يعمل الذكاء الاصطناعي والروبوتات على إحداث تحول في الدقة في إجراءات الإبرة الطبية

يعمل الذكاء الاصطناعي والروبوتات على إحداث تحول في الدقة في إجراءات الإبرة الطبية

تخيل طبيبًا يحاول الوصول إلى عقيدة سرطانية عميقة في رئة المريض، وهو هدف بحجم حبة البازلاء مختبئًا خلف متاهة من الأوعية الدموية والممرات الهوائية المهمة التي تتغير مع كل نفس. يمكن أن يخترق ملليمتر واحد من الشريان شريانًا كبيرًا، وقد يعني السقوط أن السرطان مفقود تمامًا ويسمح له بالانتشار إذا ترك دون علاج.

ويتم ذلك في آلاف الإجراءات يوميًا حيث تكون الدقة أمرًا بالغ الأهمية وتتعرض المهمة لعوائق تشريحية غير قابلة للاختراق أو حساسة. هل يمكن للذكاء الاصطناعي والروبوتات المساعدة في التغلب على هذه التحديات وتحسين نتائج المرضى؟

لقد بدأ عصر جديد من "قيادة الذكاء الاصطناعي" في الطب. يمكن للروبوتات ذات الذكاء الاصطناعي المتقدم مساعدة الأطباء وأتمتة مهام معينة، مما يجعل الدقة غير المسبوقة والإجراءات المعقدة أكثر أمانًا وفعالية. "

رون التيروفيتز، ولورانس جروسبيرج، وهو أستاذ في قسم علوم الكمبيوتر

مقال جديد فيالروبوتات العلمية إضفاء الطابع الرسمي على مفهوم توجيه الذكاء الاصطناعي لإجراءات الإبرة الطبية وتحديد مستويات توجيه الذكاء الاصطناعي لكل مكون. يحدد المؤلفون أربعة مكونات لتوجيهات الذكاء الاصطناعي: إدراك التشريح، وتخطيط حركات الأداة، وإدراك حالة الأداة، وتنفيذ حركات الأداة أثناء الإجراء. يمكن للروبوتات الموجهة بالذكاء الاصطناعي تحقيق قدر أكبر من الدقة والدقة في توجيه الإبرة مقارنة بالأطباء البشريين، مع تمكين استخدام تصميمات الإبر المتطورة التي يمكن أن تنحني عبر الجسم.

الورقة البحثية التي تحمل عنوان "الإبر الطبية في أيدي الذكاء الاصطناعي: نحو ملاحة روبوتية مستقلة" كتبها ألتيروفيتز، بالإضافة إلى جانين هولشر من جامعة كليمسون وآلان كونتز من جامعة يوتا. أكمل Hoelscher وKuntz سابقًا عمل الدكتوراه في علوم الكمبيوتر في UNC مع Alterovitz كمستشار.

عصر قيادة الذكاء الاصطناعي

لعقود من الزمن، اعتمد الأطباء على التوجيه بالصور واستخدام الأشعة السينية والتصوير المقطعي المحوسب (CT) وصور الرنين المغناطيسي (MR) لتصور تشريح المريض وخطة مسار الإبرة قبل الإجراء. وقد أتاح هذا التقدم، الناشئ عن اكتشاف الأشعة السينية في أواخر القرن التاسع عشر، وصولاً أكثر أمانًا إلى نقاط داخل الجسم.

تتيح التطورات الحديثة في الذكاء الاصطناعي الآن تحقيق قفزة إلى الأمام. يستطيع الذكاء الاصطناعي تحليل الصور تلقائيًا، وتحديد الأهداف والعقبات، وحساب المسارات الآمنة، وحتى توجيه الإبر الآلية بشكل مستقل حول الأنسجة الحساسة في مواقع عميقة داخل الجسم. أحد الأمثلة على ذلك، الذي أظهره فريق من الباحثين في جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل، وجامعة فاندربيلت وجامعة يوتا، أظهر روبوتًا طبيًا يمكنه توجيه إبرة بشكل مستقل إلى الأهداف ذات الصلة سريريًا في الرئة بدقة عالية في الأنسجة الحية، مما يدل على أداء أفضل من الأدوات التقليدية وحدها. يصف المؤلفون هذا التحول التحويلي من توجيه الصور إلى توجيه الذكاء الاصطناعي، حيث يساعد الذكاء الاصطناعي في إدراك تشريح المريض، وتتبع التقدم من خلال الإجراء، وتخطيط حركات الأدوات، وحتى تنفيذ هذه الطلبات.

وقال ألتيروفيتز: "على مدى عقود، ساعد التوجيه البصري الأطباء على تخطيط وتنفيذ الإجراءات الطبية بشكل أفضل". "تذهب إرشادات الذكاء الاصطناعي إلى أبعد من ذلك لجعل الإجراءات أكثر أمانًا وأقل تدخلاً."

تضفي المقالة طابعًا رسميًا على مفهوم توجيه الذكاء الاصطناعي، الذي يستفيد من الذكاء الاصطناعي لتحسين أداء الطبيب وإنشاء وحدات بناء لمستويات أعلى من الاستقلالية الروبوتية. تحدد المقالة المكونات الأربعة لتوجيهات الذكاء الاصطناعي على النحو التالي:

1. إدراك التشريح

2. تخطيط حركات الأدوات

3. تصور حالة الصك

4. أداء حركات الأداة أثناء الإجراء

يمكن لكل من هذه المكونات الأربعة أن يوفر مستواه الخاص من توجيهات الذكاء الاصطناعي:

• عين على/الممارسة حيث يقوم الطبيب بالمهمة بمساعدة الذكاء الاصطناعي

• عيون على/أبعد عن اليدين حيث يقوم الذكاء الاصطناعي بالمهمة بينما يقوم الطبيب بمراقبة الذكاء الاصطناعي ويكون جاهزًا للتدخل في المواقف غير العادية

• إيقاف التشغيل/إيقاف التشغيل- حيث يقوم الذكاء الاصطناعي بالمهمة ولا يدخل الطبيب إلا عندما يطلب الذكاء الاصطناعي ذلك

• دليل الذكاء الاصطناعي الكامل – حيث يكمل الذكاء الاصطناعي المهمة

أخيرًا، يصنف المقال الأنظمة الحالية ضمن هذه الفئات ويناقش تحديات البحث لتمكين مستويات أعلى من توجيه الذكاء الاصطناعي. على وجه الخصوص، يسلط الباحثون الضوء على العوائق الحاسمة التي تحول دون الاعتماد السريري على نطاق واسع، مثل الحاجة إلى ضمان السلامة، والعمل ضمن البيئة التنظيمية، وتطوير واجهات بين الطبيب والذكاء الاصطناعي تكون بديهية على أي مستوى من توجيهات الذكاء الاصطناعي، والقدرة على دمج التكنولوجيا المطلوبة في جميع جوانب سير العمل السريري.

وعلى الرغم من اعتراف ألتيروفيتز بالتحديات العديدة التي لا يزال يتعين التغلب عليها، إلا أنه أعرب عن أفكاره حول مستقبل توجيهات الذكاء الاصطناعي في الإجراءات الطبية.

وقال ألتيروفيتز: "ستستمر الإنجازات في مجال الذكاء الاصطناعي والروبوتات في تمكين مستويات متزايدة من توجيه الذكاء الاصطناعي والأتمتة الآلية للإجراءات الطبية". "يمكن للذكاء الاصطناعي والروبوتات تزويد الأطباء بأدوات جديدة لجعل الإجراءات الصعبة أكثر أمانًا وفعالية."

مصادر: