虚拟心脏介入手术系统，是应用虚拟现实技术和相关医学知识在计算机上模拟心脏介入手术的一类虚拟现实系统。它融合了计算机技术、计算机图形学、传感器技术、生物力学、临床医学和虚拟现实等学科领域的知识。虚拟心脏介入手术系统为真正手术的术前方案研究和医生教学训练提供真实而准确的虚拟环境，有利于提高医生的熟练度和准确度。 本文讨论了应用虚拟现实技术在虚拟心脏介入手术系统中血液流动模拟和特效场景处理的设计和实现。 虚拟心脏介入手术系统中血液流动效果的模拟是系统中模型模拟的关键。实时而准确的血液流动效果增强了虚拟手术系统的真实感。本文基于流体动力学原理对心血管系统内的血液流动进行了分析，在把心血管系统比拟为弹性腔的基础上建立了血液流动模型。该模型实时地反映了血液流动的血压等参数变化，满足了虚拟心脏介入系统的实时性要求。 采用多面体绘制粒子的粒子系统，对血液流动的绘制计算开销大，影响系统的运行速度。本文改进了粒子系统绘制流体的方法，采用整体液面网格化的方法完成血液流动的绘制。对实验结果的分析表明，改进后的粒子系统绘制的血液流动，比多面体绘制法绘制的血液流动在实时性上有明显提高。这种血液流动的绘制方法效率比较高、效果比较真实，同时满足了虚拟心脏介入手术系统的实时性和真实感要求。 本文还研究了心脏导管插入术的模拟。心脏导管插入术是心脏介入手术中的一个主要的操作：导管在血管中行进至冠状动脉并在血管中注射造影剂进行血管造影以检查是否有冠脉狭窄。本文分析了血管系统采用的几何模型，用多叉树结构体现血管网络的结构关系，采用碰撞检测的技术实现了心脏导管插入术的模拟。