光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种高分辨率,非接触性、无创的生物组织成像技术。它通过各种组织对光的反射吸收及其散射能力的不同对组织进行断层成像,以清晰分辨组织结构,起到了类似于活体组织病理学观察的作用,OCT在临床医学中的应用越来越广泛。为了使OCT成为更加实用的医疗诊断系统,本文首先对OCT软件系统进行了相关研究,实现了OCT图像的采集、存储和显示。在此基础上,对OCT图像做进一步的处理与分析,针对OCT图像的特点,研究相关图像分割算法实现OCT图像的自动分割。本文研究用于呼吸道检测的光学相干断层成像系统,该系统包括OCT图像采集、支纤镜视频采集、扫描控制、病例信息管理、图像显示和处理等功能,本文详细阐述了OCT系统图像采集流程,对图像显示处理的实现方法进行了说明,主要包括:原始数据文件解析、OCT图像坐标转换、伪彩色增强和图像平滑等功能。在此基础上,医生通常需要对气管组织进行几何测量,包括长度、面积、厚度等参数。通过这些参数了解病灶组织的病变情况,对比治疗前后的各项参数评估治疗质量。为了提高医生的诊断效率,本文结合Otsu算法、数学形态学、边缘检测等多种方法实现了对管腔内壁的自动提取,另外,使用C#与C++混合编程的方式开发了OCT图像测量软件辅助医生进行诊断。最后,研究基于水平集方法的图像分割方法。重点研究了基于水平集方法中的C-V模型和李纯明模型,结合两种模型实现了OCT图像的自动分割方法,实验表明,该方法能够有效的应用于OCT图像的自动分割。对比其他医学图像分割算法,该方法具有更强的抗躁性能和更好的分割效果。