Ο ρομποτικός γιατρός θα σας δει τώρα!

Ο ρομποτικός γιατρός θα σας δει τώρα; Όχι για το άμεσο μέλλον, τουλάχιστον.

Οι ιατρικοί ρομπότ σήμερα είναι αρκετά αφελή, συνήθως λειτουργώντας ως προεκτάσεις των χεριών ενός χειρουργού παρά αναλαμβάνοντας το ρόλο τους. Ο Πιέρ Ε. Ντυπόν, καθηγητής χειρουργικής στο Ιατρικό Σχολείο Χάρβαρντ, συνέγραψε ένα άρθρο γνώμης στο περιοδικό Science Robotics τον περασμένο μήνα, δηλώνοντας ότι οι αυτόνομοι χειρουργικοί ρομποτικοί που μαθαίνουν καθώς προχωρούν είναι καθοδόν.

Αλλά η πιθανή τους επίδραση θα είναι να ενισχύσουν τις ικανότητες των κλινικών, όχι να τις αντικαταστήσουν, και να επεκτείνουν την εμβέλεια των προηγμένων τεχνολογιών πέρα από τα αστικά κέντρα των ακαδημαϊκών ιατρικών κέντρων όπου συνήθως εμφανίζονται.

Σε αυτή τη συνέντευξη, ο Ντυπόν, ο οποίος είναι επίσης επικεφαλής βιομηχανικής μηχανικής καρδιολογίας παιδιών στο Νοσοκομείο Παιδιών της Βοστώνης, μίλησε στην Gazette για τις περιοχές που είναι πιο πιθανό να δουν χειρουργικά ρομπότ να λειτουργούν αυτόνομα, και κάποιες από τις προκλήσεις για την υιοθέτησή τους.

---

Σημειώνετε ότι οι τεχνολογίες αυτονομίας ρομπότ και συστημάτων μάθησης χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες καθώς και σε ιατρικά περιβάλλοντα. Πώς λειτουργεί αυτό;

Ναι, σε σχεδόν κάθε άλλη περιοχή, τα ρομπότ χρησιμοποιούνται ως αυτόνομοι πράκτορες για να αντικαταστήσουν την ανθρώπινη εργασία που θα χρειαζόταν για την εκτέλεση μιας εργασίας. Αλλά σε πολλές χειρουργικές εφαρμογές, όπως η λαπαροσκόπηση, χρησιμοποιούνται ως προεκτάσεις του χεριού του κλινικού. Βελτιώνουν την εργονομία για τον κλινικό, αλλά υπάρχει ακόμα κάποια αμφιβολία σχετικά με το πόσο βελτιώνουν την εμπειρία για τον ασθενή.

Εκτός από την ιατρική, η τηλεχειριστήση, στην οποία ο χειριστής χρησιμοποιεί μια μηχανική συσκευή εισόδου για να ελέγξει άμεσα την κίνηση του ρομπότ, χρησιμοποιείται μόνο σε απομακρυσμένα ή εχθρικά περιβάλλοντα όπως το διάστημα ή τον βυθό του ωκεανού. Αλλά έτσι ελέγχονται τα λαπαροσκοπικά ρομπότ.

Η σημερινή δημοφιλής επέκταση, που σχετίζεται με την οικονομία των νοσοκομείων, είναι η τηλεχειρουργική, όπου μπορεί να έχετε ένα νοσοκομείο στη Βοστώνη και δορυφορικές εγκαταστάσεις στα προάστια. Αντί ο κλινικός να είναι με τον ασθενή στην αίθουσα χειρουργείου, θα έχετε ρομπότ στα δορυφορικά νοσοκομεία και ο κλινικός θα μπορούσε να παραμείνει στο κύριο νοσοκομείο και να συνδεθεί απομακρυσμένα για να εκτελέσει διαδικασίες. Αυτό είναι μια τάση σήμερα, αλλά δεν είναι αυτοματοποίηση.

Πώς θα φαίνεται μια αυτοματοποιημένη διαδικασία;

Ορισμένες απλούστερες ιατρικές διαδικασίες είναι ήδη αυτοματοποιημένες χρησιμοποιώντας μεθόδους που δεν μαθαίνουν.

