个性化、精确化、微创化与远程化是21世纪医学发展的四大方向。随着计算机性能的飞速发展，以及医学影像技术的进步，计算机辅助外科手术的精确性已经有了很大的发展。术前获得手术部位准确的结构信息是手术成功的重要保证，严格的术前计划对手术的精确来说是非常重要的一步。虚拟手术可以演习真实手术的每一步骤，评价虚拟手术结果，反复修正手术规划以获得最优的手术效果。
在真实的外科手术中，外科医生和助手始终进行着两个重要的活动，一是对物体进行目测或借助一些工具进行几何测量，比如选择内固定的尺寸、截骨的角度或钻孔的深度，二是把物体放在准确的角度和位置，如操作手术器械、调整患者体位等。这两个活动虽然重要，但和走路一样，已习以为常了。但是在计算机中用鼠标测量各种所需几何参数，操控三维模型的位置时，如果未经训练就会像在太空行走一样，无依无凭，不知所之，四处乱飘。所以进行虚拟手术首先要在计算机中熟悉测量三维模型相关几何参数的方法，熟练操控三维模型的空间角度和位置。
Mimics软件的Simulation模块最初是为模拟颌面外科手术而设计的，所以有为颌面外科虚拟手术设计的一些“step by step”功能模块，也有为颌面外科设计的手术器械三维模型库，用户不需要太多了解软件的原理，只需按照提示一步步操作即可完成这些特定的虚拟手术规划。同时，Simulation模块也可以应用在骨科、整形科及神经外科等涉及骨骼等硬组织的虚拟手术规划中。虽然计算机模拟软组织变形的难题限制了虚拟手术在其他外科专业中的应用，但是外科医生需要在三维空间中了解手术区域局部解剖毗邻和测量相关几何参数是所有外科手术的共性，所以，Mimics软件的Simulation模块为外科医生进行虚拟手术规划提供了广阔的想像和发展空间。
本章简要介绍三维测量和三维模型几何变换的基础知识，然后介绍Mimics软件的Simulation模块，最后以虚拟手术实例来体会Mimics软件的虚拟手术功能。
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