作为信息科学和医学的前沿交叉研究领域，虚拟手术仿真系统的研究对降低临床外科手术风险、减少医生培训成本以及保护人体健康具有重大的现实意义和应用价值。借助这种虚拟手术仿真系统，受训者能够熟练掌握手术器械的操作，并熟悉手术的基本过程及病灶的解剖结构。软组织变形仿真作为虚拟手术仿真系统的重要组成部分，是虚拟手术场景中最重要的视觉反馈现象。目前柔性体变形的研究已经受到很多科研机构和企业的高度重视，并且已经提出了一系列成熟的建模方法，比如有限元方法、质点弹簧模型等。但是已有的这些模型在虚拟手术中应用存在仿真精度低、计算量大、难以处理拓扑结构的改变等局限性，因此研究一种适用于虚拟手术仿真系统的软组织变形仿真方法是必要而且迫切的。　　本文在分析了虚拟手术仿真系统研究趋势的基础上，针对第三代虚拟手术系统对虚拟软组织物理特性、手术仿真效果的需求，在基于点的方法的基础上，结合基于位置的虚拟手术仿真方法，提出了基于约束点的软组织形变仿真方法，实现了对软组织形变实时精确的仿真；针对训练者对虚拟手术系统真实感的要求，设计了基于力反馈的交互式接触模型，能够对视觉和触觉进行实时反馈，增强了训练者的沉浸感,提高了训练效率；针对软组织在非线性大变形的情况下仿真系统会出现不稳定、精度低的问题，提出了非线性基于约束点的软组织形变仿真方法，通过更新邻域、修正邻域权值、采用更新拉格朗日形式积分等步骤，提高了仿真系统的稳定性和准确性。经过多种基准问题的验证，实验结果表明该软组织形变仿真系统在视触觉效果以及稳定性方面的有效性，可扩展应用于交互式穿刺和剪切过程的仿真。