实践练习：使用VV

elastix

这个练习由Simon Rit（Creatis）提供。
这些实践练习的目的是向您介绍图像配准的问题。 由于软件开发耗时，您不会开发自己的软件，而是使用现有的开源程序：

• elastix (http://elastix.isi.uu.nl/, [1]) 是基于Insight Segmentation和Registration Toolkit 的自动图像配准开源平台(www.itk.org)。这一发展由乌特勒支(The Netherlands)大学医学中心的图像科学研究所发起。它是由参数文件中定义的配置设置驱动的命令行。用户手册在这里可用：http://elastix.isi.uu.nl/download/elastix_manual_v4.5.pdf.
• vv (http://vv.creatis.insa-lyon.fr/), [2]) 是基于ITK和Visualization Toolkit,专为快速简便的可视化而设计的,开源和跨平台图像查看器(www.vtk.org)。发展由里昂（法国）的CREATIS实验室发起。 它也可以是命令行驱动的。 命令行选项可通过vv --help，F1快捷键访问。

要在Windows中运行命令窗口，请在Windows菜单中单击Executor，然后键入cmd。 在这个窗口中，你可以：

• 通过键入例如D：更改驱动器，去驱动器D.
• 通过键入例如cd tmp更改文件夹，以转到子文件夹tmp。
• 通过键入，例如mkdir toto创建一个目录来创建一个toto子文件夹。

在练习结束时，您应该能够进行刚性（手动和自动）以及非刚性配准，并可以使结果可视化。 您将用一个粗体字写一份报告来回答这些说明，尽可能包含截图所支持的简明评论。

手动刚性配准

• 下载图片ct.mha和cbct.mha：http://www.creatis.insa-lyon.fr/~srit/tete.
• 使用命令vv ct.mha cbct.mha在vv中打开它们。 观察它们，在每个切片器上更改图像，并在帮助菜单（F1）中分析每个快捷键和鼠标选项的效果。
• 使用命令vv --linkall ct.mha cbct.mha在vv中打开它们，并观察差异。
• 使用命令vv ct.mha --overlay cbct.mha在vv中打开它们，并观察差异。
• 在菜单“工具”中，打开手动配准工具，结合使用sliders。 检查vv手动配准的行为是否与elastix手册2.6节中描述的一致。
• 手动配准两张图片
• 知道惯例是与YXZ的欧拉角度，说明如何从参数中计算得到的矩阵。(Knowing that the convention is Euler angles with YXZ, explain how the resulting matrix is computed from the parameters.)
• 软件对万向节锁(the gimbal lock)不够健壮。 解释达到万向节锁定参数并观察vv中的结果(Explain for which parameter(s) the gimbal lock is reached and observe the consequence in vv.)。

C.2 自动刚性配准

• 从其网站上的elastix数据库中下载elastix参数文件Par0005.MI.rigid.txt。
• 使用mkdir刚性创建一个刚性目录，并使用命令行运行elastix
  elastix -f cbct.mha -m ct.mha -p Par0005.MI.rigid.txt -out rigid
  通过在手动配准窗口中键入结果参数（在刚性/ TransformParameters.0.txt文件中），使用vv观察结果。
• 检测一个不是很好的对齐区域，并详细说明原因。
• 比较3种相似度测度，并绘制优化过程中的演变。

C.3 非刚性配准

• 下载预先配准的图像ct.mhd并检查是否only deformations are left
  vv ct.mhd --overlay cbct.mha.
• 下载elastix参数文件Par0005.MI.1.txt。 后者已经被修改为考虑到参数的嵌入式刚性配准
  (UseDirectionCosines "true")
• 使用mkdir目录创建目录并运行
  elastix -f cbct.mha -m ct.mhd -p Par0005.MI.1.txt -out dir
• 使用mkdir dirres创建一个dirres目录并运行
  transformix -in ct.mhd -out dirres -tp dir/TransformParameters.0.R1.txt -def all
• 使用两个命令讨论结果：

vv cbct.mha --vf dirres/deformationField.mhd
vv --linkall cbct.mha --overlay ct.mhd cbct.mha --overlay dirres/result.mhd