目錄
目錄 1
第一章. 緒論 3
1.1. 醫學影像系統PACS 3
1.1.1. PACS的應用范圍和功能 4
1.1.2. PACS在國內外開發應用情況 5
1.1.3. PACS未來展望 5
1.1.4. DICOM標準 7
1.2. 醫學圖像三維重建 9
1.2.1. 三維重建數據流程 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. 醫學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 30
第三章. 三維重建軟件My3d的實現 31
3.1. My3d和PACS的關系 31
3.2. DICOM網關 32
3.3. 二維圖像相關的軟件設計 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 46
第四章. 設計模式在My3d中的應用 48
4.1. 設計模式的基本要素 48
4.2. 設計模式的組織與分類 49
4.3. 怎樣選擇設計模式 50
4.4. 設計模式使用實例 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 58
第五章. 結束語 59
5.1. 論文工作總結 59
5.2. 未來工作展望 60
參考文獻 61
致謝 64
讀研期間發表的論文 65
第一章. 緒論
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醫學影像系統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
本論文所作的工作和組織
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1.1. 醫學影像系統PACS
倫琴發現X射線后的一百多年里，醫學成像科學與技術對放射診斷學的主要貢獻是創造了多種成像方式，例如：CT、MRI、SPECT、PET、DSA、NM、US、CR等，這些新的醫學成像技術為臨床提供了豐富的影像學資料，極大地方便了醫生的診斷，但與此同時所產生的大量的影像資料對醫院的管理提出了更高的要求。傳統的膠片備份，人工管理的方法不僅要耗費大量的資金、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。顯然這種方法已經遠遠不能滿足醫院迅速增長的業務要求，迫切需要一種自動化的影像管理系統來代替它，這已成為每一家醫院面臨的急迫需要解決的問題。
伴隨著高速計算設備、網絡通訊及圖像處理技術的飛速發展而產生的“醫學影像存取與傳輸系統[26][27]”(Picture Archiving and Communication System)為以上問題的徹底解決提供了一種先進的技術手段。據估算，在一家醫院中放射成像（radiography，即將醫學影像成像到傳統的膠片上）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系統的使用不但為醫院達到無膠片化環境(filmless environment)提供了解決的方案，而且為今后進一步實現遠程醫療、遠程教學、遠程學術交流和計算機輔助的醫學影像診斷提供了支撐環境。
PACS系統受到了醫院的廣泛歡迎。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，節省相機、洗片機藥水。第二，在管理方面，智能化的診斷報告系統減少了醫生的勞動強度，數據化存儲減少了檔案管理的麻煩。第三，完整保留圖像數據，對于科研、教學和解決未來可能的法律糾紛是最好的保障。PACS對醫院管理的益處也是多方面的。建立HIS(醫院信息管理系統)系統是醫院管理改革的必要步驟。在國外，做為HIS子系統的PACS，其影像的數據量達到HIS信息量的80%，超過其他信息的總和數倍。醫療影像的管理對于提高全院的管理效率是不可或缺的。PACS的影像管理也為遠程診斷打下基礎。大型醫院的專家可以通過INTERNET瀏覽偏遠地區醫院送來的圖像并作出會診，偏遠地區的醫院也可以把圖像輕松地送給指定的專家學者。數據傳遞縮短了時間和空間。這對于提高醫院的醫療水平，緩解醫療資源不合理分配，有很大的幫助。
1.1.1. PACS的應用范圍和功能
PACS可以指任何一種放射醫學圖像管理系統。在實際應用中，可以把PACS應用劃分為四類：①在整個醫院內實施的完整PACS系統，目標是支持在醫院內部所有關于圖象的活動，集成了醫療設備、圖象存儲和分發、數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；②在醫院某個部分內實施PACS，目標是提高部門內醫療設備的使用效率；③在醫院內部的圖象分發系統，目標是幫助醫院的其他部門，特別是急診室(ER)和監護房(ICU)獲得放射醫療部分生成的圖象；④遠程放射醫療，目標是支持遠程圖象傳
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