MinIAttention - Řízení pozornosti v miniinvazivní chirurgii

Laparoskopické chirurgické suboptimální výsledky v bezpečnostních opatřeních pacienta korelují s (i) kognitivní zátěží / úrovní pozornosti operujícího chirurga, (ii) frekvencí a stupněm narušení chirurgického pracovního postupu a (iii) nesprávným vyrovnáním zrakových a motorických os v laparoskopickém vybavení / nastavení (koordinace oko-ruka).

Tento projekt vytvoří základní, designové a provozní principy budoucích, chirurgů vhodných informačních technologií pro minimálně invazivní chirurgii na operačních sálech (MIS-IT), které – vzhledem ke stále rostoucí složitosti chirurgických pracovních postupů, stejně jako nastavení přístrojů a vybavení – budou musí stavět na lidské pozornosti jako na vzácném zdroji.

Na straně formálního modelu a metod bude MinIAttention identifikovat typy lidské pozornosti, stejně jako kognitivní a fyziologické mechanismy odhalující její vztah k vnímání, paměti, rozhodování a učení. Počínaje zavedenými teoriemi individuální pozornosti (Capacity Theory, Multiple Resource Theory, Feature Integration Theory) a příslušnými modely pozornosti (Broadbent, Kahneman, Wickens) budeme charakterizovat aspekty pozornosti chirurgů při operacích MIS. MinIAttention empiricky doloží své modely na dynamice pozornosti chirurga v průběhu pracovního postupu operace MIS. Bude implementován referenční rámec pro rozpoznávání pozornosti s více senzory, zahrnující externalizované signály pozornosti chirurga (pohled očí, gesta hlavy a rukou, pozice hlavy a celého těla, fyziologické signály, stejně jako komunikace a sociální interakce). Pozornostní modely Evidenced MinIAttention budou představovat jádro systému vědomé chirurgie a budou zahrnovat (i) senzorickou asistenci, posílení percepčních schopností chirurgů, (ii) motorickou asistenci, posílení motorických a manipulačních schopností chirurgů (iii) pomoc při rozhodování, vedení chirurg směrem k informovaným, na důkazech podloženým, racionálním, transparentním a včasným rozhodnutím během operace a (iv) kognitivní asistenci, rozšiřující kapacity správy paměti chirurgů pomocí digitálních paměťových systémů na pozadí. S cílem podpořit tento výzkumný návrh včasným dojmem proveditelnosti navrhované výzkumné metody a přístupu navrhující partneři dobrovolně vytvořili prototypový systém zachycování pozornosti. S touto předběžnou návrhovou podpůrnou studií jsme prokázali, že soubory senzorů spolu s našimi modely pozornosti mohou sloužit jako nevtíravý, ale potenciálně účinný prostředek k určení ukazatelů pozornosti chirurga během živých operací. Kromě toho se metody rozpoznávání vzorů a techniky strojového učení jeví jako životaschopné pro úlohu automatizované diagnostiky pozornosti a kognitivní zátěže a navrhovaný asistenční a multimodální systém zpětné vazby se ukazuje jako proveditelný. Můžeme tedy říci, že výzkumná metoda a přístup, na kterém bude MinIAttention stavět, je solidní, slibný a předem předběžně ověřený.

Kromě zaměření tohoto projektu na MIS-IT bude MinIAttention sloužit jako odkaz na velmi obecné, pozorovatelně nastávající dilema informační společnosti: přetížení informací a nedostatek pozornosti. V dnešním světě bohatém na informace, kde jsou lidé zahlceni signály a zprávami na všech úrovních vnímání a modalit (vizuální, sluchové, hmatové, čichové), se zdá, že potřeba efektivně alokovat pozornost mezi přemírou informačních zdrojů patří mezi ty nejdůležitější. náročné výzvy pro dnešní komunikaci zprostředkovanou ICT. Při navrhování a implementaci nových budoucích systémů ICT všeho druhu je velmi zajímavé porozumět tomu, jak spontánní, místní a individuální pozornost k novým informačním položkám vzniká. Přibližně dvě desetiletí HCI a všudypřítomného/všudypřítomného výpočetního výzkumu jasně odhalily, že z mnoha indikativních designových faktorů pro moderní ICT je prvním zdrojem vnímání lidská pozornost, a následně také povědomí o informacích a jiných jednotlivcích. MinIAttention vytvoří základní základ pro ICT uvědomující si pozornost, tj. vyvine (i) formální modely lidské pozornosti spolu s (ii) architekturami vícesmyslového rozpoznávání a uvažovacími algoritmy pro odhad a posouzení úrovní lidské pozornosti spolu s jejich (iii) začleněním do ICT systémy každodenního použití.

Na vývoji MinIAttention bude spolupracovat pět mezinárodních skupin. JKU IPC zavedla pozornost ICT ve vědecké komunitě Pervasive Computing, vyvinula průkopnické metody a systémy a také podpořila kognitivní ICT, aby se stala evropskou výzkumnou prioritou (H2020). AKH KUK provozuje nejpokročilejší laparoskopický operační sál v Rakousku s nejmodernějším technologickým vybavením, Karl STORZ ENDOSKOPE je přední světový dodavatel chirurgických nástrojů. SUSSEX patří mezi světově nejznámější instituce v oblasti strojového učení souvisejícího s nositelnými počítači, stejně jako FRI pro zásadní státní uznání.