目錄
目錄 1
第一章. 緒論 3
1.1. 醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)PACS 3
1.1.1. PACS的應(yīng)用范圍和功能 4
1.1.2. PACS在國內(nèi)外開發(fā)應(yīng)用情況 5
1.1.3. PACS未來展望 5
1.1.4. DICOM標(biāo)準(zhǔn) 7
1.2. 醫(yī)學(xué)圖像三維重建 9
1.2.1. 三維重建數(shù)據(jù)流程 10
1.2.2. 重建算法 12
1.2.3. 三維模型的顯示 13
1.3. 本論文所作的工作及組織 13
第二章. 醫(yī)學(xué)斷層圖像三維重建算法 15
2.1. 等值面抽取算法 15
2.1.1. Marching Cubes(MC)算法 16
2.1.2. Discretized Marching Cubes 算法 20
2.1.3. Marching Tetrahedra算法和剖分立方體算法 23
2.1.4. 輪廓拼接 24
2.2. 直接體繪制算法 28
2.2.1. 直接體繪制算法的分類 28
2.2.2. 光線投射算法 28
2.2.3. 體繪制加速算法 29
2.3. 小結(jié) 30
第三章. 三維重建軟件My3d的實(shí)現(xiàn) 31
3.1. My3d和PACS的關(guān)系 31
3.2. DICOM網(wǎng)關(guān) 32
3.3. 二維圖像相關(guān)的軟件設(shè)計 33
3.3.1. 高分辨率圖像的顯示方法 33
3.3.2. 簡單圖像處理 35
3.3.3. 輪廓線編輯 37
3.4. 三維模型渲染方法 38
3.4.1. OpenGL簡介 38
3.4.2. 渲染流程 42
3.5. 程序類圖 43
3.5.1. CSingleImageView：平面圖像瀏覽窗口 44
3.5.2. CMultiImageView：多幅縮略圖瀏覽窗口 45
3.5.3. CMy3dView： 三維模型顯示窗口 46
3.6. 小結(jié) 46
第四章. 設(shè)計模式在My3d中的應(yīng)用 48
4.1. 設(shè)計模式的基本要素 48
4.2. 設(shè)計模式的組織與分類 49
4.3. 怎樣選擇設(shè)計模式 50
4.4. 設(shè)計模式使用實(shí)例 51
4.4.1. Command模式 51
4.4.2. Strategy 53
4.4.3. Singleton 55
4.4.4. Adaptor模式 56
4.5. 小結(jié) 58
第五章. 結(jié)束語 59
5.1. 論文工作總結(jié) 59
5.2. 未來工作展望 60
參考文獻(xiàn) 61
致謝 64
讀研期間發(fā)表的論文 65
第一章. 緒論
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醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)PACS
三維重建軟件框架簡介
三維重建算法
三維模型顯示技術(shù)
本論文所作的工作和組織
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1.1. 醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)PACS
倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后的一百多年里，醫(yī)學(xué)成像科學(xué)與技術(shù)對放射診斷學(xué)的主要貢獻(xiàn)是創(chuàng)造了多種成像方式，例如：CT、MRI、SPECT、PET、DSA、NM、US、CR等，這些新的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)為臨床提供了豐富的影像學(xué)資料，極大地方便了醫(yī)生的診斷，但與此同時所產(chǎn)生的大量的影像資料對醫(yī)院的管理提出了更高的要求。傳統(tǒng)的膠片備份，人工管理的方法不僅要耗費(fèi)大量的資金、場地和人力，而且存在著丟失資料、查找困難、存儲時間短等問題。顯然這種方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足醫(yī)院迅速增長的業(yè)務(wù)要求，迫切需要一種自動化的影像管理系統(tǒng)來代替它，這已成為每一家醫(yī)院面臨的急迫需要解決的問題。
伴隨著高速計算設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊及圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展而產(chǎn)生的“醫(yī)學(xué)影像存取與傳輸系統(tǒng)[26][27]”(Picture Archiving and Communication System)為以上問題的徹底解決提供了一種先進(jìn)的技術(shù)手段。據(jù)估算，在一家醫(yī)院中放射成像（radiography，即將醫(yī)學(xué)影像成像到傳統(tǒng)的膠片上）的工作，其工作量通常占影像室工作量的60％至70％。PACS系統(tǒng)可以大大降低該工作量的比例，提高影像室的工作效率。PACS系統(tǒng)的使用不但為醫(yī)院達(dá)到無膠片化環(huán)境(filmless environment)提供了解決的方案，而且為今后進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程學(xué)術(shù)交流和計算機(jī)輔助的醫(yī)學(xué)影像診斷提供了支撐環(huán)境。
PACS系統(tǒng)受到了醫(yī)院的廣泛歡迎。PACS的最直接受益者是使用科室。第一，在硬成本方面，可以減少膠片用量，節(jié)省相機(jī)、洗片機(jī)藥水。第二，在管理方面，智能化的診斷報告系統(tǒng)減少了醫(yī)生的勞動強(qiáng)度，數(shù)據(jù)化存儲減少了檔案管理的麻煩。第三，完整保留圖像數(shù)據(jù)，對于科研、教學(xué)和解決未來可能的法律糾紛是最好的保障。PACS對醫(yī)院管理的益處也是多方面的。建立HIS(醫(yī)院信息管理系統(tǒng))系統(tǒng)是醫(yī)院管理改革的必要步驟。在國外，做為HIS子系統(tǒng)的PACS，其影像的數(shù)據(jù)量達(dá)到HIS信息量的80%，超過其他信息的總和數(shù)倍。醫(yī)療影像的管理對于提高全院的管理效率是不可或缺的。PACS的影像管理也為遠(yuǎn)程診斷打下基礎(chǔ)。大型醫(yī)院的專家可以通過INTERNET瀏覽偏遠(yuǎn)地區(qū)醫(yī)院送來的圖像并作出會診，偏遠(yuǎn)地區(qū)的醫(yī)院也可以把圖像輕松地送給指定的專家學(xué)者。數(shù)據(jù)傳遞縮短了時間和空間。這對于提高醫(yī)院的醫(yī)療水平，緩解醫(yī)療資源不合理分配，有很大的幫助。
1.1.1. PACS的應(yīng)用范圍和功能
PACS可以指任何一種放射醫(yī)學(xué)圖像管理系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以把PACS應(yīng)用劃分為四類：①在整個醫(yī)院內(nèi)實(shí)施的完整PACS系統(tǒng)，目標(biāo)是支持在醫(yī)院內(nèi)部所有關(guān)于圖象的活動，集成了醫(yī)療設(shè)備、圖象存儲和分發(fā)、數(shù)字圖象在重要診斷和會診時的顯示、圖象歸檔已及外部信息系統(tǒng)；②在醫(yī)院某個部分內(nèi)實(shí)施PACS，目標(biāo)是提高部門內(nèi)醫(yī)療設(shè)備的使用效率；③在醫(yī)院內(nèi)部的圖象分發(fā)系統(tǒng)，目標(biāo)是幫助醫(yī)院的其他部門，特別是急診室(ER)和監(jiān)護(hù)房(ICU)獲得放射醫(yī)療部分生成的圖象；④遠(yuǎn)程放射醫(yī)療，目標(biāo)是支持遠(yuǎn)程圖象傳
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