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增强现实是在虚拟现实技术基础上发展起来的新兴技术，它将计算机生成的虚拟模型融合到真实场景中，增强用户对真实场景的感觉和认识，使用户从虚拟模型中获得额外的信息。
医学增强现实技术作为外科手术可视化的辅助工具，将CT或MRI等医学图像三维重建的虚拟模型融合到病人相应的器官位置，获得肉眼无法看到的器官内部结构信息和手术视野内器官的空间信息，增强了外科医生手术的真实感和精确性，在制定术前方案和医学培训中有很大的应用价值。
医学增强现实模型包括真实感护理人头颅模型、医学MRI图像以及中国数字女虚拟人数据集重建的颅骨模型和脑组织模型。在医学仿真手术中，真实场景结合医学增强现实模型实现图像空间和手术空间的虚拟现实和增强现实显示，可以进行术前手术计划，避开重要的功能区域，选择安全的手术路径，降低手术风险。
本文在医学增强现实建模方法和可视化方面进行了研究，主要研究内容包括以下几个方面：
(1)研究增强现实虚实配准理论，设计了护理人模型的图像采集系统，实现真实感护理人头颅模型建模。首先利用两幅正交图像和多分辨率图像技术得到纹理图像。其次，基于MRI医学图像的三维头颅模型利用柱面投影技术得到二维网格图像。最后，利用基于特征线对变形技术在纹理图像和网格图像上找到对应特征点的位置关系，并利用纹理映射得到护理人头颅模型。
(2)提出改进的特征线对Morphing算法，有效地解决网格图像与纹理图像尺度不一致的问题，提高了纹理映射的准确性；并利用NURBS曲面来提高护理人头颅模型光滑度。
(3)基于解剖特征的仿射变换方法，利用MRI脑图像中解剖结构信息融合护理人头颅模型、颅骨模型和脑组织模型，构建了医学增强现实模型。
(4)构建Maya虚拟摄像头模拟拍摄真实场景，根据解剖部位信息实现医学增强现实模型位置叠加于真实护理人模型照片中，并初步实现基于医学增强现实模型的脑囊肿的手术仿真。