目前,医学领域图像的可视化,主要通过观察MRI或CT图像的切片来实现,这种方法在很大程度上依靠医生的主观判断,缺少准确性和直观性。随着现代医学影像技术的高速发展,人们将二维切片的三维重建技术提到研究日程上来,将医学图像中的隐含信息用三维图像的形式来展现,对于临床疾病的诊断、治疗具有重大意义。本文以德国罗伊特林根大学虚拟-现实实验室的研究项目为背景,从医学图像三维可视化的理论基础与实际需要出发,结合人机交互技术,对医学领域的可视化交互系统进行总体设计,并基于VTK对系统进行实现。在图像三维重建算法的选择上,本文着重研究了三维表面绘制的Marching Cubes算法与三维体绘制的Ray-Casting算法,并对二者的绘制效果进行了对比。从比较结果可以看出,体绘制的清晰度高,但绘制速度慢；表面绘制的速度快,而图像还原度较差。针对医学图像质量要求高、可交互操作多、实时性较强等特点,本文分别实现了体绘制与面绘制的算法,并提出采用混合绘制的方法,将三维体绘制与表面绘制算法结合起来,综合二者的优点,提高图像处理的效率与准确性。在系统可交互性的实现上,采用TUIO多点触控技术识别用户的交互请求,通过TCP端口监听用户的手势、动作等输入,并及时给出反馈以完成系统与用户的交互。采用动态三维立体显示技术,实现医学图像的三维变换,包括图像的缩放、旋转、平移等。最后,在分析系统需求与开发平台的基础上,本文设计并实现了可视化交互医疗系统。使用可视化开发工具VTK,对基于DICOM格式的医学图像进行三维表面绘制与三维体绘制,并在计算机上运行和测试,以保证系统的可靠性与稳定性。