جراحی از راه دور به کمک ربات جراح و اینترنت

 

"انیربان موخوپادهای" (Anirban Mukhopadhyay)، دانشمند کامپیوتر دانشگاه فنی دارمشتات که اصالتی هندی دارد در حال حاضر رهبری یک گروه پژوهشی را بر عهده دارد که روی کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی تحقیقاتی کار می‌کنند.

 

موخوپاد‌های می‌گوید که کمبود پرسنل پزشکی مشکل جهانی است که به ویژه کشور‌های درحال توسعه را تحت تاثیر قرار می‌دهد. من بیش از ۲۰ سال در هند زندگی کرده‌ام و سیستم مراقبت‌های بهداشتی را در آنجا از نزدیک دیده‌ام. شاهد از دست دادن جان نزدیکانم بوده‌ام، زیرا کارکنان بیمارستان نمی‌توانستند دقیقا دریابند که یک بیمار بخش آی‌سی‌یو چه زمانی به کووید-۱۹ مبتلا شده است. جدا از مراکز اصلی شهری، این کشور با کمبود شدید کارکنان باتجربه مواجه شده است.

 

وی معتقد است که فناوری‌هایی مانند ربات‌های جراحی و هوش مصنوعی، نقش کلیدی در حل این مشکلات دارند. این نوع راه حل‌ها در حال حاضر در حال گسترش هستند. به عنوان مثال، بیمارستان ماستریخت از ربات داوینچی استفاده می‌کند. ربات داوینچی یک سیستم جراحی است که از روش جراحی کم تهاجمی برای معالجه افراد استفاده می‌کند. یک جراح با کنسولی کار می‌کند که تقریبا کاملا جدا از ربات است.

 

با کمک یک هوش مصنوعی که دستور‌های جراح اصلی را درک می‌کند و با اتصال به شبکه پایدار اینترنت در کنار بالین بیمار، کار خود را انجام می‌دهد، در نهایت می‌توان حتی زمانی که بیمار در فاصله‌ای دور از پزشک است، جراحی‌ها را انجام داد.

 

هوش مصنوعی (AI) که توسط این گروه پژوهشی در دانشگاه فنی دارمشتات آلمان توسعه یافته است، می‌تواند به پرسنل کم‌تجربه در انجام غربالگری‌ها و حتی برخی کار‌ها در هنگام عمل جراحی همراه با یک متخصص از راه دور، کمک کند.

 

موخوپاد‌های تأکید کرد: با یک اتصال اینترنتی پایدار، هوش مصنوعی جدید می‌تواند به بیماران ساکن مناطق روستایی در سراسر جهان کمک کند.

 

به گفته پژوهشگران دانشگاه فنی دارمشتات، هوش مصنوعی بر اساس شکل‌ها (به جای پیکسل‌ها) کار می‌کند. در دنیای پزشکی، معمولا باید به حجم بسیار محدودی از داده‌ها بسنده کنیم و هیچ دو جراحی کاملا شبیه هم نیستند. هوش مصنوعی که به پیکسل‌ها نگاه می‌کند باید فضای جستجوی زیادی را پوشش دهد؛ اما اگر دانش شکل اندام‌ها و بافت‌ها را در الگوریتم‌های خود قرار دهیم، فضای جستجو را کاهش می‌دهیم. به این ترتیب، برای داشتن تصویری خوب از استخوان‌ها و ساختار‌های بدن و دانستن وضعیت بیمار، به اطلاعات زیادی نیاز ندارید.

 

هوش مصنوعی توسعه‌یافته در دانشگاه دارمشتات می‌تواند برای اهداف غربالگری از جمله پشتیبانی از پرسنل کم‌تجربه در مناطق دورافتاده در کشور‌های درحال توسعه استفاده شود. در بخش‌های روستایی هند، چین و آفریقا، ممکن است کمبود شدید پزشک وجود داشته باشد، اما شبکه‌های تلفن همراه در مناطق دورافتاده وجود دارند که امکان استفاده از این هوش مصنوعی جدید را فراهم می‌کند.

