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机械设计与制造2025年第11期:触觉主动引导的血管介入手术VR训练系统

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王宇;王嘉糯;张世灿;

单位:西南石油大学电气信息学院;

摘要:针对传统血管介入手术VR训练系统中存在的训练效率低、培训周期长等问题,提出了一种融合介入医生操作经验与技巧的主动引导式血管介入手术VR训练系统。该系统利用具有引导功能的导管操纵平台,通过触觉反馈的方式主动提示受训医生校正其操作行为,以达到快速提高操作技能的目的。首先设计并搭建了新型导管操纵平台,其次将该平台与实验室已开发的VR训练环境及基于深度强化学习建立的学习模型相结合,从而构建主动式VR训练系统,最后通过训练任务中有无触觉主动引导功能对比测试了该训练系统的性能。实验结果表明:相较于传统VR训练模式,该系统在引入触觉主动引导功能后,受训者完成导管递送任务所用时间、导管运动路径长度及导管尖端与血管壁碰撞率均有显著改善。这说明该系统能够有效地提高操作者的学习效率、缩短其培训周期。

关键词:血管介入手术训练系统;;虚拟现实;;触觉反馈

基金资助:国家自然科学青年科学基金资助项目(61907036)