虚拟手术是结合由生物医学、生物力学、材料科学、计算机图形学、计算机视觉等诸多领域而成的一门新兴学科。其主要内容就是通过对医学数据的可视化，在计算机中构建虚拟的人体器官模型，并通过计算机逼真地仿真出真实手术过程中虚拟组织模型的各种形变效果。虚拟人体器官模型不仅是虚拟手术中操作的对象，而且直接决定着虚拟手术系统的整体性能，因而虚拟手术中软组织物理模型的建立逐渐成为了虚拟手术领域一个重要的研究内容。本文的具体研究内容包括：(1)在软组织物理模型拓扑结构方面，为保证形变仿真的实时性，选择了基于表面模型的质点弹簧模型，为进一步保证肝脏软组织的体不可压缩特性，引入包含体弹簧的表面质点弹簧模型；(2)在软组织参数设定方面，采用了基于生物软组织测量的方法。结合软组织应力应变曲线的特点，提出了分段线性化的弹簧弹性系数确定方法，满足了软组织形变时应力形变的非线性特征；(3)在力学分析求解方面，研究了软组织模型发生形变时的数值求解问题。将欧拉积分法、中值积分法和龙格库塔积分方法进行了讨论。在显式欧拉积分方法的基础上，设计了改进的Verlet算法计算模型的形变量；(4)在形变分析优化方面，在Loop网格细分算法的基础上,实现了对肝脏软组织形变区域的自适应细分。消除了肝脏软组织形变时，形变区域产生的失真现象。最后，完成了肝脏软组织在形变过程中的精确性、实时性等验证试验，实验结果表明，该方法能够满足虚拟手术的要求。