Як штучний інтелект відкриває нову еру роботизованої хірургії

Медична робототехніка вперше увійшла в загальну хірургію в 1980-х роках із лапароскопічними інструментами, які дозволяли проводити мінімально інвазивні процедури, зменшуючи розмір розрізу та час відновлення. Ці перші системи розширили можливості хірургів, трансформуючи хірургічний ландшафт.

Сьогодні штучний інтелект (AI) відкриває нову еру точності та контролю в операційній. Однак, попри цей прогрес, роботизовані системи залишаються обмеженими для окремих процедур, залишаючи більшість операцій залежними від традиційних методів — і багатьох пацієнтів без переваг посилених узгодженості та результатів.

Як медична технологія продовжує розвиватися, як застосування AI в хірургічній робототехніці можуть масштабуватися для трансформації охорони здоров’я на більш широкому рівні?

Збільшений ринковий потенціал

Стимульований збільшеним фінансуванням роботизованих ВЧ і цифровою трансформацією за останні п’ять років, галузь робототехніки бачить прискорені ринкові результати без ознак зупинки. На початку цього року Nvidia оголосила про намір збільшити інвестиції в розвиток робототехніки, сигналізуючи про позитивний зсув для майбутнього робототехніки. Подібні інвестиції в робототехніку великими гравцями ще більше просунуть роботизовану технологію через збор даних і машинне навчання, забезпечуючи додаткові ресурси та знання.

Лідери галузі хірургічної робототехніки, такі як Intuitive Surgical, Medtronic і Stryker, стали піонерами роботизованої хірургії для різних процедур. З моменту введення системи da Vinci для загальної хірургії в 2000 році Intuitive Surgical продовжила ітерувати свою роботизовану платформу для розширення своїх пропозицій до кардіохірургії, баріатричної, гінекологічної та торакальної хірургії, серед інших. З масовим прийняттям роботизованої хірургії хірургічна робототехніка постійно приймалася у більшому масштабі. Між 2012 і 2018 роками лише роботизовані процедури в загальній хірургії збільшилися на 738%.

Оглядаючи майбутнє, хірургічна робототехніка має ще більший ринковий потенціал і, як передбачається, зросте до більше 14 мільярдів доларів до 2026 року — з трохи понад 10 мільярдів доларів у 2023 році. Це в основному відбувається через більший доступ до роботизованих хірургічних процедур, вдосконалення автоматизації та цифрових технологій, а також нових гравців, які мають на меті доставляти інноваційні медичні рішення, які використовують силу AI.

Глибокий технологічний підхід

Розроблений на перетині дисциплін, глибока технологія поєднує багатодисциплінарні технології, такі як AI, квантове обчислення, біотехнології та робототехніку, щоб відкрити нову еру технологій. Стартапи, які приймають глибокий технологічний підхід у роботизованій хірургії, створюють інноваційні рішення для майбутнього, як можна побачити у розробці хелс-технологій, які можуть покращити доступ пацієнтів до критичної медичної допомоги. З допомогою глибокої технологічної розробки хірургічні процедури можуть стати повністю автоматизованими в майбутньому, що вимагатиме мінімальної допомоги хірурга та суттєво розширюватиме доступ до лікування.

Нові глибокі технології в хірургічній робототехніці можуть мати тривалий глобальний вплив. Приблизно дві третини світового населення — 5 мільярдів людей — не мають доступу до хірургічного лікування, ці нові модальності, які працюють на основі AI, можуть розширити загальний доступ та закрити розрив у хірургічній допомозі.

Об’єднання AI та хірургічної робототехніки

AI інновував і змінив, як ми взаємодіємо з різними технологіями та один з одним. За останні п’ять років трансформація, спричинена AI, прискорила розвиток робототехніки та створила додаткові застосування AI в різних модальностях, включаючи роботизовану хірургію.

Вот три основних способи, як AI робить швидкий і глибокий вплив:

1. Втіленний AI

Технологія змінює, як ми взаємодіємо зі своєю довкіллям та людьми навколо нас. Втіленний AI, який включає автономні транспортні засоби та гуманоїдні роботи, являє собою об’єднання AI з фізичними системами для виконання складних завдань у реальних умовах. Коли втілений AI застосовується до хірургічної робототехніки, він має потенціал мати тривалий вплив на покращення хірургічної допомоги та вдосконалення існуючих методів. Однак втілений AI вимагає значної кількості реальних даних для розробки тренувальних моделей симуляції, які використовуються для навчання та розширення можливостей AI та покращення даних, одержуваних з допомогою даних.

