DICOM: Многоплоскостная реконструкция

В этом разделе

DICOM исследование часто содержит набор изображений, которые представляют собой плоские срезы анализируемого объекта, выполненные в одной плоскости. Многоплоскостная реконструкция (MPR) позволяет восстановить изображение объекта в линейной или криволинейной плоскости из серии плоских срезов объекта.
SDK реализует DICOM MPR, который позволяет восстанавливать изображение объекта в плоских плоскостях (корональной, сагиттальной, осевой или наклонной) или криволинейных плоскостях из серии параллельных 2D DICOM изображений.

Исходные данные для DICOM MPR

Для многоплоскостной реконструкции SDK требуется набор DICOM кадров. Класс MprDicomImagePlanarSlice позволяет указать кадр DICOM, который можно использовать для DICOM MPR.

Вот C#/VB.NET код, который демонстрирует, как создать исходные данные для DICOM MPR.

/// <summary>
/// Creates the <see cref="Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice"/> for DICOM MPR.
/// </summary>
/// <param name="sourceDicomFiles">The source DICOM files.</param>
/// <returns>
/// The source data for DICOM MPR.
/// </returns>
/// <exception cref="System.ArgumentNullException">Thrown if <i>sourceDicomFiles</i> is <b>null</b>.</exception>
public static Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice[] CreateSourceDicomFrames(
    params Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile[] sourceDicomFiles)
{
    // if source DICOM files are not specified
    if (sourceDicomFiles == null)
        throw new System.ArgumentNullException();

    // a list of source MPR slices
    System.Collections.Generic.List<Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice> sourceMprSlices = 
        new System.Collections.Generic.List<Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice>();

    // for each DICOM file
    foreach (Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile sourceDicomFile in sourceDicomFiles)
    {
        // for each DICOM frame
        foreach (Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFrame frame in sourceDicomFile.Pages)
        {
            // create MPR slice from DICOM frame
            sourceMprSlices.Add(new Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice(frame));
        }
    }

    return sourceMprSlices.ToArray();
}

VB.NET

''' <summary>
''' Creates the <see cref="Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice"/> for DICOM MPR.
''' </summary>
''' <param name="sourceDicomFiles">The source DICOM files.</param>
''' <returns>
''' The source data for DICOM MPR.
''' </returns>
''' <exception cref="System.ArgumentNullException">Thrown if <i>sourceDicomFiles</i> is <b>null</b>.</exception>
Public Shared Function CreateSourceDicomFrames(ParamArray sourceDicomFiles As Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile()) As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice()
    ' if source DICOM files are not specified
    If sourceDicomFiles Is Nothing Then
        Throw New System.ArgumentNullException()
    End If

    ' a list of source MPR slices
    Dim sourceMprSlices As New System.Collections.Generic.List(Of Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice)()

    ' for each DICOM file
    For Each sourceDicomFile As Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile In sourceDicomFiles
        ' for each DICOM frame
        For Each frame As Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFrame In sourceDicomFile.Pages
            ' create MPR slice from DICOM frame
            sourceMprSlices.Add(New Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice(frame))
        Next
    Next

    Return sourceMprSlices.ToArray()
End Function

DICOM MPR изображение

DICOM MPR изображение - это трехмерный куб, который создается из набора DICOM DICOM кадров исследования и представлен классом MprImage. DICOM MPR изображение может быть создано из исходных DICOM кадров, если они удовлетворяют следующим требованиям:

Исходные DICOM кадры должны быть параллельны.
Расстояние между соседними исходными DICOM кадрами должно быть одинаковым с точностью, указанной свойством MprImage.SliceIntervalMaxDelta.

DICOM MPR изображение можно инициализировать DICOM кадрами в конструкторе класса MprImage или с помощью метода MprImage.Initialize.

Инициализированное DICOM MPR изображение может предоставлять информацию о местоположении (MprImage.Location, MprImage.XAxis, MprImage.YAxis, MprImage.ZAxis) и размере (MprImage.XDataLength, MprImage.YDataLength, MprImage.ZDataLength, MprImage.DiagonalLength) DICOM MPR изображения в 3D-пространстве.

Инициализированное DICOM MPR изображение должно быть заполнено для получения информации о значениях пикселей 3D-куба.

Метод MprImage.FillDataSync позволяет заполнять данные MPR изображения синхронно, метод MprImage.FillDataAsync позволяет заполнять данные MPR изображения асинхронно.
Событие MprImage.FillDataProgress позволяет получить информацию о ходе заполнения MPR данных. Событие MprImage.FillDataFinished позволяет определить момент завершения процесса заполнения MPR данных. Свойство MprImage.FillDataError позволяет определить, возникла ли ошибка в процессе заполнения MPR данных.
MprImage.FillDataThreadCount позволяет установить максимальное количество потоков, которые следует использовать для заполнения MPR данных.

Вот C#/VB.NET код, который демонстрирует, как создать, инициализировать и синхронно заполнить DICOM MPR изображение.

/// <summary>
/// Creates the initialized <see cref="Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage"/>
/// from <see cref="Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile"/> array.
/// </summary>
/// <param name="sourceDicomFiles">The source DICOM files.</param>
/// <returns>
/// The initialized <see cref="Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage"/>.
/// </returns>
/// <exception cref="System.ArgumentNullException">Thrown if <i>sourceDicomFiles</i> is <b>null</b>.</exception>
public static Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage CreateInitAndSyncFill(
    params Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile[] sourceDicomFiles)
{
    // if source DICOM files are not specified
    if (sourceDicomFiles == null)
        throw new System.ArgumentNullException();
    
    // a list of source MPR slices
    System.Collections.Generic.List<Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice> sourceMprSlices = 
        new System.Collections.Generic.List<Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice>();

    // for each DICOM file
    foreach (Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile sourceDicomFile in sourceDicomFiles)
    {
        // for each DICOM frame
        foreach (Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFrame sourceDicomFrame in sourceDicomFile.Pages)
        {
            // create MPR slice from DICOM frame
            sourceMprSlices.Add(new Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice(sourceDicomFrame));
        }
    }

    // create the MPR image
    Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage mprImage = new Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage();

    // initialize the source data
    mprImage.Initialize(sourceMprSlices.ToArray());

    // fill the MPR image data synchronously
    mprImage.FillDataSync();

    return mprImage;
}

VB.NET

''' <summary>
''' Creates the initialized <see cref="Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage"/>
''' from <see cref="Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile"/> array.
''' </summary>
''' <param name="sourceDicomFiles">The source DICOM files.</param>
''' <returns>
''' The initialized <see cref="Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage"/>.
''' </returns>
''' <exception cref="System.ArgumentNullException">Thrown if <i>sourceDicomFiles</i> is <b>null</b>.</exception>
Public Shared Function CreateInitAndSyncFill(ParamArray sourceDicomFiles As Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile()) As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage
    ' if source DICOM files are not specified
    If sourceDicomFiles Is Nothing Then
        Throw New System.ArgumentNullException()
    End If

    ' a list of source MPR slices
    Dim sourceMprSlices As New System.Collections.Generic.List(Of Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice)()

    ' for each DICOM file
    For Each sourceDicomFile As Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFile In sourceDicomFiles
        ' for each DICOM frame
        For Each sourceDicomFrame As Vintasoft.Imaging.Codecs.ImageFiles.Dicom.DicomFrame In sourceDicomFile.Pages
            ' create MPR slice from DICOM frame
            sourceMprSlices.Add(New Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprDicomImagePlanarSlice(sourceDicomFrame))
        Next
    Next

    ' create the MPR image
    Dim mprImage As New Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage()

    ' initialize the source data
    mprImage.Initialize(sourceMprSlices.ToArray())

    ' fill the MPR image data synchronously
    mprImage.FillDataSync()

    Return mprImage
End Function

Срез DICOM MPR

Срез DICOM MPR может быть создан при инициализации DICOM MPR изображения, заполнение DICOM MPR изображения не является обязательным.
Ортогональный плоский 2D-срез DICOM MPR изображения можно создать с помощью методов MprImage.CreateAxialSlice, MprImage.CreateCoronalSlice, MprImage.CreateSagittalSlice или с помощью конструктора класса MprPlanarSlice.
Наклонный плоский 3D-срез DICOM MPR изображения можно создать с помощью MprImage.CreatePlanarSlice или с помощью конструктора класса MprPlanarSlice.
Кривой 3D-срез DICOM MPR изображения можно создать с помощью метода MprImage.CreateCurvilinearSlice или с помощью конструктора класса MprCurvilinearSlice или MprPolylineSlice.

