نرم افزار Simpleware ScanIP پردازش و تحلیل تصاویر پزشکی و مهندسی

نرم افزار Simpleware ScanIP محصول شرکت Synopsys یک ابزار قدرتمند و چند منظوره برای پردازش و تحلیل تصاویر پزشکی و داده‌های سه بعدی است. این نرم‌افزار توسط شرکت Simpleware Ltd و سپس توسط شرکت Synopsys توسعه داده شده است و برای انجام مدل‌سازی سه‌بعدی، شبیه‌سازی و تحلیل داده‌های پزشکی، مهندسی، پژوهشی و صنعتی استفاده می‌شود. این نرم افزار در حوزه‌های مختلفی از جمله پزشکی، مهندسی، علوم مواد و غیره استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در علوم پزشکی، این نرم افزار برای تحلیل تصاویر پزشکی از جمله MRI, CT, micro-CT, FIB-SEM استفاده می‌شود. از مهم ترین قابلیت های نرم افزار Simpleware ScanIP در پزشکی Auto Segmentation و Auto Contouring می باشد.

Auto Segmentation به معنای تقسیم تصاویر بصورت خودکار به مناطق مختلف بر اساس ویژگی‌های خاص تصویر است. این فرآیند به ایجاد نواحی مختلف با مشخصات و ابعاد معین از تصویر منجر می‌شود. در پزشکی، Auto Segmentation به ایجاد تصاویر سه بعدی از اعضاء بدن انسان مانند اعضای داخلی، تومورها، و انواع بافت‌ها کمک می‌کند. این اطلاعات برای برنامه‌ریزی جراحی، تشخیص بیماری، و تحلیل توزیع دارو در بدن بسیار حیاتی هستند. Simpleware ScanIP از روش‌های مختلفی برای Auto Segmentation پشتیبانی می‌کند، از جمله مبتنی بر رنگ (Color-based)، مبتنی بر شدت (Intensity-based)، و مبتنی بر شکل (Shape-based). این روش‌ها به تصاویر و ویژگی‌های آن‌ها بستگی دارند.

Auto Contouring به معنای ایجاد خطوط محدود کننده برای مناطق مختلف تصویر است. این خطوط معمولاً به عنوان مرزهای دقیق بین مناطق مختلف در تصویر استفاده می‌شوند. در مهندسی، خطوط محدود کننده به تعیین مرزها و محدوده‌های مختلف در سه بعدی کاربردهای مختلفی مانند تحلیل تنش و تغییرشکل، شبیه‌سازی، و بهینه‌سازی کمک می‌کنند. در پزشکی، این خطوط به تعیین مرزها برای برنامه‌ریزی جراحی و تشخیص بیماری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. Auto Contouring معمولاً با استفاده از نتایج خودکارسازی انجام می‌شود. این به کاربران این امکان را می‌دهد که به سرعت خطوط محدود کننده را برای مناطق مختلف ایجاد کنند.

بیشتر بخوانید: نرم افزار Limbus Contour AI کانتورینگ خودکار پرتودرمانی

از طرف دیگر، در مهندسی، این نرم افزار برای ایجاد مدل‌های سه بعدی از ساختارهای پیچیده مانند استخوان‌ها، دندان‌ها، قلب و غیره استفاده می‌شود.

قابلیت های Synopsys Simpleware ScanIP

از مهم ترین قابلیت های Synopsys Simpleware ScanIP می توان به مواد زیر اشاره کرد:

