收藏本站
《西北大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于笔交互的三维颌骨手术系统研究

吴光勇  
【摘要】:传统颌骨手术仿真系统采用桌面坏境下WIMP(Window, Icon, Menu, Pointing Device)交互方式,其要求用户即外科医生使用传统输入设备进行手术模拟操作。然而,使用WIMP交互方式存在以下两个问题:其、WIMP方式基于桌面隐喻,是属于命令式、粗粒度的交互,而用户在进行手术操作过程中希望系统满足其“边想边干”的自然工作厅式,这就要求系统提供细粒度的交互支持:其二、手术仿真本身是一种概念层次的创造性活动,并非WIMP所支持的程式化活动。用户在操作过程中可能需要对其含糊、非确定以及瞬时变化的思维活动进行捕捉及诊断结果的记录,而WIMP方式下的输入设备缺乏自然性,需要频繁切换输入设备才能达到用户需要,导致用户注意力分散,降低用户工作效率 针对当前颌骨手术仿真系统存在的问题,本文通过引入Post-WIMP交互方式下的笔式用户外面,提出了基于笔交互的颌骨手术访真,为改善颌骨手术仿真系统的交互有效性和效率提供了一个可能解。主要研究工作包折: (1)分析了Post-WIMP下交互技术及交互活动特征,结合虚拟颌骨手术的交互任务特点,采用以用户为中心的设计方法,将笔交互应用颌骨手术仿真系统中。作为WIMP的一种补充 ,笔交互基于纸笔隐喻,用户可以利用笔输入的数据信息来生成虚拟手术刀模拟曲面切割等手术相关操作,符合用户的工作习惯。 (2)研究了虚拟颌骨手术下三维交互技术的特征和任务,采用更加符合入体感知和控制原理的三维鼠标作为辅助交互设备,解决了三维场景中对象精确控制问题。 (3)设计并实现了一个基于笔交互的三维颌骨手术仿真原型系统,并采用笔交互的文字和手势识别等交互技术设计了一个笔式编辑工具。医生的思维活动信息和诊断结果所需输入的文字并不太多,因而可以利用系统提供的笔式编辑器来进行文字录入,利用手势来进行相应的修改,从而减少了输入设备之间的切换,提高了交互自然性。最后通过对原型系统进行可用性评估,验证了本文设计的有效性和合理性。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R782.2;TP391.41

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 王子罡,唐泽圣,王田苗,刘达,吕洪波,申皓;基于虚拟现实的计算机辅助立体定向神经外科手术系统[J];计算机学报;2000年09期
2 田丰,牟书,戴国忠,王宏安;Post-WIMP环境下笔式交互范式的研究[J];计算机学报;2004年07期
3 田丰,秦严严,王晓春,敖翔,王宏安,戴国忠;PIBG Toolkit:一个笔式界面工具箱的分析与设计[J];计算机学报;2005年06期
4 罗渝兰,王景熙,郑昌琼;图像分割在生物医学工程中的应用[J];计算机应用;2002年08期
5 田丰,戴国忠,陈由迪,程成;三维交互任务的描述和结构设计[J];软件学报;2002年11期
6 刘颖;人机交互界面的可用性评估及方法[J];人类工效学;2002年02期
7 石磊;邓昌智;戴国忠;;一种Post-WIMP界面:PGIS的实现[J];中国图象图形学报;2010年07期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 田丰;Post-WIMP软件界面研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2003年
2 华庆一;以用户为中心的系统分析、建模与设计过程研究[D];西北大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕争,李东辉,吴刚;基于PIGB范式的笔式用户界面可用性设计[J];安阳工学院学报;2005年02期
2 王宏武,蒋宇全,董士海;基于PC的虚拟现实系统开发平台——PCVRS[J];北京大学学报(自然科学版);1997年05期
3 董士海,陈敏,罗军,林应明,蒋宇全;多通道用户界面的模型、方法及实例[J];北京大学学报(自然科学版);1998年Z1期
4 高宏建;杨春兰;赵磊;艾海明;吴水才;程志刚;梁萍;;肝癌微波热疗手术规划系统的设计与实现[J];北京工业大学学报;2010年03期
5 主海文,刘有军,曾衍钧;血管图像分割技术的研究进展[J];北京生物医学工程;2005年02期
