在CT医学图像处理中,血管分割具有重要的意义和广泛的应用。CT图像中胆囊动脉及相连血管的三维分割对于腹腔镜胆囊切除术的术前规划有着重要意义。分割结果的三维可视化可以帮助医生在术前了解病人的胆囊动脉变异类型,以避免手术中破坏主要的血管而对病人造成不必要的伤害。本文对CT图像的血管三维分割算法进行了全面深入的研究。首先,以血管信息的载体CT图像为出发点,研究了DICOM图像文件标准,CT图像中CT值的含义,以及CT图像的窗宽窗位变换方法。然后,在尺度空间理论框架下,研究了血管管状特征,以及基于管状特征的血管结构滤波方法。接着,深入研究了两种应用广泛的三维区域生长法——区域生长法和几何活动轮廓法。在区域生长法部分,研究了两种不同的生长准则和一种定向区域生长法。在几何活动轮廓法部分,研究了水平集曲线演化模型及数值计算方法。基于上述的研究成果,本文综合血管管状特征以及分割理论,提出了一种新的三维区域生长法,并把算法应用到临床CT数据的血管分割中。通过对比医生手工血管分割数据,计算出算法分割的敏感性和特异性指标。结果表明,本文算法的分割结果具有较高的血管分割准确性,基本满足临床的应用需求,为后续的可视化工作创造了有利的条件。最后,本文研究了可视化的算法以及可视化工具包VTK的使用。利用.NET开发平台和VTK的.NET类库版本ActiViz.NET,实现了一个具备用户界面的可视化应用程序。导入本文血管分割结果以及医生手工分割的胆道图像并进行三维可视化,通过鼠标与可视化窗口进行交互,可以从各个角度观察可视化结果。为医生在术前观察胆囊动脉的变异类型提供了便利。