Bệnh viện Samsung Seoul ra mắt robot hỗ trợ phẫu thuật hình người

"Đưa cho tôi cái kéo." Robot hình người đứng bên cạnh bàn phẫu thuật đã bắt đầu di chuyển theo lệnh của bác sĩ. Robot đã quét qua khay dụng cụ phẫu thuật bằng camera và nhấc lên cái kéo. Chỉ mất chưa đầy 2 giây từ khi bác sĩ ra lệnh đến khi robot bắt đầu hành động.

Chiều ngày 16 tháng 9, tại tòa nhà Samsung Life ở Gangnam, Seoul, Bệnh viện Samsung Seoul đã lần đầu tiên công bố robot hỗ trợ phẫu thuật hình người đang được phát triển trong một không gian tái hiện thực tế của phòng phẫu thuật.

Tại sự kiện, ba robot đã thực hiện các động tác phẫu thuật dưới sự điều khiển từ xa, một bác sĩ đã phẫu thuật với sự hỗ trợ của hai robot, và người tham gia đã có cơ hội trực tiếp điều khiển cánh tay robot đa khớp giống như tay người.

Trong buổi trình diễn mô phỏng phẫu thuật cắt túi mật với sự tham gia của một bác sĩ và ba robot, gan của một con dê đã được sử dụng thay cho bệnh nhân thực tế hoặc động vật sống. Trên màn hình lớn, hình ảnh mô tổ chức và chuyển động của cánh tay robot được hiển thị theo thời gian thực từ camera nội soi.

Robot đã hỗ trợ trong việc kéo vùng phẫu thuật để đảm bảo tầm nhìn, xác định vị trí của ống dẫn mật và mạch máu để phân biệt với các mô xung quanh. Sau đó, robot đã cố định ống dẫn mật và mạch máu bằng kẹp trước khi cắt, trình bày các bước quan trọng của phẫu thuật cắt túi mật. Robot đã thực hiện vai trò "hỗ trợ phòng phẫu thuật" bằng cách đưa dụng cụ phẫu thuật cho bác sĩ, giữ camera nội soi và kéo mô với lực nhất định. Quá trình tuần hoàn của dụng cụ từ "yêu cầu - truyền đạt - sử dụng - thu hồi - sắp xếp" đã được hoàn tất, giúp giảm thiểu sự gián đoạn trong quá trình phẫu thuật và cho phép bác sĩ tập trung vào các kỹ thuật chính.
    Bệnh viện Samsung Seoul đã chỉ ra điểm khác biệt trong buổi trình diễn này là sự hợp tác giữa bác sĩ và nhiều robot hình người. Họ đã sử dụng robot điều khiển từ xa và robot hỗ trợ phẫu thuật được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo.
 
Giáo sư Jeong Yong-ki, người phụ trách nghiên cứu, đánh giá rằng công nghệ robot của Hàn Quốc "đang ở mức tiên tiến trên thế giới" và cho biết "có một điều kiện thuận lợi để phát triển nghiên cứu liên quan khi có đội ngũ bác sĩ có khả năng phẫu thuật tinh vi, các công ty phát triển robot và các nhà nghiên cứu trí tuệ nhân tạo cùng hợp tác trong nước".
 
Robot hình người được sử dụng trong nghiên cứu này có sự khác biệt rõ rệt so với robot phẫu thuật hiện có như Da Vinci. Trong khi Da Vinci là robot được thiết kế đặc biệt để thực hiện phẫu thuật, robot hình người trong nghiên cứu này tập trung vào tính đa năng và khả năng mở rộng, tùy thuộc vào công cụ và cách điều khiển được gắn ở đầu cánh tay.
 
Giáo sư Jeong cho biết: "Cánh tay robot đa khớp có thể xử lý ổn định hơn ngay cả trong những tình huống mà dụng cụ khó lấy hoặc bị chồng chéo nếu sử dụng nhiều ngón tay".
 
Vai trò của robot phẫu thuật chủ yếu là chuẩn bị và truyền dụng cụ phẫu thuật 'OR-Scrub', giữ camera nội soi và kéo mô để đảm bảo tầm nhìn 'OR-Scope', và khi bác sĩ điều khiển từ xa, robot sẽ trực tiếp di chuyển dụng cụ phẫu thuật 'OR-TeleOp'. Giáo sư Jeong cho biết: "Trong tương lai, phòng phẫu thuật có thể có hình thức làm việc chung giữa bác sĩ và nhiều robot".
 
Công nghệ cốt lõi của robot bao gồm ba yếu tố. 'RCM (Remote Center of Motion)' duy trì điểm chèn dụng cụ ổn định, 'Visual Servoing' tự động điều chỉnh chuyển động bằng cách theo dõi mục tiêu qua camera, và 'Nhận diện giọng nói (AI)' kết nối chỉ dẫn bằng giọng nói của bác sĩ với hành động.
 
