의료 영상 분할 도구 세트(iSEG)는 의료 영상 데이터에서 해부학적 모델을 효율적이고 빠르고 유연하게 생성하기 위한 전처리 및 후처리를 포함한 완전히 통합된 분할 도구 상자입니다. 이러한 모델은 개인 맞춤형 치료 계획을 세우거나 인실리코 임상시험 모집단을 설정하는 데 사용할 수 있습니다. 경쟁 영역 성장, 퍼지 연결성 분석, 레벨 설정 방법, 위상적으로 유연한 보간, 전용 혈관 세분화 등 다양한 세분화 방법을 통해 효율적이고 강력한 표면 모델을 생성할 수 있습니다. iSEG는 데스크톱 버전의 Sim4Life와 실시간으로 연결하거나 클라우드 기반 Sim4Life.web 파이프라인의 모듈로 인스턴스화할 수 있습니다.

Sim4Life에는 MRI 데이터에서 높은 정확도로 상세한 개인 맞춤형 해부학적 두부 모델(40개 조직 클래스)을 생성하는 AI 및 컴퓨터 비전 기능이 포함되어 있습니다. 이 기능은 개인 맞춤형 뇌 자극 계획, 변동성 평가 및 인실리코 시험을 위한 가상 모집단 생성 등 정밀 의학에 폭넓게 적용할 수 있습니다.

개인 맞춤형 모델 생성 동영상을 참조하세요.

포저 툴을 사용하면 사용자가 포즈를 조작할 수 있습니다 가상 인구 모델(ViP, IT'IS Foundation, 스위스, 버전 3.0 이상)의 자세를 조작하여 물리 기반 솔버를 사용하여 특정 사용 사례를 시뮬레이션할 수 있습니다. 포즈는 관절에서 강성 골격을 회전시켜 연조직의 수동 변형을 유발함으로써 구현됩니다. 최적화된 계산 기법을 통해 변형을 실시간으로 부드럽게 시각화할 수 있습니다. 또한 사용자는 이전에 저장한 사용자 정의 자세 간에 전환할 수 있습니다.

Sim4Life는 저주파 EM 시뮬레이션에 이방성 전도도 분포를 할당하기 위해 확산 텐서 이미징(DTI) 데이터의 사용을 지원합니다. 척수, 척수 뿌리 또는 말초 신경의 방향과 국부적으로 정렬된 방향의 전도도는 직교 전도도보다 10배 더 높을 수 있으므로 신경 관련 시뮬레이션에 특히 중요합니다. 또한 이 플랫폼은 두개골과 뼈에 이질적인 음향 특성 맵을 할당하고 열 시뮬레이션에서 MR 관류 맵을 사용할 수 있도록 지원합니다.

Sim4Life는 개인화된 모델링을 용이하게 하는 다양한 기능을 제공합니다:

• 해부학적 형태를 쉽게 조정할 수 있는 제어점 모핑
• 라벨 필드 및 표면의 이미지 등록 기반 모델링
• 표면 기반 모핑
• 이미지 기반 조직 속성 할당
• 뇌 아틀라스 공동 등록
• AI 기반 헤드 모델 생성
• 임플란트 삽입 도구(예: 스텐트용 혈관 중심선 추출, 정형외과용 임플란트 투영 도구, 리메싱 도구)
• 이미지 데이터, 시뮬레이션 결과 및 지오메트리의 하이브리드 렌더링
• 개인화된 10-10 뇌파 전극 배치

Sim4Life 위상 배열 안테나 툴킷은 5G mmWave 안테나 어레이의 설계, 분석 및 최적화를 위한 시중에서 가장 효율적인 솔루션을 제공합니다. 이를 통해 엔지니어는 위상 배열 안테나를 신속하게 개발하고 연구하여 규정 준수를 비롯한 까다로운 성능 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 전력 밀도 알고리즘은 평평한 표면과 곡면 모두에서 IEC/IEEE 63195 표준을 완벽하게 준수합니다.

