PACS系统的延伸：三维重建后处理技术深度解析

影像中心PACS系统源代码

PACS系统即医学影像存档与通信系统，是医疗领域中不可或缺的信息技术系统。它主要负责医院内医学影像的数字化存储、管理、传输和显示，极大地促进了医疗影像信息的高效利用和共享。它可以集成多种医疗设备，如CT、MR、CR、超声、视频采集、X 光机、心血管机、核医学等，将这些设备产生的数字影像转换成标准格式，进行存储和管理，以便医生和专业技术人员进行诊断和治疗。

核心功能与构成

PACS系统通常由以下几个关键部分组成：

影像设备：如CT、MRI、X光机、超声设备等，用于生成医学影像。

影像采集器：确保从这些设备中提取的影像转换为标准的DICOM格式。

存储系统：包括在线存储和长期归档存储，用于保存大量影像数据。

传输系统：利用网络技术，确保影像在医院内部或远程位置的快速传输。

影像工作站：医生使用的工作站，支持查看、分析和处理影像。

数据库服务器：存储相关的患者信息和影像元数据。

PACS系统作用与覆盖科室：

PACS系统广泛应用于多个医疗科室，包括但不限于：

放射科：处理CT、MRI等影像。

病理科：辅助病理诊断。

内镜科：内窥镜检查图像管理。

超声科：超声影像的存储和分析。

介入科：支持介入治疗的影像指导。

核医学科：处理核医学成像。

务流程与系统集成

PACS系统与HIS（医院信息系统）和RIS（放射信息系统）紧密集成，业务流程大致如下：

1. 临床医生通过HIS系统开具电子检查单。

2. RIS系统进行预约、审核和费用确认。

3. PACS与RIS通过HL7消息交换信息，调度检查。

4. 检查完成后，影像以DICOM格式发送到PACS系统。

5. 影像经过质量控制后存储，并可被授权用户快速调阅。

PACS系统的延伸：三维重建后处理

CT三维重建技术是指经过计算机软件处理,将连续横断层扫描所收集的信息重建为直观的三维立体图像的一种影像学技术，是图像处理技术的一次重大飞跃。更便于医生诊断病灶。

CT三维重建主要有六种基本后处理方法

多层面重建(MPR)

最大密度投影(MIP)

表面阴影遮盖(SSD)

容积漫游技术(VRT)

曲面重建(CPR)

虚拟内镜技术(VE)

多层面重建(MPR)：MPR适用于任一平面的结构成像，以任意角度观察正常组织器官或病变，可以显示腔性结构的横截面以观察腔隙的狭窄程度、评价血管受侵情况、真实地反映器官间的位置关系等。

最大密度投影(MIP)：最大密度投影是将一定厚度(即CT层厚)中最大CT值的体素投影到背景平面上，以显示所有或部分的强化密度高的血管和/或器官。

最小密度投影(minlP)：和MIP正好相反，反映的是一定层厚图像中CT值最低的体素，所以常用来显示胆道、气道等组织结构。

曲面重建技术(CPR)：这种重建技术是在一个维度上选择特定的曲线路径，将该路径上得所有体素在同一平面上进行显示，可以一次评价曲度较大的结构如脾动脉、胰管、冠状动脉等管状结构的全长情况。

容积漫游技术(VRT)：可以对动静脉血管、软组织及骨结构等进行立体塑形成像，也可以显示支气管树、结肠及内耳等结构，三维成像功能非常强大，形态及色彩逼真对于复杂结构的成像有一定优势。

表面阴影遮盖(SSD)：表面阴影遮盖是将操作者的眼睛作为假设光源方向，投射到CT值在设定阈值以上的体素上则不再透过继续成像，仅呈现所有表面体素的集合立体图形，适用于显示CT值与其他结构相差较大的组织结构成像，通俗来说，SSD图像就像是黑白的塑形图像，所以临床上主要用于显示骨骼病变或是结肠CT重建。

虚拟内镜技术(VE)：这种CT重建图像可以模拟各种内镜检查的效果，它是假设视线位于所要观察的管“腔”内，通过设定一系列的参数范围，即可看到管“腔”内的结构。

PACS系统支持3D阅片的原理

PACS系统支持3D阅片的原理基于从一系列二维医学影像（如CT或MRI扫描的切片）中重建三维模型的技术。以下是实现这一功能的关键步骤和技术要点：

数据获取：首先，从PACS系统中导出原始的二维医学影像数据，这些数据通常是DICOM格式，包含了详细的患者信息和图像数据。

图像预处理：对原始图像进行噪声过滤、对比度增强等处理，以提高重建质量。这一步骤是确保后续三维重建准确性的基础。

图像配准：由于不同时间或角度获取的图像可能有微小的位移，需要通过配准算法将这些图像精确对齐，确保重建的三维模型连续且一致。

三维重建：

体素渲染：利用体素（体积像素）数据，通过体素渲染技术，将每个体素的灰度值转换为颜色和透明度，生成三维视图。

表面渲染：对于更高级的可视化，系统可以识别出组织或器官的边界，通过表面渲染技术创建出光滑的三维表面模型。

多平面重建（MPR）：允许医生在任意平面上查看三维数据，提供横断面、冠状面和矢状面的视图。

最大密度投影（MIP） 和 最小密度投影（MinIP）技术，用于突出显示高密度或低密度区域，适用于血管成像等。

后处理与分析：重建后的3D模型可以进一步进行旋转、缩放、切割等操作，以不同视角观察，辅助医生进行更深入的分析和诊断。

可视化与交互：通过高性能图形处理器（GPU），PACS系统能够实时渲染3D图像，医生可以通过鼠标或触摸屏进行交互，动态调整视图，从而获得更直观的解剖结构理解。

通过这些技术，PACS系统不仅存储和管理二维医学影像，还能提供强大的3D阅片功能，帮助医生进行更精确的诊断和治疗规划。