随着医学技术手段的不断进步，外科手术正向着微创化(对病人而言)，接触少(对医生而言)的方向发展。与传统手术中操作者直接可以看到手术部位不同，微创化手术中医生的手、眼协调困难，手术器械活动范围变小，因此，手术精度难以提高。不经过反复训练，医生很难适应这种新型的手术方式。对模拟手术系统的研究正是致力于解决这些问题。本文重点研究了模拟手术中的关键技术---三维交互处理技术。 本文介绍了医学图像的预处理过程；基于面绘制的医学图像三维重建；模拟手术中的三维交互测量技术。本文的研究重点是用软件实现的三维交互技术。详细研究了三维观察的具体过程，其中包括观察变换，投影变换和工作站变换三个步骤。推导了三维物体世界坐标系和设备(屏幕)坐标系之间的转换关系，为模拟手术中三维交互技术的实现和三维测量结果的真实化奠定了基础。研究了投影的两种方式：平行投影和透视投影，选择平行投影方式来完成本文的工作。 本文采用三维跟踪球算法实现对被测物体的交互旋转功能，并且详细的阐述了这种算法。本文提出了一种以3DWidgets为核心的三维交互框架，研究了三维交互拾取的多种算法，再结合控制鼠标自由度的方法及平行透视下的拾取机制实现被测物体上特征点的选取，将这些算法其应用在手术模拟三维交互系统中，可以提高用户使用的直观性，还有益于以后的功能扩展。 最后本文用VC++开发了一个医学图像的三维交互处理系统。系统中主要包括医学图像(Jpeg，Bmp，Dicom，Imo，Raw等格式)的读取；医学图像的表面三维重建；对重建后的三维图形进行交互处理，包括空间两点间距离的测量，空间中角度的测量，三维裁减平面及切片重组等功能。为了辅助三维交互功能的使用，还设计了一个医学图像二维交互系统，其中包括二维直线测量，角度测量，面积测量，图像局部放大，伪彩显示等功能。