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Por Meg Flippin, Benzinga

A inteligência artificial (IA) não é reservada apenas para chatbots e veículos autônomos; ela também é cada vez mais importante em vários outros campos, como ortopedia, especialmente para cirurgias de substituição do joelho e do quadril.

Das quase 800.000 cirurgias de substituição total do joelho realizadas anualmente nos EUA, 88% ainda são realizadas manualmente - colocando os pacientes em risco de erros humanos potenciais e tempos de recuperação potencialmente mais longos. Outro problema são os implantes. Muitos implantes usados hoje são "tamanho único", que não se encaixam perfeitamente em todos os pacientes. Os principais problemas atuais na substituição articular incluem afrouxamento mecânico, perda óssea, deslocamento, facilidade de revisão e fratura. Cerca de 100.000 substituições de quadril e joelho falham todos os anos, e 36% dos pacientes se arrependem do procedimento como um todo.

Como a IA está transformando a cirurgia

A IA está ajudando a enfrentar esses desafios, acelerando cirurgias e potencialmente melhorando os resultados para os pacientes. Ao analisar dados do paciente - incluindo registros e imagens médicas - a IA pode ajudar os cirurgiões a fornecer diagnósticos precisos e precisos, identificando padrões ou anormalidades que seriam difíceis de detectar a olho nu. Na fase de planejamento, no futuro, a IA poderia ajudar a fornecer aos cirurgiões informações valiosas sobre onde colocar os implantes e como prever melhor os resultados cirúrgicos. A inteligência artificial também pode ajudar os cirurgiões na sala de cirurgia com robôs que usam planejamento pré-operatório alimentado por IA, que fornece orientação em tempo real para cortar os ossos de forma eficiente para colocação precisa do implante. Não podemos esquecer a fase de recuperação - até lá, a IA pode ser útil no futuro para potencialmente ajudar os cirurgiões a desenvolver tratamentos personalizados, analisando o alcance do movimento, força muscular e marcha do paciente.

Missão da Monogram

Monogram Orthopedics Inc. (NASDAQ: MGRM) usará IA (aprendizado de máquina) e robótica para fornecer a próxima geração de atendimento ao paciente e melhorar os implantes para melhorar o ajuste e eficiência de capital. A empresa de dispositivos médicos sediada em Austin, Texas está na vanguarda, apostando que a personalização de implantes de acordo com as necessidades únicas dos pacientes terá um grande impacto na melhoria dos resultados para as inúmeras pessoas que precisam de substituições de quadril e joelho a cada ano - com algoritmos de aprendizado de máquina que poderiam identificar os pontos anatômicos críticos para ajudar a informar o design dos implantes. Essas tecnologias ainda não são comerciais ou aprovadas pela FDA.

“Nossa missão é tornar a ortopedia pessoal. O padrão atual de atendimento é altamente impessoal,” diz Benjamin Sexson, CEO da Monogram. “Em termos simples, os pacientes estão amputando osso artrítico permanentemente e irreversivelmente para tê-lo substituído por um implante genérico, disponível prontamente, que, em termos não clínicos, é ‘martelado’ no lugar. Simplificadamente, nosso objetivo é substituir articulações por implantes projetados para um ajuste mais personalizado e colocados com robótica avançada. Estamos trabalhando para mitigar os riscos da artroplastia com tecnologia que impulsiona a personalização.”

A Monogram visa revolucionar a ortopedia com o lançamento de sua tecnologia robótica mBôs, que combina impressão 3D e robótica com imagem pré-operatória avançada. Os robôs visam ajudar os cirurgiões a planejar onde colocar o implante para alcançar valores de laxidez-alvo sob estresse. Acompanhando o robô estão os implantes “melhor ajuste” que a empresa acredita que poderiam melhorar a personalização em comparação com o que está disponível atualmente.

Melhores resultados com IA

A ideia é chegar a um ponto onde os cirurgiões usem implantes impressos em 3D que são projetados com base nas características únicas do paciente. Os implantes personalizados podem reduzir a necessidade de manter um estoque excessivo e serem pressionados (não precisariam de cimento para segurá-los no lugar). Os robôs da Monogram são projetados para cortar precisamente o osso para ajudar os cirurgiões a colocar os implantes personalizados no paciente. Com mais osso preservado do paciente, isso poderia resultar em um design de poupança óssea. Usando a plataforma de software e arquitetura de solução de produto da Monogram, alimentada por IA e aprendizado de máquina, a visão é que os cirurgiões possam projetar implantes otimizados que se espera que melhorem a estabilidade e a carga fisiológica. A empresa está pesquisando os benefícios potenciais de seus projetos e ainda não realizou ensaios clínicos. A impressão 3D de rápida construção também pode permitir eficiência logística e clínica máxima, permitindo que representantes clínicos processem dados de imagem do paciente usando algoritmos de aprendizado de máquina líderes do setor e processos automatizados, diz a Monogram. Isso poderia reduzir o tempo de processamento de casos, diminuindo o custo da cirurgia.

“O osso é um compósito. Consiste em osso compacto na periferia, osso esponjoso e medula óssea. Nossos implantes são projetados para maximizar o contato com a parede cortical interna (superfície interna do osso compacto na periferia) para melhorar a estabilidade inicial,” diz Sexson. “O objetivo principal dos algoritmos de aprendizado de máquina é segmentar o osso (córtex interno e externo) das tomografias computadorizadas, bem como identificar os pontos anatômicos críticos que informam os algoritmos de design de implantes.”

A Monogram está investindo pesadamente em IA. Com a tecnologia da Monogram, os cirurgiões podem obter planejamento de casos eficiente, registro rápido e corte eficiente. A Monogram indicou que estará em grande parte completa com sua verificação e validação na primeira metade de 2024, com uma submissão de aplicação 510(k) planejada para liberação pela FDA na segunda metade de 2024.

Avanços tecnológicos como a IA estão transformando a saúde, especialmente quando se trata de cirurgias de substituição articular, e por um bom motivo. As abordagens atuais são antiquadas, genéricas e podem ser ineficazes (20% dos pacientes não estão satisfeitos com sua substituição do joelho). A Monogram espera poder mudar isso, aproveitando a tecnologia para personalizar o que tem sido um procedimento não personalizado até agora.

Foto em destaque cortesia de Monogram Orthopedics.

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