專利名稱：用于牙科學(xué)的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于牙科學(xué)的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)。它還涉及該系統(tǒng)所采用的學(xué)習(xí)方法，及其在訓(xùn)練和模擬治療方法上的用途。
在培訓(xùn)牙科手術(shù)領(lǐng)域的學(xué)生時，基本操作技能的訓(xùn)練通常是在死亡后取出的天然牙齒上進行的。這種牙齒稀少并且昂貴，而且難于獲得，它構(gòu)成了大學(xué)和培訓(xùn)中心的沉重的預(yù)算負擔(dān)。另外，通常這種來源不明的牙齒會使其使用者受到無法接受的污染危險?？梢酝ㄟ^商業(yè)渠道獲得人造牙齒，但是最廉價的人造牙齒是由同一種材料制成的，這種牙齒不能再現(xiàn)牙齒的結(jié)構(gòu)(釉質(zhì)、牙質(zhì)、齒髓)，而異質(zhì)人造牙齒更真實一些，但是因為它們超過了培訓(xùn)預(yù)算而難于被接受。
更常見的是，包括對固體物體進行無法恢復(fù)的操作，如刺穿、鉆孔、刮削或雕刻的用于治療或工業(yè)目的的任何機械治療技術(shù)的學(xué)習(xí)，都會受到獲得用于治療的物體的問題的影響。
Denx有限公司出售一種被稱為DentSim的虛擬現(xiàn)實牙科操作臺，該操作臺包括一個裝有與計算機連接的傳感器的模擬患者，一整套牙科手術(shù)器械，以及為用戶提供模擬患者下頜的三維圖像的軟件工具。由Denx有限公司所擁有的專利US5688118披露了一種用于牙科學(xué)的圖像、聲音和感覺模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個便攜式鉆頭，在鉆頭中裝有一個三維傳感器，用于為該系統(tǒng)提供所述鉆頭的空間位置和方向，以及一個數(shù)據(jù)處理和顯示裝置。該模擬系統(tǒng)的用戶在安裝在模擬患者的假人的人造下頜里的人造牙齒上進行操作。該系統(tǒng)還包括用于控制通向所述鉆頭的壓縮空氣流的裝置，并因此控制鉆頭的轉(zhuǎn)速，以便模仿相應(yīng)于通過具有不同的硬度的牙齒的各層鉆孔操作時的聲音和感覺。
雖然該系統(tǒng)確實能提供用于牙科學(xué)教育的訓(xùn)練方法，但是它具有一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，特別是該結(jié)構(gòu)涉及到安裝一壓縮空氣源，這必然會導(dǎo)致很高的成本，這對于所有牙科學(xué)培訓(xùn)中心來說，并不是都可以接受的。
本發(fā)明的一個主要目的是通過提供一種虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)解決上述問題，該系統(tǒng)使得接受初步訓(xùn)練或正在訓(xùn)練的學(xué)生或開業(yè)醫(yī)生能學(xué)習(xí)正確的方法和操作，并且，其成本也顯著低于特別是包括必需的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的常規(guī)牙科操作臺的成本。
另外，除了訓(xùn)練需要之外，特別是在牙科手術(shù)中也存在需求，特別是在治療和介入方法模擬中需要，例如，在正牙學(xué)中，其中治療是在牙模型(typodonts)上模擬的，而受到正牙力的人造牙齒被埋在蠟支持物中，該支持物必須通過加熱軟化。
因此，本發(fā)明的另一個目的是提供一種虛擬現(xiàn)實軟件應(yīng)用，它能為開業(yè)醫(yī)生提供一種用于確定介入策略的模擬工具。
上述目的是通過用于獲得牙科學(xué)的手術(shù)方法的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)而實現(xiàn)的，該系統(tǒng)包括--一個可以手持的真實輔助設(shè)備，--用于在所述真實輔助裝置上提供位置和方向信息的裝置，--基于計算機的裝置，用于在一個屏幕上提供虛擬物體的三維圖像，特別是一個虛擬的牙齒或一套虛擬的牙齒，以及相應(yīng)于所述真實輔助裝置的有效空間位置的虛擬手工工具的空間顯示，和--一個觸摸式人-機界面裝置，它包括所述可以手持的真實輔助裝置，并且包括由所述基于計算機的裝置控制的驅(qū)動器，以便在所述虛擬手工工具與虛擬物體互動時，給將所述真實輔助裝置握在手中的用戶提供一個力反饋。
