【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人机交互，特别是涉及一种面向眼科手术的触觉感知信息量化方法及系统。
技术介绍
1、眼科手术是一项高度精细且复杂的操作，对医生的技术与协调能力具有极高要求，这需要医生经过长时间的系统培训和专业学习以获得相应的资质。眼科手术极为精细，对技术要求极高，手术培训需要专业医生指导、昂贵设备的配置以及大量材料的消耗，对投入人力和财力都提出了很高的要求。虚拟眼科手术培训通过模拟真实手术操作，降低培训成本，提高效率，为学生提供可以反复练习的手术环境，在眼科手术领域具有重要意义。但传统的视听手术培训方式无法提供足够的感知细节与实时反馈，导致学生缺乏对组织特性和手术过程的精细感知，影响眼科手术培训的真实体验。
2、触觉是人与外界环境交互的重要途径之一，借助触觉，人类能够感受到温度、力度、硬度等信息，在医疗领域中，手术医生通过触觉感知组织硬度、纹理和形状，从而进行精准的操作；在人机交互与虚拟现实领域，用户通过触觉反馈，可以获得更加逼真的互动体验。作为一个独特的感知通道，它能补充视觉、听觉的局限性，有效提高了感知的丰富性和准确性。
3、针对不同维度的力触觉信息获取，研究人员进行了很多的共同尝试。有研究利用三维力传感器进行测量，并探究了力的变化率与感知粗糙程度的关系；使用指套装置采集了纹理交互中的皮肤震动，并计算振动信号的能量，以探究振动刺激对纹理感知粗糙程度的影响。有研究利用力传感器测量作用在机器人末端执行器上的力，并分别通过phantom触觉装置和定制触觉装置显示相应的力。
4、这些方法模拟出了不同维
5、1)眼球具有复杂的解剖结构，角膜、晶状体、玻璃体、视网膜等紧密相连，为保证手术效果与患者安全，需要医生做出精准判断。面对眼科手术的高要求，粗糙的触觉反馈很难避免由于抓握力度过大对组织造成的破损。
6、2)受个体生理差异与认知经验的影响，每个人的触觉感知能力不同，难以用客观测量工具和指标进行量化评估。
7、3)与视觉、听觉等通道相比，触觉信息通常涉及多个维度，如纹理、压力、温度等，传统的使用传感器等方式来获取触觉数据时可能无法捕捉到复杂的、细微的触觉信息。
8、想要研究适用于眼科手术培训的触觉模型，有必要对触觉信息做出准确的量化和分析，进一步研究和改进现有触觉感知交互模型，提高其精度和可靠性。
9、因此，提供一种可以有效解决上述问题的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法及系统是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，该方法逻辑清晰，安全、有效、可靠且操作简便，有效对触觉信息做出准确的量化和分析，进而改进现有的触觉感知交互模型提高精度和可靠性。
2、基于以上目的，本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，包括如下步骤：
4、设计眼科手术的触觉感知交互场景；
5、在所述触觉感知交互场景中，设计多个维度的触觉感知实验；
6、通过调整对应维度的实验参数，重复多次完成对应维度的触觉感知实验，直至满足预设条件后停止，输出实验数据；
7、预处理并分析所述实验数据，以获取多个维度的触觉感知信息。
8、优选地，所述设计眼科手术的触觉感知交互场景，包括如下步骤：
9、将触控设备在虚拟场景中映射为工具模型；
10、在虚拟场景中引入球体模型；
11、在所述球体模型空间内部中设置限位固定通道；
12、通过所述触控设备，使得所述工具模型可在所述固定通道中移动，以实现眼科手术的触觉感知交互。
13、优选地，所述多个维度的触觉感知实验，包括：拉力维度、刚度维度和阻尼维度的触觉感知实验；
14、拉力维度的触觉感知实验中拉力的生成过程包括如下步骤：
15、预设初始拉力系数；
16、获取所述工具模型与所述球体模型的接触点和所述球体模型中心点之间的间隔距离；
17、根据所述初始拉力系数和所述间隔距离以及第一预设公式，获取初始拉力。
18、优选地，刚度维度的触觉感知实验中刚度力的生成过程包括如下步骤：
19、预设初始刚度系数；
20、获取所述工具模型接触所述球体模型时的位移距离；
21、根据所述位移距离和所述初始刚度系数以及第二预设公式，获取初始刚度力。
22、优选地，阻尼维度的触觉感知实验中阻尼力的生成过程包括如下步骤：
23、预设初始阻尼系数；
24、获取所述工具模型在所述固定通道中向所述球体模型中心点移动时的移动速度；
25、根据所述初始阻尼系数和所述移动速度以及第三预设公式，获取初始阻尼力。
26、优选地，所述在所述触觉感知交互场景中，设计任一所述拉力维度、所述刚度维度和所述阻尼维度的触觉感知实验，包括如下步骤：
27、设置不同触觉感受的多个所述球体模型；
