Phẫu thuật kỹ thuật số (Digital Surgery)

• Phẫu thuật kỹ thuật số (Digital Surgery, Tác giả: Sam Atallah) Cuộc cách mạng nhận thức Trong thập kỷ qua, chứng kiến tiềm to lớn Cách mạng Nhận thức Y học hứa hẹn thay đổi hoàn toàn phẫu thuật Trí tuệ nhân tạo, với việc sử dụng liệu lớn, sức mạnh tính tốn thời đại, thuật toán học sâu đầu tư tăng lên, tảng cho cách mạng Đặc biệt, phẫu thuật hưởng lợi từ cách mạng, với cải tiến gần giai đoạn chăm sóc bệnh nhân Cuộc cách mạng kéo theo vơ số thách thức, từ tình khó xử đạo đức đến vấn đề quyền riêng tư, địi hỏi phải có kế hoạch sách chu đáo Một tương lai thú vị quan trọng an tồn chờ đợi Tầm nhìn phẫu thuật kỹ thuật số Ngày nay, có 310 triệu thủ thuật phẫu thuật thực toàn giới năm, thêm 143 triệu thủ thuật yêu cầu để đáp ứng nhu cầu Các biến chứng từ thủ thuật phẫu thuật tử vong sau phụ thuộc nhiều vào địa kinh nghiệm phẫu thuật viên Phẫu thuật kỹ thuật số nhằm mục đích mang lại mức độ nghiêm ngặt minh bạch khoa học cho lĩnh vực phẫu thuật cách cung cấp công cụ giúp bác sĩ phẫu thuật nhân viên có nhận thức phán đoán tốt hơn, để cải thiện hiệu kết cho bệnh nhân Bằng cách cung cấp dịch vụ chăm sóc hiệu hơn, phẫu thuật kỹ thuật số giúp cho số lượng lớn bệnh nhân tồn giới tiếp cận dịch vụ chăm sóc phẫu thuật Bằng cách khai thác liệu, tối ưu hóa phương pháp hay cố vấn cho bác sĩ phẫu thuật cách cung cấp dịch vụ chăm sóc chất lượng cách quán, Trí tuệ nhân tạo cho robot y tế hệ Những tiến dựa công nghệ có tiềm trao quyền cho bác sĩ phẫu thuật khả nâng cao chất lượng chăm sóc phẫu thuật toàn cầu Đổi phẫu thuật robot tiếp tục song song với tiến công nghệ, đặc biệt với tiến đáng kể khoa học máy tính trí tuệ nhân tạo (AI) Người ta biết kỹ thuật phẫu thuật chất lượng cao kỹ tương quan thuận với kết bệnh nhân AI giúp gộp kinh nghiệm phẫu thuật để chuẩn hóa việc định, tạo đồng thuận toàn cầu việc vận hành rạp chiếu phim toàn giới Robot phẫu thuật hệ thiếu việc nâng cao kỹ bác sĩ phẫu thuật cách hiệu để đạt độ xác cao quy trình phức tạp Cấp độ phẫu thuật đạt nhờ robot phẫu thuật có khả phát triển để bao gồm AI máy học Điện toán đám mây cho người máy phẫu thuật Chương nhằm mục đích giới thiệu điện tốn đám mây cho bác sĩ phẫu thuật nhà khoa học khơng sử dụng máy tính Ngồi việc trình bày lịch sử đại đám mây, khám phá khái niệm lý thuyết việc áp dụng hệ thống máy tính đám mây cho robot y tế hệ sở hạ tầng phịng mổ Nó giải thích cách đám mây phù hợp với tác vụ tính tốn quy mơ cao cần thiết cho việc tích hợp trí tuệ nhân tạo máy học vào phẫu thuật ngày mai cách cung cấp khn khổ cho phẫu thuật kỹ thuật số Máy học qua đám mây so với máy đơn lẻ giải thích Lý thuyết lượng tử máy tính cho bác sĩ phẫu thuật Chương nhằm mục đích giới thiệu học lượng tử tính tốn cho bác sĩ phẫu thuật nhà khoa học không dùng máy tính Nó giải thích sở máy tính lượng tử thông qua hiểu biết nguyên tắc học lượng tử lý thuyết Sự khác biệt tính tốn cổ điển tính tốn lượng tử nêu bật Dựa chương trước, tiềm ứng dụng hệ thống điện toán lượng tử khuôn khổ đám mây hướng tới phát triển trường hợp mổ kỹ thuật số tương lai robot phẫu thuật hệ thảo luận Mạng 5G, Bộ giải mã Haptic Nhà hát điều hành Tận dụng phát triển mạng 5G mạng có độ trễ cực thấp trí tuệ nhân tạo (AI) robot, mạng Internet hoàn toàn cho phép cung cấp kỹ dạng kỹ thuật số giới thiệu Trong chương này, thách thức kỹ thuật cần phải vượt qua để có tầm nhìn