随着全世界癌症发病率和死亡率的不断上升,预计在可见的未来癌症将超越心脑血管疾病,成为威胁人类健康的头号杀手。放射治疗是癌症的三大治疗手段之一,具有很高的临床使用率。而当前放射治疗的剂量精度又在很大程度上限制了其临床治愈率和愈后生活质量。因此在放射治疗过程中重建病人靶区的空间剂量分布从而及时验证和改进放疗计划,对放射治疗精度和效果的提高具有重要意义。目前,传统的Monte Carlo法由于其算法运行速度太慢使其暂时失去了临床实用性,但不可否认它是目前公认的精度最高的放疗剂量计算方法。本文经过广泛和系统的文献调研,围绕调强放射治疗的核心问题,以Monte Carlo法作为算法基础和验证标准对三维剂量重建与验证的相关关键性算法或技术进行针对性的研究,基本完成了调强放射治疗中核心算法的实现工作。文章分别从三维剂量计算和放射治疗误差检测的目标出发,提出相应的解决算法,并完成实验验证。其中在三维剂量重建方面,对实验室的研究特长——CT重建技术的有关算法进行扩展和改进,形成射线反演剂量重建算法,完成从电子射野影像装置(EPID)的数据采集到剂量反演重建的整个算法流程,获得较好的剂量计算效果;在放疗摆位和靶区误差检测方面提出了降维配准的算法,解决了千伏级(KV)CT投影图像与低对比度兆伏级(MV)CT投影图像配准效果差的难点。最后通过MATLAB程序的模拟,验证了算法的有效性和可行性,为调强放射治疗的临床应用提供了一定的算法支持。