MIMICS

模組介紹： 可選模組： MEDCAD模組

Mimics是Materialise公司的互動式的醫學影像控制系統，即為Materialise's interactive medical image control system.它是模組化結構的軟體，可以根據用戶的不用需求有不同的搭配。相關網頁：
模組介紹：
基礎模組
1 圖像導入：支持大多數圖像格式的導入，詳情請參見軟體主頁。
2 圖像分割：提供灰度閾值、區域生長、形態學操作、布爾操作、動態區域生長、多層編輯等分割工具。幫助用戶快速方便地突出感興趣區域。
3 圖像可視化：提供原始數據的軸狀、冠狀和矢狀試圖；提供根據感興趣區域重建得到的三維試圖、並可以進行三維試圖的平移，縮放和鏇轉。同時能夠剪裁三維模型。
4 圖像配準：提供圖像配準、點配準和STL配準功能。
5 圖像測量：點對點測量、輪廓線和灰度值測量、密度測量。
可選模組：
快速成型（RP）切片模組、MedCAD模組、仿真模組、STL+模組
MIMICS是一套高度整合而且易用的3D圖像生成及編輯處理軟體，它能輸入各種掃描的數據（CT、MRI），建立3D模型進行編輯，然後輸出通用的CAD（計算機輔助設計）、FEA（有限元分析），RP（快速成型）格式，可以在PC機上進行大規模數據的轉換處理。 MIMICS FEA模組MIMICS FEA模組可以將掃描輸入的數據進行快速處理，輸出相應的檔案格式，用於FEA（有限元分析）及CFD（計算機模擬流體動力學），用戶可用掃描數據建立3D模型，然後對表面進行格線劃分以套用在FEA分析中。FEA模組中的格線重新劃分功能對FEA的輸入數據進行最大限度的最佳化，基於掃描數據的亨氏單位，可以對體格線進行材質分配。
在MIMICS中通過點雲數據建立一個3D模型。
在FEA模組中，使用MIMICS的格線重劃功能對3d模型網格進行重新劃分。
在FEA模組下輸出到Patran Neutral,Ansys 及Abaqus surface等FEA軟體。
將表面格線轉換成體格線用於前處理（e.g.MSC,Marc,…）
在FEA模組中輸入Patran,Ansys,Abaqus體格線檔案。
在FEA模組中基於掃描數據對體格線進行材質分配。
在FEA模組中輸出材質分配後的體格線到Patran,Ansys,或Abaqus等FEA軟體中。
MIMICS格線重劃功能：
MIMICS的格線重劃功能能顯著提高STL模型的質量和處理速度，能方便地將不規則三角片轉化成趨近於等邊的三角片。在進一步的自動重劃功能里，能進行更加專業的半自動或手動劃分，以便更好地進行FEA分析。
更多的質量控制參數：MIMICS格線重劃功能提供多達14種通用的質量控制參數，用戶可以選取合適的方法來計算三角片的質量。
簡便的自動格線重劃功能：格線重劃功能可以自動地提高三角片的質量，它搜尋所有在預先設定的質量水平之下的不好的三角片，再把它們轉化到可接受的形狀。
手動格線重劃：在個別情況下，進行自動格線重劃後仍有三角片質量低於要求，那么我們可以用手動的方法進行格線重劃，格線重劃功能提供獨特的工具箱來手動修改它們的形狀。
提高FEA分析中的可靠性及準確性：
MIMICS格線重劃功能為所有FEA軟體提供了高度自動化的接口，它能顯著提高STL模型FEA分析結果的可靠性和精確性。多數FEA工具軟體不能進行格線重劃後的最佳化工作，這樣必將使最終結果的準確性大打折扣，用MIMICS格線重劃功能將得到最最佳化的檔案，然後將最佳化的結果輸出到FEA軟體中去。
節省運算時間：
一般來說，進行最佳化所需時間會比較長，但MIMICS格線重劃功能會大大縮短這一時間。
材料分配：