vậy, tức phát triển Internet xúc giác 5G, codec xúc giác chuẩn hóa AI phép nhận thức mạng khơng có độ trễ, nêu Chương kết thúc với ví dụ cách thức Internet sử dụng cách có lợi lĩnh vực y tế chăm sóc sức khỏe Hệ thống Haptics Tầm nhìn cho Robot phẫu thuật Theo nhiều cách, phẫu thuật robot nâng cao khả bác sĩ phẫu thuật để thực thao tác phức tạp thông qua phương pháp xâm lấn tối thiểu, mang lại lợi ích cho bệnh nhân bác sĩ phẫu thuật Mục tiêu phẫu thuật robot không tái tạo giác quan bẩm sinh bác sĩ phẫu thuật mà mở rộng chúng Hơn giác quan khác, giác quan thị giác xúc giác thiếu để tổng hợp thông tin để ứng dụng vào việc định trình phẫu thuật Theo đó, tập trung vào khía cạnh hệ thống phẫu thuật robot cho phép tiến nhanh chóng hai thập kỷ kể từ phẫu thuật robot đời Mặc dù nhiều tiến số chuyển sang nghiên cứu thử nghiệm nhỏ, tương lai công nghệ tiềm chúng việc cải tiến lĩnh vực phẫu thuật nhiều hứa hẹn Khi tiến tiếp tục phát triển Mơ hình in kỹ thuật số 3D cho kế hoạch phẫu thuật Lập kế hoạch trước phẫu thuật khía cạnh phẫu thuật an tồn Các mơ hình in ảo 3D dành riêng cho bệnh nhân sử dụng nhiều ứng dụng lập kế hoạch trước phẫu thuật phần lớn chuyên ngành phẫu thuật Các mơ hình ảo 3D lấy từ liệu hình ảnh 2D truyền thống tạo thông qua phương pháp kết xuất khối lượng trực tiếp cách phân đoạn để trích xuất hình học bề mặt 3D cấu trúc quan tâm Các mơ hình ảo sau in dạng đối tượng vật lý thông qua quy trình gọi sản xuất phụ gia thường gọi in 3D (3D printing) (các phương pháp bao gồm ép đùn vật liệu, bột quang đông - material extrusion and powder- and photosolidification) Nghiên cứu ban đầu cho thấy mơ hình 3D cải thiện hiểu biết bác sĩ phẫu thuật giải phẫu bệnh nhân - đặc biệt trường hợp liên quan đến cấu trúc phức tạp thay đổi nhiều Điều cho phép phẫu thuật nhanh hơn, an toàn với giảm sai sót biến chứng, cuối cải thiện kết bệnh nhân Ngồi hình ảnh giải phẫu đơn thuần, mơ hình 3D cung cấp phương pháp tương tác với liệu hình ảnh, cho phép mơ / diễn tập cụ thể cho bệnh nhân thiết kế có hỗ trợ máy tính (CAD) phận cấy ghép / hướng dẫn cắt tùy chỉnh đóng vai trị tảng cho thực tế tăng cường (AR) - điều hướng nâng cao Mặc dù có lợi ích tiềm năng, hiệu tương đối mơ hình in ảo 3D chưa xác định rõ ràng Vẫn thách thức kỹ thuật đáng kể mơ hình 3D đưa vào lộ trình chăm sóc y tế thơng thường thời gian, chi phí chun môn kỹ thuật đáng kể cần thiết để tạo mơ hình xác Nghiên cứu tương lai cần thiết để không xác định dẫn lý tưởng, người dùng cụ thể (người sử dụng so với chuyên gia) tính thiết kế mơ hình mà cịn để thiết lập lợi ích so với phương pháp lập kế hoạch có Mơ hình Organ thực tế để mô đào tạo Các tảng mô kết hợp mơ hình nội tạng thực tế, với độ trung thực giá trị cao, thành phần ngày quan trọng đào tạo phẫu thuật Các diễn tập sử dụng tảng trước ca phẫu thuật thực tế có khả cải thiện hiệu suất phẫu thuật, không cho học viên học quy trình số mà cịn cho bác sĩ phẫu thuật có kinh nghiệm bắt tay vào trường hợp phức tạp Trong chương này, sử dụng phương pháp cắt thận bán phần có hỗ trợ robot làm ví dụ minh họa, chúng tơi mơ tả sở lý luận, quy trình tạo mơ hình hydrogel in 3D phương pháp xác nhận đa số liệu mơ hình việc sử dụng tảng mơ Thách thức thực tế tăng cường phẫu thuật Chẩn đoán hình ảnh tạo cách mạng phẫu thuật 50 năm qua Chẩn đốn hình ảnh công cụ chủ yếu để định thực phẫu thuật trình quản lý bệnh; Hình ảnh phẫu thuật