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Web三维技术在医学影像辅助教学中的应用 摘要：在互联网技术的高速发展下，基于web的可视化技术从最初的二维平面设计向三维可视化转变。其以逼真的模拟场景和强大的交互能力在现代医学教育中起着积极的作用。传统的医学影像理论教学过于抽象化，高效的学习资源仅向医学工作人员及特定设备使用者开放，存在门槛高的问题。本文通过WebGL技术建立医学影像辅助教学系统，无需下载插件即可在浏览器中实现三维可视化，突破了时间和场地的限制，实现资源共享，起到高效辅助医学教学的作用。 1 引言医学影像学是架构起基础医学与临床医学的一门桥梁学科。如今，随着医疗服务需求的显著增长，各个医疗机构对专业的影像医生需求明显增加。这对高素质影像人才的培养提出了更高要求。目前，医学影像的教学存在教学资源难以共享、教学数据庞大等问题。医学影像三维可视化技术的飞速发展，不仅弥补了传统医学领域二维图像的短板，使之挣脱了平面的枷锁，更在新兴教学等领域展现出独特的应用价值。因此，本文对基于web的三维医学影像可视化技术进行研究，设计并实现了一个基于Web三维技术的医学影像辅助教学系统。2 研究进展2.1 在医学影像领域的应用情况近年来，随着算法和大数据的发展，三维可视化技术逐渐走向成熟，在辅助诊断、手术规划、模拟仿真等医疗场景下有着重要作用。基于web的三维可视化技术在医学影像的临床、教学也有一定的研究和应用。如万兵等使用JAVAHTML5CSS3等技术实现了基于B/S架构的三维可视化医学影像系统2.2 Web三维技术介绍自从2011年发布Web GL标准规范R 1.0以来，Google、Apple、Firefox、Mozilla以及IE11等浏览器平台都已支持Web GL的实现，走在了行业的前列。Web GL是一种基于Open GL ES 2.0，利用Java Script API呈现3D计算机图形的技术。它提供了跨平台、标准、统一的API接口规范，为HTML5Canvas提供硬件3D加速渲染。Web GL技术解决了现有的Web三维动画交互式的难题：难以支持Web端的GPU硬件加速和对浏览器插件的依赖。HTML5综合了HTML4.0和XHMTL1.0的标准，结合了CSS3.0和Java Script技术。它的canvas元素使得Web浏览器不需要安装插件就可以直接显示三维图像和动画，让Web的应用开发更为高效。通过Web GL和HTML5技术，将输入的医学影像数据进行可视化处理，以Web浏览器作为输出窗口，展现相应的二维或三维影像，使用户通过大脑空间结构记忆更好地理解病变发生的部位。其与医学影像在线案例库等资源结合使用，为用户提供了实用且便捷的学习平台，是本文研究的重要依据。3 系统设计思路及功能架构医学影像辅助教学系统从师生需求出发，利用Web GL和HTML5技术，设计了基于Web三维技术的医学辅助教学系统。其主要功能分为在线影像案例库、在线解剖辅助教学、影像知识百宝箱、医学常用工具等四个模块，系统功能模块结构图如图1所示。现主要介绍在线医学影像案例库和在线解剖辅助教学模块的设计与功能。3.1 在线医学影像案例库图案系统利用Web GL技术特点，以实现零客户端的三维医学影像资源的共享，系统的设计思路如图2所示。（1）收集医学影像病例。收集有意义的医学影像病例，如肠穿孔患者的病程演进对比、冠状动脉的多种影像学表现等。（2）生成三维影像模型。放射科医师利用重建工具对PACS中的二维DICOM数据进行三维重建，将重建的模型导出OBJ、STL等高质量的三维矢量模型。（3）上传病例资源和模型，包括病人的一般信息、病变的影像表现、三维重建后的影像等。（4）浏览病例信息及影像。医学生、医生等用户通过浏览器可以查看病例信息，浏览二维图像和三维影像，三维影像可以进行交互，以及诊断报告，提高学习效果。3.2 在线解剖教学模板采用三维建模工具（3ds Max）和Web GL技术实现人体器官的建模和在浏览器端的交互，再利用Web GL技术实现三维模型在浏览器端的展示和交互。系统构建的具体设计思路如下：（1）建模。首先利用3ds Max对人体器官进行建模，人体器官结构的体积大小、形态特征、空间定位及其毗邻关系进行3d建模得到的形象生动的视觉体验，使得师生双方对人体器官的空间关系、大小形态、血供、淋巴和神经支配等拥有更为准确的了解。最后导出Web GL所支持的.obj格式，将模型所需的相关数据储存到本地服务器。（2）上传资料和模型。将对人体各个器官架构得到的建模传输至相应Web服务器。（3）在浏览器中的可视化实时交互。用户通过鼠标对由Web GL技术获取的各个器官模型参数进行移动、旋转、触发热区等属性的实时交互操作。4 系统的实现基于以上