基于四维计算机断层摄影（4D-CT）构建胸腔动态仿真模型可以更加准确真实地反映出人体胸腔内部器官和组织的运动情况，是研究随呼吸运动的胸腔内肿瘤靶区所受照射剂量分布特征的有效手段，对于精确跟踪肿瘤靶区的位置进而实现个体化精确放疗有重要的应用价值。而4D-CT数据采集和处理是建模的前提和基础，其精确性和便捷性直接决定了模型的精确性和可用性。现有的回顾性4D-CT采集方法存在动态模型精确度和三维模型空间分辨率之间难以权衡的问题，且在对CT图像进行分类排序的过程中容易出现分类错误。而前瞻性4D-CT采集方法依赖呼吸门控，难以在我国广泛应用，且重建时相点相对较少。本研究针对这些问题与不足，提出一种基于螺旋扫描、不依赖于呼吸门控的前瞻性4D-CT数据采集和处理方法，旨在简化4D-CT数据获取和处理过程的同时，提高4D-CT模型的精确度。该方法利用双摄像机跟踪记录志愿者腹部标记物随呼吸的运动影像，并通过阈值分割、区域生长、质心提取等图像处理方法得到志愿者在深呼吸模式下的呼吸信号，平均拟合后得到一个周期的呼吸信号；从志愿者的呼吸信号中抽取7个具有代表性、易获取的时相点，志愿者依次在选定时相点屏气后，CT机以螺旋扫描方式获取对应时相点的胸腔CT数据；然后根据幅度信息在已获得的呼吸曲线上确定各采集时相点的准确位置，将CT图像序列与呼吸曲线关联起来；最后将感兴趣的区域从CT图像中分割出来进行三维重建，得到具有多个时相点的离散的4D-CT模型。采用该方法获取正常男性成人的胸腔CT数据，得到的图像清晰，无明显的运动伪影；提取的呼吸曲线为高阶正弦函数，与理论模型相符；重建得到的肺组织三维模型边界清晰准确，体现了肺组织随呼吸运动的变化特征，能够为后续标准胸腔动态仿真模型的构建提供良好的数据基础。研究结果表明该方法具有简单易行、经济实用、便于移植、针对性强、不依赖呼吸门控等优点，便于医院临床实践，并有助于推动四维CT相关研究在我国的开展。