根據(jù)本發(fā)明，所述模擬裝置包括用于模擬所述虛擬物體的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以及根據(jù)所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)和所述虛擬手工工具的功能特征，給所述控制裝置提供力反饋的裝置。
因此，可以提供這樣一種訓(xùn)練系統(tǒng)，它只需要一臺常見類型的計算機或IT操作臺和一個觸摸式人-機界面裝置作為其硬件基礎(chǔ)。與上述專利文件US5688118中所披露的訓(xùn)練系統(tǒng)不同，沒有必要在真實的鉆頭和人造牙齒之間提供真實的物理互動。在本發(fā)明中，所提供的唯一的真實機械操作，就是對用戶所持的真實訓(xùn)練輔助裝置產(chǎn)生的力反饋，這樣就顯著降低了實施該方法的成本，因為觸摸式人-機界面是現(xiàn)有的。
在本發(fā)明系統(tǒng)的一種具體實施方案中，所述人-機界面裝置還包括一個被設(shè)計用于在其一端容納所述真實輔助裝置的以鉸鏈形式相連的機械結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選還包括用于模擬所述虛擬手工工具和虛擬物體之間的互動的裝置。
所述觸摸式界面裝置還可以與所述計算機配合工作，以便用戶可以從一組可供利用的虛擬手工工具中選擇一種虛擬手工工具。所述工具可以包括其一部分可以以可調(diào)節(jié)的速度旋轉(zhuǎn)的手工工具。
可以用推薦的虛擬手工工具制造一種虛擬手工工具。另外，可以取消虛擬手工工具在模型上的某些操作。
還可以在本發(fā)明的系統(tǒng)中提供用于根據(jù)所述虛擬手工工具和虛擬物體之間的預(yù)定互動播放預(yù)定的聲音的裝置，以及用于模擬在與所述虛擬手工工具互動期間，所述虛擬物體內(nèi)的熱效應(yīng)的裝置。
所述真實輔助裝置可以是一個探頭，它具有類似于真實手工工具的物理特征和大小特征。該探頭還可以由一個以可以拆卸的方式安裝在所述鉸鏈連接的機械結(jié)構(gòu)末端的真實手工工具構(gòu)成。
應(yīng)當(dāng)指出的是，一種異質(zhì)觸摸式結(jié)構(gòu)可以提供單一的虛擬輔助裝置(或模型)。
可以通過所述虛擬手工工具的內(nèi)在特征改變所述虛擬輔助裝置的觸摸特征(該手工工具的轉(zhuǎn)速、所述輔助裝置和手工工具之間的接觸時間)。
用戶可以通過虛擬手工工具賦予改進(虛擬從原始模型上除掉材料)部位一種觸摸特征，產(chǎn)生一種新的異質(zhì)模型。
還可以規(guī)定本發(fā)明的前提，以便通過模擬虛擬的鏡子，以間接方式在所述模型上操作(顛倒用戶移動和顯示的虛擬手工工具之間的方向)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于本發(fā)明系統(tǒng)中的用來獲得牙科學(xué)的操作過程的一種虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練方法，該方法包括--獲得真實手持輔助裝置的空間位置數(shù)據(jù)，--虛擬物體，特別是虛擬牙齒在屏幕上的三維圖像，--提供能夠在所述虛擬物體上操作的虛擬手工工具，以及模擬所述虛擬手工工具和所述虛擬物體之間的互動，--處理空間位置信息，以便提供相應(yīng)于所述真實輔助裝置的有效空間位置的所述虛擬手持工具的空間顯示，所述真實手持輔助裝置屬于一種觸摸式人-機界面裝置，它包括受控制的驅(qū)動器，以便在所述虛擬手工工具與所述虛擬物體互動時，為用手握住所述真實輔助裝置的用戶提供一個力反饋。
本發(fā)明訓(xùn)練方法的特征是，一方面，它在所述觸摸式界面裝置內(nèi)，在空間位置獲取功能和力反饋驅(qū)動器控制功能之間采用了一種軟件界面，另一方面，虛擬物體和手工工具的模擬和三維圖像是在所述計算機內(nèi)完成的。
本發(fā)明的方法優(yōu)選還包括模擬所述虛擬物體的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)和所述虛擬手工工具的功能特征產(chǎn)生力反饋數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的訓(xùn)練方法優(yōu)選包括提供由用戶實施工作的數(shù)字數(shù)據(jù)的可能性(去除、添加的虛擬材料的體積；工作時間，手工工具通過所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的某些解剖學(xué)標志的情況)。
