Данная работа посвящена разработке приложения, которое позволяет интерактивно просматривать медицинские 3D изображения в формате DICOM в виртуальной и дополненной реальности. В рамках работы были реализованы открытие DICOM-файлов, алгоритм Marching Cubes.
Аннотация к работе
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Выпускная квалификационная работа на тему «Программа для интерактивной визуализации клинических данных в формате DICOM для коллаборативного использования» по направлению подготовки 09.03.04 «Программная инженерия» Выполнил студент группы 141 4 курса бакалавриата образовательной программы «Программная инженерия» Данная работа посвящена разработке приложения, которое позволяет интерактивно просматривать медицинские 3D изображения в формате DICOM в виртуальной и дополненной реальности. В рамках работы были реализованы открытие DICOM-файлов, алгоритм Marching Cubes для создания полигональной модели, разработан алгоритм текстурирования поверхности полигональной модели и создано приложение для визуализации полученной модели в виртуальной и дополненной реальности с помощью Unreal Engine 4.PACS [Picture Archiving and Communication System] - МИС для передачи и хранения DICOM-данных, построенная по архитектуре DICOM Client-Server Существуют два алгоритма для решения этой задачи: marching cubes, созданный в 1987 году Вильямом Лоренсеном и Харви Клайном[4], и marching tetrahedral, созданный в 1991-ом году Акайо Дойем и Акайо Койди для обхода патентных ограничений на marching cubes [5]. Для работы над алгоритмом применялось исследование Ньюмана и Йи «A survey of the marching cubes algorithm»[6], работы Пола Борке «Polygonising a scalar field»[7] и Ниелсона и Хаманна «The asymptotic decider: resolving the ambiguity in marching cubes».[8] Реализация была связана больше с первой работой, из второй были взяты только таблицы. Воксельная модель, подаваемая на вход алгоритму Marching Cubes, уже состоит из вокселей, значения которых лежат в пределах от 0 до 1. Пиксели в DICOM-срезе от компьютерной томографии хранятся в виде целых чисел длиной до 16 бит, из которых значение шкалы Хаунсфилда вычисляется по следующей формуле: где Hu - значение шкалы Хаунсфилда, x - значение плотности, RESCALESLOPE и RESCALEINTERCEPT - значения, полученные из DICOM файла.В рамках работы были поставлены и решены следующие задачи: получить данные из DICOM-файлов, построить по пиксельным данным DICOM-файлов полигональную модель и окрасить ее, выбрать средства воспроизведения полученного результата, создать приложение на Unreal Engine 4, позволяющее просмотреть трехмерное медицинское изображение с помощью Samsung Gear VR с управлением ее параметрами в виде граничной плотности на сервере-ПК.