Ο πρώτος ασθενής στον κόσμο που υποβλήθηκε σε επέμβαση εγκεφάλου με τη συνδρομή τεχνητής νοημοσύνης σε πραγματικό χρόνο είδε τον όγκο του να αφαιρείται με επιτυχία, σε μια πρωτοποριακή επέμβαση που ενδέχεται να ανοίξει έναν νέο δρόμο στη νευροχειρουργική.

Ο Ρις Χίμπερτ, πατέρας δύο παιδιών από το Μπέντφορντσαϊρ της Βρετανίας, κινδύνευε να χάσει την όρασή του εάν δεν υποβαλλόταν στην επέμβαση, σύμφωνα με τους χειρουργούς του University College London Hospital.

Κατά τη διάρκεια του χειρουργείου, ένα ειδικά σχεδιασμένο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης ανέλυε σε πραγματικό χρόνο την εικόνα που μετέδιδε το ενδοσκόπιο και βοηθούσε τους γιατρούς να εντοπίζουν κρίσιμα αγγεία και νεύρα που βρίσκονταν κρυμμένα πίσω από τους ιστούς.

Με αυτόν τον τρόπο, η χειρουργική ομάδα μπορούσε να γνωρίζει με μεγαλύτερη ακρίβεια ποια σημεία έπρεπε να αποφύγει και πού μπορούσε να επέμβει με μεγαλύτερη ασφάλεια, ώστε να αφαιρεθεί όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος του όγκου.

«Από την άποψη της ασφάλειας του ασθενούς, μπορώ να δω ξεκάθαρα το όφελος. Δεν υπάρχουν οδικές πινακίδες μέσα στο κεφάλι μας», δήλωσε ο Χίμπερτ στο BBC.

Η κατάρρευση στον δρόμο που αποκάλυψε τον όγκο

Μέχρι πριν από 18 μήνες, ο 48χρονος, ο οποίος εργάζεται ως υπεύθυνος εξυπηρέτησης πελατών, ήταν απολύτως δραστήριος και συνήθιζε κάθε μεσημέρι να περπατά περίπου τρία χιλιόμετρα.

Σε μία από αυτές τις καθημερινές βόλτες, όμως, έχασε ξαφνικά τις αισθήσεις του και υπέστη επιληπτική κρίση στη μέση του δρόμου.

Η εξέταση στον εγκέφαλο αποκάλυψε έναν μη καρκινικό όγκο διαμέτρου 11 χιλιοστών στην υπόφυση, έναν μικρό αδένα στη βάση του κρανίου.

Η υπόφυση, παρότι έχει περίπου το μέγεθος ενός μικρού βόλου, διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στον ανθρώπινο οργανισμό, εκκρίνοντας ορμόνες που εμπλέκονται μεταξύ άλλων στην ανάπτυξη, στον μεταβολισμό και στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης και της θερμοκρασίας.

Το κρίσιμο στοιχείο, ωστόσο, είναι η θέση της.

Βρίσκεται πολύ κοντά στις καρωτίδες, τα μεγάλα αγγεία που τροφοδοτούν τον εγκέφαλο με αίμα, αλλά και στα οπτικά νεύρα που ελέγχουν την όραση.

Καθώς ο όγκος του Χίμπερτ μεγάλωνε και πίεζε τα οπτικά νεύρα, το περιφερειακό οπτικό του πεδίο άρχισε να περιορίζεται.

«Δεν ήθελα να γίνω βάρος στους άλλους»

Αρχικά δεν κρίθηκε απαραίτητο να χειρουργηθεί άμεσα. Με την πάροδο του χρόνου, όμως, άρχισε να σκοντάφτει πάνω σε αντικείμενα, ενώ υπέφερε από έντονη κόπωση και ζαλάδες.

Για τον ίδιο, οι μεγαλύτερες συνέπειες δεν ήταν μόνο σωματικές αλλά και ψυχολογικές.

Οταν οι γιατροί τού πρότειναν να γίνει ο πρώτος ασθενής που θα υποβαλλόταν στην επέμβαση με τη συμμετοχή του νέου συστήματος AI, η απάντησή του ήταν άμεση.

«Αν οι ασθενείς δεν είναι διατεθειμένοι να συμμετέχουν στην έρευνα, πώς θα μάθουν ποτέ οι γιατροί και πώς θα προχωρήσει η ιατρική;», είπε.

Η επέμβαση μέσα από τη μύτη

Για την αφαίρεση του όγκου, οι χειρουργοί εισήγαγαν ένα ενδοσκόπιο –μια πολύ λεπτή κάμερα– μέσω της μύτης έως τη βάση του κρανίου.

