【教程003】MRA實體重建

計算機圖像處理技術(shù)在臨床醫(yī)學和學術(shù)研究中越來越受到人們的重視，許多醫(yī)學圖像處理分析軟件平臺被開發(fā)出來，給臨床診斷帶來革命性的變化。3D Slicer便是這樣一款軟件，該軟件免費開源，不僅支持基礎(chǔ)醫(yī)學的圖像分析與處理功能，還提供很多高級功能【1】。本教程學習MRA在3D Slicer中的重建方法，著重介紹了Volume Rendering（可翻譯為容積重建、體繪制、理解為3D渲染，但還是實體重建更通俗易懂，反正就是這玩意【2】）模塊的參數(shù)調(diào)整，但僅限于初級操作，高級操作將在后續(xù)教程補充，比如MVD時重建血管與神經(jīng)并了解其關(guān)系。所有教程均以Windows 10 64位操作系統(tǒng)進行演示。 

前言

我最先接觸到3D Slicer的時候是2016年11月份，醫(yī)院購買STORZ神經(jīng)內(nèi)鏡，因有兩個學習的名額，醫(yī)院派我到301醫(yī)院陳曉雷教授主辦的內(nèi)鏡學習班學習了一天，陳教授的講課非常精彩，最重要的是接地氣，密切結(jié)合臨床實際，收獲頗豐。除了內(nèi)鏡學習之外，授課過程中反復提到3D Slicer軟件，血腫重建、計算血腫體積、陀螺儀定位、虛擬腦室鏡等功能，頓時覺得高大上的一個軟件，居然還免費。陳教授主辦的3D Slicer軟件學習班沒有時間參加，只好自學。我的英文水平本來一般，網(wǎng)站的培訓課件都是英文的，老版本的居多，與新版本模塊很多名稱都不一致，一些專業(yè)術(shù)語翻譯軟件也找不到，課件講解也不是很細致，專業(yè)也不全對口。由于軟件對電腦硬件水平要求偏高，于2017年1月份新配置了電腦，憑借自己的計算機基礎(chǔ)加上熱情，開始了艱難的自學，并且漸入佳境，腫瘤建模、CTA、MRA三維重建、DTI纖維束成像等逐漸學會并應用于臨床輔助手術(shù)計劃的制定，原來CTA無法明確診斷需要進一步造影的部分病例通過軟件都得到了圓滿的解決。自學過程中很多問題反復查找資料和文獻，請教影像技師還得不到圓滿的解決，2017年2月份建了一個3D Slicer交流群，和同行們交流軟件的使用心得，這期間影像匹配、多模態(tài)融合，模擬入路及手術(shù)定位等一些難點得到解決，對軟件的運用又有了一個新的認識，期間又交了一批志同道合的朋友，在此想把我們的學習經(jīng)驗寫出來，供那些感興趣的同道借鑒，尤其那些想學習又望而卻步的初學者。特別需要說明的是3D Slicer沒有經(jīng)過FDA批準應用于臨床，本教程僅限于交流軟件的使用方法，而不是側(cè)重于臨床的應用，因不是專門培訓機構(gòu)，錯誤之處在所難免，懇請批評指正。3D Slicer中國區(qū)培訓是由301醫(yī)院陳曉雷教授負責，每年都舉辦多期培訓班并上機操作，3D Slicer入門之后建議到培訓班進一步學習。

01MRA數(shù)據(jù)導入（3D Slicer導入）

患者可能同時行MRI多個序列的檢查，以Philips 3.0核磁共振為例，每一個序列均存放在不同的目錄里面，3D Slicer讀取數(shù)據(jù)時如果發(fā)現(xiàn)目錄里面有DICOMDIR文件時，則不再讀取下一級子目錄，所以想同時將所有序列同時導入3D Slicer時，需要刪除DICOMDIR文件。

導入數(shù)據(jù)后顯示所有序列如下：

此時Load按鈕為灰色，無法導入數(shù)據(jù)，新版本加入了數(shù)據(jù)分析功能，點擊Examine按鈕進行分析。

此序列并非彌散掃描（Diffusion），所以選擇801：s3DI_MC_HR（Scalar Volume）導入如下圖。

如果選擇Diffusion Volume則出現(xiàn)如下錯誤。

如果同時選擇導入，在Subject Hierarchy模塊里面處理，則會出現(xiàn)兩個影像的融合狀態(tài)，這里就不展開講解。

02MRA數(shù)據(jù)導入（Mango導入）

目前因3D Slicer的功能局限，不是所有廠家機器的MRI數(shù)據(jù)都可以導入，這時候就要借助其他軟件進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后導入，下面以Mango軟件為例進行演示。

安裝后界面介紹

打開文件目錄，不用刪除DICOMDIR文件即可讀取。

只需要幾秒鐘的時間顯示了所有序列

打開速度非?？?，顯示界面如下。

把MRA序列保存成一個單獨的文件，可以應用于3D Slicer讀取。

支持的文件格式有：nii.gz、hdr、des、dcm、spr等，本人最常用的是NIFTI，存成nii.gz格式。

再由3D Slicer讀取*.nii.gz文件或?qū)⑽募先?D Slicer界面中即可讀取，如果讀取失敗請檢查是否存在中文目錄名。

還可以應用DICOMWORKS、MRIConvert等軟件進行數(shù)據(jù)讀取分析及轉(zhuǎn)換后導入，在此不贅述。

033D Slicer界面設(shè)置

導入數(shù)據(jù)后界面如下

工作界面可進行如下設(shè)置，方位顯示（Cube、Human、Axex）選其中之一即可，設(shè)置時閉合鏈條按鈕可三個界面同步操作。

04MRA重建（Volume Rendering）

調(diào)出Volume Rendering模塊，選中相應的MRA序列，預設(shè)可以選擇MR-Default，Rendering選項根據(jù)電腦配置進行選擇，如果電腦為獨立顯卡且性能優(yōu)良，可以選擇VTK GPU Ray Casting模式，反之選擇CPU模式，GPU模式下需要設(shè)置顯存，請參照教程001，如設(shè)置正確仍無顯示，則需要更改為CPU模式。

左右調(diào)整Shift滑塊使血管顯示最佳，也可以鍵盤左右方向鍵進行調(diào)節(jié)。

ROI為感興趣區(qū)域（Region of interest）的縮寫【3】，Display ROI顯示睜眼時，通過拖動圓點可以改變3D渲染圖像的顯示范圍，如果想關(guān)閉ROI框，則可在Advanced中通過調(diào)整滑塊來改變感興趣區(qū)域的顯示（L-左、R-右、P-后、A-前、I-下、S-上）。

這樣簡單的處理之后基本可以滿足臨床要求，如果做課件或發(fā)表文章可以進一步進行處理，后續(xù)中高級教程再詳述。

【1】曾文曄 醫(yī)學圖像處理平臺3D Slicer結(jié)構(gòu)剖析及國際化方法研究，浙江工業(yè)大學.

【2】束旭俊 江蘇淮安82醫(yī)院.

【3】李闖 鶴崗市人民醫(yī)院神經(jīng)外科三病房.

致謝：感謝咸陽215醫(yī)院謝國強醫(yī)生的校對

3D Slicer系列教程

001 軟件安裝及設(shè)置

002 數(shù)據(jù)導入

003  MRA實體重建