医学图像可视化是计算机图形学和图像处理在生物医学工程中的重要应用,目前已发展为一个多学科交叉的研究领域,其中医学图像的三维可视化已成为国内外医学界与计算机视觉的研究热点之一。医学图像可视化通常是指模仿人类的视觉特性,通过计算机对二维数字序列断层图像形成的三维体数据进行处理,将其重建为具有直观立体效果的三维图像来展现人体组织的形态。医学图像可视化技术是通用的,可针对任何组织器官进行重建而生成三维图像,但基于组织器官的特点进行特定器官的可视化技术对医学界具有更加重要的理论意义和广阔的应用前景。肝脏是腹部最大的脏器,由于其内部血管众多,形状差异较大,在像素层与脾、胃比较接近,在可视化研究中一直是一个难点问题。同时由于肝脏疾病比较多,医学界对肝脏可视化技术提出了迫切需求。在可视化中,绘制速度和成像质量是最重要的两个方面。绘制速度决定了算法的实用性,而绘制质量则是考核算法实用价值的主要指标。本文从计算机辅助诊断的应用需求和医学图像三维可视化的发展趋势入手,融合了插值技术与最优化技术,对传统的光线投射算法进行了改进,提出了基于三次样条插值和传递函数参数最优化的三维可视化新方法,能够显著提高成像的质量和速度,并基于该算法实现了肝脏的三维可视化。通过实际的医学腹部CT图像的三维可视化实验,取得了较好的三维显示效果,验证了本文提出的改进的光线投射算法能够提高医学图像三维可视化的质量和速度。