微创手术是一种新兴的现代医疗技术，以其创口小、疼痛轻、恢复快、住院时间短、出血少等优点逐步取代一些外科手术领域中的传统手段。但是微创手术只有通过大量的医学实践才能积累经验、提高技术水平。传统的微创手术教学培训方法成本很高，难以得到足够的病材来源。而虚拟微创手术(VirtualMinimalInvasiveSurgery，简称VMIS)则能够很好的解决这个问题。虚拟微创手术的发展大大节约了培训医务人员的费用和培训时间，达到了迅速提高学习者的手术及其它操作的技能的目的，大大提高了手术的成功率，对培养微创外科医学人才，提高整体医疗水平具有重要意义。开发一套完整的虚拟微创手术仿真系统所要进行的主要工作包括数据采集系统的实现、三维模型建模（几何建模与物理建模）、模型的交互控制、碰撞检测技术、软体形变技术、手术刀对软组织的切割、缝合、液体流动仿真等真实感渲染方面的研究。在腹部器官中，肝脏是最大的内脏器官是新陈代谢的重要器官，但是肝脏的发病率非常高，因此在虚拟微创手术中肝脏手术是一种比较常见的手术。对于整个仿真系统，实验室已经完成了系统框架的搭建，实现了三维模型的几何建模、模型的交互控制以及粗略的碰撞检测。本课题的选取即是以整个虚拟微创手术系统为基础，针对肝脏，研究了虚拟微创手术中的碰撞检测与软组织受力形变。碰撞检测是虚拟微创手术中的一项关键技术，快速精确的碰撞检测对于提高虚拟环境的真实感、沉浸感非常重要。碰撞检测方法主要有层次包围盒方法、空间分割法、图像空间法等方法。本课题采用层次包围盒方法，实现虚拟微创手术中物体的碰撞检测。软组织形变也是虚拟微创手术中的一个重要组成部分，软组织形变的效果直接影响着虚拟微创手术系统的视觉效果。软组织的物理建模主要有质点-弹簧模型和有限元模型，本课题采用质点-弹簧模型进行软组织形变的仿真计算，并提出了基于力反馈的局部动态质点-弹簧模型加快了形变计算速度，使用局部细分方法有效的增强了虚拟微创手术系统中软组织的形变效果。对于虚拟微创手术仿真系统，真实性是至关重要的，而仿真的实时性是决定系统真实性的一个重要因素。本系统在碰撞检测与软体形变方面采用的AABB层次包围盒方法和基于力反馈的局部动态质点-弹簧模型可以较好地满足实时性的需求。