ROI 文件准备

本节说明如何准备肿瘤 ROI（Region of Interest）掩码文件。

概述

HABIT 需要肿瘤 ROI 掩码来进行生境分析和特征提取。ROI 掩码指定了肿瘤的位置和范围，是生境分析的重要输入。

重要说明：

  • 勾画不是 HABIT 的重点: HABIT 专注于生境分析和特征提取，不提供 ROI 勾画功能

  • 使用专业工具: 推荐使用 ITK-SNAP、3D Slicer 等专业医学图像勾画工具

  • 预处理和勾画可以互换: 可以先进行预处理，也可以先勾画 ROI

ROI 文件格式要求

支持的文件格式：

  • .nii.gz: 压缩的 NIfTI 格式（推荐）

  • .nii: 未压缩的 NIfTI 格式

  • .nrrd: Nearly Raw Raster Data 格式

  • .mha: MetaImage 格式

文件命名规则：

  • 推荐使用有意义的文件名，如 mask_T1.nii.gz、mask_T2.nii.gz

  • 避免使用空格和特殊字符

  • 建议使用英文命名，避免编码问题

掩码值要求：

  • 二值掩码: 推荐使用二值掩码（0 表示背景，1 表示肿瘤）

  • 多标签掩码: 也支持多标签掩码，但需要指定要处理的标签

空间匹配：

  • 掩码必须与对应的图像在空间上匹配

  • 掩码和图像应该具有相同的维度、间距和方向

  • 如果不匹配，HABIT 会发出警告

勾画工具推荐

ITK-SNAP

ITK-SNAP 是一个流行的医学图像分割工具，具有以下特点：

  • 优点: - 界面友好，易于使用 - 支持多种图像格式 - 提供自动分割算法 - 支持手动编辑

  • 下载地址: http://www.itksnap.org/

  • 基本使用步骤: 1. 加载医学图像 2. 使用自动分割或手动勾画 ROI 3. 编辑和优化 ROI 4. 保存为 NIfTI 格式

3D Slicer

3D Slicer 是一个功能强大的医学图像处理平台，具有以下特点：

  • 优点: - 功能丰富，支持多种分析 - 插件系统强大 - 支持批量处理 - 开源免费

  • 下载地址: https://www.slicer.org/

  • 基本使用步骤: 1. 加载医学图像 2. 使用 Segment Editor 模块勾画 ROI 3. 编辑和优化 ROI 4. 导出为 NIfTI 格式

其他工具

ROI 勾画指南

勾画原则：

  1. 准确性: 确保勾画的 ROI 准确反映肿瘤范围

  2. 一致性: 对所有受试者使用一致的勾画标准

  3. 可重复性: 确保勾画结果可重复

  4. 排除伪影: 避免包含伪影和噪声区域

勾画步骤：

  1. 加载图像: 在勾画工具中加载预处理后的图像

  2. 确定范围: 确定肿瘤的边界范围

  3. 勾画 ROI: 使用工具提供的勾画功能勾画 ROI

  4. 编辑优化: 编辑和优化 ROI，确保准确性

  5. 保存文件: 保存为支持的格式（推荐 NIfTI 格式）

注意事项：

  • 避免包含正常组织: 只勾画肿瘤区域，避免包含正常组织

  • 处理边界: 对于边界模糊的肿瘤，使用一致的标准

  • 多时相图像: 对于多时相图像，可以为每个时相勾画 ROI

  • 质量检查: 勾画完成后，检查 ROI 的质量

ROI 验证方法

视觉检查：

  1. 在医学图像查看器中同时加载图像和 ROI

  2. 检查 ROI 是否准确覆盖肿瘤区域

  3. 检查 ROI 是否包含不必要的区域

  4. 检查 ROI 是否遗漏肿瘤区域

统计检查：

计算 ROI 的统计信息：

  • 体积: ROI 的总体积

  • 形状: ROI 的形状特征

  • 强度分布: ROI 内的图像强度分布

一致性检查：

  • 受试者间一致性: 检查不同受试者的 ROI 是否一致

  • 勾画者间一致性: 如果有多个勾画者，检查一致性

  • 时间一致性: 如果有多次扫描，检查 ROI 的时间一致性

自动验证工具：

HABIT 提供了一些验证工具：

  • Dice 系数: 计算两个 ROI 之间的相似度

  • 重叠率: 计算 ROI 之间的重叠程度

  • 边界检查: 检查 ROI 是否超出图像边界

使用 Dice 系数验证：

habit dice --input1 ./batch1 --input2 ./batch2 --output dice_results.csv

ROI 文件组织

文件夹结构：

推荐按照以下结构组织 ROI 文件：

data_root/
├── images/
│   ├── subject1/
│   │   ├── T1/
│   │   │   └── T1.nii.gz
│   │   └── T2/
│   │       └── T2.nii.gz
└── masks/
    ├── subject1/
    │   ├── T1/
    │   │   └── mask_T1.nii.gz
    │   └── T2/
    │       └── mask_T2.nii.gz
    └── subject2/
        ├── T1/
        │   └── mask_T1.nii.gz
        └── T2/
            └── mask_T2.nii.gz

YAML 配置：

在 YAML 配置文件中指定 ROI 路径：

auto_select_first_file: true

images:
  subject1:
    T1: ./data_root/images/subject1/T1/
    T2: ./data_root/images/subject1/T2/

masks:
  subject1:
    T1: ./data_root/masks/subject1/T1/
    T2: ./data_root/masks/subject1/T2/

常见问题

Q1: ROI 和图像不匹配怎么办？

A: 确保使用相同的预处理步骤处理图像和 ROI，或者使用配准工具将 ROI 配准到图像空间。

Q2: 如何处理多标签 ROI？

A: HABIT 支持多标签 ROI，但需要在配置文件中指定要处理的标签 ID。

Q3: ROI 勾画太慢怎么办？

A: 可以使用自动分割算法（如 ITK-SNAP 的自动分割）来加速勾画过程。

Q4: 如何保证 ROI 的一致性？

A: 制定详细的勾画指南，培训勾画者，定期检查勾画质量。

Q5: ROI 文件太大怎么办？

A: 可以使用压缩格式（如 .nii.gz）来减小文件大小。

下一步

ROI 文件准备完成后，您可以：