图像引导放射治疗(Image-guided Radiotherapy,IGRT)是多学科交叉的产物,近年来很多先进的影像成像设备和技术用于引导放射治疗。以锥形束CT(Cone-beam CT,CBCT)为代表的在线容积成像技术可以通过多个途径确定和跟踪靶区引导放射治疗,在提高肿瘤局控率的同时,又减少了对正常组织的损伤,可以确保形状复杂并处于运动状态的肿瘤投照准确的剂量,从而大大提高了放疗的精度。本论文重点研究了CBCT重建算法及其相关的数字重建影像,图像配准等肿瘤定位技术在IGRT中的应用。数字重建影像(Digitally Reconstructed Radiographs,DRRs)是对靶区进行图像配准定位时的参考图像。本文首先介绍了DRRs的理论基础和应用,利用投影法和光线跟踪法,实现了DRRs的重建,并在传统的重建算法基础上提出了一种基于光流场的DRRs快速重建算法。然后讨论了图像配准在靶区定位中的应用,介绍了图像配准的基本原理和步骤,重点分析和研究基于互信息量的图像配准算法,实现了两幅图像的刚性配准。最后介绍了国内外CBCT重建算法的研究状况和CT重建相关的数学基础,重点研究了基于FDK的CBCT重建算法,在VC++6.0开发环境下实现了kV级X线真实老鼠投影数据的重建,并提出了一种环形伪影的消除方法,快速有效的消除了CBCT重建图像中的环形伪影。