虚拟手术虽凭借其优异的临床实用性引起了研究者们的广泛关注,但在实际研发的过程中,还存在着研发成本高、开发难度大、技术跨度广等问题。此外,虚拟手术系统视触觉融合存在困难,多数手术仿真与真实手术相比存在着一定的触觉差异。在此背景下,本文秉承实用性和易用性原则,以常见的腹部手术为研究对象,设计并实现了一种腹部虚拟手术系统。首先,构建三维腹部器官组织模型。为找到一种兼具通用性与高精度的分割方案,本文提出了一种基于主观阈值和三维标签技术的器官分割算法,保证算法的效率的同时引入手动修正来提高算法适用性与分割精度。提取出的器官通过3DDoctor软件进行重建,结合基于二次误差度量的边折叠算法与Meshlab网格优化器对模型进行简化,降低计算负载以保证系统的实时性。其次,实现虚拟手术系统交互功能。碰撞检测是人机交互的基础,根据层次包围盒碰撞检测算法的思想,采用了基于网格的碰撞包围盒,这种包围盒在紧密性上体现出了极强的优势。就网格模型的切割问题,本文提出了一种改进的基于邻近点划分的顶点拼接方法,该方法依次对切割路径上的切割点进行处理,根据切割点与近邻顶点的最小距离进行网格剖分,保证效率的同时尽可能的降低对模型质量的影响。触觉交互方面,根据弹簧-质点模型性质,研究了一种基于薄板样条插值的反馈力计算方法,解决了反馈力大小无法反映器官软硬度的问题。最后,借助HTC Vive头戴式虚拟现实设备与Phantom Premium 1.5力反馈装置在Unity 3D中构建了腹部虚拟手术系统,通过实验对系统性能及临床实用价值进行了测试与验证,并邀请相关领域研究者进行主观评分。研究结果表明,该系统保证可靠性与操作流畅性的同时易于实现,能够较好的还原腹部手术中的相关操作,对于临床治疗和手术训练均有着积极的意义。