カナダはどのように AI 支援手術の分野で先頭に立っているのか

マダニ博士は、外科教育の博士号を取得しながら、手術室でどのようにエラーが発生するのか、またエリート外科医の特徴や行動はどのようなものなのかを理解することを目指していました。 「長い間、私はそれを計画することに集中してきました」と彼は言います。 「優れた安定した手を持っているかどうかというよりも、頭をどのように使って意思決定を下すかが重要です。」

技術力とアクセシビリティが進歩するにつれて、マダニ博士は、コンピューターの頭脳、つまり人工知能 (AI) を使用して外科医のスキルを強化する刺激的な機会があることに気づきました。 「コンピューター ビジョン AI の研究をしている人々に会い、彼らが私の研究に注目し始め、それが私の研究がまったく異なる方向に進むようになったのです」と彼は言います。 「残りは歴史です。」

その間 UHN は国内で最も複雑な手術のいくつかを扱うことで知られていますが、最も日常的な手術であっても合併症は実際には非常に一般的です。 「平均すると、どの専門分野や世界の地域であっても、世界中で行われる手術の約 5% で合併症が発生します」とマダニ博士は言います。 「こうした合併症を引き起こした原因を考えてみると、それは通常、予防可能な判断ミスか、適切に行われなかった決定か、あるいは外科医が適切な場所で切断していなかったことに気づいていなかったことが考えられます。」

多くの場合、これらの問題はスキルや専門知識の欠如によって引き起こされるのではなく、視野の範囲や、人間の解剖学的構造は同じである傾向があるにもかかわらず、すべての患者の体がユニークであるという事実など、単に人間の限界の結果です。 。 「AI は意思決定支援のようなものになる可能性があります」と彼は言います。 「たとえば、外科医にとっては GPS のように機能します。そうすることで、あなたを監視し、間違った領域に切り込まないようにするための追加の目が得られます。」

で UHNカナダ最大の外科プログラムであるスプロット外科の本拠地であるマダニ博士は、コンピューターやソフトウェア エンジニアを含む学際的な専門家のチームと協力して、AI を活用した手術を可能性から現実のものにしています。 AI を使用して解剖しても安全な場所に関するリアルタイム情報を提供する最初のプロトタイプを発表した同氏は、現在、その利点を確認するための予備臨床試験に取り組んでいます。

「現在、乳がん手術、胆嚢手術、結腸直腸手術を支援するために AI を使用し始めています」とマダニ博士は言います。 「私たちはそれが適切に行われ、患者の転帰を改善し、効果があるという証拠を提示する必要があります。 「このテクノロジーはこの特定のタイプの操作を改善しますか? しかし、概念実証の観点から、AI が実際に私たちが行ってきたことを実行することがわかりました。そうするように訓練したのです。」

「私の夢は、いつの日か、アルゴリズムを作成して世界中のどこにでも、いつでも配布できるグローバル データ インフラストラクチャを構築できるようになることです。」アミン・マダニ

マダニ博士の拡張手術の利点を世界が体験できるようになるまでにはまだ時間がかかるかもしれませんが、今日彼の手術室に足を踏み入れると、未来を垣間見ることができます。

「人々は手術室に座っているロボットを思い浮かべるかもしれませんが、実際には単なるソフトウェアです」とマダニ博士は言います。 「これは、データの入力を受け取り、訓練された内容の解釈や予測を吐き出す AI アルゴリズムです。」

それは非常に簡単なことのように聞こえますが、マダニ博士は、学習曲線があると言います。 「AI を現実の臨床現場に導入するのは困難です」と彼は言います。 「それは、私が何年ぶりかで新車を購入したときの経験に似ています。突然作動するさまざまな警報や警告信号に慣れていませんでした。」

AI 手術が可能であることを示したので、マダニ博士にとって次はテクノロジーを外科医の仕事のやり方に適合させることです。 「私たちは、手術を妨げることなく、適切なタイミングで適切な種類の誘導、警告信号、情報を提供する方法を見つけようとしています」と彼は言います。

彼のチームがさらに学ぶにつれて、これは異なる形になる可能性があります。 「当社のエンジニアが作成した現在のプロトタイプは、プラグアンドプレイのソリューションであり、ソフトウェアを手術室に挿入すると、手術中にサポートされます」とマダニ博士は言います。 「この場合、私たちは手術野を観察し、『ここが重要な解剖学的構造である』といった解釈を行うように AI をトレーニングしています。」

「私たちは体内にカメラを設置して手術を行う低侵襲鍵穴手術について話しています。ビデオ フィードは AI への入力であり、操作中に画面上に提案が表示されます。」

AI による手術の強化はカナダの患者のケアを改善する可能性を秘めていますが、やがてその恩恵がさらに広がることをマダニ博士は望んでいます。具体的には、AI によるガイダンスによって、遠隔地の外科医が提供する治療の種類を拡大できるようになることを期待しています。 「で働いています」 UHNセカンドオピニオンが必要な場合は、世界の専門家に連絡することができます」とマダニ博士は言います。 「相手がまだ部屋の向こうにいない場合は、電話に出てもいいです。」それが彼が民主化したい専門知識だ。

「私の夢は、いつの日か、アルゴリズムを作成して世界中のどこにでも、いつでも配布できるグローバル データ インフラストラクチャを実現することです」と彼は言います。たとえば、セカンドオピニオンが必要な真夜中に遠隔地で手術を行う外科医は、合併症を引き起こさないように指導やサポートを受けることができます。

これがすべてクールに聞こえるなら、マダニ博士自身もその可能性に驚いていることも注目に値します。 「数年前にプロトタイプを開発したときに、初めて AI が動作しているのを見たとき、妻が私のビデオを撮ってくれました。びっくりして椅子から落ちそうになりました！」