基于雙目視覺的盆腔微創(chuàng)手術(shù)增強現(xiàn)實導(dǎo)航仿真系統(tǒng)的設(shè)計

高欽泉，黃偉萍，杜 民，韋孟宇,3，柯棟忠

(1.福州大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，福州 350116； 2.福州大學(xué) 福建省醫(yī)療器械與醫(yī)藥技術(shù)重點實驗室，福州 350116；3.澳門大學(xué) 模擬與混合信號超大規(guī)模集成電路國家重點實驗室，澳門 999078)

0 引言

微創(chuàng)手術(shù)具有創(chuàng)傷小、疼痛輕、恢復(fù)快的優(yōu)越性，在臨床中受到廣泛的歡迎[1]。通過內(nèi)窺鏡等監(jiān)控系統(tǒng)，醫(yī)生可以通過小孔在人體內(nèi)施行手術(shù)，對人體傷害小，達到理想的手術(shù)效果。在傳統(tǒng)的盆腔微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航中，醫(yī)生通過從術(shù)前影像(如CT(Computed Tomography)、MRI(Magnetic Resonance Imaging)等)來確定病灶的位置并規(guī)劃手術(shù)實施方案，通過內(nèi)窺鏡從微小的孔洞獲取即時的手術(shù)視覺信息，引導(dǎo)手術(shù)的推進。醫(yī)生觀察解剖結(jié)構(gòu)和手術(shù)器械的操作過程都是通過內(nèi)窺鏡攝像頭傳輸至顯示器來進行，然而，傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡通常只能為醫(yī)生提供二維的臟器表面的視覺信息，醫(yī)生在手術(shù)過程中很難能夠準確地掌握器官內(nèi)或空腔臟器內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的三維深度信息，尤其對于早期腫瘤的定位就更加困難，這對于準確地操作器械提出了更大的挑戰(zhàn)和要求。在手術(shù)過程中，醫(yī)生通常能看到的只是暴露在內(nèi)窺鏡視覺下的器官表面，要開展精確的手術(shù)，醫(yī)生往往需要回顧并參考復(fù)雜的人體解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)合大腦中記憶的術(shù)前擬定的手術(shù)方案路徑，并借助內(nèi)窺鏡捕獲的實時畫面來尋找定位手術(shù)的目標，從而引導(dǎo)手術(shù)的開展。在盆腔內(nèi)實施手術(shù)過程中，內(nèi)窺鏡只提供狹窄的二維視覺信息，由于人體內(nèi)部器官組織錯綜復(fù)雜，很難根據(jù)當(dāng)前二維視覺信息獲取當(dāng)前手術(shù)刀在人體當(dāng)中準確的位置，有可能造成手術(shù)刀“迷路”?！?br>