中文摘要：

虚拟现实技术在医学领域有着广泛的应用前景，虚拟手术是其中技术难度较大的应用。日益精细复杂的显微手术需要新的方法培训医生。耳显微手术是精度高、难度大的功能性手术，由于耳的解剖结构和三维关系极为复杂，建立精确的解剖和空间关系困难，制约着耳科手术的开展。因此，采用虚拟现实技术建立虚拟手术系统有其必要性和现实意义。本项目拟对虚拟耳显微手术的若干关键技术进行研究和实现获取高分辨率、微间距的解剖切片图像及精确解剖结构三维建模；虚拟器官组织的各种行为模型建立及计算；视觉、听觉、运动感触觉多通道感觉反馈技术。虚拟手术中医生沉浸于虚拟场景内，通过视觉、听觉和运动感触觉感知、体验并学习各种手术实际操作。虚拟手术具有零风险、多重复性和自动指导的优点。可以迅速高效的提高学习者的手术操作技能。并利用专家的经验对青年医生进行培训，对提高医学教育与训练的效率和质量，改善医学手术水平发展不平衡的现状有重大的意义。

结论摘要：

日益精细复杂的现代耳显微手术的开展迫切需要新方法培训医生，以节约培训医务人员的费用和时间，特别是降低非熟练人员实习手术的风险。本项目为国内首次将虚拟现实技术引入耳显微外科领域，本项目通过获取高分辨率、微间距的人颞骨标本连续切片图像，完成颞骨大体与各显微结构（包括所有骨结构和软组织结构）的三维建模，建立了高精度颞骨显微结构三维数据集与图像系统；实现了虚拟颞骨内窥与漫游系统；研究了立体视觉生成算法和建立虚拟耳显微手术器械库；研究和实现了虚拟手术器械与虚拟组织器官的碰撞检测算法以及软组织形变算法；对声音仿真、导游技术、动画技术等展开研究，开发了的虚拟耳显微手术软件；设计和研制了多用途虚拟手术器械；运用视觉、听觉、运动感多通道感觉反馈技术实现耳显微手术虚拟现实软硬件系统的集成；开展了颞骨关键结构的三维形态定量分析与手术入路的计算机辅助设计；研究成果已用于耳显微外科高级研修班学员的颞骨解剖学习与手术训练，受到高度评价。本项目是国内首次将先进的虚拟现实技术与精细的耳显微外科相结合的项目，将对促进听觉医学的发展和耳显微手术的开展具有重要意义。