động lực cho phẫu thuật xâm lấn tối thiểu (MIS), hình ảnh sau phẫu thuật cho phép theo dõi theo dõi bệnh nhân hiệu Tuy nhiên, đáng ý cịn tương đối trao đổi thơng tin kết hợp phương thức hình ảnh giai đoạn khác lộ trình lâm sàng Chương cung cấp phê bình phương pháp thực tế tăng cường (AR) có nghiên cứu ứng dụng mô tả tài liệu cách sử dụng ví dụ có liên quan Mục đích khơng phải cung cấp đánh giá toàn diện, mà cung cấp dẫn lĩnh vực lâm sàng mà AR (augmented reality) đề xuất 10 Điều hướng Phẫu thuật Hướng dẫn Hình ảnh Việc áp dụng điều hướng lập thể vào thủ thuật phẫu thuật mà khó xác định mổ xẻ dọc theo mặt phẳng giải phẫu có liên quan đến cải thiện kết chức ung thư Ngoài ra, giúp giảm thiểu xâm lấn số thủ thuật Những cải tiến đạt thông qua việc nhận dạng tốt mặt phẳng giải phẫu, mốc giải phẫu rìa bóc tách đến khối u để tối ưu hóa rìa giảm thiểu tổn thương gan Những tiến lĩnh vực điều hướng lập thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng vào loạt định bao gồm phẫu thuật nội tạng vùng chậu xâm lấn tối thiểu, đặc biệt trường hợp ung thư trực tràng tái phát tiến triển chỗ, nơi mà kết ung thư mà khơng điều hướng khơng tối ưu 11 Hoạt động quang phổ hồng ngoại gần Hình ảnh hồng ngoại gần cơng nghệ phát triển ngày sử dụng nhiều phịng mỗ hoạt động Cơng nghệ NIR (Near infrared) bao gồm thuốc nhuộm huỳnh quang stent (sợi, ống thơng, nằm lịng cấu trúc hình ống, sử dụng) phát sáng NIR Có số ứng dụng sử dụng ánh sáng NIR bao gồm mô tả giải phẫu quan trọng mật, đường tiết niệu (cụ thể niệu quản niệu đạo) xác định mạch máu dây thần kinh quan trọng Việc sử dụng phổ biến ánh sáng NIR để đánh giá tưới máu nối thơng đường tiêu hóa, với kết báo cáo rộng rãi liên quan đến phẫu thuật đại trực tràng Trong phẫu thuật ung thư, lập đồ bạch huyết, xác định khối u nguyên phát khối u di cho thấy tiềm đầy hứa hẹn sử dụng thuốc nhuộm huỳnh quang khơng đặc hiệu 12 Các lựa chọn có hướng dẫn huỳnh quang: Phương pháp tiếp cận nhị phân để phẫu thuật Cắt bỏ khối u tối đa với biên âm đóng vai trị quan trọng việc điều trị phẫu thuật loại ung thư Tuy nhiên, việc phân định mơ khỏe mạnh mơ có khối u thách thức Vì mục đích này, phẫu thuật hướng dẫn huỳnh quang (FGS) chứng minh cơng cụ hữu ích đầy hứa hẹn loại phẫu thuật ung thư loại phẫu thuật khác Trong chương này, loại chất phát huỳnh quang khác nhau, chẳng hạn xanh indocyanin (IGC), xanh methylen (MB), fluorescein axit 5-aminolevulinic (5-ALA), khả ứng dụng chúng cho loại phẫu thuật khác xem xét Ngoài ra, lợi ích hạn chế chúng thảo luận Hơn nữa, chiến lược khắc phục hạn chế kỹ thuật tác nhân huỳnh quang sử dụng rộng rãi nhằm đạt độ xác cao 13 Thực tế ảo cho bác sĩ phẫu thuật kỹ thuật số Thực tế ảo (Virtual Reality = VR) ngày trở nên phổ biến tác động ngày nhận nhiều VR định nghĩa việc người dùng hịa vào mơi trường máy tính tạo Khái niệm lần phổ biến vào cuối kỷ 19 kể từ áp dụng tất ngành, bao gồm chăm sóc sức khỏe Chương khám phá VR chiến lược giáo dục công cụ hỗ trợ phẫu thuật Trong giáo dục phẫu thuật, VR mang lại tiềm tiêu chuẩn hóa cải thiện kỹ nhận thức kỹ thuật, không cần đến yêu cầu môi trường lâm sàng truyền thống Trong thực hành lâm sàng, VR tạo điều kiện thuận lợi cho việc thao tác liệu cụ thể bệnh nhân để tối ưu hóa việc lập kế hoạch trước phẫu thuật hỗ trợ phẫu thuật Việc áp dụng công nghệ VR vào chăm sóc sức khỏe nỗ lực định vị để thành công tác động nó, nhận