针对病变髋关节灰度分布不均匀图像粘连造成的分割难题，提出了一种改进Otsu双阈值和分水岭拟合圆的分割算法。首先对图像使用形态学增强与改进的Otsu双阈值算法得到粘连髋关节的二值图像，再利用分水岭结合拟合圆方法，完成病变髋关节的分割。本实验数据为20例病变髋关节，通过与医学处理软件ITK-Snap、分水岭算法对比，本文方法的平均分割精度为97.51%。实验结果表明：该方法不仅能够提高髋关节的分割精度，同时还可以避免不同医生手动分割造成的主观差异。