Παιδοκαρδιοχειρουργική: Καινοτόμα εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης

Η επιτυχής άσκηση της παιδοκαρδιοχειρουργικής αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της ιατρικής, διότι παρουσιάζονται σε ιδιαίτερα ευπαθείς οργανισμούς  με πολλούς παράγοντες κινδύνου, αλλά και σε τεράστιο φάσμα ανατομικών προβλημάτων, πολυπλοκότητας και απείρων συνδυασμών αυτών. 

Έτσι, είναι πολύ δύσκολο να εκτιμηθεί με ακρίβεια ο κίνδυνος  της χειρουργικής αντιμετώπισης της πάθησης για κάθε ασθενή, λαμβάνοντας μάλιστα υπόψιν ότι συχνά υπάρχουν διάφορες εναλλακτικές χειρουργικές προσεγγίσεις. 

Όμως, η ακριβής εκτίμηση των κινδύνων κάθε επέμβασης είναι απαραίτητη, ώστε ο ιατρός να επιλέξει σωστά την καλύτερη χειρουργική μέθοδο για τον συγκεκριμένο ασθενή του. Μέχρι σήμερα, η εκτίμηση του πιθανού κινδύνου στηρίζεται κυρίως στη γνώση και εμπειρία του θεράποντος ιατρού, που μπορεί βέβαια να είναι μεγάλη, αλλά σίγουρα, αποτελεί μικρό υποσύνολο της συνολικής συσσωρευμένης παγκόσμιας εμπειρίας στην παιδοκαρδιοχειρουργική.

Από την άλλη πλευρά, οι γονείς έχουν δικαίωμα να γνωρίζουν την αξιολόγηση των χειρουργικών αποτελεσμάτων των κέντρων, όπου απευθύνονται για τη θεραπεία των παιδιών τους. Όμως, οι σχεδόν άπειροι συνδυασμοί των παιδοκαρδιολογικών παθήσεων και παραγόντων κινδύνου, δηλαδή η μοναδικότητα κάθε παιδιού,  καθιστά την αντικειμενική αξιολόγηση των παιδοκαρδιοχειρουργικών αποτελεσμάτων ενός κέντρου πολύ δύσκολη: δεν είναι εύκολη η διάκριση ανάμεσα σε δυσμενή αποτελέσματα που είναι δικαιολογημένα λόγω συνύπαρξης πολλών παραγόντων κινδύνου σε κάποιους ασθενείς, και σε αυτά που, ακόμα και λαμβάνοντας  υπόψιν τους παράγοντες κινδύνου, δεν δικαιολογούνται.  Έτσι, συχνά, ανεπαρκή χειρουργικά αποτελέσματα μπορεί να αποδίδονται εύκολα σε διάφορους αόριστους  παράγοντες κινδύνου, π.χ. η αντιμετώπιση «δύσκολων περιπτώσεων».  Μία τέτοια εύκολη και  επιστημονικά ατεκμηρίωτη δικαιολογία απλώς  εμποδίζει τον εντοπισμό προβληματικών υπηρεσιών και την ανάληψη διορθωτικών δράσεων.

Τεχνητή Νοημοσύνη και Μηχανική Μάθηση

Σε αυτές ακριβώς τις μεγάλες προκλήσεις της εξατομικευμένης πρόγνωσης και της αντικειμενικής αξιολόγησης των παιδοκαρδιοχειρουγικών αποτελεσμάτων δίνει λύση η Τεχνητή Νοημοσύνη και η Μηχανική Μάθηση. Σε συνεργασία με τον Καθηγητή Δημήτρη Μπερτσιμά στο ΜΙΤ των ΗΠΑ, έχουμε αναπτύξει καινοτόμες μεθόδους της Τεχνητής Νοημοσύνης και αναλύσει τον τεράστιο όγκο δεδομένων της Ευρωπαϊκής Παιδοκαρδιοχειρουργικής Εταιρείας για περισσότερες από 300.000 παιδοκαρδιοχειρουργικές επεμβάσεις.  Οι μαθηματικοί αλγόριθμοι που αναπτύξαμε εξετάζουν τα δεδομένα με εντελώς ψυχρό και αντικειμενικό τρόπο, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση ή προκατάληψη, ανακαλύπτοντας σε ελάχιστο χρόνο συσχετισμούς ανάμεσα στους διαφόρους παράγοντες κινδύνου και καταλήγοντας σε ακριβείς προβλέψεις, με τρόπο και ταχύτητα που δεν μπορεί να πραγματοποιήσει ο ανθρώπινος εγκέφαλος. 

Με τη μεθοδολογία αυτή, έχουμε επιτύχει:

• Πρώτον, την ακριβέστερη δυνατή εξατομικευμένη πρόγνωση για τον κάθε ασθενή, ανοίγοντας τον δρόμο για την εξατομικευμένη ιατρική (personalized medicine)  του μέλλοντος.
• Δεύτερον, και εξίσου σημαντικό, την απολύτως αντικειμενική αξιολόγηση των διαφόρων παιδοκαρδιοχειρουργικών κέντρων. Η τεχνολογία, μας επιτρέπει τη δημιουργία μίας «ακτινογραφίας» του κάθε παιδοκαρδιοχειρουργικού κέντρου, αποκαλύπτοντας, όπου υπάρχουν,  στοιχεία αριστείας, αλλά και εντοπίζοντας συχνά δυσδιάκριτες, στον άνθρωπο, αδυναμίες. Ο εντοπισμός ενδεχομένων αδυναμιών σε ένα παιδοκαρδιοχειρουργικό πρόγραμμα είναι, φυσικά, απολύτως απαραίτητη προϋπόθεση για την ανάληψη  στοχευμένων  δράσεων για τη βελτίωση των αποτελεσμάτων, στο πλαίσιο ενός διαρκούς προγράμματος διασφάλισης και βελτίωσης της ποιότητας.

Τα αποτελέσματα αυτά της πρωτοποριακής ερευνητικής προσπάθειας έχουν ήδη δημοσιευθεί στο εγκυρότερο επιστημονικό περιοδικό παιδοκαρδιοχειρουργικής, στο «World Journal for Pediatric and Congenital Heart Surgery». Μάλιστα, η σχετική δημοσίευσή μας είναι ήδη η πιο διαβασμένη παιδοκαρδιοχειρουργική μελέτη των τελευταίων 6 μηνών.

Συμπερασματικά

H Τεχνητή Νοημοσύνη στην παιδοκαρδιοχειρουργική δεν υποκαθιστά τον ιατρό, αλλά του προσφέρει πανίσχυρα εργαλεία που αντλούν αυτομάτως πληροφορίες από τη συσσωρευμένη παγκόσμια παιδοκαρδιοχειρουργική εμπειρία για να τον βοηθήσουν στην επιλογή της βέλτιστης στρατηγικής αντιμετώπισης, εξατομικευμένα για κάθε ασθενή, ώστε να επιτυγχάνονται τα καλύτερα δυνατά αποτελέσματα.

Παράλληλα, η Τεχνητή Νοημοσύνη επιτρέπει την αυτόματη και αντικειμενική παρακολούθηση και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των παιδοκαρδιοχειρουργικών κέντρων, ώστε, αφενός οι γονείς και ασθενείς να έχουν την αντικειμενική και διαφανή πληροφόρηση που δικαιούνται για τα χειρουργικά αποτελέσματα που μπορούν να περιμένουν, και, αφετέρου, να παρέχεται η πληροφορία στο κάθε κέντρο ώστε να εντοπίζονται και να διορθώνονται εγκαίρως και στοχευμένα οι όποιες αδυναμίες, προς όφελος των ασθενών.