До недавнього часу доступ до великих обсягів тренувальних даних був дещо обмеженим; однак, оскільки галузь продовжує інвестувати у навчання та розвиток моделей AI, симульовані дані зростають пришвидшеного темпу та покращують функціональність втіленого AI.

2. Неперервні дані та керівництво

Системи на основі AI можуть поглинати та розуміти великі об’єми інформації за секунди — значно швидше, ніж людський мозок. Навчаючи машини на великих наборах даних, дані, одержувані з допомогою даних, можуть інформувати хірургічні рішення ще до того, як хірурги ступлять у операційну. Симуляції тренувань на основі AI можуть суттєво вигідними для хірургів, оскільки навчання на даних, заснованих на тисячах операцій, забезпечує хірургам тенденції та методи для надання кращого пацієнтського досвіду, а також дозволяє їм готуватися до та розуміти складності рідкісних чи складних випадків до того, як вони з ними зустрінуться в операційній.

Коли їх застосовують до технологій реального часу та візуалізації, дані, одержувані з допомогою AI, також можуть покращити здатність хірургів приймати рішення під час операцій. Надавши хірургам інформацію для коригування хірургічних планів під час процедур, системи на основі AI можуть наділити хірургів можливістю оптимізувати методи та підходи в реальному часі. Через системи візуалізації на основі AI хірурги можуть отримувати розширені дані про хірургічне поле поряд з реальним зворотним зв’язком щодо їхніх хірургічних методів. Платформи роботизованої хірургії знаходяться на передовій інтеграції цієї технології в операційну, з метою збільшення хірургічної точності та результатів.

Крім того, надавши постійний зворотний зв’язок після операції, системи на основі AI можуть надавати цінний зворотний зв’язок хірургам щодо їхніх виступів під час процедур — виділяючи слабкості та сильні сторони, а також пропонуючи конкретні стратегії щодо їхнього покращення. Такі платформи також можуть рекомендувати нові плани лікування на основі історії пацієнта та даних про процедуру, а також наділяти хірургів додатковою інформацією, яка може покращити подальше лікування. Отже, платформи AI мають потенціал поглинати та адаптуватися хірургічний зворотний зв’язок протягом усього хірургічного циклу (до, під час та після) через зворотний зв’язок AI для збільшення точності та продуктивності хірургів.

3. Збільшена точність та точність

Індивідуальні хірургічні навички часто різняться серед хірургів через їхній доступ до найкращих можливостей, від місця розташування програми до доступу до хірургічного наставництва. Наприклад, область офтальмології має крутий навчальний кривий. В середньому, це займає щонайменше 15 років навчання та хірургічного досвіду, щоб досягти піку продуктивності як офтальмохірурга. З ростом старіння населення та зменшенням кількості хірургів потрібне нове рішення для скорочення періоду навчання хірургів та стандартизації точності та якості допомоги для всіх.

Крім скорочення періоду навчання для хірургів та дозволу їм досягти піку продуктивності швидше, введення платформ на основі AI в хірургічний процес може збільшити точність та точність і покращити субоптимальні результати. Напівавтономні та дедалі автономніші функції в роботизованих платформах можуть усунути природний тремор хірургічної руки та покращити загальну точність та точність, тим самим покращуючи клінічні результати. Крім того, здатність систем на основі AI розпізнавати унікальні анатомічні структури та надавати точне місце для розрізів та інших хірургічних кроків — особливо у складних процедурах чи анатомічних областях — може суттєво скоротити рівень хірургічних помилок, покращуючи просторову свідомість анатомічних структур. Отже, всі хірурги, які використовують системи на основі AI, зможуть надавати більш точну допомогу.

Коли їх інтегрують у хірургічний процес, платформи робототехніки на основі AI забезпечують невід’ємні дані, які можуть покращити загальний досвід пацієнта та хірурга.

Висновок

AI продовжить відігравати суттєву роль у розвитку охорони здоров’я в майбутньому. Включення передових технологій AI до наших медичних послуг, таких як електронне складання документів, діагностика та моніторинг здоров’я, а також хірургічна допомога, є важливим. Роблячи це, ми можемо покращити загальний досвід пацієнта та хірурга.

У роботизованій хірургії AI прискорює трансформацію технології та доступ пацієнтів до послідовного, високоякісного лікування. Розробки в робототехніці, поєднані з AI та автоматизацією, продовжать відкривати нові застосування, створюючи вищу якість стандартизованої допомоги та запускаючи охорону здоров’я та доступ до нових висот.