另外，可以改變所述模型的所述異質(zhì)部分之一的透明度，以便顯示所述輔助裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
還可以設(shè)計成能產(chǎn)生由用戶所選擇的所述虛擬模型的X光或射線照相術(shù)的圖像。
另外，本發(fā)明的訓(xùn)練方法可以優(yōu)選包括顯示由用戶所進行的工作的錄像序列(回放)。
本發(fā)明的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)和方法被直接應(yīng)用在牙科學(xué)領(lǐng)域，其中，虛擬物體是牙齒，而虛擬手工工具是手術(shù)手工工具。所述虛擬牙齒可以插入虛擬下頜中，而它本身構(gòu)成了虛擬頭部的一個整體部分。
這種用途同樣涉及在牙科學(xué)中的訓(xùn)練或模擬治療方法。
通過以下說明可以進一步了解本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。在作為非限定性實施例提供的附圖中

圖1A是本發(fā)明虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)的框圖，其中，真實輔助裝置是鉆頭；圖1B表示所述真實輔助裝置為探頭的具體應(yīng)用；圖2A是通過本發(fā)明方法治療的牙齒的簡化剖視圖；圖2B是在本發(fā)明的觸摸式虛擬現(xiàn)實方法中產(chǎn)生力反饋的功能性示意圖；和圖3是實施本發(fā)明的觸摸式虛擬現(xiàn)實方法的軟件程序的框圖。
下面結(jié)合圖1A對本發(fā)明的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)進行說明。系統(tǒng)S包括一個觸摸式界面裝置1，以及一臺與該觸摸式界面裝置連接的計算機6，所述觸摸式界面裝置包括一個鉸鏈式連接的臂3，在其自由末端有一個真實輔助裝置2，例如一個鉆頭或一個鉆頭的模型或拷貝，該輔助裝置可以握在用戶手M中。
本發(fā)明的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練方法可優(yōu)選采用，但不限于由SensAble技術(shù)公司生產(chǎn)并出售的PHANTOMTM/DESKTOP觸摸式系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個具有力反饋的完整的觸摸式界面裝置。
例如，所述鉸鏈式連接臂3包括3個鉸鏈40、41、42，和一個與裝有電源和控制電路的底座3連接的旋轉(zhuǎn)接頭43。每一個鉸鏈裝有一個角度位置傳感器和一個電力驅(qū)動器，例如，壓電驅(qū)動器或任何其他能夠提供力反饋的電-機轉(zhuǎn)換技術(shù)。
計算機6裝有一個屏幕7，以便可以顯示虛擬牙齒T和在所述虛擬牙齒上操作的虛擬手工工具OV的三維圖像，以及可以由該系統(tǒng)用戶輸入的虛擬手工工具01-04的調(diào)色板P。
應(yīng)當(dāng)指出的是，如圖1B所示，還可以提供鉸鏈式連接臂30，在其末端安裝一個簡單的探頭20，該探頭可以拿在用戶的手中。
下面結(jié)合圖2A和2B說明在本發(fā)明的觸摸式虛擬現(xiàn)實方法中所采用的牙齒異質(zhì)結(jié)構(gòu)的處理。
虛擬牙齒T被認為具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中，該結(jié)構(gòu)是通過牙齒內(nèi)部的不同區(qū)域釉質(zhì)、牙質(zhì)D和齒髓P而被預(yù)先模擬的。當(dāng)在虛擬牙齒T的頂端進行鉆孔操作時，會依次通過以上三個區(qū)E、D和F。為了將特定水平的機械阻力R與每一個區(qū)聯(lián)系在一起，開發(fā)了所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)的模型MH。
當(dāng)用戶移動探頭手工工具2進行真實操作時，觸摸式界面裝置1的傳感器提供所述探頭手工工具的空間位置數(shù)據(jù)，對該數(shù)據(jù)進行處理，以便決定虛擬手工工具OV和虛擬牙齒T之間互動的水平，并且獲得在考慮了所述異質(zhì)模型MH被操作的牙齒的三維模擬。通過該模擬，可以產(chǎn)生由于虛擬牙齒的不同部位具有不同的阻力而導(dǎo)致的作用力信息，該信息被轉(zhuǎn)換成所述觸摸式界面裝置的驅(qū)動器的指令，該觸摸式界面最終會給用戶提供一個力反饋。
為了在牙科學(xué)的特定場合實施本發(fā)明的觸摸式虛擬現(xiàn)實方法而開發(fā)的軟件程序L包括，例如，參見圖3，用于觸摸式界面裝置1的驅(qū)動器程序LP，它具有在牙科學(xué)領(lǐng)域使用所需要的所有基本特征，以及適用于本發(fā)明的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的銷售部門的用戶界面程序LU。
驅(qū)動器程序LP負責(zé)處理由傳感器接受到的位置數(shù)據(jù)，控制力反饋驅(qū)動器，虛擬牙齒、虛擬手工工具和該牙齒和/或手工工具互動的三維模擬，以及力反饋的運算。
用戶界面程序LU負責(zé)牙齒和虛擬手工工具的三維曲線圖顯示，管理虛擬牙齒和手工工具庫，控制圖像指令，如變焦、移動、旋轉(zhuǎn)等，以及從一系列可供選用的手工工具中選擇虛擬手工工具。
探頭手工工具2可以是一般用途類型的或者可以是能拆卸的，并且具有牙科手術(shù)手工工具的大小和物理特征(重量、材料和外表面)。
驅(qū)動器程序可以顯示并且真實地再現(xiàn)三維物體的操作，以及通過虛擬手工工具對它進行的修飾。通過所述鉸鏈式連接臂的力反饋，將構(gòu)成虛擬物體的材料的阻力考慮在內(nèi)虛擬物體的阻力越大，要操作的物體就越硬。
必須選擇性能足夠強大的計算機，以便能流暢地實施真實的三維物體。作為一種非限定性實施例，可以使用PC類型的雙處理器計算機，其中的一臺處理器專門用于顯示功能，而另一臺處理器專門用于運算功能。
本發(fā)明的觸摸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和方法在牙科學(xué)上的應(yīng)用，包括模擬一組接受治療的類型的牙齒，以及用于牙科手術(shù)中的多種基本手工工具。具體地講，所述工具是定速或變速鉆頭，和具有不同鉆頭模式的渦輪，以及鉤子、模具、托架和正牙牙弓。
本發(fā)明的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)的主要功能可包括--考慮現(xiàn)實世界相對于虛擬圖像的可調(diào)整比例因子，--在虛擬牙齒上作用機械操作，特別是鉆孔、刮削、添加材料(填充汞合金或復(fù)合樹脂)，并且在模具中壓模成型，--通過阻力變化顯示牙齒異質(zhì)結(jié)構(gòu)，--無論變焦水平如何，相對所述牙齒和手工工具的虛擬圖像進行同位轉(zhuǎn)換，--在牙齒的每一部分釉質(zhì)、牙質(zhì)、齒髓中，所述手工工具的轉(zhuǎn)速與阻力降低之間的相關(guān)性。
還可以選擇性地提供一定功能--增加下頜開度的可能性，
--作用在用戶手臂上的振動力反饋(振動)，模擬鉆頭使用，--添加到虛擬牙齒上的材料隨著時間的推移而硬化，--通過選擇被插入到下頜中的牙齒組成一個常見模型的可能性。
在本發(fā)明的場合下，可以建立一個虛擬牙齒庫，以便包括在牙科學(xué)實踐中所遇到的所有類型的牙齒。所述虛擬牙齒可以單獨顯示，或者插入一個虛擬下頜中，虛擬下頜本身又可以被插入一個虛擬面部。
當(dāng)然，本發(fā)明不局限于上面所披露的實施例，并且，在不超出本發(fā)明范圍的前提下可以對上述實施例進行多種改進。因此，可以設(shè)計出不同于上述結(jié)構(gòu)的其他觸摸式界面裝置結(jié)構(gòu)。另外，還可以通過一個或多個連接網(wǎng)絡(luò)，特別是通過互聯(lián)網(wǎng)，將觸摸式界面裝置與一臺遠程計算機連接。
還可以在本發(fā)明的訓(xùn)練系統(tǒng)上提供用于根據(jù)虛擬手工工具和虛擬物體之間的預(yù)定互動播放預(yù)定聲音的裝置。所述聲音可以包括模擬由真實工具所產(chǎn)生的噪音，所述噪音可以根據(jù)所述手工工具的具體轉(zhuǎn)速和所通過的生理學(xué)層而改變，或者還可以模擬患者對正在進行的操作過程的反應(yīng)。另外，該系統(tǒng)還可以包括用于模擬在與所述虛擬手工工具互動期間，所述虛擬物體內(nèi)的模擬熱效應(yīng)的裝置。
權(quán)利要求
