如何在3D Slicer中将3个DICOM文件(头部、躯干、腿部）拼接为一个整体DICOM文件（完整身躯）？

软件教程
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大家好：

如何在3D Slicer中将3个DICOM文件(头部、躯干、腿部）拼接为一个整体DICOM文件（完整身躯）？

源影像：3个DICOM文件(头部、躯干、腿部）；

目标影像：1个整体DICOM文件（完整身躯），不丢失比例尺和灰度阈值；

stitch
stitch198×150 17.6 KB

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:puzzle_piece: 一、前置准备：导入与配准

1. 导入三段 DICOM

在 DICOM 模块中分别加载：

  • 头部 → Head
  • 躯干 → Trunk
  • 腿部 → Legs

2. （如有需要）刚性配准

若是一次连续扫描、病人未移动，可略过。
否则用以下方法让三段在同一空间对齐。

方法A：自动刚性配准

  • 模块：General Registration (BRAINS)
  • Fixed = Head
  • Moving = Trunk （或 Legs）
  • Registration Type = Rigid
  • Apply
  • 再对 Legs 重复。

方法B：手动配准

:brick: 二、融合体积：Add Scalar Volumes 模块操作

打开你截图中的 Add Scalar Volumes 模块，依次设置：

参数 设置
Input Volume 1 Head（或已经配准到 Head 空间的体积）
Input Volume 2 Trunk
Output Volume 新建节点，如 HeadTrunk
Interpolation order 1（线性插值，推荐）

点击 Apply。

此时得到第一个合并结果 HeadTrunk。

再重复一次：

  • Input Volume 1 = HeadTrunk
  • Input Volume 2 = Legs
  • Output Volume = WholeBody
  • Apply

:gear: 三、保持灰度和比例

  • 因为是 CT 灰度值（HU），务必保证：
    • 三段体素 spacing 一致；
    • 方向矩阵相同；
    • 插值方式为 Linear；
    • 若出现灰度被“加厚”，改用 Simple Filters → Maximum Image Filter（HU取最大值可避免叠加）。

:floppy_disk: 四、导出为整体 DICOM

  1. 在 DICOM 模块 → Export
  2. 选择节点：WholeBody
  3. 新建 Series Description ： WholeBody_Fused
  4. 点击 Export to DICOM

即可得到完整身躯的 DICOM 序列，比例与HU均保留。

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Landmark Registration（基于标志点的线性配准） 模块界面。
我们可以用它来替代“Transforms”模块，手动快速把 Trunk（躯干） 和 Legs（腿部） 对齐到 Head（头部）。

下面是最简步骤版（比 Transforms 更直观）:backhand_index_pointing_down:

:compass: 一、模块选择

在上方模块栏选择：

Modules → Registration → Landmark Registration

:puzzle_piece: 二、配准对象选择

在弹窗中设置：

参数 说明
Fixed Volume Head（参考体积）
Moving Volume Trunk（要移动的体积）
点击 Apply

:bullseye: 三、打点操作

  1. 打开三视图（红/黄/绿窗口）。
  2. 在两个体积上分别标出相同的解剖点（比如胸椎上缘、锁骨、膈肌上缘等）。
  • 模块内点击 Add new point；
  • 确保每个标志点在 Fixed 和 Moving 两个视图中一一对应。
  1. 设置配准类型：
  • Linear → 刚性（Rigid）或仿射（Affine）
  • 若只是刚性移动：选 Rigid

:abacus: 四、执行变换

  • 点击 Register 按钮；
  • 程序会自动计算一个刚性变换；
  • 新生成的变换节点例如 LinearTransform_1；
  • 然后点击 Apply Transform（或切换到 Data 栏中右键 “Harden Transform”）；
  • 融合后保存结果（现在 Trunk 已对齐到 Head）。

对 Legs 重复同样操作，得到对齐后的三段体积。

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您好，曹老师：

非常感谢您的指导和帮助。在逐步测试过程中，发现如下 Register 按钮无法在界面找到，自己测试ChatGPT和Gemini发现答复中都有这个 Register 或者 Apply 按钮在界面找不到。我推测是他们的训练数据尚未对齐到最新3D Slicer 5.8软件导致的。

四、执行变换>>

  • 点击 Register 按钮；>
  • 程序会自动计算一个刚性变换；

由于3D Slicer 5.8软件的扩展插件很多导致实现脊椎配准拼接有很多方法。拜读了您的方法，深受启发。在ChatGPT付费模式下获得一个比其他多个免费AI都准确的答复方法，我经过了一步一步手工验证，是可行的 :grinning_face:。写下来供大家参考，我的一得之愚，不揣冒昧。

如下为方法段落：

下面给出在 3D Slicer（以 5.8 为例）中，用 Landmark Registration 完成两套正方形体数据的配准后，将“部分重合、整体呈纵向长方形”的并置结果导出为一套 DICOM 体数据的可复现步骤。思路是：先将 Moving 体“硬化”到配准后位置 → 构造一个能包含两套体的更大参考网格 → 把两套体都重采样进这个参考网格 → 将两者按像素合并（取最大值/取和/按掩膜粘贴，常用为取最大值以避免空洞）→ 导出 DICOM。

一、完成并“固化”配准结果

  1. 载入两套 DICOM 并在 Data 面板确认有两个 Scalar Volume（下面称 Fixed 与 Moving）。

  2. 打开 Landmark Registration，以 Fixed 为 Fixed Volume、Moving 为 Moving Volume，标定点并 Apply 得到一个线性变换节点（如 LinearTransform_1）。

