一、选题背景和意义：
近年来，越来越多的青少年受到类似交通、暴力等因素所导致的外部因素损坏，从而导致脊髓损伤。据统计显示，全世界每年新增的病患达数百万之多。性脊髓损伤是一种严重的致残性疾病，在全球不同地区都有发生，疾病本身及其导致的系列并发症，不仅会对患者躯体功能、心理和社会参与等多方面造成严重损害，也给患者家庭、医疗系统、社会带来沉重的人力和经济负担。传统观念认为，脊髓损伤会造成大量神经细胞坏死，进而损害神经功能，中枢神经损伤后没有再生修复能力。但是随着医学的快速发展，大量的医学实验证明，在适宜的条件下，中枢神经可以再生。但前提是要尽早的对其中的断痕处的组织进行处理。
脊髓的磁共振成像（MRI）在改善神经退行性疾病和创伤的诊断/预后以及开发新药方面具有巨大潜力。尤其是，结合了几种半定量技术的多参数MRI（例如，扩散加权成像，磁化转移和功能性MRI），提供了对白质完整性和神经功能敏感的生物标志物。然而，研究和临床中的脊髓MRI利用率不高，直接导致了与数字相关和脊柱区域信号灵敏度低的难题。 尽管相控阵线圈，采集协议和处理技术的最新发展帮助克服了这些挑战，但仍可以做出更多的努力，以使广大研究人员和临床医生可以使用这些发展。 阻碍脊髓MRI在研究和临床中应用的一个主要方面是标准处理管道的缺乏，这阻止了研究人员验证新的开发并将其应用于临床研究。当前，用于量化脊髓指标的标准方法是在特定亚象限绘制感兴趣区域（ROI）的度量，然后将每个度量平均为特定的椎骨水平。该方法的一个缺点是它相对耗时且对操作者偏置敏感。为了使该过程自动化，需要以下方法：自动从CSF中分割脊髓，以及自动标记椎骨水平。 尽管已经开发了几种分割方法，但是只有很少的研究集中在基于MRI数据的椎骨标记上。
科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中的数据和计算结果转换成图形图像在屏幕上显示，并进行交互处理的理论、方法和技术。近几年来，随着科学可视化技术的蓬勃发展，医学图像的三维重建常常依赖于科学计算可视化，准建发展了“医学图像可视化”这一新兴研究领域。随着医学成像技术的不断发展，以及越来越多的高科技的成像设备被应用于医学诊断治疗，医学图像分析处理技术可以为医生提供更加清晰、准确的信息，已成为现代医学诊断必不可少的手段。
医学图像可视化技术是指利用从实验中获得的、扫描器测得的、计算模型合成的医学数据，重建三维图像模型，并进行定性定量分析，为用户提供具有真实感的三维医学图像，使人们更清楚地认识蕴涵在体数据中的复杂结构，便于医生多角度多层次地观察和分析，并且能够使医生有效参与数据处理与分析的过程。医生可以便捷的获取到病人的病患处图像，并根据图像可以制定出一套更为合理、科学的医疗方案，相比于过去只依靠经验判断来推断，更加的可靠，而且还很直观。在医疗过程中，我们还可以利用相关成像技术来辅助观察感兴趣的区域(region of interest，ROI)，这样做不仅使医生更方便的观察一些不容易发现的细节，而且还有助于提供更加科学的医疗方案。因此，如何快速、精确地分割出所需要的ROI，对医生对病情的分析有着至关重要的作用。
随着图像分割技术、可视化技术的不断发展，国内外许多研究人员依据这些技术，开发了许多医学图像分析处理系统。
3DVIEWNIX是一款运行在Unix平台的医学分析软件平台。这款软件提供了许多常见的功能，包括图像预处理、图像分析以及图像可视化等，不过这是一款收费软件，在加上其界面略微复杂，严重制约了这款软件的发展。VolView系统也是一款可视化系统，是基于ITK/VTK开发的，不过可以免费试用，而且运行在Windows系统之下，再加上为用户提供了比较简单的界面，相对完善的算法，让这款软件相对其他软件有着很大的优势。
同样，国内也有许多知名的软件系统，比如说复旦大学的MedVol软件，这款软件提供针对二维图像的处理，还可以构建三维图像。
然而，这些软件对于脊髓图像的研究来说功能太过冗余，而且效果并不是特比的好，所以开发一款面向脊髓图像的精细型软件就显得很有必要。
二、课题关键问题及难点：
