相同患者、相同空间、不同需求：揭示外科医生-麻醉医生协作中的差距与设计机会

文献标题

Same Patient, Same Space, Divergent Needs: Revealing Gaps and Design Opportunities in Surgeon–Anesthesiologist Collaboration

出版信息

• 主题领域: 手术中协作与支持外科医生–麻醉师团队合作的人工智能系统设计。
• 关键词: 外科医生–麻醉师协作，术中沟通，手术中的人工智能，手术室团队合作，多模态系统，医疗领域的人机交互，手术阶段识别，风险评估，智能手术室技术。

背景与问题

• 问题/挑战: 手术室中外科医生与麻醉师的协作受到沟通中断、不对称信息交换以及不同工作模式的阻碍。现有的人机交互研究未能充分解决这些跨专业动态问题，也未深入探索人工智能驱动的解决方案。
• 重要性: 外科医生与麻醉师之间的有效协作对患者安全、手术结果和工作流程效率至关重要。解决这些问题可以减少不良事件并改善术中决策。
• 动机与相关研究: 先前研究记录了手术室中的沟通失误，其中多达30%的沟通尝试失败。现有技术解决方案主要关注单一专业或专业内部的协作，忽视了外科医生–麻醉师这一特定组合的独特需求。人工智能的进步，如手术阶段识别和多模态感知，为弥合这一差距提供了机会。

解决方案

• 提出的方法: 一个多模态人工智能支持系统，针对外科医生和麻醉师的不同需求，提供角色特定的用户界面（UI）和实时情境感知。
• 创新点:
  1. 通过对45台手术的焦点小组讨论和观察，实证识别了外科医生–麻醉师协作中的七大关键挑战。
  2. 构想了针对角色特定需求的用户界面，解决信息不对称和认知负荷问题。
  3. 集成了最先进的人工智能方法，用于手术阶段识别、事件优先级排序和自然语言交互。
  4. 引入基于分诊的事件通知系统，用于实时决策支持。
• 流程与关键技术:
  • 与6位外科医生和6位麻醉师进行了焦点小组讨论，以识别挑战和设计需求。
  • 观察了45台手术（包括开放式、腹腔镜和机器人手术）以分析术中动态。
  • 开发了用户界面草图，并构想了后端人工智能模块，包括手术场景理解、事件分诊和基于语言的交互。

结果

• 具体发现:
  • 识别了七大挑战：不同的工作模式、信息过载、表面化的信息交换、低估手术风险、跨专业知识差距、因注意力分散而错过信息，以及在认知过载期间的语言沟通困难。
  • 提出了角色特定的用户界面：为麻醉师提供详细的手术进展和风险评估工具；为外科医生提供简明的患者状态和时间反馈。
• 相较基线的优势:
  • 通过实时更新和预测性洞察增强情境感知和决策能力。
  • 通过根据每个角色的需求调整信息传递，减少沟通摩擦。
  • 通过人工智能驱动的风险评估和事件优先级排序，提高对手术事件和并发症的预判能力。
• 实验/评估:
  • 焦点小组和观察提供了关于术中协作的定性见解。
  • 用户界面组件和后端模块已完成概念设计，但需要未来基于模拟的评估。
• 局限性与未来工作:
  • 研究结果基于普通外科和内脏外科；其对其他专业的适用性尚需探索。
  • 提议的系统尚未在真实或模拟的手术室环境中测试。
  • 未来工作将重点评估系统对决策时效性、协作和沟通的影响。

总结

本研究探讨了外科医生–麻醉师协作中的挑战，并提出了一种多模态人工智能支持系统来应对这些问题。通过对45台手术的焦点小组讨论和观察，识别了七大关键挑战，包括信息不对称和认知过载。所提系统具有角色特定的用户界面和人工智能驱动的模块，用于手术阶段识别、事件分诊和风险评估。这些创新旨在增强情境感知、减少沟通摩擦并改善术中决策。未来工作将通过模拟环境评估系统对协作和患者安全的影响。