Содержание

Инобитек DICOM-Просмотрщик

5.22. Режим анализа диффузионной томографии (DTI)

____________________________________________________________________________________________

Функциональность доступна в дополнительном модуле, который активируется в редакции "Pro" за отдельную плату
____________________________________________________________________________________________

В отдельных элементах пользовательского интерфейса программы "Дополнительный Модуль Анализа Диффузионной Томографии (DTI)" обозначается как "DTI". Это же наименование используется далее в тексте настоящего руководства пользователя.

Результаты трактографии не могут быть использованы для постановки диагноза

DICOM-Просмотрщик во вкладках "МПР-реконструкция" и "Объёмная реконструкция" позволяет выполнять трактографию для серий, снятых в режиме DTI. На рис. 5.29 изображены кривые, являющиеся результатом трактографии нервных волокон головного мозга.

Кривые, построенные в результате трактографии, в интерфейсе программы и далее в руководстве пользователя называются волокнами.

Рис. 5.29: Результат трактографии нервных волокон головного мозга

5.22.1 Открытие серии в режиме DTI

Для серии, снятой в режиме DTI, трактография выполняется автоматически после открытия во вкладках "МПР-реконструкция" и "Объёмная реконструкция". Изображения волокон можно наложить на изображения других серии этого же исследования, снятых не в DTI-режиме. Для этого выполните следующие действия:

Откройте серию, снятую не в DTI-режиме.

Нажмите на кнопку "DTI" на панели инструментов.

В открывшемся окне "Серии DTI" выберите серию, снятую в режиме DTI.

В окне "Серии DTI" не отображаются текущая серия, ранее добавленные DTI-серии и серии, не подходящие для построения объёмной модели.

Нажмите "ВЫБРАТЬ", чтобы наложить волокна из выбранной серии на открытую серию, или "ОТМЕНА" для отмены действия.

Чтобы наложить изображение волокон ещё одной серии, снятой в режиме DTI, на открытую серию, повторите пункты 2 — 4.

Изображения волокон каждой серии, снятой в режиме DTI, добавляются на панель "Волокна".

Чтобы удалить изображение волокон наложенной DTI-серии, нажмите на кнопку "Удалить DTI-серию" на панели "Волокна".

5.22.2 Открытие объединённой серии в режиме DTI

Изображения волокон можно наложить на изображения объединённой серии одного или нескольких исследований, снятых не в DTI-режиме. Для этого выполните следующие действия:

Откройте объединённую серию во вкладках "МПР-реконструкция" или "Объёмная реконструкция" (см. разделы 4.1 и 4.2).
Откройте панель сегментации, нажав на кнопку "Панель сегментации" .
Выделите на панели сегментации один из слоёв объединённой серии.
Нажмите на кнопку "DTI" на панели инструментов.

В открывшемся окне "Серии DTI" выберите серию, снятую в режиме DTI, и нажмите на кнопку "ВЫБРАТЬ".

В окне "Серии DTI" не отображаются текущая серия, ранее добавленные DTI-серии, серии других слоёв, объединённые серии и серии, не подходящие для построения объёмной модели.

Для второго и последующих слоёв повторите пункты 3 — 5.

Изображения волокон каждой серии, снятой в режиме DTI, добавляются на панель "Волокна".

Чтобы удалить изображение волокон наложенной DTI-серии, нажмите на кнопку "Удалить DTI-серию> на панели "Волокна".

5.22.3 Панель "Волокна"

Чтобы открыть панель "Волокна" во вкладках "МПР-реконструкция" и "Объёмная реконструкция", нажмите на кнопку "Панель сегментации" на панели инструментов.

Панель "Волокна" для вкладки "МПР-реконструкция" изображена на рис. 5.30, для вкладки "Объёмная реконструкция" — на рис. 5.31. Панель во вкладке "Объёмная реконструкция" отличается отсутствием инструментов ROI и элементов для их визуализации.

Действия, выполняемые с группами волокон, дублируются на панели "Волокна" во вкладках "МПР-реконструкция" и "Объёмная реконструкция".

