在人们对自身健康越来越关注的今天，各种医疗影像设备得到不断的开发与升级，然而如何能够使扫描的图像进行更直观的显示并且包涵的信息量更大一直是各研究单位研究的重点与难点。本文通过对医学影像成像特点的分析，设计完成一个能够实现医学影像的三维重建、分割医学影像中的血管和骨骼并且实现多模配准的系统。本文的工作内容主要有以下几个方面：　　(1)系统分析图像配准框架，通过对配准框架各模块的剖析以及其实现流程的特点，根据待处理图像区域为肝脏部分选定了 B样条变换来完成图像的几何变换，并在此基础上选用了三线性插值来完成图像插值。为比较待配准图像与参考图像的质量，通过比对几种不同的多模图像配准相似性测度，最终采用最大化互信息方法来完成该流程，同时为避免由于最大化互信息在计算中陷入极值而导致的配准失败，还添加优化方法中的LBFGSB算法来对整个配准过程进行优化。　　(2)根据三维多模图像配准会有庞大的数据运算，详细分析多分辨率策略原理，为使配准过程能够提升速度和成功率，在多模图像配准的基础上添加了多分辨率策略模块，有效提高了图像配准的效率。　　(3)根据医学影像图像的特点，深入剖析图像三维重建方法中的面绘制和体绘制算法，选取了面绘制算法中的移动立方体算法和体绘制中的光线投射算法作为系统中三维重建模块的设计方法，并且分析对比了两者的优势和不足，使医生能够选择合适的三维重建方法进行图像重建。　　(4)依照血管和骨骼分割的特点，重点解析海森矩阵，通过海森矩阵具有对管状结构进行滤波的优势，达到对血管的加强处理。在对血管进行加强处理后，通过比对各种常见的分割算法，深入分析区域生长算法，并采用此算法完成分割模块的设计。　　(5)为使系统有友好界面，认真研究QT中的信号与槽机制，并在此基础上构建一个整合以上各功能模块的系统。对完成的系统进行稳定性和功能性的测试，调试的结果表明，本文设计的三维医学影像分割和配准系统实现了所有功能并具有良好的性能，能够满足医院对图像的基本处理要求。