6 林晓,邱晓嘉;图像分析技术在医学上的应用[J];包头医学院学报;2005年03期
7 葛列众;万佳;;产品包装的可用性研究综述[J];包装工程;2010年05期
8 杜培军,高井祥,梁广泉;在WINDOWS下建立矿山测量信息管理系统几个关键问题的探讨[J];测绘通报;1998年12期
9 潘峰,武威,杨轶璐,徐心和;视觉定位脑外科手术机器人系统的坐标映射[J];东北大学学报;2005年05期
10 詹瑾瑜,熊光泽,孙明;一种嵌入式GUI软件结构实现方案[J];电子科技大学学报;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈亮;王晨升;王伟;;一种基于双路视觉实时立体显示的交互界面设计[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
2 彭丰平;鲍苏苏;;计算机辅助腹部外科虚拟手术系统的应用研究[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
3 岳玮宁;王衡;汪国平;;同步语音辅助的非连续汉字手写输入研究[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
4 武汇岳;滕东兴;马翠霞;戴国忠;;基于草图的工艺图板设计系统的研究与实现[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第2届中国人机交互学术会议(CHCI'06)论文集[C];2006年
5 梁怀宗;华庆一;;基于笔的电子表单在概念比较中的应用[A];第三届和谐人机环境联合学术会议(HHME2007)论文集[C];2007年
6 孟祥亮;史元春;杨欣;;基于分层原语的多模态输入统一访问接口[A];第四届和谐人机环境联合学术会议论文集[C];2008年
7 程时伟;孙守迁;;手机用户界面可用性评估的眼动模型[A];第四届和谐人机环境联合学术会议论文集[C];2008年
8 付永刚;安维华;;Pen3D:一个笔式三维交互系统[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
9 王东署;潘峰;项龙江;徐心和;;基于视觉伺服的脑外科手术机器人系统[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
10 宋翠家;龙建忠;罗代升;;基于遗传算法的模糊熵多阈值图像分割[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙超;增强现实环境下基于手势的自然交互[D];浙江大学;2010年
2 李雷;信息处理辅助临床诊断的应用研究[D];上海交通大学;2011年
3 翟伟明;影像引导下计算机辅助介入手术导航关键技术的研究[D];清华大学;2010年
4 黎程;数字医学技术在器官移植中的应用研究[D];南方医科大学;2011年
5 蔡肯;基于双源CT的全心脏图像配准与自动分割算法研究[D];华南理工大学;2011年
6 张明亮;开放性数控系统关键技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
7 田丰;Post-WIMP软件界面研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2003年
8 宋保华;面向产品概念设计的智能草图研究[D];西北工业大学;2003年
9 付永刚;桌面环境下的三维用户界面和三维交互技术研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2005年
10 路敦民;被动式五连杆人机合作机器人研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡晓亮;嵌入式系统软件GUI中间件研究与设计[D];山东科技大学;2010年
2 王宇轩;电子信箱的可用性实验研究[D];浙江理工大学;2010年
3 李锐;电子海图系统人机界面的可用性评估研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 曾艳艳;基于RBF神经网络的手绘电气草图识别研究[D];湘潭大学;2009年
5 郭晓君;微创手术机器人虚拟安全屏障在线建模与控制[D];河南工业大学;2010年
6 梅郁;心智模型与信息构建的一致性研究及在移动互联网软件中的设计应用[D];浙江大学;2011年
