核磁共振模块:SYSSIM

内文 考虑到B0和来自发射和接收数组的场,生成具有现实信号、对比度、噪声和SAR值的模拟MR图像。SYSSIM是与纽约大学医学院的Christopher Collins教授(https://med.nyu.edu/faculty/christopher-m-collins)合作开发的 应用 优化脉冲序列,以克服或补偿由于场/组织相互作用(如植入物或肿瘤)或设计限制造成的场分布缺陷 使没有核磁共振扫描仪的工程师、物理学家或放射科医生能够模拟扫描仪的TX、RX和成像性能。 特色 为用户定义的重建技术计算k-space、信号和噪声(SNR)、时间平均SAR分布和结果MRI图像,基于 B1+/-和E场(射频线圈),梯度场,以及来自Sim4Life的B0场分布 具有电学特性和MR特性(T1、T2、质子密度、化学位移...等)的组织几何学,包括IT'IS ViP模型 MR脉冲序列(GRE、SE、EPI)和序列参数(脉冲形状、持续时间、翻转角、TE、TR等)

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核磁共振模块:MUSAIK

内文 MUSAIK 允许用户导入数组线圈的仿真结果与评估其水平的成像能力。等效分析可用在实验获得的数据,并允许一系列不同设计过程的准确验证或评估仿真模型准确度。从仿真及/或实验的数据中,用户可以评估信噪比 (SNR) 及二维水平 MRI 的 g-factor 图谱 应用 对有缺陷的Rx通道和线圈隔离进行故障排除 通过比较等效系统,对模拟模型的准确性或实验输出进行故障排除 比较不同的图像重建算法 验证已实现的线圈设计的性能 研究解剖学对g-factor的影响 特色 数组线圈SNR和g因子性能的三维分析 复杂噪声相关矩阵计算 探索通过将多个数组元素组合成一个信道来压缩信道 输出复杂的复合数据集进行专门的后处理 分析比率图像以评估区域信噪比或g-factor增益 评估局部ROI的3-D平均或最大SNR增益 显示信噪比(SNR)/g-factor以说明衡量图像质量的局限性 适用于Bruker Biospin, GE Healthcare, Philips Healthcare, Siemens…

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核磁共振模块:TxCOIL

内文 TxCOIL使用户能够在平行发射线圈上进行射频(RF)修整,以改善场均匀性,并在后处理中计算综合比吸收率(SAR),而无需重新运行模拟 应用 OB1场均匀化 比较多种激励发方案以选择最合适的一种,同时考虑总 SAR 特色 用于B1的现场组合器 主动和被动端口(负载、开路或短路) 用户定义的ROI有3个级别:传感器、对象和子区域 对产生的组合场进行剂量学分析 最坏情况下的SAR计算

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热组织损伤模型(T-CEM43)

内文 这个指标是由Sapareto和Dewey首次提出的,用在43°C下加热的分钟数来量化热暴露,以获得生物组织的同等效果。这种方法允许不同的瞬时热暴露情况的影响(例如,高温下的短暂加热与长时间的适度加热),或特定的暴露与先前确定的损害阈值进行比较。知道了43°C下特定暴露时间的影响,用户可以将其与其他温度和时间的暴露进行比较。因此,CEM43提供了一个基于温度加权反应动力学的热剂量概念,随着时间的推移而整合,其额外的好处是,它适用于从组织到亚细胞水平的广泛的热效应,不需要组织或反应的特定常数,并且在广泛的温度范围内有效 一个系统的生物反应不仅取决于温度分布,而且还取决于各种组织的敏感性和感兴趣的效果。文献中已经报导了以CEM43表示的组织和反应特定的损伤阈值,可用于评估基于模拟CEM43分布的潜在组织损伤 Arrhenius组织损伤模型是一个代表受影响区域的组织损伤百分比的指标。对于一个给定的温度和暴露时间,组织损伤是根据实验细胞存活率研究计算的。而CEM43经常被用来确定非损伤性或治疗性暴露的阈值,概率Arrhenius模型主要被用来确定高温暴露情况下的消融体积。 应用 MRI和植入物安全 肿瘤学热治疗 射频和聚焦超声消融 皮肤烧伤量化 特色 CEM43和Arrhenius组织损伤模型 准确(慢)或近似(快)评估的选择 效果等值面 (累积)柱状图,如治疗计划中常用的柱状图

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声波解算器(P-ACOUSTICS)

内文 新颖的超声波解算器负责计算人体内的压力波的传递、密度变化及跳跃、非线性和扩散损失 FNM-CHASM解算器提供近实时模拟非均匀设置中的声波传递 P-ACOUSTICS解算器运用复合设置中的解析解、基准和三维扫描水中受波器去广泛的验证及量化相关的不确定性 应用 安全及高效率的超声波仪器运用于治疗的评价 超声波仪器治疗目的的设计及优化 聚焦超声波破坏脑血脑屏障以助于神经活性剂的输送 聚焦超声波溶栓 聚焦超声波用于神经刺激 神经外科手术,磁共振引导聚焦超声波的应用:肿瘤切除,神经性疼痛治疗,运动障碍 声波暴露(例如,MRI) 特色 线性及非线性3D全波解算器是使用Westervelt-Lighthill方程式(考虑到骨头及一些高反射的材质的存在去扩大密度变化) 最新的复合式解算器组合快速近场法和复合角度频谱法允许用于涉及超声波探头与一个主传播方向设置的近实时模拟 多核心及图形处理单元加速(市面上最快的声波解算器) 可适用于听觉频率的声波及治疗超声波的模拟 加上热解算器可以计算出声波能量导致的升温 针对非匀向的模拟区订制 几分钟内可以在大型解剖模型中模拟聚焦超声波设置 针对大型超声波数组,包括成百上千的压电组件模拟 能够模拟任意形状的探头及数组 配备PML模块,允许通过不均匀的解剖结构,因此限制了区域的大小而不需要额外的补充 具有自动化波束成型及焦点转向工具根据解析解、光线追踪及时间反转技术 内置的声学相关量(强度,辐射力,粒子速度等)的计算 声学特性数据库

