远程医学影像可视化交互系统的研究

摘要

CT、MRI等数字成像技术的发明导致海量的医学影像数据需要进行存储和可视化。大量的可化软件被开发用来对医学影像数据进行可视化。
　　传统的医学影像可视化系统一般基于桌面式应用，需要按照计算机的硬件性能进行设计和开发，以致影像数据的存储和可视化绘制能力参差不齐，同时难以实现不同操作系统或移动设备的跨平台访问，且缺少多用户的协同交互机制。本文提出一个基于云平台的远程医学影像可视化交互系统，利用云平台超大的数据存储空间和强大的图形图像处理能力进行影像数据的存储、解码、分割及交互式体绘制。然后根据本文提出的医学元数据和图像数据交换协议，用户在浏览器端便可实现二维影像的搜索查询、仿射变换和颜色变换，三维影像的传输函数调节、光照参数调节和绘制方法选择等。
　　现阶段的医学影像协同交互可视化研究大多以服务器分发相同医学数据，浏览器使用WebGL进行绘制，或者在服务器进行医学数据的可视化，再分发到每个用户，以此提供协同交互机制。本文提出的医学元数据和图像数据交换协议还支持多用户的协同交互可视化，通过单个主用户与云端服务器进行交互，用户之间进行影像数据的对等传输，实现医学影像数据的二维和三维协同可视化交互功能，真正实现了一次计算分发，多次共享。
　　本文的实验结果表明，本文的系统不仅能以协同方式支持医学影像的二维实时浏览、仿射和颜色变换，而且支持三维的高级分割和体绘制操作，并且有较好的实时交互性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容

1．4 论文章节安排

第2章 背景介绍

2．1 Web技术

2．1．1 HTML5

2．1．2 JavaScript

2．1．3 WebGL

2．1．4 WebRTC

2．2 医学影像存储与解析技术

2．2．1 DICOM

2．2．2 PACS

2．2．3 DCMTK

2．3 医学影像可视化交互技术

2．3．1 窗技术与传输函数

2．3．2 等值面绘制

2．3．3 直接体绘制

2．3．4 医学图像分割

2．4 Amazon云计算平台技术

2．4．1 弹性云计算

2．4．2 关系型数据库服务

2．4．3 简单文件存储服务

2．5 本章小结

第3章 系统设计

3．1 功能设计

3．2 数据交换协议设计

3．3 系统架构设计

3．3．1 云端服务器架构

3．3．2 浏览器端架构

3．3．3 多用户协同交互架构

3．4 本章小结

第4章 系统实现

4．1 医学影像管理

4．1．1 影像存储

4．1．2 影像搜索

4．1．3 影像请求

4．2 二维影像可视化交互

4．2．1 仿射变换

4．2．2 颜色变换

4．2．3 影像分割

4．3 三维影像可视化交互

4．3．1 传输函数调节

4．3．2 等值面绘制

4．3．3 直接体绘制

4．4 协同交互可视化

4．5 本章小结

第5章 结果分析

5．1 系统界面

5．2 影像数据请求

5．3 影像数据绘制

5．4 影像数据协同可视化

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果