虚拟现实技术与现代外科手术及生物医学的结合产生了手术仿真系统。手术仿真是计算机虚拟现实技术在医学影像领域的一个重要应用，它通过对人体组织器官的几何建模、物理建模和生物建模，来逼真地模拟人体脏器在外力作用下发生的形变或由于被切割、穿刺产生的碎裂，并通过视觉、触觉甚至听觉等感官的反馈，给医生提供身临其境的真实感觉。

师为礼，博士，副研究员，硕士生导师，中国图象图形学学会会员，吉林省图像图形学会理事。2004年毕业于长春理工大学计算机科学与技术专业。从事计算机仿真与虚拟现实，医学图像处理在计算机辅助诊疗领域的研究工作。

第1章 绪论

1.1 虚拟手术系统整体架构

第2章 医学图像分割

2.1 基于区域的图像分割方法

2.2 基于边缘的图像分割方法

2.3 基于能量最小化的分割方法

2.4 其他图像分割方法

第3章 医学图像配准

3.1 医学图像配准分类

3.2 医学图像配准原则及主要配准方法

3.3 优化方法

3.4 相似性测度分类及评估

3.5 相似性测度函数改进

3.6 腹腔镜配准实例

第4章 医学图像三维可视化

4.1 面绘制

4.2 多平面重建

4.3 体绘制

4.4 基于GPU加速的体绘制方法

第5章 近红外光学定位及跟踪技术

5.1 近红外光学定位基本理论

5.2 标志点投影提取方法

5.3 多器械跟踪方法研究

5.4 近红外光学定位系统性能测试

第6章 内窥镜位置和姿态估计

6.1 基于跟踪系统的内窥镜位置和姿态估计

6.2 基于图像的内窥镜位置和姿态估计方法

第7章 混合现实头盔显示器注册与标定

7.1 系统框架

7.2 HoloLens前置相机在动捕系统中的标定

7.3 混合现实显示

7.4 体绘制构建虚拟模型和坐标定义

7.5 真实场景中的点坐标变换与标记点的选择

7.6 虚实模型注册方法 第8章 碰撞检测

8.1 碰撞检测算法概述

8.2 层次包围盒算法

8.3 并行计算技术

8.4 基于OBB的分段并行碰撞检测算法

第9章 生物力学仿真与建模

9.1 弹性力学基础

9.2 人体软组织结构及力学特性

9.3 软组织非物理建模基本原理及方法

9.4 软组织物理建模基本原理及方法

9.5 基于质点弹簧的虚拟应力层模型

9.6 触觉交互仿真技术 参考文献