# MyPacs

**Repository Path**: gmt001/my-pacs

## Basic Information

- **Project Name**: MyPacs
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-03-01
- **Last Updated**: 2026-03-12

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

三方库：
dcmtk：读取dicom信息
vtk-dicom：读取图像为图片并渲染（vtkDICOMReader，继承自vtkimagereader2），单帧时非必要，vtk本身也提供了单帧图片的读取方法（vtkimagereader2）
vtk：三维建模

开发步骤：
1、ui实现，包括基本布局及窗口激活切换
2、给图片展示组件添加renderwindow
3、实现dicomreader，定义patient-study-series-image（定义model及操作），扫描文件并建立dicom数据层级结构
4、捕捉文件扫描时发出的渲染信号，渲染图片到renderwindow，需要先设置renderwindow的图片层、文本展示层（两个renderer，一个绑定image_actor，一个绑定text_actor）、窗位窗宽，并添加interactor
5、实现interactor交互操作，主要包括鼠标滚动上下切换图片并更新文本信息，鼠标左键按下并移动调整窗位窗宽，鼠标右键缩放等
6、实现预览组件，加载缩略图
7、各按钮对应操作实现，包括原始图像变换、切片、3d重建等
8、实现dicom文件上传下载页面，可暂时使用现成服务器软件测试
9、实现简易dicom服务器
10、看情况添加数据标注功能

