Simpleware ScanIP پردازش 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 نرم افزار 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

• بازسازی سه‌بعدی از داده‌های تصویربرداری (3D Reconstruction from Imaging Data)
  این قابلیت امکان تبدیل داده‌های پزشکی و صنعتی حاصل از CT، MRI و میکرو-CT را به مدل‌های سه‌بعدی دقیق فراهم می‌کند. دقت بالا در پردازش تصاویر حجمی، پایه‌ای مطمئن برای تحلیل‌های بعدی فراهم می‌کند.

• بخش‌بندی خودکار و دستی پیشرفته (Advanced Manual & Automatic Segmentation)
  با استفاده از الگوریتم‌های قدرتمند بخش‌بندی، مرز بین بافت‌ها، مواد یا اجزای صنعتی با وضوح بالا شناسایی می‌شود. این قابلیت زمان آماده‌سازی داده را به شکل چشمگیری کاهش می‌دهد و کیفیت مدل را ارتقا می‌دهد.

• پردازش حجمی با کیفیت بالا (High-Fidelity Volume Processing)
  این ابزار امکان پردازش حجم‌های بزرگ تصویری را بدون افت کیفیت و با سرعت بالا فراهم می‌کند. این قابلیت به ویژه برای پروژه‌های مهندسی زیست‌پزشکی و مهندسی معکوس کاربرد دارد.

• تبدیل مدل تصویری به مش مهندسی (Image-to-Mesh Conversion)
  کاربران می‌توانند مدل‌های استخراج‌شده از تصاویر را مستقیماً به مش‌های مناسب برای تحلیل المان محدود (FEA) و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) تبدیل کنند. این ویژگی باعث اتصال مستقیم داده تصویربرداری به فرآیندهای تحلیلی می‌شود.

• یکپارچگی با ابزارهای مهندسی (Integration with Engineering Software)
  قابلیت خروجی گرفتن مستقیم برای نرم افزارهای تحلیلی و طراحی مهندسی باعث کاهش زمان انتقال داده‌ها و جلوگیری از خطاهای تبدیل می‌شود.

• ابزارهای اندازه‌گیری و تحلیل هندسی (Geometrical Measurement & Analysis)
  ابزارهای دقیق برای اندازه‌گیری ضخامت، حجم، سطح و سایر ویژگی‌های هندسی به کاربر امکان بررسی کامل مدل را می‌دهند.

• تولید مدل برای پرینت سه‌بعدی (3D Printing Model Generation)
  با استفاده از ابزارهای آماده‌سازی مدل، کاربران می‌توانند داده‌های تصویربرداری را به فایل‌های سازگار با فناوری پرینت سه‌بعدی تبدیل کنند و نمونه‌های فیزیکی با دقت بالا بسازند.

• پشتیبانی از مدل‌سازی چندماده‌ای (Multi-Material Modeling)
  این نرم افزار توانایی شناسایی و نمایش چند نوع ماده در یک مدل را دارد و تحلیل‌های پیچیده و چندفیزیکی را تسهیل می‌کند.

• پردازش با شتاب سخت‌افزاری (Hardware Accelerated Processing)
  با بهره‌گیری از توان پردازشی GPU، سرعت عملیات پردازشی بالا می‌رود و پروژه‌های حجیم در زمان کوتاه‌تری قابل اجرا می‌شوند.

• کنترل کیفیت مدل و اعتبارسنجی (Model Validation & QA Tools)
  ابزارهای داخلی برای بررسی یکپارچگی و کیفیت مدل قبل از تحلیل یا تولید، احتمال خطاهای مهندسی را کاهش می‌دهد و خروجی قابل اعتماد تضمین می‌کند.

قابلیت چاپ سه بعدی 3D Printing در Synopsys Simpleware ScanIP

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

• وارد کردن داده‌های تصویری: پشتیبانی از داده‌های CT و MRI برای ساخت مدل‌های سه‌بعدی دقیق.

• تقسیم‌بندی پیشرفته (Segmentation): تفکیک نواحی مختلف بافتی یا ساختاری برای مدل‌سازی دقیق.

• تبدیل به مدل سه‌بعدی: ایجاد هندسه دقیق از داده‌های تصویری و آماده‌سازی برای چاپ.

• تولید فایل‌های چاپی: خروجی در فرمت‌های رایج مانند STL و VRML برای انتقال به چاپگر سه‌بعدی.

• تنظیمات چاپ: انتخاب مواد، ابعاد و رزولوشن متناسب با کاربرد مورد نظر.

• چاپ و تجسم مدل نهایی: استفاده از مدل چاپ‌شده برای تحلیل، آموزش، تحقیقات یا کاربردهای صنعتی.

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

کابردهای تخصصی

• بازسازی مدل‌های آناتومیکی برای جراحی و ایمپلنت سفارشی

• آماده‌سازی مدل برای تحلیل FEA در پروژه‌های پزشکی و صنعتی

• مهندسی معکوس اجزای صنعتی از روی داده‌های تصویربرداری

• تولید مدل‌های دقیق برای پرینت سه‌بعدی پزشکی و مکانیکی

• بررسی خواص هندسی و ساختاری نمونه‌های زیستی و مهندسی

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.