Mimics是一个基于模块的系统，它可以量身定做已满足客户个人的需要。软件中允许有不同的模块以提供给基于编辑的医学图像所有工具功能。在下面的介绍中，你会发现更多的模块细节信息，它们都可以添加到Mimics基础模块中。
1.基础模块
三维图像处理
Materialise的交互式医学图像控制系统（Mimics）是CT,MRI 图像和三维渲染对象的可视化交互式工具。因此，在医学领域Mimics可以用于诊断，手术计划和演习的目的Mimics包含通往快速原型的柔性的接口，它可以建立有特色的分割对象。对于灰度值图像，Mimics有着综合的分割方法。它可以处理任意数目的图像切层（允许矩形图像）。唯一的限制是用户的计算机无力内存。处理图像的界面提供了几种分割和可视化的工具。
分割工具
分割蒙罩用于使感兴趣区域高亮显示。Mimics允许用户利用不同的分割蒙罩定义和处理图像。
编辑（画，擦，局部阈值）
手动编辑功能可以画，擦或者利用局部阈值重建部分图像。编辑功能一般用于消除噪音和分离结构
动态区域增长
动态区域增长运用某个灰度值范围内的灰度值连接性分割对象。它可以进行CT图片中的腱和神经的简单分 割，同时提供了MRI图像的全面有力的工具。
形态学操作
形态学在蒙罩上进行操作（腐蚀，膨胀，打开和关闭）。所有的这些功能从原蒙罩中移除或者增加象素并复制到目标蒙罩中。这些工具对于MRI图像非常有效。
布尔运算
 布尔运算允许用户对两个蒙罩进行不同的混合运算（减，加，相交）。当需要分离两个连接体时，这些操作可以有效的减少工作量。 |
孔洞填充
孔洞填充可以填入所选蒙罩内部的孔洞。填充操作在二维上实现。 |
可视化和测量工具
可视化：
Mimics以几种不同的方式提供图像数据，每一种提供唯一的信息。Mimics将屏幕分成三个视图：原始的轴向视图和由切层数据得到的冠状面和矢状面视图。Mimics包含几种可视化功能，比如对照增强功能，平移，缩放，旋转三维模型等功能。涂色的比例尺用来增强软组织或者骨的细微差别。Mimics可以显示图片队列以及轴向视图在其中的位置。 |
三维渲染和三维信息：
Mimics为快速生成感兴趣区域的三维模型提供了柔性的接口。因此用户可以设置参数用于方案或者过滤。Mimics提供每一个三维模型的高度，宽度，体积和表面积等信息Mimics可以在具有可视化功能的任一个窗口显示三维模型，并能够实时旋转，平移，缩放和透明度操作。Mimics可以利用OpenGL硬件加速器执行高级渲染功能，它提供了包括Gourand着色法在内的高质量的渲染以优化三维模型的显示。
切片：
两个切片工具可以使用：在线切片工具和输出切片工程工具。在线切片功能可以显示横截面和垂直的或沿着用户在轴向视图中绘制的曲线的图片。用户可以定义几种不同的切片曲线，这些曲线在Mimics工程中保存。输出切片工程工具是一个简单易用的接口，它允许用户沿着用户绘制的曲线输出切片工程文件。这些线可以在任何方向的任何视图中绘制
测量
点到点：
利用Mimics，用户可以在二维切片和三维模型上进行点对点的测量。
剖面线和灰度值测量：
剖面线显示了沿着用户定义线经过的灰度值的变化情况。用户可以基于灰度值进行精确测量，有三种方法：阈值方法，四点方法和四间隔方法。这些方法对于技术CT用户是非常有用的。
密度测量：
在椭圆或矩形内执行密度测量，可以得到面积，平均值，灰度值和标准偏差值。所有的测量值会保存在工程文件中，并在项目管理中列出。
标签：
标签用于在三维模型中增加信息。标签可以放置在任何方位，可以改变字体，可以被移动到所有的视图。只有当用户输出带有标签的切片格式的蒙罩时，用户需要选择将标签放置在竖直方向还是水平方向。
报告：
增强的打印功能可以打印完整的报告，包含全部的工程信息，三维视图和所有的轴向和切片图像。用户可以从各种视图中得到屏幕截图并输出或者保存它们（BMP或者JPEG）用户可以以1:1的比例输出BMP或JPEG格式。
项目管理：
项目管理对话框提供了组织数据和它们的属性的一种完美的方法，这些数据包括分割蒙罩，三维渲染，轮廓线，STL文件，测量，剖面线等等。
2.扫描图片导入
Materialise有超过十年的经验，它可以导入各种不同的扫描仪图片。Materialise的导入模块是用户软件和医学扫描图片的桥梁。
Mimics支持的扫描器，装置和媒体列表。如果你使用的扫描器没有出现在列表中，请与Materialise医学部门联系以得到解决。