细节：
1、线程FilesImporter，负责打开文件或文件夹时调用reader解析dicom，解析完毕后发送更新主界面信号，在首次添加文件/文件夹时启动
2、每次以一个series为单元进行刷新，读取到新series时，FilesImporter发送添加、展示缩略图、更新当前2D主图像信号
3、FilesImporter采用生产者-消费者模型，使用文件队列存储文件路径，importFiles不断从队列取文件，调用DicomReader读取
4、加载dicom，dataSet是键值对结构，使用tag从中获取对应信息，主要的信息分为：patient\study\series\image，层层包含（分别为这几类信息建立model，封装对应tag信息和子项crud操作）
    filePath = t_filePath;
    file = std::unique_ptr<DcmFileFormat>(new DcmFileFormat());
    if (file->loadFile(t_filePath.c_str()).bad()) {
        file.release();
        dataSet = nullptr;
        throw std::runtime_error("Cannot open file!");
    }
    dataSet = file->getDataset();
5、每次加载dicom时，设置patient/study/series为当前dicom的对应id
6、主界面ViewerContent，负责接收importer信号、界面互动、图像渲染，主要实现的操作包括：布局切换、缩略图添加&展示&隐藏、图像操作（3d建模、mpr切片、像素取反、水平&垂直翻转、左右旋转）。缩略图操作由Thumbnail模块实现，图像操作由uiWidget模块实现
7、thumbnail为tabwidget，每个patient一个patienttab，每个patienttab的每个study对应一个子studytab，每个studytab内部是一个listwidget实现的缩略图列表，对series取首张图像（按instancenumer+slicelocation排序，对多帧dicom取首帧）做缩略图（生成bmp文件）加到列表中，点击缩略图时，将最后一个窗口替换为选中series
8、uiWidget中，widget2D实现2D图像相关操作，widget3D实现3D操作，widgetMpr实现切片，共同继承于widgetbase，widgetwrapper是对三者的包装，widgetContainer负责存放这些窗口对象，widgetManager操作这些窗口对象，具体的渲染操作在对应的helper中。renderwindow设置为两层，分别放renderer，一个对应image_actor，用于展示图片，一个对应text_actor，用于展示说明文字（overlay）。
9、widget2D采用：
 1）QVTKOpenGLNativeWidget+vtkGenericOpenGLRenderWindow做渲染输出窗口，放在widget2D内
 2）在widget2D内设置helper的renderwindow，再在helper内获取renderwindow的interactor，设置interactor的style为自定义的interactorstyle以实现事件处理。事件传递顺序：操作系统产生滚轮信号 -> Qt 生成 QWheelEvent -> 投递给 QVTKOpenGLNativeWidget::wheelEvent() -> QVTKOpenGLNativeWidget 调用其内部持有的 vtkRenderWindowInteractor的FindPokedRenderer(x, y) 确定鼠标位置对应的渲染器，然后调用InvokeEvent触发 MouseWheelForwardEvent 或 MouseWheelBackwardEvent -> vtkRenderWindowInteractor 接收到事件后，查找当前绑定的 vtkInteractorStyle，将事件分发给vtkInteractorStyle 的对应回调函数（如 OnMouseWheelForward()）。
 3）VtkWidgetEventFilter在QVTKOpenGLNativeWidget鼠标按压、滚动、双击事件发生时触发widget2D的焦点事件（只要eventFilter调用基类的eventFilter，仍然会触发vtkRenderWindowInteractor的响应），传递给widgetwrapper，更新窗口样式
 4）widget2D内虽然添加了scrollbar，但并没有处理相应的wheel事件（在widget2D的wheel事件处理中对scrollbar进行setvalue），scrollbar只是作为一个有多张图片的标志，位置始终为0，并且在图片数增加时更新maxinum
 5）初始化imageviwer，绑定renderwindow，用于设置inputdata和控制图像渲染（分单帧多帧），注意imageviwer会重置缩放比例，若需要手动设置缩放比例，应该放在imageviwer的render调用后
 6）设置窗位窗宽（识别图像类型，不同类型设置方式不同，有的是设置查找表，有的是设置范围）
 7）设置overlay图层，用于在渲染图层上加文字（vtkOpenGLTextActor），包括series信息，动态信息（首张图片渲染时更新zoomfactor，鼠标滚轮滚动时切换当前索引，鼠标左键按下并移动时修改床位窗宽）。注意需要将overlay层的intercative设置为false，以便鼠标操作作用到图片层
 8）renderer->GetActiveCamera()获取camera，用于图像翻转及旋转
10、overlay
 1）包装vtkOpenGLTextActor，提供按key内容设置，拼接后显示
 2）创建管理类，读取模板文件，使用dicom meta data信息替换内容并设置到textactor，放置到对应四个边角
 3）设置callback，在窗口大小变化时重新放置文字（是否需要待验证）
 4）给overlay绑定renderer，可以直接和图片共用一个renderer，或者新建一个图层，使用单独的renderer，前者和图片共用坐标系，深度绑定不够灵活
11、3d重建（widget类负责创建窗口，helper负责3d重建、环境参数设置及裁剪）
 1）初始化mapper，设置混合模式及inputdata
 2）初始化volume（actor），添加mapper到volume
 3）添加volume到renderer
 4）添加renderer到renderwindow（vtkGenericOpenGLRenderWindow在渲染时使用了QOpenGLContext，QOpenGLContext是非线程安全的，跨线程使用需要movetothread绑定到目标线程且目标线程需要已运行，故通常只在创建该对象的线程中使用，应该改用另外建立的vtkrenderwindow，在该window中渲染，再将其renderer传回给vtkGenericOpenGLRenderWindow）
 5）设置interactor（vtkInteractorStyleTrackballCamera，实现空间变换，注意应是vtkGenericOpenGLRenderWindow的interactor）
 6）设置默认环境参数，可以在实现模式选择后设置默认模式
 7）渲染
 8）添加boxwidget（绘制参考立方体，实现裁剪，设置callback observer以实现在每次立方体改变时自动修改裁剪平面）
 9）提供模式选择，不同模式下加载对应环境参数（如：光照等，MIP代码设置，其余来自json文件）
12、mpr切片
 1）初始化三个widget，添加三个renderwindow，用于放置三个切面
 2）初始化三个vtkImageResliceToColors对面用于获取切片，需要设置横断面、矢状面、冠状面矩阵
 3）平移横断面、矢状面、冠状面平面到中心（计算中心坐标，赋给矩阵第4列），确保切面处于中间
 4）初始化slicer，绑定输入数据、设置输出参数、颜色映射
 5）初始化mapper，添加reslicer输出数据到mapper
 6）初始化actor，添加mapper到actor
 7）初始化renderer，添加actor到renderer
 8）添加renderer到renderwindow，渲染
 9）切面添加坐标轴（vtkAxisActor2D），坐标系为显示坐标 —— 暂不考虑实现
 10）interactor，鼠标滚轮实现切面沿法向量方向平移，平移单位为像素；缩放，对应屏幕显示像素范围变化，若添加了坐标轴且不覆盖窗口全范围需要更新坐标轴可见刻度；平移；调整窗位窗宽
 11）实现旋转切面：先实现绘制，再考虑interactor

