段昱宇 张加尧 叶哲伟

随着人口老龄化，骨科疾病的患病率呈增长趋势，其中以创伤、脊柱、关节、骨肿瘤等病人较为多见。如何精准医疗在骨科领域受到广泛关注。智能医学的发展颠覆了传统的医疗手段。增强现实(augmented reality，AR)技术是智能医学中的一个分支，是一个多学科交叉的新兴研究领域，其借助显示技术、交互技术、传感技术和计算机图形技术将计算机生成的增强信息和操作者周围的物理环境融为一体，使操作者从感官上信任虚拟信息是其周围环境的一部分，其在骨科领域的辅助诊断、术前规划、手术导航、术后康复、临床教学上发挥重要作用。

一、AR的关键技术

AR系统的工作形式是首先对图像进行虚拟建模，再对虚拟图像与真实环境的进行精确匹配，最后将图像增强的显示出来。完成上述过程则需要三大关键技术的支撑。

1.跟踪注册技术：是AR技术中最为关键的技术，注册是指将虚拟场景准确定位到真实环境中的过程，跟踪则是系统在真实场景中根据目标位置的变化来实时获取传感器位姿，并按照使用者的当前视角重新建立空间坐标系并将虚拟场景渲染到真实环境中准确位置的过程。现如今跟踪注册技术可分为以下三类：基于传感器的跟踪注册、基于计算机视觉的跟踪注册、综合视觉与传感器的跟踪注册技术，基于跟踪注册技术中不同的算法性能将直接决定着AR系统最后的使用效果。

2.显示技术：是将计算机生成的虚拟图像与使用者所处的真实环境融合起来。……