Tekoäly toimi kirurgien toisina silminä vaativassa aivoleikkauksessa

Lontoon National Hospital for Neurology and Neurosurgery -sairaalassa käytettiin UCL:n ja University College London Hospitalsin (UCLH) mukaan ensimmäistä kertaa reaaliaikaista tekoälytukea elävän aivokasvainleikkauksen aikana. Tekoäly analysoi leikkauksen tähystysvideota ja auttoi kirurgeja suunnistamaan aivolisäkkeen lähellä olevien verisuonten ja hermojen lomassa. Kaikki hoitopäätökset säilyivät kirurgiryhmällä. 1

Kuka potilas oli?

Potilas oli 48-vuotias Rhys Hibbert Bedfordshirestä. Hän työskentelee asiakaspalvelupäällikkönä ja toimii aktiivisesti yhteisön vapaaehtoistyössä. Hänen 11 millimetrin kokoinen hyvänlaatuinen aivolisäkekasvaimensa löydettiin sen jälkeen, kun hän oli joulukuussa 2024 lyyhistynyt kävelyllä ja saanut kohtauksen. 1

Kasvain sijaitsi näköhermojen läheisyydessä. Se uhkasi hänen näköään ja olisi voinut hoitamattomana johtaa lopulta sokeutumiseen. Kasvain poistettiin onnistuneesti, ja potilaan näkö saatiin suojattua. Toimitetussa kliinisessä raportissa ei kuitenkaan kuvata yksityiskohtaisesti pidempiaikaista toipumista, joten lähteet vahvistavat välittömän leikkaustuloksen mutta eivät laajempia toipumistuloksia. 1

Miksi aivolisäkkeen leikkaus on erityisen vaativa?

Aivolisäke sijaitsee kallonpohjassa lähellä kaulavaltimoita ja näköhermoja. Kirurgin on löydettävä erittäin tarkka tasapaino: liian pieni poisto voi jättää kasvainta jäljelle, mutta ympäröivien rakenteiden vahingoittaminen voi aiheuttaa vakavia komplikaatioita, kuten verenvuodon, aivohalvauksen tai näön menetyksen. 14

Leikkaus tehtiin tähystystekniikalla. Sen sijaan että kirurgit olisivat tukeutuneet vain ennen leikkausta otettuihin kuviin, tekoäly käsitteli leikkausalueelta tulevaa videokuvaa reaaliajassa. Näin se tarjosi tiimille lisänäkymän siitä, mitä toimenpiteen aikana tapahtui. 1

Mitä tekoäly käytännössä teki?

Järjestelmä oli tarkoitettu päätöksenteon tueksi – ei itsenäiseksi kirurgiksi. Se käsitteli tähystimen välittämää kuvaa ja auttoi tunnistamaan tai korostamaan:

• kasvaimen lähellä olevia tärkeitä verisuonia ja hermoja;
• käytössä olevia kirurgisia instrumentteja; sekä
• instrumenttien ja kudoksen välisiä vuorovaikutuksia. 111

Käytännössä tekoäly toimi ylimääräisenä visuaalisena apuna. Se saattoi nostaa esiin korkean riskin alueita ja kohtia, joita tuli välttää, mutta kirurgit päättivät itse, miten leikkausta jatketaan. Tekoäly ei operoinut, ohjannut instrumentteja eikä voinut kumota lääkäritiimin ratkaisuja. 1

Tämä ero on olennainen. Yksi onnistunut tapaus osoittaa, että reaaliaikaista tekoälytukea voidaan käyttää elävän leikkauksen aikana. Se ei osoita, että tekoäly pystyisi turvallisesti tekemään neurokirurgiaa yksin tai että se parantaisi potilaiden hoitotuloksia yleisesti.

Kuka toimenpiteen kehitti ja teki?

Leikkauksen suoritti professori Hani Marcus, joka toimii UCL Queen Square Institute of Neurologyn professorina ja National Hospital for Neurology and Neurosurgeryn konsultoivana neurokirurgina. Hänen kanssaan työskenteli tohtorikoulutettava ja UCL:n sekä UCLH:n neurokirurginen erikoistuva lääkäri Danyal Khan, joka johti hanketta. 1

Teknologia kehitettiin UCL:n Hawkes Institutessa toimivassa monialaisessa ryhmässä. Teknisenä vastuuhenkilönä mainittiin tohtori Sophia Bano. Laajempi Surgical Robot Vision -ryhmä kehittää menetelmiä anatomian, kameroiden ja instrumenttien reaaliaikaiseen analysointiin sekä leikkaus- ja kuvantamistiedon yhdistämiseen. 2

Miten järjestelmä koulutettiin?

