第05章 07 切片图等值线代码一则

绘制脑部切面图的阈值等值线是一个常见的任务，通常涉及使用VTK（Visualization Toolkit）库来处理医学图像数据。以下是一个基于VTK/C++的示例代码，展示如何读取脑部DICOM图像数据，应用阈值过滤器来提取特定组织的等值线，并使用多平面视图来显示切面图。

示例代码

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkDICOMImageReader.h>
#include <vtkMarchingCubes.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkCamera.h>
#include <vtkImageThreshold.h>
#include <vtkImageData.h>
#include <vtkMatrix4x4.h>
#include <vtkImageActor.h>
#include <vtkImageMapper3D.h>
#include <vtkInteractorStyleImage.h>int main(int argc, char *argv[])
{if (argc < 2){std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " <DICOM Directory>" << std::endl;return EXIT_FAILURE;}// 读取DICOM数据vtkSmartPointer<vtkDICOMImageReader> reader = vtkSmartPointer<vtkDICOMImageReader>::New();reader->SetDirectoryName(argv[1]);reader->Update();// 应用阈值过滤器以提取特定组织的等值线vtkSmartPointer<vtkImageThreshold> thresholdFilter = vtkSmartPointer<vtkImageThreshold>::New();thresholdFilter->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());thresholdFilter->ThresholdByUpper(1000); // 设置阈值，假设1000为脑组织的灰度值thresholdFilter->ReplaceInOn();thresholdFilter->SetInValue(1);thresholdFilter->ReplaceOutOn();thresholdFilter->SetOutValue(0);thresholdFilter->Update();// 使用Marching Cubes算法生成等值面vtkSmartPointer<vtkMarchingCubes> marchingCubes = vtkSmartPointer<vtkMarchingCubes>::New();marchingCubes->SetInputConnection(thresholdFilter->GetOutputPort());marchingCubes->SetValue(0, 1); // 设置等值面的值marchingCubes->Update();// 创建多平面视图vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();// 创建水平面、矢状面、冠状面for (int i = 0; i < 3; i++){vtkSmartPointer<vtkImageActor> planeActor = vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();planeActor->GetMapper()->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());vtkSmartPointer<vtkMatrix4x4> matrix = vtkSmartPointer<vtkMatrix4x4>::New();matrix->Identity();switch (i){case 0: // 水平面matrix->SetElement(2, 2, 0);break;case 1: // 矢状面matrix->SetElement(0, 0, 0);matrix->SetElement(1, 1, 0);matrix->SetElement(2, 2, 0);break;case 2: // 冠状面matrix->SetElement(1, 1, 0);break;}planeActor->SetUserMatrix(matrix);renderer->AddActor(planeActor);}// 渲染等值面vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();mapper->SetInputConnection(marchingCubes->GetOutputPort());mapper->ScalarVisibilityOff();vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();actor->SetMapper(mapper);renderer->AddActor(actor);// 设置渲染窗口vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();renderWindow->AddRenderer(renderer);// 设置交互器vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> interactor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();interactor->SetRenderWindow(renderWindow);vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> style = vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();interactor->SetInteractorStyle(style);// 开始渲染和交互renderWindow->Render();interactor->Start();return EXIT_SUCCESS;
}

代码说明

1. 读取DICOM数据：使用 vtkDICOMImageReader 读取DICOM格式的脑部图像数据。

2. 阈值过滤器：使用 vtkImageThreshold 对图像数据进行阈值处理，提取特定组织的等值线。假设阈值为1000，表示脑组织的灰度值。

3. 生成等值面：使用 vtkMarchingCubes 算法生成等值面。

4. 多平面视图：创建水平面、矢状面、冠状面的切面图，并在渲染窗口中显示。

5. 渲染和交互：使用 vtkRenderWindow 和 vtkRenderWindowInteractor 进行渲染和交互。

编译和运行

确保你已经安装了VTK库，并正确配置了开发环境。编译和运行代码时，需要提供DICOM数据目录作为命令行参数。

g++ -std=c++11 -o brain_contour brain_contour.cpp -lvtkCommonCore -lvtkCommonDataModel -lvtkIOXML -lvtkIOLegacy -lvtkRenderingCore -lvtkRenderingOpenGL2 -lvtkInteractionStyle -lvtkDICOM -lvtkFiltersSources -lvtkFiltersGeneral
./brain_contour /path/to/dicom/directory

注意事项

• 阈值的选择应根据具体的医学图像数据和组织特性进行调整。
• 代码中假设DICOM数据的坐标系与VTK的坐标系一致，实际应用中可能需要进行坐标变换。