作为医学图像处理中的一个重要环节,椎骨计算机断层(Computed Tomography,CT)图像的三维重建不仅可以帮助医生更快速、准确的诊断病情,还能为临床医学实际操作和教学研究提供有效途径,尤其在椎弓根螺钉置入手术中,实现椎骨精准、实时地三维重建是目前亟待解决的问题,因此具有重要的研究意义。针对椎骨模型重建时间过长,精确度、光滑度较低的问题,本文依据面绘制理论,提出了一种改进移动立方体(Marching Cubes,MC)的椎骨CT图像三维重建方法。首先,进行椎骨CT图像预处理方法研究,在理论基础上进行实验分析,确定直方图均衡化、基于特征选择的双边滤波去噪方法及拉普拉斯锐化为本文的预处理方法,这样可以有效提高图像质量;其次,对椎骨CT图像进行兴趣区域提取,在传统Marching Cubes算法基础上进行改进,通过纹理信息进行特征提取,先选择种子体素,再利用区域生长思想,提取出全部包含等值面的体素,大量减少遍历体素的数量;第三,实现等值面计算过程优化,对于特征体素中等值点的计算,利用黄金分割法代替传统的线性插值法,减少公共棱边的计算次数;最后,由可视化工具包(Visualization Toolkit,VTK)借助图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)并行处理,完成椎骨CT图像的快速、精准三维重建。为验证本文算法对于椎骨CT图像三维重建的性能,在VTK平台利用项目合作医院提供的脊柱CT图像数据对算法进行测试。结果表明,本文提出的基于改进Marching Cubes的椎骨CT图像三维重建方法在快速性和准确性上均优于其他重建算法,在整体性能上已达到比较高的水平。