BMBF-Projekt VIVATOP

Projektleiter:

Prof. Dr. Dirk Weyhe

Ansprechpartnerin:

Dr. phil Daniela Salzmann

(+49) 441 229-1991

Postanschrift: Pius-Hospital, Universitätsklinik für Viszeralchirurgie, Georgstr. 12, 26121 Oldenburg

Besucheranschrift: Grüne Str. 6, 26121 Oldenburg

 

BMBF-Projekt VIVATOP

Projektziele

Gesamtziel des Verbundprojektes

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer immersiven Multi-User Virtual und Augmented Reality Anwendung zur OP-Unterstützung. Hierbei wird der Fokus auf drei Szenarien gelegt: die präoperative Planung, die intraoperative Phase und das Training bzw. die Ausbildung. Die Nutzung der beiden Modalitäten (VR und AR) ist in unserem Vorschlag zwar abhängig von dem Szenario, der Kern der Anwendung soll jedoch kontextunabhängig sein. Die Anwendung basiert immer auf den gleichen Daten, Darstellungs- und Interaktionsmetaphern, sodass ein einheitliches Nutzererlebnis über die Szenarien hinweg entsteht.

Während der Planung werden sich mehrere Nutzer gleichzeitig in einem virtuellen Raum befinden und miteinander agieren können. Darüber hinaus werden reale Objekte, insbesondere Organmodelle in den virtuellen Raum integriert. In der intraoperativen Phase kann ein Chirurg während einer Operation mittels AR mit anderen entfernten Kolleginnen oder Kollegen kommunizieren und interagieren, während diese mittels VR dazugeschaltet werden und einen immersiven Eindruck der aktuellen Operation erhalten. Für das Training werden die anderen beiden Szenarien zum Vorbild genommen. Um sicherzustellen, dass die beschriebenen Szenarien die Wirklichkeit abbilden, wird ein Nutzer-zentrierter Design Ansatz gewählt. Während des iterativen Design Prozesses werden daher die verschiedenen Zielgruppen des involvierten medizinischen Personals kontinuierlich mit eingebunden.

Mehr Informationen zu dem Projekt: https://www.technik-zum-menschen-bringen.de/projekte/vivatop

Ziele des Teilvorhabens der Universitätsklinik für Viszeralchirurgie

Die Universitätsklinik für Viszeralchirurgie des Medizinischen Campus der Universität Oldenburg am Pius-Hospital Oldenburg ist verantwortlich für die Entwicklung von realistischen Evaluationsszenarien der  zu entwickelnden Demonstratoren. Im Rahmen der Evaluation soll die Arbeitsplatzbelastung in den verschiedenen Szenarien  geplanter, komplikativer und notfallmäßiger Operationen ermittelt werden. Ziel ist es die Stress- und Arbeitsplatzbelastung des OP-Teams situativ zu messen. Dieses soll mittels Fragebögen (z.B. NASA-TLX) und fNIRS-Technik (funktionelle Nah-InfraRot Spektroskopie) erfolgen.  Zudem soll evaluiert werden, inwieweit die VR/AR  gestützte präoperative Planung und intraoperative AR-Nutzung zu einer Verminderung von Stress und Arbeitsplatzbelastung führen und somit die Patientensicherheit erhöhen kann.

Die entwickelten Trainingsszenarien werden durch die Universitätsklinik mit Hilfe der entsprechenden Stakeholder evaliert. Hier stehen die Usability, die Immersivität und der Lernerfolg im Fokus der Untersuchungen. Hierzu werden sowohl subjektive Maße (Fragebögen zu Usability, etc.) als auch objektive Maße herangezogen (z.B. Ermittlung der Lernkurve auf Basis der Bearbeitungsdauer für die Szenarien und auf Basis der Fehlerrate).

Zudem wird die Universitätsklinik für Viszeralchirurgie im Sinne eines nutzerzentrierten Designprozesses allen Projektpartnern über die gesamte Projektlaufzeit in testender und beratender Funktion zur Verfügung stehen. Dazu werden bei den verschiedenen Stakeholdern kontinuierliche Erhebungen der kontextspezifischen Anforderungen für die VR- und AR-Komponenten der Software durchgeführt. Basierend darauf werden kontinuierliche Anpassungen der Spezifikationen für Funktionalität und Interaktion vorgenommen und mit den betreffenden Projektpartnern diskutiert. Um sicherzustellen, dass das zu entwickelnde System den Anforderungen von Chirurgen gerecht wird und somit breite Anwendung im Alltag finden kann, wird ein User-Centered-Design Ansatz gewählt, der einen kontinuierlichen Austausch über das Projekt hinweg mit den Chirurgen der Universitätsklinik beinhaltet.

Weiterführende Informationen

Projektwebseite

Weiterführende Informationen und aktuelle Meldungen finden Sie auch auf unserer Projekt-Webseite.

Publikationen

Publikationen aus dem VIVATOP-Projekt sind hier zu finden.

VIVATOP stellt Teilergebnisse bei der Zeitschrift "medical design" vor

Im Rahmen der Themenwoche "Im OP der Zukunft" der Zeitschrift medical design werden Forschungsergebnisse aus dem VIVATOP-Projekt präsentiert.

Außerdem wurde Herr Prof. Weyhe zu den Einsatzmöglichkeiten von Immersiven Technolgien im perioperativen Setting interviewt. Das Interview findet sich hier.

Virtueller Anatomieatlas

Als Vorarbeit zu diesem großen Verbundprojekt haben die Universitätsklinik für Viszeralchirurgie und die Computer Graphics Gruppe des Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI) einen Immersiven Anatomieatlas in einer Virtuellen Umgebung entwickelt.

Der Atlas wurde bereits in zwei Studien evaluiert. Die Version des Atlas, die für die Studie von Gloy et al., 20211 genutzt wurde, ist hier zu finden: https://youtu.be/JY50Wjh-olw

Eine ältere, in Weyhe et al, 20182 untersuchte Version des Atlas ist hier zu sehen: https://youtu.be/gGsLkDfxqLc
 

1. Gloy, K., Weyhe, P., Nerenz, E., Kaluschke, M., Uslar, V., Zachmann, G., & Weyhe, D. (2021). Immersive Anatomy Atlas: Learning Factual Medical Knowledge in a Virtual Reality Environment. Anatomical Sciences Education.

2. Weyhe, D. , Uslar, V.N., Weyhe, F., Kaluschke, M., & Zachmann, G. (2018) Immersive Anatomy Atlas - empirical study investigating the usability of a virtual reality environment as a learning tool for anatomy. Frontiers in Surgery

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(Stand: 09.06.2021)