AI trong phẫu thuật và robot phẫu thuật
AI đang chuyển các robot phẫu thuật từ các công cụ điều khiển từ xa chỉ đơn giản phản chiếu bàn tay của bác sĩ phẫu thuật sang các hệ thống có thể nhận biết mô, hướng dẫn dụng cụ và thậm chí thực hiện các bước riêng biệt.
Tổng quan
The goal is steadier, more precise, more consistent operations with fewer complications.
Lặn sâu
Các robot phẫu thuật hàng đầu hiện nay, như da Vinci của Intuitive, là hệ thống chủ-nô lệ: một bác sĩ phẫu thuật ở bảng điều khiển di chuyển các bộ điều khiển và robot tái tạo chuyển động ở đầu giường bệnh nhân, lọc rung động và chuyển động co giãn cho công việc phức tạp. AI đang đặt nhận thức và hỗ trợ lên hàng đầu. Các mô hình thị giác máy tính phân tích nguồn cấp dữ liệu video của máy nội soi để dán nhãn giải phẫu, cảnh báo khi một dụng cụ đến gần dây thần kinh hoặc mạch máu và nhận biết bước nào của quy trình đang được tiến hành. Các nền tảng nghiên cứu như Robot tự động mô thông minh (STAR) đã tự động khâu mô ruột mềm, có thể biến dạng trong mô hình động vật, vượt trội so với bàn tay của các chuyên gia về tính nhất quán. Học máy cũng khai thác hàng nghìn thao tác được ghi lại để định lượng kỹ năng phẫu thuật và kỹ thuật thực hành tốt nhất trên bề mặt để đào tạo.
Hiểu biết kỹ thuật
AI phẫu thuật hợp nhất một số luồng: video nội soi âm thanh nổi được xử lý bởi mạng tích chập và biến áp để phân đoạn và độ sâu, dữ liệu động học từ bộ mã hóa khớp của robot và đôi khi là hình ảnh huỳnh quang cận hồng ngoại để làm nổi bật lưu lượng máu. Phần khó khăn là môi trường có thể biến dạng, lấp lánh, chảy máu, vì vậy người mẫu phải xử lý khói, tắc nghẽn và mô thay đổi hình dạng liên tục. Quyền tự chủ được đánh giá theo thang điểm từ 0 đến 5, giống như ô tô tự lái; hầu hết các hệ thống lâm sàng đều ở cấp độ 1 đến 2 (hỗ trợ), không tự chủ hoàn toàn.
Tác động chiến lược
Bối cảnh và quy tắc
Bối cảnh của ngành quyết định liệu các ý tưởng AI có tồn tại được khi tiếp xúc với thực tế hay không.
Kiểm soát chất lượng
Các ràng buộc về miền ảnh hưởng đến tỷ lệ lỗi có thể chấp nhận được và các mô hình giám sát.
Xây dựng lựa chọn
Triển khai thành công sẽ điều chỉnh năng lực kỹ thuật phù hợp với quy trình làm việc tuyến đầu.
Tương lai của AI trong phẫu thuật và robot phẫu thuật
Mong đợi sự leo thang ổn định trên bậc thang tự chủ: lớp phủ AR thời gian thực ở rìa khối u và các mạch ẩn, điều khiển camera tự động theo dõi hành động và quyền tự chủ được giám sát đối với các nhiệm vụ phụ lặp đi lặp lại như khâu hoặc thắt nút. Các robot nhỏ hơn, rẻ hơn từ những công ty mới tham gia (Medtronic Hugo, CMR Surgical Versius) sẽ mở rộng khả năng tiếp cận. Các cơ quan quản lý sẽ yêu cầu xác nhận nghiêm ngặt và các bác sĩ phẫu thuật sẽ nắm quyền chỉ huy, nhưng các bước thông thường có thể ngày càng được giao cho các trợ lý AI có thể kiểm tra và đã được hiệu đính.
Triển khai trong thế giới thực
Hệ thống Da Vinci mở rộng quy mô và giảm rung chuyển động tay của bác sĩ phẫu thuật trong phẫu thuật cắt bỏ tuyến tiền liệt, cắt tử cung và sửa chữa thoát vị thông qua các vết mổ nhỏ.
Robot STAR tự động sử dụng thị giác máy và hệ thống theo dõi để khâu ruột lợn đồng đều hơn so với các bác sĩ phẫu thuật chuyên gia trong một nghiên cứu năm 2022.