其他：
vtk图形渲染一般步骤
1、选用目标图形的对应类，创建对象，将对象outputport绑定到vtkPolyData
2、创建mapper，对vtkpolydata，主要是vtkpolymapper对象，将polydat的output绑定到mapper，并设置属性
3、多个图形vtkpolydata可以先加到vtkAppendPolyData集合，再一起绑定到mapper
4、创建actor，将mapper设置为2中创建的mapper
5、创建renderer，将actor添加到renderer
6、将renderer添加到renderwindow
7、进行渲染

vtk事件响应：
1）不存在冒泡，不同组件可以监听同个事件，通常需要设置优先级，否则按照添加的顺序响应
2）grabfocus（针对后续事件）：用于将输入焦点转移到当前组件，此后输入操作只会触发当前组件的事件响应，除非手动调用releasefocus，或者对象被销毁
3）setabortflag（正对当前事件）：用于阻止事件传播，当多个组件同时监听同个事件时，不同优先级存在先后顺序，先响应的调用了此函数，则后面组件的响应不会被触发

vtkWidgetRepresentation中不通过将actor添加到renderer进行关联，而是重写RenderOpaqueGeometry、RenderOverlay等方法（参数Viewport一般是renderer对象），在方法中调用actor进行渲染，renderer调用render本质上也是调用这些函数

自定义vtkwidget小部件
1、继承vtkAbstractWidget，实现createdefaultrepresentation
2、定义actor，主要实现绘图
3、定义representation，需要继承vtkWidgetRepresentation，实现 BuildRepresentation、RenderOverlay、RenderOpaqueGeometry、ReleaseGraphicsResources、ComputeInteractionState等方法，在这些方法中调用actor
4、实现必要的callback，如鼠标移动时按位置变换光标，鼠标按下移动时图像进行对应变换等
5、创建小部件对象，调用setInteractor、setRenderer关联renderer，调用setEnable使小部件生效，重新render以展示小部件
6、复合小部件主要是在类中定义子部件对象，设置对应的representation，并setInteractor

等值面设置为0作用？CT值为0处绘制平面，没有CT值为0的区域是作用不能体现
boxwidget作用是绘制一个参考立方体，对该立方体旋转，并利用边界作为裁剪平面对建模结果进行裁剪
不同模式对应显示不同器官，有必要实现，作用是设置CT值到RGB颜色等环境参数映射，通过rgbpoint可控制显示不同部位
updatewindowlevel含义，dicom半窗宽相对最大值是1000，变化量是相对1000的变化量，转化为相对标准映射点的变化量，不一定要按照这种算法调整