Trong chương này, thực trạng tại, rào cản việc triển khai thêm xu hướng lĩnh vực khám phá Các tác giả thấy trước việc áp dụng rộng rãi, cải tiến kéo dài tuổi thọ công nghệ VR phẫu thuật 14 Tự động hóa robot để phẫu thuật Sự thay đổi mơ hình phẫu thuật theo hướng tiếp cận ngày xâm lấn ba thập kỷ qua thể chuyển đổi hội không đánh giá cao đáng kể từ kỹ thuật tương tự sang kỷ nguyên kỹ thuật số Bất chấp nỗ lực phối hợp phẫu thuật có hỗ trợ robot hai thập kỷ qua, chưa đến 10% tổng số ca phẫu thuật mô mềm Hoa Kỳ 0,5% tổng số ca phẫu thuật toàn cầu thực robot phẫu thuật ngày Mặc dù chi phí việc sử dụng thường coi thách thức lớn việc áp dụng cơng nghệ rộng rãi hơn, mơ hình tầm nhìn phẫu thuật khả tự động hóa điều khiển trí thơng minh, ban đầu cấp nhiệm vụ phụ sau cấp độ hệ thống, cần thiết hứa hẹn tăng cường áp dụng công nghệ với số đo lường cải thiện kết quả, an toàn khả tiếp cận 15 In sinh học 3D (3D Bioprinting) Mục tiêu in sinh học ba chiều (3D) thiết kế cấu trúc tế bào sống bắt chước gần giống mơ tự nhiên Những tiến lĩnh vực nghiên cứu trình bày chương Có nhiều chứng ủng hộ việc ứng dụng in sinh học 3D việc tái tạo mô xương, tim mạch, da thần kinh Các ứng dụng đại diện cho biên giới tiến Tuy nhiên, có rào cản hạn chế mở rộng cơng nghệ Các ví dụ quan trọng thách thức bao gồm việc có cấu trúc với đặc tính học đáng tin cậy, liên kết sinh học chức hạn chế, kích thước phù hợp, khả tích hợp với mơ vật chủ đảm bảo an toàn cho cấu trúc tạo thành 16 Thực tế tăng cường cho thủ tục can thiệp Thực tế tăng cường cho phép nhìn thấy giới thực với liệu trực tiếp hình ảnh y tế 3D cần thiết để hướng dẫn liệu pháp can thiệp có hướng dẫn hình ảnh xác Các bác sĩ thực quy trình can thiệp nâng cao, trạng thái lý tưởng, giữ tay thiết bị mắt họ nhìn vào bệnh nhân truy cập thông tin kỹ thuật số phù hợp theo ngữ cảnh thời điểm Dữ liệu phải hiển thị dạng ảnh ba chiều 3D yêu cầu kích thước vị trí tối ưu mặt cơng thái học Có lẽ cịn quan trọng hơn, thay phải chuyển tập trung khỏi bệnh nhân để nhấn nút vật lý để vận hành thiết bị can thiệp, can thiệp hỗ trợ AR cho phép kiểm sốt tồn hệ thống môi trường can thiệp với nhận dạng giọng nói, theo dõi mắt trực quan tiên tiến cử Trong chương này, mô tả số ví dụ ứng dụng phần cứng thực tế tăng cường Các thuộc tính, lợi ích thách thức ứng dụng thảo luận 17 Bệnh nhân nhìn thấy: Thực tế tăng cường phịng chăm sóc sức khỏe Phẫu thuật xâm lấn tối thiểu đại diện cho bước phát triển kỹ thuật phẫu thuật Tuy nhiên, phẫu thuật xâm lấn tối thiểu có thêm khó khăn giảm bớt cơng nghệ máy tính Thật vậy, từ hình ảnh y tế bệnh nhân (US, CT MRI), thực tế ảo (VR) thực tế tăng cường (AR) làm tăng tầm nhìn trước phẫu thuật phẫu thuật bác sĩ cách cung cấp độ suốt ảo bệnh nhân VR bao gồm hình ảnh 3D cấu trúc giải phẫu bệnh lý nhìn thấy hình ảnh y tế thơng qua kết xuất thể tích trực tiếp kết xuất bề mặt 3D quan bệnh lý trích xuất mơ hình hóa từ hình ảnh y tế Mơ hình 3D sử dụng để lập kế hoạch mô trước phẫu thuật quy trình phẫu thuật mà khơng gây rủi ro cho bệnh nhân Như minh họa, VR đại diện cho tiến lớn phẫu thuật AR phần mở rộng VR bao gồm kết hợp chế độ xem VR với chế độ xem thực tế bệnh nhân vị trí hình dạng: đó, bệnh nhân trở nên gần suốt Để có hiệu quả, chế độ xem VR phải đăng ký hoàn hảo vào chế độ xem thực mắt bác sĩ phẫu thuật cung cấp (AR trực tiếp) camera tiếp cận tối thiểu (AR gián tiếp) Đăng ký cứng