Как ИИ открывает новую эру в роботизированной хирургии

Медицинская робототехника впервые вошла в общую хирургию в 1980-х годах с помощью лапароскопических инструментов, которые позволяли проводить минимально инвазивные процедуры, уменьшая размер разреза и время восстановления. Эти ранние системы расширили возможности хирургов, преобразив хирургический ландшафт.

Сегодня искусственный интеллект (ИИ) открывает новую эру точности и контроля в операционной. Однако, несмотря на этот прогресс, роботизированные системы все еще ограничены выбором процедур, оставляя большинство операций зависимыми от традиционных методов — и многих пациентов без преимуществ улучшенной последовательности и результатов.

Как медицинская технология продолжает развиваться, как можно масштабировать применения ИИ в роботизированной хирургии, чтобы преобразовать здравоохранение на более широком уровне?

Увеличенный рыночный потенциал

Стимулируемый увеличенным финансированием робототехники и цифровой трансформацией последних пяти лет, отрасль робототехники демонстрирует быстрый рост рынка без признаков остановки. Ранее в этом году Nvidia объявила о намерении увеличить инвестиции в разработку роботов, что сигнализирует о положительном сдвиге в будущем робототехники. Аналогичные инвестиции в робототехнику крупными игроками будут进一步 продвигать робототехническую технологию за счет сбора и обработки данных, а также предоставления дополнительных ресурсов и знаний.

Лидеры отрасли роботизированной хирургии, такие как Intuitive Surgical, Medtronic и Stryker, стали пионерами роботизированных операций для различных процедур. С момента введения системы da Vinci для общей хирургии в 2000 году Intuitive Surgical продолжала совершенствовать свою роботизированную платформу, чтобы расширить свои предложения на кардиохирургию, бариатрию, гинекологию и торакальную хирургию, среди прочих. С массовым внедрением роботизированных операций роботизированная хирургия последовательно принималась быстрее. Только между 2012 и 2018 годами роботизированные процедуры увеличились на 738% в общей хирургии.

Глядя вперед, роботизированная хирургия имеет еще больший рыночный потенциал и, как ожидается, вырастет до более 14 миллиардов долларов к 2026 году — с чуть более 10 миллиардов долларов в 2023 году. Это в основном связано с большим доступом к роботизированным хирургическим процедурам, достижениями в автоматизации и цифровых технологиях, а также новыми игроками, которые стремятся предоставить передовые медицинские решения, использующие силу ИИ.

Глубокий технологический подход

Основанный на пересечении дисциплин, глубокая технология объединяет многодисциплинарные технологии, такие как ИИ, квантовые вычисления, биотехнология и робототехника, чтобы открыть новую эру технологий. Стартапы, которые принимают глубокий технологический подход в роботизированной хирургии, создают инновационные решения для будущего, как можно увидеть в разработке хелс-технологий, которая может улучшить доступ пациентов к критической медицинской помощи. С помощью глубокой технологии хирургические процедуры могут стать полностью автоматизированными в будущем, требуя минимальной помощи хирурга и значительно расширяя доступ к лечению.

Новые глубокие технологии в роботизированной хирургии могут оказать долгосрочное глобальное влияние. С примерно двумя третями мирового населения — 5 миллиардами человек — не имеющими доступа к хирургическому лечению, эти новые модальности, работающие на ИИ, могут расширить общий доступ и закрыть разрыв в хирургической помощи.

Объединение ИИ и роботизированной хирургии

ИИ изменил и продолжает менять, как мы взаимодействуем с различными технологиями и друг с другом. За последние пять лет трансформация, вызванная ИИ, ускорила разработку робототехники и создала дополнительные применения ИИ в различных модальностях, включая роботизированную хирургию.

Вот три основных способа, которыми ИИ оказывает быстрое и глубокое влияние:

1. Воплощенный ИИ

Технология меняет, как мы взаимодействуем с нашей средой и людьми вокруг нас. Воплощенный ИИ, который включает автономные транспортные средства и гуманоидные роботы, представляет собой объединение ИИ с физическими системами для выполнения сложных задач в реальных условиях. Когда воплощенный ИИ применяется к роботизированной хирургии, он имеет потенциал оказать долгосрочное влияние на улучшение хирургической помощи и совершенствование существующих методов. Однако воплощенный ИИ требует значительных реальных данных для разработки моделей обучения, которые используются для обучения и расширения возможностей ИИ, а также для улучшения данных-ориентированных знаний. До недавнего времени доступ к большим объемам обучающих данных был несколько ограничен; однако, поскольку отрасль продолжает инвестировать в обучение и разработку моделей ИИ, симулированные данные растут быстрее и улучшают функциональность воплощенного ИИ.

