Az AI és a robotika átalakítja az orvosi tűs eljárások pontosságát

Az AI és a robotika átalakítja az orvosi tűs eljárások pontosságát

Képzeljen el egy orvost, aki megpróbál elérni egy rákos csomót a páciens tüdejében – egy borsó méretű célpontot, amely a kritikus erek és légutak labirintusa mögött rejtőzik, amelyek minden lélegzetvétellel eltolódnak. Egy milliméternyi szakasz áthatolhat egy nagy artérián, és az esés azt jelentheti, hogy a rák teljesen eltűnik, és ha nem kezelik, továbbterjedhet.

Ez minden nap több ezer eljárásnál történik, amelyeknél a pontosság kritikus fontosságú, és a feladat nem áthatolható vagy érzékeny anatómiai akadályoknak van kitéve. A mesterséges intelligencia (AI) és a robotok segíthetnek-e leküzdeni ezeket a kihívásokat és javítani a betegek kimenetelét?

Az „AI-vezetés” új korszaka az orvostudományban. A fejlett AI-val rendelkező robotok segíthetik az orvosokat és automatizálhatnak bizonyos feladatokat, így a példátlan pontosság és az összetett eljárások biztonságosabbak és hatékonyabbak. "

Ron Alterovitz, Lawrence Grossberg, aki a Számítástudományi Tanszék professzora

Új cikk ittTudományos robotika Formalizálja a mesterséges intelligencia útmutatásának koncepcióját az orvosi tűs eljárásokhoz, és felvázolja az AI útmutatás szintjeit az egyes összetevőkhöz. A szerzők az AI-vezetés négy összetevőjét határozzák meg: az anatómia észlelését, a műszermozgások tervezését, a műszer állapotának észlelését és a műszermozgások végrehajtását egy eljárás során. A mesterséges intelligencia által vezérelt robotok nagyobb pontosságot és pontosságot érhetnek el a tűvezetésben, mint az emberi orvosok, miközben lehetővé teszik a legmodernebb tűkialakítások használatát, amelyek áthajlanak a testen.

A „Medical Needles in the Hands of AI: Toward Autonomous Robot Navigation” című tanulmányt Alterovitz, valamint Janine Hoelscher a Clemson Egyetemről és Alan Kuntz a Utah Egyetemről írta. Hoelscher és Kuntz korábban az UNC-n végeztek számítástechnikai doktori munkát Alterovitz tanácsadójaként.

Az AI vezetés korszaka

Az orvosok évtizedek óta a képi útmutatásra, valamint a röntgen, számítógépes tomográfia (CT) és mágneses rezonancia (MR) képek használatára hagyatkoztak, hogy a beavatkozás előtt vizualizálják a páciens anatómiáját és a tű útvonaltervét. Ez az előrelépés, amely a 19. század végén a röntgensugarak felfedezéséből fakad, biztonságosabb hozzáférést tett lehetővé a testen belüli pontokhoz.

A mesterséges intelligencia legújabb fejlesztései most előrelépést tesznek lehetővé. A mesterséges intelligencia képes automatikusan elemezni a képeket, azonosítani a célokat és az akadályokat, kiszámítani a biztonságos pályákat, és akár autonóm módon is irányíthatja a robottűket az érzékeny szövetek körül a test mélyén. Az egyik ilyen példa, amelyet az Észak-Karolinai Egyetem Chapel Hillben, a Vanderbilt Egyetemen és a Utah-i Egyetem kutatócsoportja mutatott be, egy orvosi robotot mutatott be, amely önállóan képes a tűt a tüdő klinikailag releváns célpontjaira irányítani, nagy pontossággal az élő szövetekben, jobb teljesítményt nyújtva, mint a hagyományos eszközök önmagukban. A szerzők leírják ezt az átalakuló váltást a képvezetésről a mesterséges intelligencia irányításra, amelynek során az MI segít a páciens anatómiájának észlelésében, az eljárás előrehaladásának nyomon követésében, a műszermozgások megtervezésében, és még ezeknek a kéréseknek a végrehajtásában is.

"A vizuális útmutatás évtizedek óta segített az orvosoknak az orvosi eljárások jobb megtervezésében és végrehajtásában" - mondta Alterovitz. "A mesterséges intelligencia útmutatása még tovább megy, hogy biztonságosabbá és kevésbé invazívvá tegye az eljárásokat."

A cikk formalizálja a mesterséges intelligencia útmutatásának koncepcióját, amely az MI segítségével javítja az orvosok teljesítményét, és építőelemeket hoz létre a robotok nagyobb autonómiájához. A cikk az AI-útmutató négy összetevőjét a következőképpen határozza meg:

1. Az anatómia észlelése

2. Műszermozgások tervezése

3. A műszer állapotának észlelése

4. Az eljárás során hajtson végre műszermozgásokat

A négy összetevő mindegyike biztosíthatja a saját szintű AI útmutatást:

• Eye-On/Practice-On – ahol az orvos elvégzi a feladatot mesterséges intelligencia segítségével

• Eyes-on/Hands-Off – ahol a mesterséges intelligencia elvégzi a feladatot, miközben az orvos figyeli az MI-t, és kész beavatkozni szokatlan helyzetekben

• Shutdown/Hands-off – ahol az MI elvégzi a feladatot, és az orvos csak akkor lép be, ha az MI kéri

• Komplett AI útmutató – ahol az AI elvégzi a feladatot

Végül a cikk a jelenlegi rendszereket ezekbe a kategóriákba sorolja, és megvitatja azokat a kutatási kihívásokat, amelyek lehetővé teszik a mesterséges intelligencia magasabb szintű irányítását. A kutatók különösen kiemelik a széles körben elterjedt klinikai alkalmazás előtt álló kritikus akadályokat, mint például a biztonság garantálásának szükségességét, a szabályozási környezetben való működést, a mesterséges intelligencia bármely szintjén intuitív orvos-MI interfészek fejlesztését, valamint a szükséges technológia integrálásának lehetőségét a klinikai munkafolyamat minden aspektusába.

Bár Alterovitz elismerte, hogy sok kihívást kell még leküzdenie, kifejtette gondolatait az AI-iránymutatás jövőjéről az orvosi eljárásokban.

"A mesterséges intelligencia és a robotika terén elért áttörések továbbra is lehetővé teszik az AI-irányítás és az orvosi eljárások robotautomatizálásának növekvő szintjét" - mondta Alterovitz. „A mesterséges intelligencia és a robotika új eszközöket kínálhat az orvosok számára a kihívást jelentő eljárások biztonságosabbá és hatékonyabbá tételéhez.”

Források: