利用3D Slicer融合不同检查部位的图像

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 Slicerwww.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。

利用3D Slicer融合不同检查部位的图像

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。

利用3D Slicer融合不同检查部位的图像

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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。

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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。

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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。

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6. 点击打开Add Scalar Volumes模块,如下图。

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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。

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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_1Head,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。

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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。

利用3D Slicer融合不同检查部位的图像

 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。

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文章校对束旭俊 解放军82医院

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