1.用于獲得牙科學(xué)的操作方法的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)(S)，該系統(tǒng)包括--一個可以手持的真實輔助設(shè)備(2，20)，--用于在所述真實輔助裝置上提供位置和方向信息的裝置，--基于計算機的裝置(6)，用于在一個屏幕(7)上提供虛擬物體(T)的三維圖像，特別是一個虛擬的牙齒或一口虛擬的牙齒，以及相應(yīng)于所述真實輔助裝置(2)的有效空間位置的虛擬手工工具的空間顯示，和--一個觸摸式人-機界面(IHM)裝置(1)，它包括所述可以手持的真實輔助裝置(2)，并且包括由所述基于計算機的裝置(6)控制的驅(qū)動器，以便在所述虛擬手工工具(OV)與虛擬物體(T)互動時，給將所述真實輔助裝置握在手中的用戶提供一個力反饋，其特征在于，所述模擬裝置包括用于模擬所述虛擬物體(T)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以及根據(jù)所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)和所述虛擬手工工具(OV)的功能特征，給所述控制裝置提供力反饋的裝置。
2.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)(S)，其特征在于，所述人-機界面裝置(1)還包括一個被設(shè)計用于在其一端容納所述真實輔助裝置(2)的鉸鏈連接的機械結(jié)構(gòu)(3)。
3.如權(quán)利要求1或2中任意一項的系統(tǒng)(S)，其特征在于，它還包括用于模擬所述虛擬手工工具(OV)和虛擬物體(T)之間的互動的軟件裝置。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項的系統(tǒng)(S)，其特征在于，所述觸摸式界面裝置(1)與所述基于計算機的裝置(6)配合工作，以便用戶可以從一組可供利用的虛擬手工工具(01-04)中選擇一種虛擬手工工具(OV)。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項的系統(tǒng)(S)，其特征在于，所述虛擬手工工具可以包括其一部分可以以可調(diào)節(jié)的速度旋轉(zhuǎn)的手工工具(OV)。
6.如權(quán)利要求1-5中任意一項的系統(tǒng)(S)，其特征在于，所述模擬裝置還包括用于模擬一組虛擬物體的裝置。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項的系統(tǒng)(S)，其特征在于，所述真實輔助裝置是一個探頭(20)。
8.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)(S)，其特征在于，所述探頭具有類似于真實手工工具的物理特征和大小特征。
9.如權(quán)利要求8的系統(tǒng)(S)，其特征在于，所述探頭還可以由一個以可以拆卸的方式安裝在所述鉸鏈連接的機械結(jié)構(gòu)(3)末端的真實手工工具(2)構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1-9中任意一項的系統(tǒng)(S)，其特征在于，它還包括根據(jù)虛擬手工工具(OV)和虛擬物體(T)之間的預(yù)定互動播放預(yù)定聲音的裝置。
11.如權(quán)利要求1-10中任意一項的系統(tǒng)(S)，其特征在于，它還包括用于在與所述虛擬手工工具(OV)互動期間，模擬所述虛擬物體(T)內(nèi)的熱效應(yīng)的裝置。
12.如上述權(quán)利要求中任意一項的系統(tǒng)(S)，其特征在于，它還包括相同虛擬輔助裝置的異質(zhì)觸摸式結(jié)構(gòu)(或模型)。
13.用于上述任意一項權(quán)利要求的系統(tǒng)中的用于獲得牙科學(xué)的操作過程的一種虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練方法，該方法包括--獲得真實手持輔助裝置(2，20)的空間位置，--虛擬物體(T)在屏幕(7)上的三維圖像，--提供能夠在所述虛擬物體(T)上操作的虛擬手工工具(OV)，以及模擬所述虛擬手工工具(OV)和所述虛擬物體(T)之間的互動，--處理空間位置信息，以便提供相應(yīng)于所述真實輔助裝置(2)的有效空間位置的所述虛擬手持工具的空間顯示，所述虛擬手持輔助裝置(2，20)屬于一種觸摸式人-機界面(IHM)裝置(1)，它包括受控制的驅(qū)動器，以便在所述虛擬手工工具(OV)與所述虛擬物體(T)互動時，為用手握住所述真實輔助裝置(2)的用戶提供一個力反饋其特征在于，一方面，它在所述觸摸式界面裝置內(nèi)，在空間位置獲取功能和力反饋驅(qū)動器控制功能之間采用了一種軟件界面，另一方面，虛擬物體和手工工具的模擬功能和三維圖像顯示功能是在所述計算機內(nèi)完成的。