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流体动力学解算器(P-FLOW)

内文 静态和瞬态的Navier-Stokes和Stokes方程可以使用带有Schur补充预处理、自我调整时间步进和可调整稳定的有限元方法或基于平滑压力校正算法的有限体积方法进行有效求解。这两种类型的求解器都依赖于独立于平台的快速并行处理、运行时求解器监控和先进的收敛标准 可以应用一组标准边界条件和用于实际血流建模(例如,developed flow, Windkessel model)的专用边界条件并进行任意瞬态调制。 可以施加基于实验测量数据的初始条件。 壁面剪应力等关键参数的轻松提取和强大的可视化工具补充了直观高效的工作流程 应用 复杂网络中的血管血流 血管病变(如动脉瘤、狭窄、斑块)中的血流动力 血管植入物中的流动(如旁路移植、支架血管、治疗的动脉瘤) 支架设计和优化 动脉瘤治疗计划 脑脊液流动和脑分流 肾脏和尿液流动 空气流动和呼吸 (生物)微流体 单相液体的一般流体动力学 特色 Navier-Stokes & Stokes模型(不可压缩的牛顿流体的层流) 平行化的有限元和有限体积求解器 适用于建模,如血管流、脑脊液、呼吸和尿流等 支架血管、分支和分流器中的流动 针对复杂、真实的几何形状中的生物医学流动进行了优化 复杂领域的高效网格划分 收敛性分析和优化 自我调整时间步进和可调谐稳定…

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热力学解算器(P-THERMAL)

内文 热力学求解器(P-THERMAL)允许使用离散网络对局部血管效应进行耦合模拟,且未来将能对计算流体力学结果进行模拟 独有的热损伤和效应量化模型,如T-CEM43,也包括在内 P-THERMAL求解器已经通过与可分析求解的案例、受控条件下的实验测量以及体内测量的比较得到了广泛的验证 应用 MRI Tx射频线圈设计/梯度相互作用和安全 主动和被动植入物 MRI安全 射频热治疗 用于治疗目的的超声波设备的安全性和有效性评估 射频肿瘤消融,射频手术 治疗用超声设备的设计与优化 磁振导航聚焦超音波热治疗(MRgFUS)神经外科的应用:肿瘤消融,神经性疼痛治疗,运动失调 低温治疗 冷冻手术 温度对神经元动态的影响 眼部里的流动(氧合、加热) 血液的局部冷却 特色 T独立求解器 耦合的EM-T,用于生医电磁的扩展生物热力方程 用于BioEM的离散容器模型 稳态T求解器 多重电磁源(不受限于单一模拟) 场的相关/不相关迭加,自控启动 脉冲激励/时间曲线,开关机 与T有关的组织(电导率、SAR、血液灌流)。 与时间有关的特定发热率 热的扩散性…

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非结构化的准静态EM求解器(P-EM-UQS)

内文 非结构化准静态求解器(P-EM-UQS)在多尺度应用中提供了速度和精度的大幅提升,并支持非结构化网格(例如,支持局部细化或共形适应) 解算器的优点包括独特的半绝缘层、各向异性的张性非均质电导率分布(例如,基于图像的) 所有的求解器都有专门的Python API,允许强大的使用者进一步自动化进程或进行高级分析 应用 MRI射频线圈设计与梯度交互作用 MRI Tx射频线圈设计与梯度交互作用和安全 核磁共振梯度线圈设计 脑电图/心电图 脑深部和脊髓植入物 WPT符合性评估 经颅磁刺激或电流刺激 低频热疗(如用纳米粒子) 磁性血液动力学 声音暴露(例如,在核磁共振成像中) 神经修复术(视网膜、耳蜗、前庭、运动) 神经运动性失能 EM神经刺激 高低频电磁场安全评估(例如,MR梯度线圈) 物理治疗加热 磁导航 除颤器分析 心脏起搏器 特色 静电和电准静态 磁静力和磁准静力 基于FEM(非结构化网格) 支援局部细化或共形适应性…

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EM准静态电磁求解器(P-EM-QS)

内文 该求解器解决了医疗和电磁兼容应用前沿的最具挑战性的低频问题,如模拟脑电图、核磁共振梯度线圈场、经颅磁刺激或电流刺激,以及深脑和脊髓刺激器植入。每个求解器都针对麦克斯韦方程的不同近似值进行了优化,为广泛的场景提供了更好的速度、收敛性和准确性。测试数据和用户自定义的字段或者电流分布可以作为来源,P-EM-QS求解器已经得到了验证,并且通过使用分析和全波解决方案以及与测量数据的比较,量化了不确定性。 应用 MRI射频线圈设计与梯度交互作用 声音暴露(例如,在核磁共振成像中)   MRI Tx射频线圈设计与梯度交互作用和安全 神经修复术(视网膜、耳蜗、前庭、运动)   核磁共振梯度线圈设计 神经运动性失能   脑电图/心电图 EM神经刺激   脑深部和脊髓植入物 高低频电磁场安全评估(例如,MR梯度线圈)   WPT符合性评估 物理治疗加热   经颅磁刺激或电流刺激 磁导航   低频热疗(如用纳米粒子)。 除颤器分析   磁性血液动力学 心脏起搏器…

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