Operacja pod okiem AI: Czarne skrzynki na sali operacyjnej

Czarne skrzynki na salach operacyjnych to systemy rejestrujące sekunda po sekundzie przebieg operacji, parametry zdrowia i obserwujące pracę chirurgów za pomocą kamer. Stosowane dotychczas w dużych szpitalach uniwersyteckich mają zmniejszyć liczbę błędów medycznych. Czy wkrótce będą nowym standardem chirurgii?

Znane z lotnictwa czarne skrzynki rejestrują wszystkie parametry lotu, w tym jego przebieg, dane z urządzeń pokładowych oraz rozmowy w kokpicie. W razie wypadku, analiza zebranych danych pozwala ustalić jego przyczyny i opracować nowe standardy bezpieczeństwa, aby zapobiec podobnym awariom w przyszłości.

W tym podejściu bezpieczeństwo jest kluczowe i stoi ponad prywatnością załogi w kokpicie. Wszystkie procedury, polecenia i czynności są rejestrowane, co ma zapewnić transparentność działania pilotów.

Podoba filozofia dotyczy black boxów na salach operacyjnych. Obecnie lekarze nie mają dostępu do protokołów przebiegu operacji, a te mogłyby pomóc w analizie poprawności wykonywania poszczególnych czynności i dochodzeniu do przyczyn błędów medycznych. Nie po to, aby kogoś karać, ale aby doskonalić procedury medyczne i zwiększyć bezpieczeństwo pacjenta.

Z badania opublikowanego w New England Journal of Medicine wynika, że 24% hospitalizowanych pacjentów doznaje w szpitalu różnych form szkody na zdrowiu, przy czym 23% z nich można zapobiec.

Obiektywna analiza danych

Po operacji, podczas której doszło do niespodziewanych komplikacji, nie jest łatwo przeanalizować za zimno, co poszło nie tak. W kryzysowych sytuacjach, lekarze są zmuszeni podejmować szybkie decyzje, na sali operacyjnej panuje pośpiech i ogromny stres. Odtworzenie każdej czynności krok po kroku na podstawie pamięci jest niemożliwe.

Przykładem jest przypadek ze szpitala Stanford w Palo Alto w Kalifornii, opisany na łamach The Association of American Medical Colleges. Podczas operacji żołądka, u pacjentki doszło do nagłego i zagrażającego życiu spadku ciśnienia krwi, a następnie zatrzymania akcji serca, po tym jak do jamy brzusznej wprowadzono dwutlenek węgla. Szybka reakcja zespołu chirurgicznego pozwoliła przywrócić funkcje życiowe.

Po zakończonej operacji, pojawiło się wiele pytań: Czy zespół operacyjny zareagował w prawidłowy sposób? Czy coś można było zrobić lepiej? A jeśli procedura była poprawna – czy można ją zastosować w przyszłości w podobnych sytuacjach? Odpowiedzi dostarczyła czarna skrzynka. Przeglądając zarejestrowane dane – parametry pacjenta, zapisy z kamer i mikrofonów – zespół mógł przeanalizować krok po kroku wszystkie czynności: decyzje, sposób komunikacji, czas każdej interwencji ratującej życie, kolejność procedur.

Czarne skrzynki mogą mieć szersze zastosowanie, śledząc przykładowo zgodność czynności przedoperacyjnych z procedurami i ostrzegając, jeśli nie zostały dopełnione niektóre z nich. Postęp w tej dziedzinie jest ogromny, bo coraz więcej urządzeń medycznych to urządzenia cyfrowe, które mogą przekazywać dane do systemu black boxu. Inteligentne kamery – podobne do tych instalowanych na autonomicznych samochodach – mogą rozpoznać narzędzia, ruchy poszczególnych członków zespołu oraz głos, a następnie automatycznie opracowywać raporty pooperacyjne jako wartościowy feedback dla zespołu.

Poza bezpieczeństwem pacjenta, czarne skrzynki – dzięki zapisowi czasu trwania każdego etapu – pozwalają doskonalić parametry organizacyjne, jak np. efektywność procedur. Takie rozwiązanie stosuje szpital Stanford, gdzie system OR Black Box automatycznie rejestruje znaczniki czasu, eliminując konieczność ich ręcznego wprowadzania do elektronicznej dokumentacji medycznej.