28、通过所述工具模型分别感受不同触觉感受的每个所述球体模型，以获取第一感受结果；
29、根据所述第一感受结果回答第一调查问卷，以获取第一调查问卷回答情况；
30、根据所述第一调查问卷回答情况，获取当次实验中任一所述拉力维度、所述刚度维度和所述阻尼维度的力的可觉界信息；
31、其中，不同触觉感受具体是通过施加不同大小的任一所述拉力维度、所述刚度维度和所述阻尼维度的力来实现的。
32、优选地，所述在所述触觉感知交互场景中，设计任一所述拉力维度、所述刚度维度和所述阻尼维度的触觉感知实验，还包括如下步骤：
33、设置第一触觉感受的球体模型和多个第二触觉感受的球体模型；
34、通过所述工具模型分别感受所述第一触觉感受的球体模型和多个所述第二触觉感受的球体模型，以获取第二感受结果；
35、根据所述第二感受结果回答第二调查问卷，以获取第二调查问卷回答情况；
36、根据所述第二调查问卷回答情况，获取当次实验中任一所述拉力维度、所述刚度维度和所述阻尼维度的力的可觉差信息；
37、其中，第一触觉感受所施加的任一所述拉力维度、所述刚度维度和所述阻尼维度的力大于所述第二触觉感受所施加的相同维度的力。
38、优选地，所述实验参数包括：对应维度的力的系数、实验用时、实验轮次、所述第一调查问卷回答情况或所述第二调查问卷回答情况；
39、所述预设条件，包括：对所述第一调查问卷回答情况或所述第二调查问卷回答情况的错误次数是否达到预设错误次数；
40、或当前对应维度的力的系数是否小于预设系数阈值；
41、则所述通过调整对应维度的实验参本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，所述设计眼科手术的触觉感知交互场景，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，所述多个维度的触觉感知实验，包括：拉力维度、刚度维度和阻尼维度的触觉感知实验；
4.如权利要求3所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，刚度维度的触觉感知实验中刚度力的生成过程包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，阻尼维度的触觉感知实验中阻尼力的生成过程包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，所述在所述触觉感知交互场景中，设计任一所述拉力维度、所述刚度维度和所述阻尼维度的触觉感知实验，包括如下步骤：
7.如权利要求5所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，所述在所述触觉感知交互场景中，设计任一所述拉力维度、所述刚度维度和所述阻尼维
8.如权利要求6或7所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，所述实验参数包括：对应维度的力的系数、实验用时、实验轮次、所述第一调查问卷回答情况或所述第二调查问卷回答情况；
9.如权利要求8所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，所述预处理并分析所述实验数据，以获取多个维度的触觉感知信息，包括如下步骤：
10.一种面向眼科手术的触觉感知信息量化系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，所述设计眼科手术的触觉感知交互场景，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，所述多个维度的触觉感知实验，包括：拉力维度、刚度维度和阻尼维度的触觉感知实验；
4.如权利要求3所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，刚度维度的触觉感知实验中刚度力的生成过程包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，阻尼维度的触觉感知实验中阻尼力的生成过程包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的面向眼科手术的触觉感知信息量化方法，其特征在于，所述在...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴伟伟，马榕沛，董帆，谷洋，胡旻，陈益强，
申请(专利权)人：爱尔眼科医院集团股份有限公司长沙爱尔眼科医院，
类型：发明
国别省市：
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