作者简介:霍贵通,副主任医师,邢台市第九医院。
3D Slicer软件的多模态融合功能可以更好的进行术前规划,比如把颅骨、血管、肿瘤、神经、DTI等进行三维重建,然后融合在同一个坐标系的三维视窗,更加直观的看到各结构和病变关系,还能进行术前增强现实定位。但是,不同扫描时间的同一类影像数据或者不同类的两个以上影像数据,由于扫描基线、层厚等不同,其数据在Slicer的坐标不一样,对这些数据直接进行感兴趣区域【1】三维建模,模型不在一个坐标系,无法直观观察彼此关系。为此,需要对这些数据进行坐标系的更改,把这些不同时间扫描的数据(同一类型或不同类型)统一到一个新的坐标系统,使两者(或者以上)的图像尽可能接近完美吻合。这个过程,暂且叫做数据的匹配。
匹配的方法有多种,根据计算机独立运算程度不同,我把匹配方法分为自动匹配,半自动匹配和手动匹配。自动匹配方法用到General Registration (BRAINS)模块,适合相同类型的不同时间扫描的数据匹配,比如CT and CT或者MRI and MRI。半自动匹配方法用到Landmark Registration模块儿,适合不同类型数据匹配,比如CT and MRI。这两种方法,可以满足目前我所遇到的所有的匹配数据,而且效果满意。这两种方法视频曾在Slicer社区微信群转发,不再赘述。手动匹配方法,用到Transforms模块儿。重点讲述,以期帮助Slicer粉丝加深对匹配内在意义的理解。
下面以窦汇部脑膜瘤术前核磁(PRP_MRI.nnrd)和术后CT(POP_CT.nnrd)为例,讲解Transforms模块儿的手动匹配方法。
一、导入数据,初步将数据居中在视野当中,并半透明显示两个数据。1-4步骤顺序进行点击或选择,结果如图。大部分坐标差别不大的数据会基本在视野之内。如果没有,就要做5-7步骤,分别选择并对两个数据的坐标选择居中。
二、打开Transforms模块儿,建立一个新的坐标系统:LinearTransforms3(名字而已,可以随意更改)。具体操作:点击1模块儿搜索到Transforms或者直接点击2快捷方式转到Transforms模块儿界面;点击3,选择新建Linear Transfor ms(标注4),名称默认为LinearTransforms3(标注5)。
三、确定POP_CT为移动坐标数据,PRP_MRI为固定坐标数据(反过来也无影响)。先点击1,打开下拉菜单,选择POP_CT(2),点击3,把POP_CT移动到右侧窗口,成为新坐标系数据。完成后显示为4所标注界面。
四、坐标移动,直到完全匹配。点击Translantion(1)和Rotation(2),看到移动和旋转滑块,拖动不同滑块,观察右侧窗口图像移动情况,直到CT数据完全和MR数据吻合。
五、固定坐标,保存数据。1-5标注的为操作顺序。1:固定坐标系统;2:数据保存菜单按钮,这个不会陌生;3:数据保存菜单,可以选择保存项目及各式;4:选择保存路径;5:保存按钮(☻)。
六、建立模型,观察匹配效果。至此,点击1,在Segment Editor和Segment Editor模块儿可以对CT感兴趣区域(颅骨)和MR感兴趣区(肿瘤)进行描绘和建模,分别命名为bone和turmor,当然,也可以用其他方法建模,不在这里赘述。再点击2,转到Transforms模块儿界面,可以将为bone和turmor拉到新坐标系,也可以不拉进来。但是,如果在匹配之前进行了建模,则必须拉到新坐标系窗口来。
如果加上MRV,效果更好:
当然,这个手动匹配效果不如自动和半自动好,一般较为精准的匹配,还是选择前两种方法为好。这些都是我个人对3D Slicer中Transforms模块儿的理解,不妥之处,恳请大家批评指正。
注释:【1】感兴趣区:一般指肿瘤、血肿、神经、血管、颅骨、头皮等我们所要重建观察的部位。
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