Assistenza sanitaria e chirurgia AI: Un'accoppiata perfetta?

Vantaggi dell'intelligenza artificiale in chirurgia

Il settore sanitario cerca sempre di ridurre al minimo i rischi per il personale e i pazienti. Per questo motivo i computer medicali sono utilizzati nella maggior parte delle cliniche e degli ospedali. Sono stati appositamente costruiti da zero per non interferire con i numerosi dispositivi medici.

Per loro stessa natura, le procedure chirurgiche comportano dei rischi. Molti fornitori e gruppi medici stanno introducendo sempre più spesso l'intelligenza artificiale (AI) nel processo chirurgico per ridurli. Oggi ci occupiamo di questo processo, esaminando le quattro fasi e l'utilità dell'IA. Discutiamo poi di tre caratteristiche che rendono i computer medici fondamentali per il successo dell'IA nell'assistenza sanitaria.

Come viene utilizzata l'IA in chirurgia

La chirurgia è solitamente suddivisa in tre fasi ufficiali e una "quarta" non ufficiale. L'IA è utile in tutte le fasi.

Prevenzione chirurgica

Uno dei motivi per cui i fornitori cercano di evitare quasi tutti gli interventi chirurgici sono le complicazioni.

Si pensi alla malattia arteriosa periferica (PAD). Si tratta del restringimento o dell'ostruzione dei vasi sanguigni che vanno dal cuore alle gambe. Se abbastanza grave, l'amputazione dell'arto può essere l'unica opzione. I medici si adoperano quindi per individuare la patologia il prima possibile.

Sfortunatamente, può essere difficile da individuare. I medici si stanno rivolgendo all'intelligenza artificiale nella speranza di individuare - e persino anticipare - la PAD in una fase sufficientemente precoce da poterla trattare senza intervento chirurgico.

Fase preoperatoria

La fase preoperatoria è quella in cui si stabilisce che l'intervento chirurgico è l'opzione migliore per trattare la malattia del paziente.

In questa fase l'IA può essere utilizzata in diversi modi:

Raccolta di dati sul paziente. Tra gli esempi vi sono gli esami e le scansioni del sangue standard e le immagini di radiografie, TAC, ecografie, PET e risonanza magnetica.

L'apprendimento automatico (ML) viene utilizzato per classificare tali scansioni e immagini.

Gli algoritmi di apprendimento profondo (DL) analizzano i risultati del ML. A seconda della complessità o della sofisticazione del DL, è possibile rilevare anomalie dalle scansioni TC, ad esempio. Queste possono essere portate all'attenzione del chirurgo, come eventuali rischi associati alla procedura chirurgica.

Fase intraoperatoria

La fase intraoperatoria è quella in cui il paziente viene portato in sala operatoria, trattato, chiuso e portato fuori. L'IA viene utilizzata per:

Aumento delle prestazioni negli interventi chirurgici minimamente invasivi. Gli interventi chirurgici assistiti da robot (RAS) sono i più noti di questo tipo di chirurgia. In questo caso il chirurgo controlla diversi bracci robotici guidati con precisione, che eseguono effettivamente la procedura come le incisioni. L'intelligenza artificiale utilizzata durante la RAS può contribuire a ridurre l'impatto dei tremori delle mani del chirurgo e a prevenire movimenti involontari o accidentali durante gli interventi agli occhi. Questo, a sua volta, abbassa il rischio di infezione, riduce la perdita di sangue e permette di ottenere cicatrici più trascurabili.

Interpretare le espressioni facciali del chirurgo per controllare dispositivi medici chirurgici come il "FAce MOUSe" Si tratta di un laparoscopio controllato con il semplice movimento degli occhi. Funziona grazie all'intelligenza artificiale che monitora il volto e apporta le opportune regolazioni allo strumento in tempo reale.

Monitorare e fornire dati in tempo reale sul paziente durante l'intervento. L'IA può creare un modello 3D del sito chirurgico utilizzando l'istanziazione intraoperatoria della forma (nota anche come 3D Shape instantiation-endoscopic navigation). Il chirurgo esamina la stima della profondità, l'odometria visiva, la ricostruzione tridimensionale e la localizzazione fornite. Può quindi stabilire quando, come e quanto procedere con l'operazione.

Manipolazione più efficiente e passaggio degli strumenti chirurgici al chirurgo tramite un "infermiere" robotico Il tutto avviene in modo non verbale, in quanto l'intelligenza artificiale monitora la punta delle dita del chirurgo alla ricerca di segnali.

Fase postoperatoria

La fase postoperatoria è la fase finale dell'intervento. Di solito inizia dopo l'operazione e si protrae per tutta la durata della degenza. A seconda della procedura eseguita, la fase può continuare anche dopo che il paziente è stato dimesso e si sta riprendendo in un residence.

L'IA sanitaria in questa fase può essere utilizzata per:

Prevedere le complicazioni post-operatorie.

Monitorare attentamente ed efficacemente i pazienti ad alto rischio.

Le cartelle cliniche elettroniche (EHR) vengono utilizzate dall'IA in questa fase. I suoi algoritmi le analizzano per calcolare le probabilità di infezione, i livelli di dolore, ecc. Il personale medico fornisce quindi l'assistenza post-operatoria, come il monitoraggio remoto del paziente o l'assistenza a domicilio.

I computer più comunemente utilizzati per la chirurgia sanitaria AI

L'intelligenza artificiale utilizzata in tutte le fasi sopra descritte necessita di grandi quantità di dati, dall'EHR ai parametri vitali del paziente. I computer medici sono i migliori per fornire queste informazioni. Questo perché:

Grado medico

Un computer certificato 60601-1 significa che ha soddisfatto i più alti requisiti disponibili per l'uso sicuro in ambienti medici e vicino ai pazienti. I computer per uso medico, infatti, sono stati sottoposti a test indipendenti per verificare l'assenza di rischi quali incendi, accensione di anestetici infiammabili, scosse elettriche, impatti meccanici, produzione eccessiva di energia elettrica e radiazioni. Non interferiscono con i dispositivi medici potenzialmente in grado di mantenere o salvare la vita dei pazienti, come le macchine per l'anestesia.

Compatibilità con i dispositivi tradizionali

Molte sale operatorie utilizzano dispositivi medici che il produttore originale non supporta più.

Si tratta dei cosiddetti "dispositivi legacy", di cui la macchina per anestesia citata in precedenza è un esempio. I computer medici sono dotati di porte legacy integrate, che consentono di collegarsi ai dispositivi e di fornire dati per l'IA.

Monitor medicali

Anche se non sono computer, i monitor medici sono fondamentali nelle sale operatorie. Forniscono immagini chiare e vivide, essenziali per i chirurghi che devono vedere in punti bui e stretti del corpo del paziente. Anche il personale chirurgico, come l'anestesista, trae vantaggio dal monitoraggio dei parametri vitali del paziente. Infine, i monitor medicali non interferiscono con i numerosi dispositivi medici presenti in sala operatoria.

Riflessioni conclusive

L'intelligenza artificiale viene utilizzata nelle fasi più importanti della chirurgia per ridurre i rischi e migliorare i risultati dei pazienti.

I rami dell'IA, come l'apprendimento automatico e l'apprendimento profondo, aiutano i chirurghi in tutte le fasi, dalla preparazione dell'intervento al post-operatorio, dove i modelli predittivi forniscono le migliori opzioni di guarigione per i pazienti in fase di recupero.

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