vtktypemarco宏，自动定义一些类方法，如NewInstance
vtkwidgetbase，辅助类，用于读取dicom并设置vtkwidgetdicom的renderwindow
vtkwidgetdicom，继承自vtkimageview2（2d），用于控制渲染
toolbarwidget3d，控制启用空间变换，切换模式（设置环境参数）
transferfunction，提供映射点以设置颜色及透明度
boxwidget创建时renderer已转移给vtkGenericOpenGLRenderWindow（addrenderer中调用了setrenderwindow），其绑定的interactor和qtvtkwidget取到的interactor实际上是同一个
vtkhandlewidget是一个手柄组件，继承自vtkAbstractWidget，其内有一个vtkPointHandleRepresentation3D成员，用于控制可视化，默认以一个“+”的方式展示，绘制的图形在setEnable时被关联到renderer（从interactor的FindPokedRenderer获取）上，在对应renderwindow调用render时显示到界面。其余函数用于实现交互逻辑。通过sethandlesize调整可视化点的大小，settolerance设置鼠标响应的球形区域范围
vtkresliceplanecursorwidget定义可一个复合部件，用于旋转、移动平面，获取不同角度的切面，包含了handlewidget和自定义的两条正交线，在鼠标靠近两条线且不在手柄部件范围内时显示一个手形图标，鼠标左键按下时切换为旋转状态并允许旋转；在鼠标进入手柄范围时，切换为平移状态允许平移中心。此类只是触发光标旋转、平移事件，具体的响应变换由vtkresliceewidget实现
vtkreslicewidgetrepresentation重新定义actor实现自定义绘图，主要控制handlewidget外观及添加两条正交线
vtkreslicewidget只是用于管理添加交互组件，从vtkabstractwidget继承非必要，只是方便利用vtk智能指针等特性
回调：用于监控对象的某个事件，在事件发生后执行特定动作；renderwindow可以使用interactor实现交互，其他如小部件则需要自定义事件的callback来实现交互。实现步骤：1、实现一个回调类——继承自vtkCommand&实现Execute方法；2、被监控对象使用AddObserver添加监控。SetCallbackMethod指定回调时，需要同时满足vtkCommnad和vtkWidgetEvent才会触发，单独一者不会触发（vtkWidgetEvent::AddPoint用鼠标点击时触发），且源是调用此函数的对象。3、项目中vtkresliceplanecursorwidget主要实现的回调是movement时变换光标、对vtkhandlewidget的拖动发送平移信号、对正交线附近的拖动发送旋转信号，后两者需要在vtkreslicewidget进行信号响应（一个切面发信号，需要对另外两个切面做变换，因此信号的发送者不是信号的响应者）。4、添加的回调需要在析构时remove，回调是全局的，对象被析构后callback里的manager仍然存在，但manager的指针成员所指对象已被析构（浅拷贝）

dicomreader提供底层读取dicom信息接口，包装在一个wrapper类中供FileImporter调用，wrapper类主要实现建立patient-study-series-image层次结构
读取dicom信息后，发送信号，触发对应widget类读取图像信息并展示，在图片上加覆盖层展示dicom信息

同series放一个子窗口，使用scrollbar切换，每扫描到一个图片更新scrollbar深度，只有出现新series时才切换渲染窗口并进行渲染
更新scrollbar采用信号&槽机制，信号源对象相同，切换窗口时目标对象不同，需要释放当前正在添加图片的widget的槽函数连接（需保证按series有序），或者在槽函数中判断当前series是否与widget的series一致
使用set集合存储image，保证遍历时有序，需要自定义比较规则（按sopinstancenumber&slicelocation）

vtk绘图imageviewer2，默认图像平面与z轴正交，可通过SetSliceOrientationToXY设置

vtk智能指针（vtk内置对象的构造函数非公有，不能通过普通指针构造对象，vtkStandardNewMacro宏定义了公有New方法，使用vtk智能指针时会调用该方法创建对象）
vtkNew：作用基本同常规指针，复制构造函数和赋值操作符被禁用，提供跳出作用域时自动销毁功能，构造函数中自动调用模板参数类型的New方法建对象
vtkSmartPointer：类似shareptr，通过引用计数管理，初始化为nullptr
VtkUniquePtr：基于uniqueptr

reslice矩阵
前三行：前3列表示旋转后新坐标系坐标轴在原坐标系的单位向量（应用到平面上，前两列表示平面左右、上下轴向，第三列表示平面的法向量），最后一列表示平移后新坐标系原点后在原坐标系的坐标
最后一行：表示缩放及透视，通常设置为(0,0,0,1)


窗位窗宽获取两种方式，一种来自dcmtk的dataset，扫描时赋值给image（dicom文件没有tag时根据图片CT值范围自动计算），一种来自vtkdicom的reader（从reader元数据获取），具体用哪种看有哪种对象