7 朱珠;基于消费者视角的自主销售式B2C服装购物网站可用性评估[D];东华大学;2010年
8 樊翠芳;儿童网站的界面设计方法研究[D];东华大学;2009年
9 左香玉;重叠细胞的判别与分割计数方法研究[D];太原理工大学;2011年
10 赵文强;基于笔交互的腹部器官分割[D];西北大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田丰,程成,陈由迪,戴国忠;面向虚拟装配的三维交互平台[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年03期
2 华庆一;一个面向对象系统的三维可视范型及实现[J];计算机学报;1997年09期
3 华庆一,葛玮,鱼滨,郝克刚;一个面向对象的交互式图形工具箱OOIGT[J];计算机学报;1998年02期
4 田丰,牟书,戴国忠,王宏安;Post-WIMP环境下笔式交互范式的研究[J];计算机学报;2004年07期
5 田丰,秦严严,王晓春,敖翔,王宏安,戴国忠;PIBG Toolkit:一个笔式界面工具箱的分析与设计[J];计算机学报;2005年06期
6 华庆一;一个基于属性文法的用户界面规格说明[J];计算机学报;1996年05期
7 李杰,田丰,王维信,戴国忠;面向儿童的多通道交互系统[J];软件学报;2002年09期
8 田丰,戴国忠,陈由迪,程成;三维交互任务的描述和结构设计[J];软件学报;2002年11期
9 陈冠饶,王景熙,郑昌琼,王章伟,ZHENG Yi;一种基于生物仿真结构的神经网络在超声医学图像分割中的应用[J];四川大学学报(工程科学版);2001年03期
10 何艳阳,王景熙,罗渝兰,屈冰;生物仿真神经网络图像分割方法中的参数自动确定[J];四川师范大学学报(自然科学版);2001年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何艳阳;一种基于神经网络的自适应阈值分割方法中参数的自动确定及其在彩色图像分割中的应用[D];四川大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜志江,孙立宁,富历新;机器人辅助医疗技术的新进展[J];高技术通讯;2003年06期
2 梅林,宋建军,刘显明,于海涛,姜振宇;脑立体定向手术仿真靶点的研制和手术质控的探讨[J];立体定向和功能性神经外科杂志;2003年02期
3 陈华;李世荣;张绍祥;谭立文;;成人阴茎整形修复的3D手术仿真研究[J];中国美容医学;2006年09期
4 封兴华;李云鹏;魏建华;林勤;;融合VTK技术的唇裂手术仿真系统的初步研究[J];中国美容医学;2009年05期
5 田和强;吴冬梅;杜志江;孙立宁;;机器人技术在矫形外科中的应用与发展[J];中国矫形外科杂志;2009年22期
6 胡南;郑小林;张绍祥;谭立文;单锦露;罗洪艳;;基于虚拟现实的女性盆腔可视化及手术仿真[J];中国医学影像技术;2010年02期
7 陈良迟;谢正祥;张能;汪英;窦晓明;张世强;;胃电的三维提取与分析[J];中国医学物理学杂志;1991年Z1期
8 管正元;栗抗生;余应华;;医用超声三维显示技术的进展[J];国际生物医学工程杂志;1985年02期
9 吕维雪;;医学仪器的新进展(二)[J];中国医疗器械杂志;1991年02期
10 杨斌,黄洪章,李晶,江贵平,陈伟良,潘朝斌,张金明,李劲松,伍虹;颅颌面整形外科立体可视化和手术仿真模拟系统的建立[J];现代临床医学生物工程学杂志;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张爱武;胡少兴;蔡广杰;王雷章;龚俐达;;大规模地面三维激光数据处理方法[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
2 谢叻;肖波;吴巧教;李敏;;虚拟现实技术在外科手术中的应用[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
3 崔德华;王丹力;戴国忠;;轮廓线技术在笔式三维草图绘制中的应用[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第2届中国人机交互学术会议(CHCI'06)论文集[C];2006年
4 柳和培;唐党生;侯燕鸣;;立体对电镜图像投射演示的原理和技术[A];第三次中国电子显微学会议论文摘要集(二)[C];1983年
