Aktuell

Sonifikation von intraoperativen Daten

Das Forschungsfeld der Sonifikation beschreibt die Vertonung von Daten und Signalen. Der Einsatz von Sonifikationssystemen in der Chirurgie ermöglicht eine intuitive Übertragung von zusätzlihrn Informationen, ohne das die visuelle Aufmerkssamkeit des Chirurgen beinflusst wird. 

Mit der heutigen Computertechnologie können große Mengen von multimodalen Daten während eines chirurgischen Eingriffs erfasst werden. Ein Teil der gesammelten Daten kann aber vom Operationsteam während der Operation gar nicht wahrgenommen und genutzt werden. Ein Grund dafür ist, dass die visuelle Anzeige der Daten auf Monitoren nicht für alle Daten die beste Form der Darstellung ist. Monitore werden nur punktuell in bestimmten Phasen genutzt, da der CErstens, weil der Chirurg gezwungen ist seinen Blick vom Operationsfeld abzuwenden.  Ausserdem kann zum Beispiel in Augmented-Reality-Anwendungen die gleichzeitige Darstellung von verschiedenen visuellen Informationen zur sogenannten „Inattention blindness“, zur Nichtwahrnehmung von wichtigen Informationen, führen.

Die Verwendung von Sonifikation für die systematische, akustische Bereitstellung von intraoperativen Daten, hat grosses Potential für die orthopädische Chirurgie. In Echtzeit gemessene komplexe Daten und Signale können durch den Einsatz von Sonifikationssystemen bereitgestellt werden. Die Herausforderung für die Forschung ist es, ein ergonomisches, informatives und intuitives Sounddesign für multidimensionale Daten zu entwickeln.

Im aktuellen Forschungsprojekt konzentrieren wir uns auf die Sonifikation von Signalen, welche den Verlust von Körperflüssigkeiten während einer Operation quantifizieren. Es handelt sich bei diesen Daten in der Regel um kontinuierliche Signale, wobei die Patientensicherheit auch erfordern kann, dass definierte Voluminagrenzen während eines Eingriffs eingehalten werden. Unser Fokus liegt in der Entwicklung eines Systems bestehend aus Messmethoden für den Flüssigkeitsverlust und dem zugehörigen, geeigneten und intuitiven Sound-Designs zur Sonifikation. Das System soll in einer umfangreiche klinische Studie validiert werden, um das Potenzial unseres neuartigen Ansatzes zu demonstrieren.

Für die Veröffentlichung unserer Sonifikationslösungen für medizinische Applikationen wurde unsere Forschungsgruppe bereits mit zwei Awards auf international anerkannten Fachkonferenzen (Medical Image Computing und Computer Assisted Intervention (MICCAI) 2017 und International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR) 2017) ausgezeichnet. 
 

Abbildung1: Plot eines Flüssigkeitsverlustsignals δ (blau) and gefiltertes Signal (rot). X-Achse zeigt die Zeit in Sekunden, Y-axis die Flüssigkeitsverlustrate in beliebiger Einheit

Projektteam & Kooperationen

Matthias Seibold
Doktorand

 

Profil

Sasan Matinfar
Doktorand

 

Profil

Prof. Nassir Navab
Technische Universität München

 

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