Robot hình người lần đầu tham gia phẫu thuật trên cơ thể sống

Khi nhắc đến robot phẫu thuật, nhiều người thường hình dung những hệ thống lớn với nhiều cánh tay cơ khí được lắp đặt cố định trong phòng mổ.

Trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature ngày 8/7, nhóm kỹ sư và bác sĩ tại Đại học California San Diego thử nghiệm một hướng mới: dùng robot hình người nhỏ gọn, có thể đứng cạnh bàn mổ và thao tác trong không gian vốn dành cho nhân viên y tế.

Hướng nghiên cứu này được quan tâm trong bối cảnh nhu cầu phẫu thuật ngày càng tăng, trong khi nhiều nơi vẫn thiếu bác sĩ phẫu thuật. Điều này có thể khiến người bệnh phải chờ lâu hơn, khó tiếp cận điều trị hơn và làm khoảng cách trong chăm sóc sức khỏe thêm rõ rệt.

Theo thông tin được Đại học California (San Diego) công bố, Michael Yip, giảng viên Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính của trường, cho rằng robot hình người điều khiển từ xa hoặc tự động có thể giúp mở rộng khả năng tiếp cận các ca phẫu thuật quan trọng, nhất là với những người bệnh vốn khó tiếp cận dịch vụ này.

Ông cho rằng hướng tiếp cận này có thể góp phần giải quyết những thách thức của hệ thống y tế, không chỉ tại Mỹ mà còn ở nhiều nơi khác trên thế giới.

Robot được nhóm nghiên cứu đặt biệt danh là "Surgie". Hệ thống cao khoảng 1,5 m, nặng gần 27 kg và có thể cầm các dụng cụ phẫu thuật thông thường thông qua những bộ chuyển đổi được thiết kế riêng.

Hai ca cắt túi mật trên lợn sống đã được thực hiện bằng robot hình người do bác sĩ điều khiển từ xa. Kết quả mở ra một hướng phát triển mới cho robot phẫu thuật, nhưng cũng cho thấy công nghệ này vẫn còn nhiều giới hạn trước khi có thể xuất hiện trong các ca mổ trên người.

Hai ca phẫu thuật được thực hiện như thế nào?

Trong ca đầu tiên, một robot hình người phối hợp với bác sĩ đóng vai trò trợ lý để thực hiện phẫu thuật cắt túi mật.

Ở ca còn lại, hai robot cùng đứng cạnh bàn mổ và phối hợp thực hiện thủ thuật. Cả hai vẫn được bác sĩ điều khiển từ xa, thay vì tự đưa ra quyết định hoặc tự thực hiện các bước phẫu thuật.

Hai ca mổ được tiến hành trên động vật có vú lớn không thuộc nhóm linh trưởng và đều hoàn thành trong khuôn khổ thử nghiệm tiền lâm sàng.

Kết quả được nhóm nghiên cứu xem là bước đầu chứng minh robot hình người có thể tham gia một quy trình ngoại khoa thực tế.

Vì sao robot phẫu thuật cần có hình dáng giống con người?

Ưu điểm của thiết kế hình người không nằm ở vẻ ngoài, mà ở khả năng thích nghi với môi trường làm việc vốn dành cho con người.

Các hệ thống robot phẫu thuật chuyên dụng thường có ba hoặc bốn cánh tay, sử dụng dụng cụ và phần mềm riêng. Chúng có thể nặng khoảng 816 kg, chiếm nhiều diện tích và cần một đội ngũ lớn để lắp đặt, vận hành. Một số phòng mổ còn phải được cải tạo để phù hợp với hệ thống.

Trong khi đó, Surgie nhỏ và nhẹ hơn đáng kể. Robot có thể đứng trong phòng mổ hiện có, sử dụng dụng cụ phẫu thuật truyền thống sau khi gắn bộ chuyển đổi và không đòi hỏi thay đổi quá nhiều về không gian. Một bác sĩ tham gia nghiên cứu cho biết robot hòa nhập với quy trình làm việc tốt hơn những gì nhóm dự kiến.

Tính cơ động này được kỳ vọng sẽ hữu ích tại những nơi khó triển khai hệ thống phẫu thuật lớn, chẳng hạn vùng xa, khu vực thiếu nguồn lực, chiến trường, môi trường cứu hộ hoặc thậm chí không gian.

Robot hình người có thể làm nhiều việc hơn phẫu thuật

Khác với hệ thống được tạo ra để thực hiện một nhóm nhiệm vụ chuyên biệt, robot hình người có thể được phát triển để hỗ trợ nhiều công việc trong bệnh viện.

Bên cạnh việc cầm dụng cụ và phối hợp trong ca mổ, Surgie về lý thuyết còn có thể đi lấy thiết bị cho bác sĩ hoặc hỗ trợ dọn dẹp phòng mổ sau thủ thuật.

Mục tiêu dài hạn của nhóm nghiên cứu là phát triển trợ lý phẫu thuật tự động, có thể làm việc bên cạnh con người như một phần của ê-kíp. Hướng đi này được kỳ vọng giúp mở rộng khả năng tiếp cận phẫu thuật tại những khu vực đang thiếu nhân lực y tế.

Những giới hạn vẫn cần khắc phục

Kết quả ban đầu không có nghĩa robot đã sẵn sàng được đưa vào các ca mổ trên người.

Trong quá trình thử nghiệm, hệ thống phải được hiệu chuẩn lại nhiều lần. Điều này khiến thời gian thực hiện kéo dài hơn đáng kể so với khi sử dụng các robot phẫu thuật chuyên dụng hiện có.

Độ trễ giữa lúc bác sĩ di chuyển bộ điều khiển và khi robot thực hiện chuyển động cũng là vấn đề đang được cải thiện, nhất là khi nhóm nghiên cứu muốn tiến tới các ca phẫu thuật được điều khiển từ khoảng cách xa hơn.

Nhóm nghiên cứu cho rằng những hạn chế tương tự từng xuất hiện ở giai đoạn đầu của các hệ thống robot phẫu thuật chuyên dụng. Chẳng hạn, ca phẫu thuật nội soi bằng robot đầu tiên từng mất khoảng sáu giờ, trong khi hiện nay một số thủ thuật tương tự có thể hoàn thành trong khoảng 30 phút.

Robot chưa thể thay thế bác sĩ

Điểm quan trọng nhất là Surgie chưa tự thực hiện phẫu thuật. Robot vẫn cần bác sĩ quan sát, điều khiển và kiểm soát toàn bộ quá trình.

Thử nghiệm mới cho thấy một robot hình người có thể cầm dụng cụ, phối hợp với con người và tham gia phẫu thuật trong môi trường thực tế. Để tiến đến ứng dụng lâm sàng, hệ thống vẫn cần được tiếp tục phát triển, kiểm tra và đánh giá nghiêm ngặt về độ chính xác, độ ổn định cũng như tính an toàn.

Phòng mổ tương lai vì thế có thể không phải nơi robot thay thế con người. Viễn cảnh gần hơn là bác sĩ và robot làm việc cạnh nhau, trong đó công nghệ hỗ trợ mở rộng khả năng phẫu thuật đến những nơi bệnh nhân hiện chưa dễ tiếp cận.

(Nguồn: University of California)

Minh Tâm