阿尔伯塔大学使用HoloLens +Pupil Labs眼动追踪改进医疗手术训练方法

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眼动追踪与AR医疗应用结合的优势

映维网Nweon 2022年09月16日Pupil Labs自2014年成立以来一直专注于研发眼动追踪技术,并打造了一个由开源软件套件和可佩戴眼动追踪头显组成的平台Pupil Core。

日前,这家公司撰文介绍了阿尔伯塔大学手术模拟研究实验室利用其眼动追踪技术的研究,并解释了眼动追踪与AR医疗应用结合的优势。下面是映维网的整理:

1. 增强现实技术能够增强外科训练吗?

全世界每天都会进行大100万例外科手术,从而为最需要的人群提供关键且往往是挽救生命的治疗。为了安全地执行手术,实习医生必须掌握一系列复杂的多阶段手术,包括记忆详细的分步说明。例如,紧急手术胸管插入要求外科医生按特定顺序执行20多个步骤。然而,在练习手术技能的同时掌握必要的信息是一项挑战,因为受训者经常不得不中断学习,重新阅读说明书。

针对这个问题,阿尔伯塔大学手术模拟研究实验室的研究人员开始使用增强现实技术来改进手术训练方法。为了实现所述目标,他们曾将微软HoloLens 1与Pupil Labs的Pupil Labs HoloLens Add-on附件相结合,从而把Pupil Core眼动追踪功能带到HoloLens 1。

尽管之前社区已经开发过相关的增强现实系统来辅助外科培训,但它们并没有设计成无缝响应受训者的行为。相反,所述系统连续地或在受训者甚至可能不需要指令的时刻显示手术指令,这造成了用户在执行手术时出现不必要的分心。

2. 测试按需显示指令的增强现实系统

利用眼动追踪技术,研究团队可以构建一个根据眼动来提供手术指导的增强现实系统。为了实现这一点,研究人员利用了Pupil Labs开源库的可定制性,通过修改HoloLens Relay插件来在Pupil Labs HoloLens Add-on和HoloLens之间传输眼动数据。

为了测试系统,研究团队建立了胸管插入训练模拟,包括一个塑料人体躯干模型,并在插入部位胸部放置一个软合成皮肤垫。他们同时将一张空白纸板放置在躯干附近,以提供一个可以在增强现实中投影指令的表面。

表面标记贴在方形垫,从而形成一个指令表区域,并允许系统自动检测受训者在所述区域内的眼动。如果受训人员查看指令表区域内,则系统将立即显示手术程序的逐步指令,从而为他们提供步骤说明。相反,当他们的注意力离开时,系统将移除增强现实指令,从而避免医护人员分心。

3. 实现无缝手术培训体验

研究人员发现,这个系统为外科受训人员提供了巨大的帮助,而他们希望进一步优化探索。特别是,他们感兴趣的是如何利用瞳孔直径来自动识别受训者在学习外科手术时遇到困难的时刻。检测所述时刻可以提高系统的响应性,并促进更流畅的学习体验。

4. 学生实验室有助于改进外科培训方法

基于Pupil Labs系统的可定制性,研究人员成功开发了一种增强现实工具来为实习外科医生提供更无缝的学习体验。使用眼动追踪来控制手术指令的显示是一种创新方法,可允许受训者简单地移动眼睛来直观地访问指令。

Pupil Labs表示:“全世界每年都要进行数亿次外科手术,而其中许多都是生命攸关的手术。因此,外科医生必须接受最好的培训。Pupil Labs非常荣幸我们的眼动追踪技术能够成为其中的重要帮手,并祝愿研究作者在继续开发这项重要技术方面取得佳绩。”

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