求助 CT阈值在【-190，-30】HU区间的平均CT值

[dai]

软件版本：slicer 5.6.2
问题描述：如果需要距血管周围一定距离内，在固定阈值范围的平均ct值数据，要怎么操作，感谢

比如这个直径3mm的血管，邻近血管壁的1mm排除，其周围距离为2mm蓝色立体空心圆柱区域内，阈值在【-190，-30】区间的平均ct值要怎么计算

[Caoyufu (曹玉福)]

思路：
1、Volume采样处理：层厚调节到0.625mm以下（血管分割的数据默认都应该在0.625mm以下，如果数据不统一，建议重采样处理，数据越薄，分割效果越好，对电脑硬件要求越高）
2、自动或半自动方式做出血管的分割（内部填充完全）Segment_1
3、（Hollow-inside furface）外扩1mm生成分割Segment_2，再外扩2mm得到新的分割Segment_3
4、应用新的分割去生成新的Volume（Mask Volume）
5、应用新生成的Volume生成阈值范围在【-190，-30】的分割
6、统计模块计算HU平均值

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具体代码实施方案请加微信caoyufu

[Caoyufu (曹玉福)]

步骤 1：Volume采样处理

详细步骤

1.1 检查当前影像的层厚

在进行任何重采样操作之前，首先需要了解当前影像的数据层厚，以判断是否需要重采样。

1. 加载影像数据：

• 打开 3DSlicer。
• 通过菜单栏选择 File > Add Data，然后选择并导入您的CT影像数据（例如，DICOM文件、NIfTI文件等）。

2. 查看影像信息：

• 在左侧的 Data 模块中，找到并右键点击您的Volume节点（例如，CTACardio）。
• 选择 Information，弹出影像信息窗口。
• 在信息窗口中，查看 Slice Thickness（层厚）参数，确认当前的层厚值。

1.2 重采样（Resampling）影像

如果您的影像层厚大于 0.625mm，建议进行重采样处理。以下是详细的操作步骤：

1. 打开“Resample Scalar/Vector/DWI Volume”模块：

• 在3DSlicer的顶部菜单栏中，点击 Modules。
• 在搜索框中输入 Resample Scalar/Vector/DWI Volume，并从搜索结果中选择该模块。

2. 设置重采样参数：在 Resample Scalar/Vector/DWI Volume 模块中，您将看到多个参数设置选项：

• Input Volume：
  • 点击下拉菜单，选择您刚刚加载的原始CT影像（例如，CTACardio）。
• Interpolation Mode：
  • 选择 Linear（线性插值）。线性插值适用于连续数据，如CT影像，可以在重采样过程中平滑影像。
• Voxel Size：
  • 输入新的体素大小，确保层厚小于 0.625mm。例如，可以设置为 0.5, 0.5, 0.5，分别对应 X, Y, Z 轴的分辨率。
  • 注意：根据您的具体需求和影像特性，您可以调整这些值。确保 Z轴（层厚）小于或等于 0.625mm。
• Output Volume：
  • 为重采样后的影像命名，例如，CTACardio_Resampled。

3. 执行重采样：

• 确认所有参数设置正确后，点击 Apply 按钮。
• 重采样过程将开始，可能需要几分钟时间，具体取决于影像的大小和计算机性能。
• 重采样完成后，新的Volume（例如，CTACardio_Resampled）将出现在 Data 模块中。

1.3 验证重采样结果

确保重采样操作成功，并且新的影像层厚符合要求。

1. 查看新影像的信息：

• 在 Data 模块中，右键点击新生成的Volume（例如，CoronaryArteries_Resampled）。
• 选择 Information，查看 Slice Thickness 是否已调整到 0.625mm 以下。

2. 比较原始影像和重采样影像（可选）：

• 您可以在 Slice Views（切片视图）中同时显示原始影像和重采样影像，比较两者的分辨率和细节，以确保重采样操作没有引入明显的失真或伪影。

1.4 保存重采样后的影像

为了避免数据丢失，建议保存重采样后的影像。

1. 保存当前场景：

• 点击菜单栏中的 File > Save。
• 在弹出的保存对话框中，确保选中重采样后的影像（例如，CTACardio_Resampled）。
• 选择保存路径和文件格式（如NIfTI .nii），然后点击 Save。

2. 命名和组织：

• 确保重采样后的影像名称清晰，便于后续识别和使用。

注意事项

• 硬件要求：
  • 重采样过程可能需要较高的计算资源，尤其是处理大尺寸影像时。确保您的计算机有足够的内存和处理能力，以避免长时间等待或程序无响应。
• 数据一致性：
  • 所有后续处理步骤应基于重采样后的影像（例如，CoronaryArteries_Resampled），以保证数据的一致性和分辨率的统一。
• 备份原始数据：
  • 在进行任何数据处理之前，建议备份原始影像，以防止数据丢失或意外修改。

