Cortador 3D

3D Slicer ( Slicer ) es un paquete de software libre y de código abierto para el análisis de imágenes ^{[ 1 ] [ 2 ]} y la visualización científica . Slicer se utiliza en diversas aplicaciones médicas , como autismo , esclerosis múltiple , lupus eritematoso sistémico , cáncer de próstata , cáncer de pulmón , cáncer de mama , esquizofrenia , biomecánica ortopédica , EPOC , enfermedades cardiovasculares y neurocirugía . ^{[ 3 ]}

3D Slicer es un software libre de código abierto (licencia tipo BSD) que constituye una plataforma flexible y modular para el análisis y la visualización de imágenes. 3D Slicer se ha ampliado para permitir el desarrollo de herramientas de procesamiento tanto interactivas como por lotes para diversas aplicaciones. ^{[ 4 ]}

3D Slicer ofrece registro de imágenes , procesamiento de DTI (tractografía por difusión) , una interfaz para dispositivos externos que brindan soporte para guía de imágenes y renderizado de volumen con GPU , entre otras capacidades. 3D Slicer tiene una organización modular que permite agregar nuevas funcionalidades y proporciona varias características genéricas.

Las capacidades de visualización interactiva de 3D Slicer incluyen la posibilidad de mostrar cortes de imagen con orientación arbitraria, crear modelos de superficie a partir de etiquetas de imagen y renderizado volumétrico acelerado por hardware. 3D Slicer también admite un amplio conjunto de funciones de anotación ( marcas de referencia y widgets de medición, mapas de color personalizados).

Las capacidades de Slicer incluyen: ^{[ 5 ]}

• Manejo de imágenes DICOM y lectura/escritura de diversos formatos.
• Visualización interactiva de imágenes volumétricas de vóxeles , mallas poligonales y representaciones volumétricas.
• Edición manual
• Fusión y corregistro de datos mediante algoritmos rígidos y no rígidos.
• Segmentación automática de imágenes
• Análisis y visualización de datos de imágenes por tensor de difusión
• Seguimiento de dispositivos para procedimientos guiados por imágenes.

Slicer está compilado para su uso en múltiples plataformas informáticas, incluyendo Windows , Linux y macOS .

Slicer se distribuye bajo una licencia BSD , gratuita y de código abierto. Esta licencia no impone restricciones al uso del software en proyectos académicos o comerciales. Sin embargo, no se garantiza que el software sea útil para ninguna tarea en particular. Es responsabilidad exclusiva del usuario asegurar el cumplimiento de las normas y regulaciones locales. Slicer no ha sido aprobado formalmente para uso clínico por la FDA en Estados Unidos ni por ningún otro organismo regulador.

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  Renderizado de volumen acelerado por hardware con OpenGL.
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  Módulo ProstateNav para biopsia de próstata asistida por robot guiada por resonancia magnética.
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  Izquierda: Renderizado 3D. Derecha: Sistema de RM abierto.
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  Visualización de algunas regiones de interés (ROI) basadas en atlas que corresponden a los principales tractos de fibras anatómicas. El atlas se proporcionó como parte de la descarga de DTI Studio .
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  Datos de alta resolución adquiridos con un imán de 3 teslas y procesados ​​posteriormente mediante un procedimiento de seguimiento automatizado.
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  Generación de atlas de sustancia blanca de alta dimensión y análisis de grupos: resultado de la segmentación automática de nuevos sujetos.
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  Modelado específico para un paciente con cardiopatía congénita.
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  Izquierda: Modelo tridimensional de las subdivisiones del músculo elevador del ano, incluyendo el hueso púbico y las vísceras pélvicas. Derecha: El mismo modelo sin el hueso púbico.
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  Parcelaciones corticales derivadas de imágenes SPGR obtenidas de un paciente con tumor.
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  Localización intraoperatoria mediante imágenes de resonancia magnética intraoperatoria y el software 3-D Slicer.

Slicer comenzó como un proyecto de tesis de maestría entre el Laboratorio de Planificación Quirúrgica del Hospital Brigham and Women's y el Laboratorio de Inteligencia Artificial del MIT en 1998. ^{[ 6 ]} La versión 2 de 3D Slicer se ha descargado miles de veces. En 2007 se lanzó una versión 3 de Slicer completamente renovada. La siguiente refactorización importante de Slicer se inició en 2009, que cambió la interfaz gráfica de usuario de Slicer de usar KWWidgets a Qt . La versión 4 de Slicer habilitada para Qt se lanzó en 2011. ^{[ 7 ]} Hasta 2022, Slicer 4 había sido descargado más de un millón de veces por usuarios de todo el mundo. ^{[ 8 ]}

El software Slicer ha permitido una variedad de publicaciones de investigación , todas dirigidas a mejorar el análisis de imágenes. ^{[ 9 ]}

Este importante proyecto de software ha sido posible gracias a la participación de varias iniciativas a gran escala financiadas por los NIH , incluidas las comunidades NA-MIC, NAC, BIRN , CIMIT, Harvard Catalyst y NCIGT. El apoyo financiero proviene de diversas fuentes federales, como NCRR , NIBIB , NIH Roadmap, NCI , NSF y el Departamento de Defensa .