3.STL+模块
通过三角片文件，Mimics STL+模块提供了Mimics与所有快速成型系统的接口，为了提高RP模型的精度，这些文件在生成的时候采用了双线性和中值插值算法。
输出格式
标准的3D文件格式，例如STL或者VRML（虚拟现实的输入文件格式）都是可以输出的。STL文件格式可以应用于任何快速成型系统，其强大的适应性过滤有效地减小了文件的大小。STL文件可以根据三维模型、蒙罩（Mask）、3dd文件生成。应用该模块可以输出的文件格式有ascii STL、DXF、Binary STL、VRML 2.0和点云数据
计算参数
计算参数通过对一些计算参数的设定，STL+模块可以减少输出文件中的三角面片的数目，可以对图像进行插值，还可以对3D文件进行光顺处理。这里有两种计算三角形数目的方法：矩阵减少和三角形减少。矩阵减少允许象素的分组生成三角形。三角形减少可以减少网格中三角形的数目。这可以快速的操作文件。
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| 没有运用三角形减少功能产生的网格（119912个三角形） |
运用了三角形减少功能产生的网格（68856个三角形） |
Mimics也提供了两种插补图像产生三维网格的方法：灰度值插补和轮廓插补。轮廓插补是一种二维的插值方法，它在第三个方向轴平铺的图像平面之间插补的。灰度值插补是一种三维插补方法。
相比三维重建或者STL文件的精度来说，如果用户需要更高质量的可视化效果，用户需要执行连贯性算法。否则执行精确度算法。平滑算法可以使粗糙的表面变得光顺。
4.MedCAD模块
MedCAD是医学图像（CT,MRI…）和CAD设计之间的桥梁。通过双向交互模式进行沟通实现扫描数据与CAD数据的相互转换。MedCAD将用户的扫描数据转换成CAD对象。以CT图像为基础，可以在Mimics工程中创建CAD对象。这些可以以两种不同的方式实现
4.1通过轮廓线拟合CAD对象
在分割功能状态下，Mimics自动在分离出的掩模上生成轮廓线，MEDCAD能在给定误差的条件下自动生成一个局部轮廓线模型，进而用于医用几何学CAD模型中。
图1 骨盆模型-从蒙罩产生的多义线集合
图2 利用MedCAD产生的子多义线
图3.将子多义线拟合成表面
4.2交互式或者参数化创建CAD物体
可在2D或3D视图中直接创建CAD对象，或者用参数设置的方式创建（如定义圆心、半径来创建一个圆），创建后可用鼠标进行交互式编辑。可以创建的CAD对象有：
1.b-样条曲线，面
2.点，线，圆，面，球体，圆柱体
所有的这些实体可以输出为IGES文件。这个文件适用于任何CAD系统，可以进行定制体的设计。MedCAD的另一个典型的应用是统计学分析（例如在很多股骨上测量，然后利用测量值进行标准种植体库德设计）。
方便设计验证
为验证CAD植入体的设计，Mimics输入STL文件格式在2D视图及标准视图中显示，或在3D视图中显示，用透明方式显示解剖关系，使用这一方法可以快速实现医学影像在CAD软件中的调用。 |
5.RP切片
RP（快速成型）切片模块通过切片文件建立起了Mimics和其它快速成型系统的接口RP切片模块能够自动的生成产生RP模型必要的支撑结构。
一种快速和精确的将分割体直接转换到RP机器的方法。用RP Slice技术可以进行大文件的处理，并维持很高的解析度，在建立切片文件的时候，RP模型的解析度，用三次插值算法来提高。支撑的成孔技术—Materialise的一项专利技术，不但能使成型制造过程加快四倍，还能节省更多的材料及便于清理。
切片格式
切片
Rp-slice可在很短时间内进行最佳、最精确的数据转换，输出SLI，SLC格式到3D System，CLI格式到 EOS。高阶的插值算法能使得扫描数据变成具有完美表面的3D实体模型。
着色
快速成型切片模块支持彩色立体激光快速样板制造技术：只要给出需要的精度，肿瘤牙齿和齿根，神经网络就能在RP模型中高质量的显示。病人的信息用户可以用固定的彩色的标签显示。
计算参数
RP-slice允许对层厚、解析度,缩放比例等参数进行设置，有多种过滤方式可供选择，例如：最小段长度过滤，最小轮廓长度，直线偏差校正。切片数据可以保存为多种格式：*.CLI、*.SLI、*.SLC。.
