Virtueller Assistent

Elektronik soll die Sicherheit im Operationssaal erhöhen

28.04.15 | Redakteur: Hendrik Härter

In dem Forschungsprojekt KonsensOP soll ein virtueller Assistent entwickelt werden, der die Mitglieder des Operationsteams entsprechend ihrer Rolle und Aufgaben individuell unterstützt.
In dem Forschungsprojekt KonsensOP soll ein virtueller Assistent entwickelt werden, der die Mitglieder des Operationsteams entsprechend ihrer Rolle und Aufgaben individuell unterstützt. (Grafik: Stefan Riel und Prof. Markus Schwarz, Fraunhofer IOSB, Universität Heidelberg, Medizinische Fakultät Mannheim)

In einem Operationssaal treffen neben einem Chefarzt auch Assistenten und weiteres klinisches Personal aufeinander. Doch was passiert bei einem seltenen operativen Eingriff oder einem unvorhergesehenen Ereignis? Die Partner im Projekt „KonsensOP“ wollen Grundlagenforschung betreiben, um die Sicherheit im Operationssaal zu erhöhen.

Der Einsatz eines Assistenzsystems in der Medizin ist nicht neu. Unterstützende Systeme im OP, die einzelne Schritte vorgeben und sich auch versichern, dass diese korrekt ausgeführt wurden, sind bereits verfügbar. Neu am Projekt KonsensOP ist aber, dass sich das System nur dann an die Seite des Chirurgen bzw. des OP-Teams stellt, wenn Unterstützung angebracht ist, und zwar ungefragt, proaktiv und empathisch.

Kombination sensorischer Systeme

Die Aufgabe, die sich dem Team aus Wissenschaftlern stellt, ist also, ein System zu entwickeln, das quasi mit geschärften Sinnen den Eingriff im OP in einer Art aufmerksamem Stand by-Modus begleitet und das in der Lage ist, eine unvorhergesehene Situation, die von der Routine abweicht, sofort zu erkennen. Zum Einsatz soll dabei eine neuartige Kombination sensorischer Systeme kommen, die die Emotionen der Mitglieder des OP-Teams erfassen und im Bedarfsfall das Assistenzsystem aktivieren.

Dieses unterstützt das Team proaktiv, indem es situationsbezogen einen evidenz-basierten alternativen Arbeitsablauf anbietet und diesen assistiert, und zwar auf die einzelnen Rollen innerhalb des Teams angepasst. Dabei führt der Chirurg weiterhin die Regie, denn im Zentrum des Handelns im Operationssaal steht die Interaktion zwischen dem Chirurgen und seinem Patienten, sowie auch den übrigen Ärzten, Pflegern und dem Hilfspersonal seines Teams.

Die am Projekt beteiligten Partner

Das Projekt wird von Fraunhofer IOSB koordiniert. Die Wissenschaftler entwickeln vornehmlich die sensorischen Systeme, durch deren Signale der korrekte Zeitpunkt des Eingreifens eines solchen Assistenzsystems ermittelt wird. Sie arbeiten dabei mit dem Computer Vision for Human-Computer Interaction Lab (cv:hci) des KIT zusammen. Die medizinische Leitung des Projektes liegt bei der Sektion Experimentelle Orthopädie und Unfallchirurgie des OUZ. Die Wissenschaftler bilden auch die direkte Schnittstelle zum Nutzer des zu entwickelnden Assistenzsystems.

Seitens des KIT sind mehrere Einrichtungen und Wissenschaftler unterschiedlicher Professionen beteiligt: Das Institut für Arbeitswissenschaft und Betriebsorganisation (ifab) ermittelt über arbeitswissenschaftliche Analysen die Anforderungen an die Personen und das Assistenzsystem. Für die Modellierung des Arbeitsablaufs ist das Institut für Anthropomatik und Robotik (IAR) – Intelligente Prozessautomation und Robotik (IPR) zuständig, das auch mit seinen Erfahrungen im chirurgischen Umfeld an zentraler Stelle der Systemintegration steht. Und für die Erkennung der Abweichungen vom Arbeitsablauf ist der Lehrstuhl für Interaktive Echtzeitsysteme (IES) zuständig.

Das Projekt, an dem ein Team aus Forschern des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) in Karlsruhe, Wissenschaftler verschiedener Fachrichtungen des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sowie Wissenschaftler des Orthopädisch – Unfallchirurgischen Zentrums (OUZ) der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg beteiligt sind, wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über den Projektträger VDI/VDE-IT über 3 Jahre mit insgesamt 2,2 Mio. Euro gefördert.

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