[Caoyufu (曹玉福)]

步骤 2：自动或半自动方式做出血管的分割（内部填充完全）——创建 Segment_1

详细步骤

2.1 打开“Segment Editor”模块

1. 切换到“Segment Editor”模块：
   • 在3DSlicer的顶部菜单栏中，点击 Modules。
   • 在搜索框中输入 Segment Editor，然后从搜索结果中选择 Segment Editor 模块。

2.2 创建新的Segment

1. 添加新的Segment：

   • 在 Segment Editor 界面中，点击 Add 按钮，创建一个新的Segment。
   • 默认名称为 Segment_1，您可以保持默认名称或根据需要进行更改。

2. 重命名Segment（可选）：

   • 如果需要，可以右键点击 Segment_1，选择 Rename，将其重命名为更具描述性的名称，例如 CoronaryArteries_Segment。

2.3 使用分割工具进行血管分割

根据影像质量和血管的可见性，选择合适的分割工具。以下介绍两种常用的方法：

方法A：基于阈值的分割

适用于血管与周围组织在灰度值上有明显差异的情况。

1. 选择“Threshold”工具：

   • 在 Segment Editor 的工具列表中，点击 Threshold。

2. 设置阈值范围：

   • 在右侧的参数面板中，您将看到灰度值的滑块。
   • 确定血管的典型HU值范围：
     • 冠状动脉在CTA影像中通常表现为高密度区域，HU值范围大致在 [150, 300] HU 之间。但具体数值可能因患者和扫描参数不同而有所变化，请根据实际影像调整。
   • 调整滑块：
     • 将 Minimum 设置为 150，Maximum 设置为 300。
     • 实时观察3D视图和切片视图中的分割效果，确保血管区域被正确选择。

3. 应用阈值分割：

   • 调整滑块直到血管区域被准确覆盖。
   • 点击 Apply 按钮，执行阈值分割。

4. 查看分割结果：

   • 在3D视图和切片视图中检查 Segment_1 的分割效果，确保血管区域被准确分割。

方法B：使用“Grow from Seeds”工具

适用于需要更精确控制分割区域的情况，特别是在血管边界复杂或与周围组织灰度值相近时。

1. 选择“Grow from Seeds”工具：

   • 在 Segment Editor 的工具列表中，点击 Grow from Seeds。

2. 添加种子点：

   • 内部种子点：
     • 在3D视图或切片视图中，使用鼠标左键点击血管内部区域，添加一个或多个种子点。
   • 外部种子点：
     • 在血管周围的非血管区域，添加背景种子点，以帮助分割算法区分血管和背景。

3. 配置工具参数：

   • 在右侧的参数面板中，您可以调整生长算法的参数，如平滑度、扩展范围等，以优化分割结果。

4. 应用生长算法：

   • 点击 Apply 按钮，执行基于种子点的生长分割。

5. 查看分割结果：

   • 检查 Segment_1 的分割效果，确保血管区域被准确分割，并与预期一致。

2.4 填充内部空洞

优化后的目标：使用 “Fill Holes” 工具在 “Smooth” 模块中确保 Segment_1 内部完全填充，无需进行额外的平滑分割边界操作。

1. 选择“Smooth”工具：

   • 在 Segment Editor 的工具列表中，点击 Smooth。
     • 注意：如果 Smooth 工具未显示，请点击工具列表下方的 Add 按钮，搜索并添加 Smooth 工具。

2. 配置“Smooth”工具参数：

   • Smoothing Level：
     • 设置适当的平滑级别，例如 1 或 2。数值越高，边界越平滑，但可能会导致部分细节丢失。
   • Fill Holes：
     • 在 Smooth 工具的参数面板中，勾选 “Fill Holes” 选项。
     • Maximum Hole Size：
       • 设置一个合适的值，确保所有内部空洞都被填充。根据血管的大小和影像分辨率，您可以设置为 50（单位为像素，具体数值根据影像分辨率调整）。
       • 示例：输入 50。

3. 应用平滑和填充操作：

   • 点击 Apply 按钮，执行平滑和填充操作。
   • 这将确保 Segment_1 内部没有未填充的空洞，血管分割区域完全连通。

4. 验证填充效果：

   • 在3D视图和切片视图中检查 Segment_1，确保血管内部完全填充，无任何空洞。
   • 如果发现未完全填充的区域，可以调整 Maximum Hole Size 并重新应用 “Smooth” 工具，直到达到满意的效果。

