优化外科手术团队：人工智能在手术室中的作用

March 13, 2024

Christina Cardoza

手术室中的人工智能

当您或您的亲人面临手术时，您自然希望能够找到技术最精湛的外科医生。更不用说，它还拥有最先进的设施和最尖端的技术，以确保达到最佳效果。毕竟，风险可能会高得令人难以置信。因此，令人不安的是，直到最近，外科医生在手术室中仍缺乏决策支持资源。

虽然医疗技术应用在过去几年发展迅速，但与其他行业相比，外科领域采用先进技术的速度要慢一些。外科医生习惯于依靠自己的操作和从经验中获得的知识，这是有充分理由的。但医疗技术并不完全是机械臂和人工智能引导手术；只要将医疗数据从传统的孤岛中解放出来，并让外科医生在最需要的地方和时间（手术室中）获取这些信息，就能带来很多好处。

我们与数字手术平台提供商 Caresyntax 创始人兼首席执行官 Dennis Kogan 对此进行详细探讨，还谈到手术室的动态挑战、良好合作伙伴生态系统的重要性，以及人工智能辅助手术如何改善患者疗效（视频 1）。

视频 1。Caresyntax 首席执行官 Dennis Kogan 讨论了将人工智能驱动的实时数据整合到外科手术中的问题，并强调了其关键时机和对外科医生的影响。（资料来源：insight.tech）

手术室中的技术进步如何改变医疗期待？

我父亲是一名外科医生。多年前还在上大学的时候，我曾与他谈论运动员在效能管理、态势感知和分析等方面获得了多少决策支持。他告诉我：“外科手术中没有这样的东西。我们有非常有趣和重要的医疗设备，我们也在不断地将临床创新成果应用于实践，但真正的数据使用和决策支持却并不多。”

直到几年前，这种情况还没有太大改变。围绕医疗设备的创新层出不穷，但归根结底，这仍然只是帮助外科医生用手操作。我们现在看到的进步使外科团队也能拥有更好的决策支持机制。

我认为，人们越来越期待外科医生不能只考虑手术风险。他们确实需要支持，也的确需要更多信息来对风险进行分层。而这一切都在他们的头脑中进行可能不再可接受。

将新技术整合到手术室会面临哪些挑战？

与其他类型的疗法相比，患者可能不太了解手术室中发生了什么。显然，他们都处于麻醉状态。他们想要的是了解自己获得好结果的可能性有多大。我想他们可能会惊讶地发现，他们的手术团队得到的综合决策支持并没有想象中的那么多。

利用技术对外科领域进行创新所面临的挑战在于，外科手术是一种实时干预，您必须整合人工智能和软件，以便在该环境中运行。手术室中几乎不应该有滞后时间。与医疗领域使用的许多其他信息技术相比，这本身就是更大的障碍。当然，质量和运营效率的门槛也相当高。

手术环境也极富变化。那么，外科医生在手术过程中如何适应不断变化的临床情况？这不仅是可量化的活动和技术，还有沟通和团队合作。手术实际上是一种团队活动。手术效果的好坏，一部分取决于外科医生的操作水平，另一部分则取决于他们与护理人员和麻醉师的沟通情况。它非常复杂，以至于几乎无法预测会在可预见的未来被人工智能所取代。

但由于充满活力，人工智能在为医生提供正确信息和选择方面确实大有可为。一天之内，手术团队可能要为不同类型的患者进行手术：一名健康的 25 岁女性和一名 85 岁的重病男士。团队必须能够调整大量输入并做出大量决策。

认知超载会导致不良决策或错误。七分之一的病例可能会出现某种严重的并发症——占比超过 15%。因此，我们在这里讨论通过态势感知——通过自动化——主动管理风险。这涉及到减少并消除认知超载和不断变化的临床状况导致的不必要的变异性。我们现在观察到的最佳人工智能用例可展示有关特定患者和手术的具体信息，以便指导该手术的整个路径，而且结果比没有获得这种支持时更好。

将人工智能与患者数据相结合有什么优势？

首先且最重要的是，真正的综合手术决策支持涉及围手术期的所有环节。由于手术前后的一切工作也都至关重要，因此最好的综合平台可实现手术室与术前和术后空间、时间和活动之间的连接。

