3Dslicer里基于曲面空间的距离测量

软件数据
1

请问论坛里的各位老师,基于MRI数据能否直接进行在颅骨表面的两点的距离检测?卡了好几天都没想到合适的办法 :innocent:

2

直线距离还是颅骨平面的曲线最短距离呢？

数据量不大情况下可以手动测量即可。

3

是基于颅骨平面的两点最短距离 个例为主 批量倒是还没需求

4

具体步骤包括：

  1. 分割颅骨。
  2. 导出为模型（颅骨表面）。
  3. 创建Markups曲线，选择两个控制点。
  4. 在Markups模块中设置曲线类型“Shortest distance on surface”。
  5. 自动计算并在Markups测量表格中显示测地路径长度。

快速要点概览

  1. 把颅骨做成模型节点 可以直接把 CT 阈值分割成骨段，再右键 → Export to model。
  2. 用 Markups Curve 放两个点 切到 Markups，新建 Curve，在 3D 视图中把两个控制点贴在颅骨表面。
  3. Curve 设置 → Curve type 选 Shortest distance on surface，并在 Constrain to Model 里选刚才的颅骨模型。Slicer 会自动沿网格寻找两点间代价最小的曲线路径，并实时给出 Length 量化值。(3D Slicer Community, 3D Slicer Community, slicer.readthedocs.io)
  4. 结果读取 在 Measurements 区可直接看到长度；也可用一行 Python 读取（见下文）。
  5. 若路径不够平滑 对颅骨模型在 Surface Toolbox 里做一次 Subdivision 或 Smooth，然后重新计算即可，路径会贴得更精细。(3D Slicer Community)

详细操作步骤

1. 准备颅骨曲面模型

  1. 进入 Segment Editor → Threshold，选取骨窗阈值。
  2. Segmentations 面板右键该段 → Export visible segments → Models，生成 SkullModel.

若已有 STL/OBJ 格式的颅骨，可直接拖进 Slicer；网格越密， geodesic 路径越精确。

2. 创建并约束曲线

  1. 在工具栏点 Markups Curve，在 3D 视图将 第一个控制点 和 第二个控制点放到颅骨表面期望的位置；放点时按 Ctrl 可让点自动吸附到可见表面。
  2. 切到 Markups 模块
  • 在 Curve settings → Curve type 里选 Shortest distance on surface；
  • 在 Constrain to Model 下拉框里选 SkullModel。
  • 系统即刻沿网格重算最短路径，并在 Measurements 显示 Length。(slicer.readthedocs.io)

3. 读数与导出

  • 在 Measurements 勾选 length 即可在 3D 视窗旁实时显示；
  • 若需脚本批量获取：
import slicer, vtk
curve = slicer.util.getNode('Curve')          # 替换为你的曲线节点名
length_mm = curve.GetMeasurement('length').GetValue()  # geodesic 长度
print(f'Geodesic length = {length_mm:.2f} mm')

(3D Slicer Community)

进阶技巧与常见需求

1. 路径贴合度不理想

颅骨 STL 如果面片稀疏，Shortest‑path 只能沿已有网格走直线，导致“锯齿状”。

  • 解决：Surface Toolbox → Subdivide (Loop) 一次，然后重算路径。
  • 或在 Curve settings → Resample 前先选模型和步长，重采样后路径更顺滑。

2. 仅获取数字、不关心路径

若只想知道两点贴面距离，而不需要显示曲线，可改用 Dynamic Modeler → Select by points，算法里把 Selection algorithm 选 GeodesicDistance，可输出距离标量场后再取最小值。(slicer.readthedocs.io)

3. 两个不同模型或两条表面间最短距离

可用 ModelToModelDistance 扩展（Extensions Manager 搜索安装），计算距离场，再在输出网格查看最小值；但这得到的是“垂直”距离而非贴面 geodesic。(3D Slicer)

4. 需要在特定颅骨“平面”上量距

  • 如果是 几何平面（如 Frankfort plane），可用 Markups Plane → Plane fit 把若干 landmark 拟合成平面；然后把两点投影到该平面，再用普通 Line Markup 读 length。
  • 如果是 局部曲面（如额骨外板弧面），仍按前述 Shortest distance on surface 流程，区别仅在所选模型是裁剪后的局部曲面。

参考资源

这样即可精确、快速地获得颅骨曲面上任意两点之间的贴面最短距离，并可根据需要脚本化或批量处理。祝你测量顺利！

5

谢谢曹老师！太谢谢您了！