支撑产生
支撑生成功能，自动生成在快速成型中所需的支撑的结构，并以相应的文件格式自动输出（SLI，SLC，及CLI格式）,这不但提供一种更快速的成型前数据准备方法，而且专利的成孔技术能使整个过程缩短四倍以上，而且节省材料，生成的支撑比传统方式生成的更易清理。（专利号：美国 US 5595703;专利号：德国 19507881 A1）
支撑生成参数
可提供几种支撑生成参数供选择，RP-slice使得在X，Y坐标平面内定义支撑成为可能，可定义支撑的长度及成孔角度，无支撑的最大倾角及支撑的起始和结束高度。
6.FEA
Mimics FEA 模块通过输出相应的文件格式，从而联结扫描图像到有限元分析和计算流体动力。你可以在扫描图像的基础上计算生成三维模型，并且为有限元分析提供面网格模型。FEA块的网格重划器（块的网格重划器（Remesher）能够确保你能为FEA软件包提供最优的输入。根据扫描图像的Hounsfield值，可以对体单元赋予材料属性。
| 根据断层扫描得到的数据在Mimics中生成三维模型 |
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| 在FEA模块中使用网格重划器（Remesher）重新划分网格 |
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| 在FEA模块中将三维模型输出面网格到到Patran neutral, Ansys，Nastran, Abaqus |
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| 在前处理器中将面网格模型转化为体网格模型(e.g. MSC.Marc, ) |
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| 在FEA模块中导入 Patran neutral, Ansys ,Nastran，Abaqus体网格模型 |
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| 在FEA模块中根据扫描图像对体元网格赋予材料属性 |
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| 在FEA模块中输出赋有材料属性的体网格到Patran neutral, Ansys ，Nastran， Abaqus |
以下案例由比利时鲁汶天主教大学生物工程系的J.Vander Sioten 和 T.VanCieynenbreugel教授提供
Mimics 网格重划器
Mimics网格重划器能很好地改善基于STL模型的有限元分析的质量和速度，它可以很方便地把一些不规则三角片单元转变成近似等边的三角片单元。除了自动网格划分可以选择之外，网格重划器还提供了一些更高级的技巧来手动的改善三角片单元的质量。这些功能优化了用于有限元分析的模型。
多种质量衡量参数
Mimics网格重划器提供了14种最常用的质量衡量参数。为了更便利于后续有限元分析你需要执行和选择最合适的参数来计算三角片单元的质量。
轻松的自动网格划分
自动网格划分功能能够自动地优化网格质量。软件搜索所有低于指定质量参数的三角片单元，并且将它们转变成更好的形状。
手工划分网格
在有些情况下，经过自动网格划分，有少数质量低于指定水平的三角片单元还会保留下来。网格重划功能提供了一个特殊的工具箱来手工地提高这些三角片单元的质量。
提升FEA分析的可信度和精度
Mimics网格重划功能为有限元分析软件包提供了高度自动化的接口,大大增加了有限元分析的可靠性和准确性。当你导入一个模型时，大部分的有限元分析软件并不允许你操作和优化生成的网格，这可能会降低结果的准确性。有了网格重划器，你就可以优化网格并且输入良好的网格到有限元分析软件。