坐标系
显示坐标：屏幕像素坐标，以渲染窗口左上角为原点
视口坐标：范围0-1，需要通过乘以窗口实际像素尺寸转换为显示坐标
世界坐标：渲染场景所在坐标，是现实世界坐标的抽象，以设置的物理长度单位（m，cm，mm等）为轴刻度基本单位
世界坐标中的物体投影到投影平面，由视口裁剪后显示，投影平面到视口的比例不会自动改变，缩放时，投影相应变大变小，若不进行特殊处理，则物体在视口中的大小也会变化

bug & qs
1、onRefreshScrollValue 代码多余：
    // 当前查看的不是第一张，插入的图片在当前图片之前，value+1，确保查看的图片是同一张, 加载过程中 scrollBar->value 正常总是0，不可能出现此种情况
// const auto value = (image->getIndex() <= scrollBar->value() && size > 1 && image->getIndex() > 0) ? scrollBar->value() + 1 : scrollBar->value();
2、更新scrollbar时updateoverlay可能先于render，需要跳过
3、点击缩略图将最后一个窗口切换为所选series待实现
4、zoom计算方式，分子考虑了space，分母没有，需要确认是否存在问题：spacing默认为1，缩放影响spacing1，分母不考虑才是原始的大小
5、移动手柄时，重新setposition，只是移动了两条线，图片本身移动，线段长度也没变，会不会在界面上出现线段一部分被遮挡，一部分缺失？设置了scale，一拉长线段，确保不会出现此问题
6、vtkrelicewidgetrepresentation考虑不实现renderoverlay，actor并没有文字层，可以
7、原项目的frameless有问题，导致获取鼠标位置不准确
8、正交线setscale功能待验证，widgetinteraction为何取actor的position：手柄组件移动会导致整个物体移动，actor发生变化，可以获取移动量，另外需要将图片减去移动量以确保图片仍在窗口中间
9、widget小部件显示后，interactor是否还会触发原来的函数，尝试注释掉GrabFocus
10、setabortflag作用
11、事件本身会自动传给所有监听的对象，单独invokeevent作用，interactor作为事件源，应该会自动传给widget和interactor的响应
12、手柄氛围内鼠标按下是否同时触发手柄startinteraction及父部件leftbuttonpressevent
13、修改图片和小部件中心平移位置可能有问题待验证
14、平移时actor移动距离是切面所在平面上的距离，不能直接当成x,y移动距离，需要考虑旋转角度
15、mprinteractor 在down时grabfocus，没有在up是releasefocus
16、文件读取时可以加上对采用压缩转移语法数据集的解压缩

pacs交互页面：提供pacs查询、dicom文件上传pacs、从本地文件或远程文件解析dicom并展示报告，导入到viewer页面进行查看
1、查询窗口提供pacs设置及查询确认
2、上传窗口提供导入文件/目录按钮及文件列表（暂时简单列出，后续再整成目录树），上传pacs按钮
3、提供报告展示窗口及导入到viewer页面按钮
*：只负责展示文件信息，以确认上传、下载内容，文件不用于3d建模，无需排序，只需要解析到series信息，并展示dicom文件列表即可

实现过程：
1、实现scu类，用于数据上传、查询、下载等：初始化服务端实体（名称、ip、port等）、初始化查询数据集、初始化presentationcontext；实现echo、store、move、find操作
2、实现scp类，用于本地查询管理、下载，需要包装在子线程中运行以实现后台一直监听目标AE
3、全局配置类，从文件读取或写pacs信息，使用单例模式
  ——本地配置：ae title,  ae port，用于scu设置title，下载时充当scp，需要port
  ——pacs server配置：ae titlem, ae ip, ae port, ar desciption
4、查询实现：调用scu类进行查询，查询结果由dataManager类处理后传给ui类，ui类更新到页面；
5、数据上传：打开本地文件/目录，将文件列表更新到ui，
6、数据下载：调用move服务
7、scu放在主线程会堵塞gui线程，使得无法在传输数据时及时更新progress bar，可以考虑使用movetothread放到子线程
8、改造为子线程执行后，数据传输完成、传输出错、传输进度等需要主动发送信号到主线程进行处理，确保数据同步

Viewer的patient\study\series\image匹配关系通过指针建立，每次解析文件前需要手动扫描已添加patient\study\series元素列表以确认是否遇到新元素
scu的匹配关系通过Qmap建立，通过key值保证唯一性，不用手动判断是否遇到新元素

服务端：webapi，包含query/store服务，vue前端提供服务状态查询、启动、停止，实现cmove时需要创建scu，给cmove请求端发送cstore，目前ip写死在代码中，后续可以考虑放在配置文件，通过sopinstanceid进行查询
服务端增加支持压缩转移语法