Bác sĩ GenZ: Những người sẽ phẫu thuật qua màn hình, điều khiển dao mổ bằng nút bấm và cần gạt giống như chơi điện tử

Khi Hoa Đà, một trong những danh y nổi tiếng nhất của Trung Hoa cổ đại thực hiện cuộc phẫu thuật đầu tiên của mình vào năm 200 sau Công nguyên, trong hộp dụng cụ của ông ấy chỉ có vài con dao, kim châm cứu, chỉ khâu vết thương và ma phất tán - hỗn hợp thảo mộc có tác dụng gây mê đầu tiên trên thế giới.

Ở Phương Tây, nghề bác sĩ phẫu thuật thậm chí còn không được công nhận cho tới tận thế kỷ 14, bởi quan điểm tây y thời đó cho rằng phẫu thuật chỉ là những tác động cơ học vào cơ thể, không xứng đáng trực thuộc vào ngành y dược.

Nhiệm vụ cao cả của các bác sĩ là thăm khám lâm sàng và điều trị nội khoa. Mọi công việc phẫu thuật ở châu Âu cho tới thời Trung cổ được đùn đẩy cho một tầng lớp thấp kém hơn: Những người thợ cắt tóc.

Thế là những chiếc dao cạo đầu cũng chính là dao mổ. Trong hộp đồ nghề của những bác sĩ phẫu thuật cắt tóc ngày đó còn có kìm nhổ răng, nẹp để nối xương và cưa trong trường hợp ai đó cần cắt cụt chi... ở tiệm cắt tóc.

Quang cảnh bên trong một tiệm cắt tóc thời Trung Cổ, nơi người thợ cạo cũng chính là bác sĩ phẫu thuật.

Và đây là bộ đồ nghề của họ, có kéo và dao mổ, kìm để nhổ răng và cả cưa để cắt cụt chi.

Phải đến tận thế kỷ 16, sau khi các bác sĩ Phương Tây nhận ra cấu tạo vật lý của cơ thể người có liên quan trực tiếp tới bệnh tật, họ mới phát triển một nhánh y học là ngành giải phẫu. Các bác sĩ phẫu thuật ra đời từ đây và đến những năm 1500 nghề nghiệp của họ mới được công nhận.

Sự phát triển của cách mạng công nghiệp và Tây Y cùng ngành giải phẫu học trong 500 năm tiếp theo đã đưa phòng mổ tiến hóa dần từ một tiệm cắt tóc tới những căn phòng vô trùng, tạo ra quang cảnh của một cuộc phẫu thuật điển hình mà bạn thấy bây giờ:

Các bác sĩ mặc quần áo màu xanh trong phòng sạch, bệnh nhân được gây mê dưới bàn mổ chiếu ánh sáng trắng, và bộ dụng cụ phẫu thuật tiêu chuẩn của họ gồm 54 chi tiết, từ kim tiêm, dao, kéo, kẹp, nhíp cho đến dập ghim, ống thông và chỉ khâu tự tiêu...

Câu hỏi đặt ra là đến thế kỷ 21, liệu phòng mổ của bác sĩ phẫu thuật còn tiến hóa đến mức nào?

Quang cảnh của một phòng phẫu thuật điển hình trong thế kỷ 21.

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta hãy theo chân Alyssa Murillo, một sinh viên y khoa tại Đại học California, Hoa Kỳ trong buổi thực tập phẫu thuật đầu tiên tại phòng mổ.

Alyssa Murillo đại diện cho một thế hệ sinh viên y khoa GenZ, những người sắp tốt nghiệp chuyên khoa phẫu thuật từ nay cho tới năm 2035. Nếu không có gì thay đổi, họ sẽ là thế hệ tiếp quản tất cả các phòng mổ trên thế giới từ giữa thế kỷ này.

Bên trong phòng mổ của bác sĩ phẫu thuật GenZ

Khoa Phẫu thuật Trung tâm Y tế Đại học California, San Francisco (Hoa Kỳ) nằm ở số 400 đường Parnassus Ave, nhìn thẳng ra Công viên và cầu Golden Gate trên vịnh San Francisco.

Đây là nơi mà các sinh viên Y4 như Alyssa sẽ tới học tập và làm việc trong kỳ thực tập phẫu thuật đầu tiên của mình. Khoa có tổng cộng hơn 30 phòng mổ và một trong số đó sẽ được trưng dụng cho hoạt động đào tạo, chỉ để đón tiếp đoàn sinh viên thực tập đến từ trường đại học.