Proces podnoszenia jakości opieki w pętli zamkniętej i ochrona

Dane z czarnych skrzynek pozwalają na doskonalenie procedur medycznych, ale nie tylko. Szpitale, które już je wdrożyły, nie ukrywają, że transparentność czynności na sali operacyjnej ma swoje konsekwencje.

W przypadku błędu medycznego, dane mogą posłużyć do dochodzenia jego przyczyn. Do tego ważne jest wyciąganie wniosków na podstawie danych oraz modyfikacja procedur lub dokumentowanie tych wzorcowych. Zespół medyczny musi być przygotowany na pełną dostępność danych z operacji i jednocześnie pewny, że to nie jest wielki brat, który zostanie wykorzystany przeciwko nim.

Black boxy mają też wartość edukacyjną. Zapisy z procedur można wykorzystać do szkolenia rezydentów. Podobnie jak sportowcy przeglądający nagrania z meczów albo zawodów sportowych, młodzi lekarze mogą dokładnie analizować i poprawiać techniki operacyjne, procesy podejmowania decyzji, współpracę całego zespołu. Mogą też uczyć się na nagraniach procedur wykonywanych przez najlepszych chirurgów.

Pytania o prywatność

Kamery na sali operacyjnej? A co z ochroną prywatności pacjentów i lekarzy? Wprowadzenie black boxów wiąże się z kilkoma wyzwaniami. Oprócz rozwiania wątpliwości, że takie rozwiązanie jest na korzyść całej placówki, a nie batem na pracowników, dochodzą kwestie formalno-prawne dotyczące ochrony danych.

Da się je jednak łatwo rozwiązać, bo systemy black boxów dla szpitali mają m.in. opcje anonimizacji (pozbawiania cech identyfikacyjnych pacjentów i personelu), zamazywania twarzy, zniekształcania głosu.

Szpitale mogą także zdecydować z góry, do jakich celów będą stosowane nagrania. Najczęstszą praktyką jest wyłączenie dostępności nagrań do spraw sądowych. Robi się to przez ustawienie czasu ich archiwizacji. Przykładowo, dane mogą być kasowane zaraz po ewaluacji przebiegu operacji. Takie podejście znacznie zwiększa zaufanie personelu i jest zgodne z prawem, bo nagrania nie stanowią części dokumentacji medycznej pacjenta.

Ponieważ technologia jest stosunkowo nowa, częstą barierą są uprzedzenia w stosunku do ciągłego nagrywania pracy. Aby je zniwelować, wspomniany Szpital Stanford zorganizował spotkania w oddziałach, aby wyjaśnić cele projektu oraz odpowiedzieć na pytania personelu. Za każdym razem podkreślano, że dane nie będą wykorzystywane do celów represyjnych.

Przyszłość technologii black box w medycynie

Czarne skrzynki na salach operacyjnych mogą znacznie poprawić bezpieczeństwo i wydajność zabiegów chirurgicznych, ułatwiając szpitalom wprowadzenie koncepcji evidence-based-surgeries, operacji opartych na faktach. Najbardziej mogą na nich skorzystać szpitale uniwersyteckie, bo dane z black boxów mogą wykorzystać do szkoleń personelu i rezydentów. W miarę upowszechniania się technologii, będą one stosowane także przez mniejsze placówki do poprawy jakości usług medycznych.

Według danych MIT Technology Review, z systemu korzysta ok. 40 szpitali w USA (dane z początku 2024 roku). W Europie technologia nie jest tak popularna, ale wdrażają ją już pierwsze szpitale jak Rigshospitalet w Danii albo Szpital Uniwersytecki w Amsterdamie. Główną przeszkodą są bariery kulturowo-prawne oraz cena. Koszt rozwiązania oscyluje w okolicach 100 000 USD. Do tego trzeba doliczyć ok. 25 000 USD rocznie na system analityki danych. Prace nad nowymi systemami black box dla szpitali skupiają się nad zastosowaniem AI do bieżącej analizy danych, aby zespół operacyjny miał dostęp do wskazówek w czasie rzeczywistym. W przyszłości, mówi się nawet o przewidywaniu niepożądanych wydarzeń na podstawie analiz big data opracowywanych z połączonych systemów czarnych skrzynek.

Czytaj także: No shows. Jak ograniczyć liczbę nieodwołanych wizyt?