Στην αντικατάσταση αρθρώσεων, για παράδειγμα, πρέπει να δημιουργηθεί μια κοιλότητα στο οστό για να τοποθετηθεί ένα εμφύτευμα. Ιστορικά, η ικανότητα του κλινικού καθόριζε πόσο καλά το εμφύτευμα ταίριαζε και αν η ευθυγράμμιση της άρθρωσης ήταν κατάλληλη.

Αλλά υπάρχει μια ισχυρή παράλληλη σχέση με τις διαδικασίες μηχανουργίας, που ήταν η ώθηση για τη δημιουργία ρομπότ που θα φτιάχνουν κοιλότητες στο οστό — οδηγώντας σε πιο ακριβή και συνεπή αποτελέσματα. Αυτό είναι μια μεγάλη αγορά σήμερα στην ορθοπεδική.

Η αυτονομία του ρομπότ φρεζαρίσματος είναι δυνατή επειδή είναι ένα καλά καθορισμένο πρόβλημα και εύκολο να μοντελοποιηθεί. Δημιουργείτε ένα 3D μοντέλο των οστών και ο κλινικός μπορεί να καθίσει σε μια διεπαφή υπολογιστή και να χρησιμοποιήσει λογισμικό για να προσδιορίσει ακριβώς πώς θα ευθυγραμμιστεί το εμφύτευμα και πόσο οστό θα αφαιρεθεί. Έτσι, όλα μπορούν να μοντελοποιηθούν και να προγραμματιστούν εκ των προτέρων — το ρομπότ ακολουθεί βασικά το σχέδιο. Είναι μια αφελής μορφή αυτοματοποίησης.

“Αντί ο κλινικός να είναι με τον ασθενή στην αίθουσα χειρουργείου, θα έχετε ρομπότ στα δορυφορικά νοσοκομεία, και ο κλινικός θα μπορούσε να παραμείνει στο κύριο νοσοκομείο και να συνδεθεί απομακρυσμένα για να εκτελέσει διαδικασίες.”

Πιέρ Ε. Ντυπόν

Αυτό συμβαίνει λόγω της φύσης του οστού και του εμφυτεύματος. Οι διαστάσεις είναι γνωστές. Τίποτα δεν κινείται όπως θα γινόταν αν επιχειρούσατε σε μια χτυπητή καρδιά.

Ακριβώς, αν και νομίζω ότι οι διαδερμικές καρδιολογικές διαδικασίες και οι ενδοαγγειακές διαδικασίες γενικά είναι στην πραγματικότητα εξαιρετικοί στόχοι για αυτοματοποίηση.

Η γεωμετρία δεν είναι τόσο καλά καθορισμένη όσο στη χειρουργική ορθοπεδική, αλλά είναι πολύ πιο απλή από ό,τι στη λαπαροσκόπηση ή σε οποιαδήποτε μορφή ανοικτής χειρουργικής όπου ασχολείστε με μαλακούς ιστούς.

Στη χειρουργική μαλακών ιστών, χρησιμοποιείτε λαβίδες, νυστέρι και ράμματα για να πιάσετε, να κόψετε και να ράψετε ιστό. Ο κλινικός, μέσω της εμπειρίας, έχει ένα μοντέλο στο μυαλό του για το πόσο σφιχτά μπορεί να πιέσει τον ιστό χωρίς να τον βλάψει, πώς ο ιστός θα παραμορφωθεί όταν τον τραβάει και τον κόβει, και πόσο βαθιά θα πρέπει να τοποθετήσει τη βελόνα κατά τη διάρκεια του ραψίματος.

Αυτά τα πράγματα είναι πολύ πιο δύσκολα να μοντελοποιηθούν με κλασικές μηχανικές τεχνικές από ό,τι η φρεζαρίσματος οστού.

Πόσο σημαντική είναι η πρόοδος σε αυτόν τον τομέα λόγω της ταχύτητας της τεχνολογικής ανάπτυξης σε σύγκριση με την αποδοχή από κλινικούς και ασθενείς;

Αν σκεφτείτε μόνο για τα ρομπότ, η ποσότητα αποδοχής είναι εκπληκτική. Πολλοί ακαδημαϊκοί κλινικοί αγαπούν να παίζουν με νέα εργαλεία. Πολλοί ασθενείς, ίσως λανθασμένα, υποθέτουν ότι ο κλινικός πρέπει να κάνει καλύτερη δουλειά με αυτό το απίστευτο κομμάτι εξοπλισμού.

