医用画像セグメンテーションツールセット（iSEG）は、医用画像データから効率的、高速、柔軟な解剖学的モデルを生成するための、事前処理と後処理を含む完全に統合されたセグメンテーションツールボックスである。これらのモデルは、個別化された治療計画やin silico試験集団の確立に使用できます。iSEG は、Sim4Life のデスクトップ版とライブリンクすることも、クラウドベースの Sim4Life.web パイプラインのモジュールとしてインスタンス化することもできます。

Sim4Lifeには、MRIデータから高精度で詳細なパーソナライズされた頭部解剖学的モデル（40の組織クラス）を生成するためのAIとコンピュータビジョン機能が含まれている。この機能は、個別化された脳刺激計画、変動性評価やin silico試験のための仮想集団の生成など、精密医療における幅広い応用が可能です。

パーソナライズドモデル作成のビデオを見る。

ポーザー・ツールを使えば、ユーザーは以下のような姿勢を操作することができる。 仮想人口モデル（ViP、IT'IS Foundation、スイス、バージョン3.0以上）の姿勢を操作し、物理ベースのソルバーを使って特定のユースケースをシミュレートすることができる。ポージングは、剛体骨格の関節を回転させることで実現され、軟部組織の受動的変形を誘発する。最適化された計算技術により、変形をリアルタイムでスムーズに視覚化できます。さらに、ユーザは過去に保存したユーザ定義のポーズを切り替えることができる。

Sim4Lifeは、拡散テンソル画像（DTI）データを使用して、低周波EMシミュレーションに異方性導電率分布を割り当てることができます。脊髄、脊髄根、末梢神経の方向に局所的に沿った導電率は、直交する導電率よりも10倍高くなることがあるため、これらは神経関連のシミュレーションにおいて特に重要です。このプラットフォームは、頭蓋骨や骨への異種音響特性マップの割り当てや、熱シミュレーションにおけるMR灌流マップの使用もサポートしています。

Sim4Lifeは、パーソナライズされたモデリングを容易にする豊富な機能セットを提供します：

• 解剖学的形態を容易に適応させる制御点モーフィング
• ラベルフィールドとサーフェスの画像登録ベースのモデリング
• サーフェスベースのモーフィング
• 画像ベースの組織特性割り当て
• 脳アトラスの協調レジストレーション
• AIベースの頭部モデル生成
• インプラント挿入ツール（ステント用血管中心線抽出、整形外科インプラント用投影ツール、リメッシングツールなど）
• 画像データ、シミュレーション結果、形状のハイブリッドレンダリング
• パーソナライズされた10-10脳波電極配置

Sim4Lifeフェーズドアレイアンテナツールキットは、5G mmWaveアンテナアレイの設計、解析、最適化のための市場で最も効率的なソリューションを提供します。エンジニアがフェーズドアレイアンテナを迅速に開発・検討し、規制準拠を含む厳しい性能要件を満たすことができます。パワー密度アルゴリズムは、平面と曲面の両方でIEC/IEEE 63195規格に完全に準拠しています。

Sim4Lifeのマルチパラメーター・マルチゴール・オプティマイザーは、バーチャルプロトタイプの最適化やチューニングのための効果的で使いやすいツールボックスです。このツールボックスは、実際の工学および医療アプリケーションのためのグローバル最適化手法（確率的応答曲面法など）を提供します。Sim4Lifeは、HPC対応ソルバーの優れたスピードと、複雑な環境に組み込まれた（CAD由来の）デバイス全体の効率的な最適化のための専用アルゴリズムを組み合わせています。最適化フレームワークは、モデリング、シミュレーション、ポスト処理を含むSim4Lifeのワークフロー全体に及びます。

Sim4Lifeは、1つまたは複数の独立した環境ですべての計算タスクを実行できる新しいシミュレーションエンジンを提供します。ユーザーフレンドリーなGUIからアクセス可能なスイーパーにより、ユーザーはメモリ効率を維持しながら、変数や数式を使用してプロジェクト全体（モデリング、シミュレーション、解析）をロバストかつ柔軟にパラメータ化できます。完全に設定可能なパラメータスイープはトップダウンで実行されるため、ユーザーは結果の解析に集中でき、数値計算やデータ管理はシミュレーションエンジンに任せることができます。

