近些年来，心血管疾病日益成为人们健康的重要杀手，它被全世界公认为严重威胁人类健康与生命的三大疾病之一。到目前为止，放射介入疗法已经被广泛地用于治疗心血管疾病，并成为最及时、最有效的方法之一。传统介入手术医生的培养不仅培训周期长而且无法经常在临床环境下进行，带来了一系列问题。本文研究了虚拟血管内支架植入过程的仿真，用以辅助培养合格的介入手术医师。　　本文详细介绍了虚拟血管内支架植入过程仿真的设计与实现。通过三维建模方法构建虚拟的三维血管模型，以及手术器械（导管/导丝和支架），手术模拟过程中器械与血管之间能实时地进行碰撞检测，采用质点-弹簧模型算法对碰撞区域的血管进行物理建模，实现了碰撞之后血管的形态变化。此外，还模拟了冠状动脉血管的跳动和造影效果，使得手术过程更加逼真。各部分实现情况具体如下:　　1、模型重建:(1)三维血管模型重建:提出了一种改进的Marching Cubes算法对冠状动脉血管进行三维可视化重构，提取出一支右冠状动脉血管;(2)手术器械模型重建:通过创建一组数据集，制定好数据的组织结构和拓扑结构，并将矢量，张量，法向量，纹理坐标等数据属性包含在内，构建三维手术器械模型。　　2、导丝/导管与血管壁的碰撞检测采用局部相交碰撞检测算法，避免了对血管壁所有三角面片进行遍历，一定程度上改善了碰撞检测的效率，同时提高了手术模拟的真实性。并将支架与血管壁的碰撞检测抽象为三角形之间的相交检测，在三角形相交检测算法的基础上提出区间相交优化算法实现其过程。　　3、对碰撞区域的血管进行局部的弹性建模，将血管离散为一些由弹簧连接的质点。在支架扩张过程中，应用质点-弹簧模型完成对血管壁的受力分析，改变空间坐标，完成血管的形变模拟。此外，添加了一个虚拟体弹簧，以提高血管形变的效果。此外，我们将质点-弹簧模型应用到血管跳动模拟过程中，真实地模拟了血管跳动的效果。　　4、系统应用软件设计实现了交互式操作界面，包括血管模型显示窗口，手术器械的选择及运动控制等，并且用串口通信实现了上下位机通信的功能。通过处理下位机采集的位移信号，实时改变导管的运动状态。该手术模拟系统逼真地再现了血管介入手术的完整操作过程，具有很好的实时性和可视化效果。