近些年,心肺疾病严重影响着人们的身体健康。电子计算机断层扫描技术作为一种无创的医学图像检查技术,能够显示出胸腔内部的心肺器官,以此作为诊疗的依据。但由于影像以二维形式呈现,医生在观察时只能通过想象在脑海中重建出器官的三维结构,存在一定主观性与不确定性。依靠计算机技术重建出心肺各个器官的三维模型,最终呈现出一个更加直观的可视化结果,可用于病情诊断、手术规划、医患沟通等。本文研究了一套完整的心肺器官三维建模的技术方案,可基于三维CT影像对十种心肺器官进行全自动的三维建模,包括主动脉、肺动脉、左心室、右心室、左心房及肺静脉、右心房、上腔静脉、心包、气管、肺。本文提出了一种基于级联3D分割网络的全心脏分割框架,通过三维各向异性卷积降低模型的复杂度,并引入混合池化模块建模不同尺度的上下文信息。最终该方案在保证分割准确度的同时,兼顾运行时间及计算效率,更易于实际场景下的部署与应用。本文提出了一种多阶段的肺动静脉分割框架,通过将一个复杂任务划分为多个子任务来提高最终的分割精确度。该框架主要包含基于2.5D网络的血管树分割模型,以及基于多视图的肺动静脉掩膜传播网络。最终该方案能有效地重建出相对完整的肺动脉与肺静脉结构,缓解血管分支分割不全以及断裂的情况。本文实现了基于器官分割掩膜的三维建模方法,通过移动立方体算法提取表面网格模型,并基于二次度量误差的塌陷算法对网格进行简化,最终将三维建模结果存储为STL的模型文件,并可基于该模型计算出器官的体积参数。基于提出的图像分割算法以及三维重建方法,本文基于B/S架构设计并实现了《心肺三维建模平台》软件,可作为辅助诊断工具直接应用于临床。医生在上传患者CT序列后可在线阅览影像,经过系统后台全自动算法完成器官的三维建模后,对器官模型三维可视化展示并计算体积。同时,软件支持影像及模型数据的管理与共享,具有非常大的临床应用价值。