Класс MprSlice является базовым классом для всех срезов DICOM MPR. Класс позволяет определить расположение, размер и толщину среза в 3D-пространстве, а также режим рендеринга среза.
Поддерживаются следующие режимы рендеринга срезов:

MPR - Значение интенсивности.
MIP - Проекция максимальной интенсивности по толщине среза.
MinIP - Проекция минимальной интенсивности по толщине среза.
Avg - Среднее значение интенсивности по толщине среза.
Preview3D - Максимальное значение интенсивности по толщине среза, зависящее от расстояния внутри среза.

Вот C#/VB.NET код, который демонстрирует, как создать корональные и сагиттальные срезы DICOM MPR изображения.

/// <summary>
/// Creates the coronal and sagittal slices for MPR image.
/// </summary>
/// <param name="mprImage">The MPR image.</param>
/// <param name="coronalSlice">The coronal slice.</param>
/// <param name="sagittalSlice">The sagittal slice.</param>
public static void CreateCoronalAndSagittalSlices(
    Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage mprImage,
    out Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice coronalSlice,
    out Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice sagittalSlice)
{
    // calculate the MPR image center
    Vintasoft.Imaging.VintasoftPoint3D mprImageCenter =
        new Vintasoft.Imaging.VintasoftPoint3D(
            mprImage.XLength / 2.0,
            mprImage.YLength / 2.0,
            mprImage.ZLength / 2.0);
    
    // the coronal slice location
    Vintasoft.Imaging.VintasoftPoint3D coronalSliceLocation = 
        new Vintasoft.Imaging.VintasoftPoint3D(0, mprImageCenter.Y, mprImage.ZLength);
    // the horizontal axis for the coronal slice
    Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D coronalSliceXAxis = Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D.XAxis;
    // the vertical axis for the coronal slice
    // (invert vertical axis because Y-axis in screen coordinate system is going from top to bottom and
    // Z-axis in DICOM coordinate system is going from bottom to top)
    Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D coronalSliceYAxis = -Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D.ZAxis;
    // create the coronal slice
    coronalSlice = new Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice(
        coronalSliceLocation, coronalSliceXAxis, coronalSliceYAxis,
        mprImage.XLength, mprImage.ZLength);


    // the sagittal slice location
    Vintasoft.Imaging.VintasoftPoint3D sagittalSliceLocation = 
        new Vintasoft.Imaging.VintasoftPoint3D(mprImageCenter.X, 0, mprImage.ZLength);
    // the horizontal axis for the sagittal slice
    Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D sagittalSliceXAxis = 
        Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D.YAxis;
    // the vertical axis for the sagittal slice
    // (invert vertical axis because Y-axis in screen coordinate system is going from top to bottom and
    // Z-axis in DICOM coordinate system is going from bottom to top)
    Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D sagittalSliceYAxis = -Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D.ZAxis;
    // create the sagittal slice
    sagittalSlice = new Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice(
        sagittalSliceLocation, sagittalSliceXAxis, sagittalSliceYAxis,
        mprImage.YLength, mprImage.ZLength);
}

VB.NET

''' <summary>
''' Creates the coronal and sagittal slices for MPR image.
''' </summary>
''' <param name="mprImage">The MPR image.</param>
''' <param name="coronalSlice">The coronal slice.</param>
''' <param name="sagittalSlice">The sagittal slice.</param>
Public Shared Sub CreateCoronalAndSagittalSlices(mprImage As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage, ByRef coronalSlice As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice, ByRef sagittalSlice As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice)
    ' calculate the MPR image center
    Dim mprImageCenter As New Vintasoft.Imaging.VintasoftPoint3D(mprImage.XLength / 2.0, mprImage.YLength / 2.0, mprImage.ZLength / 2.0)

