tools/clitkImage2DicomDoseGenericFilter.txx

   1 /*=========================================================================
   2   Program:   vv                     http://www.creatis.insa-lyon.fr/rio/vv
   3
   4   Authors belong to:
   5   - University of LYON              http://www.universite-lyon.fr/
   6   - Léon Bérard cancer center       http://www.centreleonberard.fr
   7   - CREATIS CNRS laboratory         http://www.creatis.insa-lyon.fr
   8
   9   This software is distributed WITHOUT ANY WARRANTY; without even
  10   the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  11   PURPOSE.  See the copyright notices for more information.
  12
  13   It is distributed under dual licence
  14
  15   - BSD        See included LICENSE.txt file
  16   - CeCILL-B   http://www.cecill.info/licences/Licence_CeCILL-B_V1-en.html
  17 ===========================================================================**/
  18 #ifndef clitkImage2DicomDoseGenericFilter_txx
  19 #define clitkImage2DicomDoseGenericFilter_txx
  20
  21 /* =================================================
  22  * @file   clitkImage2DicomDosemGenericFilter.txx
  23  * @author
  24  * @date
  25  *
  26  * @brief
  27  *
  28  ===================================================*/
  29
  30 #include "math.h"
  31
  32 #include "clitkImage2DicomDoseGenericFilter.h"
  33 #include "clitkCommon.h"
  34 #include "itkMinimumMaximumImageCalculator.h"
  35 #include "itkImageRegionIterator.h"
  36 #include "itkImageRegionConstIterator.h"
  37 #if GDCM_MAJOR_VERSION >= 2
  38 #include "gdcmUIDGenerator.h"
  39 #include <gdcmImageHelper.h>
  40 #include <gdcmAttribute.h>
  41 #include <gdcmReader.h>
  42 #include <gdcmWriter.h>
  43 #else
  44 #include "gdcmFile.h"
  45 #include "gdcmUtil.h"
  46 #endif
  47
  48 //#include "gdcmBase.h"
  49 //#include "gdcmDocEntry.h"
  50
  51
  52
  53 namespace clitk
  54 {
  55
  56
  57 //-----------------------------------------------------------
  58 // Constructor
  59 //-----------------------------------------------------------
  60 template<class args_info_type>
  61 Image2DicomDoseGenericFilter<args_info_type>::Image2DicomDoseGenericFilter()
  62 {
  63   m_Verbose=false;
  64   m_InputFileName="";
  65 }
  66
  67
  68 //-----------------------------------------------------------
  69 // Update
  70 //-----------------------------------------------------------
  71 template<class args_info_type>
  72 void Image2DicomDoseGenericFilter<args_info_type>::Update()
  73 {
  74   // Read the Dimension and PixelType
  75   int Dimension;
  76   std::string PixelType;
  77   ReadImageDimensionAndPixelType(m_InputFileName, Dimension, PixelType);
  78
  79
  80   // Call UpdateWithDim
  81   if(Dimension==2) UpdateWithDim<2>(PixelType);
  82   else if(Dimension==3) UpdateWithDim<3>(PixelType);
  83   // else if (Dimension==4)UpdateWithDim<4>(PixelType);
  84   else {
  85     std::cout<<"Error, Only for 2 or 3  Dimensions!!!"<<std::endl ;
  86     return;
  87   }
  88 }
  89
  90 //-------------------------------------------------------------------
  91 // Update with the number of dimensions
  92 //-------------------------------------------------------------------
  93 template<class args_info_type>
  94 template<unsigned int Dimension>
  95 void
  96 Image2DicomDoseGenericFilter<args_info_type>::UpdateWithDim(std::string PixelType)
  97 {
  98   if (m_Verbose) std::cout << "Image was detected to be "<<Dimension<<"D and "<< PixelType<<"..."<<std::endl;
  99
 100   if(PixelType == "short") {
 101     if (m_Verbose) std::cout << "Launching filter in "<< Dimension <<"D and signed short..." << std::endl;
 102     UpdateWithDimAndPixelType<Dimension, signed short>();
 103   }
 104   else if(PixelType == "unsigned_short"){
 105     if (m_Verbose) std::cout  << "Launching filter in "<< Dimension <<"D and unsigned_short..." << std::endl;
 106     UpdateWithDimAndPixelType<Dimension, unsigned short>();
 107   }
 108
 109   else if (PixelType == "unsigned_char") {
 110     if (m_Verbose) std::cout  << "Launching filter in "<< Dimension <<"D and unsigned_char..." << std::endl;
 111     UpdateWithDimAndPixelType<Dimension, unsigned char>();
 112   }
 113
 114   //     else if (PixelType == "char"){
 115   //       if (m_Verbose) std::cout  << "Launching filter in "<< Dimension <<"D and signed_char..." << std::endl;
 116   //       UpdateWithDimAndPixelType<Dimension, signed char>();
 117   //     }
 118   else if (PixelType == "double") {
 119     if (m_Verbose) std::cout  << "Launching filter in "<< Dimension <<"D and double..." << std::endl;
 120     UpdateWithDimAndPixelType<Dimension, double>();
 121   }
 122   else {
 123     if (m_Verbose) std::cout  << "Launching filter in "<< Dimension <<"D and float..." << std::endl;
 124     UpdateWithDimAndPixelType<Dimension, float>();
 125   }
 126 }
 127
 128 //-------------------------------------------------------------------
 129 // Update with the number of dimensions and the pixeltype read from
 130 // the dicom files. The MHD files may be resampled to match the
 131 // dicom spacing (and number of slices). Rounding errors in resampling
 132 // are handled by removing files when generating the output dicom
 133 // series.
