vtk-widgets在医学图像交互测量中的研究

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1、VTK-Widgets在医学图像交互测量中的研究作者：戴振晖1，张煜1，江贵平1，陈国跃【摘要】VTK-Widgets是虚拟场景中响应用户事件的对象。介绍Widget的事件处理机制，并基于Widgets交互式得测量医学图像中感兴趣对象间的距离、对象的角度和面积，此交互测量方法成功应用于三维可视化系统中，有助于医生诊断疾病。【关键词】Visualizationtoolkit(VTK);Widget;测量;医学图像;函数;坐标　　1引言　　通过CT或者MRI获得的医学图像是临床诊断治疗的重要依据，为了从医学图像中获得更多有用的信息，需要对医学图像进行各种变换、测量和标注。对医学

2、图像施加变换的前后需要测量图像内组织的长度、角度和面积，同时对病灶中心等关键区域进行文字标注，以便辅助医生诊断疾病，于是测量工具便成为所有医学图像处理软件中不可缺少的一部分。VTK是Kitware公司开发的集计算机图形、图像处理和可视化于一体的工具开发包，利用VTK可以进行各种测量。　　2Widget的事件处理机制13　　Widget可以定义为几何学和控制显示对象信息行为的封装，它允许用户直接操作三维数据场中的数据。在VTK中的Widget是由2D的鼠标按键和移动事件控制的，它接收交互器激活的VTK事件并产生相应的行为。Widgets的功能分两步实现，一部分继承于vtkAb

3、stractWidget类，用于事件处理，另一部分继承于vtkWidgetRepresentation类，用于几何特征的描述[1]。　　如图1所示，vtkWidgetRepresentation是vtkProp的子类，这说明它就像VTK中的Actor一样可以加到vtkRenderer中，并在场景中显示出来，它与vtkAbstractWidget的某个合适的子类结合产生一个3DWidget。VTK的事件处理系统能够让观察者区分事件的优先顺序，通过他们优先权的设置来跟踪注册顺序，于是使用者可以同时操作多个Widget[2]。本文中介绍的Widget均基于Kitware公司200

4、9年6月发布的最新的5.4.2开发包。　　3距离测量　　在VTK中具有距离测量功能的类有vtkLineWidget、vtkLineWidget2、vtkDistanceWidget，其中vtkDistanceWidget类是Kitware公司在5.4开发包里新添加的专门进行距离测量的工具，使用它可以快速完成对组织的测量工作。13　　3.1二维切片的距离测量　　通过多平面显示工具可以从三维CT图像数据场中获取二维的组织切片，使用vtkLineWidget对二维切片中的组织进行距离测量，该类本身不具备测量功能，但我们可以借助其内部工具来完成测量。　　生物医学工程研究第29卷第1

5、期戴振晖，等：VTK-Widgets在医学图像交互测量中的研究　　vtkLineWidget定义了一个交互放置在三维场景内的线段，当对二维切片进行距离测量时，把线段交互式的放置在需要测量的组织切片上，设线段的两个端点分别为p1和p2，p1的坐标为(x1，y1，z1)p2的坐标为(x2，y2，z2)，利用两点间的距离公式计算p1和p2之间的距离。　　通过vtkLineWidget得到两个端点坐标，利用距离公式求得距离值为length，最后通过vtkTextActor类将结果显示在屏幕上。如图2所示，使用此方法测量胸部切片内的气管直径为25.7152mm。图2气管直径测量结果　

6、　Fig2Measurementresultoftrachealdiameter　　3.2三维器官的距离测量13　　当用户在计算机屏幕上用鼠标点击后,系统根据屏幕坐标点拾取到用户所需要的三维物体上的点,将其转化为世界坐标系下的坐标值,拾取两个特征点后，通过计算输出用户所需要的测量数据。本文使用vtkDistanceWidget类对重建后的三维器官进行长度测量。　　vtkDistanceWidget是vtkAbstractWidget的子类，用户可以独立的放置刻度尺的两个端点，当两个端点被释放时，有一个专门的PlacePointEvent被激活以便有专门的操作来重置点的位置，

7、要使用这个类需要确定一个vtkDistanceWidget实例和一个Representation。它响应下列VTK事件：鼠标左键按下，鼠标拖动，鼠标左键释放，这些VTK事件通过vtkWidgetEventTrans　　lator类转换成vtkDistanceWidget的widget事件：增加点，移动，结束选择[3]。　　在VTK的三维场景中一般存在两种模型，一种是用于对三维物体操作的Widget模型，另一种是在场景中显示的data模型。但本身处于三维场景中的widget模型是无法自行触动消息响应函数对data模