件或一起放弃设备。 这种“试错法”在绝育的所有方面都很普遍。另一个例子,当 在选择灭菌方法时,医疗器械公司通常依赖于经验法则, 导致他们设备的次优选择。 因此,医疗器械行业需要一种工具,使他们能够考虑灭菌 在产品开发过程的早期,他们会以同样的方式考虑其他需求, 工程问题,如热管理,应力分布和环境敏感性。的 将这样一个工具纳入产品开发过程将允许一流的考虑, 医疗器械安全,因为它涉及灭菌,对公众健康有积极影响。 本项目提出通过开发仿真工具来填补计算机辅助工程市场的这一空白 能够预测辐射灭菌的结果,而无需完全设计或制造 产品仅从设备的计算机辅助设计(CAD)模型,所提出的软件将能够 计算辐射灭菌过程中将输送的全三维剂量分布 处理.通过利用图形处理单元(GPU)的大规模并行架构, 模拟将是快速和用户友好的。 开发这样的模拟工具涉及到设计一种方法来对三维剂量分布进行评分 在GPU上,以及实现辐射灭菌的物理学。通过增加 建立模拟库和测量的开发方法和基准. 合同灭菌器,该项目将产生一个准确和验证的模拟工具原型, 医疗器械市场。

项目成果

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知道了