 134 //-------------------------------------------------------------------
 135 template<class args_info_type>
 136 template <unsigned int Dimension, class  PixelType>
 137 void
 138 Image2DicomDoseGenericFilter<args_info_type>::UpdateWithDimAndPixelType()
 139 {
 140
 141 #if GDCM_MAJOR_VERSION == 2
 142   // ImageTypes
 143   typedef itk::Image<PixelType, Dimension> InputImageType;
 144   typedef unsigned short int OutputPixelType;
 145   typedef itk::Image<OutputPixelType, Dimension> OutputImageType;
 146   typedef itk::ImageFileReader< InputImageType >     ReaderType;
 147   typedef itk::ImageSeriesReader< InputImageType >     ReaderSeriesType;
 148   typedef itk::ImageSeriesWriter<OutputImageType, OutputImageType>  WriterSerieType;
 149   typedef itk::ImageRegionIterator< InputImageType > IteratorType;
 150   typedef itk::MinimumMaximumImageCalculator <InputImageType> ImageCalculatorFilterType;
 151   typedef itk::GDCMImageIO ImageIOType;
 152
 153   //-----------------------------------------------------------------------------
 154   // opening image input file
 155   typename ReaderType::Pointer reader = ReaderType::New();
 156   const char * filename = m_ArgsInfo.input_arg;
 157   reader->SetFileName( filename );
 158   reader->Update();
 159   typename InputImageType::Pointer image = reader->GetOutput();
 160   std::ostringstream value;
 161
 162   // Read Dicom model file
 163   typename ReaderSeriesType::Pointer readerSeries = ReaderSeriesType::New();
 164   ImageIOType::Pointer gdcmIO = ImageIOType::New();
 165   std::string filename_out = m_ArgsInfo.output_arg;
 166   gdcmIO->LoadPrivateTagsOn();
 167   gdcmIO->KeepOriginalUIDOn();
 168   typename ReaderSeriesType::FileNamesContainer fileNames;
 169   fileNames.push_back(m_ArgsInfo.DicomInputFile_arg);
 170   readerSeries->SetImageIO( gdcmIO );
 171   readerSeries->SetFileNames( fileNames );
 172   try {
 173     readerSeries->Update();
 174   } catch (itk::ExceptionObject &excp) {
 175     std::cerr << "Error: Exception thrown while reading the DICOM model file !!" << std::endl;
 176     std::cerr << excp << std::endl;
 177   }
 178
 179   // update output dicom keys/tags
 180   typename ReaderSeriesType::DictionaryRawPointer inputDict = (*(readerSeries->GetMetaDataDictionaryArray()))[0];
 181   typename ReaderSeriesType::DictionaryArrayType outputArray;
 182   typename ReaderSeriesType::DictionaryRawPointer outputDict = new typename ReaderSeriesType::DictionaryType;
 183   CopyDictionary (*inputDict, *outputDict);
 184
 185   // origin
 186   typename InputImageType::PointType origin = image->GetOrigin();
 187   value.str("");
 188   value<<origin[0]<<'\\'<<origin[1]<<'\\'<<origin[2];
 189   itk::EncapsulateMetaData<std::string>(*outputDict, "0020|0032", value.str());
 190   DD(origin);
 191
 192   // size
 193   typename InputImageType::SizeType imageSize = image->GetLargestPossibleRegion().GetSize();
 194   //DD(imageSize);
 195   int NbCols=imageSize[0];      // col
 196   int NbRows=imageSize[1];      // row
 197   int NbFrames=imageSize[2];    // frame
 198   itk::EncapsulateMetaData<std::string>(*outputDict, "0028|0008", NumberToString(NbFrames));
 199   itk::EncapsulateMetaData<std::string>(*outputDict, "0028|0010", NumberToString(NbRows));
 200   itk::EncapsulateMetaData<std::string>(*outputDict, "0028|0011", NumberToString(NbCols));
 201   DD(NbCols);
 202   DD(NbRows);
 203   DD(NbFrames);
 204
 205   // spacing
 206   typename InputImageType::SpacingType Spacing = image->GetSpacing();
 207   value.str("");
 208   value<<Spacing[0]<<'\\'<<Spacing[1];
 209   itk::EncapsulateMetaData<std::string>(*outputDict, "0028|0030", value.str());
 210   value.str("");
 211   value<<Spacing[2];
 212   itk::EncapsulateMetaData<std::string>(*outputDict, "0018|0050", value.str());
 213   DD(Spacing);
 214
 215   // offset
 216   float offset = 0.;
 217   value.str("");
 218   value << offset;
 219   for (int i=1; i<NbFrames ; i++){
 220     offset+=Spacing[2];
 221     value << '\\';
