Cum IA introduce o nouă eră a chirurgiei robotice

Robotica medicală a intrat pentru prima dată în chirurgia generală în anii 1980, cu ajutorul instrumentelor laparoscopice care au permis proceduri minim invazive, reducând dimensiunea inciziei și timpul de recuperare. Aceste sisteme timpurii au extins capacitățile chirurgilor, transformând peisajul chirurgical.

Astăzi, inteligența artificială (IA) deschide calea către o nouă eră a preciziei și controlului în sala de operație. Cu toate acestea, în ciuda acestor progrese, sistemele robotice rămân limitate la anumite proceduri, lăsând majoritatea intervențiilor chirurgicale dependente de metodele tradiționale - și mulți pacienți fără beneficiile unei consecvențe și a unor rezultate îmbunătățite.

Pe măsură ce tehnologia medicală continuă să evolueze, cum pot aplicațiile IA în robotica chirurgicală să se extindă pentru a transforma asistența medicală la un nivel mai larg?

Potenţialul de piaţă crescut

Alimentat cu finanțare sporită prin capital de risc robotic și transformarea digitală din ultimii cinci ani, industria roboticii înregistrează rezultate de piață rapide, fără semne de oprire. La începutul acestui an, Nvidia și-a anunțat intenția de a crește investițiile în dezvoltarea roboților, semnalând o schimbare pozitivă pentru viitorul roboticii. Investiții similare în robotică de către jucători la scară largă vor avansa și mai mult tehnologia robotică prin colectarea datelor și învățarea automată, oferind în același timp resurse și informații suplimentare.

Liderii industriei roboticii chirurgicale, precum Intuitive Surgical, Medtronic și Stryker, au fost pionieri în chirurgia asistată robotic pentru diverse proceduri. De la introducerea sistemului da Vinci pentru chirurgie generală în anul 2000, Intuitive Surgical a continuat să-și perfecționeze platforma robotică pentru a-și extinde ofertele la chirurgia cardiacă, bariatrică, ginecologică și toracică, printre altele. Odată cu adoptarea în masă a chirurgiei asistate robotic, robotica chirurgicală a fost adoptată constant la o scară mai rapidă. Numai între 2012 și 2018, procedurile asistate robotic au crescut. 738% în chirurgia generală.

Privind în perspectivă, robotica chirurgicală are un potențial de piață și mai mare și se preconizează că va crește până la peste 14 de miliarde de dolari până în 2026 – în creștere de la puțin peste 10 miliarde de dolari în 2023. Acest lucru se datorează în principal accesului sporit la proceduri chirurgicale robotice, progreselor în automatizare și tehnologii digitale și noilor jucători care își propun să ofere soluții medicale de ultimă generație care valorifică puterea inteligenței artificiale.

Abordare tehnologică profundă

Construită pe intersecția disciplinelor, tehnologia profundă (deep tech) îmbină tehnologii multidisciplinare precum inteligența artificială, calculul cuantic, biotehnologia și robotica pentru a inaugura o nouă eră a tehnologiei. Startup-urile care adoptă o abordare deep tech în chirurgia robotică creează soluții inovatoare pentru viitor, așa cum se poate observa în dezvoltarea tehnologiei medicale, care poate îmbunătăți accesul pacienților la îngrijiri medicale critice. Odată cu dezvoltarea tehnologiei profunde, procedurile chirurgicale ar putea deveni complet automatizate în viitor, necesitând asistență minimă din partea chirurgilor și extinzând semnificativ accesul la tratament.

Tehnologiile emergente de deep tech în robotica chirurgicală pot avea un impact global de durată. Cu aproximativ două treimi Din populația lumii – 5 miliarde de oameni – care nu au acces la tratament chirurgical, aceste noi modalități, bazate pe inteligență artificială, pot extinde accesul general și pot elimina decalajul în îngrijirea chirurgicală.

Fuzionarea inteligenței artificiale cu robotica chirurgicală

Inteligența artificială a inovat și a schimbat modul în care interacționăm cu diferite tehnologii și unii cu alții. În ultimii cinci ani, transformarea adusă de inteligența artificială a accelerat dezvoltarea roboticii și a creat aplicații suplimentare pentru inteligența artificială în diferite modalități, inclusiv chirurgia robotică.

Iată trei moduri esențiale în care IA are un impact rapid și profund:

1. IA întrupată

Tehnologia schimbă modul în care interacționăm cu mediul nostru și cu oamenii din jurul nostru. IA întrupată, care include vehicule autonome și roboți umanoizi, este fuziunea IA cu sisteme fizice pentru a executa sarcini complexe în contexte reale. Atunci când IA întrupată este aplicată roboticii chirurgicale, aceasta are potențialul de a avea impacturi de lungă durată asupra îmbunătățirii îngrijirii chirurgicale și a tehnicilor existente. Cu toate acestea, IA întrupată necesită date semnificative din lumea reală pentru a dezvolta modele de simulare a antrenamentului, care sunt utilizate pentru a antrena și extinde capacitățile IA și pentru a îmbunătăți informațiile bazate pe date. Până de curând, accesul la cantități mari de date de antrenament a fost oarecum limitat; cu toate acestea, pe măsură ce industria continuă să investească în antrenarea și dezvoltarea de modele IA, bazele de date simulate cresc într-un ritm mai rapid și îmbunătățesc funcționalitatea IA întrupată.

