三维放疗计划系统(3D-radiation treatment planning system，简称3D-TPS)是目前肿瘤放射治疗研究的热点。三维治疗计划和CT模拟是实现三维放疗计划系统的关键步骤和关键技术，属于多学科交叉的研究课题，涉及到计算机图形学、图像处理、生物医学工程等多种技术，在肿瘤诊断、放疗手术规划及手术模拟仿真等方面有广泛应用。 本文主要研究了三维放疗计划系统中的关键技术，包括相关算法和应用。对三维形体重建技术作了详细的讨论，针对表面重建过程中轮廓线分叉问题，提出了一个简单的解决方法；针对CT模拟技术应用的需要，提出了一种基于可变步长的数字化重建放射图像快速生成方法；同时提出了一种改良的正向剂量计算方法。仿真实验结果表明，本文提出的上述方法具有较高的实用性。此外，在上述理论研究的基础上设计开发了一套完整的三维放射治疗计划系统。