随着计算机应用技术的蓬勃发展,精度高、成像快的数字医学影像设备不断涌现,在此技术支撑基础上设计开发的计算机辅助诊断(Computer-aided Diagnosis, CAD)系统正在迅速普及,并在实际临床诊断上得到应用。计算机辅助诊断是一项复杂的过程,这个过程包括影像增强、分割、病变区域检测和三维显示等多个基本流程,在一些计算机辅助诊断系统中还提供了虚拟内窥镜功能。通过这些功能模块可以为医生提供各种需求,达到辅助诊断的目的。本文在上述背景下,以CT图像为数据源,以肺部组织器官为主要研究对象,对计算机辅助诊断中涉及到的肺实质分割与管腔路径提取算法进行了设计与实现,并取得了较好的应用价值。本文首先讨论了图像分割方法,设计并实现了结合区域邻接图的分水岭肺实质分割算法,实验证明该方法能够较好的分割出肺实质的轮廓,得到了比较理想的效果,这是CAD中肺部疾病诊断的重要的一步。然后本文研究了图像插值算法,在利用区域增长算法进行肺气管初始轮廓分割后,设计并实现了基于形状的肺气管插值算法,实验证明该方法能够重建出平滑、完整的三维肺气管,达到了三维肺气管提取目的,可用于以后进行可视化检测。本文最后研究了管腔物体的中心路径提取算法,以肺气管为例,设计并实现了基于距离场的中心路径提取算法,实验证明该方法得到了比较理想的肺气管中心路径,为后续虚拟内窥镜的研究提供了基础。