放射治疗的根本目标是最大限度地杀灭肿瘤细胞并使周围的正常组织和重要器官免受和尽可能少受不必要的照射。调强放射治疗(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT)被放射肿瘤学界认为是放射治疗技术的发展方向,是新一代放射治疗技术的主流。在进行放射治疗前,医生首先要制订放射治疗计划。一个完善的三维放疗计划系统,需要准确描述病灶区域、危及器官和正常组织之间的空间关系,供计划制订者进行放射野的布置,同时,剂量计算的结果需要多种手段的可视化,以供计划制定者判断放疗计划的优劣。本文在国家自然科学基金项目“IMRT逆向计划中多目标优化算法及其目标函数的研究(60872112)”和浙江省自然基金项目“调强适形放射治疗IMRT中逆向计划关键问题研究(Z207588)”的共同资助下,探索了医学图像预处理和VTK(Visualization Toolkit)技术在IMRT逆向计划系统中的应用等相关问题,主要工作为:1.提出并实现了一种医学图像的混合滤波算法,利用该算法对CT图像实现了有效去除噪声和数据细节的保存,有效提高了计划制定者对感兴趣区域圈画的精确性;2.在分析多种经典区域填充算法优劣的基础上,基于VTK工具包、Bezier曲线算法和改进的Watershed算法实现了利用交互圈划工具保存目标区域数据的方法,利用该方法实现了对圈划区域信息的精确提取;3.在探索两类可视化方法原理和特点的基础上,对剂量场三维可视化进行功能扩展并实现,利用VTK实现了IMRT逆向计划系统中三维剂量场的可视化。