CTAn使用手册(版本1.10)目录1.引言22.程序的首次启动23.设置参数34.打开文件44.1.切面图像窗口84.2.数据集栏124.3.投影栏135.图像查看模式：摘要165.1.调色板栏166.原始图像查看模式176.1.轮廓栏186.2.最大强度投影(MIP)206.3.量角器工具216.4.手动测量工具227.兴趣区域查看模式257.1.“保存兴趣区域为数据集”功能307.2.ThereferencelevelROItool318.二元图像查看模式338.1.柱状图栏339.形态测量计算查看模式409.1.分析栏4010.自定义处理查看模式5010.1.插件程序栏5110.2.批处理模式5411.印制报告57附录：60附录A：用户自定义插件说明61附录B：CTAn的命令行格式79附录C：CTAn手册中用到的专业词汇表801.引言CT-分析者(CTAn)利用SkyScanMicro-CT扫描所得的数据图像集，分析得到定量参数和构建视觉模型。
2.程序的首次启动CTAn程序不需要安装，是一个绿色软件，在任何目录或者网络硬盘上直接启动“CTAn.exe”即可运行，首次运行需要拥有管理员的权限输入license，以后运行没有此限制，根据输入的license，程序分为以下几种工作模式：示范模式：缺少一些功能；30天限制(当前版本全部功能30天使用限制)；无限制；要获得一个有限或者全功能的license需向SkyScan注册此程序，需将以下个人信息mail到info@skyscan.be：用户名；组织名称；程序认证码(在下载并第一次运行CTAn时能看到此信息)在这些数据的基础上，你会收到SkyScan的license文件“CTAn.lic”，此文件需与“CTAn.exe”放在同一目录，运行CTAn将出现一个对话框，要求输入你的个人信息和程序认证码，对应输入即可，以后运行CTAn将不再要求输入。
请妥善保存您的个人信息及认证码，当程序检查license或者安装CTAn到其他电脑时，需要重新输入此信息。
你可以在Help/AboutCTAn对话框中看到程序认证码（ProductID）和程序版本信息。
下载升级CTAn和CTVol不需再次激活程序，只需覆盖“CTAn.exe”文件即可。
但是此时About窗口中的ProductID已经不同于原始程序ID，所以不能用于其他电脑CTAn程序的安装。
上面项打勾后，需要以管理员的身份重新运行程序，并重新输入用户名称、序列号等信息，完成后，任何用户都被许可运行CTAn程序而无需管理员身份。
3.设置参数要改变程序参数，调整CTAn设定选项以适合特定应用，点击File/Preferences，打开参数选择窗口，几个标签页中有许多的设置和选项，如下：选项卡简述：●常规选项卡：2维和3维参数测量的输出选项，包含名称、单位、标记法和报告文件的扩展名等；其他选项支持导入的不同图像格式；JPEG的压缩级别。
●动画：此栏可以调节视频显示和输出AVI文件的动画播放速度。
●兴趣区域：包含选择的兴趣区域（ROI）的默认形状－正方形或圆形；保存兴趣区域数据集的尺寸选项；加载ROI（.roi）文件的选项（详见第8章）。
●直方图：此选项卡用于骨密度（BMD）的校准。
请注意，其他非骨物质的BMD也可以在此校准（详见第9章）。
●体积：CTAn中所建3维模型的分辨率水平，当然，分辨率的瓶颈取决于显卡配置。
●工具：在此输入SkyScanCTVol程序路径，以便自动打开在CTAn中创建的3维模型。
●目录：在此指定临时文件目录和用户自定义的插件目录（详见第11章）.●高级：选项包括：（a）三维模型的表面渲染算法；（b）行间距平均的截取长度（MIL）和各向异性分析；（c）三维形态运算的多种选项；等等。
