功能比较

桌面

网络

规格

可计算的人体模型

ViP 3.0 / ViP 4.0___

• 本地支持最新一代虚拟人口 ViP3.x
• 神经功能化虚拟人口 ViP 4.0 模型：Yoon-sun V4.0 和 Jeduk V4.0
• 市场上最大的基于 CAD 的 3D 高分辨率模型库
• 与网格无关（不基于体素数据）、基于 CAD 的解剖模型数据
• 超过 15 个全身解剖人体模型
• 10 多个头部解剖模型（儿童、成人、男性、女性、欧洲人、亚洲人）
• 高分辨率头部模型，集成了详细的大脑深部结构和各向异性信息
• 专用的 ViP 手部库，包括 12 只右手和前臂的一部分
• 可塑形的解剖模型，并支持附加模型的参数化
• 基于生物力学有限元模拟的 Poser
• 交互式模型变形工具
• 广泛的基于文献的在线组织参数数据库
• 根据体素和图像数据集成生成高质量表面模型

ViZoo 1.0___

• 一套高分辨率动物模型（由 IT'IS 基金会开发）
• 满足优化动物实验计划的需求
• 可将 CAD 模型导入 Sim4Life，然后以任意分辨率离散化
• 使用户能够获得完全独立于网格的复杂设置安排

物理模型/求解器

电磁学全波求解器（P-EM-FDTD）___

• 瞬态、宽带和谐波模拟（时域求解器）
• 时域和频域结果
• 自动仿真终止
• 用于早期时间收敛检测的 ARMA 引擎
• 非均质智能网格引擎（几何检测）
• 独特的自适应子网格算法（来自 Acceleware）
• 运行时监控
• 损耗介电和磁性材料
• 频率相关介电和磁性材料（Debye、Lorentz、Drude、Drude-Lorentz）
• 超材料（双负）
• 非线性材料（克尔效应、拉曼散射）
• 损耗金属、薄金属片和涂层
• T 和 EM-T 求解器的温度相关参数
• 预定义材料数据库（金属、电介质、解剖材料）
• 用户自定义信号源（脉冲、阶跃、锯齿、任意等）
• 离散信号源（1-D、单边）
• 平面波和惠更斯盒信号源（全场/散射场）
• 远程和迭代惠更斯引擎（包括反向散射）
• 各向异性材料支持电磁 FDTD CUDA 加速求解器
• 叠加元素（R、L、C，预定义串行/并行）
• 参数源、叠加元素、传感器
• ABC、PEC、PMC、周期边界
• 分析边界（Mur、Higdon）
• 具有可调吸收的 UPML 和 CPML 边界
• 通过命令行或图形用户界面执行
• SIBC 加速宽带和谐波仿真
• 全自动多端口 S 参数提取
• 根据频率或稳态提取 S 参数的结果

准静态电磁求解器（P-EM-QS）

• 三维静态求解器
• 静电和准静电
• 具有恒定磁导率的磁静态和磁准静态
• 与热求解器耦合
• 用于 WPT 合规性评估的自动化模拟和分析流程
• 3D 低频求解器，E/H 集成到Sim4Life中
• 基于有限元（直线网格）
• ES 和 EQS 中的浮动金属
• 自动模拟终止
• 创建各向异性传导分布的工具
• 使用 MAGPy 测量的磁场数据作为源，模拟模型中的感应场
• 非均质智能网格引擎（几何检测）
• 根据频率或稳态提取 S 参数的结果

结构化准静态电磁求解器（P-EM-UQS）

热力学求解器（P-THERMAL）

• T 独立求解器
• 用于 BioEM 的耦合 EM-T、扩展 Pennes 生物热方程
• 用于 BioEM 的离散容器模型
• 稳态 T 求解器
• 多个电磁源（不受单一模拟约束）
• 场的相关/非相关叠加、单独缩放
• 脉冲激励/时间曲线、开关
• 取决于 T 的组织（电导率、SAR、血液灌注）
• 与时间相关的比热产生率
• 张量热扩散
• 基于样条曲线的血管
• 共形子单元 T 求解器
• 灵活的边界条件（Neumann、Dirichlet、混合，适用于每个界面和每个方向）
• 扩展 T 求解器功能（场优化扩展功能）
• 热消融（组织损伤）测量
• 对流流动项
• 作为 T 源的 LF 求解器结果
• T 结果的场统计

