虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，通过多种传感设备用户可根据自身的感觉，使用人的自然技能对虚拟世界的物体进行考察或操作。因此，虚拟现实在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。 在儿科疾病中，先天性心脏病(先心病)是儿童死亡最主要的原因之一。准确地诊断病情对治疗有非常重要的意义，因此，将虚拟现实技术运用到先心病的诊断中，从而克服传统二维超声不能显示出心脏内部复杂三维空间结构的缺陷，将会是一个重要的发展趋势。 本研究通过与上海儿童医学中心和新华医院合作，对如何将虚拟现实中的方法运用到小儿先天性心脏病超声图像的诊断和术前预测中进行了一系列研究，目的是为医生提供更直观的视觉感受，提高诊断和预测的准确性和可靠性，从而改善目前诊断、预测中仅依靠二维超声切面图像和借助医生经验来判断病症及手术结果的局限，使得超声图像这一无损诊断方式在临床上有更大的应用。 本论文详细论述了作者攻读硕士学位期间所作的四个方面的研究工作，为： 1超声图像三维重建：针对医院中常用的经胸旋转型扇形探头(TT0)采集方式和全容积(FullVolume)采集方式不同的采集原理，采用不同的方法对所采集的图像进行三维重建。 2三维心脏模型的绘制：比较了常用的两种绘制方法：体绘制和面绘制，在两种不同的运用中根据心脏结构的特点和运用目的的不同采用两种不同的绘制算法。结合先验知识对传统的绘制算法进行了研究和改进，解决了面绘制中MarchingCubes算法的二义性问题，并使体绘制的结果更加细致，减小了超声噪声对结果的影响。 3交互式虚拟内窥镜系统的开发：在三维心脏模型面绘制的基础上，利用虚拟现实的思想，建立起一套交互式虚拟内窥镜系统。在导航系统的帮助下，医生可以通过键盘或鼠标在心脏中任意“漫游”而不至于迷失方向；同时，通过对三维数据的任意切割，医生可以找到合适的三维剖切面，这对诊断提供了有效的帮助。为此提出了一种结合等值面绘制算法特点的碰撞检测算法，大大加快了碰撞检测的速度。 4房间隔缺损介入封堵术的三维可视化模拟：在三维心脏模型体绘制的基础上，将超声三维可视化和三维建模技术相结合，从而在术前模拟出封堵器术后于房间隔缺损中的形态，可为医生选择合适的封堵器起到一定的辅助作用。本文的研究对象有在上海儿童医学中心门诊或住院接受心脏超声检查的正常小儿20例，先心病患儿41例和行ASD介入治疗成功的患小儿15例。