3D Arbitrary Object Array Generation Toolは、マウスを数回クリックするだけで、複雑なフェーズドアレイのCADモデルの作成を簡素化します。革新的なバックグラウンド・ロジックにより、フェーズドアレイのFDTDシミュレーションのセットアップが、ドラッグ＆ドロップ操作と同じくらい簡単になりました。ユーザーは、定義済みの位相/振幅励起パターン（Chebycheffウェイトなど）を適用できるため、さまざまな条件下で動作するフェーズドアレイを簡単にシミュレーションできます。

MATCHは、アンテナ、アンテナアレイ、RX/TX MRコイルなどのシングルポートおよびマルチポートデバイス用に設計された、汎用性の高い整合回路アプリケーションです。シミュレーションのS行列にローディング回路や整合回路を追加することができ、ポートに回路（チューニングや整合目的）を取り付けた後に、再シミュレーションすることなく新しい散乱値を計算することができます。MATCHには以下の機能があります：

• マルチポート・シミュレーションまたはTouchstoneファイルからのデータ入力
• 新しい設定の作成または既存の設定の読み込み
• ポートと負荷の指定
• マッチング回路のタイプ（T、π、なし）と順序の選択
• 結果のSマトリックスのプロットまたはエクスポート
   

アンテナダイバーシティツール（MIMO）は、マルチアンテナシステムのダイバーシティ性能を包括的に解析することができます。このツールには以下の機能があります：

• シミュレーションの自動セットアップとデータ抽出
• 平均有効利得（MEG）：所定の散乱環境においてアンテナエレメントが受信する総電力を評価します。
• 相関係数：放射パターンの観点から2つのアンテナ素子間の関連性を定量化。このツールは、このパラメータを反映するために包絡線相関を計算します。
• ダイバーシティ・ゲイン (DG): ダイバーシティ・ゲイン（多様性利得）：アンテナアレイが単一素子よりどれだけ優れているかを示します。DGは停電確率、特にレイリーフェージング環境下でのエルゴード累積分布関数（CDF）の1%に基づいて定義されます。

MUSAIK RF Array Designerは、シミュレーション結果や実験データに基づいて、MRI受信コイルアレイの設計、最適化、性能検証を行うための包括的なフレームワークを提供します。アレイコイルのシミュレーション結果をインポートし、並列イメージング能力を評価することができます。実験データの等価解析も可能で、さまざまな設計プロセスに対する正確な検証や、シミュレーションモデルの忠実度を評価することができます。ユーザーは、S/N比（SNR）を評価し、シミュレーションおよび/または実験データセットから2DパラレルMRIのgファクターマップを生成することができます。

MRIシステムシミュレータ(SYSSIM)は、任意のパルスシーケンスにおけるMR画像上の現実的な電磁場効果を予測します。このツールは、与えられたモデル形状、材料特性、RFおよび勾配磁場、パルスシーケンスに基づいて、MRIのk空間信号を予測するためにブロッホ方程式を解きます。ソルバーは、現実的な解剖学的構造に見られるような不均一な材料分布を扱うことができます。RF磁場分布は、以前のEMシミュレーションから供給することも、理想的であると仮定することもできます。シミュレータは、信号の送受信のための複数のチャンネルをサポートしています。グラジエントエコーおよびスピンエコーシーケンスの2つのパラメータ化された設定例が含まれており、ユーザーはPythonインターフェースを介してカスタマイズされたMRIパルスシーケンスを実装することができる。

SYSSIMはニューヨーク大学医学部のChristopher Collins教授との共同開発です。詳細については、出版物を参照してください：「Cao, Z., Oh, S., Sica, C.T., McGarrity, J.M., Horan, T., Luo, W. and Collins, C.M. (2014), Bloch-based MRI system simulator considering realistic electromagnetic fields for calculation of signal, noise, and specific absorption rate.Magn.Reson.Med., 72: 237-247. doi:10.1002/mrm.24907"

Parallel Transmit toolboxは、高磁場MRIアプリケーションのための設計および安全ツールセットとして高い要望があります。これらのツールは、マルチポート並列送信MRIコイルのシミュレーションからQ-Matrix、VOPs、SAR値の計算、圧縮、エクスポートを可能にするため、オンライン安全モニタリングが強化され、コイルメーカー/ユーザーが規制要件を満たすのに役立ちます：