Bước qua cánh cửa sập 2 lớp, đập vào mắt Alyssa là một căn phòng sạch được sơn màu be sáng. Vẫn là những thứ mà bạn có thể tìm thấy ở bất cứ phòng phẫu thuật tiêu chuẩn nào trên thế giới: bàn mổ, đèn cao áp, màn hình theo dõi, máy gây mê, máy thở và điều hòa không khí.

Nhưng ở đây, bên trong phòng mổ ở Khoa Phẫu thuật Trung tâm Y tế Đại học California, Alyssa còn thấy có một con voi ở trong phòng. Một cỗ máy cao gần 2 mét và nặng hơn nửa tấn nằm chình ình giữa phòng phẫu thuật.

Hệ thống robot phẫu thuật toàn diện đầu tiên trên thế giới, Da Vinci.

Ảnh minh họa.

"Thật không thể tin được", nó khiến cô sinh viên Y4 phải thốt lên. Đó là buổi thực tập đầu tiên và các bác sĩ đã cho Alyssa làm quen với Da Vinci, một trong những robot phẫu thuật hiện đại nhất của thế kỷ 21.

Được tạo ra bởi các kỹ sư tại Intuitive Surgical, một tập đoàn thiết bị phẫu thuật hàng đầu Hoa Kỳ vào năm 2000, Da Vinci chính là thế hệ robot phẫu thuật toàn diện đầu tiên trên thế giới. Nó cho phép các bác sĩ, thậm chí, không cần chạm vào bệnh nhân để thực hiện một cuộc phẫu thuật.

Điều này có thể được thực hiện là nhờ 4 cánh tay robot của Da Vinci, với các đầu nối có thể thay đổi linh hoạt từ kéo, dao, kẹp, bovie cho đến bất kỳ dụng cụ phẫu thuật nào khác.

Một trong số các cánh tay của Da Vinci sẽ được lắp đầu camera cố định, thứ có thể thò qua vết mổ cực nhỏ mà một cánh tay khác vừa tạo ra, đồng thời truyền dẫn hình ảnh thời gian thực về modul màn hình, nơi bác sĩ phẫu thuật đang ngồi và điều khiển nó.

Toàn bộ việc phẫu thuật được thực hiện qua màn hình, mỗi bác sĩ sử dụng Da Vinci giống như một công nhân lái cần cẩu, điều khiển các cánh tay robot bằng nút bấm, cần gạt và thanh kéo.

Mỗi bác sĩ sử dụng Da Vinci giống như một công nhân lái cần cẩu, điều khiển các cánh tay robot bằng nút bấm, cần gạt và thanh kéo.

Robot phẫu thuật Da vinci hoạt động như thế nào?

Trong buổi thực tập đầu tiên, bài học của Alyssa chỉ đơn giản là nhìn vào chiếc màn hình điện tử ấy của Da Vinci. Các sinh viên chưa được cầm vào những nút bấm và cần gạt, nhưng họ sẽ được nhìn vào màn hình để các bác sĩ giới thiệu những gì mà họ có thể thấy được bên trong một ca mổ vào cơ thể bệnh nhân.

"Bạn có chế độ xem 3D đầy đủ, nó tạo ra một sự khác biệt với bất kỳ kỹ thuật phẫu thuật xâm lấn tối thiểu nào khác", Alyssa nói. Các nội tạng, hệ thống mô và mạch máu của bệnh nhân sẽ nổi lên như một vật thể 3 chiều, cho phép các bác sĩ biết rằng dao mổ của họ đang đi tới đâu và sẽ phải làm gì trong bước tiếp theo.

Khi việc phẫu thuật là bấm nút và gạt cần, liệu những sinh viên từng chơi game sẽ có lợi thế hơn?

Những buổi thực tập với robot phẫu thuật ở Khoa Phẫu thuật Trung tâm Y tế Đại học California còn được gọi với cái tên thông tục là "trại đào tạo". Bởi ở thời điểm này, chưa có bất cứ một chương trình giảng dạy phẫu thuật bằng robot nào được chuẩn hóa ở Mỹ và trên toàn thế giới.

"Một số chương trình nội trú từng không thấy được lợi ích của việc dạy các bác sĩ phẫu thuật bằng robot", Alisa Coker, giám đốc chương trình giáo dục phẫu thuật robot tại Johns Hopkins cho biết.

Alisa là một bác sĩ phẫu thuật chuyên môn về cột sống, thoát vị đĩa đệm, phẫu thuật giảm béo và phẫu thuật ruột trước. Và cô ấy tự gọi mình là một "bác sĩ phẫu thuật robot", bởi tới 98% các ca phẫu thuật mà Alisa thực hiện lúc này là qua hệ thống Da Vinci.

