虚拟手术系统从医学图像数据出发，在计算机中模拟人体器官模型，创造虚拟医学环境，并模拟交互式手术过程。医师可以使用虚拟手术系统进行训练、手术技能演示、手术计划以及术后康复工作制定等。虚拟手术系统的出现有助于加强医生对先进手术方式的训练，使培训时间缩短，同时还减少了对紧缺教学资源的需求。虚拟现实技术、医学影像学及生物力学建模方法，脊柱外科虚拟手术中的环境图形建模、人体脊柱三维形态学建模、人体脊柱生物力学模型进行了研究。
 相比较传统的手术预演虚拟手术系统主要是视觉仿真，并不具备力反馈功能，操作者在进行手术预演和培训时无法感知手术场景中的力学信息，手术的沉浸感和真实性受到影响。医师在这种环境中进行手术培训可能会得到错误的经验而产生误操作，与真实的手术环境有较大差距。Force Dimension力反馈设备应用于医师的临床教学，受试者在系统上反复模拟椎弓根置钉后进行标本的实际操作，结果证实该系统可提高医师准确率。 综上所述，通过力反馈反复练习，操作者能够熟悉掌握椎弓根螺钉的进钉点及相关解剖标志，同时Force Dimension力反馈功能使操作者在钻孔过程中获得与真实手术中相似的触觉体验。训练能使医师在短时间内掌握椎弓根置钉技术，提高置钉的准确率。