3D Slicer Tutorial en español. Parte 1

3D Slicer es un software para el manejo y visualización de imágenes médicas. Dado la gran acogida que ha tenido por la comunidad científica y la falta de recursos en nuestro idioma, he decidido crear este tutorial de 3D Slicer en español.

Dentro de este post, cubriremos lo básico con respecto al manejo de 3D Slicer y su interfaz. Además, como siempre, lo acompañaremos de un video explicativo que espero te sea de gran ayuda.

Este tutorial de 3D Slicer está orientado al manejo de la versión más reciente a la fecha Slicer 4.10. Aunque seguramente se podrá aplicar a versiones futuras, trataré de mantenerlo actualizado.

Requerimientos para 3D Slicer

Ningún tutorial de 3D Slicer puede iniciar si antes no tenemos un computador que cumpla con las características necesarias para su correcto funcionamiento. A continuación te describo cuales son los requerimientos de hardware para 3D Slicer.

• 4GB de memoria RAM o más. (8GB es recomendado)
• Tarjeta gráfica dedicada con soporte para OpenGL 3.2 como mínimo. Se puede utilizar una tarjeta gráfica integrada para la mayoría de visualizaciones, pero una tarjeta dedicada (Nvidia por ejemplo) es recomendada para el renderizado interactivo del volumen, especialmente en escenas complejas. (La mayoría de cálculos se realizan en el CPU, por lo que en general no suele afectar a la velocidad de manejo de la aplicación).
• CPU. Un procesador no más antiguo que 5 años tendrá un adecuado desempeño. Algunos procesos en 3D Slicer son multi-threaded, por lo que se recomienda un CPU multi core.
• Una pantalla con resolución mínima de 1024 x 768 (1280 x 1024 o más es recomendable).
• La interacción es mucho mejor con un ratón de 3 botones. También existe soporte para tableta gráfica, pantalla táctil y touchpad. (Compatibilidad con todos los headsets de realidad virtual OpenVr )
• Conexión a internet para acceder a los paquetes, datos de muestra y documentación.

Sistemas operativos compatibles con 3D Slicer

• Windows: Windows 10 con las últimas actualizaciones es recomendado. (Windows 10 Version 1903. Mayo 2019 es lo mínimo soportado). Aunque Windows 8.1 o 7 carecen de soporte por Microsoft y 3D Slicer no se ha probado para estas versiones, podría funcionar en algunos casos.
• MacOs: macOS High Sierra (10.13) o supeior. Se recomienda usar la versión más actualizada.
• Linux: Ubuntu 18.04 o superior.
• CentOS 7 o superior.

Si te interesa comprar un computador para odontología digital que funcione perfectamente con 3D Slicer. Te recomiendo mi articulo sobre ¿Qué PC comprar para Blender? Las características serán las mismas.

1. Tutorial de 3D Slicer. Instalación

Para descargar 3D Slicer puedes dar clic aquí.

Encontrarás varias opciones en esta página. Te recomiendo descargar la opción Stable Release correspondiente a tu sistema operativo para continuar con el tutorial de 3D Slicer.

Nota: Múltiples versiones de 3D Slicer pueden ser instaladas a la vez sin interferir entre ellas. Si tienes problema con alguna versión, te recomiendo la desinstales y pruebes la versión estable más reciente.

Windows

• Ejecute el instalador .exe y siga los pasos
• Busque y ejecute 3D Slicer desde el menú de inicio de Windows. (Elegir la versión correcta en caso de tener varias instaladas simultáneamente)
• Para desinstalar vaya a la opción Aplicaciones y características en el menú de inicio de Windows.

Mac

• Abra el archivo del instalador .dmg
• Arrastre la aplicación de Slicer.app a la carpeta Aplicaciones (O la ubicación de preferencia)
• Para desinstalar elimine la carpeta Slicer.app

Linux

• Abra el archivo tar.gz y copie el directorio a la ubicación de su preferencia.
• Los paquetes adicionales que se deben instalar dependerán de la versión y distribución utilizada.
• Abrir 3D Slicer utilizando el ejecutable Slicer
• Elimine el directorio para desinstalar

Para instalar utilizando el Homebrew de MacOS y conocer los paquetes necesarios en las distintas distribuciones de Linux, puedes visitar esta página

El proceso de instalación es bastante sencillo y similar a la mayoría de aplicaciones para cada sistema operativo. Puedes seguir las instrucciones del video tutorial de 3D Slicer en español que he dejado en la parte superior.

2. Tutorial de 3D Slicer. Conociendo la Interfaz

Ciertamente 3D Slicer es un programa complejo, con una basta cantidad de comandos opciones y configuraciones. Esto puede llegar suponer un problema y frustración para usuarios que están iniciando y que tal vez solo buscan una alternativa a los softwares de pago convencionales.

