视觉透视技术在计算机辅助手术领域的研究综述-论文.pdf

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1、33卷3期中国生物医学工程学报V01．33No．3June20142014年6月ChineseJournalofBiomedicalEngineering视觉透视技术在计算机辅助手术领域的研究综述赵子健翁莹(山东大学控制科学与工程学院，济南250061)(威尔士班戈大学计算机学院，班戈LL571UT，英国)摘要：视觉透视技术在计算机辅助手术领域的应用是目前一个研究热点。文中首先介绍了视觉透视技术的概念，以及在计算机辅助手术中应用的必要性；再就视觉透视技术在计算机辅助手术领域的国内外研究现状进行了系统阐述；再后从医学成像数据配准、

2、透视模型参数估计和深度感知等3方面，对视觉透视技术的研究内容进行了详细阐述；还介绍了两个基于视觉透视技术的典型系统；最后就技术、人因学和临床应用等3个角度的分析，指出进一步研究和发展的方向。关键词：视觉透视；悬浮显示；配准；视觉标定；深度感知中图分类号R318．6文献标志码A文章编号0258—8021(2014)03-0349-09SurveyofSee·ThroughTechniqueinComputer-AidedSurgeryZHAOZi．JianWENGYing(SchoolofControlScienceandEngi

3、neering，ShandongUniversity，Jinan250061，China)(SchoolofComputerScience，BangorUniversity，Bangor，LL571UT，UK)Abstract：Theapplicationofsee—throughtechniqueincomputer-aidedsurgeryisahotresearchtopicatpresent．Inthisarticle，firstly，theconceptofsee—throughisintroduced，andthen

4、ecessityofitsapplicationincomputer-aidedsurgeryisalsoemphasized．Secondly，thestateofartsofsee-throughtechniqueisdiscussedsystematicallyincomputer-aidedsurgery．Thirdly，theresearchcontentsofsee—throughtechniquearesummarizedintothreeparts，includingregistrationofmedicalim

5、agingdata，parameter-estimationofsee-throughmodel，anddepthperception，whichareallexplainedindetails．Fourthly，twostandardsystemsbasedonsee-throughtechniqueareaddressedinthispaper．Finally，throughtheanalysisontechnique，humanfactorandclinicapplications，furtherresearchquest

6、ionsandpossibledirectionsinthefutureareproposed．Keywords：see-through；floatingdisplay；registration；visioncalibration；depthperception的。在这些数字医学信息的帮助下，医生可以更全引言面地了解病体的内部结构，从而更好地完成一些原近些年来，随着数字技术的不断发展，在计算来认为较复杂、很难完成的手术。这些先进的数字机辅助手术领域(computer—aidedsurgery，CAS)相继医学成像设备，在给医生带

7、来方便的同时也表现出出现了一系列的数字成像设备，例如计算机断层扫了一些不足和问题。以腹腔内窥镜手术为例，在手描(CT)、磁共振成像(MRI)、超声波扫描和内窥镜术中医生无法直接观察到手术部位的情况，需要借等。这些数字成像设备可以提供海量的医学成像助内窥镜来观察病体。然而内窥镜的观察视角与信息，而这些信息大都是人的感官无法直接感知医生直接观察病体场景的视角(工作视角)之间存doi：10．3969／j．issn．02584021．2014．03．013收稿日期：2013~5-18，录用日期：2014~2-24基金项目：高等学校博士学

8、科点专项科研基金(2Ol30l3l120036)；山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2013DX027)；山东大学自主创新基金(2012GN042)·通信作者(Correspondingauthor)，E-mail：zhaozijian@sdu．edu．c