Cuộc Cách Mạng Trong Ngành Y Học

Phẫu thuật là một lĩnh vực đòi hỏi nhiều năm học tập và thực hành để đạt đến trình độ chuyên môn cao. Tuy nhiên, nhờ sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI), các hệ thống robot có thể học và thực hiện các nhiệm vụ phẫu thuật một cách chính xác, nhanh chóng hơn bao giờ hết. Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Johns Hopkins (JHU) và Đại học Stanford đã đào tạo thành công một hệ thống robot phẫu thuật để thực hiện các thao tác y khoa như một bác sĩ có tay nghề.

Công Nghệ Đứng Sau Sự Đột Phá

Nhóm nghiên cứu sử dụng hệ thống da Vinci Surgical System, một robot phẫu thuật tiên tiến thường được điều khiển từ xa bởi các bác sĩ. Hệ thống này có cánh tay cơ học để hỗ trợ các thao tác như bóc tách mô, hút dịch và cắt mạch máu. Với mức giá hơn 2 triệu USD, hệ thống này giúp nâng cao độ chính xác và tầm nhìn của bác sĩ trong quá trình phẫu thuật.

Để tự động hóa các quy trình, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp học máy mang tên "học bắt chước" (imitation learning). Nhờ đó, robot có thể thực hiện ba nhiệm vụ chính trong phẫu thuật: thao tác kim khâu, nâng mô và khâu vết thương.

Khả Năng Học Hỏi Và Tự Sửa Lỗi

Điều đáng kinh ngạc là hệ thống không chỉ thực hiện chính xác các thao tác mà còn có khả năng tự sửa lỗi. Axel Krieger, giáo sư tại JHU, cho biết: "Nếu robot làm rơi kim, nó sẽ tự động nhặt lại và tiếp tục công việc. Đây không phải là điều mà chúng tôi trực tiếp lập trình cho nó."

Nhóm nghiên cứu đã huấn luyện mô hình AI bằng cách kết hợp "học bắt chước" với kiến trúc máy học tương tự như các chatbot phổ biến như ChatGPT. Tuy nhiên, thay vì xử lý văn bản, mô hình này sử dụng ngôn ngữ động học để điều khiển các cánh tay phẫu thuật của robot một cách chính xác.

Tương Lai Của Phẫu Thuật Tự Động

Những tiến bộ này có thể rút ngắn thời gian đào tạo robot phẫu thuật từ hàng thập kỷ xuống chỉ còn vài ngày. Theo Krieger, điều này có thể giúp đẩy nhanh tiến trình phát triển phẫu thuật tự động, giảm thiểu sai sót y khoa và nâng cao độ chính xác.

Trên thực tế, một số hệ thống robot đã được sử dụng trong phẫu thuật phức tạp, chẳng hạn như hệ thống CorPath của Corindus cho các thủ thuật tim mạch. Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống này chỉ hỗ trợ một số bước cụ thể trong quá trình phẫu thuật.

Trước đây, việc lập trình từng bước cho robot phẫu thuật mất rất nhiều thời gian. Krieger chia sẻ: "Một người có thể mất cả thập kỷ chỉ để lập trình quy trình khâu cho một loại phẫu thuật duy nhất."

Hướng Đi Mới Trong Nghiên Cứu

Krieger và nhóm của ông từng phát triển một hệ thống phẫu thuật tự động khác vào năm 2022 mang tên STAR (Smart Tissue Autonomous Robot). Hệ thống này sử dụng ống nội soi ba chiều và thuật toán theo dõi dựa trên máy học để khâu nối hai đầu ruột của một con lợn mà không cần sự can thiệp của con người.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục thử nghiệm phương pháp "học bắt chước" để huấn luyện robot thực hiện toàn bộ quy trình phẫu thuật. Dù có thể mất nhiều năm trước khi robot thay thế hoàn toàn bác sĩ, những đổi mới này có thể làm cho các ca phẫu thuật phức tạp trở nên an toàn và dễ tiếp cận hơn đối với bệnh nhân trên toàn thế giới.

Abhimanyu Ghoshal