Sim4Life의 다중 파라미터 다중 목표 최적화 도구는 가상 프로토타입의 최적화 및/또는 튜닝을 위한 효과적이고 사용하기 쉬운 툴박스입니다. 이 툴박스는 실제 엔지니어링 및 의료 애플리케이션을 위한 글로벌 최적화 기법(예: 확률론적 응답 표면법)을 제공합니다. Sim4Life는 HPC 지원 솔버의 뛰어난 속도와 전용 알고리즘을 결합하여 복잡한 환경에 내장된 전체(CAD 파생) 디바이스의 효율적인 최적화를 지원합니다. 최적화 프레임워크는 모델링, 시뮬레이션, 후처리를 포함한 전체 Sim4Life 워크플로우를 포괄합니다.

Sim4Life는 이제 하나 이상의 독립적인 환경에서 모든 계산 작업을 수행할 수 있는 새로운 시뮬레이션 엔진을 제공합니다. 사용자 친화적인 GUI를 통해 액세스할 수 있는 스위퍼를 사용하면 메모리 효율성을 유지하면서 변수와 수학적 표현식을 사용하여 전체 프로젝트(모델링, 시뮬레이션 및 분석)를 강력하고 유연하게 파라미터화할 수 있습니다. 완벽하게 구성 가능한 파라미터 스윕이 하향식으로 수행되므로 사용자는 결과 분석에만 집중하고 숫자 처리 및 데이터 관리는 시뮬레이션 엔진에 위임할 수 있습니다.

3D 임의 객체 어레이 생성 툴을 사용하면 몇 번의 마우스 클릭만으로 복잡한 위상 어레이의 CAD 모델을 간편하게 생성할 수 있습니다. 혁신적인 백그라운드 로직 덕분에 위상 어레이의 FDTD 시뮬레이션 설정은 이제 드래그 앤 드롭 작업만큼 간단해졌습니다. 사용자는 사전 정의된 위상/진폭 여기 패턴(예: 체비체프 가중치)을 적용할 수 있어 다양한 조건에서 작동하는 위상 어레이를 쉽게 시뮬레이션할 수 있습니다.

MATCH는 안테나, 안테나 어레이, RX/TX MR 코일과 같은 단일 및 다중 포트 디바이스를 위해 설계된 다목적 정합 회로 애플리케이션입니다. 사용자는 시뮬레이션의 S-매트릭스에 로딩 또는 매칭 회로를 추가할 수 있으므로, 시뮬레이션을 다시 수행할 필요 없이 회로를 포트에 연결(튜닝 및/또는 매칭 목적)한 후 새로운 산란 값을 계산할 수 있습니다. MATCH는 다음과 같은 기능을 제공합니다:

• 멀티포트 시뮬레이션 또는 터치스톤 파일에서 데이터 입력
• 새 설정 생성 또는 기존 설정 불러오기
• 포트 및 부하 지정
• 일치하는 회로 유형(T, 파이, 없음) 및 순서 선택
• 결과 S-매트릭스 플롯 또는 내보내기
   

안테나 다이버시티 도구(MIMO)를 사용하면 다중 안테나 시스템의 다이버시티 성능을 종합적으로 분석할 수 있습니다. 이 도구는 다음과 같은 기능을 제공합니다:

• 자동 시뮬레이션 설정 및 데이터 추출
• 평균 유효 이득(MEG): 주어진 산란 환경에서 안테나 요소가 수신하는 총 전력을 평가합니다.
• 상관 계수: 방사 패턴 측면에서 두 안테나 요소 간의 관련성을 정량화합니다. 이 도구는 이 파라미터를 반영하기 위해 엔벨로프 상관관계를 계산합니다.
• 다이버시티 게인(DG): 안테나 어레이가 단일 요소보다 얼마나 뛰어난 성능을 발휘하는지 보여줍니다. DG는 특히 레이리 페이딩 환경에서 에르고딕 누적 분포 함수(CDF )의 1%에서 정전 확률을 기준으로 정의됩니다.

