应用合适的显示协议，力图提高三维影像诊断的速度和效率。目前，国外有为数极少的专业化商业软件已经实现了显示协议技术，但是他们价格昂贵。鉴于此，我们计划自主开发一个具备可供选择的显示协议的实时体绘制可视化系统，并将之结合到我们实验室其他小组正在开发的数字影像科系统中，最终建成一个新一代的二维三维影像工作站。
1.2 医学图像的三维可视化技术国内外发展概况
1895年德国科学家伦琴发现了X 射线，随之X射线、透视设备的诞生，使得医学图像进入高速发展时期。如果说 20 世纪是医学图像发展的世纪大量新的成像技术被发现，那么 21 世纪就是医学图像应用的世纪。近几年来，三维可视化技术一直是国际上计算机图形学的研究热点。国外发达国家在三维可视化技术方面起步较早，生产制造很多现在应用的医学可视化系统。目前，世界上有一些国家己经研究出了一些面向临床应用的医学图像处理与分析系统，如美国宾夕法尼亚大学的 MIPG 小组的 3DViewnix 系统、纽约州立大学的VoIVis系统、麻省理工大学(MIT)人工智能实验室和哈佛医学院附属伯明翰女子医院合作开发的 3D Slice 软件，GE 公司的 GEMedical System 产品、SIEMEN5、东芝、PHILIPS 等公司的图像处理与分析系统。但这些系统很多是依附于图像设备厂商提供的，价格昂贵，一般都基于高档工作站，能提供多模图像数据的可视化分析，这些系统依据不同的目的而开发。使用方法也不尽相同。提供多模图像数据的可视化分析但不能在普通计算机上运行。这些系统功能和侧重点各有不同。
我国就进口了大量的精密医学设备和配套的系统应用于临床。国外发达国家尤其是美国非常重视医学图像算法平台的研究。为了开发高质量的医学图像软件和算法平台美国国家卫生院下属的国立医学图书馆每年投入巨资支持三家科研机构对医学图像算法平台的研究。 我国对医学图像三维可视化技术的研究尚处于起步阶段。目前，希望研制具有自主知识产权的三维可视化软件系统的呼声很高。为此加快医学三维可视化技术研究，开发出可实现三维重建和数值仿真的系统，对于扩大数值仿真在医学上的应用具有重要意义。同时，研究和发展医学图像的关键技术、发展相应产业是我国计划于2020年成为世界制造业大国和软件大国的重要举措之一。 1.3 医学图像的三维可视化技术的应用
医学图像的可视化是利用医学成像设备所获得的体数据获得三维立体图形的过程，实质上也就是体数据场的可视化过程。医学图像三维可视化技术在医学领域的诊断和治疗等方面发挥着越来越不可替代的作用，主要应用在以下几个方面：
(1) 基于医学图像的计算辅助诊断重构出清晰的人体组织和器官的三维结构，为医生提供逼真的显示手段和定量分析工具。 (2) 虚拟内窥镜
把视点置入人体器官内甚至血管中，进行视点漫游、变动视距、调整视角，对视点前方组织结构进行动态的实时绘制和显示，可帮助医生在电脑屏幕上完成内窥镜检查。 (3) 外科手术模拟和导航
进行手术规划和手术过程的模拟，提高手术的可靠性和安全性。 (4) 放射性治疗计划的制定以及模拟
在感染或放射情况下，精确复杂的虚拟手术干预将是十分必要和重要的。采用虚拟临场技术可以使医生免受射线的侵害。可视化技术经过多年的发展，从原理、方法到系统实现形成了一套比较完善的体系。随着医学图像数字化的不断发展，对医学图像可视化的研究已经成为可视化的热点研究方向。它涉及数字图像处理、计算机图形学以及生物医学过程等多种技术，是一项多学科交叉的研究课题。医学图像的可视化过程可以提供人日组织器官的三维信息，可辅助医生对病变体及周围组织进行分析，提高医疗诊断的准确性，并可进行手术模拟。 医学图像可视化领域涉及到的范围很广，包括：图像增强技术、图像分割技术、图像配准技术、图像显示技术、图像指导治疗、图像引导手术、手术计划和导航、医学虚拟环境等方面。