Uso de IA para evaluar el rendimiento quirúrgico

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

Un equipo de investigación de Inselspital, el Hospital Universitario de Berna y Caresyntax ha logrado demostrar que la inteligencia artificial puede evaluar de manera confiable las habilidades de los cirujanos. Se ha presentado un método que involucra un procedimiento de tres etapas que designa correctamente un desempeño bueno y mediocre con una alta tasa de precisión. Esto allana el camino para nuevos pasos hacia sistemas expertos compatibles con IA.

Cada año se realizan más de un millón de operaciones en Suiza. La habilidad de un cirujano tiene un impacto directo en el resultado de la operación. El entrenamiento y la experiencia, así como la fatiga momentánea y otros factores que influyen, juegan un papel. En la actualidad, la habilidad es probada por expertos, ya sea directamente durante una operación o mediante la evaluación de secuencias de video. Este enfoque es muy costoso y solo se dispone de un número limitado de expertos. Además, la evaluación puede variar y no siempre es totalmente reproducible. Durante algún tiempo, se ha intentado automatizar y objetivar la evaluación de las habilidades de los cirujanos.

Prueba de viabilidad

El resultado clave del estudio es la prueba de la viabilidad fundamental de una evaluación basada en inteligencia artificial (IA) de la habilidad de un cirujano en el contexto de un procedimiento quirúrgico. La IA utilizada en el estudio identificó una habilidad quirúrgica buena o moderada con un 87 por ciento de precisión. Esto puede considerarse un muy buen hallazgo. El autor principal, Jol Lavanchy, explica: «Lo que fue sorprendente fue el alto grado de precisión de los algoritmos con el método seleccionado. Nuestro método para evaluar las habilidades quirúrgicas se basa en el análisis del movimiento del instrumento. Los instrumentos quirúrgicos se identificaron mediante algoritmos informáticos y se analizó su movimiento. durante el período de tiempo».

Enfoque innovador de tres etapas con IA

El equipo de investigación utilizó un enfoque de tres etapas recientemente desarrollado. El estudio se basó en 242 videos de procedimientos de extracción de vesícula biliar por laparoscopia. El primer paso fue identificar los instrumentos utilizados. Para ello, se entrenó una red neuronal convolucional (CNN) para reconocer los instrumentos. En el segundo paso, se analizaron los movimientos y se extrajeron sus patrones. En el tercer paso, los patrones de movimiento extraídos se correlacionaron con los resultados de calificación de los expertos mediante regresión lineal.

Se necesita una base de datos más amplia y un entrenamiento en profundidad de los algoritmos

El presente estudio es un importante primer paso hacia la evaluación del rendimiento quirúrgico. Se necesitan pasos más profundos antes de que la tecnología pueda usarse en la práctica clínica. Por un lado, los algoritmos de IA deben entrenarse en una base de datos más amplia para mejorar aún más el reconocimiento de instrumentos. Por otra parte, se deben investigar cirugías adicionales y, a mediano plazo, se pueden abordar videos de cirugías abiertas, así como procedimientos fuera del área abdominal.

Dr. Enes Hosgor, coautor del estudio que dirige la división de IA en caresyntax, una empresa de tecnología médica con sede en Berlín y Boston, clasifica los resultados de la siguiente manera: «La IA se ha utilizado principalmente hasta ahora para identificar instrumentos o fases quirúrgicas específicas. En nuestro estudio, ahora evaluamos la habilidad quirúrgica con base en videos quirúrgicos. En el futuro, el uso de IA puede resolver problemas en múltiples niveles: está disponible a pedido en el perioperatorio (no depende de unos pocos expertos difíciles de encontrar). ); es objetivo utilizando estándares basados en algoritmos; es comparable a nivel transregional así como a nivel de cirujano y, por lo tanto, podría proporcionar un apoyo importante para los procesos de toma de decisiones en los institutos de certificación».

IA en la ubicación médica en Berna: CAIM como una oportunidad

El proyecto proporciona una indicación importante del desarrollo futuro del uso de la IA en medicina. En el futuro, pasará de la antigua evaluación de material de imagen a la provisión de sistemas expertos. El Prof. Guido Beldi, jefe del estudio, aclara: «El estudio es un primer paso. Ahora que hemos demostrado la viabilidad fundamental, podemos comenzar a planificar sistemas de asistencia que apoyarán a los cirujanos durante las operaciones. Por ejemplo, serán alertados cuando se detecta la fatiga, lo que ayuda a prevenir complicaciones».

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Cirujanos expertos aumentan la supervivencia del cáncer de colon en un 70 % Más información: Jol L. Lavanchy et al, Automatización de la evaluación de habilidades quirúrgicas mediante un algoritmo de aprendizaje automático de tres etapas, Scientific Informes (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-84295-6 Información de la revista: Informes científicos

Proporcionado por Inselspital, Hospital Universitario de Berna Cita: Uso de IA para evaluar el rendimiento quirúrgico ( 2021, 12 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-ai-surgical.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.