应用MRA图像实现三维脑血管重构对脑病的检测和防治具有重要意义。现在脑血管重构方向更多关注于脑血管的整体分割算法和特征提取算法，专门针对Willis环的研究较少。本项目首先分析脑血管Willis环的树状逻辑结构，根据项目组球B样条成果，构造基于球B样条的脑血管表示模型。其次，在此模型基础上探索多尺度梯度血管分割算法，获得Willis环备选血管。然后，研究基于解剖学知识的改进PSO脑血管定位算法，构造Pareto超越集以实现Willis环定位。最后，集成建模与分割的研究成果，形成三维脑血管可视化平台。此项研究不仅为脑血管疾病的诊断与预防提供技术支持，而且为脑临床放射研究开辟了新的领域，相关技术可以推广到血管探测，多模式图像配准和三维可视化等其它领域。由于我国每年参加体检和预防性保健人数规模庞大，此研究成果的应用可产生广泛的社会效益和经济效益。