其中，图像指导治疗、手术计划和导航及医学虚拟环境可以说是医学图像可视化技术在实际当中的应用：医学信息的可视化，能更加真实准确的反映人体内部的情况，从而使医生实现在最少人工介入情况下进行最安全高效的治疗；在外科手术中，手术计划和导航系统能给医生提供一个人体内部虚拟的、非侵入窗口，重建的三维图像可以准确揭示病灶的位置、大小和形状，给外科医生确定切口、路径及周围区域情况的手术计划提供准确可靠的信息，如果将图像坐标与病人的位置坐标联系起来，可实现手术导航；医学虚拟环境可以创建一个 VR 手术训练系统，医生可以通过比较各种模拟手术方案的实施效果，确定最为合适的方案，
从而提高手术的成功率并减少病人的痛苦，虚拟内窥镜就是医学虚拟环境的一个成功应用。医学图像可视化领域每一个分支的处理技术都十分复杂，本文虽然对其中的一些关键技术作了理论分析并开发模块进行能够了实验，取得了一些成果，但由于时间及人力物力等因素，尚有许多问题有待进一步的探索和研究。
2. 实现分离病灶区的二维三维医学图像分割软件。
图像处理技术旨在提高医学图像的质量和信息量，便于疾病诊断和建立三维模型。图像处理分为复原、增强、分割、配准、融合等，其中图像分割技术和图像配准技术占有重要地位。图像分割(Image Segmentation)是指根据某种均匀性(或一致性)的原则将图像分成若干个有意义的部分，使得每一部分都符合某种一致性的要求，而任意两个相邻部分的合并都会破坏这种一致性。医学图像分割的目的是把病灶从人体中分离出来或是把人体从背景中分离出来，以达到突出显示的目的。如把病灶从人体正常组织中分离开来，医生可对病灶进行定性及定量的分析。在图像三维重建中，分割后的病灶可重建出独立的三维图像，更直观地展现出病灶的位置、大小、形状等信息。常用的图像分割技术有阈值分割技术、微分算子技术、区域增长技术和聚类分割技术等。
传统的望闻问切曾经在医疗实践中发挥着重要的作用。但是人眼的观察范围只能局限于体表，观察不到体内的组织结构，以及病变位置。因此，就象宇宙探索必须依赖天文望远镜一样，现代医学对疾病的诊治在很大程度上得益于医学影像技术。100年前德国人伦琴发现
X射线，由此开创了医学放射学的先河。七十年代英国人汉斯菲尔德发明计算机层面照相技术(CT)，使得人们可以观察到人体的内部结构，引起了方射学的一场革命。磁共振成像技术(MRI)、正电子发射层面照相技术(PET)相继问世及其在临床的广泛应用，极大丰富和改善了影像学诊断手段和方法。不但提高了医学影像学的诊断水平，能更早、更准确地发现病变，也为临床定制治疗方案、评价治疗效果提供帮助。
医学影像技术可以划分为两个部分:医学成像技术(MedicalImaging)和医学图像处理与分析。如果将成像技术称为前处理，那么图像的处理与分析可以被称为后处理(PostProcessing)。成像的机制和初级图像的校正可以被称为前处理过程;而医学图像的后处理过程是指在完成医学影像学检查之后，对所获得的图像进行再加工的过程。医学图像后处理过程已经成为临床实用技术并逐渐在各种医疗诊断过程中得到了医生的重视和肯定。医学图像处理过程也是计算机在医疗影像学科应用的主要内容之一。
目前，临床上医学图像后处理主要以应用随机附带的软件进行直接处理为主，由于计算机技术的进步，各种影像学设备随机安装了大量的后处理软件，使图像后处理的临床应用越来越广泛。这使得医疗设备在图像的显示方式上更富多样性、图像显示内容上更具有具体性和针对性。有力的提高了医生的诊断鉴别能力，受到医学影像学科及其它相关临床学科医生的欢迎和好评。但是这种利用随机附带软件进行图像的处理和分析有很大的局限性，不能够满足某些特定的需求。例如，每一类成像设备所生成图像都具有各自特殊的图像属性，都是