结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤,位列全球三大恶性肿瘤之一。大多数结肠癌都是由已有的结肠息肉发展而成,尽早确诊并切除结肠息肉可以有效地降低结肠癌的发病率和死亡率。虚拟内窥镜技术作为一种非侵入性的检查方式在临床中被广泛应用,但是其存在视角狭小、耗时长、易漏诊或误诊等缺点,许多研究开始提出新的结肠息肉虚拟可视化检查技术,如虚拟展平、虚拟外翻、虚拟切开等,能够提供更宽阔的视角,快速准确地定位结肠息肉。本文提出一种新的结肠息肉计算机检查系统的设计与实现,结合了虚拟内窥镜、虚拟展平、虚拟切开、虚拟外翻和虚拟旋转等多种实时检查技术,旨在为结肠息肉的临床治疗提供更加快速准确的检查手段。为了得到更加准确的检查效果,本文提出了三种基于GPGPU加速的实时虚拟可视化检查技术。本文主要利用图形处理器的高速并行计算能力对虚拟可视化过程中的光线投射算法和光照计算进行加速,同时建立了虚拟内窥镜、虚拟展平和虚拟切开的光线投射模型,实现实时的体绘制效果。通过GPGPU实现的虚拟可视化技术具有实时的特性,能够在检查过程中动态调整结肠内壁的CT阈值,提取正确的结肠内壁表面,克服了基于面绘制技术的虚拟可视化技术由于部分体积效应所造成的错误的结肠内壁分割结果。此外,本文系统中还结合了新颖的虚拟外翻和虚拟旋转技术。虚拟外翻通过将结肠内壁翻转到结肠的外部进行观察,提供了比虚拟内窥镜更宽阔的视角,同时保持了结肠的形态结构,能更加直观地定位息肉的位置。虚拟旋转通过将外翻结果沿中心路径进行旋转,用于克服外翻过程中在结肠弯曲较大处皱褶出现粘连或者变形的缺点。本文系统使用真实的腹腔CT扫描数据进行息肉检查,实验证明了本文系统相对于传统的虚拟内窥镜系统在检查速度上有了显著提高,通过系统中多种检查方式相互结合,能够更快速准确地查找结肠息肉。