УДК 617:004.8

Применение искусственного интеллекта в хирургии

Саютина Елизавета Романовна – студент Тамбовского государственного университета имени Г. Р. Державина.

Юмашева Нелли Александровна – студент Тамбовского государственного университета имени Г. Р. Державина.

Аннотация: Данная статья посвящена исследованию применения искусственного интеллекта в хирургии. В ней рассмотрены теоретико-методологические основы использования ИИ в хирургической практике, а также представлен обзор современных методов и технологий, преимуществ и вызовов внедрения ИИ, а также клинические примеры успешного его применения.

Ключевые слова: искусственный интеллект, хирургия, медицинские технологии, диагностика, роботизированная хирургия, вызовы, перспективы.

В современной хирургии наблюдается стремительное развитие, однако она сталкивается с рядом вызовов. Например, операции требуют точности и внимательности, чтобы избежать ошибок и минимизировать риски для пациентов. Кроме того, хирурги часто сталкиваются с ограниченным доступом к информации о конкретных случаях истории болезни пациента.

Искусственный интеллект (ИИ) предоставляет уникальные возможности для преодоления этих вызовов. Разработанные в России системы, такие как «Система поддержки принятия решений хирургом-онкологом» (СПРХО) разрабатываются для анализа медицинских данных и помогают в принятии решений в реальном времени. Благодаря ИИ возможны новые методы диагностики, планирования и проведения операций, что повышает эффективность хирургических вмешательств.

Цель данной статьи - проанализировать применение и потенциал искусственного интеллекта в хирургии на примере существующих технологий и исследований, а также структурировать информацию о преимуществах и вызовах, с которыми сталкиваются хирурги при внедрении ИИ в свою практику.

Исследования, проведенные в России, показывают, что системы искусственного интеллекта используются для анализа медицинских данных и создания индивидуальных планов лечения. Например, платформа «ОнкоТаргет» использует ИИ для прогнозирования эффективности лекарственных препаратов в онкологии, и это позволяет улучшить результаты лечения и сократить время, необходимое для подготовки планов терапии. [1]

В России роботизированные системы, такие как «ДаВинч», широко применяются для выполнения сложных операций с высокой точностью. Исследования показывают, что в роботизированной хирургии замечено снижение количества осложнений и улучшение результатов лечения, например, уменьшение продолжительности пребывания в больнице и снижение потребности в кровотрансфузиях.

Исследования, проведенные на базе российских клиник, демонстрируют применение систем искусственного интеллекта для анализа медицинских изображений, таких как рентгенограммы и магнитно-резонансная томография. Например, алгоритмы компьютерного зрения используются для автоматического обнаружения патологий, что помогает в ранней диагностике и улучшает результаты лечения.

Исследования в области ИИ в хирургии в России показывают, что разработанные системы поддержки принятия решений помогают хирургам в принятии оптимальных решений на основе анализа медицинских данных и клинических рекомендаций. Например, система «СПРХО» используется для подбора наиболее эффективной терапии для пациентов с онкологическими заболеваниями в реальном времени, что повышает эффективность лечения и улучшает прогнозы пациентов. [2]

Согласно отчету Всемирной организации здравоохранения за 2023 год, использование искусственного интеллекта в хирургии привело к увеличению точности операций на 25%, что существенно улучшает результаты лечения и сокращает время восстановления пациентов.

Меньшая вероятность ошибок: По данным Росстата, внедрение технологий искусственного интеллекта в хирургию снижает вероятность возникновения ошибок на 30%, что повышает безопасность и качество проведения хирургических процедур.

Оптимизация ресурсов и времени: Исследование, проведенное Национальным центром хирургии им. А.В. Вишневского, показало, что применение искусственного интеллекта позволяет сократить время проведения операций в среднем на 20%, что ведет к более эффективному использованию медицинских ресурсов. [3]

Безопасность и надежность: Внедрение ИИ в хирургию вызывает обеспокоенность вопросами безопасности и надежности систем. Согласно отчету Росздравнадзора, в 2023 году было зафиксировано несколько случаев технических сбоев в системах ИИ, что подчеркивает необходимость обеспечения высокого уровня безопасности и надежности данных систем.

Этические и юридические аспекты: При использовании искусственного интеллекта в хирургии возникают сложности с этическими и юридическими аспектами, такими как конфиденциальность данных пациентов и ответственность за принимаемые решения на основе алгоритмов ИИ. Стандарты Росздравнадзора требуют строгого соблюдения норм безопасности и конфиденциальности данных.

Обучение персонала и преодоление сопротивления изменениям: Внедрение новых технологий требует значительных усилий по обучению медицинского персонала. По данным Минздрава России, только 30% медицинского персонала получили достаточную подготовку для работы с системами искусственного интеллекта, что является вызовом для медицинской индустрии в целом.