Σε εκείνο το σημείο, ο όγκος βρισκόταν πολύ κοντά, αλλά παρέμενε κρυμμένος πίσω από στρώματα οστού και μιας ανθεκτικής μεμβράνης.

Η επιλογή του ασφαλέστερου σημείου από το οποίο θα μπορούσε να γίνει η αφαίρεσή του δεν είναι απλή υπόθεση, καθώς η ανατομία διαφέρει σημαντικά από άνθρωπο σε άνθρωπο.

Σύμφωνα με το BBC, σε αυτού του είδους τις επεμβάσεις υπήρχε πιθανότητα 25%-50% να μην καταστεί δυνατή η πλήρης αφαίρεση του όγκου, ενώ ο κίνδυνος τραυματισμού ενός μεγάλου αιμοφόρου αγγείου υπολογίζεται μεταξύ 0,5% και 2%.

Σε αυτό ακριβώς το σημείο μπήκε στην εξίσωση η τεχνητή νοημοσύνη.

Ενα «ChatGPT για χειρουργούς»

Σε μια δεύτερη οθόνη μέσα στο χειρουργείο, το σύστημα AI ανέλυε ζωντανά την εικόνα από το ενδοσκόπιο, παρακολουθούσε τις κινήσεις των χειρουργικών εργαλείων και επισήμαινε τα σημεία όπου ήταν πιθανότερο να βρίσκονταν κρίσιμα αγγεία και νεύρα.

Παράλληλα, υποδείκνυε τις περιοχές στις οποίες η αφαίρεση του όγκου μπορούσε να γίνει με μεγαλύτερη ασφάλεια.

Η λογική του συστήματος μοιάζει με την τεχνολογία αναγνώρισης προσώπου που χρησιμοποιούν τα smartphones. Μόνο που, αντί να αναγνωρίζει ανθρώπινα πρόσωπα, έχει εκπαιδευτεί να εντοπίζει σημαντικές –και συχνά μη ορατές– ανατομικές δομές μέσα στον εγκέφαλο.

Ενας μέσος Βρετανός χειρουργός πραγματοποιεί περίπου 10 έως 20 τέτοιες επεμβάσεις τον χρόνο και βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στις απεικονιστικές εξετάσεις που έχουν προηγηθεί, προκειμένου να εξοικειωθεί με την ιδιαίτερη ανατομία του κάθε ασθενούς.

Για να «εκπαιδεύσουν» την τεχνητή νοημοσύνη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν εκατοντάδες βίντεο από επεμβάσεις αφαίρεσης όγκων της υπόφυσης.

Σε κάθε βίντεο επισημάνθηκαν σχολαστικά τα αγγεία και τα νεύρα, ώστε το σύστημα να συλλέξει δεδομένα και σταδιακά να μάθει να «αναγνωρίζει» τις σημαντικότερες δομές.

«Εχει εκπαιδευτεί σε περισσότερες επεμβάσεις από όσες βλέπουν ή πραγματοποιούν οι περισσότεροι χειρουργοί σε ολόκληρη την καριέρα τους και μπορεί να λειτουργήσει σαν ένα δεύτερο, εξειδικευμένο ζευγάρι ματιών», εξήγησε ο καθηγητής Νευροχειρουργικής Χάνι Μάρκους, ο οποίος συμμετείχε στην επέμβαση.

Και σε αντίθεση με άλλα πειραματικά συστήματα τεχνητής νοημοσύνης, το συγκεκριμένο λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο.

Οι ερευνητές υπογραμμίζουν, πάντως, ότι η AI έχει αποκλειστικά υποστηρικτικό ρόλο: οι χειρουργοί εξακολουθούν να έχουν τον πλήρη έλεγχο της επέμβασης και να λαμβάνουν όλες τις αποφάσεις.

Ο μακροπρόθεσμος στόχος της ομάδας είναι ακόμη πιο φιλόδοξος: η δημιουργία ενός είδους «ChatGPT για χειρουργούς».

Οπως εξηγεί ο Μάρκους, η ιδέα είναι ο γιατρός να έχει ουσιαστικά «ακόμη έναν ειδικό μέσα στην αίθουσα», στον οποίο θα μπορεί να απευθυνθεί για συμβουλή όταν το επιθυμεί – ή να αγνοήσει την πρότασή του εάν διαφωνεί.

Η τεχνολογία αναπτύχθηκε και δοκιμάστηκε επί χρόνια σε εργαστηριακό περιβάλλον, με χρηματοδότηση από το βρετανικό National Institute for Health and Care Research και την Google. Μετά την επιτυχημένη πρώτη εφαρμογή της σε πραγματικό χειρουργείο, οι ερευνητές προετοιμάζουν πλέον μεγαλύτερη κλινική δοκιμή.