Mimics
關注創建者：匿名 創建時間：2015-11-27
Mimics的實例教程
這篇文章主要來講講Mimics怎樣應用于生物力學的有限元分析，這個也是現在很多人比較關心的。
很多人或許都有這樣的誤解，認為Mimics是有限元分析軟件，這是個錯誤的認識。Mimics只是提供了斷層掃描圖片到生物力學分析的橋梁，而不是一個求解器。做生物力學有限元分析，首先要解決是的模型的問題，接下來是賦材質的問題。為什么要解決這兩方面的問題呢？
要進行生物力學有限元分析首先要解決是模型問題，但是這是個難題。當前的建模軟件很多，但是由于解剖結構的復雜性，曲面的任意性，所以當前最高端的CAD軟件也沒有辦法設計出符合需要的解剖結構模型。另外一種方法可能是使用傳統的逆向工程的方法，就是對真實的解剖結構進行掃描，然后利用逆向軟件進行三維重建。但是這樣做也不可避免的模型不精確的問題，因為采用這種方法只能得到解剖結構的外部輪廓，而對于內部結構就無能為力了。再者，對于結構復雜的組織也是沒有辦法使用逆向的方法重建的。由于不能得到有限元的模型，所以很長一段時間，解剖結構的生物力學有限元分析都不能很好的開展下去。但是現在國外已經有很多生物力學有限元的分析案例了，因為Mimics可以很好的解決模型問題。Mimics有強大的基于斷層掃描圖像的建模功能，這一點是有目共睹的。但是最為重要的是Mimics提供了多個有限元軟件的接口，通過這些接口可以將重建的三維模型輸出。目前Mimics提供的接口主要有patran、nastran、abaqus、fluent和ansys。有人可能有這樣的想法，這些有限元軟件讀入Mimics輸出的文件，就可以進行有限元分析。這是個錯誤的想法，首先Mimics三維重建后的模型是面網格格式的模型，所以被讀入到有限元軟件中不能直接進行有限元分析。相反地，Mimics輸出的面模型，被讀入到有限元軟件主要是做體網格的劃分。
展開 Visualization & measurement tools
Visualization:
Mimics displays the CT or MRI image data in several ways, each providing unique information. Mimics divides the screen into three views: the original axial view of the image and resliced data making up the coronal and sagittal views. Mimics includes several visualization functions like contrast enhancement, panning, zooming and rotating of calculated 3D images.
3D Rendering and 3D information:
Mimics provides a flexible interface for quickly calculating a 3D model of the region of interest. Therefore you can set parameters for resolution and filtering. Information about height, width, volume, surface, etc. is available for every 3D model.
展開 Mimics是運行在Windows NT/95/98環境下的高度集成的三維圖像處理軟件，它能在幾分鐘內將CT或者MRI數據轉換成
三維CAD或快速成型所需的模型文件。
輸入圖像——自動格式識別
Mimics能夠輸入多種數據格式，諸如Philips、GE、Hitachi、Picrer、Siemens、Toshiba、Elscint、SMS…等，并
提供了自定義輸入的工具，Mimics可直接訪問由這些系統產生的光盤數據，Mimics自動對數據格式進行檢測，并轉換成
自身的文件格式，將一組圖像存儲在相應的項目組里。
圖像處理——得到最佳結果的有力工具
Mimics提供了多種工具，供您去增強由CT或MRI掃描產生的圖像數據的質量。Windowing（窗口）技術可增強圖像對
比度，Thresholding（閾值）技術和3D Region Growing（三維區域增長）技術可進行全自動選擇。編輯工具能讓您在掃
描圖像的每層進行畫線或擦除操作。同時可在自定義區域中進行局部閾值化操作。編輯工具讓您可對三維模型進行全面
控制。為了便于圖像處理，Mimics能夠顯示三個獨立的窗口，其中一個窗口顯示原始掃描數據，另外兩個窗口顯示兩個
正交平面上的重構視圖。每個視圖的切片能實時移到您所希望的任何位置。
三維重構——快速計算和全真的旋轉
在圖像處理過程結束后，Mimics用您設定的圖像分辨率和過濾器對選定的區域計算三維模型。重構的結果可在任何
一個窗口內顯示，您能隨意旋轉這些模型并能夠將其設置為全透明或者深度渲染。
展開 Mimics即為Materialise's interactive medical image control system的簡稱，起開發初衷是講二維的斷層掃描圖片轉化為三維模型，通過快速原型制造的方法制造出物理模型，用于手術的診斷。但是隨著版本的不斷更新，Mimics在每個新版本都增加了新的功能，所以應用的領域也越來越廣，主要有以下幾個方面：
1.快速原型制造
這個應用是Mimics開發的初始目的。CT的出現對診斷有不可替代的作用，但是也有其自身的不足，那就是大夫只能看到二維的圖片，不能看到直觀的三維模型。能將實物模型拿在手里，進行手術規劃，自是比二維圖像有很大的提高。
2.CAD
假體/植入體的設計需要病理區的三維數字模型作為參考，如果沒有病理區的三維模型，假體設計將很難開展下去。Mimics不僅可以將二維的斷層掃描圖片三維重建，而且可以將重建的三維模型以IGES文件輸出。
3.有限元分析
