一种基于vtk的医学图像三维重建方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗领域，特别涉及一种基于VTK的医学图像三维重建方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代医学成像技术的发展，先后出现了计算机断层扫描（CT)、核磁共振成像 (MRI)、正电子发射计算机造影（PEI)，超声（Ultrasound)等。但这些医学影像设备只能提 供人体内部组织或器官断面的二维图像，不能提供连续的三维形式的图像。在目前的医疗 诊断中，主要是通过观察一组CT，MRI的二维切片图像去发现病灶，只能凭借医生的读片经 验去估计病灶的形状和大小，缺乏直观性，难以达到准确的判断。
[0003] 外科手术的不断发展，精准外科手术对计算机医学影像系统提出了更高的要 求，在外科手术中，医生在术前就需要对病变区域，以及与血管的支配关系进行详细的 了解。计算机断层扫描（CT)、核磁共振成像（MRI)、正电子发射计算机造影（PEI)，超声 (Ultrasound)等医学影像设备只能提供人体内部组织或器官断面的二维图像，不利于医生 的准确判断和详细了解。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供一种基于VTK的、综合显示各种物理特性和细节、 观察方便的医学图像三维重建方法，采用如下技术方案：
[0005] -种基于VTK的医学图像三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] (I)Qt界面工具整合VTK :将Qt总体界面布局与VTK进行绑定，将Qt信号槽与VTK 进行绑定；
[0007] (2)数据读取及转换：读取二维断层影像的数据，利用vtk图像演员（vtk Image Cast)对读取的数据进行数据类型转换，得到连续的数据场；
[0008] (3)数据处理：将连续的数据场通过VTK的合成体绘制函数处理，进入体绘制映射 器，然后通过VTK的体绘制容器处理后进入体绘制数据卷；
[0009] (4)三维显示：将进入体绘制数据卷的结果通过VTK的绘制类，在绘制对象窗口显 示，即得重建后的三维结果。
[0010] 进一步地，步骤（1)中所述的将Qt总体界面布局与VTK进行绑定包括以下内容： 将VTK的设置窗口通过Qt控件容器标签窗口（Tab Widget)和工具框（Tool Box)进行嵌 套绑定、将体绘制设置和保存界面进行绑定、将读取保存路径设置和保存界面进行绑定。
[0011] 进一步地，步骤（1)中所述的将Qt信号槽与VTK进行绑定包括以下内容：将体 绘制设置与保存界面重透明度控件进行绑定、将体绘制设置与保存界面重建功能键进行绑 定、将体绘制设置与保存界面保存功能键进行绑定、将读取保存路径设置与保存界面三个 更新功能键进行绑定；所述的保存界面三个更新功能键是指完成实时路径和对应参数同步 的三个功能键。
[0012] 本发明产生的有益效果如下：
[0013] I. VTK(Visualization Toolkit)是一个可视化的C++类库，但是VTK本身都不提 供图形用户接口，缺乏实用的使用界面，无法显示提供图像的数据和图形信息。本发明将 QT (跨平台的C++图形用户界面库）作为系统界面的开发工具，将VTK与QT进行整合，方便 完成医学图像的三维重建。
[0014] 2.本发明提供的三维重建方法中，将Qt信号槽与VTK进行绑定，则程序界面面绘 制设置栏里面的透明度滑条和旁边的显示框是通过信号槽同步的，拉动滑动条，右边的显 示框也会改变数字，范围为0-100,在经过参数的读取和传递，良好的实现了动态设置透明 度的功能，避免了繁琐的底层代码的改动带来的麻烦。其他输入框输入的诸如红（Red)，绿 (Green)，蓝（Blue)参数也同样的体现了更快捷的交互能力。
[0015] 3.本发明中将体绘制设置和保存界面更新功能键进行绑定，通过VTK管道的隐式 执行过程，可以动态地进行体绘制的交互，也就是体绘制的更新功能，可以避免为了新绘制 重新运行一遍体绘制标准流程的麻烦。
[0016] 4.本发明中利用VTK提供的良好数据转换机制，合理准确地安排数据的走向，可 以得到预期的三维重建后的绘制效果。本发明采用的是合成体绘制函数来对连续的数据 场进行处理，体绘制容器里面可以容纳多个传递函数（如颜色传递函数、不透明度传递函 数等），加之不同的传递函数还具有很多种不同的参数设置，可以实现更精确的三维重建结 果，更利于重建后的三维结果进行各种物理特性和细节的综合显示。
【附图说明】
[0017] 图1表示体绘制数据流；
[0018] 图2表示数据保存的数据流；
[0019] 图3表示体绘制显示例子1 ;
[0020] 图4表示体绘制显示例子2 ;
[0021] 图5表示体绘制显示例子3。
【具体实施方式】
[0022] 下面参照附图对本发明的实施方式进行详细说明，但不限制本发明的保护范围。
[0023] 一种基于VTK的医学图像三维重建方法，包括以下步骤：
[0024] (I) Qt界面工具整合VTK :
[0025] al、Qt总体界面布局和VTK绑定关系：
[0026] Qt界面总体布局：VTk的设置窗口通过Qt控件容器标签窗口（Tab Widget)和工 具框（Tool Box)的互相嵌套主要分为三个设置窗口，标签I(Tabl)通过工具框（Tool Box) 包含两个主要设置窗口，标签2 (Tab2)无嵌套，Qt设置界面布局为：设置界面从左到右分别 为面绘制设置&保存界面，体绘制设置&保存保存界面和读取保存路径设置&保存界面。具 体绑定关系如下：
[0027] 体绘制设置&保存界面绑定关系见下表：
[0028]
[0032] 由于控件类型和VTK接受参数不一定初始一致，需要手动设置转换一部分参数的 类型。比如所有的保存路径编辑框得到的数据是QString类，需要转换为char*才能被VTK 的读取函数所匹配。其他设置类似，只需要保持需要调用参数的函数和参数的一一对应，参 数的类型，参数的取值范围上下限设置满足相应函数形参的取值范围，就能得出正确的重 建效果。
[0033] a2、Qt信号槽和VTK绑定关系