4.打开文件程序支持三种类型的文件(BMP,JPG,TIFF)，但这三种类型并不都能进行分析：BMP-文件：所有bmp类型的文件均可打开查看，但只有1位（单色）和8位的图像才能用于分析；JPG-文件：所有jpg类型的文件均可打开查看，但只有8位（灰色）的图像能用于分析；TIFF-文件：程序只支持查看和分析SkyScan设备和软件产生的8位和16位图像。
彩色图像CTAn可以打开RGB格式的BMP或JPG图像，但是不能执行分析功能，须转换为灰度格式图像，才可以进行分析。
(详见下面的4.1节)不同位深度的图像：在打开16位的TIFF图像时，CTAn会出现转换16位图像到8位图像对话框，跟据直方图的亮度选择转变成8位图像的灰度范围，并提供预览。
可以用键盘输入亮度限制的范围。
默认情况下，此范围映射亮度的指数。
如果该文件包含密度校准信息，可以指定亮度范围为Hounsfield单位。
按下“Apply”按钮可以使选择的范围实时的显示在直方图上，按下“OK”就使选择的参数生效并执行转换。
要激活此选项，点击File/Preference，在Advanced标签页中选择激活Cacheimages。
在命令行中指定完整的路径和数据集（参阅附录A）。
这种模式一般用于程序调用或文件批处理（BAT）。
此操作将打开一个CTAn程序实例并自动打开指定的数据集。
在CTAn程序中使用open菜单打开数据图像集。
要打开数据集文件，在CTAn菜单中选择命令File/Open….Ctrl+O,在打开的对话框中除标准功能外，CTAn还提供了一些额外并实用的功能，选定的图像可以在预览区显示预览，控制预览开关可以打开或者关闭预览。
如果想加载特定类型的文件，可以在“文件类型”菜单框中选择特定类型，这样，选择的类型显示，而其他类型将全部隐藏。
“Openas”下拉式菜单框中可以选择打开图像的两种模式：1.Dataset，此模式将自动载入整个数据集图像文件；2.Singlefile，此模式只打开选择的一个图像文件。
“Resizeby”开关控制图像的缩放，如果不选择此开关，CTAn打开的图像为原始尺寸，如果选择此开关，CTAn打开的图像为原始尺寸的1/X(X为选择的数字)。
新的尺寸会在此开关下方显示。
缩小图像尺寸会减少分析处理的数据量，加快分析处理速度。
要进行此设置，选择File/Preferences…，在Advanced选项中选择Cacheimages项即可。
对于一个已经打开的数据集，选择缓存图像选项后，必须重载此数据集才能激活此数据集的缓存功能。
缓存选项只对下列文件类型有效：BMP(1位和8位)，TIFF(8位和16位)，JPG(8位)。
为了避免临时文件目录所在的硬盘空间紧张，您可以指定此临时目录的路径，点击File/Preferences，到Directories标签页中设置“Temporaryfiles“为您指定的目录即可。
4.1.不同格式图像转换在“general”选项卡中，可选择输入图像可以转换的格式类型，见下图红色框部分：RGBtogray:这项提供了RGB彩色图像转换成灰度图像的功能，因为只有灰度图像才能在CTAn中进行分析。
彩色转换成灰度的选项为：●No:无转换●Luminance:从RGB的加权平衡值计算一个灰度像素值的比例：R:G:B–0.2126:0.7152:0.0722.●Redchannel:仅采用红色通道值的灰度值●Greenchannel:仅采用绿色通道值的灰度值●Bluechannel:仅采用蓝色通道值的灰度值原始数据文件类型：Raw使用“RAW”数据类型，可以打开非SkyScan格式的数据集，如下所示：在“Fileoftype”中可以选择“Rawdata”，这样，就可以打开非SkyScan格式的文件。
原始数据文件(RDF)可能包含单组或者多组文件(如果文件有一个四位数的后缀).对于一个多组的RDF，Z位置来自于四位数的后缀。
