口腔图像三维重建系统主要是对来自CT机和其它断层成像设备的图像数据，采用三维重建技术显示位于上颌骨和下颌骨处与植入有密切关系的解剖学上的显著特征及其他口腔医生感兴趣的结构，使医生能够根据不同解剖结构的相对空间关系和几何形态，确定手术方案其中单颗牙齿形态、整个口腔牙齿区域形态、颌窦底、下牙槽神经管、颏孔、鼻腭管、牙周膜等结构为医生关注的对象。目前口腔图像三维重建系统主要是国外的产品，能够根据三维扫描数据实现基本结构的重建，并导出相应的表面重建结果进行计算机辅助设计与制作，对提升牙齿修复种植与矫正等口腔治疗水平具有积极的作用。然而，现有系统的三维重建技术在对牙齿形态绘制等方面效率较低，且在整个口腔区域的体重建中未能有效解决组织遮掩的问题，因而用户仍以运用水平面（XY面）、冠状面（XZ面）和矢状面（YZ面）方向的二维切面重建图为主；同时系统对对比度较低的结构无法直接重建，如下牙槽神经管，只能进行手工绘制；重建系统由于受软组织图像配准技术的限制，缺乏对牙周膜等软组织的重建。相对而言，国内口腔图像三维重建系统仍处于起步阶段。本文为实现口腔图像三维重建系统技术的国产化，针对三维可视化重建口腔相关结构中遇到的关键技术问题开展了研究，主要包括下牙槽神经管的图像分割问题、牙周膜石蜡序列切片图像的配准问题、牙齿曲面重建中特征点的选择方法问题、对口腔整体区域及牙周膜空间结构的体重建问题等。本文主要工作体现在以下几点：1、提出了一种基于局部信息约束的形状导向Levelset分割模型对下牙槽神经管图像进行分割。该分割方法在形状导向Levelset算法模型基础上引入下牙槽神经管图像的局部信息，将局部、区域、边界和形状信息共同引导水平集曲线的演化，有效实现了对边界区域微弱变化的下牙槽神经管的分割。针对两组病人数据，改进方法的平均相对极限测量精度为1.716%和1.692%，明显优于传统基于形状导向的Levelset的4.432%和4.115%。2、提出了一种基于正规步长梯度下降的二维刚性配准和对数域对称Demons微分同胚非刚性配准相级联的配准方法，对牙周膜石蜡切片的显微成像序列图像进行配准。该配准方案相对于基于有限元的非刚性配准方法而言，对图像拓扑结构的保留具有更好的优势，配准每张图片的平均时间为有限元法的3.1%，平均配准误差为有限元法的89%。3、提出了一种基于改进离散曲线演化模型的牙齿三维特征点提取方法。该方法可自适应确定牙齿不同层间CT图像边缘曲线的特征点提取数目，可降低数据存储的冗余量，提高特征点的抗噪能力，具有较高的效率。与现有离散曲线演化算法的结果进行对比，改进方法在提取每层CT图像特征点所需时间约为现有离散曲线演化算法的50%，同时提取的特征点数约为现有离散曲线演化算法的80%。4、在牙周膜胶原纤维组织重建中，提出了建立其传递函数的数学建模，并利用光线投射法实现胶原纤维组织三维重建的方法，该方法减少了在传递函数设计中对操作者先验知识的过高要求，其重建的胶原纤维组织的空间结构与解剖结构一致在口腔整体区域重建中，对LMIP体绘制算法的阈值选取问题进行改进，提出了对光线上的第一个峰值与全局峰值的差异大小设定阈值的方式来确定最终峰值的方式。该方法减小了由于差值过大造成重建噪声偏大的问题。此外，还提出了采用改进的LMIP与ICPVR进行融合的合成体绘制法共同重建目标物，该方法能同时重建各解剖对象的内外结构，有效改善了对目标物的可视化处理效果。本文提出的相关改进措施，解决了口腔图像三维重建系统中一些亟待解决的问题，推进了口腔图像三维重建系统的国产化进程，但算法的执行效率是今后需要进一步改进的方向。