声学求解器（P-ACOUSTICS）

• 基于 Westervelt-Lighthill 方程的线性和非线性三维全波求解器（扩展了密度变化项，以考虑骨骼和强反射材料的存在）
• 声学特性数据库
• 专为模拟由数百至数千个压电元件组成的大型超声阵列而设计
• 适用于听觉声学和治疗超声模拟
• 与热求解器结合，计算沉积声能引起的温度升高
• 专为完全异构仿真域的仿真而定制
• 多核和 GPU 加速（市场上最快的超声波求解器）
• 能在数分钟内模拟涉及大型解剖模型的整个治疗性 FUS 设置
• 可使用任意形状的传感器和阵列进行模拟
• 配备非均质 PML 模块，可通过非均质解剖学进行域截断，从而限制域大小，无需过多填充

组织模型/求解器

神经元组织模型（T-NEURO）

• 电磁诱导神经元激活、抑制和同步的动态建模
• 与 EM-QS 和热解算器的单向耦合
• 准确高效地处理神经传感感应
• 功能强大的黑森计算器，用于在复杂的人体解剖结构中研究神经电刺激
• 脊髓传入的新型轴突模型（A-Delta 类
• 界面允许整合常用数据库中的其他神经元模型
• 方便用户从常用数据库中导入神经几何图形并将其可视化
• 通过滴定程序确定阈值
• 检测神经元尖峰及其出现时间
• SENN 模型可应用于全身模型中
• 新颖的空间温度变化对神经元动力学的影响
• 捕捉和绘制随时间变化的膜动态图
• 轻松定义与梯度切换场相对应的脉冲源
• 适用于异质、各向异性介电环境模型，包括最复杂的解剖表征

热组织损伤模型（T-CEM-43）

• CEM43 和阿伦尼乌斯组织损伤模型
• 可选择精确（慢）或近似（快）评估
• 效果等值面
• (累积）直方图，如治疗规划中常用的直方图

框架

高级建模工具集（MODELER）

• 3D 建模环境（基于 ACIS 工具包）
• 基于 OGL 和 VTK 的渲染器（可轻松处理 >> 10'000 个部件）
• 拓扑变形功能，可对任意表面进行保形 3D 建模
• 交互式 CAD 建模（无需预处理器或实时链接）
• 建模单位：公制、英制
• 用户引导和/或基于 CAD 导入的建模
• 可调透明度、阴影/面视图等
• 拖放功能可在组和对象之间快速移动
• 植入导线轨迹专用扎根工具
• 三维空间或二维平面建模
• 以简化三角网格形式提取 CAD 模型外表面的专用工具
• 透视可视化模式
• 基于鼠标、抓取和按键的输入，方便建模的顶点
• 预定义的二维和三维对象（包括螺旋线等）
• 完全参数化建模
• 对象的扫描、挤出、蒙皮、旋转等功能
• 平移、旋转、缩放、镜像等
• 倾斜块状元素、源和传感器
• 3D 任意对象阵列生成
• 在目标表面投影多个实体区域的 CAD 投影工具
• 检查植入路径的特殊工具，可将植入路径分割成与通过区域相对应的部分
• 注释工具，可在图像分割（标签字段）实体中输入识别组织标签
• 用于生成任意对象（分析等）的 Python 脚本器
• CAD 导出参数
• 局部 CAD 元素建模
• 对 CAD 对象进行布尔运算
• 具有自然关节旋转限制的 Poser 工具
• 带调谐电容器的参数化鸟笼构建器
• 可将三角形曲面网格转换为参数化 CAD 模型（如基于 NURBS 的模型）。
• 从分割的医学图像数据中提取、平滑和简化组织/器官表面的功能
• 在三角形网格模型表面绘制花键的工具
• 改进的图像导入器，支持多分量（张量）图像的其他格式

Poser工具（POSER）

• 基于生物力学有限元模拟
• 关节在生理范围内轻松衔接
• 软组织的变形不会失去连接性，也不会改变组织的总体积
• 预设站姿、坐姿和卧姿

梅舍发动机（MESHER）

直线网格

• 自适应、非均匀网格划分（分级）
• 最快的高速网格生成器，对象分析智能化
• 独特的 FDTD/GPU 子网格方案（结构自适应）
• 预定义/自定义网格模板（快速设置分配）
• 全新的用户友好型直观引擎（帮轴/设置简化）
• 体素连通性检查，用于 PEC/金属连通性验证
• 高级自动化（单击网格）
• 多种用户自定义网格设置
• 实时对象选择性网格划分
• 用于网格细化的固体几何分析
• 基于图形用户界面的估计网格大小/仿真时间权衡选择
• 快速 3D 或 2D 保形或 Yee 网格查看器
• 区域选择性网格可视化（平面、立方体等）
• 完全本地 64 位支持大型网格（>> 10 亿单元）