导入非SkyScan格式数据集，需在“importrawdata”窗口中选择各项参数：●Datatype[数据类型](integer,floatingpoint,etc.)●Byteorder[字节顺序]littleendian(WIN)[Windows中小字节开头]/bigendian(MAC)[苹果系统中大字节开头]参考维基百科：/wiki/Endianness●Headersize,inbytes[头大小，以字节为单位]●Pixelsize,inmicrons[像素尺寸，以微米为单位]●Imagewidthandheight(pixels)[图像宽度和高度（像素）]●“Majorandminorvalue”:[较大和较小值]这些都是最低和最高的灰度值，默认情况下，这些被定义0到255对应8位格式，对于不同数据集的灰度级的位深度，必须指定最大和最小值。
●Zsize,spacingandorigin:[Z尺寸、间距和起点]用于必须指定单一组RDF的Z尺寸，Z轴间距和Z原点。
单一组RDF的Z位置由以下公式获得：Zpos=Zorg+Zsp*n(where0<=n 在菜单栏中，将出现一个包含原始图像控制命令按钮的子菜单，这些命令也可以通过在原始图像上点击右键获得。 命令的菜单图像：查看上面的图像；↑，向上滑动鼠标滚轮查看下面的图像；↓，向下滑动鼠标滚轮放大图像；Shift+向上滑动鼠标滚轮缩小图像；Shift+向下滑动鼠标滚轮图像大小适合窗口；查看图像真实尺寸（图像的像素映射为一个屏幕像素）；打开测量工具，可以手动测量直线距离，角度等并可保存为文件此模式中可在图像上按住鼠标左键来拖放并选择查看图像的位置点击File/Preferences，在Animation标签页，可以设定动画播放速度。 但是设定的动画速度并不一定都能达到，对于尺寸非常大的图像，内存会限制此速度并低于设定值。 在此窗口会显示图像的信息：路径，文件名，文件尺寸，像素尺寸，图像宽度，图像高度以及在数据集中的Z位置。 你可以通过点击“change”按钮，改变像素尺寸用于进行形态测量。 （如果你保存了一个兴趣区域数据集，像素尺寸会改变）如果文件的路径太长而不能完全显示，把鼠标光标移动到路径上，根据光标的工具提示会出现完整的路径。 你可以通过按住“shift”键并滑动鼠标滚轮来改变原始图像显示的放大倍率（即放大和缩小），在改变原始图像的放大倍率后，其他查看模式（如兴趣区域，二元图像模式和已处理图像模式）会采用与原始图像相同的放大倍率并保持与原始图像的显示区域相同。 在上面菜单栏的右侧有一个手型按钮，点选此按钮后，通过在原始图像按住鼠标左键可以控制对图像的移动，以在窗口显示你想要的区域，再次点击手型工具可以取消此功能。 4.3.数据集栏数据集栏显示了原始图像文件列表，通过↑,↓键或者对数据集左边的滑块拖动可以实现图像文件之间的选择切换。 点击此项设定兴趣范围的顶部。 点击此项设定兴趣范围的底部。 点击此选项将打开一个选择对话框，或者在“direct”标签页中指定顶部和底部图片，或者在“analytic”标签页中设定预设的偏移量和兴趣区域的高度。 对选定的兴趣区域范围图像进行动画播放。 打开一个图像属性窗口。 在图像列表的右侧有两个滑块控制兴趣区域图像的范围，许多操作，例如动画播放、图像分析等，都只能应用于选区内的图像，双击两个滑块之间的蓝色垂直条，会出现以下窗口：在此可以手动选择兴趣区域的垂直范围或者点击“SelectAll”恢复到整个范围选择。 4.4.