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LEADTOOLS Medical 3D SDK技术

Medical 3D

LEADTOOLS Medical 3D SDK技术简化了二维医学影像切片三维医学可视化的重构技术,如MRI和CT栈。LEADTOOLS Medical 3D SDK技术提供了原始数据的许多不同的替代视图。它使用了三维重构技术如MPR、VRT、MIP、MinIP和SSD,且支持裁剪平面、板、缩放、变焦、相机控制、阈值、透明度和影像处理的投影技术。

通过提供可视化的解剖细节,体数据的检查提高了解释、识别的速度和医师总测试评估的时间,这些仅仅利用二维切片是很难诊断的。

LEADTOOLS Medical 3D SDK的技术概述

  • 快速和高效的渲染方法,支持同时查看多个三维模型
  • 很容易的从任意堆叠影像集的二维切片(例如MRI和CT)构建出三维模型
  • 从原始的二维栈中轻松生成轴平面、矢状平面和冠状面
  • 提供五种不同的体重构技术:MPR、VRT、MIP、MinIP和SSD
  • 三维渲染和LEADTOOLS Medical Viewer控件完全集成
  • 加载和保存三维模型
  • 加载和保存对象网格、状态和数据
  • 自动化的交互式三维模型操作包括:
    • 窗位
    • 平移
    • 旋转体、平面或相机
    • 平移体、平面或相机
    • 缩放
    • 可变焦距摄像机
    • 放大镜
  • 显示三维控件上的标签和标尺
  • 曲面多边形重组/全景多边形功能,用于构造曲面片和全景视图,非常适合牙科和血管分析
  • 生成和查看近轴的切割
  • 在和MPR渲染时,制定三个斜面和三个正交曲面
  • 支持多达六个正交或斜交切割面
  • 指定单个斜面和双斜面来生成MIP板,只渲染三维模型的一部分
  • 自定义VRT透明度
  • 将医学影像处理,如ISO阈值应用到渲染中
  • 转化模型颜色
  • 相机支持不同的投影视图
  • 可定制的方位立方体
  • 自定义功能如边界的颜色、边界框、交叉线和背景
  • 包含硬件兼容性检查工具

LEADTOOLS Medical 3D SDK中的不同三维模型类型

使用LEADTOOLS Medical 3D SDK技术,开发者可创建使用任意二维横截面切片堆生成三维模型的应用程序。为了生成有意义的三维模型,横截面必须互相平行,因此LEADTOOLS提供了使用DICOM标签识别、分离和设置体积栈的功能。

同时,LEADTOOLS Medical 3D SDK提供了一个接口,可定义三维像素(体素)模型,还可通过三维模型的正确测量、方位标注和缩放进行患者定向,并生成斜交切片和正交切片。

向LEADTOOLS Medical 3D SDK engine添加横截面切片后,开发者通过简单地设置所需的模型类型属性即可在不同的模型类型间转换。LEADTOOLS Medical 3D SDK engine支持以下的三维模型类型(点击模型类别查看截图):

3D Volume Screenshot
  • MPR(多平面重建法)MPR是从二维影像数据堆栈中的任意平面二次重构的二维重定格式图像。在LEADTOOLS中,默认将其渲染成三维模型的三种不同正交平面视图。此外,二维和三维正交平面的位置间有一个交互;因此,在任何二维平面上滚动,在对应的三维MPR平面可以表现出来,反之亦然。MPR通常用于检查脊椎的图像,查看椎间盘,这在二维图像中是很难看出来的。三维视图更容易看出脊椎和其他部分的位置关系。
  • VRT(体绘制技术):VRT从三维体数据集的影像中生成三维体,不用显式的从数据中提取几何表面。使用VRT,光学模型用于利用透明度和颜色映射数据值。VRT在表面遮蔽显示(SSD)技术上的优点为,VRT将体数据作为一个整体使用,没有信息被丢弃。数据的不透明度的映射可作为感兴趣数据的分类,允许体数据内部的可视化。LEADTOOLS还使用不同的三维渲染技术改进三维体的外观。VRT,支持切割面,可用于移除三维视图的阻塞型骨骼。VRT的另一个优势是能够增加透明度,允许骨骼以半透明到透明形式显示,为隐蔽的解剖学提供了更好的视图。
  • MIP(最大强度投影法):使用MIP,一个视图线上的每一个像素都可被评估,具有最大强度(即致密的结构)的最大体素值被选择进行渲染。这为超精密结构提供了一个更好的视图。使用MIP,开发者可以开发一个应用程序,使得医生可以更快更可靠的确定肺结点。
  • MinIP(最小强度投影):MinIP和MIP相似,只是延着三维体数据的视图线选择最小的强度值进行渲染。这提供了一个体中有关周围组织低密度结构的一个更好的可视化。例如,MinIP可用来可视化支气管树,因为支气管是胸腔中最密集的结构,通常是充气的。MinIP技术,趋向于提高空气的空间,可用于创建允许医生评估肺结构的应用程序。
  • SSD(表面阴影显示):SSD是显示指定ISO阈值的三维物体表面模型的一种技术。

