3Dslicer基于ROI方法的不同时间段CT数据精确匹配

导言  

图像配准的方法很多种，但方法的适用性是有范围的。可以多做尝试，这个方法不行，换一个思路进行。Slicer的开放不仅表现在开源性，更表现在其应用上，为达到一个目标，可谓“条条大路通罗马”，不可拘泥一格。此文，只是对不同时间段的CT数据进行精确配准，采用了先选取ROI（Region Of Interest，感兴趣区），然后对ROI进行配准的方法。此次选择了CT和CTA数据进行配准，目的是CTA减去CT的图像得到血管重建，再和CT的骨质重建一起显示，以得到完美的血管术前计划。

第一步 载入CT和CTA序列，我将其分别定义为Bone和Artery序列。看起来仿佛能直接配准，但从下图箭头标识处可以看出明显不一样。

第二步 利用CheckerBoardFilter模块将Volume1的Bone和Volume2的Artery进行融合，输出名为Check的Volume后进行查看。

① Modules选框中 Filtering菜单下选中CheckerBoardFilter，也可以在搜索框中键入部分字母进行模糊搜索。

② Parameter set默认为CheckerBoard Filter，无需更改。

③ Checker Pattern默认为2,2,2，修改成4,4,4，是指将不同序列的3D图像融合成4*4*4=64个小格子，混合在一起看效果。

④ Input Volume 1（输入1）选择Bone。

⑤ Input Volume 2（输入2）选择Artery。

⑥ Output Volume（输出）选择Create new Volume as…并命名为Check。

点击Apply运行后查看输出结果如下图，可见多处骨质不连续，提示需要进行影像的配准，在进行配准前先进行ROI的准备。

第三步 ROI准备

利用Editor模块中阈值工具ThresholdEffect建立Bone-label和Artery-label，均把阈值区间设定为200～2414（阈值上限不变），下面以Bone为例进行演示。

① 调出Editor模块。

② Master Volume选择Bone。

③ Merge Volume选择Bone-label（默认）。

④ 选中阈值工具ThresholdEffect。

⑤ 阈值范围低值填写为200，最大值不变为2414。

点击Apply运行后可见Bone-label如下图。

同样操作得到Artery-label。

第四步 图像精确配准

① 选中Modules选框中Registration下的General Registration（Brains）模块。

② Fixed ImageVolume选择Bone，通常将内容少的Volume作为Fixed（固定不动的）Volume。

③ Moving Image Volume选择Artery。

④ 定义变形：SlicerLinear Transform命名为A2B（Artery to Bone）。一般情况下使用线性变形，除非图像差别太大，才会选择BSpline Transform。

⑤ 选择useCenterOfROIAlign意思是将感兴趣区进行配准。不考虑感兴趣区以外的图像部分。

⑥ 勾选Rigid（6 DOF）。

⑦ 勾选Affine（12 DOF） 。

⑧ Masking Option选中ROI。

⑨ Masking input fixed定义为Bone-label。

⑩ Masking input moving定义为Artery-label。

点击Apply运行并等待配准结束。

第五步 利用CheckBoard Filter再次进行数据检查。

先回到Subject Hierarchy将已变形的Artery固定下来，利用Harden选项。

上述步骤也可以在Transforms模块中点击Harden transform实现。

再次利用CheckerBoardFilter模块将Bone和Artery进行融合，输出名为Check01（区别于Check）的Volume后进行查看。

到这一步精确配准教程已结束，我们看一下最后CTA的效果图。

本文仅代表作者本人观点，仅供参考，如有错误之处，还请批评指正。

文章审校：曹玉福 鹤岗市人民医院神经外科

如想观看本教程的视频，可关注3DSlicer社区公众号后回复“配准”或“PZ”，3DSlicer软件安装及设置请点击下面阅读原文。