2. Informații și îndrumări continue privind datele

Sistemele bazate pe inteligență artificială pot absorbi și înțelege cantități mari de informații în câteva secunde – mult mai rapid decât creierul uman. Prin antrenarea mașinilor pe seturi mari de date, informațiile bazate pe date pot informa deciziile chirurgicale înainte ca chirurgii să pună piciorul în sala de operații. Simulările de antrenament bazate pe inteligență artificială pot aduce beneficii semnificative chirurgilor, deoarece antrenamentul pe seturi de date bazate pe mii de intervenții chirurgicale oferă chirurgilor tendințe și tehnici pentru a oferi o experiență mai bună pacientului și le permite, de asemenea, să se pregătească și să înțeleagă complexitatea cazurilor rare sau complexe înainte de a le întâmpina în sala de operații. Acest proces poate accelera și scurta semnificativ curba lungă de învățare cu care se confruntă chirurgii atunci când se antrenează pentru a atinge performanțe chirurgicale maxime.

Atunci când sunt aplicate tehnologiilor de imagistică și vizualizare în timp real, datele bazate pe inteligență artificială pot îmbunătăți, de asemenea, capacitățile decizionale ale chirurgilor în timpul operațiilor. Oferind chirurgilor informații pentru a ajusta planurile chirurgicale în timpul procedurilor, sistemele bazate pe inteligență artificială le pot permite acestora să optimizeze tehnicile și abordările în timp real. Prin intermediul sistemelor de imagistică bazate pe inteligență artificială, chirurgii pot primi analize avansate de imagistică și „hărți” 3D în timp real ale locurilor chirurgicale. Aceste suprapuneri augmentate pot oferi chirurgilor perspective extinse asupra domeniului chirurgical, alături de feedback în timp real asupra tehnicilor lor chirurgicale. Platformele de chirurgie robotică se află în avangarda integrării acestei tehnologii în sala de operații, cu scopul de a crește precizia și rezultatele chirurgicale.

În plus, prin furnizarea de feedback continuu post-operator, sistemele bazate pe inteligență artificială pot oferi chirurgilor feedback valoros cu privire la performanțele lor în timpul procedurilor - evidențiind punctele slabe și punctele forte și sugerând strategii specifice de îmbunătățire a acestora. Astfel de platforme pot, de asemenea, recomanda noi planuri de tratament bazate pe istoricul fiecărui pacient și pe analiza datelor procedurii respective și pot oferi chirurgilor informații suplimentare care pot îmbunătăți tratamentul ulterior. Ca atare, platformele de inteligență artificială au potențialul de a absorbi și adapta feedback-ul chirurgical pe tot parcursul ciclului chirurgical (înainte, în timpul și după) printr-o buclă de feedback bazată pe inteligență artificială pentru a crește precizia și performanța chirurgilor.

3. Acuratețe și precizie sporite

Abilitățile chirurgicale individuale variază adesea în funcție de chirurgi datorită accesului lor la oportunități de top, de la locația programului până la accesul la mentorat chirurgical. De exemplu, domeniul oftalmologiei are o curbă de învățare abruptă. În medie, este nevoie de cel puțin 15 ani de pregătire și experiență chirurgicală pentru a atinge performanța maximă ca chirurg oftalmologic. Având în vedere creșterea populației îmbătrânite și scăderea numărului de chirurgi, este necesară o nouă soluție pentru a reduce perioada de pregătire a chirurgului și a standardiza acuratețea și precizia îngrijirii pentru toți.

Pe lângă reducerea curbei de învățare pentru chirurgi și permiterea atingerii mai rapide a performanței maxime, introducerea platformelor bazate pe inteligență artificială în procesul chirurgical poate crește acuratețea și precizia și poate îmbunătăți rezultatele suboptimale. Caracteristicile semi-autonome și din ce în ce mai autonome ale platformelor robotice pot elimina tremurul natural al mâinii chirurgului și pot îmbunătăți precizia și acuratețea generală, îmbunătățind astfel rezultatele clinice. În plus, capacitatea sistemelor bazate pe inteligență artificială de a recunoaște structurile anatomice unice și de a oferi locația exactă pentru incizii și alte etape chirurgicale - în special în proceduri complexe sau zone anatomice - poate reduce semnificativ rata erorilor chirurgilor prin îmbunătățirea conștientizării spațiale a structurilor anatomice. Ca atare, toți chirurgii care utilizează sisteme bazate pe inteligență artificială vor putea oferi îngrijiri constant mai precise.

Atunci când sunt încorporate în procesul chirurgical, platformele robotice bazate pe inteligență artificială oferă informații neprețuite care pot îmbunătăți experiența generală atât pentru pacient, cât și pentru chirurg.

Concluzie

Inteligența artificială va continua să joace un rol semnificativ în dezvoltarea asistenței medicale în viitor. Incorporarea tehnologiilor avansate de inteligență artificială în serviciile noastre medicale, cum ar fi arhivarea electronică, diagnosticarea și monitorizarea și urmărirea stării de sănătate, precum și îngrijirea chirurgicală, este imperativă. Procedând astfel, putem îmbunătăți experiența generală a pacientului și a chirurgului.

În chirurgia robotică, inteligența artificială accelerează transformarea tehnologiei și accesul pacienților la tratamente consistente și de înaltă calitate. Progresele în robotică, împreună cu inteligența artificială și automatizarea, vor continua să introducă noi aplicații, creând un nivel mai ridicat de îngrijire standardizată și aducând calitatea și accesul la asistență medicală la noi culmi.