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头颈部 CT 仰头形变工具使用说明
1. 工具用途
本工具用于将一组头颈部 CT DICOM 序列模拟成“仰头/后伸”状态，并输出新的 DICOM 序列和一张前后对比图。
适用场景：
- PPT 展示
- 方法演示
- 头颈部体位变化的初步可视化
- 插管体位下的仰头效果模拟
注意：本工具生成的是模拟形变结果，不应直接作为临床诊断或治疗计划依据。
2. 文件说明
用户版文件夹内包含：
启动头颈CT仰头形变工具.bat：双击启动程序head_extension_app.py：主程序generate_head_extension_video.py：视频生成脚本video_generator_app.py：视频生成图形界面requirements.txt：Python 依赖包列表使用说明.md：本说明文档生成0到20度仰头视频.bat：生成角度连续变化视频
3. 运行环境
需要安装 Python 3.8 或以上版本。
首次使用前，在当前文件夹打开命令行，执行：
pip install -r requirements.txt
如果已经在原电脑环境中配置好依赖，可直接双击启动。
4. 启动程序
双击：
启动头颈CT仰头形变工具.bat
若窗口没有打开，请在命令行中运行：
python head_extension_app.py
这样可以看到具体报错信息。
5. 输入数据要求
请选择一个只包含同一套 CT 序列 .dcm 文件的文件夹。
建议：
- 使用轴位 CT 序列
- 同一文件夹内不要混入多个 series
- 文件扩展名最好为
.dcm - 推荐使用层厚较薄、覆盖完整头颈部的序列
6. 操作步骤
- 点击“选择”，选择输入 DICOM 文件夹。
- 点击“选择”，选择输出文件夹。
- 调节“仰头角度”滑块。
- 调节“过渡平滑宽度”滑块。
- 点击“更新预览”查看快速示意。
- 点击“生成形变 DICOM”。
- 等待完成提示。
7. 参数说明
仰头角度
控制头部后伸程度。
建议范围：
5°：轻微仰头10°-15°：较明显仰头20°：展示效果较强
过渡平滑宽度
控制头部旋转区域和肩颈固定区域之间的过渡范围。
建议：
- 默认
90 - 如果连接处仍有割裂感，可增大到
110-140 - 如果整体形变过软，可减小到
60-80 - 不建议使用过小数值，否则颈椎附近可能出现上下两段不连续的视觉效果
8. 输出结果
程序会在输出文件夹中生成：
ct_original/：原始 Original 完整 DICOM 序列ct_hard_boundary/：硬边界 Hard boundary 完整 DICOM 序列ct_gaussian_smooth/：高斯平滑 Gaussian smooth 完整 DICOM 序列ct_soft_transition/：软过渡 Soft transition 完整 DICOM 序列ct/：兼容旧版本的软过渡 Soft transition DICOM 序列process_comparison_4states.png：四种状态过程对比图process_screenshots/：四种状态的单独截图before_after_preview.png：前后对比图
其中各个 ct_* 文件夹均可用 DICOM 查看器打开，也可作为后续 CT 三维重建的数据基础。
9. 常见问题
预览和最终 DICOM 完全一样吗？
不完全一样。
预览是快速 2D 示意，用于快速查看角度方向和大致效果；最终输出 DICOM 使用三维软过渡位移场生成。
为什么输出需要一段时间？
程序需要读取 CT、生成三维位移场、重采样体数据，并重新写出 DICOM。300 层 CT 通常需要 1-3 分钟。
为什么连接处仍可能有轻微不自然？
目前方法使用软过渡位移场模拟头颈后伸，不是完整的多节颈椎生物力学模型。如果需要更真实的临床级结果，需要进一步标注各颈椎旋转中心并建立多段运动模型。
中文路径会不会影响运行？
程序内部会自动把临时文件放到系统英文临时目录，尽量避免中文路径导致的第三方库兼容问题。输入和输出路径可以使用中文。
10. 推荐展示设置
用于 PPT 展示时，建议：
- 仰头角度：
12°-20° - 过渡平滑宽度：
90-120 - 使用输出的
process_comparison_4states.png或before_after_preview.png
如果希望展示角度连续变化，可另行生成视频动画。
11. 生成 0° 到 20° 连续变化视频
用户版文件夹内提供了视频生成功能，可生成一段从 0° 平滑变化到 20° 的仰头动画。
双击：
生成0到20度仰头视频.bat
程序会打开一个视频生成窗口。
在窗口中可以：
- 选择 DICOM 文件夹
- 选择输出视频位置
- 调节最大仰头角度
- 调节动画时长
- 点击“生成视频”
生成的视频位于：
ppt_video\head_extension_0_to_20deg.mp4
视频参数：
- 分辨率：
1920 × 1080 - 帧率：
30 fps - 动画时长：约
7 秒 - 内容：左侧为原始 0° 图像，右侧为从 0° 平滑变化到 20° 的仰头效果
自定义视频角度和时长
不需要使用命令行。
在视频生成窗口中直接拖动滑块即可：
- “最大仰头角度”：控制视频最终达到的角度
- “动画时长”：控制从 0° 变化到最大角度所需时间
视频生成方式说明
视频使用轻量二维软弯曲预览算法生成，目的是用于 PPT 展示角度连续变化。它不会为每一帧重新生成完整三维 DICOM，因此速度较快。
如果需要生成某一个具体角度下的完整 DICOM 结果，请使用主程序 启动头颈CT仰头形变工具.bat。