جعبه افزاری هندسی برای محیط Matlab که به طور خاص مناسب مدلسازی سه بعدی اشکال سلولی بر اساس میکروگراف های دو بعدی (تصاویر میکروسکوپی) است. مدل های ساخته شده می توانند به چند قالب استاندارد ذخیره شده و در نرم افزارهای رایج تجاری به کار گرفته شوند.
روشهای رایج در مدل سازی هندسی، به آن گونه که در نرم افزارهای CAD رایج است، بیشتر مناسب شکلهای منتظم یا اشیای صنعتی هستند و برای ایجاد مدلهای هندسی رایانهای از سلول ها یا سایر موجودات زیستی که میتوانند اشکال غیر منتظم و انحناهای فراوان داشته باشند، چندان مناسب نیستند. ما به روشی انعطافپذیر و سریع برای تولید مدلهای واقع گرا در ابعاد سلول و اندامکهای سلولی نیاز داشتیم و این نیاز ما را برآن داشت تا ابزاری بسازیم که به کمک آن بتوان مدلهای سه بعدی را بر اساس تصاویر میکروسکوپی الکترونی دو بعدی و با تعداد کمی فرضهای هوشمندانه از سوی کاربر ایجاد نمود. نیاز به مدلسازی انعطافپذیر اشکال سلولی برای تحقیقات عددی پیش از این نیز مورد توجه قرار گرفته ودر پاسخگویی به آن از قاعدهای که به نام "سوپرفرمول" خوانده میشود، استفاده شده است. این فرمول در حقیقت تعمیمی از فرمول مولد ابر بیضویها است و به کمک آن میتوان شکلهای طبیعی متعددی مانند بیضی، ستاره دریایی، و برخی اشکال سلولی با برجستگیهای منظم را ایجاد نمود. با این وجود، شکلهای تولید شده توسط این قاعده از انتظام ریاضی مشخصی برخوردارند، که آنها را برای ساخت مدلهای هندسی از برخی اندامکها مانند میتوکندری یا برخی اشکال رایج سلولی نامناسب میسازد. جعبه ابزار ایجاد شده در اینجا، میتواند مکمل این رهیافت بوده و در محیطی انعطافپذیر، اشکال غیر منظم را ایجاد کند. خروجی این جعبه افزار به صورت مثلثبندی شده یا مبتنی بر واکسل تولید میشوند و قابل ذخیره در فرمتهای اولیه قابل درک برای نرم افزارهای شبیه ساز مکانیکی یا الکترومغناطیسی جهت روش اجزای محدود یا معادلات انتگرالی هستند.
گزارش فنی: لطفا در صورت استفاده در تحقیقات، به منبع زیر ارجاع دهید:
M. Saviz, R. Faraji-Dana, "Realistic Cell and Organelle Shape Modeling for Computational Microdosimetry : A New Open-Source Toolbox," In Proc. The 22'nd Iranian Conference on Electrical Engineering, Tehran, Iran, 2014.PDF
نسخه قدیمی این جعبه افزار را میتوانید از اینجا دریافت نمایید. (در صورت اشکال در دانلود لطفا از طریق پیامگیر زیر این صفحه ما را در جریان بگذارید.)
تیم سازنده (به ترتیب تاریخ نقش آفرینی): مهرداد ساویز، هما آزادمنش، امیرحسین بوچالی، الهام شریفی، کارآموز آلمانی گروه Christoph Hoenes (Germany)، و دانشجویانی که همچنان در حال کار هستند!
نسخه جدیدتر این نرم افزار با نقش آفرینی دانشجویان بیشتری در حال ساخت است. نسخه جدیدتر داری الگوریتمهای بیشتر برای تولید اشکال زیستی است و رابط گرافیکی زیبایی هم دارد. فیلمهای آموزشی این محیط را می توان در صفحه مربوط به ویدیوهای آموزشی SAVI دید.
از الگوریتمهای جدید افزوده شده به نرم افزار ایجاد شکل بر اساس ترکیب سطوح مقطعی موازی است. یک نمونه زیر روش ساخت مدلی هندسی از سلولهای کف ظرف کشت را بر اساس تصاویر میکروسکوپی نشان میدهد.
یا برای مدلسازی استخوان فمور:
همچنین امکان ایجاد اشکال شاخه دار نورون مانند در دست تکمیل است: