MinIAttention - Gestión de la Atención en Cirugía de Mínima Invasión

Los resultados subóptimos de la cirugía laparoscópica en las medidas de seguridad del paciente se correlacionan con (i) la carga cognitiva/nivel de atención del cirujano que opera, (ii) la frecuencia y el grado de interrupciones en el flujo de trabajo quirúrgico, y (iii) la desalineación de los ejes visual y motor en equipo / escenario laparoscópico (coordinación ojo-mano).

Este proyecto creará los principios fundamentales, de diseño y operativos de las futuras tecnologías de información para quirófanos (MIS-IT) de cirugía mínimamente invasiva fáciles de usar para el cirujano, que, dada la complejidad cada vez mayor en los flujos de trabajo quirúrgicos, así como la configuración de instrumentos y equipos, tienen que basarse en la atención humana como un recurso escaso.

Por el lado del modelo formal y de los métodos, MinIAttention identificará los tipos de atención humana, así como los mecanismos cognitivos y fisiológicos que revelan su relación con la percepción, la memoria, la toma de decisiones y el aprendizaje. Partiendo de las teorías establecidas de la atención individual (Teoría de la capacidad, Teoría de los recursos múltiples, Teoría de la integración de características) y los respectivos modelos de atención (Broadbent, Kahneman, Wickens), caracterizaremos aspectos de la atención de los cirujanos durante las operaciones de MIS. MinIAttention evidenciará empíricamente sus modelos sobre la dinámica de la atención de un cirujano a lo largo del flujo de trabajo de una operación MIS. Se implementará un marco de referencia de reconocimiento de atención multisensor, que involucra señales externalizadas de la atención de un cirujano (mirada, gesto de cabeza y mano, postura de cabeza y cuerpo completo, señales fisiológicas, así como comunicación e interacción social). Los modelos de atención MinIAttention evidenciados representarán el cuerpo central de los sistemas conscientes de asistencia al cirujano, cubriendo (i) asistencia sensorial, mejorando las capacidades perceptivas de los cirujanos, (ii) asistencia motora, mejorando las capacidades motoras y manipulativas de los cirujanos (iii) asistencia en la toma de decisiones, guiando al cirujano hacia decisiones informadas, basadas en evidencia, racionales, transparentes y oportunas durante la operación, y (iv) asistencia cognitiva, mejorando las capacidades de gestión de la memoria de los cirujanos con sistemas de memoria digital de fondo. Con el fin de respaldar esta propuesta de investigación con una primera impresión de la viabilidad del método y el enfoque de investigación propuestos, los socios proponentes han establecido voluntariamente un sistema prototipo de captura de atención. Con este estudio preliminar de apoyo a la propuesta, hemos demostrado que los conjuntos de sensores junto con nuestros modelos de atención pueden servir como un medio no obstructivo pero potencialmente efectivo para determinar indicadores de la atención de un cirujano durante cirugías en vivo. Por encima de eso, los métodos de reconocimiento de patrones y las técnicas de aprendizaje automático parecen viables para la tarea de atención automatizada y diagnóstico de carga cognitiva, y el sistema de asistencia y retroalimentación multimodal propuesto se muestra factible. Por lo tanto, podemos decir que el método de investigación y el enfoque sobre el que se basará MinIAttention es sólido, prometedor y preliminarmente evidenciado de antemano.

Además del enfoque MIS-IT de este proyecto, MinIAttention servirá como referencia para un dilema muy general y observable de la sociedad de la información: sobrecarga de información y escasez de atención. En el mundo rico en información de hoy, donde las personas están inundadas de señales y mensajes en todos los niveles de percepción y modalidades (visual, auditiva, táctil, olfativa), la necesidad de asignar la atención de manera eficiente entre la sobreabundancia de fuentes de información parece ser una de las más importantes. desafíos exigentes para la comunicación mediada por las TIC en la actualidad. Para el diseño y la implementación de sistemas TIC novedosos y futuros de todo tipo, es de gran interés comprender cómo se produce la atención espontánea, local e individual a elementos de información novedosos. Unas dos décadas de investigación en HCI y computación omnipresente/ubicua han revelado claramente que, de los muchos factores de diseño indicativos para las TIC modernas, la atención humana es la primera fuente de percepción y, en consecuencia, también la conciencia hacia la información y otros individuos. MinIAttention creará la base fundamental para las TIC conscientes de la atención, es decir, desarrollará (i) modelos formales de atención humana junto con (ii) arquitecturas de reconocimiento multisensorial y algoritmos de razonamiento para estimar y evaluar los niveles de atención humana, junto con su (iii) integración en Sistemas TIC de uso cotidiano.

Cinco grupos internacionales colaborarán para desarrollar MinIAttention. JKU IPC ha introducido las TIC conscientes de la atención en la comunidad científica de Pervasive Computing, ha desarrollado métodos y sistemas pioneros y también ha promovido las TIC cognitivas para que se conviertan en una prioridad de investigación europea (H2020). AKH KUK dirige el quirófano laparoscópico más avanzado de Austria con equipos tecnológicos de última generación. Karl STORZ ENDOSKOPE es un proveedor líder mundial de instrumentos quirúrgicos. SUSSEX se encuentra entre las instituciones más reconocidas del mundo en aprendizaje automático relacionado con la informática portátil, al igual que FRI para el reconocimiento de estados vitales.