心脏是人体最重要的功能器官之一。近年来心脏疾病已成为人类健康的重要威胁。心肌纤维的收缩力与舒张力和心脏的泵血功能有着密切的联系。心肌纤维结构的改变会导致心律失常、心力衰竭等症状,更加严重的会导致人的猝死。因此,建立精细的心肌纤维走向模型对研究心脏解剖结构以及心脏病的诊断和治疗具有重大意义。核磁共振弥散张量成像(Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging, DT-MRI)是近年来提出的一项新的医学影像技术。它利用核磁共振技术测量细胞内多个方向上水分子弥散运动的特征,可以全面充分研究活体组织微细结构,在活体组织精细结构研究中具有其他技术无法相比的优点。它在心肌病、心律失常、急性心肌梗死后的心室重构等病因诊断中有着巨大的潜在的临床应用价值。DT-MRI技术已经应用于脑白质神经走向的重建,但对于心肌纤维走向重建还处于初步阶段,相关文献较少、缺少系统性研究。本文基于犬心室的DT-MRI数据集开展了三维心肌纤维结构的可视化方法及其可视化系统设计与实现的研究,具体内容如下:(1)利用阈值滤波、中值滤波和邻域平均法对原始DT-MRI数据进行去噪预处理,消除由噪声数据引起的跟踪结果偏差。(2)利用体绘制技术、图元显示法和纤维跟踪法对犬心室的DT-MRI数据进行可视化,计算其心肌纤维的各向异性程度和旋转方向,重建了犬心室的三维心肌纤维走向结构。(3)根据自定义感兴趣区的最大特征向量和各向异性测度值,进行了少量心肌纤维走向绘制,可从微观角度分析、研究犬心室心肌纤维的走向特征。(4)对基于DT-MRI数据的心肌纤维可视化应用进行了详细的需求分析和系统设计,基于VTK(Visualization Toolkit)实现一个DT-MRI数据的心肌纤维可视化和分析系统,为研究心脏结构提供了一个有力工具。