虚拟手术系统的引入,对于现代医学教育意义重大。虚拟手术系统可显著提高医学生及青年医师的学习效率,实现反复训练的目的,有效弥补传统医学教育的短板。国内相关研究起步较晚,随着社会数字化程度的加深,医学界虚拟手术系统建设迫在眉睫。跨领域应用已经成为研发热点,严肃游戏具有高参与性、积极性、和即时反馈的特点,重在知识技能的反复学习,严肃游戏与医学结合优势巨大。本文从严肃游戏跨界应用于医学的角度出发进行VR手术严肃游戏设计研究。首先基于用户体验和用户心理需求相关理论,分析严肃游戏的用户体验和期望,剖析用户的实际需求;然后对游戏关卡功能设计进行分析,强调游戏设计时的关键点,要优化重构力度、避免逻辑错误等;其次,对Unity3D技术结合3DMAX进行严肃游戏的模型建设注意事项进行分析;最后,在上述研究的基础上,设计了胸腔镜下肺大疱VR手术严肃游戏。设计时首先分析目标用户,确定设计内容和设计思路,并与专业医生反复沟通确认后进行设计。第一步,基于人体胸部薄层CT图像,利用3DMAX技术对胸部模型、手术工具和手术场景进行高仿真制作;其次,运用Unity3D游戏引擎技术对制作的三维模型进行渲染等加工处理,使其能够满足严肃游戏高仿真要求;然后在Unity3D游戏引擎中,对导入Unity3D场景内的资源进行场景设计,同时利用C#语言对研究范围内涉及的游戏功能进行开发;最后通过Unity3D将编写好的相关资源进行打包、发布。本次设计的胸腔镜下肺大疱手术VR严肃游戏,高仿真地模拟了胸腔镜下肺大疱手术全部过程,可以用于医学生培训、学习。