面向腹腔微創(chuàng)手術(shù)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等多領(lǐng)域知識(shí)的技術(shù)，其目的是通過(guò)在真實(shí)場(chǎng)景中添加計(jì)算機(jī)中生成的虛擬信息，達(dá)到“虛實(shí)融合”的效果。在微創(chuàng)外科手術(shù)中使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以使醫(yī)生具有“透視”功能，透過(guò)組織器官表面看到其內(nèi)部病變的位置和形態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)整手術(shù)動(dòng)作，提高手術(shù)效果。本文以建立基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的腹腔微創(chuàng)手術(shù)的圖像導(dǎo)航系統(tǒng)為研究目標(biāo)，具體研究?jī)?nèi)容包括：
　　腹腔微創(chuàng)手術(shù)的立體顯示。在建立雙目視覺(jué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，分析

2、了雙目視覺(jué)系統(tǒng)確定空間中點(diǎn)的坐標(biāo)的原理；對(duì)不同的坐標(biāo)系進(jìn)行說(shuō)明，并分析了各坐標(biāo)系之間相對(duì)關(guān)系。以理想的小孔成像模型為例，闡釋了內(nèi)窺鏡標(biāo)定的相關(guān)理論，對(duì)內(nèi)窺鏡的內(nèi)參數(shù)矩陣、外參數(shù)矩陣進(jìn)行定義并提出求解方法。分析了內(nèi)窺鏡使用過(guò)程中可能產(chǎn)生的畸變，以及左右圖像對(duì)之間的對(duì)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(diǎn)。
　　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(diǎn)

3、，通過(guò)OpenGL中進(jìn)行觀察的相關(guān)理論，對(duì)模型和視點(diǎn)變換、投影變換、視口變換等理論進(jìn)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(jì)算規(guī)律，為得到逼真的虛擬模型提供了理論支持。
　　設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能實(shí)現(xiàn)虛擬三維模型與真實(shí)場(chǎng)景的空間匹配，利用OpenGL技術(shù)實(shí)現(xiàn)術(shù)前手術(shù)計(jì)規(guī)劃信息與術(shù)中內(nèi)窺鏡信息的融合，使不可見(jiàn)病灶信息在內(nèi)窺鏡圖像中顯示，達(dá)到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的目的。搭建基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的腹腔微創(chuàng)手術(shù)的圖像導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)