该论文对基于多模态数据源的"虚拟组织活检"的系统框架进行了研究,以期通过对"虚拟组织活检"系统框架中一些领域的关键技术的研究,探讨在虚拟环境中搜索病变的途径、虚拟组织"取材"方法、病变形态定量分析以及获得病变组织生化信息等技术.我们分析了螺旋CT、多排CT以及MRI成像物理机制和数据采集的特点,提出了按照不同的研究内容设计不同的扫描参数和不同的扫描序列以获取所需要的图像数据源方法;□基于虚拟内窥镜病变组织成像研究.文中首先介绍了医学图像三维绘制的基本方法,研究了基于生物组织表面特性的光照模型和基于高斯曲率对病变组织表面细划;然后,设计了虚拟内窥镜系统,利用虚拟内窥镜系统对内部器官结构成像和模拟导航技术探测病变位置所在.□虚拟组织"取材"方法研究.文中讨论了不同的"虚拟取材"方法,详细地研究了基于Snakes模型的病变组织"虚拟取材".□建立描述肿瘤形态特征的数学模型.该论文分析了病变组织的形态结构,建立了反映病变组织的形态特征与其病变性质间的定量关系的数学模型;提出了运用经典的统计理论和新兴的融合思想相结合的融合识别算法分类良恶性病变;应用此模型研究了肺部和胃部病变,其结果应用在CT引导下穿刺活检给予证实.□病变生化组织成份和血管分布特征研究.该论文试图在现有的影像数据获得技术的条件下,通过对人体脑部病变组织的MRS分析来测量病变组织的生化组织结构;通过脑部病变组织的灌注成像来研究病变组织的血管增生、分布和其相应的病变组织演变趋势的关系.□多模态数据源配准融合技术研究.该论文提出了一种基于Legendre正交矩的配准方法来研究不同的成像设备所获得的结构图像间的关系,研究了基于距离变换的CT灌注成像与MRI结构图像的融合方法来配准血管分布与结构图像间的关系,推导了Legendre正交矩的快速算法,展示了其良好的实际应用前景.