目前,医学成像与可视化技术正越来越多地应用于医学教学与临床诊断。对于人体空腔结构,通常所采用的三维可视化方法是虚拟内窥镜技术。然而,虚拟内窥镜的方法存在视角小的缺点,使得观察及诊断费时、单调且容易出错。现有的一些对虚拟内窥进行改进的方法,如虚拟拉直展平、虚拟切开等方法都仍然有各自的缺点。本文提出了一种人体空腔结构可视化的全新概念:数字外翻。数字外翻的基本思想是利用计算机将空腔的内表面转换为外表面。这个方法的优点包括可以直接对更大一部分的空腔内表面进行可视化观察,能保留脏器的整体解剖结构,并且无需再进行枯燥且费时的腔道内漫游。本文给出了两种基于部分电场模型的数字外翻的具体算法和详细步骤。这样,空腔结构内表面上的每一点就都能够沿着电场线外翻到空腔外部。这些电场线既可以由模拟带电荷的中心路径点,也可以由邻域表面上的采样点所生成。本文采用了一组真实人体结肠的CT数据进行了数字外翻实验。结果证实了数字外翻方法的有效性。最后,本文还原创性地提出了一些其它改进人体空腔结构可视化效果的方法,包括彩色映射、虚拟充气膨胀、整体虚拟切开以及一种基于分割膨胀的快速体绘制方法。