目前的肝脏手术中,医生面临着术中肝脏内部组织不可见的问题。在传统的开放式肝脏手术中医生以术前CT和术中超声对肝脏中的肿瘤等病灶进行粗略的定位。而术前CT和术中超声均为二维信息,且术前CT与术中手术存在信息不匹配的问题,术中超声成像质量差难以对病灶进行精确定位。因此,使用增强现实技术辅助医生进行肝脏手术具有重要的现实意义。本文主要针对在增强现实辅助下进行肝脏切割的关键技术进行研究,旨在肝脏手术过程中为医生提供额外的手术信息,帮助医生更好更快地完成手术。首先,对基于增强现实的肝脏切割程序进行模块化设计,并对各模块的功能进行详细说明。用于手术辅助的模型主要由术前CT进行重建,对基于CT的三维重建技术进行了研究,并通过真实患者CT重建得到了肝脏的三维网格模型。针对开放式模拟手术,选择使用静态视频的方式显示增强现实图像,同时使用基于标识的方法对手术器械和肝脏进行跟踪配准,实现了增强现实的基本功能。针对肝脏模型切割时拓扑结构的变化进行了研究。针对需要获取精确切割点的问题使用类似光线投射的方法计算线面交点获取切割的精确位置。为了避免出现模型在切割过程中三角单元数量增加,计算量增加的问题,使用移动顶点法进行表面网格的切割。针对移动顶点法容易生成退化三角形的问题,使用Delaunay准则和LOP方法对移动顶点附近的网格进行优化,消除退化三角形。针对面片分裂之后没有切割面造成真实感缺失的问题,提出了一种多排单元的切割面构造方法,能够形成贴合切割轨迹和深度的切割面。对肝脏模型受重力变形的物理模型进行了研究。对肝脏具有的生物力学特性进行了简单的分析,根据质点弹簧理论建立了肝脏变形的物理模型。使用QT结合Tetgen编写了将三角网格模型转换为四面体模型的通用程序。对输出的肝脏四面体模型使用Voigt元件进行连接,模拟出了肝脏在重力下的变形。针对肝脏模型数据量大,计算缓慢的问题,使用GPGPU加速技术对程序进行加速,大大提高了程序的刷新率和实时性。最后,设计并搭建了基于增强现实的肝脏切割实验平台。利用该平台对上述关键技术进行了实验验证,包括增强现实模块的精度实验、肝脏模型使用质点弹簧在重力下的变形准确度实验以及切割准确度实验并在增强现实辅助下完成了环绕病灶的切割实验。