Τα νοσοκομεία θέλουν να γνωρίζουν για τα κόστη. Δεν τους νοιάζει αν η πλάτη του κλινικού είναι λίγο λιγότερο επώδυνη στο τέλος της ημέρας επειδή χρησιμοποίησαν ένα ρομπότ. Θέλουν να ξέρουν αν ο ασθενής είχε λιγότερες επιπλοκές και απολύθηκε νωρίτερα — με άλλα λόγια, καλύτερη φροντίδα για λιγότερα χρήματα. Αυτό είναι το δύσκολο κομμάτι: Τα ρομπότ κοστίζουν περισσότερο να κατασκευαστούν και να κυκλοφορήσουν από τα περισσότερα άλλα ιατρικά εργαλεία.

Όταν μιλάτε για την αποδοχή της αυτοματοποίησης των ιατρικών ρομπότ, οι κλινικοί μπορεί να είναι λίγο διστακτικοί γιατί αναρωτιούνται αν θα χάσουν τις θέσεις τους. Αλλά στην πραγματικότητα, είναι σαν να τους δίνεις ένα πολύ αποτελεσματικό εργαλείο που μπορεί να αυξήσει το επίπεδο δεξιοτήτων τους.

Υπάρχουν πολλοί κλινικοί που μπορεί να βλέπουν μόνο μια συγκεκριμένη διαδικασία 10 φορές το χρόνο. Αν σκεφτείτε οτιδήποτε που είναι πολύπλοκο στη ζωή και το κάνετε μόνο μία φορά το μήνα, δεν θα το κάνετε τόσο καλά και δεν θα αισθάνεστε τόσο σίγουροι όσο αν το κάνατε κάθε μέρα.

Έτσι, αν το ρομπότ δεν τους αντικαθιστά, αλλά λειτουργεί σαν ένας πολύ έμπειρος συνάδελφος με τον οποίο μπορείτε να επικοινωνήσετε, και που μπορεί να σας καθοδηγήσει στη διαδικασία, εξηγώντας, “Τώρα θα κάνω αυτό.” Ή ρωτώντας, “Νομίζετε ότι θα έπρεπε να το κάνω έτσι;” ή “Πρέπει να τοποθετήσω αυτή τη συσκευή λίγο αριστερά;” Νομίζω ότι θα υπάρξει αποδοχή. Αν έχετε ένα σύστημα που μπορεί να μειώσει την καμπύλη μάθησης ενός κλινικού και να αυξήσει το επίπεδο επάρκειάς του πολύ γρήγορα, κάθε κλινικός θα το θέλει.

Πόσο σημαντικές είναι οι πρόσφατες εξελίξεις σε μεγάλα γλωσσικά μοντέλα και άλλες μορφές τεχνητής νοημοσύνης στη συζήτηση για την αυτονομία;

Αυτές οι εξελίξεις είναι αυτές που θα επιτρέψουν την πρόοδο στην αυτονομία των ιατρικών ρομπότ. Εργαζόμαστε σε διαδικασίες επισκευής διαδερμικών βαλβίδων που αυτή τη στιγμή γίνονται με το χέρι. Οι κλινικοί χρειάζονται να εκτελούν πολλές από αυτές τις διαδικασίες για να γίνουν καλοί — και να παραμείνουν έτσι.

Έχουμε δει στο εργαστήριό μου ότι η προσθήκη ρομποτικής τηλεχειριστήσεως τις καθιστά πιο εύκολες. Αλλά αν μπορέσουμε να προσθέσουμε λειτουργικότητα αυτόνομης μάθησης, θα μπορούσαμε να καταστήσουμε αυτές τις διαδικασίες ασφαλείς για προσφορά σε εγκαταστάσεις με χαμηλό όγκο.

