虚拟手术作为一门新兴学科,是虚拟现实技术在医学领域的重要应用。近年来,对虚拟手术系统的研究,已经成为研究热点之一。通过导入各种医学影像数据,采用虚拟现实技术,在计算机中建立一个虚拟3D环境,建立可交互操作的平台,通过力反馈设备操作虚拟手术器械,仿真模拟手术过程。　　 在虚拟手术中,力反馈设备是用户和虚拟系统交互的重要工具。力学和触觉反馈可以增加操作者和仿真系统之间的交互信息,增强虚拟手术系统的沉浸感。本文主要对虚拟手术中力反馈设备的应用进行了相关研究,其中力反馈设备是由Sensable公司开发的具有三维力反馈功能的PHANTOM Desktop。　　 首先,以对PHANTOM设备的结构与原理的研究作为切入点,结合PHANTOM配套的OpenHaptic触觉开发包对PHANTOM的触觉绘制框架进行了深入的研究,为后续虚拟手术系统的三维交互模块的研究和仿真打下基础。　　 接着,针对虚拟手术系统中的碰撞检测、力反馈模型、切割形变等关键技术进行了研究。在碰撞检测上,通过对常用碰撞检测算法的研究,根据虚拟手术的特性,采用基于AABB包围盒算法,结合ColDet碰撞检测包实现了手术刀与肝脏的碰撞仿真实验。针对形变模拟,分析了基于弹簧质点模型和有限元模型的形变方法,选取基于弹簧质点模型的形变模拟方法,结合PHANTOM设备,模拟了皮肤与手术钳之间的形变。在切割模拟方面,从实时性、真实感出发,对基于四面体的体元剖分算法进行了介绍和分析,在计算机仿真环境下实现了上述切割模拟。　　 最后,结合HDAPI和HLAPI的优势,搭建虚拟手术触觉交互平台。然后,在虚拟手术触觉交互平台下,完成了骨科虚拟手术的模拟过程。