随着经济、社会的不断发展,人们的生活方式发生了巨大变化,心脑血管疾病的发病率和死亡率逐年增高,已经成为危害人类健康的头号杀手,针对心脑血管疾病的治疗方法很多,血管介入手术则为最有效的方法,因此对血管介入手术的研究也就成为了重要的研究课题。随着计算机技术的发展,虚拟仿真技术的革新,虚拟血管介入手术训练已经成为培训医师的一种有效方法,有着低成本、无损伤性、可重复性和可指定性的巨大优势。虚拟血管介入手术系统关键在于虚拟介入手术导丝的建模以及导丝与血管之间的碰撞检测,目前的导丝建模方法均为离散,也没有提出针对导丝这种细而长的柔性体的建模方法,所以针对导丝的建模以及碰撞检测方法就有着重要的研究意义与实际价值。针对现有问题,本文的主要研究内容包括以下三点:第一,提出基于力矩关系的连续导丝模型,提高了导丝的物理建模精度。传统的虚拟手术介入导丝模型均为离散的模型,导丝弯曲的物理性质并不能完全体现。本文提出了基于力矩关系的连续丝模型,该模型可以准确的仿真真实导丝的走势和形态,并且通过与真实导丝对比,单位长度误差6.21微米,并且满足精度与实时性要求。第二,提出基于距离检测的条形碰撞检测方法,保证了导丝碰撞检测的实时性。对于虚拟血管介入手术系统中导丝的碰撞检测,提出了适合细而长的柔性物体碰撞检测的方法,并且为导丝添加了条形碰撞检测方法,较好的检测了虚拟导丝与血管曲面的碰撞检测。第三,实现虚拟介入手术系统的仿真。利用OSG平台实现对介入手术过程的仿真,并且完成对导丝的推送,拉回等操作。应用3D打印技术,打印出真实病例的血管模型,利用真实的导丝和血管模型与仿真系统进行了对比,并且进行了相似度分析,进而验证了虚拟介入手术系统的相似度。