2.5 总结

通过以上步骤，您已经成功使用3DSlicer中的 Segment Editor 模块，采用基于阈值或种子点生长的方法，对冠状动脉进行了自动或半自动分割，并使用 “Smooth” 工具中的 “Fill Holes” 选项确保了分割区域内部的完全填充，生成了名为 Segment_1 的分割结果。

[Caoyufu (曹玉福)]

步骤 3：外扩生成 Segment_2 和 Segment_3

详细步骤

3.1 打开“Segment Editor”模块

1. 切换到“Segment Editor”模块：
   • 在3DSlicer的顶部菜单栏中，点击 Modules。
   • 在搜索框中输入 Segment Editor，然后从搜索结果中选择 Segment Editor 模块。

3.2 创建 Segment_2 —— 外扩1mm

1. 添加新的Segment：

   • 在 Segment Editor 界面中，点击 Add 按钮，创建一个新的Segment。
   • 默认名称为 Segment_2，您可以保持默认名称或根据需要进行更改（例如，Segment_2_1mm）。

2. 选择“Margin”工具：

   • 在 Segment Editor 的工具列表中，点击 Margin。

3. 配置“Margin”工具参数：

   • Margin Size：输入 1。
   • Margin Units：确保选择的是 Millimeters（毫米）。
   • Margin Type：选择 Expand，以将Segment_1向外扩展。
   • Master Volume：确保选择的是重采样后的影像（例如，CoronaryArteries_Resampled），以确保扩展操作基于正确的空间参考。

4. 选择“Segment_1”作为操作对象：

   • 在 Segment Editor 界面的左侧，确保 Segment_1 被选中（高亮显示）。
   • 应用扩展：
     • 点击 Apply 按钮，执行外扩1mm的操作。
     • 此操作将 Segment_1 向外扩展1mm，生成 Segment_2。

5. 验证 Segment_2 的生成：

   • 在 Segment Editor 界面的左侧，切换到 Segment_2。
   • 在3D视图和切片视图中检查 Segment_2，确保其正确地覆盖了 Segment_1 并向外扩展了1mm。

3.3 创建 Segment_3 —— 外扩2mm

1. 添加新的Segment：

   • 在 Segment Editor 界面中，点击 Add 按钮，创建一个新的Segment。
   • 默认名称为 Segment_3，您可以保持默认名称或根据需要进行更改（例如，Segment_3_2mm）。

2. 选择“Margin”工具：

   • 在 Segment Editor 的工具列表中，点击 Margin。

3. 配置“Margin”工具参数：

   • Margin Size：输入 2。
   • Margin Units：确保选择的是 Millimeters（毫米）。
   • Margin Type：选择 Expand，以将Segment_2向外扩展。
   • Master Volume：确保选择的是重采样后的影像（例如，CoronaryArteries_Resampled），以确保扩展操作基于正确的空间参考。

4. 选择“Segment_2”作为操作对象：

   • 在 Segment Editor 界面的左侧，确保 Segment_2 被选中（高亮显示）。
   • 应用扩展：
     • 点击 Apply 按钮，执行外扩2mm的操作。
     • 此操作将 Segment_2 向外扩展2mm，生成 Segment_3。

5. 验证 Segment_3 的生成：

   • 在 Segment Editor 界面的左侧，切换到 Segment_3。
   • 在3D视图和切片视图中检查 Segment_3，确保其正确地覆盖了 Segment_2 并向外扩展了2mm。

3.4 确保区域正确

1. 检查分割重叠：

   • Segment_1：原始血管分割
   • Segment_2：血管分割外扩1mm
   • Segment_3：血管分割外扩2mm（即总共外扩3mm）

   确保：

   • Segment_2 包含 Segment_1 且外扩了1mm。
   • Segment_3 包含 Segment_2 且外扩了2mm。

2. 调整分割（如有必要）：

   • 如果发现分割区域不准确，可以使用其他分割工具（如 Erase 或 Draw）对 Segment_2 和 Segment_3 进行微调，确保区域定义准确。

3. 可视化验证：

   • 在3D视图中，使用不同的颜色区分 Segment_1、Segment_2 和 Segment_3，以便更清晰地观察各分割之间的空间关系。
   • 确保 Segment_3 完全覆盖 Segment_2，并且 Segment_2 完全覆盖 Segment_1。

3.5 总结

通过以上步骤，您已经成功地：

• 创建了 Segment_2：通过将 Segment_1 向外扩展1mm，定义了血管周围1mm的区域。
• 创建了 Segment_3：通过将 Segment_2 向外扩展2mm，定义了血管周围2mm的区域。

这些分割将用于后续步骤，以生成掩膜Volume并应用阈值分割。

[Caoyufu (曹玉福)]

