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摘要
为了探究拓展现实技术（XR）在临床手术中的应用和发展，促进XR技术高质量辅助临床手术。本研究针对基于二维图像的微创手术导航，医生难以准确判断病灶的位置、大小和几何形状且具有潜在辐射危险等问题，使用CT数据进行三维建模，依托XR技术实现术中导航，采用改进的四元数法提升电磁定位精度，系统定位精度的误差小于2 mm；针对远程手术网络数据传输卡顿、延迟等现象，依托5G网络优化服务器GPU编程算法、视频流实时编码策略和网络设计，实现了数据传输低延迟，平均延迟小于60 ms；采用高斯分布变形模型模拟碰撞检测和组织的应力形变，实现触觉感知效果。研究表明，基于XR技术的术中导航，能够更准确地确定病灶的位置，有效地降低了手术风险，且避免了术中辐射；5G网络低延迟、高保真特性使手术中实时交互成为可能，为多终端远程协同手术提供了技术基础；将力反馈技术与XR技术结合，实现具有触感的体验，使医生能够进行深度沉浸式的术前规划和虚拟手术，提高了手术成功率，缩短医生的学习曲线。XR技术赋能临床手术，对提高我国临床手术领域的源头创新能力具有积极意义，对推动手术模式创新的研究具有重要价值。
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