体积网格

• 基于 VKI 引擎的四面体体积网格工具
• 第三方网格（如 VTK、VTU、EXODUS、NASTRAN）的网格导入工具
• 局部重网格化工具，用于调整曲面或体积网格以提高网格质量
• 布尔操作：合并、压印
• 网格细化工具，用于细化整体网格或子体积网格
• 网格挤压工具，可将二维网格沿轨迹挤压成基于棱柱/六面体的细长结构
• 薄层插入工具可在网格区域之间的界面上插入薄层
• 网格质量查看器
• 德劳内方法或前沿推进法（用于体积网格）
• 网格质量检测器（多种度量标准，可快速显示需要进一步处理的低质量元素位置）
• 支持细化区域

曲面网格

• 三角曲面网格器可创建复杂结构的曲面网格
• 用于编辑和预处理曲面网格的多种工具
• 可将中小型曲面网格稳健地转换为 NURBS 模型

后处理/分析引擎（ANALYZER）

• 快速 3D OGL QTech 或基于 vtk 的结果数据渲染/可视化
• 基于 vtk 的新颖管道架构、模板管道（按需驱动的工作/数据流）
• 可将复杂的后处理步骤合并或存储为分析或可视化 "项目"
• 支持通用数据处理
• 非结构化/常规现场数据
• 处理算法（过滤、评估等）
• 交互式，通过 3D 窗口直接控制
• 二维和三维视图、动画
• GPU 体积渲染、流线、最大强度投影、任意三维结构插值、表面场渲染等。
• 计算器、处理算法（重采样、过滤、评估、裁剪）
• 功率平衡计算，包括 SiBC 中的损耗
• 为 FDTD 模拟输出文件压缩三维场数据的功能，大大减少磁盘空间消耗
• 生成模型对象，例如可用于网格细化、传感器、参考点等的特殊场特征对象
• 改进二维 XY 图、极坐标图、史密斯图
• 辐射模式（模型中的 3D 模式、2D XY 模式/极坐标模式）
• 电磁场（Avg P、B、D、E、H、J、S、能量等）
• 辐射和远场数据、效率、TIS、TRP、雷达截面
• SAR/吸收（1g/10g/任意 IEEE1529、分布、dP/dV）
• 全多端口 S 参数提取
• 固体/材料选择性提取/处理
• 面向用户的线场提取工具
• 统计处理、可视化和提取到表格中
• 从切片场查看器对模型进行切片并生成（选定）模型部分的横截面可视化的时尚选项
• 用于电位差驱动的低频模拟的总电流通量归一化选项
• 导入使用 MAGPy 探头测量的磁场数据
• 三维查看器（二维平面切片、叠加曲面保形/Yee、矢量/箭头、ISO 曲面等）
• 新颖的三维矢量和流线查看器
• 多种结果的组合/比较和可视化
• 模型/体素/结果的叠加可视化
• 快速处理 64 位结果（>> 10 亿体素，原生 64 位）
• 完全支持 Python 脚本引擎（所有功能的接口）
• 时域和频域数据处理
• 将数据导出到第三方编辑器
• 导入 3D 医学图像格式，包括 Nifty、Analyze 和 UNC Metaheader
• 查看器导出图像数据
• 自动缓存保存/加载提取结果

Python脚本引擎（PYTHON）

• 在Sim4Life框架中密集/平滑地嵌入 Python
• 脚本功能可访问Sim4Life各级功能（建模、网格、模拟、后处理等）
• 集成 Enthought Python 软件包（多种功能强大的库，如 SciPy、NumPy 和 pandas）
• 可在不启动图形用户界面的情况下以编程方式使用整个 Sim4Life 应用程序接口
• API 默认使用 Python 3
• 用于自动化、批处理和参数化的完全接口脚本程序
• 嵌入图形用户界面的脚本编辑器（可视化支持
• 增强型标签脚本编辑器，可打开多个选择文件
• 可通过 Visual Studio 代码为 Sim4Life 编写、执行和调试脚本
• Python API 浏览器和自动 API 查找
• 无限制的用户自定义可能性（生成用户自己的工具库，构建自定义的Sim4Life环境）
• 启动批量模拟、参数化和优化
• 自动提取各种参数和结果数据

高性能计算自动排程与控制（ARES）

联网

• 完全集成的集中式任务管理器
• 所有功能（远程计算、高性能计算）无缝集成到Sim4Life和 Python 框架中
• 并行处理计算密集型任务（如网格划分、模拟、后处理等）
• 通过云（如亚马逊）、本地主机、GPU 服务器、MPI 集群、P2P 等进行远程执行
• 高度多线程执行建模、网格划分、虚拟仿真和后处理
• 队列控制实例、统计
• 通过Sim4LifeGUI 控制求解器
• 智能作业提交
• 在移动设备等上通过网络浏览器（基于 http）查看作业进度

