3D Slicer es un software gratuito de código abierto para visualización, procesamiento, segmentación, registro y análisis de imágenes y mallas médicas y biomédicas en 3D, así como para planificar y navegar procedimientos guiados por imágenes. En esta práctica se segmenta un caso clínico de enfermedad de Perthes a partir de imágenes de TC, con el objetivo de obtener el fémur y la pelvis como estructuras separadas.

1 Cargar el estudio DICOM

Slicer organiza sus funciones en "módulos". Para empezar, usamos Import DICOM files y seleccionamos la carpeta con los archivos del estudio. Si hay varias series, elegimos la que contiene más imágenes y el filtro (Kernel) de partes blandas.

Pantalla de bienvenida de 3D Slicer con el panel de módulos y las vistas señaladas
Interfaz de 3D Slicer: panel de módulos y vistas.
Barra de herramientas de 3D Slicer con la opción Import DICOM Data
Herramientas DATA / DCM / SAVE e importación de DICOM.
Base de datos DICOM de 3D Slicer con la lista de pacientes y series
Selección del estudio y la serie en la base de datos DICOM.

Para desplazarnos por los cortes: la rueda del ratón, las flechas arriba/abajo o la barra deslizante de cada vista. El icono de sincronización (manteniendo Shift + clic izquierdo) referencia el mismo punto en las tres vistas.

2 Explorar con Volume Rendering

El módulo Volume Rendering permite visualizar el volumen en 3D directamente, útil para obtener una vista rápida del modelo y, en TC de baja resolución, como guía durante la segmentación manual. Activamos la visibilidad (icono del ojo) y seleccionamos un preset — los más habituales en traumatología son CT-AAA y CT-Bone.

Panel de Volume Rendering con el preset CT-Bone seleccionado
Panel Volume Rendering con el preset CT-Bone.
Renderizado 3D de la pelvis con el preset CT-AAA
Renderizado 3D con el preset CT-AAA.

3 Recortar el volumen de interés (ROI)

Para eliminar regiones que no interesan (por ejemplo, la camilla del TC), activamos Display ROI y ajustamos el rectángulo desde sus esquinas en las vistas 2D o 3D. Opcionalmente, el módulo Crop Volume genera un nuevo volumen recortado — muy útil con estudios de cuerpo completo y gran cantidad de datos.

Ajuste del rectángulo ROI sobre las vistas del TC en 3D Slicer
Ajuste del ROI para encuadrar la anatomía de interés.

4 Crear la segmentación

Ocultamos el renderizado y la ROI y accedemos al módulo Segment Editor. Existen múltiples formas de segmentar; el primer paso siempre es crear una segmentación vacía con la opción Add.

Botón Add para crear una nueva segmentación vacía en Segment Editor
Creación de una segmentación vacía con "Add".
Panel Segment Editor con el primer segmento creado
Segmento creado, listo para segmentar.

5 Segmentar con Threshold

La herramienta Threshold es la más habitual para iniciar la segmentación de tejidos duros. Permite definir un rango en unidades Hounsfield (HU) — de forma orientativa, un umbral superior a 160 HU — revisando la previsualización en las vistas MPR antes de pulsar Apply.

Panel de la herramienta Threshold con el rango de valores ajustado
Panel Threshold con el rango de intensidad definido.
Resultado 3D tras aplicar la herramienta Threshold, con vistas 2D en verde
Resultado en las cuatro vistas tras aplicar el umbral.

6 Limpiar con Islands

La herramienta Islands aísla o elimina objetos no conectados a la anatomía de interés:

  • Remove small islands: elimina pequeños fragmentos (por ejemplo, <100 vóxeles).
  • Keep largest island: conserva únicamente el volumen principal.
  • Remove selected island: elimina la estructura sobre la que hacemos clic (y todo lo unido a ella).
Con "Keep largest island" hay que prestar atención: puede borrar accidentalmente fragmentos de fractura no unidos al hueso principal.
Panel Islands con la opción Remove selected island seleccionada sobre el TC
Eliminación de una estructura no deseada con "Remove selected island".

7 Separar estructuras con Paint / Erase

Cuando el umbral no basta para separar dos huesos en contacto (por ejemplo, la cabeza femoral muy próxima al acetábulo, algo habitual también en fracturas de pilón tibial o meseta), se recurre a Erase con la opción Editable intensity range y el pincel Sphere brush, borrando de forma progresiva los vóxeles de contacto en las distintas vistas.

Panel Erase con Sphere brush y rango de intensidad editable activados
Herramienta Erase con pincel esférico y rango editable.
Detalle ampliado del borrado de vóxeles entre dos estructuras óseas
Detalle del borrado en la zona de contacto entre estructuras.

Una vez separadas, se usa Islands → Keep selected island haciendo clic sobre el fémur o la pelvis para aislar cada estructura. Si no se separan correctamente, se repite el borrado hasta completar la separación.

8 Duplicar con Logical Operations

Para trabajar el fémur y la hemipelvis por separado, se crea una segmentación vacía adicional y, desde Logical Operations → Add, se copia la segmentación original. El resultado son dos máscaras idénticas que se renombran como Fémur y Hemipelvis.

Panel Logical Operations con la operación Add entre dos segmentos
Operación "Add" para duplicar la segmentación original.
Resultado de la operación lógica con dos segmentos idénticos listos para separar
Dos copias idénticas, listas para aislar cada estructura.

9 Aislar fémur y pelvis

Sobre la segmentación Fémur, usamos Islands → Keep selected island haciendo clic sobre el fémur. Repetimos el mismo procedimiento sobre Hemipelvis.

Precaución: comprobar que la opción "Editable intensity range" está desactivada antes de hacer clic.
Fémur y pelvis segmentados de forma independiente en 3D Slicer
Fémur y pelvis, ya aislados como estructuras independientes.

10 Suavizar, recortar y exportar

Con Smoothing se suaviza cada segmentación (la opción Median es la más habitual; Closing rellena pequeñas cavidades internas). Con Scissors se recortan partes que no se necesiten (elimina todo lo que quede detrás del corte en la vista activa). Por último, se exporta el modelo a STL.

Herramienta Scissors recortando una zona del modelo 3D
Recorte de una zona del modelo con la herramienta Scissors.
Ventana de guardado de escena de 3D Slicer con los archivos STL y de segmentación
Exportación de los STL y guardado del proyecto.
3D Slicer guarda la información en múltiples archivos (volúmenes, segmentaciones, escenas, ROIs). La información mínima a conservar es la segmentación (.seg.nrrd) y el volumen (.nrrd); para simplificar, se pueden exportar primero los STL y después guardar el resto en un único archivo .mrb.
Resultado esperado: dos archivos STL independientes —fémur y pelvis— de la secuela de Enfermedad de Perthes, listos para edición o impresión 3D.
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