Aufmerksamkeitsunterstützung im OP
Das Projektteam entwickelte ein auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierendes System, das die Arbeitsbedingungen im Operationssaal (OP) und die chirurgische Ausbildung verbessert.
Während lebenswichtiger Eingriffe müssen OP-Teams eine große Menge an Informationen verarbeiten. Kognitive Überlastung und körperliche Ermüdung beeinträchtigen die Konzentration und erhöhen das Risiko für Fehler. Innovative Lösungen können das OP-Personal entlasten.
Die Forschenden entwickelten ein Assistenzsystem für OP-Teams und stellten dabei die neuroergonomische Bewertung der Mensch-Technik-Interaktion in den Fokus. Expertinnen und Experten für Neuroergonomie ermitteln, wie Technologie beschaffen sein muss, damit Menschen sie mit ihren individuellen Fähigkeiten und Einschränkungen effektiv und sicher nutzen können.
Dazu führten sie in einem eigens eingerichteten Operationssaal diverse Messreihen durch: In simulierten Operationen und vergleichbaren chirurgischen Trainingsmodulen ermittelten sie, wie sich Ablenkungen und verschiedene Arten der Informationsdarbietung auf das OP-Team auswirken. Gleichzeitig untersuchten sie, wie die Informationsverarbeitung über verschiedene Sinneskanäle – Hören, Sehen und Fühlen – das Leistungs- und Aufmerksamkeitsniveau beeinflusst.
Aus den gewonnenen Daten leiteten die Forschenden Maßnahmen zur Optimierung der Mensch-Technik-Interaktion im OP-Saal ab. Darauf aufbauend entwickelten sie ein KI-basiertes System mit OP-gerechten Lösungen, das nicht nur eine Untersuchung verschiedener Kommunikationswege zwischen Nutzenden und Technik ermöglicht – darunter auditive, optische und haptische Feedback-Methoden. Es analysiert zudem in Echtzeit die Aufmerksamkeit und Stressanzeichen des OP-Teams, um bei Bedarf die kognitive Belastung und somit mögliche Fehler zu reduzieren. In das System integrierten die Forschenden Technologien zur Gesten- und Sprachsteuerung, aber auch zur selektiven biometrischen Überwachung und KI-basierten Analyse von Livedaten. Die entwickelte Technologie erfasst dabei nicht nur verschiedene biometrische Daten der Nutzenden, sondern unterstützt auch die Weiterentwicklung von Algorithmen zur Analyse kamerabasierter Daten oder smarter Materialien.
Das System unterstützt OP-Teams durch gezielte visuelle, auditive und haptische Signale, erhöht dadurch die Sicherheit der Patientinnen und Patienten und verbessert die Qualität der chirurgischen Versorgung. Es hilft, kritische Situationen frühzeitig zu erkennen und rechtzeitig entlastende Maßnahmen für die Operierenden zu ergreifen. Ziel ist eine nachhaltige Verbesserung der Arbeitsbedingungen durch Entlastung der OP-Teams bei medizinischen Eingriffen und Erhöhung der OP-Qualität.
Die im Projektverlauf gewonnenen Daten liefern wertvolle Erkenntnisse für die neuroergonomische Forschung. Die modernen Ansätze aus Ergonomie, Neuroergonomie, Digitalisierung und KI gilt es, weiter zu untersuchen und zu nutzen.
Auf der entwickelten Messplattform können Projekte aufbauen, die sich mit der Mensch-Technik-Interaktion im OP und weiteren Anwendungsbereichen, wie z. B. dem Industrie 5.0-Kontext, befassen. Dies könnte den Transfer von Forschungsansätzen in die Anwendung vorantreiben.