利用3D Slicer融合不同检查部位的图像-临床影像实践

作者简介：王奎重，博士，济南军区总医院神经外科

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导言

图像配准(Registration)是通过图像空间位置变换（transform），对齐（alignment）两幅以上的图像。3D Slicer（www.slicer.org）为一款免费的开源医学影像软件，其有强大的图像配准功能，对于同一个人不同扫描模式下（如CT、MRI、DSA、PET等）以及不同检查时间获得的原始图像经配准后可以获得“天衣无缝”的效果。但配准结果只不过是坐标位置的变换，仍是各自独立的序列，只能用“貌合神离”来形容，不能把这些配准好的图像真正的融合在一个序列里。图像融合（Fusion）是将具有不同（或相同）成像机理的多个图像合并成一个新图像，图像融合不是简单的叠加，它产生了新的蕴含更多有价值信息的图像。本文介绍了一种利用3D Slicer对不同检查部位进行配准后再融合序列的方法。由于篇幅有限，本文写作的对象是对于3D Slicer有一定基础的读者，有关每一步的详细操作步骤不再赘述，初学者可以先参考以前有关公众号里面的基础教程。

1. 下图中是一个人不同时间扫描的头部（Head）和颈部（ Neck）两个序列的CT图像，经过配准后在3D视窗内可见重叠部分连接满意。

2. 利用3D Slicer的减影（Subtract Scalar Volumes）模块，把两个序列配准好的重叠部分先减去。如颈部（Neck）减头部（Head），输出序列命名为Subtract。点击Apply，稍等片刻后可见减影后的序列颈部以上重叠部分显得暗淡，如下图所示。

3. 随便从其它文件夹内导入一个空的序列（Blank.nrrd），该序列内没有图像，占用磁盘小，但要能包含头颈部的空间。

4. 打开Transforms模块，把第2步得到的Subtract序列移动到Blank序列内，如下图所示。完成后点击Harden Transform按钮使得Subtract回到左边方框中。

5. 如下图所示，同样方法点击→把头部（Head）序列移动到右侧Transformed方框内，因为先前头部和颈部两个序列已经配准，所以此步骤绝对不要更改上一步的Transforms参数。此时可见头部图像又到了和颈部序列配准好的位置，点击Harden Transform按钮使得Head回到左边方框中。

6. 点击打开Add Scalar Volumes模块，如下图。

7. 如下图所示，第一个输入Blank，第二个输入Subtract，输出命名为Add_1，点击Apply，稍等片刻。此时Subtract已经加入Blank中。

8. 同样方法把头（Head）序列加到上一步生成的序列中，此时输入分别选Add_1和Head，输出命名为Add_2。如下图所示，点击Apply稍等片刻后即可见头颈部融合在一起。

9. 此时的Add_2即为头和颈部融合在一起的新的序列，点击容积渲染（Volume Rendering）模块，选择Add_2显示整个头颈部3D重建结果，如下图所示。该融合后的Add_2序列可以输出为DICOM格式图片被其它专业软件读取。

读者可能有疑问“为什么不直接把两个序列融合，并且要经过重叠部分减影这一步?”。作者试过对于相同部位的两个序列融合，如头部CT和头部MRI配准后点击Add Scalar Volume模块直接融合没有问题。但对于不同部位的两个序列，配准后点击Add Scalar Volume采用直接添加的方法只能融合重叠部分，其它部分仍无法显示，故需要两个序列都需要添加到步骤3所述的空的序列内。尽管不经过步骤2减影这一步，直接进行步骤3把两个序列添加到空序列内最终所得结果也比较满意（如下图），但仔细观察不难看出融合后的图像重叠部分较其它部分亮，这是因为重叠部分又加入和患者重复的扫描像素数据，在进行容积渲染（Volume Rendering）时显示重叠部分较其它部分亮，且有明显的重叠痕迹。

文章校对：束旭俊解放军82医院

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