Рис. 5.30: Панель "Волокна" во вкладке "МПР-реконструкция"

Рис. 5.31: Панель "Волокна" во вкладке "Объёмная реконструкция"

Инструменты и кнопки панели "Волокна":

	Инструменты группы "ROI ..." ("Прямоугольник" , "Эллипс" , "Полигон" ). В зависимости от того, какой инструмент выбран, кнопка имеет различный вид.
	Инструмент "Полигональное вырезание".
	Инструмент "Инвертированное полигональное вырезание".
	Кнопка "Отменить вырезание" отменяет последнюю операцию вырезания.
	Кнопка "Вернуть вырезание" повторяет последнюю отменённую операцию вырезания.
	Кнопка "Новая группа волокон" добавляет новую группу.
	Кнопка "Удалить группу волокон/Удалить ROI/Удалить DTI-серию" удаляет выделенную группу волокон, ROI внутри группы или наложенную DTI-серию.
	Кнопка "Параметры DTI" вызывает диалоговое окно активации режима сохранения в файл .spj в формате, совместимом с предыдущими версиями DICOM-Просмотрщика до версии 2.17 включительно (см. раздел 5.22.10).
	Кнопка "Вокселизировать волокна" строит воксельную модель для выбранной группы волокон (см. раздел 5.22.9).
	Кнопка "Создать полигональную сетку для волокон" строит полигональную поверхность для выбранной группы волокон (см. раздел 5.22.8).

5.22.4 Выбор отображаемых волокон

Если необходимо сделать видимой только часть волокон, нужно указать области, через которые проходят интересующие волокна, либо наоборот, волокна, которые нужно сделать невидимыми. Для этого используются инструменты группы ROI, расположенные на панели "Волокна". Работа с ними аналогична описанной в разделе 2.21.7. Обратите внимание, что инструменты ROI, расположенные на панели инструментов в верхней части окна, не могут быть использованы для настройки видимости волокон.

Чтобы сделать видимой только часть волокон, выполните следующие действия:

Откройте серию, снятую в DTI-режиме, либо наложите волокна на обычную серию.
Выберите проекцию и срез, на котором удобно выделить область, через которую проходят интересующие волокна.
Откройте панель сегментации, нажав на кнопку "Панель сегментации" . В нижней части панели отобразится панель "Волокна".
Выделите нужную область с помощью инструментов группы ROI ("Прямоугольник" , "Эллипс" , "Полигон" ) на панели "Волокна". После построения ROI видимыми останутся только волокна, проходящие через область, ограниченную ROI. При создании первого ROI для него автоматически создаётся группа. Новые ROI добавляются в эту же группу.
Каждый инструмент ROI может быть активирован левой, правой или средней кнопкой мыши. Для дальнейшей работы с инструментом используйте ту кнопку, которой был активирован инструмент. Подробнее об управлении инструментами см. в разделе 1.14.
Если необходимо отобразить внешние волокна, не проходящие через ROI, нажмите на кнопку "Установить внешние волокна" для этого ROI. Чтобы отобразить внутренние волокна, проходящие через ROI, нажмите на кнопку "Установить внутренние волокна" для этого ROI.
Создавайте дополнительные ROI до тех пор, пока на экране не останутся только нужные волокна. На экране отображаются только волокна, которые проходят через все области, отмеченные с помощью ROI (либо не проходящие в случае выбора внешних волокон).

Инструментами "Полигональное вырезание" и "Инвертированное полигональное вырезание" выполняется редактирование групп волокон на срезах ортогональных плоскостей во вкладке "МПР-реконструкция" и на объёмной модели во вкладке "Объёмная реконструкция". Чтобы во вкладке "МПР-реконструкция" открыть серию в окне объёмной реконструкции, нажмите на кнопку "3D" на панели инструментов. В открывшемся окне "3D-представление" отображается объёмная модель. Более подробная информация о настройке расположения окон секущих плоскостей во вкладке "МПР-реконструкция" изложена в разделе 5.2.1.

Чтобы скрыть все ROI, нажмите на кнопку "Скрыть ROI" в строке с именем серии на панели "Волокна". Чтобы отобразить все ROI, нажмите на кнопку "Показать ROI" . Аналогичным образом можно скрыть или отобразить ROI для каждой группы или для отдельного ROI внутри каждой группы. Видимость ROI не влияет на видимость волокон.

Чтобы скрыть волокна всей серии, группы "Все волокна" или группы ROI, нажмите на кнопку "Скрыть" в соответствующей строке, а чтобы показать — на кнопку "Показать" . Данная кнопка не влияет на настройки видимости волокон, а лишь позволяет временно скрыть их, например, для настройки видимости других групп волокон.

Чтобы переименовать группу или ROI, дважды щёлкните левой кнопкой мыши по имени группы или ROI, введите новое имя и нажмите на клавишу "Enter" на клавиатуре.

Для удаления группы или ROI выделите его и нажмите на кнопку "Удалить группу волокон / Удалить ROI" на панели "Волокна".

Чтобы дополнительно отобразить другие волокна, не изменяя видимость уже отображённых волокон, выполните следующие действия:

При необходимости скройте уже отображённые волокна, нажав в строке с названием группы волокон кнопку "Скрыть" .
Отобразите все волокна, нажав на кнопку "Показать" в строке с группой "Все волокна".
Добавьте новую группу, нажав на кнопку "Новая группа волокон" на панели "Волокна".
Постройте необходимое количество ROI для настройки видимости нужных волокон. Обратите внимание, что для того, чтобы ROI попадали в нужную группу, эта группа должна быть выделена в момент построения ROI.
При необходимости отобразите волокна других групп, нажав на кнопку "Показать" в строках с их именами.

Чтобы перейти к срезу, на котором находится выбранный ROI, нажмите на кнопку "Перейти к ROI" на панели "Волокна".

Рис. 5.32: Отредактированные группы нервных волокон головного мозга

5.22.5 Цвет волокон

По умолчанию волокна раскрашены в соответствии со схемой DEC (Direction Encoded Color - цвет, закодированный по направлению), то есть, цвет зависит от направления волокон. Для каждой группы волокон вручную может быть установлен свой цвет. На панели "Волокна" кнопка выбора цвета группы волокон в режиме DEC отображается в виде многоцветного спектра , а при ручном выборе — выбранным цветом.

Чтобы вручную установить цвет для выбранной группы волокон, установите флаг справа от кнопки выбора цвета волокон. Затем щёлкните левой кнопкой мыши по кнопке выбора цвета и в открывшемся диалоговом окне выберите нужный цвет или оставьте цвет, заданный программой по умолчанию.

Чтобы снова переключиться на схему DEC, снимите флаг справа от кнопки выбора цвета группы волокон, отображающей выбранный цвет.

5.22.6 Скалярные карты

Панель карт DTI отображается только во вкладке "МПР-реконструкция".

DICOM-Просмотрщик позволяет строить скалярные карты для серий, снятых в режиме DTI. Доступны следующие типы карт:

Fractional Anisotropy (FA);

Mean Diﬀusivity (MD);

Axial Diﬀusivity (AD);

Radial Diﬀusivity (RD).

По умолчанию карты не отображаются. Чтобы отобразить карту, выберите в выпадающем списке "Тип скалярной карты" нужную карту (рис. 5.33). Чтобы скрыть карту, выберите в списке пустое значение.

В выпадающем списке "Цветовая таблица" выберите цветовую таблицу, определяющую спектр карты. Задайте минимальное и максимальное значения видимого диапазона выбранной карты в полях "Диапазон значений".

Чтобы восстановить исходные значения диапазона для выбранного типа карты, нажмите на кнопку "Восстановить диапазон значений по умолчанию" на панели карт. Если максимальное и минимальное значения видимого диапазона для выбранного типа карты совпадают со значениями по умолчанию, кнопка "Восстановить диапазон значений по умолчанию" недоступна.

Чтобы свернуть панель карт, нажмите на кнопку "Свернуть" , чтобы развернуть — на кнопку "Развернуть" .

Рис. 5.33: Панель карт DTI

Измерить значения интенсивности на скалярных картах можно тремя способами:

наведите курсор на выбранную точку скалярной карты. Значение интенсивности в точке под курсором отображается второй строкой в левом нижнем углу окна просмотра, в котором находится курсор. Значение интенсивности в точке под курсором отображается при включенной настройке "Показать значение точки" (см. раздел 2.29);
измерьте значение интенсивности в выбранной точке скалярной карты с помощью инструмента "Значение интенсивности в точке" на панели инструментов (см. раздел 2.21.6);
измерьте среднее значение интенсивности выбранной области на скалярной карте с помощью инструментов группы "ROI ..." ("Прямоугольник" , "Эллипс" , "Полигон" ) на панели инструментов (см. раздел 2.21.7).

