VTK簡介：

VTK是一個開源的免費軟體系統，主要用於三維計算機圖形學、影象處理和視覺化。Vtk是在面向物件原理的基礎上設計和實現的，它的核心是用C++構建的。

因為使用C#語言開發，而VTK是C++的，所以推薦使用VTK的.Net開發庫：ActiViz。

本系列文章主要以技術和程式碼講解為主，ActiViz的安裝和環境配置可以參考:

ActiViz（VTK的C#庫）學習使用心得之二：Activiz.NET的下載和安裝

官網資料：https://www.kitware.eu/product/activiz

三維重建技術介紹：

對於一些複雜的影象，醫生希望用三維重建來觀察病灶點來輔助診斷，一般在醫學領域內的三維重建型別分為以下六種：

多層面重建（MPR）

最大密度投影（MIP）

表面陰影遮蓋（SSD）

容積漫遊技術（VR）

曲面重建（CPR）

虛擬內鏡技術（VE）

本系列教程最終效果(實際效果受顯示卡能力決定)：

當我們下載並安裝好ActiViz之後，準備好要三維重建的Dcm檔案，在VS2017中新建一個桌面應用程式專案：

引用相關的動態庫：

在Form1的Load事件中：

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
　　　　　　  //建立資料讀取物件
            vtkDICOMImageReader reader = new
 
 vtkDICOMImageReader();

            //小端位元組
            reader.SetDataByteOrderToLittleEndian();

            //設定切片資料路徑
            reader.SetDirectoryName(@"C:\Users\Administrator\Desktop\vtk\801");

            vtkImageShrink3D shrink = new vtkImageShrink3D();

            shrink.SetShrinkFactors(4, 4
 
, 1);

            shrink.AveragingOn();

            shrink.SetInput((vtkDataObject)(reader.GetOutput()));


            //提取等值面
            vtkMarchingCubes skinExtractor = new vtkMarchingCubes();

            //建立演算法物件，從CT切片資料中提取出面板
            skinExtractor.SetValue(0, 50); //提取出CT值為50的組織

            skinExtractor.SetInputConnection(shrink.GetOutputPort());

            vtkDecimatePro deci = new vtkDecimatePro(); 
            deci.SetTargetReduction(0.3);

            deci.SetInputConnection(skinExtractor.GetOutputPort());

            vtkSmoothPolyDataFilter smooth = new vtkSmoothPolyDataFilter();  //光滑影象

            smooth.SetInputConnection(deci.GetOutputPort());

            smooth.SetNumberOfIterations(200);

            vtkPolyDataNormals skinNormals = new vtkPolyDataNormals();  //法線

            skinNormals.SetInputConnection(smooth.GetOutputPort());

            skinNormals.SetFeatureAngle(60.0);

            vtkStripper stripper = new vtkStripper();  

            stripper.SetInputConnection(skinNormals.GetOutputPort());

            vtkDataSetMapper skinMapper = new vtkDataSetMapper(); 
            skinMapper.SetInput(stripper.GetOutput());

            skinMapper.ScalarVisibilityOff();


            //設定相機
            vtkCamera aCamera = new vtkCamera();

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

            aCamera.SetPosition(0, 1, 0);

            aCamera.SetFocalPoint(0, 0, 0);

            aCamera.ComputeViewPlaneNormal();


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

            coneActor.SetMapper(skinMapper);

            coneActor.GetProperty().SetAmbient(0.5);

            coneActor.GetProperty().SetDiffuse(1);

            coneActor.GetProperty().SetSpecular(0.6);

            //顯示類
            vtkRenderer renderer = renderWindowControl1.RenderWindow.GetRenderers().GetFirstRenderer();

            renderer.AddActor(coneActor);//新增coneActor物件

            //renderer.AddActor2D(new vtkProp());//新增textActor物件

            renderer.SetBackground(0, 0, 0);

            renderer.SetActiveCamera(aCamera);//新增相機

            renderer.ResetCamera();

            vtkRenderWindow renWin = renderWindowControl1.RenderWindow;//設定繪圖視窗renWin->AddRenderer(renderer);//裝載繪圖類

            vtkWin32RenderWindowInteractor iren = new vtkWin32RenderWindowInteractor();

            iren.SetRenderWindow(renWin);//裝載繪圖視窗

        }

這裡我用的是頭顱的CT影像切片，執行後就得到了一個未上色的三維模型：

修改上面的程式碼，嘗試提取腦部血管模型：

 //建立演算法物件，從CT切片資料中提取出面板
skinExtractor.SetValue(0, 250); //血管CT值為200-300左右

C#開發PACS、RIS醫學影像處理系統

目錄整理：

（一）PACS客戶端：

C#開發PACS醫學影像處理系統(一)：開發背景和功能預覽

C#開發PACS醫學影像處理系統(二)：介面佈局之選單欄

C#開發PACS醫學影像處理系統(三)：介面佈局之工具欄

C#開發PACS醫學影像處理系統(四)：介面佈局之狀態列

C#開發PACS醫學影像處理系統(五)：查詢病人資訊列表

C#開發PACS醫學影像處理系統(六)：載入Dicom影像

C#開發PACS醫學影像處理系統(七)：讀取影像Dicom資訊

C#開發PACS醫學影像處理系統(八)：單元格變換

C#開發PACS醫學影像處理系統(九)：序列控制元件與拖拽

C#開發PACS醫學影像處理系統(十)：Dicom影像下載策略與演算法

C#開發PACS醫學影像處理系統(十一)：Dicom影像掛片協議

C#開發PACS醫學影像處理系統(十二)：繪圖處理之圖形標記

C#開發PACS醫學影像處理系統(十三)：繪圖處理之病灶測量

C#開發PACS醫學影像處理系統(十四)：處理Dicom影像窗寬窗位

C#開發PACS醫學影像處理系統(十五)：Dicom影像交叉定位線演算法

C#開發PACS醫學影像處理系統(十六)：2D處理之影像平移和縮放

C#開發PACS醫學影像處理系統(十七)：2D處理之影像旋轉和翻轉

C#開發PACS醫學影像處理系統(十八)：Dicom使用LUT色彩增強和反色

C#開發PACS醫學影像處理系統(十九)：Dicom影像放大鏡

（二）PACS三維：MRP、MIP、VR

C#開發PACS醫學影像三維重建(一):使用VTK重建3D影像

（三）PACS網頁端：開發Web版本的PACS

C#開發Web端PACS(一):基於PACS客戶端思想重寫Web端

（四）PACS移動端：開發基於HTML5移動端版本的PACS

C#開發移動端PACS(一):使用HTML5和CSS3開發PACS手機端頁面

C#開發移動端PACS(二):使用 .Net MVC 開發手機端PACS服務端

（五）PACS服務端：

C#開發PACS醫學影像處理系統服務端(一):醫療裝置的連線與收圖

C#開發PACS醫學影像處理系統服務端(二):高併發架構

（六）PACS與RIS系統的通訊與整合

在RIS系統中調起PACS並開啟Dicom影像

（七）雲PACS與遠端會診

C#開發PACS醫學影像處理系統之雲PACS(區域PACS)(一):架構概述

C#開發PACS醫學影像處理系統之雲PACS(區域PACS)(二):遠端會診與雙向轉診

（八）科幻級視訊特效：使用Adobe After Effects 製作PACS影像處理系統宣傳視訊