La plataforma Slicer ofrece funcionalidades para la segmentación, el registro y la visualización tridimensional de datos de imágenes multimodales , así como algoritmos avanzados de análisis de imágenes para imágenes por tensor de difusión , resonancia magnética funcional y radioterapia guiada por imágenes . Admite formatos de archivo de imagen estándar y la aplicación integra capacidades de interfaz con software de investigación biomédica.

Slicer se ha utilizado en diversas investigaciones clínicas . En la investigación de terapia guiada por imágenes, Slicer se usa frecuentemente para construir y visualizar conjuntos de datos de resonancia magnética disponibles antes y durante la cirugía, lo que permite obtener coordenadas espaciales para el seguimiento de instrumentos. ^{[ 10 ]} De hecho, Slicer ya ha desempeñado un papel tan fundamental en la terapia guiada por imágenes que puede considerarse que ha crecido junto con este campo, con más de 200 publicaciones que hacen referencia a Slicer desde 1998.

Además de producir modelos 3D a partir de imágenes de RM convencionales, Slicer también se ha utilizado para presentar información derivada de fMRI (que utiliza RM para evaluar el flujo sanguíneo en el cerebro relacionado con la actividad neuronal o de la médula espinal ), ^{[ 11 ]} DTI (que utiliza RM para medir la difusión restringida del agua en el tejido analizado), ^{[ 12 ]} y electrocardiografía . ^{[ 13 ]} Por ejemplo, el paquete DTI de Slicer permite la conversión y el análisis de imágenes DTI. Los resultados de dicho análisis se pueden integrar con los resultados del análisis de RM morfológica , angiogramas de RM y fMRI. Otros usos de Slicer incluyen paleontología ^{[ 14 ]} y planificación de neurocirugía. ^{[ 15 ]}

Existe una comunidad activa en el servidor Discourse de Slicer . ^{[ 16 ]}

La Orientación para Desarrolladores de Slicer ofrece recursos para desarrolladores nuevos en la plataforma. El desarrollo de Slicer se coordina en el foro Slicer Discourse, y un resumen de las estadísticas de desarrollo está disponible en Ohloh. ^{[ 17 ]}

3D Slicer se basa en VTK , una biblioteca gráfica basada en pipeline ampliamente utilizada en visualización científica, e ITK , un framework ampliamente utilizado para el desarrollo de segmentación y registro de imágenes . En la versión 4, la aplicación principal está implementada en C++ , y la API está disponible a través de un envoltorio de Python para facilitar el desarrollo y la visualización iterativos y rápidos en la consola de Python incluida. La interfaz de usuario está implementada en Qt y puede extenderse utilizando C++ o Python. ^{[ 18 ]}

Slicer admite varios tipos de desarrollo modular. Se pueden escribir interfaces personalizadas totalmente interactivas en C++ o Python. Los programas de línea de comandos en cualquier lenguaje se pueden encapsular mediante una especificación XML ligera , a partir de la cual se genera automáticamente una interfaz gráfica.

Para los módulos que no se distribuyen en la aplicación principal de Slicer, existe un sistema que permite compilarlos y distribuirlos automáticamente para su descarga selectiva desde Slicer. Este mecanismo facilita la incorporación de código con requisitos de licencia diferentes a la licencia permisiva de estilo BSD utilizada para el núcleo de Slicer.

El proceso de compilación de Slicer utiliza CMake para compilar automáticamente las bibliotecas prerrequisito y opcionales (excepto Qt). El ciclo de desarrollo principal incorpora pruebas automáticas, así como compilaciones incrementales y nocturnas en todas las plataformas, supervisadas mediante un panel de control en línea.

El desarrollo de Slicer se gestiona principalmente a través de su repositorio de GitHub. ^{[ 19 ]}

• VTK
• ITK
• CMake
• Paquete C
• Pitón
• Nrrd
• MRML
• IGSTK
• Qt

• Analizar
• GIMIAS
• Lista de paquetes de software libre y de código abierto
• Imitaciones

1. ^ Para obtener una lista de publicaciones que citan el uso de Slicer desde 1998, visite: slicer.org. Archivado el 29 de marzo de 2016 en Wayback Machine.

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