Theo Bệnh viện Samsung Seoul, trong các đánh giá tại phòng thí nghiệm, tỷ lệ nhận diện lệnh giọng nói và tỷ lệ thành công trong hành động đều vượt qua mục tiêu 95%. Tỷ lệ thành công trong việc lấy 5 loại dụng cụ phẫu thuật đạt 100%, tỷ lệ truyền đạt đạt 98,7%. Thời gian từ khi nhận lệnh đến khi bắt đầu hành động là dưới 2 giây, mục tiêu cuối cùng là dưới 1 giây.
 
Robot cũng được trang bị các thiết bị an toàn. Có lệnh dừng khẩn cấp bằng giọng nói và các bàn đạp, nút riêng, và khi dừng khẩn cấp, robot sẽ ngay lập tức dừng lại và lùi lại, đồng thời lực ở khớp sẽ được giải phóng để bác sĩ có thể đẩy ra bằng tay. Tuy nhiên, vấn đề trách nhiệm liên quan đến sự cố robot vẫn chưa được thảo luận. Giáo sư Jeong cho biết: "Đây là một nội dung quan trọng nhưng công nghệ vẫn chưa đủ trưởng thành để thảo luận".

Đối phó với các biến số xảy ra trong phẫu thuật thực tế như chảy máu, trì hoãn phẫu thuật, hoặc sự khác biệt cấu trúc cơ quan giữa các bệnh nhân vẫn là thách thức cần giải quyết trong tương lai. Các kỹ thuật phẫu thuật phức tạp như cắt và khâu vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu.
    Bệnh viện Samsung Seoul có kế hoạch tiến hành thử nghiệm lâm sàng đầu tiên tại 4 bệnh viện vào năm 2029, nhắm đến phẫu thuật cắt túi mật và cắt khối u tuyến yên. Họ dự định mở rộng phạm vi ứng dụng từ các công việc hỗ trợ có nguy cơ thấp như giữ nội soi, điều chỉnh tầm nhìn trong phẫu thuật nội soi, đến kéo mô.
 
Về thời điểm áp dụng cho phẫu thuật thực tế, họ cho biết: "Thời điểm áp dụng sẽ khác nhau tùy thuộc vào vai trò mà robot đảm nhận". Bệnh viện cho rằng có thể xem xét khả năng áp dụng lâm sàng từ vai trò giữ camera nội soi và điều chỉnh vị trí cho phù hợp với phẫu thuật.

Mục tiêu cuối cùng mà Bệnh viện Samsung Seoul đặt ra là "giải quyết tình trạng thiếu nhân lực y tế". Robot sẽ đảm nhận các công việc lặp đi lặp lại đơn giản, giúp bác sĩ tập trung vào các kỹ thuật chính, nhằm lấp đầy khoảng trống trong các ca cấp cứu ban đêm và tại các bệnh viện địa phương nơi thiếu nhân lực. Giáo sư Jeong cho biết: "Chúng tôi muốn cung cấp một mức độ hỗ trợ phẫu thuật nhất định ngay cả trong các tình huống thiếu nhân lực như bệnh viện địa phương hoặc phẫu thuật cấp cứu ban đêm".

Gần đây, CEO Tesla Elon Musk đã phát biểu rằng "trong vòng 3 năm nữa, robot sẽ vượt qua con người trong lĩnh vực y tế", và có những đánh giá cho rằng đây không phải là một phát biểu vô căn cứ. Một nhóm nghiên cứu chung từ Đại học Johns Hopkins và Đại học Stanford đã công bố một nghiên cứu trên tạp chí Science Robotics về việc thực hiện phẫu thuật tự động trên túi mật lợn được cắt bỏ bằng robot Da Vinci. Tuy nhiên, cũng có ý kiến cho rằng vẫn còn khoảng cách lớn trước khi đạt được thực tiễn lâm sàng vì thí nghiệm chỉ được thực hiện trên các cơ quan đã cắt bỏ, không phải trên động vật sống.

Trong khi đó, dự án này đã bắt đầu từ khi Bệnh viện Samsung Seoul được chọn làm cơ quan chủ trì cho ARPA-H kiểu Hàn Quốc vào tháng 7 năm ngoái. Dự án sẽ kéo dài trong 54 tháng đến tháng 12 năm 2029, với tổng kinh phí nghiên cứu và phát triển được chính phủ hỗ trợ lên tới 13,835 tỷ won.

Bệnh viện Samsung Seoul sẽ định nghĩa các yêu cầu lâm sàng và thực hiện các thử nghiệm. Rainbow Robotics sẽ phát triển thân robot, Aiden Robotics sẽ phát triển bộ kẹp và tay robot. Đại học Sungkyunkwan và Đại học Seoul sẽ tham gia phát triển phần mềm AI, trong khi Trung tâm Ung thư Quốc gia và Bệnh viện Jeonbuk sẽ đảm nhận việc thu thập dữ liệu và thực hiện thử nghiệm.