Introduktion
Kirurgi er en kompleks og krævende færdighed, der kræver mange års træning og øvelse. De traditionelle metoder til kirurgisk uddannelse og vurdering er imidlertid ofte subjektive, inkonsekvente og tidskrævende. Desuden giver de ikke tilstrækkelig feedback og vejledning til at hjælpe kirurgerne med at forbedre deres præstationer og reducere fejl.
For at løse disse udfordringer har et hold forskere fra Caltech og Keck Medicine of USC udviklet et nyt AI-system (kunstig intelligens), der kan give objektive og detaljerede evalueringer af kirurgers færdigheder baseret på videoanalyse af deres procedurer. Systemet, der kaldes Surgical AI System (SAIS), har til formål at forbedre kirurgisk træning og kvalitet ved at give personlig og datadrevet feedback til kirurger.
Sådan fungerer SAIS
SAIS er et system baseret på dybdeindlæring, der automatisk kan analysere videooptagelser af forskellige typer operationer, f.eks. prostatektomi, cholecystectomi og hysterektomi. SAIS kan identificere operationstypen, segmentere den i forskellige faser og trin og evaluere kvaliteten af hver kirurgisk bevægelse, som kirurgen udfører, og vurdere kvaliteten af hver enkelt kirurgisk bevægelse.
Til at træne SAIS brugte forskerne et stort datasæt af kommenterede kirurgiske videoer fra flere hospitaler og institutioner. Videoerne blev mærket af ekspertkirurger, som vurderede udførelsen af hver kirurgisk bevægelse på en skala fra 1 (dårlig) til 5 (fremragende). Vurderingerne var baseret på kriterier som nøjagtighed, effektivitet, sikkerhed og smidighed.
SAIS anvender en kombination af convolutionelle neurale netværk (CNN’er) og recurrent neural networks (RNN’er) til at behandle videobillederne og udtrække funktioner, der er relevante for den kirurgiske vurdering. SAIS anvender derefter en regressionsmodel til at forudsige færdighedsvurderingerne for hver kirurgisk bevægelse.
Ud over at give numeriske scoringer kan SAIS også generere feedback i naturligt sprog, der forklarer styrker og svagheder ved kirurgens præstation. SAIS kan f.eks. pege på specifikke videoklip, hvor kirurgen har begået fejl eller har udført en god indsats, og foreslå områder, der skal forbedres eller roses.