Tekoälyä koulutettiin ja arvioitiin laajalla, aiemmista tähystysavusteisista aivolisäkeleikkauksista kootulla ja merkityllä videokokoelmalla. Ryhmä kuvasi aineistoa sadoiksi videoiksi. UCL:n vuoden 2023 vuosikatsauksen mukaan järjestelmä oli analysoinut yli 200 videota ja saavuttanut kymmenessä kuukaudessa kokemustason, jonka kartuttamiseen yksittäiseltä kirurgilta kuluisi vuosia. 14

Koulutuksen tavoitteena oli opettaa malli tunnistamaan leikkauksen eri vaiheet, instrumentit ja instrumenttien sekä kudoksen väliset kontaktit. Tutkimuksessa pyritään lisäksi havaitsemaan mahdollisia leikkauksen aikaisia komplikaatioiden syitä ja tunnistamaan kriittisiä anatomisia rakenteita aivolisäkekirurgian keskeisissä vaiheissa. 11

Millä laitteistolla ja millä rahoituksella?

Järjestelmä toimi NVIDIAn Clara IGX -alustalla, joka on suunniteltu reaaliaikaisiin tekoälysovelluksiin lääketieteellisten laitteiden yhteydessä. Kliinistä koetta rahoittivat National Institute for Health and Care Research (NIHR) ja Google. Lisäksi tukea antoivat NIHR:n UCLH Biomedical Research Centre, Royal College of Surgeons, EPSRC ja Wellcome. 1

Tavoitteena ”kirurgien ChatGPT”

Tutkijoiden pitkän aikavälin tavoitteena on reaaliaikainen kirurginen apuri, joka ymmärtää leikkauksen kulkua, tunnistaa anatomiaa ja kirurgisia toimia sekä antaa oikea-aikaista palautetta. UCL:n tutkijat ovat kuvanneet tätä tavoitetta ilmauksella ”kirurgien ChatGPT”. 12

Ilmaus kuvaa tulevaisuuden tavoitetta, ei tässä leikkauksessa jo osoitettua kyvykkyyttä. Saatavilla oleva näyttö tukee rajattua visuaalista päätöksenteon tukijärjestelmää aivolisäkekirurgiassa. Se ei osoita, että työkalulla olisi yleisiä keskustelukykyjä tai että se voisi itsenäisesti suunnitella ja toteuttaa leikkauksia.

Mitä seuraavaksi?

Toimenpide tehtiin varhaisen vaiheen kliinisen kokeen osana. Se on merkittävä osoitus menetelmän toteutettavuudesta, mutta yksi potilas ei riitä kertomaan, miten järjestelmä toimii eri kirurgien, sairaaloiden, kasvainten sijaintien tai potilasryhmien kohdalla. UCL ja sen yhteistyökumppanit suunnittelevat laajempaa kliinistä testausta, mutta toimitetut lähteet eivät kerro tulevan tutkimuksen tarkkaa kokoa, tutkimuspaikkoja tai aikataulua. 1

Ison-Britannian terveysalan innovaatioista vastaava ministeri James Frith nosti tapauksen esimerkiksi siitä, miten tekoäly voi mahdollistaa uusia hoitomuotoja, mutta korosti samalla asianmukaisten turvallisuussuojien tarvetta. NIHR:n Mike Lewis liitti hankkeen terveydenhuollon teknologian ja innovaatioiden laajempaan hyödyntämiseen. 1

Tärkein johtopäätös on siksi lupaava mutta rajallinen: tekoäly tuotiin mukaan korkean riskin aivoleikkaukseen ylimääräiseksi silmäpariksi, kun koulutetut neurokirurgit säilyttivät täyden päätösvallan. Seuraavaksi on selvitettävä, tuottaako tällainen apu luotettavia hyötyjä paljon useammissa leikkauksissa turvallisuudesta tinkimättä.