Αυτό είναι σημαντικό γιατί μια σημαντική ανησυχία είναι ότι λαμβάνετε την καλύτερη φροντίδα και τις νεότερες θεραπείες στις μεγάλες αστικές περιοχές που έχουν ακαδημαϊκά ιατρικά κέντρα. Αλλά πολλοί άνθρωποι δεν ζουν σε αυτές τις περιοχές και, αν και θα μπορούσαν να ταξιδέψουν για να λάβουν θεραπεία, θέλουν να θεραπευτούν τοπικά.

Έτσι, αν μπορείτε να επιτρέψετε στα κοινοτικά νοσοκομεία να προσφέρουν αυτές τις υπηρεσίες, ακόμη και αν είναι χαμηλού όγκου, αυτό είναι μια ευκαιρία για ένα πολύ μεγαλύτερο ποσοστό του πληθυσμού να επωφεληθεί από την καλύτερη ιατρική φροντίδα.

Όταν κοιτάμε πιο μακριά, έχετε οποιαδήποτε αμφιβολία ότι η ιατρική θα γίνει πιο αυτόνομη;

Νομίζω ότι υπάρχει πολλή ευκαιρία για αύξηση των επιπέδων αυτονομίας, αλλά πρέπει να γίνει σταδιακά. Θέλετε να διασφαλίσετε ότι ρυθμίζετε έτσι ώστε οι ασθενείς να είναι πάντα ασφαλείς.

Θα υπάρχουν απρόβλεπτα γεγονότα, όπως ασυνήθιστες ανατομικές παραλλαγές, για τις οποίες το σύστημα δεν έχει εκπαιδευτεί. Πρέπει να διασφαλίσετε ότι το σύστημα θα αναγνωρίζει αυτά τα προβλήματα καθώς προκύπτουν — χρειάζεται να αναγνωρίσει πότε είναι πέρα από τις δυνατότητές του.

Αυτή τη στιγμή, αυτό είναι ένα ερευνητικό θέμα στα συστήματα μάθησης — υπάρχει τεχνολογία που πρέπει ακόμα να αναπτυχθεί. Αλλά η επανάσταση των τελευταίων ετών στα θεμελιώδη μοντέλα μας έχει δείξει πόσο πιθανό είναι.

Τελικά, θα υπάρξει περίπτωση όπου δεν θα εμπλέκεται κλινικός; Δεν χρειάζεται να ανησυχούμε ακόμα για αυτή την ερώτηση.

Αναφέρατε ότι αυτά τα συστήματα είναι ακριβά. Θα μειωθούν οι τιμές όσο πιο συχνά χρησιμοποιούνται;

Η πρόκληση είναι ότι οι ιατρικές συσκευές σχεδιάζονται και εγκρίνονται για συγκεκριμένες διαδικασίες. Αν θέλετε να δημιουργήσετε μια νέα ιατρική συσκευή, πρέπει να εξετάσετε πόσες διαδικασίες εκτελούνται ετησίως και ποιες είναι οι αποζημιώσεις για αυτές τις διαδικασίες.

Για οποιαδήποτε ιατρική συσκευή — όχι ρομπότ — το μικρότερο ρεαλιστικό μέγεθος αγοράς είναι 100 εκατομμύρια δολάρια σε πωλήσεις ανά έτος. Και αν θέλετε να αντλήσετε κεφάλαια από επενδυτές, η αγορά πρέπει να είναι τουλάχιστον ένα δισεκατομμύριο δολάρια.

Δεδομένου ότι τα ιατρικά ρομπότ είναι τόσο ακριβά να αναπτυχθούν, αυτό σημαίνει ότι πρέπει να έχετε μια αγορά πολλών δισεκατομμυρίων δολαρίων για ένα ιατρικό ρομπότ. Αυτές οι αγορές υπάρχουν: η λαπαροσκόπηση και η ορθοπεδική είναι τρέχοντα παραδείγματα. Οι ενδοαγγειακές διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένης της επισκευής και αντικατάστασης βαλβίδων καρδιάς, είναι άλλη μια που στοχεύω.

Ένας σημαντικός παράγοντας για καθένα από αυτά τα τρία παραδείγματα είναι ότι το ρομπότ είναι μια πλατφόρμα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ποικιλία διαδικασιών και έτσι έχει μια πολύ μεγαλύτερη διευθυντική αγορά από ένα ρομπότ που μπορεί να κάνει μόνο ένα πράγμα.