Teraz nawet skalpel jest inteligentny. Razem z AI pomaga szkolić chirurgów

Jeśli już musieli iść pod nóż, chcemy mieć pewność, że chirurg wykonujący operację ma duże doświadczenie i wprawnie posługuje się skalpelem. A jest to umiejętność wymagająca znalezienia równowagi pomiędzy użyciem odpowiedniej siły w celu celowego i kontrolowanego rozwarstwienia tkanki a niestosowaniem zbyt dużej siły, która może spowodować uszkodzenie. I chociaż poziom siły przyłożonej do skalpela przez człowieka jest tak ważny podczas operacji, istnieje niewiele narzędzi, które umożliwiają jego zmierzenie w rzeczywistych warunkach.

Naukowcy z Uniwersytetu w Edynburgu w Wielkiej Brytanii zaprezentowali właśnie jeden z nich - opracowali "inteligentny skalpel" ze wbudowanymi czujnikami do pomiaru siły, który wykorzystuje połączenie rzeczywistej technologii wykrywania i metod uczenia maszynowego do ilościowej oceny umiejętności chirurgicznych. Jak wyjaśniają jego pomysłodawcy, umożliwi to opracowanie nowych systemów oceny umiejętności i szkoleń, a pewnego dnia może doprowadzić do stworzenia zautomatyzowanych urządzeń chirurgicznych, które będą pomagać zespołom na bloku operacyjnym.

Urządzenie jest niedrogie, łatwe w produkcji i składa się ze skalpela połączonego z płytką drukowaną wyposażoną w czujnik, umieszczoną wewnątrz jego uchwytu. Naukowcy zaprojektowali też model uczenia maszynowego do analizy siły wywieranej przez użytkowników podczas użytkowania, a następnie zaprosili do badania dwunastu studentów medycyny i dwóch zawodowych chirurgów.

Cała grupa przetestowała innowacyjny skalpel, wykonując serię 12 eliptycznych nacięć na wielowarstwowej replice skóry wykonanej z żelatyny i silikonu. Każdy zabieg, który obejmował wykonanie dwóch zakrzywionych nacięć na skórze, na przykład stosowanych do usuwania znamion i czerniaka, był nagrywany na wideo i oceniany przez czterech doświadczonych chirurgów - dwóch neurochirurgów i dwóch chirurgów plastycznych - którzy oceniali biegłość uczestników.

Następnie badacze przeanalizowali związki między subiektywnymi ocenami ekspertów a danymi metrycznymi opartymi na obiektywnych siłach. Wyniki w dużej mierze pokrywały się z oceną ekspertów chirurgii dotyczącą umiejętności każdego studenta medycyny, co sugeruje, że technologia ta może uprościć proces oceny umiejętności chirurgicznych. 

Pojawiły się pewne rozbieżności, które jak twierdzą naukowcy, wynikają jednak częściowo z tego, że neurochirurdzy i chirurdzy plastyczni używają różnych technik manipulowania instrumentami i tkankami.