"Mọi thứ mới chỉ thay đổi trong khoảng 6 năm trở lại đây, khi các sinh viên thực tập bắt đầu yêu cầu được học về robot. Họ yêu cầu chúng tôi chuẩn bị một chương trình giảng dạy để dạy họ".

Vậy đó chính xác là những gì Alisa đã làm.

Cô đã thiết kế một loạt các bài thực hành để giúp các bác sĩ GenZ tương lai làm quen với robot phẫu thuật Da Vinci.

Alyssa Murillo (trên cùng bên trái) và các bác sĩ thực tập tại Khoa Phẫu thuật Trung tâm Y tế Đại học California, San Francisco

Bài học đầu tiên của họ với Da Vinci là nhìn vào màn hình của nó để thấy các nội tạng, hệ thống mô và mạch máu của bệnh nhân sẽ nổi lên như một vật thể 3 chiều.

Đầu tiên, họ sẽ được tập sử dụng robot mô phỏng. Các sinh viên y khoa sẽ được chơi các trò chơi với nhiệm vụ, dạy cho các em những kỹ năng cần thiết để phẫu thuật bằng robot.

Alisa sẽ sử dụng một ứng dụng để theo dõi việc sử dụng thiết bị mô phỏng của sinh viên. Cô ấy có thể biết ai đã hoàn thành nhiệm vụ nào và cũng có thể giao nhiệm vụ cụ thể cho sinh viên nếu cô ấy cho rằng điều đó tốt cho họ.

Về phía các sinh viên, Alyssa cho biết trình mô phỏng robot phẫu thuật hoạt động "có phần giống với trò chơi điện tử". Khi nhìn vào màn hình của Da Vinci, cô có thể thấy rõ các khu vực cần phẫu thuật trong cơ thể bệnh nhân.

Màn hình này hiển thị hình ảnh 3D sắc nét, phóng đại từ bên trong cơ thể bệnh nhân, giúp bác sĩ nhìn rõ từng chi tiết nhỏ, như mạch máu và mô mềm.

Khi tập phẫu thuật với robot, Alyssa sẽ không trực tiếp cầm vào dao mổ như trong phẫu thuật truyền thống. Thay vào đó, cô ngồi tại khoang điều khiển của robot giống như bộ điều khiển của một máy chơi game cao cấp.

Bộ điều khiển này có các nút bấm và cần gạt để điều khiển các công cụ phẫu thuật. Các công cụ phẫu thuật được gắn vào cánh tay robot tương tự như các phụ kiện hoặc vũ khí mà bạn có thể lựa chọn để gắn vào nhân vật trong trò chơi để hoàn thành nhiệm vụ.

Những công cụ này là dao mổ, kéo, kẹp, và máy đốt điện, được điều khiển từ xa và thực hiện các thao tác phẫu thuật phức tạp trên cơ thể con người. Khi bạn điều khiển chiếc cần xoay, giống như cần xoay trên tay cầm PS, các công cụ trên cánh tay của robot có thể di chuyển theo đó, lên, xuống, trái, phải, xoay tròn, cầm nắm hoặc thả xuống:

Đầu công cụ tí hon của Da Vinci.

Xem robot Da Vinci khâu một quả nho.

Cánh tay robot có độ tự do lớn hơn bất kỳ khớp tay nào của con người, do đó, chúng có thể di chuyển theo nhiều chiều và chạm tới, thực hiện các thao tác mà không một bác sĩ phẫu thuật nào có thể trực tiếp làm với dao mổ.

Ngoài ra, còn có một lợi thế khác, các cánh tay robot phẫu thuật không hề biết run. Chúng hoạt động ổn định hơn cả con người, ngay cả khi thực hiện các động tác cực kỳ tinh vi.

Sự tương đồng giữa việc phẫu thuật bằng robot và điều khiển tay cầm điện tử đã khiến Alyssa tự hỏi: Liệu ai đó đã từng chơi điện tử sẽ có lợi thế hơn trong thời đại phẫu thuật bằng robot hay không?

Câu trả lời là: Có!

Trong một nghiên cứu đăng trên tạp chí Advances in Medical Education and Practice năm 2019, một nhóm các bác sĩ Đan Mạch đã thiết kế một thí nghiệm để kiểm tra kinh nghiệm chơi điện tử có mang lại lợi thế cho các bác sĩ phẫu thuật bằng robot mới vào nghề hay không?

Họ đã tuyển dụng 32 sinh viên y khoa, trong số đó có 12 game thủ, những người có kinh nghiệm chơi game nhiều hơn 6 tiếng/tuần trên máy tính, PlayStation, Wii hoặc X-box.

