随着断层扫描、核磁共振、超声等医学成像技术的产生和发展，人们可以利用计算机技术、计算机图形学、图像处理技术以及三维医学成像技术得到人体及其内部器官的二维数字断层图像序列或三维数据(称为医学体数据)。作为科学计算可视化的一个重要分支，医学体数据的三维重建就是要在计算机上对这些已有的离散数据进行插值，将其转变成为具有直观立体效果的图像，利用人类视觉系统特性来展示物体器官的三维形态，从而提供若干用传统手段无法获得的解剖结构信息。通过人机交互，医生能够更充分地了解病灶的性质及其周围组织的三维结构关系，从而帮助医生作出准确的诊断和指定正确的手术方案。医学图像三维重建是目前科学计算可视化技术中的一个研究热点，在医学领域中有着广泛的应用前景。本文以断层扫描图像为例对医学图像三维重建技术的国内研究现状及发展趋势进行了认真分析，对医学三维成像的一些常用方法进行了归纳、比较，对可视化技术的实现方法进行了说明。论文在已获取CT原始图像序列的基础上，分析了原始图像的预处理、滤波、图像增强、边缘检测及数据矩阵的建立；在二维CT图像的边缘检测方面，本文提出了一种改进的基于Sobel算子的边缘提取算法，解决影响三维重建准确性的关键性问题；利用三角片算法实现了面绘制，加快了运算速度；为提高图像显示速度，构造一种改进的类八叉树数据结构解决离散数据存储问题。本文基于VTK软件包设计可视化软件，最终实现CT图像CT的三维重建的设计与程序实现。完成的软件能够快速、准确、真实地重建三维医学图像，可以方便地进行三维图像的视角变换以及体积缩放，做成插件可供其它程序直接调用，较好地满足医疗工作需求，为医学研究、诊病、治病提供重要依据。论文的研究成果可应用于其它行业物品内部结构检测中。