高性能计算

• AXE GPU 库
• ZMT HPC/CUDA 库
• Linux 集群-MPI
• 为上述所有系统改进 OpenMP 并行性
• 服务器/工作站，单 GPU 或多 GPU 系统
• AXE MPI 引擎（用于多 CPU/多核分布式集群）

图形用户界面和工作流程（图形用户界面）___

• 集成建模/模拟/分析环境
• 基于拖放的任务分配和强大的交互式处理功能
• 以树状结构访问所有模拟部分（设置、实体、材料、网格、结果、后处理等）
• 与上下文相关的菜单、选项和功能
• 轻松复制粘贴整个模拟或设置部分
• 三维或二维平面视图
• 选择、缩放、基于鼠标的三维处理、光渲染
• 各种功能的计算器工具
• 完全支持本地 64 位（大型模型、体素数和结果）

高性能计算（HPC）

Acceleware

• 用于 EM-FDTD 的高级库
• 支持薄板、弥散介质和有损金属
• 可选择添加对子网格（局部细化）的支持
• 多 GPU 支持

CUDA

• EM-FDTD、声学和 THERMAL 库
• 支持多 GPU

MPI

• 流式计算库
• EM-QS 库

参数扫描引擎（SWEEPER）

• 以结果为导向的范例：在运行许多仿真之前定义后处理目标
• 基于图形用户界面的参数扫描
• CAD 元素参数化
• 建模操作参数化
• 仿真设置参数化
• 后处理工具参数化
• 通过复制/粘贴导入/导出参数空间（例如导入 Excel）
• 并行将任务分配给多台机器
• 高级自动化（一键扫描）
• 对扫描结果进行高级排序和过滤
• 实时任务监控和全面的日志记录功能
• 模型对象变化时自动更新网格
• 自动更新与频率相关的材料设置
• 稀疏和智能数据管理：只保留相关结果
• 强大的扫描引擎在后台处理所有任务，不影响主图形用户界面

模块

IMA分析（IMA）

医疗图像分割工具集（iSEG）

• 完全集成的图像分割工具箱
• 高效、快速、灵活地生成解剖模型
• 兼容所有常见的 CT 和 MRI 图像格式
• 多种分割方法：竞争性区域生长方法、聚类、活线划分、模糊连接性分析、水平集方法等。
• 专用的血管分割方法
• 拓扑灵活插值，加速分割
• 交互式和自动分割算法的灵活组合
• 包括解剖参考图谱
• 实现个性化建模和治疗规划
• 支持大型数据集
• 图像预处理和后处理（去噪、屏蔽、过滤、图像数学、图像变换、皮肤添加、孔/间隙去除、平滑、形态学操作等）
• 特征分析、边缘提取、连接成分、测量（面积、体积、距离、角度、扭转）
• Sim4Life 中提供的高级曲面提取和处理（平滑、简化
• 曲面生成器可生成符合要求、拓扑兼容、高质量的三角形曲面网格，非常适合生成体积网格
• 分层组织结构，支持多层分割
• 先进的三维渲染

MRI 接收线圈阵列设计器（MUSAIK）___

MRI 扫描仪模拟器（SYSSIM）___

MRI 音量线圈设计器 (BCAGE)___

并行传输线圈设计器 (TxCOIL)__

多参数多目标优化器（OPTIMIZER）

• 简易设置（指导模式）和完全定制（专家模式）
• 多种设计变量（几何形状、材料、叠加元件）
• 多种目标和限制（反射系数、平均 SAR、辐射效率）
• 与 DAKOTA 集成
• 全局优化方法
• 支持数学表达式
• 优化结果的排序和过滤
• 实时任务监控和综合日志功能
• 模型对象变化时自动更新网格
• 自动更新与频率相关的材料设置
• 强大的优化引擎在后台处理所有任务，不影响主图形用户界面
• 交互式和可定制的 2D 图形

射频磁共振成像安全评估仪（IMSAFE）___

细化/简化网格编辑器（REMESH）

基于伽马射线的分散拟合工具（DISPFIT）

综合管道/分析计算器（PPCALC）

匹配电路引擎（MATCH）

SAR评估工具（MBSAR）

5G仿真工具包（5G TOOLKIT）

通用惠更斯源（HUYGENS）

图像数据 Im/Exporter (IMG)___

体素/云数据导入/转换器（VOX）