Những người tham gia được yêu cầu thực hiện những ca phẫu thuật nối niệu đạo bàng quang mô phỏng trên thiết bị Da Vinci. Các bác sĩ sẽ theo dõi quá trình sinh viên y khoa phẫu thuật và chấm điểm dựa trên một bộ 24 tiêu chí.

Kết quả cho thấy những sinh viên y khoa là game thủ có thành tích vượt trội hơn hẳn các sinh viên y khoa khác ở 3/24 tiêu chí. Họ tận dụng dụng cụ phẫu thuật tốt hơn, di chuyển dao mổ dài hơn và tiết kiệm số lần dùng dụng cụ trong khi bảo tồn được nhiều mô khỏe mạnh của bệnh nhân hơn.

Ngoài ra, nhóm sinh viên y khoa là game thủ cũng đạt được kết quả tốt hơn nhóm còn lại trong 7/21 tiêu chí khác, bao gồm thời gian phẫu thuật nhanh hơn, tổn thương bàng quang và tổn thương bó mạch thần kinh thấp hơn.

Trình mô phỏng phẫu thuật bằng robot Da Vinci trong nghiên cứu.

Những sinh viên y khoa là game thủ thể hiện tốt hơn những sinh viên khác trong bài kiểm tra.

Năm 2023, một nghiên cứu trên tạp chí Journal of Robotic Surgery cũng cho thấy "trải nghiệm trò chơi điện tử cải thiện khả năng phẫu thuật cơ bản của robot", đặc biệt khi xem xét các nhiệm vụ phẫu thuật bằng robot như nhắm mục tiêu bằng camera và khâu vết thương theo chiều dọc.

Trong khi đó, một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Journal of Pediatric Surgery Open hồi tháng 4 đã so sánh tác động của việc chơi điện tử và nhạc cụ tới hiệu suất sử dụng robot phẫu thuật của các bác sĩ và sinh viên y khoa.

Kết quả cho thấy việc chơi nhạc cụ không làm tăng đáng kể khả năng điều khiển robot phẫu thuật, ngoại trừ việc chơi piano. Nhưng những bác sĩ có kinh nghiệm chơi game nhiều hơn 3 giờ mỗi tuần có thể đạt hiệu suất cao hơn khi phẫu thuật bằng robot.

Các nhà nghiên cứu cho biết các bác sĩ là game thủ sẽ có lợi thế trong phẫu thuật bằng robot nhờ kỹ năng và sự quen thuộc với môi trường thực tế ảo, vốn được phát triển qua kinh nghiệm chơi game.

Trong khi việc chơi nhạc cụ cũng có thể làm tăng sự khéo léo của bàn tay, việc không điều khiển nhạc cụ qua một màn hình làm giảm lợi thế của nhóm những bác sĩ chơi nhạc cụ nhưng không chơi điện tử.

Bởi các kỹ năng điều khiển và tư duy không gian qua màn hình chỉ được phát triển qua việc chơi game, nhóm bác sĩ là game thủ sẽ có khả năng làm chủ các kỹ thuật phẫu thuật phức tạp hơn với robot, giảm thiểu lỗi và tăng hiệu quả khi phẫu thuật khi họ dùng nút bấm và cần gạt.

Chúng ta có thể trao niềm tin cho các bác sĩ GenZ phẫu thuật bằng robot không?

Cần phải nhấn mạnh một thực tế rằng, những hệ thống robot phẫu thuật như Da Vinci không phải là robot tự động. Nghĩa là chúng không được tích hợp trí tuệ nhân tạo để có thể tự đưa ra chẩn đoán, tự nhìn vào cơ thể bệnh nhân và tự đưa dao mổ.

Thay vào đó, robot chỉ đơn giản là một công cụ mà bác sĩ phẫu thuật sử dụng và nắm toàn bộ quyền điều khiển.

Trong khi bác sĩ phẫu thuật chính điều khiển cánh tay từ modul điều khiển, một chuyên gia y tế khác đóng vai trò trợ lý sẽ đứng bên giường bệnh, thiết lập, lắp và tháo dụng cụ ra khỏi bệnh nhân:

Ảnh minh họa.

Kể từ khi Da Vinci được FDA chấp thuận vào năm 2000, đã có một làn sóng hoài nghi về việc chấp nhận robot phẫu thuật như một phương pháp phổ biến trong các thủ tục y tế vốn được các bác sĩ trực tiếp thực hiện.