 222     value << offset;
 223   }
 224   itk::EncapsulateMetaData<std::string>(*outputDict, "3004|000c", value.str());
 225   DD(value.str());
 226
 227   // scaling
 228   typename ImageCalculatorFilterType::Pointer imageCalculatorFilter = ImageCalculatorFilterType::New();
 229   imageCalculatorFilter->SetImage(image);
 230   imageCalculatorFilter->ComputeMaximum();
 231   float highestValue=imageCalculatorFilter->GetMaximum();
 232   double doseScaling = highestValue/(pow(2,16)-1);
 233   value.str("");
 234   value<<doseScaling;
 235   itk::EncapsulateMetaData<std::string>(*outputDict, "3004|000e", value.str());
 236   DD(value.str());
 237
 238   // image data
 239   typename OutputImageType::Pointer imageOutput = OutputImageType::New();
 240   imageOutput->SetRegions(image->GetLargestPossibleRegion());
 241   imageOutput->SetSpacing(image->GetSpacing());
 242   imageOutput->SetOrigin(image->GetOrigin());
 243   imageOutput->SetDirection(image->GetDirection());
 244   imageOutput->Allocate();
 245
 246   typename itk::ImageRegionConstIterator<InputImageType> imageIterator(image,image->GetLargestPossibleRegion());
 247   typename itk::ImageRegionIterator<OutputImageType> imageOutputIterator(imageOutput,imageOutput->GetLargestPossibleRegion());
 248   while(!imageIterator.IsAtEnd()) {
 249     // Set the current pixel to white
 250     imageOutputIterator.Set((signed short int)(imageIterator.Get()/doseScaling));
 251
 252     ++imageIterator;
 253     ++imageOutputIterator;
 254   }
 255
 256   // Output directory and filenames
 257   typename WriterSerieType::Pointer writerSerie = WriterSerieType::New();
 258   outputArray.push_back(outputDict);
 259   writerSerie->SetInput( imageOutput );
 260   writerSerie->SetImageIO( gdcmIO );
 261   typename ReaderSeriesType::FileNamesContainer fileNamesOutput;
 262   fileNamesOutput.push_back(filename_out);
 263   writerSerie->SetFileNames( fileNamesOutput );
 264   writerSerie->SetMetaDataDictionaryArray(&outputArray);
 265
 266   // Write
 267   try {
 268     if (m_ArgsInfo.verbose_flag)
 269       std::cout << writerSerie << std::endl;
 270     writerSerie->Update();
 271   } catch( itk::ExceptionObject & excp ) {
 272     std::cerr << "Error: Exception thrown while writing the series!!" << std::endl;
 273     std::cerr << excp << std::endl;
 274   }
 275
 276   //Read sequence dicom tag with gdcm
 277   gdcm::Reader readerTemplateGDCM;
 278   readerTemplateGDCM.SetFileName( fileNames[0].c_str() );
 279   readerTemplateGDCM.Read();
 280   gdcm::File &fileTemplate = readerTemplateGDCM.GetFile();
 281   gdcm::DataSet &dsTemplate = fileTemplate.GetDataSet();
 282   const unsigned int ptr_len = 42;
 283   char *ptrTemplate = new char[ptr_len];
 284   memset(ptrTemplate,0,ptr_len);
 285
 286   const gdcm::DataElement &referenceRTPlanSq = dsTemplate.GetDataElement(gdcm::Tag(0x300c, 0x02));
 287
 288   //Create the Dose Grid Scaling data element (ITK 4.13 do not take into account - it works well with ITK 4.5.1)
 289   gdcm::DataElement deDoseGridScaling( gdcm::Tag(0x3004,0x0e) );
 290   deDoseGridScaling.SetVR( gdcm::VR::DS );
 291   deDoseGridScaling.SetByteValue(NumberToString(doseScaling).c_str(), (uint32_t)strlen(NumberToString(doseScaling).c_str()));
 292
 293   //Copy/Write sequence dicom tag with gdcm
 294   gdcm::Reader readerOutputGDCM;
 295   readerOutputGDCM.SetFileName( fileNamesOutput[0].c_str() );
 296   readerOutputGDCM.Read();
 297   gdcm::File &file = readerOutputGDCM.GetFile();
 298   gdcm::DataSet &dsOutput = file.GetDataSet();
 299
 300   dsOutput.Insert(referenceRTPlanSq);
 301   dsOutput.Replace(deDoseGridScaling);
 302   gdcm::Writer w;
 303   w.SetFile( file );
 304   w.SetFileName( fileNamesOutput[0].c_str() );
 305   w.Write();
 306
 307 //---------------------------------------------------------------------------------------
 308 //WRITE DICOM BIS
 309 // The previous way of writting DICOM-RT-DOSE works only for ITK
 310 // and resulting RT-DOSE files are not readable by commercial systems.
