本发明公开了一种利用光学体表运动信号合成实时图像的系统，包含：获取单元，获取实时体表信号；图像转化单元，根据体表信号与4D医学图像显示的内部解剖结构信息的映射关系，通过获取体表信号，得到对应的时间的4D医学图像显示的内部解剖结构信息。本发明的有益效果：呼吸运动会增加放疗过程中射线的脱靶风险，引起肿瘤复发转移和正常器官损伤，利用光学体表运动信号合成实时图像的系统可以在治疗过程中实时显示患者内部解剖结构信息，降低放疗过程中射线的脱靶风险，同时具有兼容性好、成本低、高效、无创、安全、可靠等优点。