Three-dimensional (3D) visualization has been widely used in computer-aided medical diagnosis and planning. To interact with 3D models, current user interfaces in medical systems mainly rely on the traditional 2D interaction techniques by employing a mouse and a 2D display. There are promising haptic virtual reality (VR) interfaces which can enable intuitive and realistic 3D interaction by using VR equipment and haptic devices. However, the practical usability of the haptic VR interfaces in this medical field remains unexplored. In this study, we propose two haptic VR interfaces, a vibrotactile VR interface and a kinesthetic VR interface, for medical diagnosis and planning on volumetric medical images. The vibrotactile VR interface used a head-mounted VR display as the visual output channel and a VR controller with vibrotactile feedback as the manipulation tool. Similarly, the kinesthetic VR interface used a head-mounted VR display as the visual output channel and a kinesthetic force-feedback device as the manipulation tool. We evaluated these two VR interfaces in an experiment involving medical marking on 3D models, by comparing them with the present state-of-the-art 2D interface as the baseline. The results showed that the kinesthetic VR interface performed the best in terms of marking accuracy, whereas the vibrotactile VR interface performed the best in terms of task completion time. Overall, the participants preferred to use the kinesthetic VR interface for the medical task.

三维（3D）可视化已广泛用于计算机辅助医学诊断和计划中。为了与3D模型进行交互，医疗系统中的当前用户界面主要依靠传统的2D交互技术，即采用鼠标和2D显示器。有希望的触觉虚拟现实（VR）界面，可以通过使用VR设备和触觉设备实现直观，逼真的3D交互。然而，在该医学领域中，触觉VR接口的实际可用性尚待探索。在这项研究中，我们提出了两个触觉VR界面，一个触觉VR界面和一个动觉VR界面，用于医学诊断和计划大量医学图像。触觉VR界面使用头戴式VR显示器作为视觉输出通道，并使用具有触觉反馈的VR控制器作为操纵工具。类似地，动觉VR接口使用头戴式VR显示器作为视觉输出通道，并使用动觉力反馈设备作为操纵工具。我们在涉及3D模型医学标记的实验中评估了这两个VR界面，方法是将它们与当前最新的2D界面作为基准进行比较。结果表明，在标记精度方面，动觉VR接口表现最佳，而在完成任务时间方面，动触VR接口表现最佳。总体而言，参与者更喜欢将动觉VR接口用于医疗任务。动觉VR界面使用头戴式VR显示器作为视觉输出通道，并使用动觉力反馈设备作为操纵工具。我们在涉及3D模型医学标记的实验中评估了这两个VR界面，方法是将它们与当前最新的2D界面作为基准进行比较。结果表明，在标记精度方面，动觉VR接口表现最佳，而在完成任务时间方面，动触VR接口表现最佳。总体而言，参与者更喜欢将动觉VR接口用于医疗任务。动觉VR界面使用头戴式VR显示器作为视觉输出通道，并使用动觉力反馈设备作为操纵工具。我们在涉及3D模型医学标记的实验中评估了这两个VR界面，方法是将它们与当前最新的2D界面作为基准进行比较。结果表明，在标记精度方面，动觉VR接口表现最佳，而在完成任务时间方面，动触VR接口表现最佳。总体而言，参与者更喜欢将动觉VR接口用于医疗任务。通过将它们与当前的最新2D接口作为基准进行比较。结果表明，在标记精度方面，动觉VR接口表现最佳，而在完成任务时间方面，动触VR接口表现最佳。总体而言，参与者更喜欢将动觉VR接口用于医疗任务。通过将它们与当前的最新2D接口作为基准进行比较。结果表明，在标记精度方面，动觉VR接口表现最佳，而在完成任务时间方面，动触VR接口表现最佳。总体而言，参与者更喜欢将动觉VR接口用于医疗任务。