医学图像配准是医学图像分析的重要前提。PET/CT图像是肿瘤早期诊断及制定治疗计划的重要依据。本文通过应用图像配准技术构建标准化的躯干部模型,辅助医生对比和把握人体形态,同时为基于标准模型的统计分析奠定基础。由于个体间差异、图像伪影和噪声给配准工作带来了巨大挑战,因此如何准确配准躯干部图像是一个重要课题。三维重建技术可以清晰地显示医学图像中的复杂特性和三维空间位置,利用3D打印技术制作成本低廉并且精确的3D物理模型,更好地辅助手术。本文在大量学习和研究国内外相关文献与技术的基础上,开发了躯干部图像配准和三维重建系统,具体包括:(1)对躯干部图像进行去噪、重采样和分割的预处理;(2)提出了一种基于自动识别躯干部范围和提取特征点的三维躯干部图像配准方法;(3)针对移动立法体法生成的三维模型表面欠平滑的问题,提出了一种三维模型优化方法,并应用于3D打印;(4)在软件开发方面,开发了一套全自动的躯干部图像配准和应用于3D打印的三维重建可视化软件系统,并实现了基于图割的交互式脏器分割工具。为了测试系统的可靠性,本文基于实际的PET/CT图像数据进行了实验,实验结果表明:本文提出的配准方法精度较高,配准速度较快,实现的躯干部配准系统的可用性强。提出的三维模型优化方法有效地解决了模型表面局部区域欠光滑的问题,并减少了顶点和三角面片的数量。3D打印得到的人体器官物理模型代表了实际的人体器官,且模型表面光滑。