该文研究了在构建中国人虚拟眼形态和功能模型过程中所遇到的图像分割、配准、生物建模和仿真等方面的问题,其目的是为了构造出能准确描述人眼结构形态和功能的虚拟眼模型.该文的主要研究内容和成果为:(1)实现了一套从普通眼科临床使用的裂隙灯显微镜采集眼前节裂隙灯显微图像的软硬件系统,并据此获得了大量富含眼前节生理和病理信息的人眼前节裂隙灯显微图像.提出了一种改进的Canny算法对所获得的人眼前节裂隙灯显微图像进行分割,取得了良好的效果.以提取的边界信息为基础,设计了一套聚类、拟合的分析方法.结合眼科基础知识,实现了基于眼科裂隙灯显微图像的人眼前节特征提取.(2)为了根据人眼裂隙灯显微图像序列重构眼三维形态模型的需要,提出了一种基于模型的图像序列配准方法.(3)为了根据眼球组织切片图像序列重构人眼三维形态模型,研究了片间图像配准的方法.(4)提出了一套能够描述人眼房水生成、循环和排出的完整过程和眼压调节机制的人眼房水动力学模型.首先基于眼科生理学中关于房水的生成、流动、排出和眼压变化对房水循环各环节的影响机制等各方面的基本理论建立起模型的框架,接着依据眼科临床经典理论数据、先期研究的经验数据和流体力学基本理论等对模型内部的各主传递函数进行定征.(5)依据人眼房水动力学模型建立其仿真系统,并运用该仿真系统进行了对正常生理眼在不同情况下房水运行状态模拟的仿真实验.(6)根据对原发性开角型青光眼(POAG)致病机理的分析,提出了一种对人眼房水动力学模型的相关环节进行修改,使其能够描述POAG病理状态的方法.