محاكاة مدعومة بالذكاء الاصطناعي تعيد تشكيل تحضير جراحة الدماغ

في تطور رائد، تستفيد Atlas Meditech، وهي منصة رائدة في ذكاء جراحة الدماغ، من الذكاء الاصطناعي والمحاكاة المتطورة لتعزيز التحضير قبل الجراحة لجراحي الأعصاب. من خلال دمج أدوات مثل إطار عمل التصوير الطبي MONAI ومنصة التطوير ثلاثية الأبعاد NVIDIA Omniverse، تهدف Atlas Meditech إلى تحسين نتائج الجراحة ورفع سلامة المرضى.

تقدم Atlas Meditech مجموعة من الأدوات متعددة الوسائط لجراحي الأعصاب، مما يمكّنهم من التمرين الذهني للإجراءات الجراحية المعقدة بواقعية غير مسبوقة. يتصور الدكتور آرون كوهين-جادول، مؤسس Atlas Meditech ونظيرتها غير الربحية، Neurosurgical Atlas، تحولاً من التمرين الذهني إلى محاكاة عالية الواقعية مدعومة بالحوسبة المتسارعة والتوأم الرقمي.

توفر Neurosurgical Atlas، وهي مورد واسع الاستخدام في برامج تدريب جراحة الدماغ، دراسات حالة وفيديوهات جراحية ونماذج دماغ ثلاثية الأبعاد لأكثر من مليون مستخدم عبر الإنترنت، بما في ذلك جراحو الأعصاب في الولايات المتحدة وحول العالم. تأثيرها في تدريب الإقامة والمراحل المبكرة من المهنة كبير.

مسارات جراحية مدعومة بالذكاء الاصطناعي

برنامج Pathfinder من Atlas Meditech يدمج خوارزميات الذكاء الاصطناعي التي تقترح مسارات جراحية آمنة لجراحي الأعصاب، مما يساعدهم على التنقل في المشهد المعقد للدماغ للوصول إلى الآفات بفعالية وأمان. يعد هذا الابتكار واعداً بأن يكون نقطة تحول في مجال جراحة الدماغ.

إحدى الميزات البارزة لمحاكاة Atlas Meditech هي القدرة على تخصيصها لتتوافق مع التشريح الفريد لدماغ كل مريض. من خلال الاستفادة من قوة الفيزياء والرسوم المتقدمة، يمكن للجراحين التدرب على أدمغة افتراضية تنسخ حجم وشكل وموقع الآفة لدماغ المريض، مما يضمن دقة وتحضيراً لا مثيل لهما.

لإنشاء توأم رقمي لأدمغة المرضى، يستخدم أداة Atlas Pathfinder، MONAI Label، وهي أداة لا تقدر بثمن تقوم بتعليق صور الرنين المغناطيسي (MRI) والأشعة المقطعية (CT) تلقائياً. تساعد عملية التعليق هذه في فصل الهياكل الطبيعية عن الأورام، مما يوفر رؤية واضحة لدماغ المريض. تعمل كـ "عيون" الجراح، وتسلط الضوء على الهياكل الحرجة والشذوذات المحتملة.

بمجرد فصل دماغ المريض، تتكيف Atlas Pathfinder مع نموذج دماغها ثلاثي الأبعاد لمحاكاة التشريح الفريد للمريض بدقة، مع مراعاة أي تشوه ناتج عن الأورام. يمكن للجراحين بعد ذلك تعديل التصور لتحسين الدقة، مع اقتراح Atlas Pathfinder لأكثر الأساليب الجراحية أماناً للوصول إلى الأورام وإزالتها دون الإضرار بمناطق الدماغ الأخرى.

دعم القرار المدعوم بالذكاء الاصطناعي

يعد استخدام دعم القرار المدعوم بالذكاء الاصطناعي أمراً حاسماً في التنقل في البنية ثلاثية الأبعاد المعقدة للدماغ، حيث يمكن أن يكون للمليمترات فرق كبير. يؤكد الدكتور كوهين-جادول على دور الذكاء الاصطناعي في تعزيز الدقة والسلامة الجراحية.

تستغل أتلاس ميديتك تقنية NVIDIA Omniverse لتطوير غرف عمليات افتراضية تغمر الجراحين في بيئات واقعية لأغراض التدريب. يمكن للجراحين تعديل وضعية المريض والمعدات في هذا المحاكاة، مع تلقي إرشادات خطوة بخطوة للالتزام بمسار الجراحة المستهدف. تتنبأ خوارزميات الذكاء الاصطناعي بكيفية تحرك أنسجة الدماغ أثناء الجراحة، مما يوفر ملاحظات قيمة للجراحين.

يعزز دمج محرك محاكاة الفيزياء في الوقت الفعلي NVIDIA PhysX، وهو محرك متقدم لمحاكاة الفيزياء، واقعية المحاكاة. يتم إضافة التغذية اللمسية إلى البيئة الافتراضية، مما يحاكي شعور العمل مع أنسجة الدماغ. توفر هذه التجربة الغامرة تدريباً لا مثيل له للجراحين.

يتصور الدكتور كوهين-غادل مستقبلاً تقدم فيه نماذج الذكاء الاصطناعي رؤى في الوقت الفعلي أثناء الإجراءات الجراحية. قد تشمل هذه الرؤى تنبيهات حول هياكل الدماغ الحرجة، وتتبع الأدوات، والإرشادات الإجرائية. تخطط أتلاس ميديتك لاستكشاف منصة NVIDIA Holoscan لبث تطبيقات الذكاء الاصطناعي لتمكين هذه الرؤى في الوقت الفعلي أثناء الجراحة. يهدف هذا التطبيق لتحليل الذكاء الاصطناعي للتقنيات الجراحية إلى تحسين مهارات الجراحين وتعزيز نتائج المرضى.

بخلاف التدريب الجراحي، تمتلك التوأم الرقمي للدماغ وغرفة العمليات إمكانات لتدريب الأدوات الطبية الذكية، مثل روبوتات المجاهر، باستخدام تطبيقات مثل Isaac Sim المطورة على منصة Omniverse. يحمل هذا الاستخدام الموسع للتكنولوجيا وعداً كبيراً لمستقبل الجراحة.