MUSAIK RF 어레이 디자이너는 시뮬레이션 결과 또는 실험 데이터를 기반으로 MRI 수신 코일 어레이의 설계, 최적화 및 성능 검증을 위한 포괄적인 프레임워크를 제공합니다. 사용자는 어레이 코일의 시뮬레이션 결과를 가져와 병렬 이미징 기능을 평가할 수 있습니다. 실험적으로 얻은 데이터에 대해서도 동등한 분석이 가능하므로 다양한 설계 프로세스에 대한 정확한 검증이나 시뮬레이션 모델 충실도를 평가할 수 있습니다. 사용자는 시뮬레이션 및/또는 실험 데이터 세트에서 신호 대 잡음비(SNR)를 평가하고 2D 병렬 MRI g-팩터 맵을 생성할 수 있습니다.

MRI 시스템 시뮬레이터(SYSSIM)는 임의의 펄스 시퀀스에 대해 MR 이미지에 대한 현실적인 전자기장 효과를 예측합니다. 이 도구는 블로흐 방정식을 풀어서 제공된 모델 지오메트리, 재료 특성, RF 및 그라데이션 필드, 펄스 시퀀스를 기반으로 MRI k-공간 신호를 예측합니다. 솔버는 실제 해부학적 구조에서 볼 수 있는 것과 같은 불균일한 재료 분포를 처리할 수 있습니다. RF 필드 분포는 이전 EM 시뮬레이션에서 제공하거나 이상적인 것으로 가정할 수 있습니다. 시뮬레이터는 신호 송수신을 위한 여러 채널을 지원합니다. 그라디언트 에코 및 스핀 에코 시퀀스의 두 가지 파라미터화된 예제 구성이 포함되어 있으며, 사용자는 Python 인터페이스를 통해 맞춤형 MRI 펄스 시퀀스를 구현할 수 있습니다.

SYSSIM은 뉴욕대학교 의과대학의 크리스토퍼 콜린스 교수와 협력하여 개발되었습니다. 자세한 내용은 출판물을 참조하세요: "Cao, Z., Oh, S., Sica, C.T., McGarrity, J.M., Horan, T., Luo, W. 및 Collins, C.M. (2014), 신호, 잡음 및 특정 흡수율 계산을 위한 현실적인 전자기장을 고려한 블로흐 기반 MRI 시스템 시뮬레이터. Magn. Reson. Med., 72: 237-247. 도이:10.1002/mrm.24907"

병렬 전송 툴박스는 고자장 MRI 애플리케이션에 대한 요청이 많은 설계 및 안전 도구 세트입니다. 이 도구는 멀티 포트 병렬 전송 MRI 코일의 시뮬레이션에서 Q-Matrix, VOP 및 SAR 값을 계산, 압축 및 내보낼 수 있으므로 온라인 안전 모니터링을 강화하고 코일 제조업체/사용자가 규제 요건을 충족할 수 있도록 지원합니다:

• 다중 채널 병렬 전송 코일 어레이의 시뮬레이션 결과를 작은 VOP 세트로 압축하는 도구 세트
• 모든 가능한 시밍 구성에 대해 보수성이 보장되고 선험적으로 알려진 과대 추정치를 조정할 수 있는 신속한 SAR 예측 가능
• 최악의 경우 SAR 식별
• Q-매트릭스 및 질량 평균 Q-매트릭스 계산
• Q-매트릭스 및 VOP 데이터를 MATLAB으로 내보내기

그라데이션 코일 디자이너(GRAD)는 표면 또는 모델 개체를 사용하여 정의된 주어진 코일 형상에 대해 사실적인 와이어 패턴을 생성합니다. 또한 코일을 구동하여 지정된 강도의 그라디언트 필드를 생성하는 데 필요한 전류의 크기를 mT/m 단위로 계산합니다. 이 솔버는 경계 요소 방법을 사용하여 임의의 형상을 가진 능동 차폐 저항성 전자석의 와이어 패턴을 설계합니다. GRAD는 우리대학의 블레인 크로닉 교수와 협력하여 개발되었습니다.

