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随着物质水平的提高,人们的思维方式开始发生变化,越来越多的人将焦点放在人类的健康领域,心血管疾病是对人类健康产生巨大威胁的疾病之一。据我国国家心血管病中心统计,2017年心血管疾病死亡持续占城乡居民死亡原因首位,并且今后10年内心血管疾病患者人数仍将持续增长。随之产生的对治愈心血管疾病的手术医师的需求也成为缓和这一威胁的重要因素。但心血管疾病手术医生的培养需要消耗大量的时间以及资源来进行培训。虚拟手术系统作为一个新的研究领域,可以有效的缩短心血管介入手术医生的上岗周期,为医学院学生提供一个新颖的学习方法,为心血管病医生提供一个进行有效手术规划及模拟的平台。因此研究心血管介入支架手术对于心血管疾病的治疗具有重要意义。本文针对心血管支架介入手术训练系统的心血管与支架的三维建模、追踪头位姿的心脏器官交互式显示技术、力反馈三个模块的相关工作进行以下研究:首先以真实患者的二维CT（Computed Tomography）图像为数据源,运用VTK（Visualization Toolkit）可视化软件包同时重构了包含等值面数据的心脏血管面绘制三维模型以及包含手术器官内部软组织数据及解剖结构的心脏血管三维体绘制模型,实现二维医学影象切片的三维可视化,为手术医生提供三维的手术对象;然后将基于面绘制重构的三维心脏血管模型运用构建包围盒模型的方法进行心脏内动脉血管表面数据的分割与提取,从而得到心脏支架介入手术的动脉手术血管的表面模型;通过将面绘制与体绘制相结合产生真实感更强的具有动脉造影仿真效果的心脏支架介入手术三维器官模型;最后实现了基于可视化开发工具VTK的手术支架的三维几何建模。其次,本文针对于虚拟手术操作对象空间的构建与管理,通过对VTK世界空间坐标系、VTK视图空间坐标系、PATRIOTTM头位姿追踪设备空间坐标系进行齐次坐标系变换,实现了VTK可视化开发包重构的三维手术器官对象坐标系的同步及头位姿追踪设备与虚拟场景中手术器官对象坐标系的空间映射工作。实现了虚拟手术心脏器官随虚拟手术医生头位姿追踪实时变化的显示技术。最后,本文基于质量守恒定律及血流动力学建立了支架与冠状动脉血管血流的作用模型,依托我们所创建的血流动力学模型并结合PHANTOM Desktop设备实现了手术支架在心血管内推送过程中的力反馈计算,完成了心血管支架介入虚拟手术系统中手术支架推送时与血流粘性阻力的相互作用力,以及手术支架与血管壁的碰撞检测。实验结果表明:本文通过对心血管支架介入手术训练系统的算法研究以及与PATRIOTTM头位姿追踪设备和PHANTOM Desktop力反馈设备相结合,提高了心血管支架介入虚拟手术训练环境的真实性。