nhắc khơng bẩn thủ cơng tự động, mục tiêu ngày để có đăng ký tự động khơng bẩn xác Việc đăng ký ngày sử dụng nhiều liên kết với hệ thống robot để tự động hóa phần cử phẫu thuật phức tạp lặp lặp lại Trong chương này, minh họa cách phẫu thuật với hỗ trợ máy tính bước tất yếu tiến trình thủ thuật xâm lấn tối thiểu thơng qua số ứng dụng kết đổi 18 Tăng cường nhận thức phịng chăm sóc Với tiến vượt bậc cơng nghệ hệ thống tính tốn ba thập kỷ qua, chúng tơi tích hợp cơng nghệ hầu hết hoạt động người, với mục tiêu cuối cải thiện hiệu suất tăng cường an toàn nơi làm việc Là hoạt động người có mức độ nguy hiểm cao, có mức độ phức tạp ngày cao, phẫu thuật kết hợp hệ thống tính tốn vào quy trình làm việc lâm sàng phịng mổ (Operating Room OR) để tối ưu hóa quy trình hỗ trợ nhóm phẫu thuật Trong OR, nhận thức mở rộng bên ngồi tâm trí thành viên nhóm tồn nhóm phẫu thuật chí xa hơn, xuyên suốt tất hệ thống người người tham gia q trình phẫu thuật Trong chương này, chúng tơi mô tả tảng làm tăng cường nhận thức OR, chứng có lĩnh vực 19 Robot hợp tác thu nhỏ: Ứng dụng tiềm phẫu thuật Đã có tiến đáng kể công nghệ phẫu thuật vài thập kỷ qua Điều dẫn đến đời phẫu thuật xâm lấn tối thiểu phẫu thuật robot đặc biệt Các phương pháp phẫu thuật cải thiện kết hài lòng bệnh nhân Sự quan tâm mạnh mẽ bác sĩ phẫu thuật kỹ sư dẫn đến phát triển robot thu nhỏ đưa vào môi trường phẫu thuật thông qua trang web truy cập Người điều khiển điều khiển robot thu nhỏ theo cách hợp tác để hoàn thành nhiệm vụ theo cách hiệu xâm lấn Trong tương lai, robot hợp tác bầy đàn kỳ vọng cung cấp giải pháp cho mơi trường phẫu thuật khó tiếp cận 20 Tích hợp Người-Máy Sự tiến hóa tế bào thần kinh Tế bào thần kinh đại diện cho mục tiêu tham vọng phục hồi thể người sau chấn thương bệnh tật thơng qua tích hợp hệ thống sinh học điện phức tạp Lịch sử tiến đạt nhiều kỷ qua chứng thách thức phải đối mặt ngày hợp tác cần thiết kỹ sư, nhà nghiên cứu bác sĩ lâm sàng Bằng cách tận dụng tiến kỹ thuật phẫu thuật, giao diện thần kinh hệ thống thần kinh trung ương ngoại vi, thuật toán điều khiển phận giả tinh vi, tích hợp người-máy hồn chỉnh thiết thực Chúng khám phá công nghệ cho phép sản phẩm thần kinh tiên tiến sử dụng ngày nêu bật thách thức đối mặt với lĩnh vực 21 Người máy phi tuyến tính phẫu thuật Mục tiêu robot phẫu thuật phát triển hệ thống thiết kế lại để tiếp cận vùng cụ thể hệ thống quan cụ thể Kỷ nguyên cho phẫu thuật bao gồm robot định hình lại trang bị lại để tiếp cận mục tiêu giải phẫu từ xa Mặc dù điều bao gồm việc phân tích hệ thống dựa tiến trí tuệ nhân tạo, học sâu tự động hóa thiết bị, điểm quan trọng khác biệt so với nội soi ổ bụng robot thông thường phát triển mở rộng vai trị cơng cụ phi tuyến để đạt mục tiêu mà để tiếp cận Chương khám phá việc sử dụng robot liên tục mềm thông qua lỗ thơng tự nhiên chính, phế quản, hệ thống tim mạch 22 Trí tuệ nhân tạo Máy học: Hàm ý cho phẫu thuật Trí tuệ nhân tạo (AI) lĩnh vực rộng lớn nhằm tìm cách tạo phần mềm có khả thu thập thông tin phản hồi theo hướng mục tiêu, hoạt động thể sinh vật thông minh AI đặc biệt máy học thường sử dụng thuật toán lấy cảm hứng từ não người: phần mềm gọi mạng thần kinh sâu Sử dụng mạng lưới thần kinh này, cơng cụ trí tuệ nhân tạo bắt đầu mở loạt khả cho bác sĩ, bao gồm tăng cường giải thích X quang lâm sàng, khả đưa dự đoán nâng cao kết bệnh nhân chí tiềm hỗ trợ robot bán tự động