LEADTOOLS Medical 3D SDK engine包含了检查目标系统三维能力的属性和方法。

三维投影和相机控制

LEADTOOLS Medical 3D SDK相机和人眼的功能是一样的,它创建了三维体的一个视图。使用LEADTOOLS Medical 3D SDK,生成的三维体视图可以被操作。开发者可控制LEADTOOLS Medical 3D SDK相机在三维空间中变焦、平移和旋转,并可将投影模式设置为正交或透视。不必要或阻塞的骨骼可从视图中移除,只需设置远近切割面,无需从体中移除数据。

三维对象操控

LEADTOOLS Medical 3D SDK提供了三维对象缩放、旋转、平移、ISO阈值、体素不透明度和裁剪。

查看器的Window Level接口通过窗口中心和窗口宽度指定一个感兴趣的强度范围,提供了简单的三维体数据分类。窗口宽度的变化(数据范围)改变了斜率,影响了对比。窗口中心的变化改变了包含的数据,将其从海波密集变为超密集结构。为了使感兴趣区域剖析具有更好的可视化表示,LEADTOOLS Medical 3D SDK还可使用线性、指数、对数和乙状映射设置转移表。

加载和保存三维体和网格

为了更快的生成三维体,LEADTOOLS Medical 3D SDK包含了保存和重加载三维体和三维网格到磁盘的功能。加载和保存三维体状态(包括旋转、偏移、阈值、窗位和板参数)的功能为医生带来了益处,使得他们在解释一个研究时可以被打断。

LEADTOOLS Medical 3D控件

LEADTOOLS Medical 3D包括了易用的且含有内置操作工具的医学三维控件。LEADTOOLS Medical 3D控件为快速开发和易用性而设计。仅用几行代码,LEADTOOLS Medical 3D控件即可和LEADTOOLS Medical Image Viewer控件轻松集成,它们提供了先进的医学查看器,它的功能堪比高端放射工作站。
LEADTOOLS Medical 3D控件提供了以下的交互式鼠标操作工具:

  • 窗位 – 控制三维对象的亮度、对比度和透明度
  • 缩放三维对象 – 调整三维对象
  • 平移三维对象 –平移三维对象
  • Alpha – 调整LUT曲线的Alpha值
  • 旋转三维对象 – 旋转三维对象
  • 旋转三维相机 – 旋转三维对象的视图
  • 平移三维相机 – 平移三维对象的视图
  • 缩放三维相机 – 缩放三维对象的视图
  • 平移平面 – 平移容器中的平面
  • 旋转平面 – 旋转平面

LEADTOOLS Medical 3D控件也能生成斜交和正交的二维MPR切片。通常情况下,一个MPR视图包括显示所需结构的三个正交平面视图和操纵这个体的方法。LEADTOOLS Medical 3D控件允许每个生成的二维正交平面(轴向、矢状和冠状)和独立的LEADTOOLS Medical Viewer 控件单元联系在一起。在这个配置中,LEADTOOLS Medical Image Viewer和LEADTOOLS Medical 3D控件共同提供了交互式的三维光标同步和任意正交平面的支持。

曲面多平面重组

通过使用先进的视角分析算法将弯曲的部分投影到一个平面上,曲面多平面重组可从一堆二维切片中生成二维的全景影像和近轴切影像。曲面多平面重组的使用在牙科和断层扫描(CT)专家中非常流行,他们需定期检查具有弯曲几何的骨骼,如牙齿和血管。

曲面多平面重组功能:

  • 添加、删除和移动曲线上的全景点
  • 可从每一段曲线中创建一个或多个近轴的切割
  • 诸多属性可轻松控制曲线的信息、曲线上的点、近轴的距离、近轴线的长度、颜色等等
  • 导出并保存生成的影像

LEADTOOLS Medical Image Viewer控件支持曲面多平面重组功能,允许开发者将此功能无缝的添加到他们的应用程序中。Medical Viewer控件提供了交互式的工具,可以绘制曲线、移动全景点、生成全景影像、自动创建近轴线和生成近轴影像。结果影像可和影像分析工具一起使用,如Window/Level,Alpha,平移、缩放、滚动和测量。它还提供了影像处理和标注的工具。

Curved MPR / Panoramic Screenshot

三维体板

三维体板是裁剪平面的特殊实现,可裁剪掉六个边界框平面中任意一个的表面结构,在体中能够可视化解剖结构和病理情况。例如,在检查内部器官如心脏或肺部时,可以隐藏腹壁。使用这个功能可以裁剪长方体和板。

LEADTOOLS Medical 3D SDK提供了二维正交MPR平面的交互式板控制。当三维体板功能启用时,LEADTOOLS Medical Image Viewer控件使用每个二维MPR平面上的虚线矩形显示板的边界。用户可以使用鼠标拖拽曲线调整裁剪平面。

单切和双切平面以及MIP板

LEADTOOLS Medical 3D SDK的裁剪平面功能允许用户生成一个切片,这个切片是通过虚拟裁剪一堆影像得到的。双切平面包含了两条互相垂直的切割线(横截面切割线)。这允许用户从各个方向观察一个物体的垂直切片,随后评估感兴趣的解剖。

开发者可编程设置切割线、切割线的旋转中心以及这个体堆中任意位置的切片厚度。除此之外,LEADTOOLS Medical Image Viewer控件实现了交互式的单切割线和双切割线。使用LEADTOOLS Medical Image Viewer控件,用户可以使用内置的操纵交互式的移动和旋转切割线,并选择切片厚度来查看一个厚的MIP板。

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