放射治疗主要用于治愈恶性肿瘤，在进行放射治疗前，医生首先要制订放射治疗计划。一个完善的三维放疗计划系统，需要准确描述病灶区域、正常组织及人体的空间关系，建立准确的剂量分布数据场，最终能够对人体的剂量空间分布进行多角度多层面的可视化。 本文在一个精确放射治疗系统的整体研发工作框架下，探索了可视化技术在其中的应用途径，对系统研发中的可视化及其相关工作进行了研究，在此基础上实现了面向医学TPS的可视化原型系统。作者首先提出并实现了面向医学TPS的可视化数据场接口，提高了可视化技术在TPS中应用的实效性和通用性；其次对经典区域填充算法进行了改进，提出了一种精确的区域填充算法，并应用该算法实现了医学TPS中目标区域数据的生成；再次通过运用多种剂量计算体元建模方法对医学仿真计算模型进行验证，从而保证了剂量计算数据的正确性；最后利用VTK实现了TPS中三维空间数据场中可视化，在探索两类可视化方法原理和特点的基础上，扩展了TPS中基于选择的特征可视化，从而提高了TPS在放射治疗中的指导价值。 本文工作为作者所在研发小组继续研究精确放射治疗中的关键技术提供了良好的测试平台，同时也为开发具有自主知识产权的精确放射治疗系统进行了有益的尝试。