基于双目视觉的盆腔微创手术增强现实导航仿真系统的设计

基于内窥镜视觉导航的盆腔微创手术,往往因为病灶的复杂解剖位置以及内窥镜视野的局限性,对手术的顺利开展提出了重要的挑战。针对这个问题,设计并开发一套基于立体视觉的盆腔微创手术的增强现实(AR)导航仿真系统。首先,利用术前的CT影像重建骨盆3D模型以及盆腔的真实手术视频,生成带有纹理信息的骨盆3D模型,仿真一套具有真实轨迹的手术视频;然后,利用基于可视点颜色一致性的2D/3D配准技术,实现术前重建模型与手术视野的初始化配准。利用立体视觉跟踪算法,对手术过程中的内窥镜位置进行跟踪,根据内窥镜多自由度的变换矩阵来实现术前3D模型与手术视野的融合与增强现实导航。估计轨迹与真实轨迹的均方根误差为2.3933 mm,仿真实验表明,导航系统为视觉导航提供良好的增强现实显示效果。