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第一章. 绪论 3
1.1. 医学影像系统PACS 3
1.1.1. PACS的应用范围和功能 4
1.1.2. PACS在国内外开发应用情况 5
1.1.3. PACS未来展望 5
1.1.4. DICOM标准 7
1.2. 医学图像三维重建 9
1.2.1. 三维重建数据流程 10
1.2.2. 重建算法 12
1.2.3. 三维模型的显示 13
1.3. 本论文所作的工作及组织 13
第二章. 医学断层图像三维重建算法 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算法和剖分立方体算法 23
2.1.4. 轮廓拼接 24
2.2. 直接体绘制算法 28
2.2.1. 直接体绘制算法的分类 28
2.2.2. 光线投射算法 28
2.2.3. 体绘制加速算法 29
2.3. 小结 30
第三章. 三维重建软件My3d的实现 31
3.1. My3d和PACS的关系 31
3.2. DICOM网关 32
3.3. 二维图像相关的软件设计 33
3.3.1. 高分辨率图像的显示方法 33
3.3.2. 简单图像处理 35
3.3.3. 轮廓线编辑 37
3.4. 三维模型渲染方法 38
3.4.1. OpenGL简介 38
3.4.2. 渲染流程 42
3.5. 程序类图 43
3.5.1. CSingleImageView：平面图像浏览窗口 44
3.5.2. CMultiImageView：多幅缩略图浏览窗口 45
3.5.3. CMy3dView： 三维模型显示窗口 46
3.6. 小结 46
第四章. 设计模式在My3d中的应用 48
4.1. 设计模式的基本要素 48
4.2. 设计模式的组织与分类 49
4.3. 怎样选择设计模式 50
4.4. 设计模式使用实例 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. 小结 58
第五章. 结束语 59
5.1. 论文工作总结 59
5.2. 未来工作展望 60
参考文献 61
致谢 64
读研期间发表的论文 65
第一章. 绪论
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医学影像系统PACS
三维重建软件框架简介
三维重建算法
三维模型显示技术
本论文所作的工作和组织
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1.1. 医学影像系统PACS
伦琴发现X射线后的一百多年里，医学成像科学与技术对放射诊断学的主要贡献是创造了多种成像方式，例如：CT、MRI、SPECT、PET、DSA、NM、US、CR等，这些新的医学成像技术为临床提供了丰富的影像学资料，极大地方便了医生的诊断，但与此同时所产生的大量的影像资料对医院的管理提出了更高的要求。传统的胶片备份，人工管理的方法不仅要耗费大量的资金、场地和人力，而且存在着丢失资料、查找困难、存储时间短等问题。显然这种方法已经远远不能满足医院迅速增长的业务要求，迫切需要一种自动化的影像管理系统来代替它，这已成为每一家医院面临的急迫需要解决的问题。
伴随着高速计算设备、网络通讯及图像处理技术的飞速发展而产生的“医学影像存取与传输系统[26][27]”(Picture Archiving and Communication System)为以上问题的彻底解决提供了一种先进的技术手段。据估算，在一家医院中放射成像（radiography，即将医学影像成像到传统的胶片上）的工作，其工作量通常占影像室工作量的60％至70％。PACS系统可以大大降低该工作量的比例，提高影像室的工作效率。PACS系统的使用不但为医院达到无胶片化环境(filmless environment)提供了解决的方案，而且为今后进一步实现远程医疗、远程教学、远程学术交流和计算机辅助的医学影像诊断提供了支撑环境。
PACS系统受到了医院的广泛欢迎。PACS的最直接受益者是使用科室。第一，在硬成本方面，可以减少胶片用量，节省相机、洗片机药水。第二，在管理方面，智能化的诊断报告系统减少了医生的劳动强度，数据化存储减少了档案管理的麻烦。第三，完整保留图像数据，对于科研、教学和解决未来可能的法律纠纷是最好的保障。PACS对医院管理的益处也是多方面的。建立HIS(医院信息管理系统)系统是医院管理改革的必要步骤。在国外，做为HIS子系统的PACS，其影像的数据量达到HIS信息量的80%，超过其他信息的总和数倍。医疗影像的管理对于提高全院的管理效率是不可或缺的。PACS的影像管理也为远程诊断打下基础。大型医院的专家可以通过INTERNET浏览偏远地区医院送来的图像并作出会诊，偏远地区的医院也可以把图像轻松地送给指定的专家学者。数据传递缩短了时间和空间。这对于提高医院的医疗水平，缓解医疗资源不合理分配，有很大的帮助。
1.1.1. PACS的应用范围和功能
PACS可以指任何一种放射医学图像管理系统。在实际应用中，可以把PACS应用划分为四类：①在整个医院内实施的完整PACS系统，目标是支持在医院内部所有关于图象的活动，集成了医疗设备、图象存储和分发、数字图象在重要诊断和会诊时的显示、图象归档已及外部信息系统；②在医院某个部分内实施PACS，目标是提高部门内医疗设备的使用效率；③在医院内部的图象分发系统，目标是帮助医院的其他部门，特别是急诊室(ER)和监护房(ICU)获得放射医疗部分生成的图象；④远程放射医疗，目标是支持远程图象传
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