Как ИИ открывает новую эру роботизированной хирургии

Роботизированная хирургия впервые вошла в общую хирургию в 1980-х годах с помощью лапароскопических инструментов, которые позволили проводить минимально инвазивные процедуры, уменьшая размер разрезов 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 остаются ограниченными для определенных процедур, оставляя большинство операций зависимыми от традиционных методов — и многих пациентов без преимуществ улучшенной последовательности и результатов.

По мере того, как медицинские технологии продолжают развиваться, как можно ли масштабировать применения ИИ в хирургической робототехнике, чтобы преобразовать здравоохранение на более широком уровне?

Увеличенный рыночный потенциал

Стимулируемый увеличенным финансированием робототехники от венчурных компаний и цифровой трансформацией последних пяти лет, отрасль робототехники демонстрирует быстрые результаты на рынке без признаков остановки. В начале этого года Nvidia объявила о намерении увеличить инвестиции в разработку роботов, что сигнализирует о положительном сдвиге для будущего робототехники. Аналогичные инвестиции в робототехнику крупными игроками будут进一步 продвигать робототехнические технологии за счет сбора данных и машинного обучения, а также предоставят дополнительные ресурсы и идеи.

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 продолжает совершенствовать свою роботизированную платформу, чтобы расширить свои предложения на кардиохирургию, бариатрию, гинекологию и торакальную хирургию, среди других. С массовым внедрением роботизированных операций хирургическая робототехника последовательно принималась быстрее. Только между 2012 и 2018 годами роботизированные процедуры выросли на 738% в общей хирургии.

Глядя вперед, хирургическая робототехника 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, принимающие 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 развития глубоких технологий хирургические процедуры могут стать полностью автоматизированными в будущем, требуя минимальной помощи хирурга и значительно расширяя доступ к лечению.

Новые глубокие технологии в хирургической робототехнике могут оказать долгосрочное глобальное влияние. С учетом того, что примерно две трети мирового населения — 5 миллиардов человек — не имеют доступа к хирургическому лечению, эти новые модальности, работающие на ИИ, могут расширить общий доступ и закрыть разрыв в хирургической помощи.

Объединение ИИ и хирургической робототехники

ИИ инновировал и изменил то, 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 то, 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 хирургической робототехнике, 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 и выводов. До недавнего времени доступ к большим объемам обучающих данных был несколько ограничен; однако, поскольку отрасль продолжает инвестировать в обучение и развитие моделей ИИ, симулированные данные растут с более быстрой скоростью и улучшают функциональность воплощенного ИИ.

2. Непрерывные данные и руководство

Системы на основе ИИ могут поглощать и понимать большие объемы информации за секунды — намного быстрее, чем человеческий мозг. Обучая машины на больших наборах данных, данные могут информировать хирургические решения до того, как хирурги даже войдут в операционную. Симуляции обучения на основе ИИ могут существенно выиграть от того, что хирурги будут обучаться на наборах данных, основанных на тысячах операций, предоставляя хирургам тенденции и методы для обеспечения лучшего опыта пациентов, а также позволяя им подготовиться и понять сложности редких или сложных случаев до того, как они столкнутся с ними в операционной. Этот процесс может существенно ускорить и сократить долгую кривую обучения хирургов для достижения пика хирургического мастерства.

Когда это применяется к технологиям реального времени и визуализации, данные на основе ИИ также могут улучшить возможности хирургов в принятии решений во время операций. Предоставляя хирургам информацию для корректировки хирургических планов во время процедур, системы на основе ИИ могут расширить возможности хирургов для оптимизации методов и подходов в реальном времени. Через системы визуализации на основе ИИ хирурги могут получить продвинутые аналитические данные и реальные 3D «карты» хирургических участков. Эти дополненные наложения могут дать хирургам расширенные идеи о хирургическом поле, а также реальное обратная связь 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 на основе ИИ могут предоставить ценные отзывы 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 расширить информацию, которую хирурги могут использовать для улучшения дальнейшего лечения. 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 для увеличения точности и производительности 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, для достижения пика производительности в качестве офтальмохирурга требуется не менее 15 лет обучения и хирургического опыта. С учетом роста стареющего населения и снижения числа хирургов, необходимо найти новое решение, чтобы сократить период обучения хирургов и стандартизировать точность и качество ухода для всех.

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

Когда они интегрируются в хирургический процесс, роботизированные платформы на основе ИИ предоставляют бесценные идеи, 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. Делая это, мы можем улучшить общий опыт пациентов и хирургов.

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 доступ к здравоохранению на новые высоты.