三维重建是计算机可视化领域的研究热点之一,其最新的研究成果已应用于各个方面,如三维识别、数字化城市、三维人体及虚拟现实等等。三维重建的目标是从二维图像序列中提取三维信息,然后对这些信息进行整合、分类等一系列处理,最终在三维的空间里显示物体的三维影像。医学图像的三维重建是计算机可视化与生物医学工程的重要交叉研究领域,它是计算机图形学和图像处理技术在生物医学工程中的重要应用,其最新的研究成果在诊断医学、医学教学、手术导航、放射治疗规划、医学三维人体及整形外科等方面有着重要的应用前景和价值。尤其在医学诊断方面,医学图像的三维重建提供了人体部分或全局的三维影像,有利于确定人体病灶及其周围组织器官的形状和空间分布等信息,为医生的诊断治疗提供了强大的数据支撑,也为医学诊断、治疗提供了一种准确、可靠、安全的解决途径,更为将来研究开发成熟的医学手术规划系统提供了技术支持。由此可见,医学图像的三维重建具有极其重要的应用价值。VTK (Visualization ToolKit),即可视化工具集,是医学图像可视化领域里应用最广泛的开发平台之一。VTK是一个开放源码、自由获取的软件平台,此外,VTK还具有应用灵活,重建速度较快,重建效果逼真及代码重用率高等优点,这些都使VTK成为医学图像三维重建研究领域里开发工具的较好选择。医学图像的三维重建方法一般分为面绘制和体绘制两种,本文对面绘制和体绘制方法分别进行了深入的分析和研究,并结合可视化工具集VTK设计并实现了医学图像三维重建系统。本文的主要内容有：1.本文集中介绍了目前几种常见的医学图像获取方式,并对每一种方式的原理和特点进行了相应的比较。2.研究了DICOM标准,详细介绍了DICOM文件的结构和框架模型,并对DICOM文件实例进行了解析。3.研究了三维重建的基本方法和一般流程。针对面绘制,讨论了面绘制中切片级重建和体素级重建的概念和方法。针对体绘制,引入了体绘制中的光学模型,并在绘制效率和资源占用方面与面绘制进行了比价。4.深入研究了面绘制算法中的Marching Cubes算法,着重分析了该算法的绘制原理和绘制步骤,并指出MC算法自身存在的二义性和近似性问题。针对二义性问题,引入了当前常用的几种解决方式。此外,关于二义性问题,还引入了Marching Tetrahedra算法,并深入分析了其绘制的原理和步骤。5.结合VTK平台,实现了人体头部皮肤和颅骨的三维重建,并结合MFC实现了医学图像三维重建系统。该系统采用了常见的面绘制和体绘制方法对医学图像序列进行三维重建和三维结果显示,并可对三维显示的结果进行平面切割和虚拟开窗等交互操作。