Một cột mốc lịch sử trong ngành y học vừa được ghi nhận khi robot phẫu thuật tự động đầu tiên trên thế giới đã thành công thực hiện ca phẫu thuật phức tạp với độ chính xác tuyệt đối và hoàn toàn không cần sự can thiệp của con người. Thành tựu đột phá này đánh dấu bước tiến quan trọng hướng tới một kỷ nguyên mới trong y học, nơi máy móc có thể độc lập thực hiện các thủ thuật phẫu thuật tinh vi.
Robot mang tên SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy) được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Johns Hopkins đã chứng minh khả năng thực hiện phẫu thuật cắt túi mật với trình độ tương đương các bác sĩ phẫu thuật giàu kinh nghiệm. Điều đặc biệt ở SRT-H là khả năng vượt ra ngoài những giới hạn của các robot phẫu thuật truyền thống, không chỉ thực hiện các tác vụ được lập trình sẵn mà còn có thể phản ứng và học hỏi trong thời gian thực.
Công nghệ cốt lõi của SRT-H dựa trên kiến trúc máy học tiên tiến, tương tự như công nghệ được sử dụng trong các hệ thống AI như ChatGPT. Điều này cho phép robot xử lý các lệnh bằng giọng nói từ đội ngũ y tế và điều chỉnh hành động dựa trên phản hồi thời gian thực. Khả năng thích ứng này cực kỳ quan trọng trong việc giải quyết những thách thức bất ngờ có thể xảy ra trong quá trình phẫu thuật.
Quá trình huấn luyện robot được thực hiện thông qua khuôn khổ AI được gọi là "language-guided imitation learning", sử dụng các video ghi lại ca phẫu thuật cắt túi mật do các bác sĩ phẫu thuật thực hiện trên xác heo. Thông qua việc phân tích những video này, SRT-H đã có thể tiếp thu và tái tạo các bước trong quy trình phẫu thuật cắt túi mật một cách chính xác.
Robot SRT-H
Trong các thử nghiệm, SRT-H đã được kiểm tra trên tám bộ túi mật và gan heo với cấu tạo giải phẫu đa dạng, phản ánh sự khác biệt thường gặp trong phẫu thuật trên người. Việc tách túi mật khỏi gan là một quy trình mất vài phút và đòi hỏi việc sử dụng đa dạng các công cụ, bao gồm kẹp, cắt và các kỹ năng ra quyết định cũng như thích ứng - những kỹ năng phổ biến trong các thủ thuật phẫu thuật thực tế.
Kết quả thu được khiến cộng đồng khoa học ấn tượng khi robot đạt được độ chính xác 100% trong tất cả các ca phẫu thuật thử nghiệm. SRT-H đã thành công trong việc nhận diện các ống dẫn và động mạch, áp dụng kẹp và sử dụng kéo với độ chính xác của phẫu thuật viên. Tuy nhiên, robot cần thời gian dài hơn để hoàn thành công việc so với bác sĩ phẫu thuật con người.
Theo nhận xét của chuyên gia robot y tế Axel Krieger, người dẫn đầu nghiên cứu, sự chuyển đổi từ việc thực hiện các tác vụ riêng lẻ sang thực sự hiểu biết các quy trình phẫu thuật là bước tiến then chốt. Ông so sánh robot này với xe tự lái có thể "di chuyển trên bất kỳ con đường nào, trong bất kỳ điều kiện nào, phản ứng thông minh với mọi thứ gặp phải".
Cận cảnh 3 đầu cánh tay robot phẫu thuật SRT-H
Ji Woong "Brian" Kim, một nhân vật quan trọng trong việc phát triển SRT-H, nhấn mạnh rằng độ tin cậy của các mô hình AI cho việc tự động hóa phẫu thuật giờ đây đã có thể chứng minh được. Tiến bộ này mở ra những khả năng mới trong việc nâng cao độ chính xác và an toàn phẫu thuật, có tiềm năng cách mạng hóa việc chăm sóc bệnh nhân bằng cách giảm thiểu sai sót của con người và cải thiện kết quả điều trị.
Mặc dù SRT-H đã đạt được thành công đáng kể trong môi trường được kiểm soát, robot này vẫn chưa sẵn sàng để sử dụng trên bệnh nhân thực tế. Tuy nhiên, hiệu suất của nó trong các thử nghiệm đã cung cấp cái nhìn sơ bộ về tương lai của phẫu thuật, nơi robot có thể thực hiện các thủ thuật với sự can thiệp tối thiểu từ con người.
So với các robot phẫu thuật hiện có như hệ thống da Vinci của Intuitive Surgical, vốn đã được FDA phê duyệt từ năm 2000 và sử dụng trong hơn 12 triệu ca phẫu thuật trên toàn cầu - SRT-H đại diện cho một bước nhảy vọt về công nghệ. Trong khi hệ thống da Vinci hoàn toàn phụ thuộc vào bác sĩ phẫu thuật để điều khiển từ xa, SRT-H có thể hoạt động hoàn toàn độc lập.
Đội phát triển hình dung một tương lai nơi SRT-H và các robot tương tự được huấn luyện để thực hiện nhiều loại phẫu thuật khác nhau, giảm thiểu hơn nữa nhu cầu giám sát của con người. Về lâu dài, các robot phẫu thuật tự động có thể giúp giải quyết tình trạng thiếu hụt bác sĩ phẫu thuật, giảm thiểu sai sót của con người và cung cấp dịch vụ chăm sóc chất lượng cao, nhất quán tại các vùng thiếu thốn dịch vụ y tế.
Tuy nhiên, việc chuyển đổi từ các mô hình được kiểm soát sang phẫu thuật trên người thật sẽ đòi hỏi sự giám sát nghiêm ngặt và phê duyệt từ các cơ quan quản lý. Hơn nữa, việc phụ thuộc vào các hệ thống tự động đặt ra những câu hỏi về trách nhiệm pháp lý và vai trò của bác sĩ phẫu thuật con người trong quá trình ra quyết định.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến về Sức khỏe, Quỹ Khoa học Quốc gia và Viện Y tế Quốc gia. Khi ngành robot phẫu thuật - hiện có giá trị gần 10 tỷ USD hàng năm với khoảng 2,7 triệu ca phẫu thuật robot được thực hiện trong năm 2024 - tiếp tục phát triển, việc giải quyết những phức tạp về đạo đức này sẽ là rất quan trọng để đảm bảo rằng những tiến bộ công nghệ phù hợp với các nguyên tắc an toàn và chăm sóc bệnh nhân.