近年来，由于饮食不当、缺乏必要的口腔保健知识等因素，牙齿疾病以成为世界范围内的多发病症。大多数牙齿疾病，如龋齿、牙体腐蚀，与牙釉质的磨损或腐蚀有着密切关系，因此，牙釉质的可视化和影像学分析就变得极为迫切与需要。上世纪70年代兴起的三维超声成像，具有诸多优点：可为医生提供组织器官的三维立体视图和切片图，通过三维空间测量，提供病灶的相对位置大小，可支持缩放、旋转等，因而广泛应用于现代医疗超声诊断中。基于A超探头的三维重建系统，因其借助于机械驱动进行扫描可获得压力均匀、扫描速度恒定、扫描方向恒定下的规则超声数据，所用的A超探头具有轴向分辨率高、轻巧灵活等优点，因此非常适合应用于牙齿、眼部等微小器官的三维重建。本文研究的重点主要包括两个内容：A超三维重建系统的开发和人牙釉质成像方法研究。本文首先研究了A型超声的基本原理，分析了现有三维超声重建系统的优缺点，接着利用三维运动平台、信号采集卡、脉冲发生器等硬件，设计开发了基于A超探头的三维超声重建系统。同时本文对人牙釉质成像技术进行了研究。现有的基于超声的人牙釉质三维成像技术，为了能够得到牙齿表面各扫描点较强的回波信号，往往将牙齿样本打磨平整或者进行旋转扫描，势必会造成牙体的损坏或增加成像的复杂度。针对这些问题，本文借助A超三维重建系统，提出利用线性TGC(Time gain compensation)方法对通过机械扫描得到的原始RF信号进行补偿处理,利用离散Hilbert变换得到补偿RF信号对应的灰度图，利用Visualization Toolkit进行后续三维显示及测量。为了验证了A超三维重建系统的成像精度，置于室温25水槽中的5角硬币（铁铜材料制作）被扫描重建三次，并对其进行直径及厚度测量。实验结果表明，硬币直径测量及厚度的测量误差分别为0.28%±0.61%和0.18%±0.79%(均值误差+标准差)。随后，对四个成人臼齿进行了三维重建及相关测量。实验用到的四个牙齿样本均来自于中山大学光华口腔医学院。实验结果表明，本文提出的人牙釉质成像方法在不破坏牙体的前提下，可以很好地再现牙釉层的三维轮廓。