降低了计算时间
使用一个没有完全优化的网格，计算是非常耗费时间的，而通过网格重划器产生的良好的网格则可以缩短很多时间。
材料赋值
导入了体网格数据后，根据输入图像，FEA会为体网格的每一个单元计算一个相应的Housfield值。然后你可以定义几个代表不同材料的Housfield阈值区间。也可以为这些材料赋与属性，比如密度，弹性模量，泊松比系数。然后，具有材料属性的体网格被输出为Patran neutral, Ansys, Nastran或Abaqus文件。
用统一的方法来赋值材料
将体网格的Housfield值划分为几个相等的区间，每个区间各自代表一种材料，通过经验公式把Housfield的值转化成一个密度值。然后赋予材料弹性模量或者泊松系数。
图 材料分布，红色的四方体代表着更高的HU系数数据由瑞士吉玛股份有限公司的生物计算研究组提供
通过查表来赋值材料
利用XML文件定义Housfield区间，每个区间赋予不同的密度值，并把它输入到有限元分析模块，然后根据查表文件为每个体网格单元赋值密度。同时可以为不同的材料赋予弹性模量或者泊松系数。
图 FEA模块界面的友好直方图展示了每个Hounsfield的单元数量（左）和每种材料的单元数量（右）
7.仿真模块
Mimics手术模拟模块是手术模拟应用的平台，可用人体测量分析模版进行细部的数据分析，对骨切开术及分离手术以及植入手术进行模拟，或解释植入手术的过程，有非常大的帮助。
人体测量学分析
要进行人体测量分析，先选取一个模版，预先设定所需的标记、参照面及测量方式，平面及测量方式所需的标记点被确定之后，平面及测量方式也就被确定下来，如果没有合适的模版，也可以自定义模版。
标记列表
能对标记点进行创建、拷贝、编辑、删除等操作，在进行以上操作之前每个标记点都有各自的默认属性，可以编辑的特性包括：标记名称、颜色、描述。
平面列表
第二个列表可以方便用户定义一个或更多可供分析的平面，要定义一个分析面必须先定义标记点或基于一个事先生成的模版中的平面。
测量列表
有多种方式可供选择以测量角度或距离，对于距离的测量，不论是在两点之间还是一点与一个面之间均可测量，对于角度的测量，可以用三点法及两线法（每条线由两个点决定），注意：测量只能在模版中巳定义的点及面中进行。
手术过程仿真
Mimics手术仿真模块为用户从事手术模拟应用提供了强有力的工具。各种各样的工具和STL操作可以用来模拟骨切开术和分割手术。
案例1：头盖骨种植体
Mimics仿真模块利用切割，镜像和重定位操作将患者一侧的头骨镜像，得到了所需头盖骨种植体的形状。
1. 在头骨完整的一侧显示切割路径。
2. 缺损和从完整的一侧镜像的部分
3. 切割和分离操作
4. 镜像操作，用户界面
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切割
两种切割工具可供选择：多义线切割及带切割面的多义线切割，在多义线切割中，用户用画线的方法来定义一个切割曲线，切割面垂直于视平面，如果切割深度没有切透，这个切割将是无效的，带切割面的多义线切割法是一个自由的切割工具，可以在3D及2D中进行拖动切割，切割轨迹将在2D及3D中实时显示。
分割
这一功能可将一个对象分成彼此独立的3D模型，然后建立多个不同的局部3D模型。
融合
融合功能将所选的不同模型变成一个模型。
镜像
镜像功能可以将选定的对象沿一个设定的平面或一个巳有平面（从人体数据分析或MEDCAD得来）镜像生成新的对象，可以选取多个对象进行镜像操作。
重定位
对象可以被转化或者旋转。对每种操作，对象都能被调整到客户需要的合适大小和位置。客户可以选择相应的对象操作限制。可以选择的有：轴向移动，平面移动，绕轴旋转和绕点旋转。当然，无限制操作也是可选项之一。通过配准功能，客户可以利用标志点简单的重定位对象。也可以利用鼠标定位对象。 | 
