医学图像三维重建及可视化是将计算机图形学和图像处理技术应用在生物医学上,利用人类视觉系统特性,在计算机上对医学成像设备所产生的二维断层图像序列,进行一定的处理和转换,转变成为直观的、具有立体效果的三维图像在屏幕上显示出来,并进行进一步模拟交互操作的理论和技术。医学图像三维重建及其可视化技术是当前医学图像处理的研究热点,它不仅在理论研究方面有重要意义,而且对于临床医学等有着重大的意义和应用价值。本文充分考虑国内医学图像处理的需要,针对计算机断层成像设备、核磁共振所形成图像数据的特点,研究了医学图像三维重建与可视化技术的不同方法(体绘制和面绘制方法)及其优缺点以及体绘制技术的加速算法。重点研究了用光线投射体绘制算法实现三维重建的过程,包括医学图像预处理和光线投射体绘制,及此过程中每一步骤的算法实现。医学图像预处理包括图像增强、序列切片图像的层间配准、断层图像间插值和三维规则体数据的封装。本文主要针对光线投射算法处理数据量大、绘制速度慢的缺点,提出了加速算法,改进了光线投射的各个环节,包括简化光照模型、减少投射光线、改进求交采样、优化三维几何变换和加速插值方法,提高了绘制速度。同时针对现有系统多数不能显示三维模型内部信息的现状,研究了交互式体绘制技术,提出了显示三维模型任意剖切面和分割特定组织的方法。最后在计算机上利用VC++6.0环境和OpenGL技术采用光线投射加速算法和交互式体绘制技术实现交互式医学图像三维重建系统,验证了算法的正确性和可行性,并实现了显示三维模型任意剖切面和分割特定组织的交互式操作。