主题：【原创】增强现实的概念与应用 -- techfans

本文是Techfans.net的增强现实系列文章的一篇，这个系列文章的列表请查看这里。本文将介绍增强现实技术在医疗中的应用。

医生们如今可以使用AR技术作为外科手术的可视化和培训设备。使用磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging）、计算机断层扫描（Computed Tomography scans）、超声波图像诊断（ultrasound imaging）等非侵入式传感器，我们已经可以实时的收集到一个病人的三维影像数据集。这些数据集可以实时得到渲染，并和病人实体进行结合。在效果上来看，这会让医生得到病人体内的‘体内X射线视图’。在最低创伤外科手术（小刀口或者不需要刀口的手术，从而减小创伤）中，这将变得尤其有用。因为在一般的最低创伤外科手术中，医生很难看到病人体内的状况，这使得手术变得尤其困难。AR技术却能在这时提供体内视图，而完全不需要刀口。

AR当然也可以在外科病房中的日常的可视化任务上发挥作用。外科医生可以使用裸眼，发现一些他们单独在MRI或者CT中无法看到的病人生理特征。AR可以让外科医生们同时得到这两种视图。这样的视图还能用于执行一些精准操作，例如，在外科头部手术中显示在头盖骨的哪里钻孔，或者对一个小肿瘤执行穿刺活检。从非侵入式传感器得到的信息，将和病人实体结合并显示出来，精准的告诉医生从哪里开始他的手术。

AR在培训中也可以很好的得到运用。虚拟说明可以直接告诉一个新手外科医生详细的操作步骤，而不需要把视线从病人身上移开，去查阅手册。虚拟物体可以用于帮助分辨器官，指定具体的位置从而避免误操作。

许多的项目正在对这个运用领域进行开发。在北卡大学UNC教堂山分校，一个研究团队使用超声波传感器扫描了一个孕妇的子宫，生成子宫中胎儿的3D影像，并在一个透视HMD中显示（图2）。他们的目标是让医生能看到躺在妈妈子宫里面的运动着的婴儿，也就是制造一个‘3D听诊器’。而最近的应用则是用于一个乳房肿瘤的穿刺活检。图3显示了这个穿刺活检的肿瘤的模型，图中的虚拟物体就是肿瘤的具体位置，从而指引针的走向。另外还有很多的研究团队也在努力将MRI和CT的影像数据和病人身体直接结合，包括麻省理工学院MIT AI LAB，通用电气General Electric以及其他。

图2: 在孕妇子宫里面的虚拟婴儿影像

图3: 胸部肿瘤的针刺活检模型，3D影像用于指引针的插入