주요 특징

• 균일하거나 현실적인 B0 분포 고려
• 전력 및 인덕턴스를 최소화하면서 전류 밀도 및 필드 균질성 최적화

애플리케이션

• 임의의 모양을 가진 그라데이션 코일 설계
• 그라데이션 필드와 그라데이션 차폐, RF 코일 및 차폐, 환자 내부에 이식된 장치와 같은 다른 요소 간의 상호 작용을 계산합니다
• 임플란트(예: 신경 자극, 진동) 유무에 따른그래디언트 코일 안전성 평가

파라미터화된 MRI 볼륨 코일 디자이너(BCAGE)는 파라미터화된 버드케이지 스타일의 볼륨 코일을 생성하고 시뮬레이션할 수 있는 대화형 도구입니다. 이 도구는 사용자 사양을 기반으로 코일 모델을 구축하고 펜실베니아 주립대 - 허쉬에서 개발한 버드케이지 빌더를 사용하여 튜닝 커패시터 값을 계산합니다. BCAGE는 다음과 같은 기능을 제공합니다:

• 임의의 주파수에서 작동하는 일반 고역 통과, 저역 통과 및 대역 통과 코일 구축
• 원통형 시스템을 위한 유연한 지오메트리 옵션(다리, 엔드 링, 차폐, 피드 유형, 커패시터)
• 튜닝 커패시터 값 및 공진 주파수 계산
• 파라메트릭 지오메트리 생성
• 주파수 및 대역폭, 커패시터 값, 센서 및 그리드에 대한 자동 설정으로 템플릿 시뮬레이션 생성.

IMAnalytics는 이식형 디바이스의 종합적인 안전성 평가를 위한 새로운 소프트웨어 플랫폼 솔루션입니다. 이 모듈은 ISO 10974에 정의된 계층 3 접근법을 사용하여 이식형 디바이스의 원위 전극에서 RF 유도 전력 증착 및 가열과 펄스 발생기의 리드 단자에서 전압을 특성화합니다. 또한 ISO 10974의 계층 2 접근 방식에 사용하거나 ASTM F2182 팬텀 측정을 보정하기 위해 관심 영역에서 RF 유도 전기장을 추출합니다. IMAnalytics와 IT'IS MRIxViP1.5T/3.0T 필드 라이브러리는 FDA의 승인을 받은 최초의 전산 모델링 기반 의료 기기 개발 도구(MDDT)입니다 의 승인을 받은.

자세한 내용..

임플란트 안전 도구(IMSAFE)는 MRI 노출 중 임플란트의 RF 안전성을 평가하려는 임플란트 제조업체 또는 연구자를 지원하기 위해 개발되었습니다. 이 도구는 ISO/IEC 기술 사양 10974에 설명된 4단계 접근 방식 중 3단계를 충족하는 데 도움이 됩니다. 임상 임플란트 라우팅의 변형은 IMSAFE 대화형 라우팅 생성기를 통해 도입 및 제어할 수 있습니다. 사용자는 베이스 스플라인과 수직 디스크를 사용하여 볼륨을 정의하여 임플란트가 위치할 위치를 지정할 수 있습니다. 그런 다음 사용자는 생성할 스플라인의 수를 선택하고 스플라인이 피해야 하는 장기 등의 제약 조건을 설정할 수 있습니다. 생성된 임상 경로를 따라 접선 전기장 통계는 전기장 및 자기장의 슬라이스 및 벡터 보기와 같은 기본 필드 추출과 함께 툴을 사용하여 얻을 수 있습니다.

임플란트 리드 궤적을 생성하거나 와이어(예: 신경 궤적) 작업을 지원하는 전용 라우팅 도구는 GUI 및 Python API를 통해 액세스할 수 있습니다. 여기에는 스플라인을 부드럽게 결합하는 도구, 사용자 정의 위치에서 지정된 반경과 방향으로 스플라인 루프를 생성하는 UI 도구, 혈관 중심선 추출이 포함됩니다. 이 툴킷을 통해 MRIxViP 사용자는 MRI 안전성 평가를 위한 임플란트 경로를 생성할 수 있습니다. 또한 신경 기능화 신경 궤적을 생성하고 편집하기 위해 IT'IS에서 활발히 사용되고 있습니다.