載入體格線數據後，FEA功能基於掃描圖像數據為格線的每一個單元計算出享氏單位的灰度值，然後可根據不同的灰度範圍定義相應的材料，也可以按密度，或E模量及泊松係數來定義材料。分配了材料的體格線就會被輸出給Patran neutral, Ansys 及Abaqus 檔案。
用均勻方式分配材料：將體格線中的亨氏單位分成相等的區域，每一區域對應不同的物質，用經驗公式將亨氏單位轉化成密度值，再把密度值分配給相應的體格線，接著為每一種物質定義E模量及泊松係數。
用查表方式分配材料：在一個XML檔案中為灰度值分配相應的密度值，然後在FEA模組中輸入這個XML檔案，按照XML檔案的定義對每一個體格線分配材料，再對每一種材料定義E模量及泊松係數。
手術模擬模組 MIMICS手術模擬模組是手術模擬套用的平台，可用人體測量分析模版進行細部的數據分析，對骨切開術及分離手術以及植入手術進行模擬，或解釋植入手術的過程，有很大幫助。
人體測量分析：
要進行人體測量分析，先選取一個模版，預先設定所需的標記、參照面及測量方式，平面及測量方式所需的標記點被確定之後，平面及測量方式也就被確定下來，如果沒有合適的模版，也可以自定義模版。
標記列表：
能對標記點進行創建、拷貝、編輯、刪除等操作，在進行以上操作之前每個標記點都有各自的默認屬性，可以編輯的特性包括：標記名稱、顏色、描述。
平面列表；
第二個列表可以方便用戶定義一個或更多可供分析的平面，要定義一個分析面必須先定義標記點或基於一個事先生成的模版中的平面。
測量列表：
有多種方式可供選擇以測量角度或距離，對於距離的測量，不論是在兩點之間還是一點與一個面之間均可測量，對於角度的測量，可以用三點法及兩線法（每條線由兩個點決定），注意：測量只能在模版中巳定義的點及面中進行。
手術過程模擬：
MIMICS手術模擬功能為外科手術模擬提供強大的3D工具包，多種模擬骨切開手術及分離手術的工具及STL檔案的操作可供選擇。
切割：
兩種切割工具可供選擇：多義線切割及帶切割面的多義線切割，在多義線切割中，用戶用畫線的方法來定義一個切割曲線，切割面垂直於視平面，如果切割深度沒有切透，這個切割將是無效的，帶切割面的多義線切割法是一個自由的切割工具，可以在3D及2D中進行拖動切割，切割軌跡將在2D及3D中實時顯示。
分割：
這一功能可將一個對象分成彼此獨立的3D模型，然後建立多個不同的局部3D模型。
融合：
融合功能將所選的不同模型變成一個模型。
鏡像：
鏡像功能可以將選定的對象沿一個設定的平面或一個巳有平面（從人體數據分析或MEDCAD得來）鏡像生成新的對象，可以選取多個對象進行鏡像操作。
放置牽引:
經過切割操作後，可從資料庫中選取合適的牽引器安放在3D模型上進行對比，因為切割操作不可能是自動進行的，所以操作者必須了解所選牽引器的正確使用方法。
牽引位的調整：
為了模擬牽引器的定位及調整，牽引器移動的分析視圖可做參考。
定位功能：
對象可以移動也可以鏇轉，任意一種操作方式都可以用以達到用戶的目的。有幾種對象的修改方式可供選擇：沿軸向移動、平面內移動或者沿軸鏇轉、沿點鏇轉，當然沒有這些限制的操作也是一種選擇。註冊功能可方便地用標記點調整對象，也可用滑鼠移動來調整對象。
附加功能：
載入的STL檔案可被添加到項目管理器中，項目管理器中的STL標籤下的按鈕可對STL檔案進行鏇轉、移動等操作。現有一個神經工具：先在2D中畫出，然後在項目管理器中添加神經標籤。
MEDCAD模組 MEDCAD模組是醫學影像數據與CAD之間的橋樑，通過雙向互動模式進行溝通，實現掃描數據與CAD數據的相互轉換。
在MIMICS的項目中建立CAD項目的方法有以下兩種：