14.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于，它還包括模擬所述虛擬物體(T)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)和所述虛擬手工工具(OV)的功能特征產(chǎn)生力反饋數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于，它還包括通過所述虛擬手工工具的內(nèi)在特征改變所述虛擬輔助裝置的觸摸特征。
16.如權(quán)利要求13-15中任意一項的方法，其特征在于，它還包括通過虛擬手工工具賦予改進部位一種觸摸特征，產(chǎn)生一種新的異質(zhì)模型。
17.如權(quán)利要求13-16中任意一項的方法，其特征在于，它還包括模擬虛擬的鏡子。
18.如權(quán)利要求17的方法，其特征在于，所述模擬虛擬的鏡子包括顛倒用戶移動和顯示的虛擬手工工具之間的方向。
19.如權(quán)利要求13-18中任意一項的方法，其特征在于，它還包括提供由用戶完成的工作的定量信息。
20.如權(quán)利要求19的方法，其特征在于，所述提供的定量信息包括有關(guān)去除或添加的虛擬材料的體積的信息。
21.如權(quán)利要求19或20的方法，其特征在于，所述提供的定量信息包括有關(guān)所述用戶工作時間的信息。
22.如權(quán)利要求19-21中任意一項的方法，其特征在于，所述提供的定量信息包括有關(guān)手工工具通過所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的某些解剖學(xué)標志的信息。
23.如權(quán)利要求13-22中任意一項的方法，其特征在于，還包括改變所述模型的所述異質(zhì)部分之一的透明度，以便顯示所述輔助裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
24.如權(quán)利要求13-23中任意一項的方法，其特征在于，還包括產(chǎn)生表示由用戶所選擇的所述虛擬模型的X光或射線照相術(shù)的圖像。
25.如權(quán)利要求13-24中任意一項的方法，其特征在于，還包括顯示由用戶所進行的工作的錄像序列。
26.上述任意一項權(quán)利要求的系統(tǒng)和方法用途，其特征在于，所述虛擬物體是牙齒，而虛擬手工工具是手術(shù)手工工具。
27.如權(quán)利要求26的用途，其中，所述虛擬牙齒可以插入虛擬下頜中。
28.如權(quán)利要求27的用途，其中，所述虛擬下頜被插入一個虛擬頭部。
29.上述任意一項權(quán)利要求的系統(tǒng)用于牙科學(xué)訓(xùn)練的用途。
30.上述任意一項權(quán)利要求的系統(tǒng)和方法用于模擬治療方法用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于虛擬現(xiàn)實培訓(xùn)系統(tǒng)以便獲得牙科醫(yī)術(shù)的程序化運動，即在顯示屏(7)上檢測與真實手持元件(2)的空間位置、虛擬物體(T)的三維顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)，對所述空間位置數(shù)據(jù)進行加工，以便提供與所述真實元件(2)的真實空間位置相應(yīng)的虛擬儀器(0V)的空間顯示，提供虛擬儀器(01－04)，用于在所述虛擬物體(T)上操縱，并且模擬所述虛擬儀器和所述虛擬物體(T)之間的互動。所述手持元件(2)屬于觸摸式人－機界面(IHM)，它包括受控制的驅(qū)動器，用于在所述虛擬儀器(0V)與所述虛擬物體(T)互動時，給在手中持有所述真實元件(2)的用戶提供一個力反饋。本發(fā)明可用于教學(xué)目的和職業(yè)目的。
文檔編號G09B23/28GK1439149SQ018118
公開日2003年8月27日 申請日期2001年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者J·阿澤拉德, J·布蘭查德, Y·毛林 申請人:巴黎大學(xué)－丹尼斯·迪德羅特第七分校