医学术前诊断对于患者的疾病治疗与临床手术有着非常重要的意义,但传统医学术前诊断存在着准确性与直观性不足、手术视野与医学影像分离等缺陷,限制了当前手术质量的进一步提高。而移动增强现实(MAR)技术凭借其能够将虚拟对象与现实世界相结合的独特优势,以及良好的人机实时交互,在上述问题的解决上有着巨大的潜力,因此逐渐被医生学者们应用到医学领域的术前规划与术中导航之中。然而,目前已经开发使用的医学移动增强现实系统都存在着一定的局限性:一是目前的医学移动增强现实系统大多只能应用于一种特定手术,普适性不足;二是当前手持移动设备(手机、平板电脑)上的医学增强现实系统大都是基于标记的三维注册技术,限制了系统的整体便捷性。因此,本文中使用目前效果最好的移动增强现实头盔Holo Lens与最新的移动增强现实系统开发框架ARKit,分别开发出了相应的医学影像增强现实系统,为上述局限的改进做出了尝试。论文主要完成了以下工作:1.研究了移动增强现实系统SLAM三维注册关键技术与移动增强现实交互设计原则,提出了医学影像移动增强现实系统整体框架,根据不同使用需求分别设计出基于Holo Lens的术前规划系统与基于ARKit的便捷展示系统。2.研究了医学图像分割与三维可视化技术,并使用功能强大的开源医学图像处理与可视化平台3D Slicer,完成了对患者原始医学影像的分割重建以及术前模拟规划等工作,获得了能够应用于移动增强现实系统中的虚拟医学三维模型。3.研究了移动增强现实系统中的虚实融合算法与自然人机交互算法,完成两套医学影像移动增强现实系统的开发,让用户能够以凝视、手势、语音等方式实现对虚拟医学模型的交互操作。