到2050年,麻醉医生和麻醉人工智能如何相处?

2024-03-09 梧桐医学 梧桐医学 发表于上海

过去20年来,麻醉技术取得了重要发展,麻醉安全性的提高似乎也与技术和创新的增加相结合。在这样的趋势下,未来的麻醉会发展成什么样呢?“机器人”要从哪里开始一步步与麻醉医生合作甚至竞争呢?

过去20年来,麻醉技术(包括机器人麻醉)取得了重要发展,麻醉安全性的提高似乎也与技术和创新的增加相结合。在这样的趋势下,未来的麻醉会发展成什么样呢?“机器人”要从哪里开始一步步与麻醉医生合作甚至竞争呢?

01 靶控药物输注系统TCI

『全凭静脉麻醉』(TIVA) 是最常用的麻醉方式之一,大约50%的全身麻醉病例使用这种形式的麻醉进行。TIVA的一种形式是『靶控输注』(TCI),该系统通过将药物输送到血浆中或身体特定模型组织室中,根据药代动力学模型计算输注速率,达到特定的目标浓度。通过一系列给予人体模型参数的计算,甚至可以设置『唤醒时间』。接近williamhill asia 对『机器人』的定义。

目前已有在非医院环境中开始应用右美托咪定或异丙酚进行TCI镇静的场景,不在麻醉专业人员监督下使用,且未出现不良事件。这大大减少了麻醉医生的工作量,也提示着麻醉医生部分工作被取代的可能。

02 麻醉和镇静的闭环管理

典型的『闭环系统』表现为以监测形式呈现的输出。输入是被控制的变量,通常是药物输注速率,通常是输液泵执行,而控制中心则是使用传感器的信息反馈。

使用已建立的药代动力学模型,可以计算给药方案,拟定个体药物需求近似值,随后,控制中心进行进一步校准。基于生命体征和检测指数的闭环控制系统有许多,其中『McSleepy系统』是一个通过闭环控制实现异丙酚、瑞芬太尼和罗库溴铵的三控系统,在麻醉镇静、镇痛和神经肌肉阻滞的所有3个组成部分的闭环控制。

几个预定义的按钮允许用户在关键时间点(手术准备、开始、结束)通知McSleepy手术进展情况。一旦按下最后一个按钮,系统将自动停止输液以触发患者唤醒周期。

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图1 | 闭环系统界面示例:注意麻醉的各个组成部分,表示为脑电双频指数(“催眠”)、用于全身麻醉期间疼痛评估的 Analgoscore 以及核心肌肉(代表喉部或膈肌)和周围肌肉(拇收肌)的神经肌肉阻滞 程度。用户需要向系统提供手术几个阶段的信息:手术定位、准备、切口和结束。

McSleepy成功与达芬奇机器人的结合使用,也展示了完全由机器人手术和麻醉的可行性。

03 插管相关机器人技术

『开普勒插管系统』 (KIS) 用于对一系列患者进行气管插管。该系统由一个操纵杆、一台作为“电子大脑”的计算机、一个碳纤维机械臂和一个定制的附件组成,该附件允许连接视频喉镜。

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图2 |  插管系统由机械臂、操纵杆和安装的视频喉镜组成

人类控制器操作操纵杆并将视频喉镜放置在正确的位置,因此只需推动操纵杆即可插入气管导管。理论上的优点是远程使用(与患者的距离有利,例如,在2019年冠状病毒病COVID-19爆发期间)。然而,当涉及到嘴巴的调节时,它是一个使用起来非常麻烦、庞大的系统,显然还没有达到商业阶段。与传统设备相比,新手用户具有优势和更陡峭的学习曲线。

识别气管入口依赖于人工智能图像识别。Carlson等人使用标准视频喉镜收集了人类气道模型进行插管的图像,并应用4种不同的机器学习算法,达到可接受的70%的灵敏度和90%的声门检测特异性。有研究小组已将这一人工智能概念扩展到儿科插管实践中。声门/声带自动识别功能集成到商用视频喉镜中只是时间问题。

04 AI衍生的聊天机器人

目前“智能”聊天机器人层出不穷。其中最受关注的是OpenAI创建的ChatGPT,当然,还有其他几种智能聊天机器人、比如亚马逊的 AlexaAI、谷歌的 LaMDA、DeepMind 的“Sparrow”和微软的 BingAI。

Richard Novak描述了智能机器人在麻醉护理中的可能应用和后果。这些语言模型基本上根据教科书知识和标准威廉亚洲博彩公司 提供诊断或治疗建议,且Chat-Gpt-3已拥有类比推理的能力,任何从业者在真实情况下与ChatGPT进行交流都可能非常有帮助。

例如:在检查情况下,要求住院医师诊断一名扁桃体切除术后咳血、呼吸困难、昏迷的5岁儿童,ChatGPT提供的治疗方案应该完全相同,它们目前的局限性在于信息传输的速度,任何有经验的麻醉师都可以在几秒钟内处理这些信息,但机器人需要时间才能将此信息传输给用户,但其速度的提高指日可待。

到2050年,手术室和麻醉工作站或将彻底不再需要手动操作或记录。williamhill asia 将放弃书面交流,改用口头指令。实际上,这些指令可能不仅是简单的命令,williamhill asia 将与人工智能进行交流、寻求建议,并倾听机器提供的具体决策选项。

未来可能是一个中央指挥机器人,覆盖整个医院,贯穿整个患者治疗路径。甚至,整个过程将从与患者的首次接触开始,可能是在术前评估之前,机器人将在无需人类介入的情况下获取患者的所有必要信息。包括问诊细节、回答有关诊疗程序的问题,甚至同意进行麻醉,直到将最终的计划与主管麻醉医生共同确认。

患者到达手术室后,将有一个主要的麻醉机器人,集成了麻醉诱导、维持和苏醒所需的所有功能,从通气、超声到视频喉镜工具一应俱全,甚至有一个类似McSleepy的麻醉机器人,与主要操作机器人交流,并给出建议,由麻醉医生确认的麻醉计划,McSleepy将启动并诱导麻醉,提示麻醉医生执行所有必要的操作。

准备好后,外科机器人开始手术,并将与麻醉机器人自动交流,特别是在手术结束时,以确保及时拔管和康复。

当机器人将逐渐接管williamhill asia 的工作时,那么williamhill asia 还需要做什么呢?

参考文献

Hemmerling Thomas M. and Jeffries Sean D.. Robotic Anesthesia: A Vision for 2050[J]. Anesthesia & Analgesia, 2024, 138(2) : 239-251.

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