5.22.7 Экспорт карт DTI

DICOM-Просмотрщик позволяет экспортировать скалярные карты DTI в файл формата CSV для последующего анализа в сторонних программах. Для экспорта доступны карты Fractional Anisotropy (FA), Mean Diﬀusivity (MD), Axial Diﬀusivity (AD) и Radial Diﬀusivity (RD).

Чтобы экспортировать карту DTI, выполните следующие действия:

Откройте серию в режиме DTI во вкладке "МПР-реконструкция".

На панели карт DTI (рис. 5.33) выберите в выпадающем списке "Тип скалярной карты" карту, которую необходимо экспортировать. Если карта не выбрана, кнопка экспорта недоступна.
Нажмите на кнопку "Экспорт в CSV..." на панели карт DTI. Для команды экспорта карт DTI может быть назначена горячая клавиша. По умолчанию горячая клавиша не установлена. Настройка горячих клавиш описана в разделе 18.8.

Рис. 5.34: Параметры экспорта карт DTI в CSV-файл

В открывшемся диалоговом окне (рис. 5.34) задайте параметры экспорта:

"Путь для экспорта" — папка, в которую будет сохранён CSV-файл. По умолчанию используется домашняя папка пользователя. При последующих экспортах открывается папка, выбранная при предыдущем экспорте;

"Имя файла" — имя CSV-файла. По умолчанию используется имя пациента и тип экспортируемой карты. Если включена анонимизация, по умолчанию используется только тип экспортируемой карты;

в блоке выбора экспортируемых данных укажите, следует экспортировать данные карты для всей серии или текущего активного среза. По умолчанию экспортируются данные текущего активного среза;

в блоке выбора координат вокселей укажите, в каком виде необходимо записать координаты вокселей в CSV-файл: в виде порядковых номеров, в координатах пациента (в миллиметрах) или в виде двух наборов координат. Если для экспорта данных карты выбран текущий активный срез, опция "Порядковый номер" недоступна;

"Записать метаданные" — опция добавляет в начало файла сведения о карте, приложении, дате экспорта и серии. Флаг установлен по умолчанию;

"Анонимизировать" — скрывает данные пациента в блоке с метаданными и исключает имя пациента из имени файла. Флаг по умолчанию снят;

в выпадающем списке "Разделитель колонок CSV" выберите символ, которым разделяются столбцы таблицы. По умолчанию используется запятая.
Нажмите "ОК", чтобы сохранить CSV-файл, или "ОТМЕНА" для отмены экспорта.

Выбранные настройки экспорта сохраняются и используются при последующих операциях экспорта. Имя файла не сохраняется. Чтобы восстановить исходные значения параметров экспорта, нажмите кнопку "ПО УМОЛЧАНИЮ" в диалоговом окне экспорта.

CSV-файл представляет собой текстовый файл в кодировке UTF-8. Десятичным разделителем чисел является точка. По умолчанию столбцы таблицы разделяются запятыми. Каждая строка таблицы соответствует одному вокселю экспортируемого набора данных. Воксели, для которых значение карты не определено, в файл не записываются.

Если включена запись блока метаданных в CSV-файл, в начало файла добавляются строки, начинающиеся с символа #. В блок входят следующие данные:

тип экспортируемой карты и единицы измерения;
название и версия приложения;
дата экспорта;
данные пациента (PatientID, PatientName) и уникальные идентификаторы исследования и серии (Study Instance UID и Series Instance UID). Эти данные добавляются, только если флаг "Анонимизировать" снят.

После блока метаданных записывается таблица значений. Состав столбцов таблицы зависит от параметров экспорта:

если включена запись координат вокселя в виде порядковых номеров, добавляются столбцы i, j и k, содержащие порядковые номера вокселя по соответствующим осям;
если включена запись координат вокселя в системе координат пациента, добавляются столбцы x_mm, y_mm и z_mm, содержащие координаты вокселя по соответствующим осям в миллиметрах;
последний столбец содержит значение карты для соответствующего вокселя. Название столбца указывает тип карты и, при наличии, единицы измерения, например FA или MD (mm²/s).

