MinIAttention - Gestão da Atenção em Cirurgia Minimamente Invasiva

Os resultados subótimos da cirurgia laparoscópica nas medidas de segurança do paciente estão correlacionados com (i) carga cognitiva / nível de atenção do cirurgião operacional, (ii) a frequência e o grau de interrupções no fluxo de trabalho cirúrgico e (iii) o desalinhamento dos eixos visual e motor em equipamento/configuração laparoscópica (coordenação olho-mão).

Este projeto criará os princípios fundamentais, de design e operacionais das futuras tecnologias de informação de sala de operação de cirurgia minimamente invasiva (MIS-IT) amigáveis ​​ao cirurgião, que - dada a crescente complexidade nos fluxos de trabalho cirúrgicos, bem como configurações de instrumentos e equipamentos - tem que construir sobre a atenção humana como um recurso escasso.

Do lado dos modelos e métodos formais, o MinIAttention irá identificar tipos de atenção humana, bem como mecanismos cognitivos e fisiológicos revelando a sua relação com a percepção, memória, tomada de decisão e aprendizagem. Partindo das teorias estabelecidas da atenção individual (Teoria da Capacidade, Teoria dos Recursos Múltiplos, Teoria da Integração de Características) e os respectivos modelos de atenção (Broadbent, Kahneman, Wickens), caracterizaremos aspectos da atenção dos cirurgiões durante as operações MIS. O MinIAttention evidenciará empiricamente seus modelos sobre a dinâmica da atenção de um cirurgião ao longo do fluxo de trabalho de uma operação de MIS. Será implementada uma estrutura de referência de reconhecimento de atenção multissensorial, envolvendo sinais externalizados da atenção do cirurgião (olhar, gestos com a cabeça e as mãos, postura da cabeça e do corpo inteiro, sinais fisiológicos, bem como comunicação e interação social). Os modelos de atenção MinIAttention evidenciados representarão o corpo central dos sistemas de assistência consciente do cirurgião, abrangendo (i) assistência sensorial, aprimorando as capacidades perceptivas do cirurgião, (ii) assistência motora, aprimorando as capacidades motoras e manipulativas do cirurgião (iii) assistência na tomada de decisão, orientando o cirurgião para decisões informadas, baseadas em evidências, racionais, transparentes e oportunas durante a operação e (iv) assistência cognitiva, aprimorando as capacidades de gerenciamento de memória do cirurgião com sistemas de memória digital de fundo. Com o objetivo de apoiar esta proposta de pesquisa com uma impressão inicial da viabilidade do método e abordagem de pesquisa propostos, os parceiros proponentes estabeleceram voluntariamente um sistema prototípico de captura de atenção. Com este estudo preliminar de suporte à proposta, evidenciamos que conjuntos de sensores junto com nossos modelos de atenção podem servir como um meio não intrusivo, mas potencialmente eficaz, para determinar indicadores de atenção de um cirurgião durante cirurgias ao vivo. Acima disso, os métodos de reconhecimento de padrões e as técnicas de aprendizado de máquina parecem viáveis ​​para a tarefa de atenção automatizada e diagnóstico de carga cognitiva, e o sistema de assistência e feedback multimodal proposto se mostra viável. Podemos assim dizer que o método de pesquisa e a abordagem sobre a qual o MinIAttention se baseará são sólidos, promissores e preliminarmente comprovados de antemão.

Além do foco MIS-IT deste projeto, MinIAttention servirá como uma referência para um dilema muito geral e observável da sociedade da informação: sobrecarga de informação e escassez de atenção. No mundo rico em informações de hoje, onde as pessoas são inundadas com sinais e mensagens em todos os níveis de percepção e modalidades (visual, auditiva, tátil, olfativa), a necessidade de alocar a atenção de forma eficiente entre a superabundância de fontes de informação parece estar entre as mais importantes. desafios exigentes para a comunicação mediada pelas TIC hoje. Para o projeto e implementação de novos e futuros sistemas de TIC de todos os tipos, é de grande interesse entender como ocorre a atenção espontânea, local e individual a novos itens de informação. Cerca de duas décadas de pesquisa de IHC e computação pervasiva/ubíqua revelaram claramente que, dentre os muitos fatores de design indicativos para as TIC modernas, a atenção humana é a primeira fonte de percepção e, consequentemente, também a consciência em relação à informação e a outros indivíduos. O MinIAttention criará a base fundamental para a TIC sensível à atenção, ou seja, desenvolverá (i) modelos formais de atenção humana juntamente com (ii) arquiteturas de reconhecimento multissensorial e algoritmos de raciocínio para estimar e avaliar os níveis de atenção humana, juntamente com sua (iii) incorporação em Sistemas de TIC de uso diário.

Cinco grupos internacionais colaborarão para desenvolver o MinIAttention. A JKU IPC introduziu a TIC voltada para a atenção na comunidade científica de Computação Pervasiva, desenvolveu métodos e sistemas pioneiros e também promoveu a TIC cognitiva para se tornar uma prioridade de pesquisa europeia (H2020). A AKH KUK administra o teatro de operações laparoscópicas mais avançado da Áustria com equipamentos tecnológicos de ponta, Karl STORZ ENDOSKOPE é um fornecedor líder mundial de instrumentos cirúrgicos. A SUSSEX está entre as instituições mais renomadas do mundo em aprendizado de máquina relacionado à computação vestível, assim como a FRI para reconhecimento de estado vital.