心房颤动对身体健康具有不可忽视的负面影响,射频导管消融术是最佳的治疗方法。手术导管通过股静脉穿刺口抵达心脏病灶处实施消融术,由于心血管内的导管不可见、术前缺乏训练、对导管的行进路径规划不足,从而引起手术耗时长、术后易复发、易产生并发症等问题。本文侧重于研究针对消融术标测仿真训练系统所涉及到的重要技术,旨在为医生提供术前的训练环境,其不仅有利于消融术的技术提升,相关技术也是后续数字化辅助研究中的基础。结合虚拟训练环境和硬件训练系统,实现术前体外仿真训练。虚拟训练环境实现了三维心脏模型的快速读取、模型节点的选择、节点坐标的读取、消融术标测区域的显示及导管路径的绘制。硬件训练系统模仿病患在手术时的姿态进行同比例搭建,包含位姿可调的心血管模型、针对不同病患可调的个性化心血管模型支撑平台及训练导管。仿真训练基于双目立体视觉系统,结合空间配准及空间曲面的三维重建技术,实现硬件训练系统与虚拟训练环境之间的数据交互。在虚拟训练环境读取的心脏模型上,依据心房颤动是由异位不规则快速脉冲引起的原理,确定标测区域并将其显示于心脏模型表面。在不规则快速脉冲的传导路径上绘制消融术导管的理想路径,参考理想路径在硬件训练系统进行训练。训练过程中利用双目立体视觉系统采集系列训练图像,求取系列图像中训练导管头端在世界坐标系中的坐标值,用以在虚拟训练环境中拟合训练路径。对比训练路径与理想路径,即可对训练效果进行评价。使用典型病例的心脏模型,依据术前规划的路径进行训练,不仅可以直观学习消融术导管的操作技巧,通过术前演练,还有助于提高实际手术的效率和质量。