微创血管介入治疗技术是现代医学治疗领域中最具革命性的突破之一。相对于传统的外科手术形式,它具有创伤小、出血少和术后恢复快等诸多优点,因此在世界范围内获得了广泛的应用。但是手术导管的介入多是在X射线显影形成的二维图像下实施的,它对医生的操作水平有着很高的要求,导致了手术的成功率不高。针对这些缺点,本文对导管的三维图像引导技术进行了研究。在对三维血管模型中心线提取的基础上,实现了穿刺点到靶点的导航路径规划,并以此为依据,设置虚拟内窥视图,为导管的介入提供了直观的导航信息。实现了基于轴对齐包围盒(AABB)原理的碰撞检测。通过构建导管与血管模型的AABB层次包围盒树,对包围盒之间进行相交测试,进而对基本几何元素三角面片进行相交测试,实时提供介入过程中导管与血管壁之间的碰撞信息。对血管模型的动态显示进行初步的研究,基于弹簧质点模型原理对血管的运动进行了仿真。在静态血管模型中采用三角面片表现的基础上,对血管加入弹簧质点的物理属性,通过设置虚拟血液压强进行运动仿真。构建了主动导管图像导航系统,将系统分为几何模型模块,用户交互模块,数据采集模块,图像显示模块四部分,并研究了介入手术的软件仿真训练,在图像导航系统中加入了软件仿真训练模块,为手术医生提供便捷的训练平台。进行了介入手术的插管导航实验,利用最近点迭代算法对实际坐标系与图像坐标系进行空间配准,利用电磁定位系统对导管进行空间三维定位,并在图像上实时显示导管与血管模型的三维相对位姿。最后对系统进行了误差分析与度评估,系统平均误差为0.19mm,标准差为0.48mm。