随着医学成像与图像处理技术的快速发展,对DICOM图像进行进一步处理得到的结果在临床诊断中的应用越来越受到人们重视。读取DICOM图像为后续该图像的分割与三维可视化处理步骤提供了基础。图像分割为三维重建的前期处理步骤,对人体器官或组织复杂的轮廓形状,实现快速、精确和自动化地分割一直是研究热点和待攻克的难点。三维重建技术将分割出来的目标组织进行三维可视化,可视化结果为临床诊断提供客观的依据,帮助医生进行手术规划。本文研究的主要内容包括DICOM图像的读取、分割和三维重建,具体内容如下:第一,对DICOM图像进行读取的研究。针对常用软件无法读取DICOM图像的问题,提出一种基于ITK编程实现对DICOM图像进行读取的方法。该方法基于ITK、VTK提供的类和函数来读取单幅、多幅序列DICOM文件,避免了底层开发,提高了编程效率。实验结果表明,该方法能方便读取和显示DICOM图像文件。第二,对人体脊椎的DICOM图像分割的研究。针对难以对脊椎进行精确分割的问题,提出了一种使用曲面模型对脊椎进行分割方法。该方法将图像边缘信息和区域信息相互结合用于脊椎的分割,很好的解决了传统方法仅使用单一图像信息而造成分割精确度不够的问题。进一步,在原始“气球”模型之上,添加新的模型约束力,即对流力,它能有效防止过度分割。实验结果表明,该分割方法对脊椎狭窄凹形边界曲面有较满意的分割效果。第三,对人体躯干DICOM图像数据进行三维重建研究。针对三维重建底层开发繁琐以及常用算法难以满足实时交互渲染的问题,基于VTK提供的函数库来实现面、体绘制的方法,而且对原始可视化绘制流程进行适当调整提出一种改进的方法。该方法把梯度估计、分类与着色、明暗计算过程放置预绘制阶段,从而减少了绘制过程中计算任务。实验结果表明,基于VTK实现的可视化方法避免了底层繁琐开发,提高编程效率;调整绘制流程方法在保证不明显降低绘制效果下,能满足实时渲染的需求。