虚拟手术是以医学图像数据为基础,通过三维重建技术构建出虚拟器官组织模型,同时通过触觉交互系统模拟出真实手术过程中手术器械与虚拟组织器官的交互场景,提供给用户真实体验和沉浸感的一类虚拟现实系统。在虚拟手术系统中需要建立高度逼真的软组织器官几何模型,同时在手术中常见切割、缝合、抽吸等操作后常常伴随着出血场景,这也是虚拟手术仿真中的难点。针对虚拟手术中几何模型真实性不高和虚拟手术中血流可视化仿真不真实的问题,本文从提高虚拟手术系统的真实临场感和实时性出发,以提供逼真的手术操作仿真和出血效果为目标,研究了胃抽吸操作的虚拟手术仿真系统。首先,在医学图像数据的基础上采用改进的移动立方体算法重建了胃的三维几何模型。传统移动立方体算法存在二义性问题,并由此导致等值面存在空洞,生成的器官模型不够逼真。针对上述问题,论文提出了改进移动的立方体算法,在不改变算法框架的情况下,避免了因为二义性导致的空洞问题。手术器械建模采用代理点方式建模,提高了碰撞检测的效率。实验结果证明了改进的移动立方体算法在保证重建时间的前提下,有效的解决了空洞问题,大幅度优化了重建器官的外观的效果,保证了虚拟手术过程中的逼真度。其次,论文完成了血流可视化仿真设计。基于N-S（Navier-Stokes）方程建立SPH形式的流体动力学模型,采用邻近粒子搜索算法,并选用了三维网格立方体搜索法提高了査找邻近粒子的性能,构建了基于SPH算法的血流模型。为了提高血流渲染的逼真度,针对传统移动立方体算法在流体中应用会出现渲染血流信息不全的问题,同时引入各向异性核算法,并针对各向异性核算法存在的耗时问题,对各向异性核函数进行优化,该算法能够渲染出光滑平整的流体表面,较好的保留了血液表面的信息,同时虚拟手术的实时性也能得保障。最后,本文搭建了胃抽吸操作的虚拟手术仿真系统,能够实现胃的抽吸手术操作并呈现出真实出血的效果。用户通过力反馈设备PHANTOM Omni控制虚拟手术器械,模拟抽吸手术操作。实验结果表明本文开发的具有胃抽吸操作功能的虚拟手术仿真系统沉浸性和实时性较好。