Robot Phẫu Thuật Thực Hiện Thí Nghiệm Khâu Ruột Thành Công

Thượng tuần tháng 05/2016, một robot bác sĩ đã thành công trong thí nghiệm khâu một mẩu ống tiêu hóa (ruột) của loài heo.

Cuộc thí nghiệm diễn ra trong quy mô phòng thí nghiệm và trên động vật sống. Các thủ tục phẫu thuật đặc biệt khó khăn, đòi hỏi người bác sĩ không những am tường về kiến thức giải phẫu sinh lý mà còn phải có tay nghề thật vững. Các nhà nghiên cứu khẳng định robot của họ có thể đáp ứng được, thậm chí vượt qua cả một bác sĩ thực thụ về độ an toàn và chính xác.


Trong nghiên cứu được công bố trên Science Translational Medicine, các nhà khoa học cũng lưu ý phương pháp hiện chỉ là minh chứng cho một khái niệm mới, và cần phải được nghiên cứu phát triển nhiều hơn trong tương lai. Các bằng chứng kỹ thuật cần được cung cấp đầy đủ, nhằm cho thấy robot đủ an toàn để thực hiện trên cơ thể người, thậm chí giải quyết được các khó khăn xảy ra trong quá trình phẫu thuật.

Trước đây, kỹ thuật phẫu thuật nhờ robot đã được sử dụng ở một số bệnh viện, cùng với đó cũng có không ít chỉ trích cho rằng nó không an toàn so với các phương pháp phi robot, có chi phí đắt hơn nhiều.

Các nhà nghiên cứu cho rằng, trong tương lai, sẽ có nhiều cách hơn để con người và robot cùng làm việc để mang lại lợi ích tối đa cho bệnh nhân, nhưng vẫn hướng đến mục tiêu cuối cùng là một người máy hoạt động hoàn toàn độc lập.

Peter Kim – tác giả chính của báo cáo cho biết: “Hãy lấy Elon Musk làm ví dụ. Kế hoạch là đến sao Hỏa trong vòng 18 tháng, và sau đó thì 18 tháng trôi qua theo những cách khác nhau. Điều gì sẽ xảy ra, nếu Musk hoặc bất kỳ phi hành gia nào khác cần được phẫu thuật khẩn cấp? Câu trả lời chỉ có thể là một con robot phẫu thuật tự động.”

Rasa Zarnegar - giáo sư phẫu thuật tại trường Đại học Y Weill Cornell (Mỹ), cho biết.: “Tất nhiên, mọi thứ hiện vẫn chưa sẵn sàng. Đó là một ý tưởng rất táo bạo và tôi nghĩ rằng tiềm năng của nó rất lớn. Nhưng nghiên cứu vẫn còn khá nhỏ và chắc chắn không thể phản ánh được một kịch bản diễn ra trong đời thực”.

Chìa khóa thúc đẩy sự phát triển của các bác sĩ phẫu thuật tự động chính là một tầm nhìn tiến bộ. Giống như các công nghệ theo dõi khuôn mặt, robot - được gọi là Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) sử dụng các tín hiệu để theo dõi chuyển động của xác thịt. Trong trường hợp này, tín hiệu sẽ là những dấu chấm huỳnh quang được tiêm vào mô lợn, được theo dõi bởi một loạt các máy ảnh, sau đó ánh xạ lên một mô hình 3D. Một phần mềm máy tính đặc biệt sẽ sử dụng dữ liệu từ các ca phẫu thuật đã được thực hiện và đưa ra quyết định về vị trí đặt các mũi khâu trên mô hình 3D. Hiện các dấu chấm huỳnh quang vẫn phải được thêm vào bởi bác sĩ giám sát.

Phần còn lại của hệ thống STAR là một cánh tay robot được sản xuất bởi công ty Đức - Kuka. Cánh tay robot được trang bị tổng cộng 7 trục quay và một thiết bị khâu lắp trên đỉnh, bao gồm một cây kim cong nhỏ, với bộ phận quay như một bánh xe để may các mô lại với nhau. Một cảm biến lực sẽ giúp cung cấp thông tin phản hồi để quyết định lực đẩy của kim mạnh hay yếu. Sẽ có một màn hình cho phép các bác sĩ có thể theo dõi toàn bộ diễn biến ca phẫu thuật.

Mặc dù STAR ra quyết định vị trí đặt mũi khâu, một bác sĩ phẫu thuật phải chấp nhận từng mũi đó, và tái định vị các vị trí nếu cần thiết. Trong quá trình thử nghiệm, hệ thống STAR hoạt động độc lập khoảng 60%, nhưng các nhà nghiên cứu cũng cho biết họ đã quá thận trọng: “Chúng tôi giống như những bậc phụ huynh dìu dắt con cái của mình. Chúng tôi nhìn nó một cách cẩn thận”.

Kỹ năng của robot STAR đã được thử nghiệm trên mẫu ruột của loài heo, từng bị cắt theo chiều dọc trong một thí nghiệm trước, và khâu lại từ 2 mảnh của ống ruột (một thủ thuật gọi là thông nối) thành một ống liền lạc.