2. Непрерывные данные-ориентированные знания и руководство

Системы, основанные на ИИ, могут поглощать и понимать большие объемы информации за считанные секунды — намного быстрее, чем человеческий мозг. Обучая машины на больших наборах данных, данные-ориентированные знания могут информировать хирургические решения до того, как хирурги войдут в операционную. Симуляции обучения на основе ИИ могут значительно выиграть от хирургов, поскольку обучение на наборах данных, основанных на тысячах операций, предоставляет хирургам тенденции и методы для обеспечения лучшего опыта пациентов, а также позволяет им подготовиться и понять сложности редких или сложных случаев до их возникновения в операционной. Этот процесс может значительно ускорить и сократить долгую кривую обучения хирургов для достижения пика хирургического мастерства.

Когда применяется к технологиям реального времени и визуализации, данные, управляемые ИИ, также могут улучшить возможности хирургов в принятии решений во время операций. Предоставляя хирургам знания для корректировки хирургических планов во время процедур, системы, основанные на ИИ, могут наделить хирургов возможностью оптимизировать методы и подходы в реальном времени. Через системы визуализации на основе ИИ хирурги могут получить продвинутые аналитические данные изображений и реальные 3D-«карты» хирургических участков. Эти дополненные наложения могут дать хирургам расширенные знания о хирургическом поле, а также реальное обратное связывание о их хирургических методах. Платформы роботизированной хирургии находятся на переднем крае интеграции этой технологии в операционную, с целью увеличения хирургической точности и результатов.

Кроме того, предоставляя постоянную обратную связь после операции, системы, основанные на ИИ, могут предоставить ценные знания хирургам о их выступлениях во время процедур — подчеркивая слабости и сильные стороны, и предлагая конкретные стратегии для их улучшения. Такие платформы также могут рекомендовать новые планы лечения на основе истории каждого пациента и анализа данных конкретной процедуры, а также наделить хирургов дополнительной информацией, которая может улучшить дальнейшее лечение. Таким образом, платформы ИИ имеют потенциал поглощать и адаптировать хирургическую обратную связь на протяжении всего хирургического цикла (до, во время и после) через цикл обратной связи ИИ, чтобы увеличить точность и производительность хирургов.

3. Повышенная точность и точность

Индивидуальные хирургические навыки часто варьируются среди хирургов из-за их доступа к лучшим возможностям, от местоположения программы до доступа к хирургическому наставничеству. Например, в области офтальмологии есть крутая кривая обучения. В среднем, требуется как минимум 15 лет обучения и хирургического опыта, чтобы достичь пика производительности как офтальмохирурга. С растущим старением населения и уменьшением числа хирургов, необходимо новое решение, чтобы сократить период обучения хирургов и стандартизировать точность и точность ухода за всеми.

Помимо сокращения кривой обучения хирургов и позволяя им достичь пика производительности быстрее, введение платформ на основе ИИ в хирургический процесс может увеличить точность и точность и может улучшить неоптимальные результаты. Полуавтономные и все более автономные функции в роботизированных платформах могут устранить естественный дрожание руки хирурга и улучшить общую точность и точность, тем самым улучшая клинические результаты. Кроме того, способность систем, основанных на ИИ, распознавать уникальные анатомические структуры и предоставлять точное местоположение для разрезов и других хирургических шагов — особенно в сложных процедурах или анатомических областях — может значительно сократить скорость ошибок хирургов, улучшая пространственное осознание анатомических структур. Таким образом, все хирурги, использующие системы на основе ИИ, смогут предоставлять последовательно более точный уход.

Когда ИИ включается в хирургический процесс, ИИ-основанные роботизированные платформы предоставляют бесценные знания, которые могут улучшить общий опыт как для пациента, так и для хирурга.

Заключение

ИИ будет продолжать играть значительную роль в развитии здравоохранения в будущем. Включение передовых технологий ИИ в наши медицинские услуги, такие как электронное оформление, диагностика и мониторинг здоровья, а также хирургическая помощь, имеет важное значение. Таким образом, мы можем улучшить общий опыт пациента и хирурга.

В роботизированной хирургии ИИ ускоряет трансформацию технологии и доступ пациентов к последовательному, высококачественному лечению. Достижения в робототехнике, в сочетании с ИИ и автоматизацией, будут продолжать открывать новые применения, создавая более высокий уровень стандартизированной помощи и запуская качество и доступность здравоохранения на новые высоты.