脑部纤维成像可以显示脑白质的发育情况、脑瘤与纤维束的关系等，作为临床研究和应用的重要依据，研究者对脑纤维重建有着极大兴趣。其中扩散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，简称DTI）是目前唯一能够实现活体脑纤维显示的技术，但对于交叉处纤维，DTI并不能显示纤维的各自走向，现有方法中绝大部分均因扫描时间过长而不适用于临床。为解决此问题，本文基于偏张量多极表示理论对DTI技术进行了改进，主要工作内容如下：　　（1）阐述了DTI原理，用自编Maple程序求出二阶张量的主方向即找出基于DTI方法的纤维走向。基于几种常用DTI方法用DTI Studio软件对脑部结构进行了可视化研究；　　（2）首先通过说明解决纤维交叉的重要性，介绍了目前常用显示交叉纤维成像的两种方法：四阶张量成像和高阶张量成像，并研究了两种成像方法对交叉纤维角度的分辨率。其次基于邹文楠教授提出的偏张量多极表示方法，用Tecplot软件显示了十阶内偏张量的0阶和p阶极图，根据p阶极图可以很好的显示偏张量多极矢量方向，将极矢量方向应用于显示脑纤维的走向。鉴于获取高阶张量数据所需扫描时间长而不适用于临床应用，通过自编Maple程序仅对二阶扩散张量求解对应的极矢量，即得到交叉纤维的走向。根据自编Maple程序得到的极矢量，应用Matlab软件分别对90°、60°、45°、30°和15°交叉纤维以及单根纤维的模拟数据进行成像，可以清晰准确地显示不同夹角纤维的各自走向；　　（3）用C语言在VC++环境下编程读取了DICOM（ Digital Imaging and Communications in Medicine）扫描文件，经Matlab软件用多元线性回归法构建二阶扩散张量。经过研究DTI算法与本文改进的DTI算法，表明改进DTI方法的适用性。最后分别用DTI技术和本文方法对某一实际患者脑白质中的扣带沟、胼胝体膝和岛叶区进行了成像，通过成像质量对比可以明显看出本文方法的优势。　　本文提出的方法不仅可以很好地显示任意角度交叉纤维的各自走向，同时可以减少对病人的扫描时间，为DTI技术向高精度、低耗时、人性化方向发展提供了重要理论基础。