微创穿刺介入手术是胸腹部癌症治疗领域的重要手段，该手术的精准性、安全性及智能化程度是影响手术结果的关键。然而，呼吸诱导运动及复杂的组织结构给此类手术带来巨大挑战。鉴于此，本成果以混合现实辅助胸腹部介入手术为研究对象。首先，建立基于4D-CT的呼吸内外关联模型，研究基于对抗网络的变形场计算理论，通过机器学习建立内外呼吸信号的智能化关联模型，实现呼吸运动的追踪。其次，建立呼吸运动监测体系，搭建空间定位平台，对术中点云进行重建及特征分析，实现对靶区位置的精准预测。第三，建立呼吸运动四维动态渲染体系，研究基于卷积神经网络的空间智能映射理论，实现虚拟病灶与真实病人的智能化注册。第四，研究呼吸运动下，手术器械精准定位问题，建立器械姿态实时计算方法，研究多源数据融合手术器械引导策略，提升介入手术精准度。最后，形成混合现实辅助胸腹部介入手术集成解决方案，提高手术的精准性、智能化和直观性。