投影栏在SkyScan设备创建的图像数据集中，有一个名字结尾为“_spr”的投影图，在CTAn程序中加载数据集后，对应的投影图会显示在程序窗口左上侧的投影栏中，在此投影图上点击右键，会出现一个子菜单，各项功能如下：显示全部区域–完整显示投影图，不做任何修改；突出工作区外的区域–用绿色突出数据图像集外的区域；突出没有选择的区域–用绿色突出选择区域外的区域范围；显示垂直标尺–显示或者隐藏垂直标尺；显示水平标尺–显示或者隐藏水平标尺。 投影图中的红线标示了当前显示的原始图像在数据集中的位置。 如果在投影图中新的位置双击鼠标左键，红线会移动到此位置，并且在工作区显示的原始图片会变成距离此线最近的一张。 在投影图和原始图像中，通过点击鼠标左键（选择起点），然后拉动到新的位置（选择终点）可以进行两点的距离测量，此时会出现一条直线，并显示标尺图标和一个距离值，单位为像素（pixel），松开鼠标左键，测量工具消失。 术语表：Nomenclature:选择二维及三维参数的名称和符号术语表，可选择“BoneASBMR（美国骨矿学会）”或“GeneralScientific（通用科学）”。 单位：Unit:在此选择二维和三维测量的单位，可选microns（微米），millimeters（毫米），inches（英寸）或pixels（像素）。 计数法：Notation:选择科学计数法，将使用保留小数点后四位的格式，例如1.2345E-001，或者使用保留5位小数格式，如e.g.0.12345。 显示图片内部位置：Showpositioninsideimage：激活此选项后，鼠标在原始图像中任何一点，都会显示此时光标所在位置的二维坐标。 图像原点：ImageOrigin:设置图像坐标原点(0,0XY位置)在图像左下角或在图像中心。 轮廓线：Profileline:设置“rawimages”模式下，轮廓线功能启动时默认轮廓线为垂直或水平，无论何种设置，默认轮廓线都在图像中心位置。 JPEG质量指标JPEGqualityfactor:当使用原始图像创建一个兴趣区域数据集（或切面图，或MIP图）时，可以保存为bmp或者jpeg格式。 此值间接表示了图像压缩和损失的程序。 (小于100%表明损失了一些图像数据信息)显示图像内部位置勾选此项，当鼠标在图像范围内时，将显示鼠标所在的图像坐标位置。 4.5.调色板栏调色板栏可以改变图像显示的外观和颜色，但并不改变图像的信息，可用于图像的查看。 点击“”图标可使图像反相，在右边的下拉菜单中，可以选择original（初始），Grayscale（灰度）以及两个Corlor（彩色）图像显示模式，并可调节亮度及对比度。 鼠标左键双击颜色查找表，亮度和对比度归零。 5.CTAn分析的五大结构：总结CTAn分析有五个阶段，这五个模式按钮顺序的配列在菜单栏中。 1.原始图像模式2.兴趣区域模式3.二元化图像模式4.图像处理（计算）模式5.自定义处理模式打开一组数据集后，在菜单栏展现的各个模式外观。 在“view”菜单中，同样可以看到五种模式：五个模式及几个工具功能如下：切换到其中一种模式后，在数据集栏顶部会出现相应的选项卡。 请注意，用Alt+数字来切换各个模式非常实用，尤其在二元化模式中，需要在1和3之间进行频繁切换来进行阈值，在下面章节中，将详细介绍以上的5个模式。 6.实时三维体积方式观察6.1.准备工作–在CTAn中进行三维模式前，需检查两个硬件指标在运行SkyScan两个软件－CT-Analyser和CT-Volume前，需进行以下准备工作。 1.打开控制面板中的设备管理器，查看显卡驱动是否已安装，如果已安装，确认升级了最新驱动。 2.然后转到“preferences“中的“volume”选项卡，点击“maximumdimensionoftexture”。 点击顶部菜单栏中的按钮启动此模式（红色圈中按钮）：点击后，将显示以下进度条：随着建模窗口打开，首先应该切换到二元化模式调节阈值（如下图），通过阈值选出的部分为白色。 其余均不可见。 