C#开发PACS医学影像三维重建(十三):基于人体CT值从皮肤渐变到骨骼的梯度透明思路

当我们将CT切片重建为三维体之后，通常会消除一些不必要的外部组织来观察内部病灶，

一般思路是根据人体常见CT值范围来使得部分组织透明来达到效果，

但这是非黑即白的，即，要么显示皮肤，要么显示神经，要么显示骨骼…

然而，当病灶介于两个CT值范围中间或重合时，要观察病灶这将是一个非常困难的工作，需要手动旋转、切割等一系列操作，

严重降低判断准确性和工作效率，故此采用梯度透明思想来展现渐变过程。

 

准备一张人体CT值范围表参考：

 

当我们对三维体使用鼠标操作时，将CT值从最小值到最大值映射到三维体上面，并将透明度从0到100渐变，

如果能自己用代码实现效果最好，否则也可以用VTK进行梯度透明，部分C++代码如下：

vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> GradualOp = vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
GradualOp->AddPoint(10, 0.0);
GradualOp->AddPoint(20, 0.5);
GradualOp->AddPoint(30, 1.0);
volumeProperty->SetGradientOpacity(GradualOp);

梯度小于10点的不透明度乘子设为0，完全透明。

梯度大小为10时，不透明度为0；

梯度大小为20时，不透明度乘子为0.5；

梯度大小在10-20时，不透明度乘子通过线性映射至0-0.5之间的数值；

当梯度大小在20-30之间时，不透明度乘子通过线性映射至0.5-1.0之间；

梯度值大于30时，不透明度乘子为1

同样最后还是用观察者模式展现体重建

　　　　　　  //设置相机
            vtkCamera aCamera = new vtkCamera();

            aCamera.SetViewUp(0, 0, -1);

            aCamera.SetPosition(0, 1, 0);

            aCamera.SetFocalPoint(0, 0, 0);

            aCamera.ComputeViewPlaneNormal();


            //设置Actor
            vtkActor coneActor = new vtkActor();

            coneActor.SetMapper(skinMapper);

            coneActor.GetProperty().SetAmbient(0.5);

            coneActor.GetProperty().SetDiffuse(1);

            coneActor.GetProperty().SetSpecular(0.6);

            //显示类
            vtkRenderer renderer = renderWindowControl1.RenderWindow.GetRenderers().GetFirstRenderer();

            renderer.AddActor(coneActor);//添加coneActor对象

            //renderer.AddActor2D(new vtkProp());//添加textActor对象

            renderer.SetBackground(0, 0, 0);

            renderer.SetActiveCamera(aCamera);//添加相机

            renderer.ResetCamera();

            vtkRenderWindow renWin = renderWindowControl1.RenderWindow;//设置绘图窗口renWin->AddRenderer(renderer);//装载绘图类

            vtkWin32RenderWindowInteractor iren = new vtkWin32RenderWindowInteractor();

            iren.SetRenderWindow(renWin);//装载绘图窗口

　　

依照上述思想，实现最终效果，

案例①：从面部重建渐变到口腔牙齿，显露出牙床钢钉：

 

 

更为直观、方便的观察牙床钢钉及口腔其他情况：

 

案例②：颅脑及上胸腔平扫，从皮肤渐变到肌肉、神经、骨骼

 

 

渐变过程中观察骨骼、神经、血管等病灶：