本文關(guān)鍵詞：基于力反饋的虛擬手術(shù)器械的設(shè)計與研究

  更多相關(guān)文章： 虛擬現(xiàn)實 虛擬手術(shù) 力反饋 力覺交互

【摘要】： 虛擬外科手術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用,醫(yī)生通過專門的虛擬手術(shù)裝置與虛擬顯示環(huán)境交互,可以進行手術(shù)計劃、操作和訓(xùn)練。虛擬手術(shù)系統(tǒng)中,人機接觸交互技術(shù)起著非常重要的作用。虛擬手術(shù)器械是虛擬手術(shù)系統(tǒng)的人機接觸交互接口,是其重要組成部分。虛擬手術(shù)的力反饋,可以使醫(yī)生通過操作虛擬手術(shù)器械運動,與虛擬環(huán)境和虛擬模型進行交互,獲得與虛擬對象交互產(chǎn)生的力覺,如同操作真實物體一樣,這無疑可以使訓(xùn)練更真實、準(zhǔn)確、可靠。大大節(jié)約醫(yī)務(wù)人員的培訓(xùn)成本和時間,從而達(dá)到迅速提高學(xué)習(xí)者的手術(shù)技能的目的。 本文深入研究了虛擬外科手術(shù)中的力覺交互技術(shù),對虛擬手術(shù)器械的力反饋工作原理和關(guān)鍵技術(shù),進行了探討和研究。 虛擬手術(shù)器械的設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計2大部分。硬件設(shè)計主要指裝置外部結(jié)構(gòu)的設(shè)計,“搭建”起虛擬外科手術(shù)系統(tǒng),軟件設(shè)計完成最終的功能集成,它決定了硬件所提供的環(huán)境內(nèi)所能完成的各種事件。 本文對虛擬手術(shù)裝置的整體結(jié)構(gòu)進行了研究;設(shè)計了一種二維虛擬力反饋手術(shù)器械的結(jié)構(gòu);研究了虛擬手術(shù)器械的力反饋技術(shù),選取了力反饋執(zhí)行元件,對控制驅(qū)動裝置功能進行了設(shè)計,并選擇了控制驅(qū)動裝置;設(shè)計了軟件系統(tǒng)的整體架構(gòu),并編程實現(xiàn)了電機的控制驅(qū)動程序和用戶界面,與虛擬現(xiàn)實軟件平臺WTK進行了程序連接。 在一維力反饋實驗裝置上進行了實驗研究,完成了3個基本的力反饋模型實驗。從理論和實驗角度詳細(xì)分析了力反饋裝置設(shè)計的合理性及實用性。對5維力反饋裝置進行了初步的系統(tǒng)實驗,驗證了力反饋接口的有效性。 另外對力檢測裝置進行了設(shè)計,包括力傳感器的選擇,力檢測裝置的制作,編寫了力檢測裝置驅(qū)動程序,并進行了分析和實驗研究。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH772.2

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王崢;王晨;李娜;;試析虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)影像的特征[J];現(xiàn)代電影技術(shù);2007年09期

2 劉志菊;;淺談虛擬現(xiàn)實及其應(yīng)用技術(shù)[J];山西建筑;2008年08期

3 朱連毅;梁靜國;高琦;;基于VR的火電廠火災(zāi)預(yù)案的研究[J];黑龍江科技信息;2008年28期

4 熊萬春;王希濤;陳寶維;楊亞鵬;鄭建國;;虛擬現(xiàn)實技術(shù)在輻射防護領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];輻射防護通訊;2007年02期

5 王崢;佟志強;;虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中實現(xiàn)真實感影像的一種方法[J];現(xiàn)代電影技術(shù);2007年08期

6 王琳琳;劉洪利;;虛擬現(xiàn)實下的頤和園[J];首都師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年01期

7 楊凱;;虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑表現(xiàn)中的運用[J];中國證券期貨;2010年05期

8 劉斌;;虛擬影視場景中蘇州園林意境的體現(xiàn)[J];作家;2011年06期

9 李佳佳;齊元勝;王曉華;張斌;;基于虛擬現(xiàn)實的力反饋設(shè)備的研究與應(yīng)用[J];機械科學(xué)與技術(shù);2011年07期

10 陳正華,李希華,王燕;虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用[J];工程建設(shè)與設(shè)計;2005年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 秦建明;李楠;劉青;謝剛生;;虛擬現(xiàn)實在城市規(guī)劃中的輔助決策作用[A];中國地理信息系統(tǒng)協(xié)會第四次會員代表大會暨第十一屆年會論文集[C];2007年