với thủ tục phẫu thuật Các khả mạnh mẽ trí tuệ nhân tạo máy học cần quản lý cẩn thận để tránh nguy xảy hậu lâm sàng không mong muốn việc đưa sai lệch hệ thống Tuy nhiên, cuối cùng, công nghệ cho thấy hứa hẹn to lớn việc cách mạng hóa tồn lĩnh vực phẫu thuật y học nói chung 23 AI Nội soi: Viễn cảnh Tương lai Trí tuệ nhân tạo (AI) sẵn sàng để cách mạng hóa lĩnh vực chăm sóc sức khỏe Không nơi điều rõ ràng nội soi có khả phá vỡ phụ thuộc người vận hành Trong chương này, chúng tơi thảo luận chứng có cho tảng AI nội soi khám phá ứng dụng tương lai Điều bao gồm phát tổn thương, xác định đặc điểm tổn thương, định lượng độ sâu xâm lấn tổn thương, đánh giá bệnh viêm ruột vai trò AI siêu âm nội soi phân loại nguy Hơn nữa, chúng tơi thảo luận khía cạnh quan trọng để phổ biến hiệu AI nội soi bao gồm lưu trữ liệu, tích hợp quy trình làm việc, cân nhắc quy định đạo đức 24 AI giải thích cho Phịng Điều trị Máy học triển khai nhiều giai đoạn quy trình phẫu thuật Tuy nhiên, mơ hình dự đốn thường có tiện ích hạn chế trừ chúng cung cấp thông tin chi tiết hữu ích Chương đánh giá công cụ “AI giải thích” (XAI) giúp cung cấp hiểu biết sâu sắc Giải thích cho định máy học phụ thuộc vào số yếu tố, bao gồm vị trí triển khai mơ hình quy trình phẫu thuật, hỗ trợ định cụ thể mà dự định cung cấp cách trình bày thích hợp có lợi bối cảnh cụ thể Do đó, chúng tơi cung cấp tổng quan phương pháp XAI đại phân loại theo loại giải thích cung cấp Mỗi loại giải thích ngữ cảnh hóa kịch hoạt động tiềm năng, bao gồm thiếu sót tiềm ẩn phương pháp Chúng cung cấp yêu cầu XAI tốt 25 Một cánh cửa kỹ thuật số để phẫu thuật toàn cầu Đến năm 2015, Ủy ban Phẫu thuật Toàn cầu Lancet mở đường cho dịch vụ phẫu thuật thức đưa vào khái niệm chăm sóc sức khỏe tồn dân (UHC) dựa quyền, phân loại WHO phương pháp điều trị y tế chăm sóc mà tất người cần tiếp cận bình đẳng quyền bất khả nhượng Nhưng làm vậy, ủy ban bất bình đẳng thiếu sót cấu, cuối cùng, phủ nhận quyền bảy người hành tinh, đặt quy mô thách thức mà ngành y tế toàn giới phải đối mặt việc cung cấp dịch vụ an toàn, giá phải chăng, phù hợp với mục đích phẫu thuật cho tất người cần Trong chương này, trường hợp trình bày cách thức cơng nghệ kỹ thuật số đóng vai trị then chốt việc giúp người dân tồn cầu tiếp cận phẫu thuật Đầu tiên, thách thức mà nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe phải đối mặt sau Ủy ban Lancet xem xét, đặt lập luận rào cản cấu trúc ảnh hưởng đến việc tiếp cận dịch vụ chăm sóc phẫu thuật, chi phí chăm sóc chất lượng chăm sóc khơng giới hạn quốc gia phát triển giới, mà ảnh hưởng đến dịch vụ phẫu thuật quốc gia phát triển cao Khả tận dụng công nghệ kỹ thuật số để vượt qua thách thức cách tạo mơ hình cách giải vấn đề chuyên môn phẫu thuật Cụ thể, chuyên môn phẫu thuật nuôi dưỡng, phát triển chia sẻ khám phá 26 Trợ giáo Từ xa cho phẫu thuật xâm lấn tối thiểu Khi chăm sóc sức khỏe phát triển giới ngày kết nối, ngày có nhiều quan tâm đến sức mạnh tổng hợp tiềm y học từ xa phẫu thuật xâm lấn tối thiểu Sự phát triển phẫu thuật kỹ thuật số giới thiệu công nghệ dẫn đến cách thức hiệu để đào tạo theo dõi hoạt động bác sĩ phẫu thuật Phẫu thuật rô-bốt cung cấp mơi trường lý tưởng cho truyền hình phẫu thuật phẫu thuật từ xa nhờ vào quang học nội soi chuyển động dụng cụ giới hóa Chúng tơi xem xét tình trạng tại, thách thức hứa hẹn tương lai y học từ xa phẫu thuật xâm lấn tối