虚拟手术系统是指利用各种医学影像数据和虚拟现实技术,在计算机中建立一个模拟环境,从而使医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划训练,以便在实际手术过程中引导手术的新兴学科。虚拟手术仿真研究的发展,源于微创治疗的产生与推广:微创治疗要求医务人员掌握一系列特别技术,但这些技术的培训费用相当昂贵。一种训练方法是使用动物或人造组织进行操作,不过它们无法表示出实体组织的复杂性和病理状态,因此不被广泛认可。另一种方法是利用活体动物进行操作,但是伦理道德,实验耗费等现实原因限制了该方法的使用一这些因素也发生在训练的早期阶段,即手术应用到真正的病人时。因此,基于计算机的训练系统是很好的解决途径。当前国际上多数的虚拟手术仿真系统,主要侧重于研究内窥镜手术的执行训练,重点是手眼合作和特定任务的必需运动技能,例如抓取、缝合等手术过程中大量应用的技能。然而,对于外科医生来说,进行完整手术的经验同样重要。外科医生必须能够以正确的顺序执行正确的任务,并且必须能够快速、正确对突发事件做出响应。因此,通过医学仿真系统,让接受训练的学生对手术的整个执行过程具有清晰的理解,将有利于教学与培训。正是在这种需求下,本文开发了一种应用在虚拟手术系统中的行为引擎,它使得原有虚拟手术系统兼具了离散事件检测能力,并使用这些事件来跟踪受训者执行程序的流程。同时,本文也提供了一个手术流程设计工具,使得外科专家利用该工具,设计出手术的执行流程,应用于教学。本文实现的系统有三个特点:一是将行为引擎的概念引入到虚拟手术系统中,通过有限自动机实现了行为引擎;二是实现了手术流程设计工具,使用者不必专门学习脚本语言,即可设计出手术的执行过程;三是手术仿真过程中,系统通过文本框,能够及时将手术过程中发生的事件反馈给用户。使用该系统,专家可以方便的设计手术流程,学生可以进行全过程的手术训练。