王帅，张烨，王彤

南京医科大学附属无锡人民医院 腔镜外科，江苏 无锡 214000

引言

增强现实（Augmented Reality，AR）是一种将虚拟模型实时结合到现实场景的新技术。其基本目标是加强用户对现实场景的感知和互动，通过在现实世界中添加与现实世界共存的三维虚拟物体来补充现实世界。在医学领域中，AR 设备的发展允许医生将数据可视化纳入诊断和治疗程序，以提高工作效率和安全性，并加强外科培训。

昝瑛瑛等[1]在研究提到“sensorama”于20世纪50 年代被开发出来，这是一种可以提供所有感官的电影体验机器。“增强现实”一词则是于1994年由Milgram等[2]正式提出。而将这种虚拟与现实结合的新技术正式应用于外科领域中，则是Roberts等[3]于1986年发明的一种将CT图像集成到手术显微镜的光学系统。此后，AR技术开始被广泛应用于各类外科手术之中。

1 AR系统的核心技术

1.1 跟踪注册技术（三维注册）

AR系统的一个关键衡量标准是它们将增强功能与现实世界相结合的程度，而跟踪注册技术则是实现这种精准匹配的关键性技术之一。其原理就是实时的将虚拟场景渲染到真实环境中准确位置，从而确保映射的准确性[4]。目前现有的跟踪注册技术主要有基于计算机视觉、基于硬件设备以及混合跟踪注册技术三种。

1.1.1 基于计算机视觉的跟踪注册技术

基于计算机视觉的跟踪注册技术主要有两种方法，一为带标记追踪的方法，二为不带标记（自然特征）追踪的方法[4]。基于带标记的方法，需要在真实空间中放置标识物，使用标识物的目的就是能够快速地在真实空间中找到标识物，而后根据标识物的信息快速建立虚拟空间与真实空间的坐标映射关系。……