1. پردازش تصاویر پزشکی: با استفاده از Synopsys Simpleware ScanIP می‌توانید تصاویر پزشکی را پردازش کنید و اطلاعات مفیدی را استخراج کنید. این نرم افزار ابزارهایی برای برش تصاویر، اندازه‌گیری اجزای مختلف، تجزیه و تحلیل و بررسی فراهم می‌کند.
2. مدل‌سازی سه بعدی: با استفاده از داده‌های پردازش شده، می‌توانید مدل‌های سه بعدی دقیق و واقع‌گرایانه ایجاد کنید. Synopsys Simpleware ScanIP ابزارهایی برای ترکیب و پردازش داده‌های سه بعدی، تنظیم پارامترهای مدل و ایجاد شبکه‌های فعالیتی را فراهم می‌کند.
3. شبیه‌سازی و تحلیل: با داشتن مدل سه بعدی، می‌توانید شبیه‌سازی‌ها و تحلیل‌های مورد نیاز خود را انجام دهید. Simpleware ScanIP ابزارهایی برای شبیه‌سازی و تحلیل فیزیکی را فراهم می‌کند که به شما امکان می‌دهد پاسخ‌های سیستم‌های فیزیکی را بررسی کنید.
4. انتقال داده: Synopsys Simpleware ScanIP قابلیت همکاری و تبادل داده با نرم افزارهای دیگر را فراهم می‌کند. می‌توانید داده‌ها را به فرمت‌های مختلف اکسپورت کنید و با سایر نرم افزارهای مورد استفاده در صنایع مختلف همکاری کنید.
5. کاربردهای صنعتی: Synopsys Simpleware ScanIP در صنایع مختلف از جمله پزشکی، دندانپزشکی، مهندسی مکانیک، صنایع هوا فضا و خودرو، انرژی و سایر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نرم افزار به عنوان یک ابزار قدرتمند و چند منظوره در این صنایع به کار می‌رود.
6. قابلیت پشتیبانی از مختلف فرمت‌های داده: Synopsys Simpleware ScanIP قابلیت خواندن و نوشتن در فرمت‌های مختلف داده را دارد. این شامل فرمت‌هایی مانند DICOM، STL، OBJ، VTK و PLY است. این امکان به کاربران اجازه می‌دهد تا با استفاده از داده‌های خود از منابع مختلف، به تحلیل و پردازش دقیق‌تری دست یابند.
7. ابزارهای پیشرفته برای تحلیل دقیق: Synopsys Simpleware ScanIP ابزارهای پیشرفته‌ای را برای تحلیل داده‌های سه بعدی و تصاویر پزشکی فراهم می‌کند. این ابزارها شامل ترسیم نقاط و خطوط، ایجاد سطوح و حجوم، انجام اپراتورهای مورفولوژیکی، شبیه‌سازی‌های فيزيکي و تحليل ويژگي‌هاي مکانيکی است. با استفاده از این ابزارها، کاربران می‌توانند به تحلیل و بررسی دقیق‌تر داده‌های خود بپردازند.
8. قابلیت ترکیب داده‌های مختلف: با استفاده از Synopsys Simpleware ScanIP، می‌توانید داده‌های مختلف را با هم ترکیب کنید. این امکان به شما اجازه می‌دهد تا اطلاعات از منابع مختلف را با هم ترکیب کرده و تحلیل‌های جدیدی را انجام دهید. به عنوان مثال، شما می‌توانید تصاویر پزشکی را با داده‌های سه بعدی اسکن شده از یک قطعه ترکیب کنید تا به تحلیل دقیق‌تری از ساختار و خواص فیزیکی آن بپردازید.
9. قابلیت انتقال داده به نرم افزارهای شبیه‌سازی: Synopsys Simpleware ScanIP قابلیت انتقال داده‌های سه بعدی و تصاویر به نرم افزارهای شبیه‌سازی دیگر را نیز دارد. این امکان به شما اجازه می‌دهد تا از نتایج تحلیل داده‌های خود در ScanIP استفاده کنید و آنها را به نرم افزارهای دیگری مانند ANSYS یا Abaqus منتقل کنید تا به تحلیل‌های پیشرفته‌تری بپردازید.
10. ثبت تصویر: Synopsys Simpleware ScanIP قابلیت‌های پیشرفته‌ای در زمینه ثبت تصاویر فراهم می‌کند. ثبت تصویر به معنای هم‌ترازسازی یا تطابق دو یا چند تصویر از یک شی یا صحنه می‌باشد که از زوایای مختلف گرفته شده‌اند. این قابلیت به کاربران امکان می‌دهد تا تصاویر را به یکدیگر هم‌تراز کنند و اطلاعات بیشتری از شی یا ساحل را دریافت کنند.
11. تحلیل تنش و تغییرشکل: با استفاده از Simpleware ScanIP، می‌توانید تنش و تغییرشکل در ساختارهای سه‌بعدی را تحلیل کنید. این امکان به شما کمک می‌کند تا اثرات بارگذاری و فشار روی ساختارها را بررسی کنید و نقاط ضعف و مسائل مربوط به مقاومت مواد را شناسایی کنید.
12. شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های مکانیکی: Synopsys Simpleware ScanIP امکان شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های مکانیکی را فراهم می‌کند. با استفاده از این نرم‌افزار، می‌توانید سازه‌ها، قطعات و دستگاه‌های مکانیکی را شبیه‌سازی کنید و عملکرد آن‌ها را تحلیل کنید. این قابلیت به مهندسین و تحقیق‌گران در زمینه مهندسی مکانیک و صنایع بسیار مفید است.
13. تحلیل متریال‌های ترک‌خورده: Synopsys Simpleware ScanIP به شما امکان می‌دهد تا متریال‌های ترک‌خورده را تحلیل کنید. با استفاده از الگوریتم‌ها و ابزارهای مربوطه، می‌توانید ترک‌های موجود در ساختارها را شناسایی و مشخصات آن‌ها را تجزیه و تحلیل کنید. این قابلیت در زمینه‌های مهندسی شکست مواد، ایمنی ساختمان‌ها و صنعت خودرو بسیار مفید است.
14. تحلیل تنش و تغییرشکل: با استفاده از Simpleware ScanIP، می‌توانید تنش و تغییرشکل در ساختارهای سه‌بعدی را تحلیل کنید. این امکان به شما کمک می‌کند تا اثرات بارگذاری و فشار روی ساختارها را بررسی کنید و نقاط ضعف و مسائل مربوط به مقاومت مواد را شناسایی کنید.
15. شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های مکانیکی: Simpleware ScanIP امکان شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های مکانیکی را فراهم می‌کند. با استفاده از این نرم‌افزار، می‌توانید سازه‌ها، قطعات و دستگاه‌های مکانیکی را شبیه‌سازی کنید و عملکرد آن‌ها را تحلیل کنید. این قابلیت به مهندسین و تحقیق‌گران در زمینه مهندسی مکانیک و صنایع بسیار مفید است.
16. تحلیل متریال‌های ترک‌خورده: Synopsys Simpleware ScanIP به شما امکان می‌دهد تا متریال‌های ترک‌خورده را تحلیل کنید. با استفاده از الگوریتم‌ها و ابزارهای مربوطه، می‌توانید ترک‌های موجود در ساختارها را شناسایی و مشخصات آن‌ها را تجزیه و تحلیل کنید. این قابلیت در زمینه‌های مهندسی شکست مواد، ایمنی سازه‌ها و صنعت خودرو بسیار مفید است.
17. تولید مدل‌های سه‌بعدی از تصاویر دو بعدی: با استفاده از Simpleware ScanIP، می‌توانید از داده‌های تصویری و سه‌بعدی موجود، مدل‌های سه‌بعدی ایجاد کنید. این امر برای مهندسان، طراحان و محققانی که به تحلیل و طراحی ساختارها و اجسام سه‌بعدی مشغول هستند، بسیار حائز اهمیت است.
18. تحلیل جریان سیالات: Simpleware ScanIP به کاربران امکان می‌دهد تا جریان سیالات را در داخل ساختارها و اجسام سه‌بعدی تحلیل کنند. این امکان به مهندسان مکانیک، مهندسان آب و هوا و محققان مرتبط با حوزه سیالات برای مطالعه جریان سیالات در ساختارها و دستگاه‌های مختلف بسیار مفید است.
19. بهینه‌سازی: Synopsys Simpleware ScanIP قابلیت‌های بهینه‌سازی را نیز داراست. با استفاده از این امکان، می‌توانید پارامترهای مختلف در ساختارها و قطعات را بهینه‌سازی کرده و عملکرد و کارایی آن‌ها را بهبود بخشید.
20. تحلیل الکترومغناطیسی: Synopsys Simpleware ScanIP امکان تحلیل الکترومغناطیسی را فراهم می‌کند. این امکان به مهندسان الکترونیک، مهندسان مخابرات و محققان مرتبط با حوزه الکترومغناطیس برای بررسی رفتار الکترومغناطیسی ساختارها و قطعات در برابر میدان‌های الکترومغناطیسی بسیار مفید است.
21. تحلیل دینامیک سازه‌ها: Synopsys Simpleware ScanIP به کاربران امکان می‌دهد تا دینامیک سازه‌ها را تحلیل کنند، از جمله رفتار و پاسخ سازه‌ها به اثرات دینامیکی مانند لرزش و ارتعاشات. این امکان به مهندسان سازه و محققان مرتبط با حوزه دینامیک سازه‌ها بسیار مفید است.
22. قابلیت چاپ سه‌بعدی (3D Printing) در نرم‌افزار Simpleware ScanIP به کاربران امکان ایجاد مدل‌ها و ساختارهای سه‌بعدی از داده‌های تصویری فراهم می‌کند تا بتوانند آن‌ها را به عنوان مدل‌های فیزیکی با استفاده از چاپ سه‌بعدی تولید کنند.س

