近年来脊柱类疾病朝着越来越年轻化和城市化的方向发展,医生往往通过肉眼观察二维图像来判断脊柱病灶的位置和大小等信息,这便使准确率大大下降。而椎骨计算机断层(Computed Tomography,CT)图像的三维重建可以让医生更为直观的判断整个病灶的信息,因此设计实现一个基于可视化工具包(Visualization Toolkit,VTK)的医学图像三维重建系统在医学图像处理中变得尤为重要。本文主要包括以下内容:首先对DICOM、RAW等格式的椎骨CT图像数据进行读取并可以输出JPG等二维格式的数据,然后使用图像滤波、图像锐化和直方图均衡化等方法对读取并输入的数据进行图像预处理,减少读取的原始椎骨CT图像中噪声多、对比度低等缺点,再利用包围盒算法、光线跳跃和光线提前终止技术对传统Ray Casting算法进行改进,以减少投射光线的数量和无效体素的重采样工作,提高三维重建效率,并用改进后的算法对预处理之后的图像数据进行三维重建,最后可以对读取和重建的图像进行图像交互操作,即对单张的CT二维图像进行读取、显示图像两点之间的距离,对重建后的三维图像进行放大、缩小、平移、旋转等实时交互操作。上述功能是结合VTK和MFC设计并实现的一个Spine GUI系统来完成,并通过实验测试证明,本文所设计的系统能够满足椎骨CT图像的三维重建需求,可以达到预期的实验目标。