 311 // The nex step is to copy again the output file with another syntax, allowing to make RT-DOSE files readable by commercial systems.
 312 // see Jean-Pierre Roux comment below.
 313
 314 /*gdcm::FileHelper *fh = new gdcm::FileHelper(args_info.OutputFile_arg);
 315    void *imageData;
 316    int dataSize;
 317
 318    dataSize  = fh->GetImageDataRawSize();
 319    imageData = fh->GetImageDataRaw();// somewhat important : Loads the Pixels in memory !
 320
 321    fh->SetWriteModeToRaw();
 322    fh->SetWriteTypeToDcmExplVR();
 323
 324    bool res = fh->Write(args_info.OutputFile_arg);
 325
 326    if(!res)
 327       std::cout <<"Fail to write [" << args_info.OutputFile_arg << "]" <<std::endl;
 328    else std::cout<<"\n DICOM File re-written, using the FileHelper syntax, in order to be processed by commercial systems !"<<std::endl;
 329
 330 delete fh; */
 331 /*  gdcm::Writer w;
 332   w.SetFile(mDCMFile);
 333   w.SetFileName(m_ArgsInfo.output_arg);
 334   w.Write();*/
 335 //   fh->Delete();
 336
 337 //---------------------------------------------------------------------------------------
 338 //---------------------------------------------------------------------------------------
 339 // Jean-Pierre Roux help for DICOM-RT-DOSE writting
 340 //---------------------------------------------------------------------------------------
 341 //---------------------------------------------------------------------------------------
 342
 343 //      de      Jean-Pierre Roux <jpr@creatis.insa-lyon.fr>
 344 // répondre à jpr@creatis.insa-lyon.fr
 345 // à   Loic Grevillot <loic.grevillot@gmail.com>
 346 // cc   jpr@creatis.insa-lyon.fr,
 347 // Joël Schaerer <joel.schaerer@gmail.com>,
 348 // David Sarrut <David.Sarrut@creatis.insa-lyon.fr>,
 349 // Joel Schaerer <joel.schaerer@creatis.insa-lyon.fr>
 350 // date 12 juillet 2010 12:23
 351 // objet        Re: DICOM RT DOSE
 352 //
 353 // masquer les détails 12:23 (Il y a 21 heures)
 354 //
 355 // Bonjour,
 356 //
 357 // J'aurais écrit à peut prèt la même chose.
 358 // (Ci après un extrait de mon code -Example/ReWrite.cxx-)
 359 //
 360 // L'utilisation d'un FileHelper (qui ne changera rien dans ce cas précis) est une mesure de précaution, car,  l'élément 7FE0|0010 peut être compressé (ce qui n'est pas le cas pour tes images), que la manière de stocker les pixels ainsi compressés était parfois un peu ... curieuse.
 361 // Je décompresse, et réécrit non compressé.
