Virtualna kirurgija je računalno potpomognuta simulacija kirurškog zahvata namijenjena obuci i pripremi liječnika za stvarne zahvate. To omogućuje kirurzima da prakticiraju osjetljive operacije bez potencijalnog rizika po život pacijenta. Uz detaljne trodimenzionalne slike tjelesnih organa uključenih u operaciju, napredne postavke uključuju haptičku tehnologiju, taktilni sustav povratnih informacija koji simulira pritisak koji virtualni organi vrše natrag. Rezultat je sofisticirana simulacija u kojoj korisnik može vidjeti i osjetiti virtualnu operaciju do realnog stupnja.
Većina postupaka virtualne kirurgije koristi kombinaciju kompjuterizirane tomografije (CT) i magnetske rezonancije (MRI) kako bi se stvorio dubinski trodimenzionalni model organa i pacijenta. Kombinacija skeniranja omogućuje kirurzima da u svakom trenutku vide i površinu i unutrašnjost organa. Senzori pokreta pričvršćeni na operacijske alate simuliraju svaku radnju poduzetu prema virtualnim organima, omogućujući kirurzima da manipuliraju slikom kao što bi to činili tijekom stvarne operacije. Uređaji s haptičkom tehnologijom, s druge strane, simuliraju fizički doživljaj operacije kombinacijom sile, gibanja i vibracija na temelju kirurgovih pokreta. Svi ovi elementi se kombiniraju kako bi kirurgu omogućili da “dodirne” virtualni organ, manipulira njime i osjeti rezultate.
To je osobito korisno u postupcima u kojima liječnici ne mogu fizički vidjeti organe na kojima rade, kao u laparoskopskoj kirurgiji. Određeni zahvati zahtijevaju rezove kako bi se dobio pristup unutarnjim područjima organa. Veličina rezova mora biti minimalna kako bi se smanjili rizici za zdravlje pacijenta. Kako bi dobili vid u organ, kirurzi umetnu malu laparoskopsku kameru kroz rez. Virtualna kirurgija obučava liječnike za ovu vrstu operacije dopuštajući im da rade sa slikama prikazanim na monitorima, a ne s izravnim pogledom na organ.
Visokorizični postupci, kao što je uklanjanje tumora na mozgu, često se simuliraju virtualnom operacijom prije same operacije. To uvelike smanjuje mogućnost da se učine pogreške tijekom same operacije, budući da se virtualni zahvat izvodi na replici pacijentova organa. Kirurzi se također mogu pripremiti za najgori scenarij simulirajući komplikacije tijekom virtualne operacije. Osim toga, kirurzi se također mogu mjeriti u pogledu njihove sposobnosti da izvedu zahvat prije nego što eventualno nesposoban liječnik učini bilo kakvu štetu pacijentu.
Prednosti kao što su ove poboljšavaju etiku u medicinskoj praksi. Obuka s nultim rizikom dobivena kroz virtualnu kirurgiju pomaže u sprječavanju slučajeva nesavjesnog obavljanja poslova i kirurških nesreća. Također eliminira potrebu da studenti i profesionalci vježbaju postupke na leševima koji bi inače bili neetički dobiveni.