現代科學技術的發展越來越體現多門學科的交叉和滲透。虛擬手術（Virtual Surgery）作為正在發展起來的研究方向，是集現代醫學、計算機圖形學、計算機視覺、生物力學、材料學、機器人等諸多學科為一體的新型交叉研究領域。其目的是：使用虛擬現實技術來模擬、指導醫學手術所涉及的各種過程，包括：手術計劃制定，手術排練演習，手術教學，手術技能訓練，術中引導手術、術后康復等。

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以目前流行的腹腔鏡微創外科為例，這種手術通過在病人腹部開孔，將手術器械和攝像頭深入到腹腔內，醫生從電腦屏幕上觀察腹腔狀況并操作手術器械，能夠極大限度地減小創口，減輕病人的痛苦，縮短病人康復時間。這種手術方法給病人帶來了福音，卻對醫生提出了更高的要求，醫生必須經過充分的訓練才能掌握其眼手協調能力，勝任相應手術。目前針對這類手術的訓練通常是在尸體、動物或者人工合成物（如硅膠）上進行的。尸體能夠提供一個真實的解剖結果，但是來源稀少，并且尸體跟活體對手術器械表現出的響應并不相同。動物活體能夠表現出真實的響應，但費用昂貴，并且在醫學倫理道德上越來越受到限制。人工合成物價格便宜，但是不能很好地反應軟組織的特性。

相比之下，虛擬手術技術具有手術環境及器械響應可控，可重復演練等多項優點，成為未來外科培訓及個性化精準治療的發展趨勢。醫生借助VR手術模擬器進行手術訓練及規劃，可降低手術訓練以及治療的成本和風險；減少醫生培訓教學中對動物和尸體的依賴；提高臨床醫學診斷、治療的技能和精度；使得高難度手術得以更快地普及；減輕患者的治療痛苦、縮短滯院時間、降低醫療支出。這些對于發展我國高性能醫療器械、改善醫學水平發展不平衡的現狀、降低醫患矛盾都具有重要意義。

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