MinIAttention - zarządzanie uwagą w chirurgii małoinwazyjnej

Suboptymalne wyniki chirurgii laparoskopowej w zakresie środków bezpieczeństwa pacjenta są skorelowane z (i) obciążeniem poznawczym / poziomem uwagi operującego chirurga, (ii) częstotliwością i stopniem zakłóceń w przebiegu operacji oraz (iii) niewspółosiowością osi wzrokowej i ruchowej w sprzęcie/oprawie laparoskopowej (koordynacja wzrokowo-ruchowa).

W ramach tego projektu zostaną stworzone podstawowe, projektowe i operacyjne zasady przyszłych, przyjaznych dla chirurgów technologii informatycznych dla sali operacyjnej (MIS-IT) w chirurgii małoinwazyjnej, które – biorąc pod uwagę stale rosnącą złożoność procesów chirurgicznych, a także ustawień narzędzi i sprzętu – będą muszą opierać się na ludzkiej uwadze jako rzadkim zasobie.

Od strony modelu formalnego i metod MinIAttention zidentyfikuje typy uwagi człowieka, a także poznawcze i fizjologiczne mechanizmy ujawniające jej związek z percepcją, pamięcią, podejmowaniem decyzji i uczeniem się. Wychodząc od ustalonych teorii uwagi indywidualnej (Teoria Wydajności, Teoria Wielozasobowa, Teoria Integracji Cech) oraz odpowiednich modeli uwagi (Broadbent, Kahneman, Wickens), scharakteryzujemy aspekty uwagi chirurgów podczas operacji MIS. MinIAttention będzie empirycznie potwierdzać swoje modele dotyczące dynamiki uwagi chirurga w przebiegu operacji operacji MIS. Wdrożony zostanie wielosensorowy system referencyjny rozpoznawania uwagi, obejmujący uzewnętrznione sygnały uwagi chirurga (wzrok, gest głowy i dłoni, ułożenie głowy i całego ciała, sygnały fizjologiczne, a także komunikację i interakcje społeczne). Udowodnione modele uwagi MinIAttention będą reprezentować rdzeń świadomych systemów wspomagania chirurga, obejmujący (i) wspomaganie sensoryczne, poprawiające zdolności percepcyjne chirurga, (ii) wspomaganie motoryczne, poprawiające zdolności motoryczne i manipulacyjne chirurga (iii) wspomaganie podejmowania decyzji, kierowanie chirurga w kierunku świadomych, opartych na dowodach, racjonalnych, przejrzystych i podejmowanych w porę decyzji podczas operacji oraz (iv) wspomaganie funkcji poznawczych, zwiększające możliwości chirurgów w zakresie zarządzania pamięcią dzięki cyfrowym systemom pamięci działającym w tle. W celu wsparcia tej propozycji badawczej wczesnym wrażeniem wykonalności proponowanej metody i podejścia badawczego, proponujący partnerzy dobrowolnie stworzyli prototypowy system przyciągania uwagi. Dzięki temu wstępnemu badaniu wspierającemu propozycję udowodniliśmy, że zespoły czujników wraz z naszymi modelami uwagi mogą służyć jako dyskretny, ale potencjalnie skuteczny sposób określania wskaźników uwagi chirurga podczas operacji na żywo. Ponadto metody rozpoznawania wzorców i techniki uczenia maszynowego wydają się wykonalne w przypadku zadania zautomatyzowanej uwagi i diagnozy obciążenia poznawczego, a proponowany system wspomagania i wielomodalnego sprzężenia zwrotnego okazuje się wykonalny. Można więc powiedzieć, że metoda badawcza i podejście, na których będzie bazować MinIAttention, są solidne, obiecujące i wstępnie potwierdzone.

Pomijając tematykę MIS-IT tego projektu, MinIAttention posłuży jako odniesienie do bardzo ogólnego, zauważalnie nadchodzącego dylematu społeczeństwa informacyjnego: nadmiaru informacji i niedoboru uwagi. W dzisiejszym bogatym w informacje świecie, w którym ludzie są zalewani sygnałami i wiadomościami na wszystkich poziomach percepcji i modalnościach (wzrokowym, słuchowym, dotykowym, węchowym), potrzeba efektywnego przydzielania uwagi pośród nadmiaru źródeł informacji wydaje się być jednym z najbardziej wymagające wyzwania dla dzisiejszej komunikacji za pośrednictwem ICT. W przypadku projektowania i wdrażania nowatorskich, przyszłych systemów ICT wszelkiego rodzaju, bardzo ważne jest zrozumienie, w jaki sposób spontaniczna, lokalna, indywidualna uwaga zwracana jest na nowe elementy informacyjne. Około dwudziestu lat badań nad HCI i wszechobecnymi/wszechobecnymi komputerami wyraźnie ujawniło, że spośród wielu orientacyjnych czynników projektowych nowoczesnych ICT, uwaga człowieka jest pierwszym źródłem percepcji, a co za tym idzie, także świadomości wobec informacji i innych osób. MinIAttention stworzy fundamentalną podstawę dla ICT świadomych uwagi, tj. opracuje (i) formalne modele ludzkiej uwagi wraz z (ii) multisensorycznymi architekturami rozpoznawania i algorytmami wnioskowania w celu oszacowania i oceny poziomów ludzkiej uwagi wraz z ich (iii) osadzeniem w Systemy teleinformatyczne codziennego użytku.

Pięć międzynarodowych grup będzie współpracować w celu opracowania MinIAttention. JKU IPC wprowadził technologie informacyjno-komunikacyjne zwracające uwagę w środowisku naukowym zajmującym się komputerami wszechobecnymi, opracował pionierskie metody i systemy, a także promował kognitywne technologie informacyjno-komunikacyjne, aby stały się europejskim priorytetem badawczym (H2020). AKH KUK prowadzi najbardziej zaawansowaną salę operacyjną laparoskopową w Austrii wyposażoną w najnowocześniejszy sprzęt technologiczny, Karl STORZ ENDOSKOPE jest wiodącym światowym dostawcą narzędzi chirurgicznych. SUSSEX jest jedną z najbardziej renomowanych na świecie instytucji zajmujących się uczeniem maszynowym związanym z komputerami do noszenia, podobnie jak FRI zajmująca się rozpoznawaniem stanu życiowego.