Các công cụ thị giác máy tính như Theator và Touch Surgery tự động phân đoạn các hoạt động được ghi lại để gắn cờ các bước an toàn quan trọng và cung cấp phản hồi khách quan về kỹ năng cho quá trình đào tạo.
Huỳnh quang cận hồng ngoại với màu xanh lá cây indocyanine, được giải thích bằng AI, giúp bác sĩ phẫu thuật xác nhận nguồn cung cấp máu khỏe mạnh trước khi nối các đoạn ruột để ngăn chặn rò rỉ.
Rủi ro & lan can
Các yêu cầu pháp lý có thể vô hiệu hóa các nguyên mẫu mạnh mẽ.
Dữ liệu lịch sử có thể mã hóa thành kiến gây tổn hại cho các cộng đồng cụ thể.
Các hệ thống cũ có thể tạo ra các nút thắt cổ chai trong tích hợp và chi phí tiềm ẩn.
Lộ trình thực hiện
Thu hút các chuyên gia trong lĩnh vực từ việc xác định vấn đề đến đánh giá.
Thiết kế các đường dẫn kiểm tra và tài liệu trước khi ra mắt.
Xác nhận sớm các nghĩa vụ tuân thủ và an toàn.
Triển khai theo từng giai đoạn với tiêu chí dừng và khôi phục rõ ràng.
Tiếp tục khám phá
Free newsletter
Get the daily AI briefing
Three verified AI stories every weekday morning, written in plain English. Free forever, no ads.
One email each weekday. Unsubscribe in one click. We never sell or share your address.
Test yourself
Take the AI in Surgery and Surgical Robotics quiz
Instant feedback on every answer, and a shareable certificate with a verifiable ID once you pass a course.
Support free AI education. AI Understanding is a 501(c)(3) nonprofit — no ads, no paywall, ever. Make a donation
Hướng dẫn tiếp theo
AI trong Robot kho hàng
Câu hỏi thường gặp
What is AI in Surgery and Surgical Robotics?
AI đang chuyển các robot phẫu thuật từ các công cụ điều khiển từ xa chỉ đơn giản phản chiếu bàn tay của bác sĩ phẫu thuật sang các hệ thống có thể nhận biết mô, hướng dẫn dụng cụ và thậm chí thực hiện các bước riêng biệt. Mục tiêu là các hoạt động ổn định hơn, chính xác hơn, nhất quán hơn với ít biến chứng hơn.
Robot phẫu thuật phổ biến nhất hiện nay, da Vinci, hoạt động chủ yếu như thế nào?
Da Vinci là một hệ thống chủ-nô được vận hành từ xa: robot phản chiếu chuyển động tay của bác sĩ phẫu thuật ở bên cạnh bệnh nhân, chuyển động theo tỷ lệ và lọc rung. Bác sĩ phẫu thuật luôn luôn kiểm soát được.
Robot STAR đã chứng minh điều gì trong nghiên cứu trên động vật?
Robot tự động mô thông minh (STAR) tự động khâu mô ruột có thể biến dạng ở lợn, tạo ra các chỉ khâu đồng đều hơn so với các bác sĩ phẫu thuật chuyên nghiệp ở con người trong một minh chứng mang tính bước ngoặt về quyền tự chủ có giám sát.
Tại sao môi trường phẫu thuật lại đặc biệt thách thức đối với thị giác máy tính?
Không giống như các bộ phận cứng nhắc của nhà máy, mô phẫu thuật liên tục thay đổi hình dạng và ướt, phản chiếu và thường bị che khuất bởi vết chảy máu, khói thuốc và dụng cụ, khiến cho việc phân đoạn và theo dõi đáng tin cậy trở nên khó khăn.
Mức độ tự chủ của robot phẫu thuật thường được mô tả như thế nào?
Quyền tự chủ trong phẫu thuật được xếp loại theo thang điểm từ 0 đến 5 tương tự như phương tiện tự hành, từ không tự chủ đến tự chủ hoàn toàn. Hầu hết các hệ thống lâm sàng ngày nay đều ở cấp độ 1 đến 2, cung cấp hỗ trợ hơn là hành động độc lập.
Một lợi ích của việc chụp ảnh huỳnh quang với indocyanine green trong quá trình phẫu thuật là gì?
Indocyanine màu xanh phát huỳnh quang dưới ánh sáng cận hồng ngoại, cho thấy sự tưới máu. AI có thể giúp giải thích điều này để xác minh rằng mô, chẳng hạn như đoạn ruột được nối lại, có đủ nguồn cung cấp máu và giảm nguy cơ rò rỉ.