可視化交互醫(yī)療系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域圖像的可視化，主要通過觀察MRI或CT圖像的切片來實(shí)現(xiàn)，這種方法在很大程度上依靠醫(yī)生的主觀判斷，缺少準(zhǔn)確性和直觀性。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的高速發(fā)展，人們將二維切片的三維重建技術(shù)提到研究日程上來，將醫(yī)學(xué)圖像中的隱含信息用三維圖像的形式來展現(xiàn)，對(duì)于臨床疾病的診斷、治療具有重大意義。
　　本文以德國羅伊特林根大學(xué)虛擬-現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目為背景，從醫(yī)學(xué)圖像三維可視化的理論基礎(chǔ)與實(shí)際需要出發(fā)，結(jié)合人機(jī)交互技術(shù)，對(duì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的可

2、視化交互系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，并基于VTK對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
　　在圖像三維重建算法的選擇上，本文著重研究了三維表面繪制的MarchingCubes算法與三維體繪制的Ray-Casting算法，并對(duì)二者的繪制效果進(jìn)行了對(duì)比。從比較結(jié)果可以看出，體繪制的清晰度高，但繪制速度慢;表面繪制的速度快，而圖像還原度較差。針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像質(zhì)量要求高、可交互操作多、實(shí)時(shí)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，本文分別實(shí)現(xiàn)了體繪制與面繪制的算法，并提出采用混合繪制的方法，將三維體繪

3、制與表面繪制算法結(jié)合起來，綜合二者的優(yōu)點(diǎn)，提高圖像處理的效率與準(zhǔn)確性。
　　在系統(tǒng)可交互性的實(shí)現(xiàn)上，采用TUIO多點(diǎn)觸控技術(shù)識(shí)別用戶的交互請(qǐng)求，通過TCP端口監(jiān)聽用戶的手勢(shì)、動(dòng)作等輸入，并及時(shí)給出反饋以完成系統(tǒng)與用戶的交互。采用動(dòng)態(tài)三維立體顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像的三維變換，包括圖像的縮放、旋轉(zhuǎn)、平移等。
　　最后，在分析系統(tǒng)需求與開發(fā)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了可視化交互醫(yī)療系統(tǒng)。使用可視化開發(fā)工具VTK，對(duì)基于DICOM