此外，有几种模型方式可以选择，如体积模式、衰减模式、MIP（最大强度投影）模式。 模型也可以通过反相（阴阳按钮）按钮来控制反相。 鼠标左键和右键拖放可控制模式位置：●左键拖放可控制模型旋转；●鼠标右键拖放控制三维模型的远近：鼠标向屏幕中心拖放，目标向远处移动（缩小），鼠标拖离屏幕中心，目标靠近用户（放大）。 6.2.1.三维体积模式窗口按钮自右向左：从左到右三种观察模式：OVR(体积模式),ATN(衰减图像)和MIP(最大强度投影)，样品为蜗牛壳，ATN图像使用了伪彩色。 显示的边框可以通过Shift+鼠标左键拖放来剪切图像，按住Shift键，点击边框的平面，边框的某个面变成红色，拖放鼠标可以控制此红色面剪切三维模型。 类似方法用于剪切框。 （上图）7.原始图像查看模式在此模式中，下列功能可用：File/Export/toAVI-file–此命令将把选择的兴趣区域图像输出成AVI格式动画，压缩需安装在您系统中的视频编解码器，在确定输出的AVI文件名后，出现如下对话框：从下拉清单中选择一个视频编码以及压缩质量，点击OK即可。 注意：不是所有编码都可用，这取决于您系统中是否安装此编码器，推荐使用MicrosoftVideo1和CinepakCodecbyRadius（两种编码的压缩质量均需设置100％）。 如需设置AVI播放速度，点击File/Preferences/Animation，设置ExporttoAVI的每秒播放帧数。 6.1.profile栏Profile栏提供了诸如强度线轮廓；图像纵向剖切；最大强度投影等功能。 要激活此功能，点击红色圈中按钮即可。 激活轮廓栏后，图像中间会出现一条红线，也可以通过按住鼠标左键拖动来定制对数据集进行剖面的直线。 直线起点是一个小圆圈，在小圆圈上按住鼠标左键拖动可以调整此直线的角度及长度。 在轮廓栏中轮廓曲线图的上方的两个剪刀图标功能如下：切片模式的参数可以在出现的对话框中设置。 如背景色（black和white），切片间隔（Slicespacing），切片数量（Numberofslices）。 点击“OK”后执行程序会生成一组切片图，在窗口中滑动下方的滑块，查看不同位置的切片，且对应原始图中参考线位置。 MIP更像是一个最大透射图像，可以直观的显示被低密度物质包围的致密结构。 MIP选项：在“Projectionview”中，可以选择“horizontal（水平）”“alongprofile（沿线）”，选择“alongprofile”时，会多出一个“depth”（深度）选项，深度越小，选择区域厚度越小，单位为像素切片。 下面的例图分别是微孔渗透（Microfil-infiltrated）肾的扫描图在x方向(水平),y方向(垂直)和z方向(垂直于截面图)平面的MIP图像。 (1)截面图(2)X方向平面（水平面，alongfile）的MIP(3)Y方向平面（垂直面，alongfile）的MIP(4)X方向平面（”horizontal”）的MIP7.3.量角尺工具方法见下节。 7.4.手动测量工具设置窗口，可在图像中进行角度测量；线测量及路径测量。 角度测量：在图像中按住鼠标左键（形成圆心），由于水平线为一条基准线，随着鼠标的拖动和转动，另一条线与水平线的夹角即为测量结果。 两点间的距离值。 路径测量：在图像中按住鼠标左键并移动鼠标，鼠标所经过的轨迹的总长度即为路径测量的结果。 测量窗口中分别有Angle/Line/Path标签页，分别对应以上三种测量功能，在进行每一次测量后，点击Add会添加测量结果到记录清单，如果”Autofill”按钮被激活，每次测量记录都会自动添加，”Clear”会清除所有清单记录，”Save”会保存清单记录为TXT文本文件。 ”Close”关闭测量工具。 8.