2 崔樹禮;朱長如;韋芝芳;孫艷;;虛擬現(xiàn)實(VR)應(yīng)用技術(shù)[A];中國工程物理研究院科技年報（1998）[C];1998年

3 楊元棟;楊澤紅;賈培發(fā);;虛擬現(xiàn)實中的接觸力模擬算法研究[A];2001年中國智能自動化會議論文集（下冊）[C];2001年

4 張二華;馬仁安;趙春霞;楊靜宇;;虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)下三維地震數(shù)據(jù)可視化的實現(xiàn)方法[A];中國地球物理學(xué)會年刊2002——中國地球物理學(xué)會第十八屆年會論文集[C];2002年

5 陶品;葉榛;王洋;;虛擬機械裝配平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[A];2001年中國智能自動化會議論文集（下冊）[C];2001年

6 王維;;虛擬現(xiàn)實技術(shù)在科技館中的應(yīng)用[A];2004年科技館學(xué)術(shù)年會論文選編[C];2004年

7 David Riley;Jessie Whitesides;;虛擬現(xiàn)實在英國建筑業(yè)中的應(yīng)用[A];勘察設(shè)計企業(yè)信息化建設(shè)研討會資料匯編[C];2003年

8 樊少菁;何仲昆;;虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境教育中的應(yīng)用研究[A];全國首屆數(shù)字（虛擬）科技館技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

9 霍妍妍;李愛軍;劉瑜;;虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展綜述[A];中國圖學(xué)新進展2007——第一屆中國圖學(xué)大會暨第十屆華東六省一市工程圖學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

10 廖煒;;虛擬現(xiàn)實技術(shù)與博物館陳列[A];浙江省博物館學(xué)會2006年學(xué)術(shù)研討會文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉學(xué)習(xí);ORAD發(fā)布虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)[N];計算機世界;2002年

2 通訊員 許忠 盧林潭 劉文輝;吐哈油田井位論證首次應(yīng)用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)[N];哈密報(漢);2008年

3 金紹文;蓬萊建成城市三維虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)[N];中國測繪報;2009年

4 記者 付雪;全省首例虛擬手術(shù)計劃系統(tǒng)落戶我市[N];大慶日報;2010年

5 通訊員 高翔　黃偉;我省完成全國首例“虛擬手術(shù)”[N];長江日報;2010年

6 本報記者 潘文敏;市民足不出戶將可游覽韶城[N];韶關(guān)日報;2010年

7 記者 許忠邋通訊員 盧林潭 劉文輝;吐哈首次將虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)應(yīng)用于井位論證[N];中國石油報;2008年

8 本報記者 王握文 本報特約通訊員 劉少華;虛擬手術(shù)開創(chuàng)外科教學(xué)新模式[N];解放軍報;2005年

9 殷源;我國石油工業(yè)界首個決策虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)建成投入使用[N];中國石油報;2004年

10 王冠宇;虛擬現(xiàn)實造汽車[N];中國計算機報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張峰峰;機器人輔助骨科虛擬手術(shù)系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 高永輝;虛擬手術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2011年

3 李艷波;虛擬手術(shù)中軟組織建模與碰撞檢測方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

4 郁松;3D虛擬現(xiàn)實內(nèi)鏡手術(shù)仿真關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2011年

5 周思躍;基于虛擬現(xiàn)實的機器人靈巧手遙操作平臺的設(shè)計和實現(xiàn)[D];上海大學(xué);2006年

6 王亮;虛擬環(huán)境中基于語義的三維交互技術(shù)研究及應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

7 魏偉;基于突變論的智能建筑中突發(fā)事件處理的決策支持與虛擬仿真[D];華中科技大學(xué);2009年

8 胡海鷹;HIT/DLR機器人靈巧手遙操作系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

9 蔡林沁;基于Agent的煤礦智能虛擬環(huán)境研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

10 范輝;基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的可控可視化礦井通風(fēng)研究[D];太原理工大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳崢;人體運動系統(tǒng)虛擬手術(shù)軟件的開發(fā)[D];上海交通大學(xué);2009年

2 王莉娟;虛擬手術(shù)力反饋人機交互控制系統(tǒng)研究[D];上海交通大學(xué);2010年

3 黃磊;頜骨虛擬手術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)與可用性研究[D];西北大學(xué);2010年

4 徐飛;虛擬手術(shù)培訓(xùn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2010年

5 黃雷;虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)中手術(shù)場景的模擬及系統(tǒng)集成[D];上海交通大學(xué);2010年

6 侯錦蓉;面向虛擬手術(shù)的碰撞檢測算法研究[D];中南大學(xué);2010年

7 劉梅;虛擬手術(shù)中軟組織切割變形仿真研究[D];山東大學(xué);2010年

8 邵剛;顱面部螺旋CT掃描數(shù)據(jù)三維重建及虛擬手術(shù)研究[D];青島大學(xué);2010年

9 徐鵬宇;正頜外科虛擬手術(shù)計劃系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];東南大學(xué);2004年

10 齊秋實;闌尾切除虛擬手術(shù)系統(tǒng)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2009年

，

本文編號：1148619