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医学图像三维可视化是一种基于人体组织器官横断面的一系列连续的二维医学图像绘制相应组织器官三维表面(面绘制)或三维立体结构(体绘制)的计算机图形技术。采用三维可视化技术绘制的三维医学图像可以为医生提供直观和全面的病灶与正常组织信息,便于可视化地评估人体病灶和周围正常组织、器官的形状和空间相对位置。本文对肿瘤CT(Computed Tomography)、MRI(Magnetic Resonance Imaging)和PET(Positron Emission Tomography)等医学影像和肿瘤放疗靶区与危及器官进行三维可视化。肿瘤影像三维可视化采用面绘制法和体绘制法绘制,肿瘤放疗靶区与危及器官三维可视化采用德洛内三角剖分法绘制。面绘制法是重建物体的表面,从三维体数据中抽取等值面后进行拟合。此法可以有效地绘制三维体的表面,并且可以借助多种技术加快绘制速度。但是绘制结果缺乏内部信息的表达,而且很多时候需要对表面组织进行准确的提取,限制了其在医学影像三维可视化的应用。体绘制是对三维数据场中的每个体素进行处理,计算每个体素的不透明度、颜色等属性。该法直接研究光线通过体数据场与体素的相互关系,无需构造中间面,因而体素的许多细节信息得以保留,但是绘制时间比面绘制长。德洛内三角剖分法是对二维轮廓线序列进行三维重建,绘制时间短而且运行稳定。本系统采用面向对象开发方法和VC++2010开发工具,集成国际医学影像处理工具(Insight Segmentation and Registration Toolkit, ITK)、可视化工具(Visualization Toolkit, VTK)和图形用户界面工具(The Fast Light Toolkit, FLTK),在我们前期设计开发的分子影像引导智能放疗系统软件框架下,进行肿瘤影像和放疗靶区与危及器官三维可视化软件的研发。主要研发内容如下：(1)对读入系统的肿瘤影像进行三维可视化,使三维医学影像直观、立体地显示在电脑屏幕上。(2)对已勾画的肿瘤放疗靶区与危及器官进行三维可视化,使医生可以直接观察器官的结构、形状和大小,以及各个器官的相对位置。(3)设计和开发了三维可视化的交互模块,实现了器官选择、面绘制与体绘制方法切换、透明度调节、面绘制法阈值调节和颜色编辑功能。