Строки с данными отсортированы по вокселям. Файл CSV может быть открыт в любом текстовом редакторе. Просматривать и анализировать данные CSV-файла удобнее в программах, предназначенных для работы с электронными таблицами (Microsoft Excel, LibreOﬃce Calc и т.п.). Пример открытия CSV-файла в программе для работы с электронными таблицами приведён в разделе 1.9.4.

5.22.8 Построение поверхности

DICOM-Просмотрщик позволяет строить поверхности волокон в окне мультипланарной реконструкции.

Выделите группу волокон или ROI, входящий в выбранную группу волокон. Полигональная поверхность строится для группы волокон. Изменение видимости ROI в группе волокон не влияет на построенную поверхность.

Каждому волокну соответствует объёмная фигура. Полигональная поверхность строится на основе диаметра волокна и числа точек на его контуре.

Чтобы настроить параметры поверхности сеточной модели, нажмите на кнопку "Создать полигональную сетку для волокон" на панели "Волокна".

Рис. 5.35: Диалог ввода параметров сеточной модели

В диалоговом окне ввода параметров сеточной модели (рис. 5.35) задайте:

Число точек контура волокон в диапазоне от 3 до 360. В большинстве случаев для высокой точности достаточно 6 точек. При увеличении количества точек прямо пропорционально увеличивается точность модели, время расчёта и количество используемой памяти;
Диаметр волокон в диапазоне от 0,01 до 10 мм.

Нажмите "OK", чтобы применить настройки, или "ОТМЕНА" для отмены.

Поверхность строится для выбранной группы волокон и добавляется в список на панели сегментированных структур. Имя поверхности, как и любой структуры без объёмной модели, отображается курсивом. Имя поверхности копируется из названия группы на панели волокон.

Во вкладке "МПР-реконструкция" доступен просмотр построенной поверхности. Чтобы открыть объёмную реконструкцию, нажмите на кнопку "3D" на панели инструментов. В открывшемся окне "3D-представление" отображается объёмная модель. Более подробная информация о настройке расположения окон секущих плоскостей во вкладке "МПР-реконструкция" изложена в разделе 5.2.1.

Действия со структурами в списке сегментированных структур описаны в разделе 6.4. Созданные поверхности могут быть экспортированы и импортированы. Подробное описание экспорта и импорта поверхностей и структур в разделе 6.7. Сохранение и открытие проектов сегментации и DTI описано в разделе 6.11.

5.22.9 Создание воксельной модели волокон

DICOM-Просмотрщик позволяет строить воксельные модели волокон в окне мультипланарной реконструкции.

Выделите группу волокон или ROI, входящий в выбранную группу волокон. Воксельная модель строится для группы волокон. Изменение видимости ROI в группе волокон не влияет на построенную модель.

Чтобы построить воксельную модель, нажмите на кнопку "Вокселизировать волокна" на панели "Волокна".

Воксельная модель строится для выбранной группы волокон и добавляется в список на панели сегментированных структур. Имя структуры копируется из названия группы на панели волокон.

Чтобы построить воксельную модель на основе всех волокон, выделите группу "Все волокна" и нажмите на кнопку "Вокселизировать волокна" на панели "Волокна".

Воксельная модель строится для выбранной группы волокон "Все волокна" и добавляется в список на панели сегментированных структур с именем "DTI-трактография".

Во вкладке "МПР-реконструкция" доступен просмотр построенной воксельной модели. Чтобы открыть объёмную реконструкцию, нажмите на кнопку "3D" на панели инструментов. В открывшемся окне "3D-представление" отображается объёмная модель. Более подробная информация о настройке расположения окон секущих плоскостей во вкладке "МПР-реконструкция" изложена в разделе 5.2.1.

5.22.10 Сохранение данных в файл

DICOM-Просмотрщик позволяет сохранять ROI и группы в файл с расширением "spj". Сохранение и открытие файлов описано в разделе 6.11. При открытии файла содержащиеся в нём данные добавляются к данным на панели "Волокна".

Чтобы сохранить файл с расширением "spj" в формате, совместимом с предыдущими версиями DICOM-Просмотрщика (до версии 2.17 включительно), нажмите на кнопку "Параметры DTI" на панели "Волокна". В открывшемся диалоговом окне включите опцию "Сохранять данные DTI в режиме совместимости со старыми версиями просмотрщика". Нажмите "OK", чтобы применить настройки, или "ОТМЕНА" для отмены.