  3. 在 Data 面板中：将 Moving 体拖拽到该变换节点下（或右键 Moving→Apply transform 选择该变换）。

  4. 右键 Moving 体 → Harden transform（硬化变换）。

    • 结果：Moving 体的体素坐标被真正移动到与 Fixed 对齐的位置，后续不再依赖变换节点。

二、创建能“装下两套体”的大网格（参考几何）

目标是得到一个更高的纵向长方形体素网格，作为后续重采样的参考。

  1. 新建并放置 ROI：在工具栏点击 “创建 ROI（立方体）” 按钮，或在 Markups 模块中新建一个 ROI（如 ROI_1）。

  2. 在 2D/3D 视窗交互缩放与移动 ROI_1，确保完整包围配准后的 Fixed 与 Moving 两套体（纵向方向要覆盖到形成的长方形完整范围）。

  3. 打开 Crop Volume 模块：

    • Input volume 选择 Fixed；

    • ROI 选择 ROI_1；

    • 展开 Parameters（高级/Advanced）：

      • 取消 Isotropic spacing；

      • Spacing scale 设为 1.0；

      • Interpolation mode 建议 Linear（CT/MR 强度数据常用）；

      • Fill value：CT 建议 -1024（空气），MR 可用 0，DX 可用 0。

    • 点击 Apply。

  4. 将得到一个更大的“裁剪-重采样”体（例如 Fixed-cropped）。它以 Fixed 为强度来源，但体素网格范围由 ROI 决定：

    • 这就是后续重采样/合并用的参考几何（Reference volume）。

三、把两套体都重采样到该参考网格

  1. 打开 Resample Scalar/Vector/DWI Volume（或 Volume Resample）模块，进行两次重采样：

    (A) 重采样 Fixed：

    • Input Volume：Fixed

    • Reference Volume：Fixed-cropped（上一步产物）

    • Interpolation：Linear（或与上一步一致）

    • Output Volume：如命名 Fixed_resampled

    • Apply

    (B) 重采样 Moving（已硬化后的位置）：

    • Input Volume：Moving（已 Harden 的那一个）

    • Reference Volume：同样选 Fixed-cropped

    • Interpolation：Linear

    • Output Volume：如命名 Moving_resampled

    • **Apply`

    结果：两套体都被映射到同一个更大、纵向长方形的网格上，分辨率与像素间距与 Fixed-cropped 一致。

四、在同一网格内进行体素级合并

常用做法是逐体素取最大值（Max）来避免空洞；也可按需要改为加权、求和或用掩膜粘贴。

方式 1：Simple Filters（ImageMath/Maximum）
10. 打开 Simple Filters，选 MaximumImageFilter（或 Image Math 里的 max(Fixed_resampled, Moving_resampled)）：

  • Input：Fixed_resampled
  • Input (2)：Moving_resampled
  • Apply
  • 输出命名为 Stitched_volume（即并置后的纵向长方形体）。

可选方式 2：使用阈值掩膜粘贴（若需要“只把非背景的 Moving 覆盖到 Fixed 上”，更像“拼接/粘贴”而非求最大）：

  • 在 Segment Editor 中分别对 Fixed_resampled 与 Moving_resampled 做阈值分割得到前景掩膜；

  • 用 Logical operators 做并集/覆盖得到最终掩膜；

  • 用 Mask Volume（或 Simple Filters 的 MaskImageFilter/PasteImageFilter）将 Moving_resampled 的前景粘贴到 Fixed_resampled；

  • 得到 Stitched_volume。
    （这一路更精细，但步骤多；多数 CT/MR 直接 Maximum 足够稳健。）

五、导出为一套 DICOM 体数据

  1. 在 Data 或 Volumes 中选中合并结果 Stitched_volume，确认显示正常（2D 三视图应为纵向长方形范围）。

  2. 打开 DICOM 模块 → 右侧 Export（或 DICOM Export）：

    • Export type：Volume

    • Volume to export：Stitched_volume

    • 设置患者/研究/序列信息（Patient/Study/Series）（必要的元数据，至少要改一个以避免与原数据混淆）。

    • 选择导出目录 → Export。

  3. 使用外部 DICOM 查看器或重新导入到 Slicer 验证该 DICOM 序列：应为一套纵向长方形的体数据。

关键设置与常见问题

  • Harden transform 一定要做：否则 Moving 仍以“挂着变换”的方式显示，后续重采样/合并会出现错位或输出为空。

  • Fill value（填充值）：

    • CT 数据建议 -1024（空气），方便后续用最大值合并；

    • MR 可用 0。若背景不统一，最大值合并可能在重叠区引入非期望强度，必要时改用掩膜粘贴法。

  • Interpolation（插值）：强度体数据通常用 Linear；若要保证标签一致性（非强度数据），应使用 Nearest neighbor。

  • 参考网格（Reference Volume）：能否成功“变成长方形”全靠 ROI 定义的包络范围。别忘了让 ROI 在纵向完全覆盖两套体。

  • 导出 DICOM：仅支持单一体导出；因此一定要先完成合并，保证最终只有 Stitched_volume 这一套体作为导出对象。

两个.dcm文件操作结果如下图所示。

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1296×277 26.1 KB

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2568×507 94 KB

备注：

  1. 由于DICOM影像有不同的风格，例如边缘白边/模糊/虚化等，会影响拼接后的显示效果，可以预先对每个影像执行裁剪操作来删除不需要的区域后再拼接。
  2. 三个、四个影像拼接循环上面的操作流程就行。
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