De onderzoeksinteresse van Wiro Niessen ligt op het terrein van de medische beeldvorming, waar zijn groep computerondersteunde technieken ontwikkelt om op basis van beelden (bijvoorbeeld MRI, CT) diagnose en behandeling te verbeteren.
Toepassingsgebieden zijn onder andere verbeterde diagnose en prognose van hart- en vaatziekten, differentiële en vroegdiagnose van neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, het vaststellen van behandelingseffecten bij verschillende vormen van kankertherapie, en het bestuderen van processen op het moleculaire en cellulaire niveau. Daarnaast is de groep actief in beeldgeleide interventies, waarbij de chirurg navigeert op basis van beelddata (net zoals bij autonavigatie), en zodoende met minder schade voor de patient een operatie uit kan voeren.
