This paper proposes a haptic interface of training simulation to train the radial artery palpation. Since the radial artery palpation is using only the sensation transmitted to the fingertip without any visual information to detect the position and path of the radial artery, it is important to provide a realistic haptic feedback in a training simulation. Transmitted force changes with the blood pressure of the radial artery corresponding to the heartbeat. The skin including the radial artery is modeled as springs to analyze the transmitted force. Since the relation between the transmitted force and the position of the syringe pump is nonlinear, the position data of the syringe pump is obtained for transmitted the target force. The syringe pump is position controlled with an error of 14.92 % in training simulation. Various scenarios can be provided by changing the position and the path of the radial artery in two DOF for increasing the training effect of radial artery palpation. The clinical experts and medical technicians verified the usefulness and the realism of the proposed haptic interface. The average scores of usefulness and realism were 4.36 and 3.76 out of 5 points, respectively.
본 학위논문에서는 요골 동맥 촉진을 훈련하기 위한 시뮬레이션의 햅틱 인터페이스를 제안한다. 요골 동맥 촉진은 시각적인 정보 없이 손 끝에 느껴지는 감각만을 이용하여 요골 동맥의 위치와 경로를 판단하는 과정이기 때문에 실제와 유사한 햅틱 감각을 전달해주는 것이 중요하다. 요골 동맥 내부의 압력은 심장 박동에 따라 달라지며, 이에 따라 전달되는 힘의 크기를 분석하기 위해 피부와 요골동맥 내부의 압력을 스프링으로 모델링한다. 모델링에 기반하여 전달해야 할 햅틱 감각의 크기를 구한다. 이 때 인공 피부 바깥으로 전달되는 힘과 시린지 펌프의 위치는 비선형 관계에 있으므로 목표로 하는 힘을 전달하기 위한 시린지 펌프의 위치 데이터를 얻어낸다. 훈련 시 시린지 펌프는 14.92 %의 오차로 위치 제어된다. 요골 동맥의 위치와 경로를 찾는 훈련 효과를 높이기 위하여 2자유도로 요골 동맥의 위치와 경로를 변경하여 다양한 시나리오를 제공할 수 있다. 최종적으로 전문의를 통하여 제안한 장치가 훈련 용도로 쓰이기에 얼만큼 유용한지, 그리고 실제와 유용한지 검증되었다. 5점 만점 중 유용성 항목에서 평균 4.36점, 현실감 항목에서 평균 3.76점의 결과를 받았다.
