MinIAttention — управление вниманием в малоинвазивной хирургии

Субоптимальные результаты лапароскопических хирургических вмешательств с точки зрения безопасности пациента коррелируют с (i) когнитивной нагрузкой/уровнем внимания оперирующего хирурга, (ii) частотой и степенью нарушения хирургического рабочего процесса и (iii) смещением зрительной и моторной осей. в лапароскопическом оборудовании/настройке (координация глаз-рука).

Этот проект создаст фундаментальные, конструктивные и операционные принципы будущих, удобных для хирургов информационных технологий для малоинвазивной хирургии (MIS-IT), которые, учитывая постоянно растущую сложность хирургических рабочих процессов, а также настройки инструментов и оборудования, будут должны опираться на человеческое внимание как на дефицитный ресурс.

Со стороны формальной модели и методов MinIAttention будет идентифицировать типы человеческого внимания, а также когнитивные и физиологические механизмы, раскрывающие его связь с восприятием, памятью, принятием решений и обучением. Начав с устоявшихся теорий индивидуального внимания (теория возможностей, теория множественных ресурсов, теория интеграции признаков) и соответствующих моделей внимания (Бродбент, Канеман, Виккенс), мы охарактеризуем аспекты внимания хирургов во время операций MIS. MinIAttention будет эмпирически подтверждать свои модели динамики внимания хирурга в ходе операции MIS. Будет реализована эталонная система мультисенсорного распознавания внимания, включающая внешние сигналы внимания хирурга (взгляд, жесты головы и рук, поза головы и всего тела, физиологические сигналы, а также общение и социальное взаимодействие). Продемонстрированные модели внимания MinIAttenion будут представлять собой ядро ​​осознанных систем помощи хирургам, охватывающих (i) сенсорную помощь, улучшающую перцептивные способности хирурга, (ii) моторную помощь, улучшающую двигательные и манипулятивные способности хирурга (iii) помощь в принятии решений, руководство хирурга к информированным, основанным на фактических данных, рациональным, прозрачным и своевременным решениям во время операции и (iv) когнитивной помощи, расширению возможностей хирурга по управлению памятью с помощью фоновых систем цифровой памяти. С целью поддержки этого исследовательского предложения с предварительным впечатлением о возможности предлагаемого исследовательского метода и подхода, предлагающие партнеры добровольно создали прототип системы привлечения внимания. С помощью этого предварительного исследования поддержки предложения мы продемонстрировали, что ансамбли датчиков вместе с нашими моделями внимания могут служить ненавязчивым, но потенциально эффективным средством для определения показателей внимания хирурга во время живых операций. Кроме того, методы распознавания образов и методы машинного обучения кажутся жизнеспособными для задачи автоматического внимания и диагностики когнитивной нагрузки, а предлагаемая система помощи и мультимодальной обратной связи оказывается осуществимой. Таким образом, мы можем сказать, что исследовательский метод и подход, на которых будет основываться MinIAtten, являются надежными, многообещающими и предварительно проверенными.

Помимо фокуса этого проекта на MIS-IT, MinIAttention будет служить ссылкой на очень общую, наблюдаемую грядущую дилемму информационного общества: информационная перегрузка и нехватка внимания. В сегодняшнем богатом информацией мире, где люди переполнены сигналами и сообщениями на всех уровнях восприятия и модальностях (зрительных, слуховых, тактильных, обонятельных), потребность эффективно распределять внимание среди изобилия источников информации, по-видимому, является одной из самых важных. сложные задачи для коммуникации, опосредованной ИКТ сегодня. Для разработки и внедрения новых, будущих систем ИКТ всех видов представляет большой интерес понять, как возникает спонтанное, локальное, индивидуальное внимание к новым информационным элементам. Около двух десятилетий исследований человеко-компьютерного взаимодействия и всепроникающих/повсеместных вычислений ясно показали, что из многих ориентировочных факторов проектирования современных ИКТ человеческое внимание является первым источником восприятия, а следовательно, и осведомленности об информации и других людях. MinIAttention создаст фундаментальную основу для ИКТ, учитывающих внимание, т. е. разработает (i) формальные модели человеческого внимания вместе с (ii) мультисенсорными архитектурами распознавания и алгоритмами рассуждений для оценки и оценки уровней человеческого внимания вместе с их (iii) внедрением в ИКТ системы повседневного использования.

Пять международных групп будут сотрудничать для разработки MinIAttence. JKU IPC внедрила ИКТ, ориентированные на внимание, в научное сообщество Pervasive Computing, разработала новаторские методы и системы, а также способствовала тому, чтобы когнитивные ИКТ стали европейским приоритетом исследований (H2020). AKH KUK управляет самой передовой в Австрии лапароскопической операционной с новейшим технологическим оборудованием. Karl STORZ ENDOSKOPE является ведущим мировым поставщиком хирургических инструментов. SUSSEX является одним из самых известных в мире институтов в области машинного обучения, связанного с носимыми компьютерами, как и FRI по признанию жизненно важных состояний.