医学超声图像的三维重建技术是近年来超声成像系统中的研究热点，在现代医学临床诊断中起着越来越重要的作用。与传统的二维超声成像系统相比，超声图像的三维重建系统具有显示直观、操作方便、可精确测量结构参数、可用于手术规划等诸多优点，因而可以显著地提高诊断的水平。 本文首先针对超声图像质量差、信噪比低的特点，讨论了图像增强与分割算法。采用直方图均衡化和中值滤波进行图像预处理，改善了图像的质量，抑制了Speckle噪声。采用改进的最大类间方差法得到了满意的分割结果，为后续的三维重建奠定了基础。 超声图像三维重建技术的研究以及三维重建与可视化软件的开发是本文的重点。为了使三维重建能够得到满意的效果，本文引入了形状插值算法并做了适当改进，对超声图像进行层间插值得到了等分辨率体数据。在此基础上研究了基于体素的三维表面重建算法，即通过构建每个体素内部的等值面来获得整个物体的三维表面。结合上述算法，本文实现了超声图像三维重建与可视化软件的设计。本软件属于医学超声诊断系统的一部分，因而在设计时考虑了兼容性与扩展性。采用OpenGL实现了重建结果的多种显示方式，并实现了三维交互和模型参数测量等功能。 通过实验验证了三维重建系统的有效性，对肝脏超声图像进行的三维重建取得了令人满意的结果，并与采用其它方法的重建结果进行了比较分析。最后，对本文的工作进行了总结，对今后的工作提出了建议。