目前，放射治疗技术作为一种非介入式的治疗手段，已经成为一种非常重要的治疗恶性肿瘤的手段。为了实现精确的放射治疗，我们需要在实际进行放射治疗之前，制定正确的放疗计划，并对射线的放疗过程进行模拟，计算放射剂量的分布情况，从而明确放疗效果，确定放疗计划的优劣。 计算机可视化技术的飞速发展为我们提供了直观有效准确的放疗计划手段。通过建立三维人体模型，可以帮助医生直观的观察人体内部病灶及组织器官的形态位置尺寸，并获得其量化指标，从而更加准确的制定治疗计划：根据初步的放疗计划，使用Monte Carlo方法建立模拟的放射剂量分布数据场，再通过等值面提取方法获得等剂量面，显示并量化剂量分布情况和病灶(靶区)的关系；根据模拟的结果对放疗计划进行适当修改，并最终获得最佳的放射治疗计划。 本文从计算机可视化技术的角度，详细论述了放射治疗计划系统(TPS)的基本原理、实现过程及其中的关键技术。重点讨论了与计算机可视化技术相关的技术要点，涵盖了从计算机二维图像处理到计算机三维建模的许多重要概念。论文首先介绍了医学影像的获取和预处理的方法，包括DICOM标准、医学影像的图像增强及图像校正等内容；提出了基于边缘提取、灰度阀值和纹理信息等原理的器官分割方法；为了建立三维人体模型，介绍了两类方法；基于轮廓线的方法和基于等值面提取的方法；在建立放射剂量场时，使用了经典的Monte Carlo方法；最后，详细介绍了传统的等值面提取方法(Marching Cubes)，并提出了一种启发式搜索的Marching Cubes方法。 可视化技术在医学中的应用是当前医学领域的研究热点，它不仅在理论研究方面有意义，而且对于实际的临床诊断和治疗都有着重大的意义和应用价值，它会对现有的医疗现代化带来深远的影响，有着良好的社会效益和经济效益。本文不但详细论述了计算机可视化技术中的大量基本概念和关键技术，讨论了计算机可视化技术在TPS中的应用，而且对于从二维图像重建三维模型的主要途径和方法进行了完整的叙述，对于医学领域中其他类似的应用系统的研究和开发具有非常重要的参考价值。