虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术,是一种由计算机生成的高技术模拟系统。早在20世纪70年代它便被用于宇航员的培训。由于这是一种省钱、安全、有效的培训方法,现在已被推广到各行各业的培训中。目前,虚拟现实已被推广到不同领域中,得到广泛应用。医疗上,虚拟现实应用大致上有两类：一是虚拟人体,也就是数字化人体,这样的人体模型使医生更容易了解人体的构造和功能。另一是虚拟手术系统,可用于指导手术的进行。本文以由CT三维重建后的人体颅颌面各器官模型为研究对象,探讨建立虚拟手术系统的基础工作。我们已经建立了具备基本需求(包括模型的显示与保存、三维交互、多种截骨仿真操作以及三维测量等)的虚拟手术仿真平台,其中三维测量和基于手术路径设计的截骨操作是本文的研究重点。三维测量是术后评估的重要依赖,在本文中提出了几种具有临床应用意义的测量方式,有模型表面任意两点长度的测量、角度的测量以及不规则截骨段长度的测量和角度的测量等。剖切操作是-个手术系统中心所在,本文提出了由用户根据经验自由定位手术切入点和规划手术路径的剖切方式,这彻底更新了系统原有的呆板的剖切操作。本文将分别在第三章和第四章详细介绍三维测量和剖切算法。目前我国的医疗卫生事业进步飞速,但是距离西方医学还有一段差距,因此,研究虚拟手术的确是非常有意义的课题。本文对虚拟手术系统的建立以及各种仿真操作进行了仔细的研究,取得了一些初步的成果。本文在最后的总结与展望部分提出了研究中的一些问题与不足,希望在后继研究中它们能够得到改善。