现代化的医疗设备提供了大量的医学图像，它们是可视化研究的重要数据来源。医学图像可视化研究围绕着这些图像，研究内容非常广泛，包括图像的分割、三维医学图像的重建等。

所谓医学图像的计算机三维重建，就是采用一定的三维重建算法将一系列连续的低维（如二维的CT连续断层图像、一维的人体生长等）的医学数据源进行数字化处理，还原成数据源本身的三维形态，以进行定性、定量分析的技术，并利用计算机以可视化的方式展示其三维形态结构。医学图像的计算机三维重建技术作为有力的辅助手段能弥补影像设备在成像方式上的不足，除二维断层信息外，还可提供翔实的、具有真实感的三维医学图像，辅助医生从多角度、多方位、多层次进行观察和分析，在辅助医生的临床诊断、手术计划的设计与虚拟仿真、优化治疗方案等方面发挥重要作用。因此，面向医学领域的医学三维重建与可视化技术的研究得到了广泛关注，具有广阔的应用和发展前景。

医学图像的可视化除二维数据的可视化和信息的可视化外，应用最多、最广泛的是医学数据的三维可视化。可视化技术涉及计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、人机交互、计算机视觉等领域。三维可视化是利用计算机对大量的数据进行处理，通过科学计算过程将数据转换成直观的图形和图像信息。常规的计算机屏幕是一个二维的平面，为表现三维信息，需以屏幕为投影面，利用一定的方法把人体结构的三维空间坐标进行变换，得到人体结构显示在屏幕上的二维坐标，该坐标受到人体结构空间三维坐标的影像，会随着人体结构在空间水平和垂直水平位置的改变而改变。三维可视化首先需在计算机中构建显示所需的几何模型，然后根据一定的光照条件，计算显示屏幕上可见的各视觉场景表面的光线亮度，使观察者产生如临其境的视觉效果。

传统意义上的断层影像解剖学，多为在二维断面上研究人体结构的断面形态学规律，并为临床断层影像诊断提供形态学指导。二维断层图像是基于一个特定方位和位置的人体结构的切割图像，反映的是人体结构在二维平面上形态和空间位置关系，无法真实展现人体器官结构的完整形态和空间毗邻关系，为医生的解剖学学习和临床诊断增加了难度和不确定性。随着计算机科学和技术，特别是计算机图形图像学的发展，为临床二维影像的三维化提供了软硬件技术的支持，新一代的临床影像设备不仅能提供清晰的二维图像，同时还能提供三维图像，使临床诊治的准确性得到了进一步提高。由于临床需求的牵引和解剖学研究的需要，在断层影像解剖学领域，计算机图像三维重建的应用非常广泛。