步骤 4：应用 Segment Editor 中的 Mask Volume 工具生成新的 Volume

详细步骤

4.1 启用 Mask Volume 工具

1. 在 Segment Editor 模块中，选择 Mask Volume 工具：

• 在 Segment Editor 中，点击工具栏上的 Mask Volume 工具。

4.2 配置 Mask Volume 参数

选择输入和掩膜 Volume

• Input Volume：选择您希望进行掩膜的原始 Volume（例如 CoronaryArteries_Resampled）。
• Mask Volume：选择 Segment_3 作为掩膜，即您创建的血管外扩 2mm后的分割区域。

设置 Fill Value

• Fill Value：设置为 -1000（如果是 CT 数据）或 0（如果是 MRI 数据）。
  • 对于 CT 数据，您通常使用 -1000，因为这个值对应于空气的 HU 值。
  • 对于 MRI 数据，使用 0，因为 MRI 数据没有像 CT 那样的 HU 值，而 0 通常表示背景或非组织区域。

设置 Operation

• Operation：在此选择 Fill inside 或 Fill outside，这决定了掩膜操作的填充区域：
  • Fill inside：在掩膜区域内部填充 Fill Value（例如 -1000 或 0）。
  • Fill outside：在掩膜区域外部填充 Fill Value。如果您希望在 Segment_3 区域内部保留血管并清除其他区域（即血管区域外的背景部分），请选择 Fill inside。

4.3 执行 Mask Volume 操作

1. 点击 Apply：

• 完成参数设置后，点击 Apply，执行 Mask Volume 操作。
• 该操作会创建一个新的 Volume，保留掩膜区域（根据 Fill inside 或 Fill outside 的选择），并应用相应的填充值。

4.4 保存项目

1. 保存当前项目：

• 在菜单栏点击 File > Save，保存新的 Mask Volume 和其他相关数据。

[Caoyufu (曹玉福)]

步骤 5：应用阈值工具生成新的分割【-190，-30】

详细步骤

5.1 添加新的分割 Segment_4

1. 进入 Segment Editor 模块：

• 确保您已经在 Segment Editor 模块中，并且已经生成了 Mask Volume。

2. 创建新的分割 Segment_4：

• 在 Segment Editor 的分割列表中，点击 Add 按钮，创建一个新的分割区域，命名为 Segment_4。

3. 选择 Segment_4 进行编辑：

• 确保 Segment_4 处于选中状态。

5.2 配置阈值范围

1. 选择阈值工具：

• 在 Segment Editor 工具栏中，选择 Threshold 工具。

2. 设置阈值范围：

• 在 Threshold 工具的参数面板中，设置 Lower threshold 为 -190 和 Upper threshold 为 -30，即提取该范围内的灰度值部分。

3. 选择适当的分割操作：

• 确保选择 Binary 分割模式，以便提取灰度值范围内的区域。
• 选择 Segment_4 作为目标分割区域。

5.3 应用阈值工具生成新的分割

1. 点击 Apply：

• 设置好阈值范围后，点击 Apply 按钮。
• 此操作会根据设置的阈值范围（-190 到 -30）提取血管区域，并将其添加到 Segment_4 中。

5.4 验证分割结果

1. 检查分割区域：

• 使用 切片视图 或 3D 视图 检查 Segment_4 的分割结果，确保新生成的分割区域包含正确的血管部分。
• 如果分割结果不如预期，您可以调整阈值范围或对分割区域进行进一步优化。

[Caoyufu (曹玉福)]

步骤 6：使用 Segment Statistics 模块计算平均 HU 值

详细步骤

6.1 打开 Segment Statistics 模块

1. 进入 Segment Statistics 模块：
   • 在 Modules 菜单中，选择 Quantification 下的 Segment Statistics 模块，打开统计计算界面。

6.2 配置 Segment Statistics 模块

1. 选择 Segmentation（分割区域）：

   • 在 Segmentation 参数中，选择您创建的分割区域 Segment_4。

2. 选择 Scalar Volume（标量体积）：

   • 在 Scalar Volume 参数中，选择您在 步骤 4 中创建的 Mask Volume，即应用了外扩 2mm 分割后生成的新的体积数据。

3. 选择计算统计内容：

   • 确保选中 Mean 作为计算统计项。这将计算 Segment_4 区域内的 HU 平均值。

6.3 执行计算

1. 点击 Apply：
   • 配置好 Segmentation 和 Scalar Volume 后，点击 Apply 按钮，执行统计计算。

6.4 查看统计结果

1. 查看输出表格：

   • 完成计算后，结果会显示在界面下方的 Output Table 部分。您会看到一个表格，其中包括 Segment_4 区域的 Mean 值，即 HU 平均值。

2. 导出统计结果：

   • 如果需要，您可以将该表格导出为 CSV 文件。点击 Export 按钮将数据保存为表格文件，以便在 Excel 或其他分析软件中查看。

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