La mejor forma de aprender 3D Slicer, es cargando un volumen e invirtiendo un poco de tiempo explorando lo que hace cada comando. Sin embargo, por la manera en que está diseñado y a veces por limitaciones en el idioma, estas acciones “simples” pueden resultar imposibles o confusas.

Es por todo esto que este tutorial de 3D Slicer en español tiene el objetivo de facilitar la iniciación en este software y describir los comandos más básicos, que permitirán a cualquier usuario sacarle partido a este poderoso programa

Además, para hacerte la vida más fácil he creado esta guía de atajos de teclado GRATIS

La escena

Cada vez que abrimos 3D Slicer, se crea una escena. Esta escena es el contenedor de todos los elementos que pretendemos visualizar o manipular con el software.

Todos los datos de la escena, se pueden modificar, eliminar o almacenar para seguirlos usando luego. Estos datos pueden ser modelos STL, Volúmenes DICOM, Imágenes .PNG y un largo etc.

Cada vez que nos refiramos a la escena en este tutorial de 3D Slicer, hacemos referencia a este contenedor general.

Estructura general

3D slicer es un programa que está configurado con una arquitectura modular. Cada módulo tendrá sus propios comandos y paneles para la manipulación de los datos.

El módulo inicial por defecto es el Welcome to Slicer. Este permitirá configurar el programa y también cargar los archivos que deseamos utilizar. En esta pantalla inicial podemos encontrar:

Menú de la aplicación

• File: Permite cargar archivos a 3D Slicer (Add Data), descargar archivos de muestra (Download Sample Data), grabar el archivo actual (Save) y cerrar la escena para iniciar nuevamente (Close Scene).
• Edit: Presenta las opciones para configurar 3D Slicer (Application Settings), cortar (cut), copiar (copy) y pegar (paste) elementos de la escena.
• View: Permite mostrar u ocultar diversos elementos en pantalla como el Extensions manager para instalar nuevas funcionalidades, el panel del módulo, o la consola Python.
• Help: Aquí podrás acceder a documentación y publicaciones relacionadas con 3D Slicer.

Barra de herramientas

Esta sección provee acceso rápido a las herramientas más usadas. En el menú View / Toolbars se puede ocultar o mostrar distintas secciones que componen esta barra.

Entre las secciones más importantes destacan:

• Load/Save: Permite cargar archivos (Data), volumenes en formato DICOM (DCM) y guardar la información de la escena actual (SAVE).

• Module Selection: Su función es navegar entre los diversos módulos. Los módulos se pueden buscar con el module finder (ícono de lupa) o en el listado de módulos (botón desplegable). Esta sección también permite buscar un modulo en el historial (ícono gris), ir al módulo previo (flecha izquierda) o al siguiente (flecha derecha).

• Favorite modules: Aquí aparecerán los módulos más utilizados. Esta sección se puede personalizar desde el menú  Edit / Application settings / Modules / Favorite Modules. Solamente hay que arrastrar el módulo deseado a la sección de módulos favoritos.

Otras herramientas que aparecen en esta barra se cubrirán más adelante en este tutorial de 3D Slicer y en tutoriales futuros.

Panel del módulo

Este panel mostrará todas las opciones y comandos del módulo activo. Aunque por defecto se encuentra en el lado izquierdo de la pantalla, se puede arrastrar y ubicar en cualquier posición deseada.

• Data Probe: En la parte inferior del panel se encuentra esta casilla que muestra información de lo que señala el puntero dentro de las vistas.

Vistas

Los datos cargados en la escena se pueden presentar en distintas vistas. Dando clic en el botón de la sección Layout Selection en la barra de herramientas, es posible elegir una opción preconfigurada.

Por defecto 3D Slicer muestra la vista Four-Up. Pero una vez se cambia a otra opción, está se mostrará cada vez que se vuelva abrir 3D Slicer.

Barra de estados

Esta parte de la pantalla muestra información acerca del proceso que se está realizando. Dando clic en la X es posible desplegar la ventana de Error Log donde se registran todas las advertencias y errores.

3 . Tutorial de 3D Slicer. Cargar datos y archivos DICOM

Para comenzar a utilizar las herramientas de 3D Slicer, es necesario cargar información a la escena.

Esto se puede lograr desde el menú File, desde la sección Load/Save de la barra de herramientas, desde el panel del módulo Welcome to Slicer o simplemente arrastrado un archivo o carpeta sobre la ventana de 3D Slicer.

En cualquiera de los casos, disponemos de 2 opciones:

• Load DICOM Data: Que permite cargar archivos en formato DICOM (Imágenes médicas como volúmenes tomográficos).
• Load Data: Permitirá cargar archivos en otros formatos, como nrrd, STL, PLY, etc…

Si no dispones de archivos propios, en el botón Donwload Sample Data podrás descargar archivos de muestra para que puedas probar las funciones y herramientas de 3D Slicer. Solo debes elegir uno de la lista que aparecerá en el panel Sample Data.