兴趣区域查看模式转移到兴趣区查看模式，可以勾画数据图像的兴趣区域选区（如想使用默认兴趣区选择，请跳过此步），在兴趣区类型的下拉菜单中，共有7种类型选择：兴趣区域模式页面中，数据集栏内的每个图像都有一个表示兴趣区类型的图标，加载的数据集图片默认显示插值兴趣区域。 数据集图片的默认兴趣区是和图片等大的矩形区域，点击File/Preferences，在RegionofInsterest标签页中设置默认兴趣区域为矩形或者圆形。 术语说明：兴趣区域（ROI）指在一张单独图像中选择的区域，或固定形状或手绘。 兴趣集（VOI）指所有选择图像的兴趣区域集合，并定义了将执行模型重建和形态计算程序的子集。 调整兴趣区域：对于前四种规则形状，用鼠标调整周围的四个点即可。 椭圆形ROI多边形(手绘)ROI在图像中拖放兴趣区域的同时，状态栏的左下角会显示ROI的相对位移（”ROIoffset”）。 在ROI页面，按住鼠标左键在图像上拖动，即可手绘ROI，释放鼠标后，选区自动形成。 点击（编辑多边形ROI）工具，多边形选区周边显示节点，可以通过插入、移动、移除节点等操作来修改多边形ROI形状。 兴趣区域的编辑包括以下命令：二元化模式中选择的阈值，和垂直方向的兴趣区域（ROI）可保存为后缀名为roi的文件中，加载roi文件，这两个选择和设置会自动恢复，要做到这样，点击“file”/“Preferences”，选择“RegionofInterest”选项，把“restorebinaryselection”和“Restoreviewofinterest”选项勾选即可。 如果勾选了“Promptonload”，那么在打开ROI文件的时候，会出现一个选项窗口：“Restoreviewofinterest”选项包含垂直方向的兴趣区域选择（上下边界之间），“Restorebinaryselection”选项包含了二元化模式的阈值选择。 上图的“Saveimages”中，应选择“toaccumulatedROIbounds”，这样依据ROI保存新数据集的时候，图像和数据量会大大减小，后期处理会更加快捷和简便。 注意：在CTAn中，通过shift+F1组合键打开快捷键窗口，里边列出了CTAn中所有快捷键功能。 “editpolygonalROI”按钮可以对边界实现微调，点击后，已选的多边形边界布置了密集的调节点，用鼠标左键拖放可以调节点的位置，也可以通过在已有的点上点击右键，选择删除调节点，或者在没有调节点的边界，点击右键选择插入点，并进行位置调节。 7.1.“savenewdatasetfromROI”功能此功能允许依据兴趣区域，创建一个新的数据集，这样新的数据集图像会更小，处理起来会更加方便和快捷。 注意在自定义处理模式：当在自定义处理模式或者使用BatMan进行数据处理时，推荐使用由兴趣区域所保存的新数据集，因为自定理处理模式本身就需消耗更大的系统资源，所以处理的数据集越小，对系统造成的负担越小。 由兴趣区域保存新的数据集意味着创建更小的数据处理，意味着相同兴趣区域更快的处理结果，尤其在用户自定义模式或者BatMan程序中。 保存新的数据集窗口中，选项包含“Smooth”平滑图像边界，图像旋转，以及背景颜色的选择等。 7.2.兴趣区域工具参考在一些应用中，垂直的兴趣体积（VOI），也就是上限和下限中的图像，需要由一个有固定特征的部位来参考定位。 如在骨生物学中，扫描了啮齿类动物的股骨，末端为膝盖，靠近膝盖骨为股骨的生长板（软骨），股骨末梢距离生长板一小段固定距离，并且向股骨轴下点延伸几毫米的骨小梁通常被拿来分析，因此，由生长板作为“Reference”，来进行垂直方向VOI的选择，具有很大的意义。 下面的例子中，上方投影图中的红线标定了生长板的位置，右边根据生长板选择了VOI的范围，如果进行一个样品的定期、定量分析，或者有可比性样品的一些分析，这张选择方法都值得借鉴。