基于opengl之医学图像可视化平台构设与实现

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1、基于OpenGL之医学图像可视化平台构设与实现-->第1章绪论1.1研究背景在医学领域，70年代CT(ConfutedTomography)和MRI(MagicResonanceImaging)技术的出现，使获取人体内部数据的愿望成为现实。三维可视化技术可以将一系列的二维CT图像或MRI图像重构成三维人体结构，也使人类认识自身的内部结构成为可能。所以对医学三维可视化〒台的研究在人类了解自适应结构以及扩展计IT机应用领域方面都具有非常道要的意义。医学三维可视化平台就楚一个将科学计算可视化与医学图像信息相结合，允许将二维阁像转换为三维人体结构进行观察，使医生冇效地

2、参与数据的处理与分析过程，便于医生从多角度、多层次进行观察和分析的图像数掘处理工作站，是今医疗PACS(PictureArchivingandmunicationSystems)系统的一个重要组成部分，学计算可视化是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术,它将科学可视化计算的计算结果数据转换为几何图形及图像信息在屏幕上显示出来并进行交互处理，成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。1987年2月英国国家科学基金会在华盛顿召开了有关科学计算可视化的首次会议。会议一致认为“将图形和图像技术应用于科学计算是一个全新的领域”科学家们不仅需要分析由计算

3、机得出的计算数据，而且需要了解在计算机过程中数据的变化。会议将这一技术定名为“科学计算可视化（VisualizationinScientificputing)"。科学计算可视化将图形生成技术图像理解技术结合在一起，它即可理解送入计算机的图像数据.也可以从复杂的多维数据中产生图形。它涉及到下列相互独立的几个领域：计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计及交互技术等。…………1.2国内外现状随着数字医疗与远程医疗的发展，HIS系统，PACS系统以及LIS系统的集合已经是未来医疗数字化的必然趋势，而作为PACS系统中一个重要的组成部分，一个好的三维成像平台

4、所带来的效率与质量的提升更是尤为重要，由于医学图像数据往往很大，点与点之间的通信要求也越来越高，而优秀的PACS系统能提高对DI类型文件的解析速度，减少传输数据量，甚至可以直接传输成像后的三维结果。所以，三维可视化平台的未来一定脱离不开互联网络的扶持，真正做到医生之间互相协助诊疗，对特殊的病例进行探讨，病例之间的相互交换。使医生快速，便捷的找到以往从未见过的病例，让医生对患者的诊断不仅像以往一样基于自己的经验，也可以通过互联平台对从未接触过的病情进行搜索诊断。2001年11月启动数字化虚拟人体实验研究的863项目，相关的”数字化虚拟人体若干关键技术”和“数字化

5、虚拟中国人的数据结构与海量数据库系统”两项课题相继列入国家863项目，由中科院计算所、首都医科大学、华中科技大学和第一军医大学等单位协作攻关。第三军医大学于2002年10月首先宣布完成了”首例中国数字化可视人体数据集"的采集工作，于2003年2月，完成了第一例中国女性数字化可视人体数据集的可视化研究，即利用与清华大学联合研制的三维可视化软件包进行了器官结构的图像分割和立体重建，并与香港中文大学签署了联合研究协议，通过合作研究，实现了人体结构可视化。自此，我国成为继美国和韩国后，第三个拥有本国虚拟人数据集的国家。2003年3月，第一军医大学研究小组向外界宣布，中

6、国女虚拟人初步完成了三维可视化。第一军医大学虚拟人的三维可视化由首都医科大学生物医学工程学院完成。浙江大学、清华大学、东南大学、大连理工大学、中科院自动化所，东软集团等也做了大量研究，并开发了一些实验系统。但是，国内目前尚无成熟的商用系统。所以此领域有很大的发展空间和研究价值[6]。…………第2章关键技术及算法介绍2.1关键开发技术简介作为一种图形与硬件的接口，OpenGL下列儿部分组成：OpenGL核心函数、OpenGL实用库阴数、OpenGL辅助库函数、Windo来负责解释执行。由于许多函数可以接收不同数以下儿类。根掘类型的参数，因此派生出来的函数原形多达

7、300多个。本文实验主要州到的核心库中的喊数及其作用如表2.1所示。……………2.2三维数据场可视化基础知识医学三维可视化平台主要应用于医学影像设备，是医疗PACS系统的一个重要组成部分，三维可视化平台不仅使医生更直观的对病患的各部位进行观察，还可以利用平台中强大的二维处理功能配合医生临床经验更快速准确的对患者病情进行诊断。其中图像的分割、配准以及颜色处理等功能对医生来说已经成为必不可少的功能，DI3.0协议涉及到的传输，打印等一系列功能也完美的融入到医疗应用平台当中，使得医生能够通过特定打印机打印出符合临床要求的图片。可以说三维可视化平台已经延伸到医疗影像平

8、台的各个领域，不论CT，彩超还是核磁共