肝脏手术如肝脏移植、肝肿瘤切除或消融是目前很多国家治疗终末期肝病的重要技术。传统的肝移植术前计划过程中,医生采集病人的医学图像数据,手动分割肝脏各解剖结构,在脑海中构建病人肝脏的三维模型,这给医生带来了很大的困难,所得信息也是不完全的。近年来,计算机辅助系统在肝脏手术的术前计划、治疗和术后跟踪中发挥了非常重要的作用。国际上已有若干商业化的计算机辅助肝脏术前计划系统,虽然在国内这方面产品的研究受到了一定程度的关注,但是目前还没有自主开发出可应用于临床的系统。因此,本论文研究并实现了计算机辅助肝移植术前计划系统中的关键算法,初步开发出了一套术前计划系统,以便使该技术在临床应用上得到进一步的探索和评估。系统主要包含五个部分:肝脏的分割、肝内血管的分割、血管的分类和分析、肝段的分析以及虚拟手术。该系统通过对病人CT图像序列的分析,自动分割肝脏、血管等解剖结构,对其形态、结构、几何特征等进行定量分析,通过三维显示和虚拟手术,辅助医生制定手术方案。本论文的主要工作和贡献是:研究并实现术前计划系统的关键算法,即肝脏分割、血管的分类和分析、肝段分析算法,初步开发出了一套计算机辅助肝移植术前计划系统。本论文实现了基于梯度矢量场的蛇形算法,自动分割出肝脏,不仅能够使医生直观地看到肝脏的三维形态,而且有效地减轻了医生手工分割的负担。本论文还对肝脏、血管进行定量分析,识别并标记了肝静脉和门静脉,结合病人血管系统的个体特征,建立病人肝段的模型。系统还提供了交互工具,能够让医生用虚拟手术刀进行模拟切割。该系统探索了计算机技术在肝脏术前计划中的应用,为提高手术计划过程的自动化程度,加快手术计划过程,减轻医生的工作负担,提高手术计划的准确性和有效性进行了重要有效的研究。