在患者进入手术室之前需要作出一些决策——准备合适的工具、合适的药物、安排合适的人员参加手术。它还包括电子病历，因为电子病历包含大量有关患者及其倾向的数据。然后是手术室内部的情形，这里也可以连接医疗设备和视频摄像头。随后：了解患者离开手术室时的风险程度，这可能会改变他们的护理方式。也许他们可以回家；也许他们需要住进重症监护室；也许他们需要额外剂量的抗生素。

因此，要获得最佳、最明智的洞察力，就必须有完整的围手术期临床和操作记录，但最重要的是手术期间——因为这当然是最关键的部分，也是最容易出错的地方。因此，由于手术室是实时的，因此需要更高水平的复杂性。而且从技术角度来看，这也不是一个适合云的领域。这一切都在边缘，因为您无法在两秒内完成云端上传和下载。因此，边缘计算和物联网技术工具包在这里会非常重要。

与此同时，从部署和成本的角度来看，这种技术解决方案必须非常强大和具有吸引力。因为归根结底，任何过于昂贵或笨重的东西——在已经非常拥挤的手术室里再增加一台巨大的机器——这是行不通的。

在一些技术合作伙伴的帮助下，我们 Caresyntax 耗费数年时间才开发出这个平台，以某种方式实现了所有这些参数。但我知道这是有可能的。现在一切都还处于起步阶段，但我认为未来十年，每个手术室都将配备此类系统。10 年后，医生会想，如果没有这个系统，该如何才能开展工作。

医院如何才能使这种投资面向未来？

每个行业都会经历这样一个周期，起初，少数几家供应商建立一个封闭环境，然后用户会逐渐期待越来越多的灵活性来增加价值和添加新的应用。我认为外科手术和医疗保健也需要进行同样的变革。

出于一些很好的理由，医疗设备领域拥有大量专有知识产权。从过去来看，这也一直是医生的主流思维模式——他们从设备和供应商的视角思考手术室。因此，需要进行的第一项投资是重塑和调整这种思维方式。手术室不应被视为是领先设备平台的延伸，而应被视为实现最佳结果的横向过程的一部分。

您有什么使用案例或客户实例可以分享吗？

因此，我们已经能够证明，在手术室中使用这些先进的平台可以提高表现水平，不仅对外科医生，而且对其他医生和临床协作人员也是如此。例如，护士。疫情爆发后，很多人在没有像以往那样接受过足够培训的情况下加入了护理队伍。现在手术量很大，因为很多手术都被推迟了。因此，许多新护士需要尽快适应这种情况。我们正越来越多地在手术室中部署类似于交互式、分步导航指南的东西。在手术的恰当时机获得分步支持，对于在手术环境中仍缺乏信心或经验的人来说是非常有用的。

Caresyntax 如何与合作伙伴合作，将这些平台引入手术室？

作为外科专家，我们对最终应用和用例有很好的认识，但在基础设施建设方面却没有太多的经验。我们没有在严谨性和实际架构方面可能与我们类似的其他用例作为基准和对比物。而即插即用的综合智能手术平台在硬件内容方面非常智能但并不繁重，它既能生成信息，又拥有接收算法、生成人工智能并实时展示的能力和带宽——这是一组相当复杂的要求。

英特尔一直是与我们密切合作的合作伙伴之一，几乎都是在我们的团队中，来实现这一目标。设计架构、寻找合适的组件、利用他们的一些组件——例如，允许人工智能渗透和使用的 OpenVINO^™——所有这些东西都非常重要。如果没有英特尔这样的合作伙伴，我们至少会慢很多。我们需要寻找每一件物品，还可能会犯下更多的错误。

当然，除了英特尔，我们还与云解决方案提供商——AWS 和 Google Cloud 合作。因为必须实现从边缘到云的过渡。正如我之前所提到的，这是一个包括术前、术中和术后的领域，因此您必须不断地进入边缘，再回到云端，并使信息可以互换。实际上，它们彼此之间都有合作——英特尔与 Google、英特尔与 AWS——这种合作也获得了很好的回报。

当然，疫情阻碍了创新，但最近这种情况已有所缓解。我认为每个人在看待外科手术时都会说：“它不如飞行安全，甚至不如其他一些医疗程序安全。现在是时候对它进行改进了。”要实现这一目标，需要一个由玩家组成的生态系统。