放射治疗是肿瘤治疗的主要方法之一，计算机三维放射治疗计划系统是当今放射治疗的灵魂。本文针对当前放射治疗计划系统发展中的两个关键问题：人体组织不均匀性剂量校正和不规则野笔射束卷积核的提取进行了系统深入的研究。 本文首先系统回顾了放射治疗和放射治疗计划系统的发展历程和现状，阐述了三维放射治疗计划系统的特征和关键技术；并对目前我国放射治疗计划系统研制开发的现状做了介绍与分析，这些内容对后面开展的研究具有重要的参考价值。 笔射束模型是目前放射治疗领域公认的精确的剂量计算模型，第二章详细讨论了这一模型的建立、实现以及剂量分布的显示方法，然后给出了笔射束模型的计算公式，这一部分是组织不均匀性剂量校正、笔射束卷积核提取方法研究的剂量学基础。 人体组织密度不均匀性对实际剂量分布会造成重要的影响，直接影响剂量计算的精度。第三章分类讨论了各种对人体组织不均匀性进行剂量校正的方法，从临床放射治疗的实际要求出发，提出了一种基于图像CT值利用BATHO法推广形式改进型的剂量校正快速算法，实验结果表明：该算法结构简明，移植性好，其校正精度和速度能够满足临床放射治疗的要求。 第四章基于二维卷积原理建立了不规则野的剂量计算模型，笔射束卷积核的提取是这一模型的核心问题。本部分的主要工作包括：提出了新的散射线剂量计算模型；对现有的各种笔射束卷积核的提取方法进行了简要评述；详细讨论了基于测量数据解卷积提取卷积核的方法；根据剂量分布的差分原理提出了一种基于射野标准测量值的卷积核重建方法，利用所提取的卷积核计算射野内离轴比分布，所得离轴比分布能够很好地吻合剂量分布测量值，表明差分提取方法能够有效地提取笔射束卷积核分布，这种方法在数据来源、计算精度、计算速度和可靠性方面优于其他基于测量值提取卷积核的方法。 第五章总结了上述研究工作，对工作中的遗留问题做了说明，对今后工作进行了展望。