Chúng ta đã tiến gần hơn một bước đến việc bước vào phòng mổ không có bất kỳ sinh mạng con người nào khác ngoài chúng ta, sau cuộc phẫu thuật đầu tiên trên thế giới được thực hiện bởi robot phản ứng và học tập theo thời gian thực. Độ chính xác và kỹ năng của nó tương đương với các bác sĩ phẫu thuật có kinh nghiệm.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Johns Hopkins đã đào tạo robot bằng video phẫu thuật, sau đó để nó tự thực hiện phẫu thuật cắt túi mật - không có sự trợ giúp cơ học nào, chỉ bằng lệnh giọng nói, như một đội ngũ phòng mổ hỗ trợ bác sĩ phẫu thuật chính. Được đặt tên là SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy-Cấu trúc phân cấp của robot phẫu thuật sử dụng Transformer), robot đã hấp thụ quá trình đào tạo và chuyển đổi thành thực hành, với khả năng cắt bỏ túi mật liên tục và điều chỉnh theo thời gian thực khi cần thiết.

"Tiến bộ này đưa chúng ta từ robot có thể thực hiện các nhiệm vụ phẫu thuật cụ thể đến robot thực sự hiểu các quy trình phẫu thuật," chuyên gia robot y tế Axel Krieger nói. "Đây là sự khác biệt quan trọng đưa chúng ta gần hơn đáng kể với các hệ thống phẫu thuật tự động khả thi về mặt lâm sàng có thể hoạt động trong thực tế lộn xộn, không thể đoán trước của việc chăm sóc bệnh nhân thực tế."

SRT-H là một bước đột phá cho lĩnh vực này, thể hiện độ chính xác cơ học nhưng cũng là khả năng thích ứng và hiểu biết theo thời gian thực khó khăn hơn, điều chỉnh khi cần thiết để thành công thay vì theo con đường tuyến tính hoặc kịch bản.

Mặc dù nghiên cứu này chi tiết về việc SRT-H cắt bỏ túi mật hoàn toàn (phẫu thuật cắt túi mật) trên tám ca phẫu thuật khác nhau, đáng chú ý là những ca này được thực hiện trên mô hình giống người thực tế, nhưng dễ hiểu là không phải trên người. Tuy nhiên, các mô được sử dụng trong mô hình giống người mô phỏng gần giống với của chúng ta, và robot đã vượt qua ca phẫu thuật yêu cầu 17 nhiệm vụ được thực hiện, mỗi nhiệm vụ kéo dài vài phút. Nó có thể xác định các ống dẫn và động mạch cụ thể và nắm chúng một cách chính xác, đặt kẹp một cách chiến lược và cắt các phần bằng kéo.

"Công việc này đại diện cho một bước nhảy vọt lớn so với những nỗ lực trước đây vì nó giải quyết một số rào cản cơ bản để triển khai robot phẫu thuật tự động trong thế giới thực," tác giả chính Ji Woong "Brian" Kim, cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Johns Hopkins hiện đang làm việc tại Đại học Stanford, cho biết. "Công việc của chúng tôi cho thấy rằng các mô hình AI có thể được tạo ra đủ đáng tin cậy cho tính tự động phẫu thuật - điều từng cảm thấy xa vời nhưng giờ đã được chứng minh là khả thi."

Hơn nữa, SRT-H chứa cùng kiến trúc machine learning điều khiển ChatGPT, vì vậy robot có thể phản ứng với lệnh nói từ việc quan sát nhân viên y tế, sửa chữa và học tập theo thời gian thực. Nó cũng có thể thích ứng các động tác nếu mô nó đang làm việc xuất hiện khác với những gì được mong đợi trong quá trình phẫu thuật. Vì vậy mặc dù đào tạo nền tảng của nó dựa trên mô phỏng, nó có tính linh hoạt để học hỏi và cải thiện, giống như một bác sĩ phẫu thuật con người.

Trước đó, robot cũng đạt tỷ lệ thành công 100% khi nó thực hiện cùng quy trình túi mật trên nội tạng lợn (không phải lợn sống mà có thể là mô hình xác chết hoặc tổng hợp).

Lĩnh vực robot phẫu thuật đang tiến bộ nhanh như chính AI; một năm trước, nhóm Johns Hopkins đã đào tạo robot thực hiện bộ ba nhiệm vụ phẫu thuật quan trọng: thao tác kim, di chuyển mô cơ thể và thực hiện khâu. Nó có thể làm những nhiệm vụ đó chỉ trong vài giây.

Và trước đó, Robot Mô Tự Động Thông Minh STAR của Krieger đã thực hiện ca phẫu thuật robot tự động đầu tiên trên động vật sống - phẫu thuật nội soi trên lợn - vào năm 2022. Nhưng nó được hướng dẫn nặng nề hơn nhiều bởi nhân viên y tế, những người đánh dấu mô và để máy theo bản thiết kế với việc học tập thời gian thực.

Mô hình mới "giống như dạy robot điều hướng bất kỳ con đường nào, trong bất kỳ điều kiện nào, phản ứng thông minh với bất cứ điều gì nó gặp phải," Krieger nói.

Mặc dù SRT-H mất nhiều thời gian hơn để thực hiện phẫu thuật túi mật so với đồng nghiệp con người, kết quả có thể so sánh với các chuyên gia thường thực hiện những ca phẫu thuật như vậy. Nó chưa sẵn sàng được thả lỏng trên bệnh nhân con người thực tế, tuy nhiên, nhóm đằng sau robot y tế tiên tiến này mong đợi điều này sẽ xảy ra trong thập kỷ tới.

"Giống như các bác sĩ nội trú phẫu thuật thường thành thạo các phần khác nhau của ca phẫu thuật với tốc độ khác nhau, công việc này minh họa lời hứa phát triển các hệ thống robot tự động theo cách tương tự module và tiến bộ," đồng tác giả nghiên cứu Jeff Jopling, bác sĩ phẫu thuật tại Johns Hopkins, cho biết.

Tiếp theo, SRT-H dự kiến mở rộng chuyên môn của mình, được đào tạo để thực hiện nhiều loại phẫu thuật và làm cho nó thậm chí tự động hơn, để có lẽ một ngày nào đó có nó thực hiện phẫu thuật thành công mà không có giám sát hoặc phản hồi bên ngoài.

"Đối với tôi, nó thực sự cho thấy rằng có thể thực hiện các quy trình phẫu thuật phức tạp một cách tự động," Krieger nói. "Đây là bằng chứng khái niệm rằng điều đó là có thể và khung học tập mô phỏng này có thể tự động hóa quy trình phức tạp như vậy với mức độ bền vững cao như vậy."

Kết luận:

Robot SRT-H đánh dấu một cột mốc lịch sử trong lĩnh vực phẫu thuật tự động, với khả năng thực hiện phẫu thuật phức tạp hoàn toàn độc lập và đạt tỷ lệ thành công 100%. Mặc dù vẫn cần thời gian để ứng dụng trên người thật, công nghệ này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa y học, mang đến phẫu thuật chính xác hơn, giảm thiểu rủi ro và có thể thực hiện ở những nơi thiếu bác sĩ chuyên khoa. Đây là bước tiến quan trọng hướng tới tương lai của y học tự động.