قابلیت چاپ سه بعدی 3D Printing در Synopsys Simpleware ScanIP

مراحل چاپ سه بعدی در این نرم افزاربه شرح زیر است: 

1. 1. واردکردن داده‌های تصویری: قبل از ایجاد مدل سه‌بعدی برای چاپ سه‌بعدی، کاربران باید داده‌های تصویری مورد نیاز خود را در نرم‌افزار Simpleware ScanIP وارد کنند. این داده‌ها معمولاً شامل تصاویر سه‌بعدی از اجزای یا ساختارهای مورد نظر هستند.
   2. تقسیم‌بندی و تحلیل داده‌های تصویری: پس از وارد کردن داده‌ها، کاربران می‌توانند از قابلیت‌های تقسیم‌بندی (Segmentation) در Simpleware ScanIP برای تقسیم‌بندی مناطق مختلف در داده‌های تصویری استفاده کنند. مثلاً، اگر داده‌ها شامل تصویر سه‌بعدی از یک عضو بدن انسان باشند، می‌توانند مناطق مختلف مثل استخوان، عضله، و بافت نرم را تشخیص دهند و جدا کنند.
   3. تبدیل به مدل سه‌بعدی: پس از تقسیم‌بندی مناطق مختلف، کاربران می‌توانند از این مناطق مدل سه‌بعدی ایجاد کنند. این مدل‌ها شامل ساختارهای سه‌بعدی با ابعاد و هندسه دقیق مربوط به داده‌های تصویری هستند.
   4. چاپ سه‌بعدی: حالا که مدل‌های سه‌بعدی ایجاد شده‌اند، کاربران می‌توانند از قابلیت چاپ سه‌بعدی در Simpleware ScanIP استفاده کنند. این نرم‌افزار امکان تولید فایل‌های قابل چاپ سه‌بعدی با فرمت‌های معمولی مانند STL و VRML را داراست.
   5. تنظیمات چاپ: کاربران می‌توانند تنظیمات مربوط به چاپ را تعیین کنند، از جمله مواد چاپ، اندازه، و رزولوشن. این تنظیمات ممکن است بسته به نیاز و نوع چاپ متفاوت باشند.
   6. انتقال به دستگاه چاپ سه‌بعدی: پس از تنظیمات چاپ، مدل سه‌بعدی آماده به چاپ است. کاربران می‌توانند این مدل را به دستگاه چاپ سه‌بعدی خود منتقل کنند و فرآیند چاپ را آغاز کنند.
   7. تجسم مدل چاپ شده: پس از اتمام چاپ، کاربران می‌توانند مدل چاپ شده را مشاهده و با آن تعامل داشته باشند. این مدل‌های چاپ شده معمولاً برای اهداف مختلفی مانند تحلیل تنش و تغییرشکل، آموزش، یا نمایش بهتر داده‌ها استفاده می‌شوند.
   8. کاربردهای چاپ سه‌بعدی: چاپ سه‌بعدی با استفاده از داده‌های تصویری و مدل‌های سه‌بعدی از Simpleware ScanIP در انواع صنایع مانند پزشکی (ساخت مدل‌های جراحی)، مهندسی (ساخت اشیاء و تجهیزات پیشرفته)، آموزش و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی (برای آموزش و تحقیقات)، هنر (ساخت اثرات هنری)، و صنایع خلاقانه دیگر کاربرد دارد.

لیست ماژول ها و ابزارها در Synopsys Simpleware ScanIP

لیست ماژول ها و ابزارهای نرم افزار Synopsys Simpleware ScanIP عبارت اند از:

The fundamentals
The interface
Slice views and the 3D view
Workspace tabs
Loading and saving images
Preferences
Image processing
Measurements
3D preview generation
My tools
3D printing toolkit
Medical 4D image support
Analysis
Animation toolbox
Surface model generation
FE module
CAD module
URBS module
Auto Segmenter modules
Design Link module
Physics modules
3D printing

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار Synopsys Simpleware ScanIP جهت پردازش و تحلیل تصاویر پزشکی و مهندسی به اینجا مراجعه کنید.

در ادامه عکس هایی از محیط نرم افزار Synopsys Simpleware ScanIP نشان خواهیم داد.