thiểu, tập trung vào ứng dụng tiết niệu Các tác giả xem xét tài liệu xuất sở liệu PubMed®, Scopus® Web of Science® để tìm báo toàn văn tiếng Anh xuất từ năm 1995 đến năm 2019 cách sử dụng từ khóa “từ xa“, “Quy trình phẫu thuật xâm lấn tối thiểu”, “quy trình phẫu thuật rơ-bốt”, “giáo dục ”và “khoảng cách” Các ấn phẩm phân loại thành bốn cấp độ nâng cao, tức hướng dẫn lời nói, hướng dẫn điện thoại, hướng dẫn với trợ giúp từ xa phẫu thuật từ xa Chúng kết luận cấp độ nâng cao viễn thông phẫu thuật cung cấp việc giảng dạy hiệu kinh nghiệm có liên quan đến việc tăng yêu cầu băng thông mạng viễn thông, chi phí tác động pháp lý tiềm ẩn Điện thoại phẫu thuật robot trở thành lựa chọn ngày thiết thực hiệu chi phí việc tạo điều kiện giảng dạy kỹ phẫu thuật tiên tiến toàn giới cung cấp dịch vụ chăm sóc phẫu thuật cho khu vực chưa phục vụ Tuy nhiên, thách thức đáng kể Việc nhận tiềm viễn thông phụ thuộc vào việc giải vấn đề đạo đức, khuyến khích tài luật pháp hợp tác với chuyên gia an ninh mạng để đảm bảo an toàn hiệu chi phí 27 Trường Y khoa Kỹ thuật số: Mơ hình cho giáo dục phẫu thuật ngày mai Trong đánh giá này, cung cấp nhìn tổng quan trường y khoa kỹ thuật số tương lai, khám phá mơ hình cho giáo dục phẫu thuật ngày mai Chúng khám phá ngắn gọn ba quan điểm từ bên trường y khoa kỹ thuật số, bao gồm cách công nghệ kỹ thuật số tăng cường giáo dục phẫu thuật, cho phép đào tạo sớm chuẩn bị cho bác sĩ phẫu thuật toàn cầu tương lai sức khỏe kỹ thuật số môi trường tài nguyên cao thấp Chúng bắt đầu cách xem xét lực kỹ cốt lõi vai trò sinh viên y khoa, gồm: nhà lãnh đạo kỹ thuật số, người giao tiếp siêu đẳng, cộng tác viên đa ngành, người định theo hướng liệu người lãnh đạo cộng đồng Mười trường hợp sử dụng công nghệ kỹ thuật số bối cảnh phẫu thuật minh họa ba danh mục lớn: y học kỹ thuật số, trí tuệ nhân tạo người máy, gen Mỗi trường hợp sử dụng so sánh từ góc độ trước sau, cho giáo dục phẫu thuật sau chuẩn bị đào tạo phẫu thuật, tương ứng Góc nhìn thứ ba cuối khám phá cách sinh viên y khoa chuẩn bị để trở thành bác sĩ phẫu thuật kỹ thuật số môi trường toàn cầu Các hội đưa bối cảnh cải thiện khả tiếp cận, chất lượng khả chi trả dịch vụ chăm sóc phẫu thuật, giải tình trạng thiếu hụt lực lượng lao động toàn cầu, cho phép mở rộng chuyên môn lâm sàng chuẩn bị cho dự báo dân số Cuối cùng, kết thúc tóm tắt khuyến nghị hướng tới việc thực hóa hệ lực lượng phẫu thuật kỹ thuật số toàn cầu Ba chủ đề khuyến nghị rộng khám phá bao gồm quan hệ đối tác lực, hệ sinh thái chứng, đầu tư cam kết Mục đích đánh giá cung cấp nhìn cấp cao hội phẫu thuật kỹ thuật số trường y khoa tương lai Đồng thời, công nghệ đại định hướng tương lai xem xét 28 Mơ mơ hình 3D để giáo dục bác sĩ phẫu thuật tham gia bệnh nhân Đào tạo phẫu thuật phát triển nhiều thập kỷ gần Việc giảm làm việc tăng cường tập trung vào an toàn cho bệnh nhân, với phát triển vượt bậc công nghệ mới, chuyển phần đáng kể việc đào tạo bên ngồi phịng mổ Mơ hình 3D, in 3D, mơ thực tế ảo ngày đóng vai trị quan trọng việc tiếp thu kỹ phẫu thuật khác nhau, từ kiến thức giải phẫu lâm sàng, thông qua việc định kỹ phẫu thuật Các công nghệ kỹ thuật số tăng cường mối quan hệ bệnh nhân nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe, cung cấp cách thức giao tiếp hiệu thơng qua trình bày tương tác giải phẫu bệnh lý bệnh nhân Chúng áp dụng thành công để giảm bớt đau đớn lo lắng, thúc đẩy