虚拟内窥镜是近几年出现的医学图像高级后处理系统,它是随着医学影像技术、图像处理、计算机图形学以及虚拟现实等学科的发展而逐步形成的一种交叉技术。虚拟内窥镜是一种非侵入型、无接触式的零创伤医疗检查手段,这使得它在诊断医学和解剖教学领域中的应用越来越广泛。本文针对虚拟内窥镜系统的关键技术和实现方法进行了系统深入的研究。首先,研究了医学图像的预处理和组织分割技术,提出了一种快速精确的基于模糊连通度的三维体数据分割方法;其次,针对虚拟内窥镜的路径规划问题,结合快速距离变换和Dijkstra动态规划技术,提出了一种基于边界距离场的自动中心路径提取算法,该算法提取的中心路径可以直接应用到虚拟内窥镜系统中;在虚拟内窥镜的场景绘制算法研究中,针对标准Marching Cubes算法中由法向量引起的表面噪声,提出了一种法向量平滑的算法,有效地抑制了噪声,使得表面绘制结果更加逼真;最后,在对虚拟内窥镜中的关键技术进行研究的基础上,提供了具有良好交互功能的虚拟内窥镜系统,给出了系统框架和用户界面。用临床实际数据所做的测试实验验证了本文所提出的虚拟内窥镜算法的有效性和实用性。