力-触觉感知和情绪心理参与的虚拟手术增强训练关键技术研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61502240
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0209.计算机图形学与虚拟现实
- 结题年份:2018
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2018-12-31
- 项目参与者:孙伟; 刘佳; 许晶; 戚晓通; 金炎; 徐昊德;
- 关键词:
项目摘要
The sense perception and psychological participation of surgeons are important ingredients to increase the effectiveness of virtual surgery training. Existing interaction training between surgeons and operated organs is mainly based on surgeon’s visual participation without involving the surgeon’s force-haptic perception and emotional psychological participation. From the perspective of fine operations during surgery training, research on key technologies of virtual surgery training enhanced by force-haptic perception and emotional psychological participation will be conducted. The proposal mainly covers the following elements: (i)Study representation methods on deformation and force feedback of soft body to set up a force perception model based on spherical harmonic functions and radial basis function neural network. (ii)Study textural feature extraction methods from medical images and the mapping relation between the textural feature and three-dimensional force field to construct a vivid haptic perception model based on image texture. (iii)Study emotion classification methods based on physiological response to design a surgery training task classification method based on emotion classification to motivate emotional psychological participation in surgery training. (iv)Taking heart surgery training as an example, we’ll construct an experimental platform to verify the effectiveness of virtual surgery training method proposed. By executing this project, we will improve the technical level of human-computer collaborative training, and provide theoretical and technical support for harmonious interaction between the surgeon and surgery training system.
外科医生的感官感知和心理参与是增强虚拟手术训练效果的重要手段。现有的外科医生与手术器官之间的交互训练主要以受训医生的“视觉”参与为主,未能考虑“力-触觉”的深度感知和“情绪心理”的主动参与。本项目拟从提高外科医生手术训练精细操作水平角度出发,开展基于力-触觉感知和情绪心理参与的虚拟手术增强训练关键技术研究,具体包括:(i)研究柔性体三维变形和力觉反馈的再现方法,构建基于球面调和函数拟合和径向基函数神经网络预测的力觉感知模型;(ii)研究图像纹理特征及其与三维力场的映射关系,建立逼真的纹理触觉感知模型;(iii)研究基于生理响应的情绪分类方法,设计诱发情绪心理参与手术训练的情绪分类和任务分级方法;(iv)以心脏手术训练为例,搭建实验平台,验证虚拟手术训练效果。本项目研究成果将进一步完善和提高人机协作手术训练水平,为实现受训医生与手术训练系统之间和谐交互协作提供理论依据和技术支撑。
结项摘要
外科医生的感官感知和心理参与是增强虚拟手术训练效果的重要手段。现有的外科医生与手术器官之间的交互训练主要以受训医生的“视觉”参与为主,未能考虑“力-触觉”的深度感知和“情绪心理”的主动参与。本项目拟从提高外科医生手术训练精细操作水平角度出发,开展基于力-触觉感知和情绪心理参与的虚拟手术增强训练关键技术研究,具体包括:(1)研究软组织力-触觉模型;(2)研究力-触觉交互纹理再现方法;(3)研究不同情绪诱发下情绪调节系统;(4)搭建虚拟手术系统;(5)研究泊松曲面重建算法;(6)研究黑色素瘤自动检测方法。本项目研究成果将进一步完善和提高人机协作手术训练水平,为实现受训医生与手术训练系统之间和谐交互协作提供理论依据和技术支撑。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(34)
Vehicle Type Recognition Combining Global and Local Features via Two-Stage Classification
通过两阶段分类结合全局和局部特征的车型识别
- DOI:10.1155/2017/5019592
- 发表时间:2017-11
- 期刊:Mathematical Problems in Engineering
- 影响因子:--
- 作者:Sun Wei;Zhang Xiaorui;Shi Shunshun;He Jun;Jin Yan
- 通讯作者:Jin Yan
A Novel Twist Deformation Model of Soft Tissue in Surgery Simulation
手术模拟中软组织的新型扭曲变形模型
- DOI:10.3970/cmc.2018.01764
- 发表时间:2018-05
- 期刊:CMC-COMPUTERS MATERIALS & CONTINUA
- 影响因子:3.1
- 作者:Zhang Xiaorui;Wang Pengpai;Sun Wei;Badler Norman I.
- 通讯作者:Badler Norman I.
A Real-Time Fatigue Driving Recognition Method Incorporating Contextual Features and Two Fusion Levels
一种结合上下文特征和两个融合级别的实时疲劳驾驶识别方法
- DOI:10.1109/tits.2017.2690914
- 发表时间:2017-04
- 期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems
- 影响因子:8.5
- 作者:Sun Wei;Zhang Xiaorui;Peeta Srinivas;He Xiaozheng;Li Yongfu
- 通讯作者:Li Yongfu
基于薄膜比拟和克里金插值的软组织扭转模型
- DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.2017.06.011
- 发表时间:2017
- 期刊:仪器仪表学报
- 影响因子:--
- 作者:张小瑞;王澎湃;孙伟;朱利丰;刘佳
- 通讯作者:刘佳
A Virtual Puncture Surgery System Based on Multi-Layer Soft Tissue and Force Mesh
基于多层软组织和力网格的虚拟穿刺手术系统
- DOI:10.32604/cmc.2018.01842
- 发表时间:2018-01-01
- 期刊:CMC-COMPUTERS MATERIALS & CONTINUA
- 影响因子:3.1
- 作者:Zhang, Xiaorui;Duanl, Jiali;Kavan, Ladislav
- 通讯作者:Kavan, Ladislav
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其他文献
视触觉增强现实技术在上肢康复中的研究进展
- DOI:10.3969/j.issn.1006-9771.2018.05.011
- 发表时间:2018
- 期刊:中国康复理论与实践
- 影响因子:--
- 作者:刘佳;张晶晶;陈旭;张小瑞;陆熊
- 通讯作者:陆熊
用于实时柔性触觉再现的平行菱形链连接模型
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国图象图形学报
- 影响因子:--
- 作者:宋爱国;张小瑞
- 通讯作者:张小瑞
移动增强现实跟踪注册技术概述
- DOI:10.13878/j.cnki.jnuist.2018.02.012
- 发表时间:2018
- 期刊:南京信息工程大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:刘佳;王强;张小瑞;陆熊
- 通讯作者:陆熊
Blink Number Forecasting Based on Improved Bayesian Fusion Algorithm for Fatigue Driving Detection
基于改进贝叶斯融合算法的疲劳驾驶眨眼次数预测
- DOI:10.1155/2015/832621
- 发表时间:2015-06
- 期刊:Mathematical Problems in Engineering
- 影响因子:--
- 作者:张小瑞;王建;何军;Srinivas Peeta
- 通讯作者:Srinivas Peeta
虚拟手术中软组织切割模型研究进展
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:计算机应用研究
- 影响因子:--
- 作者:张小瑞;王澎湃;孙伟;刘佳;朱利丰
- 通讯作者:朱利丰
其他文献
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