Cargar Archivos DICOM

Ya sea arrastrando una carpeta o desde los botones de la aplicación, una vez importemos un volumen, se nos presentará la ventana DICOM Database del módulo DICOM.

Aquí los volúmenes se organizarán con una jerarquía común a este tipo de estudios, en este formato: Paciente / Estudio / Serie. Si hemos cargado una carpeta que contenga varios estudios o pacientes, todos aparecerán en el listado.

Es común encontrar varias series en un mismo volumen. En ese caso, normalmente deberemos seleccionar la que tenga un conteo (count) más alto. Esto significa que tiene múltiples cortes y que seguramente sea la serie que contenga el volumen completo.

Luego de seleccionar la serie correcta, le daremos clic al botón Load y podremos visualizar el volumen.

Dentro de este módulo se encuentra el botón Import DICOM files, que permitirá cargar más estudios dentro de la base de datos. Solo es necesario seleccionar la carpeta adecuada.

Visualizar el volumen tomográfico

Ahora que ya hemos cargado el volumen, veremos como usar 3D Slicer para visualizar esta información.

Tres vistas se muestran por defecto en la pantalla inicial. Estas contienen cortes ortogonales del volumen, de modo que la vista roja muestra los cortes Axiales, la verde los coronales y la amarilla los sagitales. Sin embargo, cualquier orientación es posible en estas vistas 2D.

Cada casilla tiene una serie de controles, que se despliegan al colocar el ratón sobre el ícono de pin en la esquina superior izquierda. (Se puede mostrar u ocultar los controles dando clic en este ícono).

El módulo View Controllers permite visualizar los mismos campos para todas las vistas en un panel completo.

Controles

• Restablecer Vista: Centra el corte y restablece el zoom para adaptarse al corte actual.
• Slider: Permite navegar por el volumen según la orientación de los cortes. Por defecto, la distancia entre cortes se configura automáticamente según la resolución. (También se puede navegar utilizando las flechas izquierda y derecha del teclado alfanumérico)
• Posición del corte: Indica la ubicación del corte actual, considerando que 0 es el corte intermedio.
• Más opciones: Despliega un menú adicional, con controles como opacidad de la capa, modo de fusión, campo de visión y espaciamiento, etc…
• Enlazar vistas: Sincroniza las propiedades de la vista actual hacia todas las demás. De este modo, el zoom, opacidad o el volumen activo se modificará en todas las vistas simultáneamente. Al mantener presionado este botón aparece la opción Hot Linked, que define si la actualización será inmediata o al soltar el ratón.
• Mostrar en 3D: Este ícono de ojo permite mostrar la vista actual en el 3D View. Se actualiza tanto en zoom como en posición en base a las propiedades de la vista actual. (También se puede activar con la tecla V).
• Orientación de la vista: Permite elegir la orientación para la vista actual.
• Volumen de fondo: Permite seleccionar el volumen que se mostrará en esta vista. En la sección más opciones se puede seleccionar un volumen frontal también y comparar los dos cambiando la opacidad.
• Serie activa: Indica el nombre del volumen que se muestra y la opacidad en caso del volumen frontal (B: para volumen de fondo y F: para volumen frontal).

Navegar dentro de la vista

Para terminar este tutorial de 3D Slicer, solo nos falta saber como navegar dentro de cada una de las vistas del volumen.

Para desplazarnos por los cortes basta con girar la rueda del ratón, o utilizar el slider, o las flechas izquierda y derecha como se mencionó antes.

El contraste y brillo se pueden cambiar utilizando la herramienta Adjust Window en la sección Mouse Interaction de la barra de herramientas. Una vez seleccionada, solo es necesario hacer clic sobre la vista y arrastrar el ratón. El brillo y contraste cambiarán en todas las vistas simultáneamente.

Una forma más cómoda de navegar es activando las líneas de intersección para cada corte. Para ello es necesario activar la opción Slice intersections en el menú desplegable que se encuentra junto al ícono Toggle Crosshair (ícono de cruz).

Esta función activará una serie de líneas que representan a cada corte, al navegar a través del volumen en cualquiera de las vistas, las líneas se actualizarán instantáneamente.

Para mover todas las vistas a una misma sección, basta con mantener presionada la tecla Shift y mover el ratón sobre cualquier vista.

También es recomendable activar la visibilidad en el 3D View para cada vista. Esto nos mostrará de una manera bastante clara como se están desplazando los cortes mientras navegamos.

Consejos finales

Con esto terminamos esta primera parte del tutorial. En la segunda parte analizaremos temas del 3D View y el renderizado del volumen. Espero esta información sirva de guía para iniciar con este magnífico software y que poco a poco estos posts se conviertan en un manual de 3D Slicer para la comunidad latina.

Si tienes comentarios o preguntas, no dudes en dejarlos aquí abajo y si estás interesado en aprender a diseñar guías quirúrgicas con 3D Slicer, no dudes en revisar mi curso aquí abajo.↓↓↓↓↓↓