• 多チャンネル並列送信コイルアレイのシミュレーション結果を小さなVOPに圧縮するツール群
• 可能な限りのシミング構成に対して、保証された保守性と調整可能な先験的な過大推定を伴う迅速なSAR予測
• ワーストケースSARの同定
• Q行列および質量平均Q行列の計算
• Q行列とVOPデータのMATLABへのエクスポート

グラディエントコイルデザイナー（GRAD）は、サーフェスまたはモデルオブジェクトを使用して定義された所定のコイル形状に対して、現実的なワイヤパターンを生成します。また、指定された強度の勾配磁場を生成するためにコイルを駆動するのに必要な電流の大きさを計算します（単位はmT/m）。このソルバーは、境界要素法を使用して、任意の形状のアクティブシールド抵抗電磁石のワイヤパターンを設計します。GRADはUWOのBlaine Chronik教授との共同開発です。

主な特徴

• 均一または現実的なB0分布を考慮
• 電力とインダクタンスを最小化しながら、電流密度と磁場の均一性を最適化

応用例

• 任意形状の勾配コイルの設計
• 勾配磁場と他の要素（勾配シールド、RFコイルとシールド、患者内の植え込み装置など）との相互作用を計算します。
• インプラントの有無による勾配コイルの安全性評価 （神経刺激、振動など）

パラメータ化MRIボリュームコイルデザイナー（BCAGE）は、パラメータ化された鳥かご型ボリュームコイルを作成し、シミュレーションするための対話型ツールです。ユーザーの仕様に基づいてコイルモデルを構築し、ペンシルバニア州立大学ハーシー校で開発されたBirdcage Builderを使用してチューニングコンデンサ値を計算します。BCAGEは以下の機能を提供します：

• 任意の周波数で動作する汎用ハイパス、ローパス、バンドパスコイルの構築
• 円筒形システム用の柔軟な形状オプション（脚、エンドリング、シールド、フィードタイプ、コンデンサ
• チューニング・コンデンサ値と共振周波数の計算
• パラメトリック形状の生成
• 周波数と帯域幅、コンデンサ値、センサとグリッドの自動設定によるテンプレート・シミュレーションの作成

IMAnalyticsは、埋め込み型デバイスの包括的な安全性評価のための新しいソフトウェアプラットフォームソリューションです。このモジュールは、ISO 10974で定義されているTier 3アプローチを使用して、植込み型デバイスの遠位電極におけるRF誘起電力沈着と加熱、およびパルスジェネレータのリード端子の電圧を特性評価します。さらに、ISO 10974のTier 2アプローチやASTM F2182ファントム測定の校正に使用するために、関心領域のRF誘起電界を抽出します。IMAnalyticsとIT'IS MRIxViP1.5T/3.0Tフィールドライブラリは、FDAによって承認された最初の計算モデリングベースの医療機器開発ツール（MDDT）です。 FDAによって承認されました。.

詳細...

インプラント安全性ツール（IMSAFE）は、MRI照射中のインプラントのRF安全性を評価しようとするインプラント製造業者や研究者を支援するために開発された。このツールは、ISO/IEC技術仕様書10974に概説されている4階層アプローチの第3階層を満たすのに役立ちます。臨床インプラントのルーティングのバリエーションは、IMSAFEインタラクティブ・ルーティング・ジェネレータによって導入および制御することができます。ユーザーは、（ベーススプラインと垂直ディスクを使用して）ボリュームを定義し、インプラントを配置する場所を指定できます。次に、作成するスプラインの数を選択し、スプラインが避けなければならない臓器などの制約を設定することができます。生成された臨床ルーティングに沿った接線電場統計は、電場および磁場のスライスおよびベクトル表示などの基本的な電場抽出とともに、ツールを使用して得ることができる。

GUIとPython APIの両方からアクセス可能な専用のルーティングツールは、インプラントリードの軌跡を作成したり、ワイヤーを扱う作業（神経の軌跡など）を支援するために利用可能である。これらのツールには、スプラインを滑らかに結合するツール、ユーザー定義の位置に半径と方向を指定してスプラインループを作成するUIツール、血管中心線の抽出などが含まれます。このツールキットにより、MRIxViPユーザーは、MRI安全性評価のためのインプラントルーティングを作成することができます。さらに、IT'ISでは、神経機能化された神経軌道の作成と編集のために積極的に使用されている。