Barnhjärtkirurg utvecklar framtidens robotkollega

Phan-Kiet Tran, barnhjärtkirurg, utvecklar med hjälp av artificiell intelligens en robotkollega som ska hjälpa honom i operationsrummet.

Fler barn ska kunna opereras med hjälp av artificiell intelligens. Det är barnhjärtkirurgen Phan-Kiet Trans vision med ett nystartat projekt – som nyligen tilldelats 10 miljoner kronor av innovationsmyndigheten Vinnova.

Ett barnhjärta är ofta inte större än ett plommon. En artär – några millimeter. Att operera ett så litet hjärta är komplext och kräver högspecialiserad kunskap, och för en kirurg kan det ta mellan 15 och 20 år innan man behärskar alla moment. Varje ny generation kirurger kräver dessutom samma långa utbildningstid innan personen är redo att operera barnhjärtan.

– Som kirurg känner jag mig ofta otillräcklig. Jag hinner inte operera så många jag vill och lära mig allt jag vill på den korta tid jag har på mig att jobba, säger Phan-Kiet Tran, överläkare inom barnhjärtkirurgi på Skånes universitetssjukhus och docent vid Lunds universitet.

Det här dilemmat fick honom att börja fundera: hur kan barnhjärtkirurgin hinna med fler patienter, och samtidigt se till att kunskapen snabbare och enklare överförs mellan olika generationer kirurger? Svaret blev att använda artificiell intelligens för att skapa en robotkollega i operationsrummet.

Tränas med bilddata

Projektet heter Caisa (Collaborative Artificial Intelligent Surgical Assistant) och tilldelades nyligen 10 miljoner kronor av innovationsmyndigheten Vinnova. Robotkollegan ska tränas med bilddata från hjärtoperationer vid Skånes universitetssjukhus och andra sjukhus, tillsammans med datorgenererad data.

Målet är att robotkollegan om tre år ska ha lärt sig känna igen 20 kirurgiska instrument som den kan räcka över till kirurgen under operation. Den ska också ha lärt sig känna igen fem anatomiska strukturer av ett hjärta.

– Men det är bara ett steg på vägen. Den verkliga skillnaden för patienterna sker när vi utvecklat Caisa så pass mycket att roboten kan genomföra vissa enklare moment under en operation, som att sy ihop två blodkärl eller sy ihop en öppning i hjärtat. Jag tror att den kan utvecklas till att kunna göra det med bättre precision än en människa. Därmed ökar vi patientsäkerheten med hjälp av AI, säger Phan-Kiet Tran, som menar att detta mål inte är alltför avlägset:

– Det vi utvecklar idag inom AI trodde jag var omöjligt för bara fem år sedan. Nu står vi inför ett läge där tekniken har potential att revolutionerna kirurgin – inom en snar framtid.

Stor minneskapacitet

Kunskapsöverföringen mellan kirurger då? Jo, målet med Caisa är att fortsätta träna roboten genom att hela tiden mata in data från operationer världen över. I teorin skulle det kunna innebära att roboten inhämtar information och drar lärdomar från uppemot 1 000 operationer om dagen.

– Det skulle i så fall innebära att det tar en dag för roboten att lära sig samma kunskap det tar mig tio år att lära mig. Roboten kommer också att ha en minneskapacitet som jag som kirurg, oavsett hur duktig jag är, aldrig kommer att besitta.

Att ha tillgång till den kapaciteten i operationsrummet skulle då kunna innebära att nya kirurger alltid har en erfaren robotkollega att rådfråga.
– På så sätt blir det inget kunskapstapp när jag och mina kollegor går i pension. För vi har överfört vår kunskap till roboten.

Vissa moment kan inte ersättas

Här och nu börjar projektet att samla in nödvändig bilddata för att kunna träna roboten. Så här i början av projektet ska de också komma fram till vilka kirurgiska instrument som roboten ska lära sig känna igen och kunna plocka upp.

Även om projektet syftar till att ta över vissa delar av kirurgens roll vid en operation, finns det andra moment som aldrig kan ersättas med artificiell intelligens. Som kommunikationen människor emellan, och förståelsen för vem det är som ligger på operationsbordet.

– Vi som opererar barn är till för att förverkliga barnets drömmar. Vi ska hjälpa barnet att en gång kunna gå i skolan, springa och leka som alla barn. Det perspektivet kan en robot aldrig ta in – men den kan klara av att utföra vissa kirurgiska moment precis lika bra som jag, säger Phan-Kiet Tran och tillägger:

– Min drivkraft som kirurg är inte att operera, utan att kunna ringa föräldrarna efteråt och säga att allt gått bra. Då spelar det ingen roll om det är jag eller en robot som utfört delar av operationen.

Fakta: Caisa

Projektet Caisa (Collaborative artificial intelligent surgical assistant) är ett samarbete mellan Skånes universitetssjukhus, institutionerna för datavetenskap och för reglerteknik vid Lunds universitet, Cobotic AB och Cognibotics AB.
Med stöd av innovationsmyndigheten Vinnova syftar projektet till att utveckla en AI-kirurgassistent som kan förbättra kvaliteten och säkerheten inom barnhjärtkirurgi.
Projektet utvecklas med teknikerna robotstyrning och datorseende. Det delas in i fem steg: datainlärning, mönsterigenkänning, neural nätverksarkitektur, och finjustering.
Projektet pågår mellan 2024 och 2027.

Fakta: Barnhjärtkirurgin på Skånes universitetssjukhus

Skånes universitetssjukhus är ett av två sjukhus i Sverige som bedriver nationell högspecialiserad vård inom barnhjärtkirurgi.
Utöver det nationella uppdraget finns även ett avtal med Island, som skickar sina hjärtsjuka barn till Skånes universitetssjukhus för vård och behandling.
På Skånes universitetssjukhus finns några av de främsta experter på barnhjärtkirurgi samt tillgång till specialanpassade intensivvårds- och operationsresurser.