    ' the coronal slice location
    Dim coronalSliceLocation As New Vintasoft.Imaging.VintasoftPoint3D(0, mprImageCenter.Y, mprImage.ZLength)
    ' the horizontal axis for the coronal slice
    Dim coronalSliceXAxis As Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D = Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D.XAxis
    ' the vertical axis for the coronal slice
    ' (invert vertical axis because Y-axis in screen coordinate system is going from top to bottom and
    ' Z-axis in DICOM coordinate system is going from bottom to top)
    Dim coronalSliceYAxis As Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D = -Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D.ZAxis
    ' create the coronal slice
    coronalSlice = New Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice(coronalSliceLocation, coronalSliceXAxis, coronalSliceYAxis, mprImage.XLength, mprImage.ZLength)


    ' the sagittal slice location
    Dim sagittalSliceLocation As New Vintasoft.Imaging.VintasoftPoint3D(mprImageCenter.X, 0, mprImage.ZLength)
    ' the horizontal axis for the sagittal slice
    Dim sagittalSliceXAxis As Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D = Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D.YAxis
    ' the vertical axis for the sagittal slice
    ' (invert vertical axis because Y-axis in screen coordinate system is going from top to bottom and
    ' Z-axis in DICOM coordinate system is going from bottom to top)
    Dim sagittalSliceYAxis As Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D = -Vintasoft.Imaging.VintasoftVector3D.ZAxis
    ' create the sagittal slice
    sagittalSlice = New Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice(sagittalSliceLocation, sagittalSliceXAxis, sagittalSliceYAxis, mprImage.YLength, mprImage.ZLength)
End Sub

Изображение среза DICOM MPR

Метод MprImage.RenderSlice позволяет получить изображение среза DICOM MPR. Изображение среза DICOM MPR можно получить только в том случае, если DICOM MPR изображение инициализировано и заполнено.

Вот C#/VB.NET код, который демонстрирует, как получить изображения корональных и сагиттальных срезов DICOM MPR изображения.

/// <summary>
/// Renders the coronal and sagittal slices.
/// </summary>
/// <param name="mprImage">The MPR image.</param>
/// <param name="coronalSliceImage">The coronal slice image.</param>
/// <param name="sagittalSliceImage">The sagittal slice image.</param>
public static void RenderSlice(
    Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage mprImage,
    out Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImageSlice coronalSliceImage,
    out Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImageSlice sagittalSliceImage)
{
    // create the coronal slice
    Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice coronalSlice = mprImage.CreateCoronalSlice(mprImage.YLength / 2.0);
    // render the coronal slice
    coronalSliceImage = mprImage.RenderSlice(coronalSlice);

    // create the sagittal slice
    Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice sagittalSlice = mprImage.CreateSagittalSlice(mprImage.XLength / 2.0);
    // render the sagittal slice
    sagittalSliceImage = mprImage.RenderSlice(sagittalSlice);
}

VB.NET

''' <summary>
''' Renders the coronal and sagittal slices.
''' </summary>
''' <param name="mprImage">The MPR image.</param>
''' <param name="coronalSliceImage">The coronal slice image.</param>
''' <param name="sagittalSliceImage">The sagittal slice image.</param>
Public Shared Sub RenderSlice(mprImage As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImage, ByRef coronalSliceImage As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImageSlice, ByRef sagittalSliceImage As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprImageSlice)
    ' create the coronal slice
    Dim coronalSlice As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice = mprImage.CreateCoronalSlice(mprImage.YLength / 2.0)
    ' render the coronal slice
    coronalSliceImage = mprImage.RenderSlice(coronalSlice)

    ' create the sagittal slice
    Dim sagittalSlice As Vintasoft.Imaging.Dicom.Mpr.MprPlanarSlice = mprImage.CreateSagittalSlice(mprImage.XLength / 2.0)
    ' render the sagittal slice
    sagittalSliceImage = mprImage.RenderSlice(sagittalSlice)
End Sub

Вот скриншот сагиттального среза в режиме MPR-рендеринга:
Screenshot of sagittal slice in MPR rendering mode

Вот скриншот сагиттального среза в режиме MIP-рендеринга:
Screenshot of sagittal slice in MIP rendering mode

Вот скриншот сагиттального среза в режиме рендеринга MinIP:
Screenshot of sagittal slice in MinIP rendering mode

Вот скриншот сагиттального среза в режиме рендеринга Avg:
Screenshot of sagittal slice in Avg rendering mode

Вот скриншот сагиттального среза в режиме рендеринга Preview3D:
Screenshot of sagittal slice in Preview3D rendering mode

Отправить отзыв