輪廓線建模： 在分割功能狀態下，MIMICS自動在分離出的掩模上生成輪廓線，MEDCAD能在給定誤差的條件下自動生成一個局部輪廓線模型，進而用於醫用幾何學CAD模型中。 創建的CAD模型的可能方法： -b樣條曲線及曲面 -點，線，圓，曲面，球體，圓柱體等 所有這些實體均可以iges格式輸出到CAD軟體中製做植入體，另一個典型的運用是用MEDCAD模組做統計分析，如測量很多不同股骨頭的數據，為建立標準股骨頭植入體時作參考。 參數化或互動式CAD建模 可在2D或3D視圖中直接創建CAD對象，或者用參數設定的方式創建（如定義圓心、半徑來創建一個圓），創建後可用滑鼠進行互動式編輯。方便設計驗證：
為驗證CAD植入體的設計，MIMICS輸入STL檔案格式在2D視圖及標準視圖中顯示，或在3D視圖中顯示，用透明方式顯示解剖關係，使用這一方法可以快速實現醫學影像在CAD軟體中的調用。
RP-SLICE模組 Rp-slice模組在MIMICS與多數RP機器之間建立SLICE格式的接口，RP-Slice 模組能自動生成RP模型所需的支撐結構。
針對RP機器的快速而精確的數據轉換：
用RP Slice技術可以進行大檔案的處理，並維持很高的解析度，在建立切片檔案的時候，RP模型的解析度，用三次插值算法來提高。
支撐的成孔技術—materialise的一項專利技術，不但能使成型製造過程加快四倍，還能節省更多的材料及便於清理。
切片：
Rp-slice可在很短時間內進行最佳、最精確的數據轉換，輸出SLI，SLC格式 到 3D System，CLI 格式到 EOS。高階的插值算法能使得掃描數據變成具有完美表面的3D實體模型。
著色：
Rp-slice支持彩色光敏材料：牙齒，牙根，腺體，神經管等均能在模型中顯著標註出來，這是一個新的參考維度，病人信息也可用嵌入或彩色的標籤標示。
參數：
RP-slice允許對層厚、解析度,縮放比例等參數進行設定，有多種過濾方式可供選擇，例如：最小段長度過濾，最小輪廓長度，直線偏差校正。切片數據可以保存為多種格式：*.CLI、*.SLI、*.SLC。
支撐生成：
支撐生成功能，自動生成在快速成型中所需的支撐的結構，並以相應的檔案格式自動輸出（SLI，SLC，及CLI格式）,這不但提供一種更快速的成型前數據準備方法，而且專利的成孔技術能使整個過程縮短四倍以上，而且節省材料，生成的支撐比傳統方式生成的更易清理。
支撐生成參數選擇：
可提供幾種支撐生成參數供選擇，RP-slice使得在X，Y坐標平面內定義支撐成為可能，可定義支撐的長度及成孔角度，無支撐的最大傾角及支撐的起始和結束高度。
Mimics STL+模組 Mimics STL+模組通過三角片檔案格式在MIMICS及RP快速成型技術間進行互動，二元及中間面插值算法能保證快速原型件的最終精確度。
輸出格式：
標準的3D檔案輸出格式，如STL或VRML（虛擬現實檔案格式），STL檔案格式可用在任何RP機器上，強大的自適應過濾功能夠顯著減小檔案的大小，可以從掩模、3D圖及3DD檔案格式輸出，輸出的檔案格式包括：ASCⅡSTL，Binay STL,DXF,VRML2.0,PointClouds.
參數設定：
可選擇幾種參數，STL+模組可減少輸出檔案的三角片數量，通過對圖像進行插補運算可以對3D模型進行光順處理。
有兩種方式降低三角片的數量：矩陣縮減及三角片縮減，矩陣縮減可以對體素（或像點）進行組合來計算三角片，三角片縮減可以在格線劃分過程中減少三角片的數量。減少三角片的數量有利於對檔案的操作。 通過對圖像的插值來生成3D格線也有兩種方法：灰度插值及輪廓線插值，輪廓線插值是在圖像平面內的2D插值，從而使這些圖像能在高度方向進行拓展。灰度插值是真正意義上的3D插值。當我們需要的圖像顯示質量優於3D重建和STL檔案精度的時候，可以套用連續算法功能，反之用精確算法。 光順算法能使粗糙的表面更光滑。