Trong khi những thí nghiệm đầu tiên được tiến hành trong phòng thí nghiệm, các thử nghiệm sau đó đã được áp dụng lên một chú lợn bị gây tê. Robot được đánh giá về chất lượng các mũi khâu, cũng như khả năng tạo ra một ống ruột kín, sau đó so sánh với 3 phương pháp khác được thực hiện bởi con người.

Đầu tiên là biện pháp mổ hở thông thường; tiếp theo là sử dụng kỹ thuật phẫu thuật nội soi; và cuối cùng là sử dụng da Vinci - một hệ thống cơ khí được điều khiển hoàn toàn bởi con người, sử dụng trong phần lớn các ca phẫu thuật có sự tham gia của robot.

Nhìn chung, STAR có các đường chỉ khâu đồng đều hơn, so với 3 phương pháp còn lại với sự tham gia của con người. Vị trí khâu của STAR cũng ít cần phải sửa chữa hơn, so với hệ thống da Vinci và phương pháp phẫu thuật nội soi. Về độ chắc chắn của các mũi khâu, STAR cũng không hề kém cạnh so với các bác sĩ trong các bài thử nghiệm sau đó.

Tuy nhiên, nhược điểm chủ yếu của hệ thống là nó chậm hơn đáng kể so với con người, mặc dù điều này được thiết lập theo ý của các nhà phát minh nhằm đảm bảo tính thận trọng.

Hiện STAR vẫn chưa sẵn sàng để thực hiện chức năng tẩy các tế bào chết, cũng như khả năng thâm nhập vào mạng lưới nội chất. Các thí nghiệm được tiến hành vẫn còn bị giới hạn bởi phạm vi và số lượng, và thực hiện trong các điều kiện kiểm soát chặt chẽ. Zarnegar cũng chỉ ra rằng tỷ lệ thất bại của các ca phẫu thuật loại này ít hơn 1% khi không sử dụng robot bác sĩ, nên các thử nghiệm được thực hiện trên quy mô nhỏ của nghiên cứu không thực sự phản ánh hết các mối nguy hiểm tiềm tàng.

Naeem Soomro – một chuyên gia trong lĩnh vực robot phẫu thuật – cho rằng bài báo cáo của các nhà khoa học thật sự có “chất lượng rất cao”, nhưng có thể phải mất thêm 10 năm nữa, trước khi hệ thống được dùng phổ biến trong phẫu thuật: “Vấn đề sau cùng vẫn là sự an toàn bệnh nhân, nếu có thể phẫu thuật tốt hơn với ít biến chứng hơn, chúng ta nên dùng nó”.

Dù vậy, trong quá khứ, robot phẫu thuật thường không thắng thế khi so với con người. Các nghiên cứu trước đây đã cho thấy việc dùng hệ thống da Vinci trong phẫu thuật có tỷ lệ biến chứng tương tự như phẫu thuật truyền thống ở các ca phẫu thuật nhất định, mặc dù chi phí cao hơn rất nhiều.

Có bệnh nhân cũng từng kiện nhà sản xuất robot Intuitive Surgical, cho rằng hãng này đã không đào tạo đầy đủ đội ngũ bác sĩ để vận hành da Vinci.

Arnold Advincula – chuyên gia trong lĩnh vực phẫu thuật xâm lấn tối thiểu, cho biết rằng các sự cố như vậy có thể sẽ làm cho hệ thống STAR khó lòng nhận được sự chấp thuận nhanh chóng: “Nói cách khác, nền tảng robot hiện nay dường như đã để lại hình tượng không mấy tốt đẹp trong lòng các cơ quan quản lý”. Ngoài ra, Advincula cũng lưu ý rằng, một trong những công ty sản xuất robot y tế là TransEnterix đã bị Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ khước từ một robot phẫu thuật. Tuy nhiên, ông vẫn tin rằng phẫu thuật tự động sẽ sớm được chuẩn hóa trong tương lai, dù robot sẽ không phải là bác sĩ phẫu thuật duy nhất, nhưng chắc chắn sẽ là một phần của công việc.

Trong khi đó, nhóm nghiên cứu STAR tỏ ra khá tự tin. Họ cho rằng việc sử dụng các công nghệ hiện đại, chẳng hạn như cánh tay robot Kuka, cho phép robot của họ sớm được cấp phép để sử dụng lâm sàng. Nhóm nghiên cứu cũng đang soạn thảo một số bằng sáng chế cho hệ thống STAR, và cho rằng trong tương lai họ có thể bàn bạc với các “đối tác tài chính quan tâm”.

Tuy nhiên, giai đoạn tiếp theo sẽ cần tiến hành nhiều nghiên cứu và thử nghiệm hơn, để tìm ra những điểm mạnh và điểm yếu của hệ thống tự động. Peter Kim cho biết họ đã thực hiện việc khâu mô thành công, thách thức tiếp theo là nhờ robot loại bỏ một thứ gì đó.

Tiềm năng của robot phẫu thuật còn được so sánh với xe tự hành. Ở cả 2 trường hợp, con người đều nên thận trọng về ý tưởng giao phó quyền kiểm soát cho máy móc, nhưng vẫn cần suy tính áp dụng nếu thu được kết quả an toàn và ít gây thương vong hơn. Dù thế nào đi nữa, nếu một phương pháp có thể cứu được mạng sống con người, nó đáng để tìm hiểu.