人體結構的有限元分析有其重大的研究意義，比如宇航員的脊柱能承受多大的重力加速度，體育運動員能承受的最大極限……但是有限元分析有兩個問題需要解決，一是有限元模型，二是對模型賦材質。Mimics可以將重建的三維模型通過不通的接口輸出不通的有限元前處理軟件進行體網格劃分。同時Mimics可以將體網格模型導回，進行材質賦予。解決了這兩個關鍵問題，生物力學分析就可以順利開展了。
4.手術過程模擬
Mimics不僅可以對斷層掃描圖片進行三維重建，而且可以做一些假體設計，具體就是只要是能通過對稱的方法設計的假體都可以在Mimics中實施。同時還可以對假體調整位置，通過布爾運算達到了與本體的最佳配合。Mimics還可做人體結構測量，這對于整容等手術非常有價值。
5.其他方面的應用
Mimics除了以上方面的應用之外，還有其他的用途，比如考古學，生物學等。
展開 Mimics是運行在Windows NT/95/98環境下的高度集成的三維圖像處理軟件，它能在幾分鐘內將CT或者MRI數據轉換成
三維CAD或快速成型所需的模型文件。
輸入圖像——自動格式識別
Mimics能夠輸入多種數據格式，諸如Philips、GE、Hitachi、Picrer、Siemens、Toshiba、Elscint、SMS…等，并
提供了自定義輸入的工具，Mimics可直接訪問由這些系統產生的光盤數據，Mimics自動對數據格式進行檢測，并轉換成
自身的文件格式，將一組圖像存儲在相應的項目組里。
圖像處理——得到最佳結果的有力工具
Mimics提供了多種工具，供您去增強由CT或MRI掃描產生的圖像數據的質量。Windowing（窗口）技術可增強圖像對
比度，Thresholding（閾值）技術和3D Region Growing（三維區域增長）技術可進行全自動選擇。編輯工具能讓您在掃
描圖像的每層進行畫線或擦除操作。同時可在自定義區域中進行局部閾值化操作。編輯工具讓您可對三維模型進行全面
控制。為了便于圖像處理，Mimics能夠顯示三個獨立的窗口，其中一個窗口顯示原始掃描數據，另外兩個窗口顯示兩個
正交平面上的重構視圖。每個視圖的切片能實時移到您所希望的任何位置。
三維重構——快速計算和全真的旋轉
在圖像處理過程結束后，Mimics用您設定的圖像分辨率和過濾器對選定的區域計算三維模型。重構的結果可在任何
一個窗口內顯示，您能隨意旋轉這些模型并能夠將其設置為全透明或者深度渲染。
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It mimics the structure of 0D calculations while leveraging the accuracy of CFD-derived data, effectively combining the strengths of both approaches.
the engineering stress–strain curves obtained from the tensile coupon tests and material non-linearity was incorporated into the numerical models by means of a piecewise linear stress–strain model to mimic
Mimics導出mm單位制網格模型
2.
CT模型:Mimics（專業醫學影像軟件）
模型處理：Geomagic（Stl文件終結者）
建模：CATIA（強大曲面建模能力，處理生物結構曲面友好）
仿真：Abaqus+Xflow（流固耦合），圖里是為了調模型結構用Abaqus粗搭的一個工況，因為CT模型還不是很精確，只能手動一點點修正
該研究通過模擬天然模塊聚酮合酶 (PKS) 高度有序的組裝方式，利用其中研究較多的I型cis-AT聚酮合酶對接域，開發了“mimic PKS enzyme assembly line (mPKSeal)”多酶組裝策略（圖1），并應用于蝦青素合成途徑酶的組裝，蝦青素的產量最高提高了2.4倍 （產量達16.9 mg/g DCW）。
配準就是對同一傳感器不同時間、背景、角度，不同傳感器相同時間拍攝的圖像進行空間位置的對齊的過程，如圖1所示：
圖1 配準的原理
下面講一下mimics中配準的大概方法：1. 將想要配準的兩個模型的CT導入到mimics中，生成蒙板，再進一步生成三維模型；2.
電驅系統的可靠性仿真驗證
電驅動系統EMC可靠性驗證
全車虛擬EMI/EMC測試
客戶期望
? EMC 測試一次通過 such as CISPR12/25/36, ISO11451-2
? 減少上市時間和成本
? Understand safety critical aspects in the vehicle
解決方案
? 虛擬EMC 合規性: Accurately mimic
本篇文檔通過掃描電鏡SEM方法獲取了高精度的二維圖片，基于FIB連續切片掃描數據，采用MIMICS三重構軟件對數字巖心進行了重構，反應了真實的數字巖心的形貌，并獲得了局部聯通的孔隙網絡模型。采用COMSOL軟件進行了微觀滲流的模擬。
三維重建模型如圖所示：
滲流流線分析結果如圖所示：
文章“B,N-Doped PdRu Aerogels as High-Performance Peroxidase Mimics for Sensitive Detection of Glucose “發表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》。
【主圖導讀】
圖 1.
三維測量、點云處理、逆向工程
電力設計AutoCAD Electrical、Microstation V8、PDMS、PKPM、Protel、Aveva E3D
圖像類
數字攝影測量ErDAS、PCI Geomatica
傾斜攝影三維建模 Smart3D、Pix4D
地理信息系統ArcGIS，MAPinfo
醫學成像 ViTAL、Mimics
