随着计算机技术以及电子信息技术的迅速发展,在我们自身疾病的诊断方面,其诊断的方式也产生了巨大的转变。将计算机技术与现代医学技术相融合,通过计算机技术来辅助手术的教学训练及临床操作,已经成为一大发展趋势。论文以髋关节置换手术为研究背景,旨在虚拟手术仿真系统的平台基础上,引入VR相关的交互外设(数据手套和位置跟踪器),并通过单通道大屏幕立体投影显示构建出一个沉浸式的虚拟手术环境。首先是在人手的骨骼生理解剖模型基础上,依据人手的层次结构,在三维建模软件3DS MAX中采用曲线建模的方法构建了虚拟手的三维模型,以及采用曲面建模的方法建立了虚拟手术室的场景与手术室的手术器械,并对虚拟手术对象髋关节采用MIMICS进行了三维重构。其次,对于EON中的碰撞检测节点作了新节点替换,EON中的碰撞检测节点是基于AABB包围盒的,其紧密性较差,我们采用14-Dops包围盒进行碰撞检测,并对新节点与原有节点作了测试分析,新的节点能缩短碰撞检测的交叠测试时间而且具有良好的紧密性。然后,对虚拟手术的外设5DT数据手套和FASTRAK位置跟踪器的原理和使用方法进行了研究,以及这些外设与虚拟平台EON之间的通信过程,在EON中开发了对应的节点来实现它们对虚拟手的动态控制测试。最后,在前面研究基础上,采用虚拟现实仿真平台EON与开发平台Visual C++ 6.0在Windows XP系统下完成虚拟手术系统的集成。主要是立体显示系统的设置,EON X控件的建立以完成Visual C++和EON彼此间的通信功能,并且介绍了使用VR外设完成虚拟髋关节置换手术的交互训练仿真。有关的实验结果能够表明,所创建的虚拟手模型符合人手的生理结构特点,开发的新节点紧密性良好,VR外设以及立体投影的运用使得系统的沉浸感大大增强,可以作为髋关节置换手术前期的训练仿真。