lối sống lành mạnh giúp định hình tương lai hệ thống chăm sóc sức khỏe nói chung 29 Robot phẫu thuật hệ Việc áp dụng phẫu thuật robot tiếp tục gia tăng, với triệu ca phẫu thuật có hỗ trợ robot thực tồn giới (ước tính năm 2018) Hơn 70 công ty phát triển / giới thiệu tảng cho phẫu thuật có hỗ trợ robot hầu hết chuyên ngành thủ thuật Trong chương này, xem xét khái niệm quan trọng cần xem xét thảo luận tương lai tảng phẫu thuật robot, bao gồm thiết kế bác sĩ phẫu thuật, nhóm phẫu thuật giao diện bệnh nhân, thiết kế tích hợp so với mơ-đun, tăng thực tế, chi phí phân tích liệu 30 Trí tuệ nhân tạo Thị giác máy tính Chương nhằm giới thiệu trí tuệ nhân tạo áp dụng cho thị giác máy tính đại Lịch sử lĩnh vực thị giác máy tính đánh dấu, cung cấp đánh giá ngắn gọn tiến rèn luyện cột mốc đạt suốt bảy thập kỷ qua Đặc biệt tập trung vào học máy đại sử dụng mạng nơ-ron tích hợp Các ví dụ làm việc cách máy tính phân loại hình ảnh tính tốn hàm mát cung cấp Chương chủ yếu hướng đến bác sĩ phẫu thuật muốn hiểu kỹ thuật kiến trúc thị giác máy tính đại cách hệ thống kết hợp vào môi trường phẫu thuật giới thực 31 Tương lai phẫu thuật Khơng thể dự đốn xác tương lai lĩnh vực động phẫu thuật Với nhận thức muộn màng, tiến bất ngờ làm thay đổi mặt phẫu thuật, chẳng hạn việc phát vai trò Helicobacter pyloritrong ung thư dày Trong chương này, phác thảo số chủ đề mà cảm thấy ảnh hưởng đến tương lai phẫu thuật 50 năm tới Để giảm thiểu bối rối chúng tơi đọc lại điều tương lai, chúng tơi chọn nhóm chủ đề mà chúng tơi cho nguồn tạo tiến quan trọng phẫu thuật bị hạn chế tiến công nghệ, hầu hết chúng giai đoạn đầu sử dụng Như đánh giá Topol Vương quốc Anh tổng kết vào năm 2019, thay đổi mà chúng tơi thảo luận địi hỏi đầu tư đáng kể vào người công nghệ, bao gồm việc tập trung vào phát triển công nghệ Chúng ta bắt đầu với tiến khoa học y sinh thay đổi khả điều trị bệnh nhân cấp độ tế bào cách sử dụng gen y học tái tạo Sau đó, thảo luận cơng nghệ sử dụng để dạy cho bác sĩ phẫu thuật bệnh nhân công nghệ thực tế ảo, thực tế tăng cường công nghệ in ba chiều (3D) APER APER Cắt bỏ phần tử cung trực tràng Abdominoperineal excision of the rectum CBD CBD Ống mật chủ Common bile duct CHD CHD Ống gan chung Common hepatic duct CI CI Mức độ tin cậy Confidence interval CT CT Chụp cắt lớp vi tính Computerised tomography DSB DSB Distyrylbenzene EMA Distyrylbenzene EMA Cơ quan Y tế Châu Âu European Medicines Agency EMG EMG Điện Electromyography FDA FDA Cục Quản lý Thực phẩm Dược Food and Drug Administration GE GE General Electric HCC General Electric HCC Ung thư biểu mô tế bào gan Hepatocellular carcinoma ICG ICG Indocyanine green IMV Màu xanh indocyanin IMV Tĩnh mạch mạc treo tràng Inferior mesenteric vein IOC IOC Chụp đường mật mổ Intraoperative cholangiogram IV IV Tiêm tĩnh mạch Intravenous LAACA LAACA Phụ bên trái động mạch đau bụng bất thường Left accessory aberrant colic artery MRI MRI Chụp cộng hưởng từ Magnetic resonance imaging NHS NHS National Health Service NIR dịch vụ y tê quôc gia NIR Gần Hồng ngoại Near infrared OR OR Tỷ số chênh Odds ratio PET PET Chụp cắt lớp phát xạ positron Positron emission tomography RR RR Rủi ro tương đối Relative risk SD SD Độ lệch chuẩn Standard deviation SLN SLN Hạch bạch huyết Sentinel lymph node UTI UTI Nhiễm trùng đường tiết niệu Urinary tract infection VUJ VUJ Vesicoureteric junction Đường nối Vesicoureteric