5 彭永石;;基于双目立体视觉的番茄三维信息的测量方法[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
6 郁松;樊晓平;廖志芳;;3D虚拟现实内镜手术仿真培训系统的研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 顾伟康;叶秀清;刘济林;;一个用于室外智能机器人的集成视觉处理系统[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
8 韩双景;何汉武;李晋芳;雷钧;何宇磊;;交互式虚拟膝关节镜手术中半月板修复术的研究与实现[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
9 袁身刚;袁琼;柴鸽庆;张世相;郑崇直;;计算机辅助含氟新农药分子设计[A];中国化工学会农药专业委员会第八届年会论文集[C];1996年
10 曹磊峰;郑志坚;张保汉;丁永坤;江少恩;李朝光;伊福庭;彭良强;张君芳;韩勇;;Gabor波带片编码全息成像X光层析技术[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄旭堂 高晖 于陶明;这就是创新的价值![N];边防警察报;2007年
2 高晖 本报记者 徐金春 张民生;三维信息佑护东方大港[N];边防警察报;2010年
3 高晖;大信息构建管理新格局[N];人民公安报;2007年
4 王留碗 张霖伟;北仑边检站:三维信息实战指挥系统通过鉴定[N];人民公安报;2009年
5 于陶明 徐力 骆福平;大通关 走前列[N];中国国门时报;2007年
6 本报记者 王握文 本报特约通讯员 刘少华;虚拟手术开创外科教学新模式[N];解放军报;2005年
7 姜亦云;长春超高压局对智能变电站实施远程三维信息管理[N];东北电力报;2010年
8 记者 常丽君;三维替身让你开会睡觉两不误[N];科技日报;2011年
9 黄旭堂 于陶明 徐力;温和以令民安心[N];边防警察报;2007年
10 本报记者 李颖 实习生 蒋秀娟;面部识别鉴定身份真的可靠吗?[N];科技日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗健飞;基于力矢量的笔式交互方法与应用研究[D];中国科学技术大学;2012年
2 韩勇;基于笔和语音的交互应用研究[D];北京交通大学;2006年
3 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年
4 粟阳;笔式用户界面研究——理论、方法和实现[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2002年
5 郁松;3D虚拟现实内镜手术仿真关键技术研究[D];中南大学;2011年
6 周卫斌;三维多晶复合材料显微结构模拟与性能分析[D];天津大学;2010年
7 黄文军;三维人脸识别及其模板保护算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 冯兴隆;自然崩落法矿岩工程质量数字化评价及模拟技术研究[D];中南大学;2010年
9 王磊;基于旋转对称三角测量视觉传感器的高分辨率三维信息获取技术研究[D];合肥工业大学;2007年
10 庄梅玲;三维衣身原型曲面展平技术的研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴光勇;基于笔交互的三维颌骨手术系统研究[D];西北大学;2011年
2 赵文强;基于笔交互的腹部器官分割[D];西北大学;2011年
3 姚鑫;基于笔交互的农产品信息采集与发布系统的设计与实现[D];南昌航空大学;2012年
4 盖建华;基于实体模型的笔交互造型方法研究与实现[D];浙江大学;2005年
5 吴磊;基于笔交互的CT图像轮廓提取系统的研究与实现[D];西北大学;2010年
6 海燕敏;笔交互手绘动画的半自动生成方法研究[D];昆明理工大学;2009年
7 蔡萍;基于笔交互的协同概念构图系统的研究与实现[D];西北大学;2008年
8 王爽;基于多通道交互技术的几何学习系统研究与实现[D];西北大学;2008年
9 邢冲;支持笔交互的数字纸张建模与生成方法研究[D];中国科学技术大学;2009年
10 邢双秋;虚拟家居设计系统中笔式交互的应用与实现[D];湖南大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026