 

همچنین هوش مصنوعی برای جراحی‌های با دقت بالا مانند جراحی‌های مغز و اعصاب یا هنگام قرار دادن پروتز‌های شنوایی در گوش داخلی که حاشیه خطا اغلب زیر میلی‌متری است، مفید است. قبل از قرار دادن پروتز، ابتدا باید جمجمه باز شود تا ببینیم آناتومی بیمار چگونه است. این ضروری است، زیرا جراحی واقعی باید با دقت بسیار انجام شود. چندین مسیر عصبی به سمت گوش وجود دارد که نباید آن‌ها را لمس کرد. در غیر این صورت، می‌تواند بیمار را تا حدی فلج کند.

 

ربات‌های جراحی دقیق و کم تهاجمی هستند. اما این ربات‌ها باید بدون هیچ گونه دید مستقیمی هدایت شوند. ما در اینجا با مشکل مرغ و تخم مرغ روبرو هستیم، زیرا هوش مصنوعی ناوبری به داده‌های آموزشی نیاز دارد و ربات نیز برای هدایت به هوش مصنوعی آموزش دیده نیاز دارد. راه حل ما استفاده از اسکن توموگرافی کامپیوتری سر قبل از عمل برای آموزش هوش مصنوعی است. این اجازه می‌دهد تا مسیر‌های عصبی بر اساس داده‌های کمی درک شوند. موخوپاد‌های پیش‌بینی می‌کند که طی سال‌های آینده، دنیای پزشکی از راه حل‌های تقویت شده با هوش مصنوعی برای طیف گسترده‌ای از اهداف استفاده خواهد کرد.

 

‌می‌توان گفت ربات "داوینچی" (daVinci) استانداردترین ربات جراح است و برای اعمال جراحی مناسب است. داوینچی دستگاهی بین ربات و ابزار پزشکی است که تحت کنترل کامل جراح قرار می‌گیرد. پیشرفت‌هایی که این ربات داشته است، شگفت انگیز هستند. استفاده از ربات داوینچی در جراحی باعث می‌شود که جراحی با دقتی بالا و تنها با چند برش کوچک انجام شود. این به این معناست که خونریزی و احتمال عفونت این جراحی کمتر است و بهبودی سریع‌تر حاصل می‌شود. ربات "داوینچی" مجهز به چهار بازو است و می‌تواند برای برش بافت مورد استفاده قرار گیرد و از طریق دوربین ۳ بعدی خود، از درون بدن فیلمبرداری کند.

 

جراحی رباتیک یا جراحی با کمک ربات، پزشکان را قادر می‌سازد تا انواع مختلفی از اقدامات پیچیده را در مقایسه با روش‌های جراحی معمولی، با دقت، انعطاف‌پذیری و کنترل بیشتری انجام دهند. جراحی رباتیک معمولا جراحی کم تهاجمی است. این ربات‌ها ضمن ایجاد برش‌های بسیار کوچک‌تر از آنچه که به طور معمول و سنتی انجام می‌شود، به جراحان اجازه می‌دهند تا با دقتی باورنکردنی کار خود را انجام دهند.

 

بسیاری از بیمارستان‌های ایالات متحده و اروپا از فناوری جراحی رباتیک استقبال کرده‌اند. پرکاربردترین سیستم جراحی رباتیک بالینی شامل بازوی دوربین‌دار و بازو‌های مکانیکی با ابزار جراحی متصل به آن‌ها است. جراحان، بازو‌ها را در حالی که در کنسول رایانه‌ای نزدیک میز جراحی نشسته‌اند کنترل می‌کنند. این کنسول به جراح نمایی با وضوح از ناحیه نشان داده و همراه با بزرگنمایی، دید سه‌بعدی از ناحیه جراحی نیز ارائه می‌دهد و جراح می‌تواند در حین عمل بر کار دیگر اعضای تیم جراحی نیز نظارت کامل داشته و به آن‌ها کمک کند.

 

جراحانی که از سیستم رباتیک استفاده می‌کنند تفاوت جراحی با آن نسبت به انجام جراحی توسط ابزار‌های سنتی را درک خواهند کرد یکی از تفاوت‌ها دقت عمل بیشتر با کمک ربات و مشاهده بهتر ناحیه جراحی است. از مزایای این جراحی کم تهاجمی می‌توان به عوارض کمتر مانند عفونت کمتر محل جراحی، درد و خونریزی کمتر، بهبودی سریع‌تر و جای زخم کوچک‌تر و کمتر اشاره کرد.