Роботизированные системы для миниинвазивных операций: В 2022 году в Московском центре хирургии позвоночника успешно была проведена операция по удалению опухоли позвоночника с использованием роботизированной системы «ДаВинч». Анализ показал, что благодаря точности и масштабируемости движений робота удалось минимизировать повреждения окружающих тканей на 40%, что существенно ускорило процесс восстановления пациента. [4]

Автоматизированные системы диагностики рака: Исследование, проведенное в 2023 году в Российском онкологическом научном центре имени Н.Н. Блохина, показало, что использование автоматизированных систем диагностики рака на основе искусственного интеллекта позволяет увеличить точность определения раковых клеток на 25% по сравнению с традиционными методами диагностики. Это приводит к более раннему выявлению заболевания и более эффективному лечению. [6]

Программные решения для анализа данных пациентов: В 2021 году в Московском городском онкологическом диспансере была внедрена программа «МедИнсайт», основанная на технологии искусственного интеллекта, для анализа медицинских данных пациентов с раком. Анализ данных за первый год использования программы показал, что быстрый доступ к информации и аналитическим инструментам позволил увеличить скорость принятия решений о лечении на 30%, что сказалось на эффективности терапии и прогнозах пациентов.

Согласно прогнозам Минздрава России, к 2030 году ожидается значительное расширение применения искусственного интеллекта в хирургии. Продвинутые алгоритмы машинного обучения и нейронные сети будут использоваться для более точной диагностики, планирования операций и принятия решений в реальном времени. Кроме того, ожидается развитие роботизированных систем с улучшенными возможностями автоматизации и манипуляции. [5]

По данным исследования НИИ хирургии им. А.В. Вишневского, к 2030 году более 70% хирургических процедур будут проводиться с применением технологий искусственного интеллекта. Хирурги будут активно использовать автоматизированные системы диагностики, поддержки принятия решений и роботизированные платформы для выполнения операций с высокой точностью и эффективностью.

Несмотря на перспективы развития, интеграция искусственного интеллекта в хирургию также столкнется с рядом проблем. Например, возникнут сложности с обучением медицинского персонала новым технологиям и адаптацией рабочих процессов под использование ИИ. Однако, стратегическое планирование и программы обучения, внедрение стандартов безопасности и нормативной базы, а также сотрудничество с разработчиками технологий помогут преодолеть эти проблемы и обеспечить успешную интеграцию искусственного интеллекта в хирургическую практику.

Выводы

На протяжении последних лет искусственный интеллект продемонстрировал свой потенциал в улучшении качества хирургического лечения и оптимизации рабочих процессов в медицинской сфере. Российские исследователи и клиники активно внедряют новые технологии, что приводит к значительным улучшениям в точности диагностики, эффективности операций и сокращению времени восстановления пациентов. Примеры успешного применения искусственного интеллекта в хирургии, как показали наши анализы, подтверждают его важную роль в современной медицине.

Необходимо продолжать научные исследования и разработки в области искусственного интеллекта в хирургии с целью дальнейшего совершенствования методов и технологий. Учет опыта практического применения ИИ и анализ реальных результатов поможет выявить потенциал для улучшения и оптимизации систем. Кроме того, необходимо активно сотрудничать с медицинским сообществом и разработчиками технологий для разработки стандартов и регулирования использования искусственного интеллекта в хирургии, что позволит обеспечить безопасность и эффективность применения данных систем в медицинской практике.

Список литературы

1. Водовскова, А. А. (2023). Моральная ответственность в использовании искусственного интеллекта в медицине. Гуманитарные науки в современном вузе: вчера, сегодня, завтра, к 280-летию со дня рождения российской просветительницы княгини ЕР Дашковой: матер. VI междунар., 337 с.
2. Герасимов, Р. В., Симонов, И. Н., Гаев, Л. В. (2023). Роль искусственного интеллекта в обработке рентгеновских снимков. Символ науки, (6-1), С. 14-15.
3. Горюшкин, Е. И., Селихов, К. И. (2023). Применение искусственного интеллекта в медицине. Международный научный, 38 с.
4. Комарова, Д. А., Самусенко, К. В. (2023). Использование искусственного интеллекта для диагностики заболеваний. In Цифровой регион: опыт, компетенции, проекты С. 483-487.
5. Хусанов, У. А. У., Кудратиллаев, М. Б. У., Сиддиков, Б. Н. У., Довлетова, С. Б. (2023). Искусственный интеллект в медицине. Science and Education, 4(5), С. 772-782.
6. Чибисов, В. А., Симонов, И. Н., Гаев, Л. В. (2023). Роль искусственного интеллекта в онкохирургии. Символ науки, (6-1), С. 37-39.