 362 //
 363 // ============================
 364 //    gdcm::File *f = new gdcm::File();
 365 //    f->SetMaxSizeLoadEntry(0x7fffffff);
 366 //    f->SetFileName( fileName );
 367 //    bool res = f->Load();
 368 //    if ( !res )
 369 //    {
 370 //       delete f;
 371 //       return 0;
 372 //    }
 373 //
 374 //    if (!f->IsReadable())
 375 //    {
 376 //        std::cerr << "Sorry, not a Readable DICOM / ACR File"  <<std::endl;
 377 //        delete f;
 378 //        return 0;
 379 //    }
 380 //
 381 //    gdcm::FileHelper *fh = new gdcm::FileHelper(f);
 382 //    void *imageData;
 383 //    int dataSize;
 384 //
 385 //    dataSize  = fh->GetImageDataRawSize();
 386 //    imageData = fh->GetImageDataRaw();// somewhat important : Loads the Pixels in memory !
 387 //
 388 //    fh->SetWriteModeToRaw();
 389 //    fh->SetWriteTypeToDcmExplVR();
 390 //    res = fh->Write(outputFileName);
 391 //
 392 //    if(!res)
 393 //       std::cout <<"Fail to write [" << outputFileName << "]" <<std::endl;
 394 //
 395 //    f->Delete();
 396 //    fh->Delete();
 397
 398 //---------------------------------------------------------------------------------------
 399 //---------------------------------------------------------------------------------------
 400 // pour supprimer des tags:
 401 //---------------------------------------------------------------------------------------
 402 //---------------------------------------------------------------------------------------
 403 //      SOLUCE 1 QUI MARCHE POUR UN SQItem SIMPLE
 404 /*
 405 gdcm::DocEntry *a;
 406 //a= ((gdcm::SQItem*)mDCMFile)->GetDocEntry(0xfffe,0xe00d);
 407 a= ((gdcm::SQItem*)mDCMFile)->GetDocEntry(0x3004,0x000e);
 408 ((gdcm::SQItem*)mDCMFile)->RemoveEntry(a);
 409 mDCMFile->Write (args_info.OutputFile_arg, type);
 410 */
 411
 412 //      SOLUCE 2 QUI MARCHE POUR UNE SeqEntry->SQItem
 413 /*
 414 std::cout<<"\ntest correction fichier apres ecriture\n"<<std::endl;
 415 gdcm::SeqEntry *seqEntry = mDCMFile->GetSeqEntry(0x300c,0x0002);
 416 gdcm::SQItem* currentItem = seqEntry->GetFirstSQItem();
 417 gdcm::DocEntry *a;
 418 //a= currentItem->GetDocEntry(0x0008,0x1155);
 419 a= currentItem->GetDocEntry(0xfffe,0xe00d);
 420 currentItem->RemoveEntry(a);
 421 mDCMFile->Write (args_info.OutputFile_arg, type);
 422 */
 423
 424 //gdcm::DocEntry *a;
 425 //a=GetDocEntry(0x7fe0,0x0000);
 426 //((gdcm::SQItem*)mDCMFile)->RemoveEntry(a);
 427
 428 //-----------------------------------------------------------------------------------
 429   std::cout <<"\n## DICOM Image to RT DOSE application is ended..."<<std::endl;
 430   std::cout <<"#########################################################\n" << std::endl;
 431
 432 #else
 433   std::cout << "Use GDCM2" << std::endl;
 434 #endif
 435 }
 436 //---------------------------------------------------------------------------
 437
 438
 439 //---------------------------------------------------------------------------
 440 void CopyDictionary (itk::MetaDataDictionary &fromDict, itk::MetaDataDictionary &toDict)
 441 {
 442   typedef itk::MetaDataDictionary DictionaryType;
 443
 444   DictionaryType::ConstIterator itr = fromDict.Begin();
 445   DictionaryType::ConstIterator end = fromDict.End();
 446   typedef itk::MetaDataObject< std::string > MetaDataStringType;
 447
 448   while( itr != end )
 449     {
 450     itk::MetaDataObjectBase::Pointer  entry = itr->second;
 451
 452     MetaDataStringType::Pointer entryvalue =
 453       dynamic_cast<MetaDataStringType *>( entry.GetPointer() ) ;
 454     if( entryvalue )
 455       {
 456       std::string tagkey   = itr->first;
 457       std::string tagvalue = entryvalue->GetMetaDataObjectValue();
 458       itk::EncapsulateMetaData<std::string>(toDict, tagkey, tagvalue);
 459       }
 460     ++itr;
 461     }
 462 }
 463 //---------------------------------------------------------------------------
 464
 465 //---------------------------------------------------------------------------
 466 template <typename T> std::string NumberToString ( T Number )
 467 {
 468    std::ostringstream ss;
 469    ss << Number;
 470    return ss.str();
 471 }
 472 //---------------------------------------------------------------------------
 473
 474
 475 }//end clitk
 476
 477 #endif //#define clitkImage2DicomDoseGenericFilter_txx