面向腹腔微創(chuàng)手術(shù)的增強現(xiàn)實技術(shù)研究.pdf

1、增強現(xiàn)實技術(shù)是一項結(jié)合了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、計算機圖形學(xué)等多領(lǐng)域知識的技術(shù)，其目的是通過在真實場景中添加計算機中生成的虛擬信息，達到“虛實融合”的效果。在微創(chuàng)外科手術(shù)中使用增強現(xiàn)實技術(shù)，可以使醫(yī)生具有“透視”功能，透過組織器官表面看到其內(nèi)部病變的位置和形態(tài)，實時調(diào)整手術(shù)動作，提高手術(shù)效果。本文以建立基于增強現(xiàn)實的腹腔微創(chuàng)手術(shù)的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)為研究目標，具體研究內(nèi)容包括：
　　腹腔微創(chuàng)手術(shù)的立體顯示。在建立雙目視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，分析

2、了雙目視覺系統(tǒng)確定空間中點的坐標的原理；對不同的坐標系進行說明，并分析了各坐標系之間相對關(guān)系。以理想的小孔成像模型為例，闡釋了內(nèi)窺鏡標定的相關(guān)理論，對內(nèi)窺鏡的內(nèi)參數(shù)矩陣、外參數(shù)矩陣進行定義并提出求解方法。分析了內(nèi)窺鏡使用過程中可能產(chǎn)生的畸變，以及左右圖像對之間的對極幾何。介紹了常用的立體顯示技術(shù)原理，并指出了不同技術(shù)的優(yōu)缺點。
　　腹腔微創(chuàng)手術(shù)的術(shù)前規(guī)劃。在模型的三維重建和可視化技術(shù)分析基礎(chǔ)上，分析了面繪制和體繪制的相關(guān)原理和特點

3、，通過OpenGL中進行觀察的相關(guān)理論，對模型和視點變換、投影變換、視口變換等理論進行分析，指出建立完整的觀察模型的具體步驟。分析了光照模型，以及光照的相關(guān)計算規(guī)律，為得到逼真的虛擬模型提供了理論支持。
　　設(shè)計并實現(xiàn)人機交互功能實現(xiàn)虛擬三維模型與真實場景的空間匹配，利用OpenGL技術(shù)實現(xiàn)術(shù)前手術(shù)計規(guī)劃信息與術(shù)中內(nèi)窺鏡信息的融合，使不可見病灶信息在內(nèi)窺鏡圖像中顯示，達到增強現(xiàn)實的目的。搭建基于增強現(xiàn)實的腹腔微創(chuàng)手術(shù)的圖像導(dǎo)航實驗