医学断层图像三维重建是研究基于医疗成像设备获得的二维扫描图像序列来构建组织或者器官的三维几何模型,并在计算机显示输出设备上“真实”绘制与显示。其中涉及到数字图像处理、计算机图形学以及医学领域的相关知识,是一个多学科交叉融合的研究领域。医学图像三维重建的结果可以生成并保存图像,可按电影方式在线或离线反复回放,有利于对脑部图像数据进行管理,也是实现数字化医院的一个组成部分,发展应用前景广阔。本文详细阐述了脑部医学断层图像三维重建的架构研究,并利用哈佛医学院的全脑数据库中的脑部MRI断层扫描图像进行了相关的实验和模拟。首先对脑部医学断层图像进行预处理,包括图像生成及显示、几何变换、图像增强、图像分割等,对其中涉及的经典算法进行分析实现,提出了一种体数据多平面重建和斜截面生成的图像平面重建方法,这种方法利用三维矩阵运算,计算时把逻辑运算和数值运算相结合进行图像处理,适应实时性需要,数据利用率高,成像清晰。利用OpenCV实现了图像预处理操作,得到了较好的处理效果,为进一步三维重建奠定了较好的数据基础。接着分析比较了目前流行的三维重建算法,提出了基于VRML的脑部医学断层图像三维重建方法。实现了基于多个扫描方向断层图像的三维重建,基于灰度断层图像以及基于彩色断层图像的三维重建及可视化。为满足人机交互性需要,利用VRML与JavaScript脚本语言结合编程实现了脑部三维模型的移动、旋转、缩放、切割、测量等操作,实现了对于脑部三维模型的任意正交面切割和任意斜切面切割。最后,设计并实现了脑部医学断层图像处理及三维可视化系统,对于研究中涉及的脑部医学断层图像的预处理和三维重建可视化进行了系统实现,直观的显示了实现效果并且具有较强的交互性。