随着科学技术的进步，多学科交叉和融合已成为现代科学发展和进步的突出特色和重要途径。医学影像技术作为医学研究和临床医学的重要手段，综合了计算机科学、生物医学、物理学等许多新技术的应用，成为近二十年医学技术中发展最快的领域之一。借助医学影像技术实现的无创诊断，开创了数字医疗的新时代，促进了医学诊疗的信息化、智能化。通过计算机图形图像处理技术辅助医学诊断与治疗，极大程度的提高了诊疗的质量与安全，已成为医学研究和临床医学的一个发展方向。 近二十年医学成像技术的发展非常迅速，创新的医学成像技术、提高医学图像的空间时间分辨率以及图像处理方法的改进一直是医学影像学研究的热点。每一种新的计算技术、计算工具、计算方法的出现都带来了医学影像方法与技术的革新，对医学研究和临床医学的发展具有重要的推动作用。近红外光学成像技术以其无创性、高时间分辨率、操作简单、价格适中等特点在医学研究中的应用越来越广泛。 大脑是人体的神经中枢，支配和指挥着人体的一切生理活动，对人的大脑结构与功能关系的研究一直是现代科学最深奥的课题之一。由于脑结构的复杂性和脑的高级功能的复杂表现，获得高时间分辨率和高空间分辨率的脑功能成像成为医学影像研究的难题。由于脑组织在近红外光谱范围内相对透明，近红外光对血液中的相对氧浓度敏感，通过测量计算组织吸收系数的变化，能够得到重建图像。而且近红外脑成像技术能够将大脑活动与特定的任务或者感受过程联系起来，实现实时监测和对神经元活动、能量代谢的同时监测，是一种实现脑功能成像的理想方法，在临床医学上有着广泛的应用。 本文首先介绍了计算机图形图像处理技术在现代医学研究和临床医学上的成功应用以及发展趋势；对现有的常用脑功能成像技术作了较全面地分析，比较了各种成像技术的特点和不足，重点讨论了近几年光学成像技术中的研究热点一近红外脑功能成像的生物学、物理学原理，图像重建算法的设计以及实现过程中成像深度分辨率较差、图像质量不高等问题的解决方案，将在均匀介质的半无限模型下的仿真试验实现了真实的人体实验，得到人体头部的精确模型。实验结果验证了该算法的正确性和有效性。 最后，文章对近红成像技术在乳腺肿瘤早期检查中的应用以及脑功能成像软件设计方面和仪器设备的设计中进一步需要解决的问题作了讨论和展望。