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La startup que combina la inteligencia artificial con el video de quirófano para agudizar el rendimiento del cirujano y mejorar los resultados de los pacientes

Imagen: NVIDIA – 2021

Abordar esa pregunta es la misión de Theator , una startup con sede en Palo Alto, California, con un sitio de I + D en Tel Aviv, que se esfuerza por impulsar la naciente revolución en la cirugía autónoma.
 
El cofundador y director de tecnología de Theator, Dotan Asselmann, dijo que su compañía ha estado monitoreando los avances en los autos autónomos como un modelo para la cirugía, con un enfoque en el uso de análisis impulsados ​​por inteligencia artificial para mejorar la toma de decisiones.
 
Así como los fabricantes de automóviles autónomos quieren detener un vehículo antes de un accidente, Theator quiere detener las cirugías antes de cualquier error. Y lo está haciendo analizando videos tomados de cirugías que se realizan en todo el mundo.
 
“Debido a que puede escalar, la IA puede adquirir mucha más experiencia que cualquier cirujano”, dijo Asselmann. "Nuestro modelo ya ha analizado miles de cirugías que un médico individual nunca tendría tiempo de experimentar por sí mismo".
 
Convertir el video en conocimiento compartido
 
El problema que han identificado Asselmann y el equipo de Theator es la falta de estandarización en el proceso de revisión quirúrgica. La mayoría de los cirujanos aprenden su oficio de unas pocas personas. De hecho, dijo Asselmann, muchos obtienen la mayor parte de su conocimiento de sus propias experiencias.
 
“El intercambio de datos horizontales entre cirujanos ha sido limitado, ha ocurrido principalmente en conferencias”, dijo. “En la realidad actual de COVID, la capacidad de los cirujanos para ampliar sus conocimientos a gran escala se ve obstaculizada”.
 
Sin embargo, aunque la práctica de realizar cirugías con ayuda visual ha despegado y la mayoría de los quirófanos han sido equipados con cámaras que registran los procedimientos, las cirugías no se capturan, almacenan o analizan de forma rutinaria. Esto es lo que estimuló el inicio de Theator y ha impulsado su misión continua de aprovechar la inteligencia artificial y la visión por computadora para impulsar la cirugía.
 
La tecnología de la compañía se entrega a través de un dispositivo de borde montado en un carro laparoscópico de la sala de operaciones. Desde allí, la plataforma NVIDIA Jetson AGX Xavier procesa los videos y el software de Theator los anonimiza y luego los carga en sus entornos de capacitación en las nubes de Amazon y Azure.
 
Allí, la compañía ejecuta una variedad de modelos de inteligencia artificial, y el entrenamiento se realiza en un clúster de GPU NVIDIA V100 Tensor Core, mientras que las GPU NVIDIA T4 Tensor Core manejan la inferencia.
 
Una vez que se ha procesado un video de una cirugía, los cirujanos pueden ver inmediatamente los paquetes destacados que se enfocan en los minutos críticos seleccionados donde se tomaron decisiones importantes. Cada procedimiento se agrega al conjunto de datos de entrenamiento de Theator, expandiendo así la comprensión de sus modelos.
 
Al aplicar análisis basados ​​en inteligencia artificial a los videos, la plataforma de Theator deconstruye los datos resultantes en pasos, eventos, decisiones e hitos. Esto permite a los cirujanos realizar revisiones posteriores a la cirugía, donde pueden comparar partes del procedimiento con procedimientos idénticos anteriores.
 
La plataforma también puede utilizar procedimientos previos para brindar asistencia preoperatoria y puede combinar videos para identificar la causa de las complicaciones posquirúrgicas. Las aplicaciones futuras incluyen la capacidad de predecir, y potencialmente reducir, la necesidad de intervenciones costosas y lentas como resultado de las complicaciones.
 
Por ejemplo, un paciente que desarrolla fiebre posoperatoria puede tener una hemorragia que se ha dejado abierta. En el futuro, ver un resumen en video de Theator podría ayudar al cirujano a determinar si hubo un problema antes de realizar una exploración o un procedimiento correctivo.
 
Garantizar mejores decisiones quirúrgicas
 
Asselmann cree que Theator puede eliminar el componente de la nube de la ecuación y lograr el santo grial del soporte quirúrgico en tiempo real en un año o dos, confiando únicamente en sus algoritmos de inteligencia artificial para llevar a cabo procesos analíticos completos en las instalaciones durante una cirugía mínimamente invasiva.
 
Si bien el enfoque de la compañía está actualmente en ayudar a los cirujanos, espera que la cirugía semiautónoma sea posible en los próximos cinco años. Y aunque es probable que siempre haya un cirujano al tanto, Asselmann cree que la automatización de nivel 3 o 4 para la cirugía se utilizará principalmente en los países en desarrollo, donde 5 mil millones de personas carecen de acceso a la atención quirúrgica adecuada.
 
Theator ha llegado hasta aquí con la ayuda de NVIDIA Inception , un programa acelerador para nuevas empresas en los campos de la inteligencia artificial y la ciencia de datos. Asselmann reconoce que el programa ayudó a "aumentar la eficiencia de entrenamiento de nuestro modelo y reducir los costos de computación, al tiempo que guía la selección del hardware adecuado para nuestro dispositivo de borde".
 
A través del programa NVIDIA Inception, Theator también recibió una demostración privada del marco de atención médica de IA de NVIDIA Clara Guardian , así como el kit de desarrollo de software NVIDIA DeepStream , que la startup utilizó para construir su canal de video en tiempo real de alta eficiencia.
 
Equipado con el soporte de NVIDIA, Theator puede continuar brindando un contexto crítico a las decisiones que los cirujanos toman todos los días en los quirófanos de todo el mundo.
 
“Los cirujanos están inundados de parámetros infinitos que fluyen desde múltiples direcciones durante la cirugía”, dijo Asselmann. "Nuestro objetivo es reducir la sobrecarga cognitiva y ayudarlos a tomar la decisión óptima en el momento adecuado, para el paciente y las circunstancias adecuadas".
 
"Seguirás teniendo la última palabra", dice, "pero serás un cirujano mucho mejor con la IA".

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