Bất chấp sự giám sát chặt chẽ, việc sử dụng robot phẫu thuật đã tăng vọt trong những năm gần đây. Một nghiên cứu năm 2020 trên Tạp chí của Hiệp hội Y khoa Hoa Kỳ cho thấy "việc sử dụng phẫu thuật bằng robot đã tăng từ 1,8% vào năm 2012 lên 15,1% vào năm 2018".

Đối với một số thủ thuật, đặc biệt là trong phẫu thuật tiết niệu và phụ khoa, sự tăng trưởng rất đáng kể. Khoa Phẫu thuật Trung tâm Y tế Đại học California, San Francisco, nơi Alyssa đang thực tập vừa cán mốc 15.000 ca phẫu thuật bằng robot trong năm nay.

Hiện họ đang sở hữu 7 phòng mổ với 7 hệ thống robot Da Vinci. Intuitive Surgical cho biết tính đến năm 2024, họ đã bán ra hơn 7.500 hệ thống Da Vinci và có hơn 11 triệu ca phẫu thuật đã được thực hiện bằng robot này trên khắp thế giới.

Mỗi hệ thống Da Vinci có giá khoảng 1,5 triệu USD (tương đương 37 tỷ VNĐ), nhưng việc nó được tung ra từ năm 2000 có nghĩa là bằng sáng chế của robot này đã hết hạn được bảo hộ.

Các chuyên gia y tế dự đoán trong thời gian tới, trên thị trường sẽ sớm xuất hiện các phiên bản robot phẫu thuật "generic" giống như Da Vinci nhưng có giá rẻ hơn, giúp lĩnh vực phẫu thuật bằng robot bùng nổ.

Hiện mỗi hệ thống Da Vinci có giá khoảng 1,5 triệu USD (tương đương 37 tỷ VNĐ).

Khi các hệ thống robot phẫu thuật bùng nổ, giáo dục y tế cũng đang phát triển nhanh chóng để bắt kịp. Thế hệ bác sĩ phẫu thuật tiếp theo đang học theo những cách khác xa so với những người đi trước.

Một số dự án đó bao gồm sử dụng thực tế tăng cường để có thể phủ hình ảnh bệnh nhân từ máy chụp cộng hưởng từ lên bàn mổ, và sử dụng AI để giúp sinh viên y khoa xác định các cấu trúc trong cơ thể bệnh nhân tốt hơn.

Một số công ty, như OssoVR , còn muốn tạo ra một chiếc kính thực tế ảo có thể đưa sinh viên vào phòng phẫu thuật ảo để đào tạo hoặc thực hành, nhằm giảm tránh rủi ro so với phẫu thuật trên bệnh nhân thực.

Câu hỏi đặt ra lúc này là liệu chúng ta có thể đặt niềm tin vào thế hệ các bác sĩ trẻ, với những công nghệ mới mẻ, như phẫu thuật bằng nút bấm và cần gạt hay không?

Alyssa đang dành 1 năm thực tập tại Trung tâm Y tế Đại học California để đi tìm câu trả lời cho câu hỏi đó. Cô đang tiến hành một nghiên cứu nhằm xác định chính xác khoảng thời gian khi nào thì một sinh viên thực tập có thể sử dụng robot phẫu thuật thành thạo.

Hiện tại, những sinh viên như Alyssa thường phải thực hành sử dụng Da Vinci trên mô phỏng, sau đó phụ mổ trong 10 ca rồi mới được trực tiếp làm việc trên bảng điều khiển robot - dưới sự trợ giúp của một bác sĩ có kinh nghiệm.

Trước đây, các bác sĩ cho rằng thời lượng sử dụng trình mô phỏng sẽ quyết định tới kỹ năng điều khiển robot phẫu thuật của sinh viên. Nhưng Alyssa cho biết: "Có lẽ thời gian không phải là thước đo tốt nhất về trình độ phẫu thuật bằng robot".

Những sinh viên trẻ hào hứng với hệ thống phẫu thuật robot.

Hệ thống phẫu thuật thực tế ảo của OssoVR.

Chẳng hạn như các nghiên cứu phía trên đã chỉ ra kinh nghiệm chơi game có thể giúp các sinh viên y khoa nâng cao khả năng điều khiển robot phẫu thuật. Trong khi đó, nhiều yếu tố khác cũng tác động đến việc sử dụng công cụ phẫu thuật rất mới này đang được tìm hiểu.

Vì vậy, chúng ta hoàn toàn có thể trao gửi niềm tin cho các bác sĩ GenZ như Alyssa, những người sẽ ngồi phía trước một tập hợp nút bấm và tay cầm điều khiển robot phẫu thuật của họ. Suy cho cùng, việc chuyển đổi từ bàn tay bác sĩ sang cánh tay robot chỉ là sự phát triển tất yếu của công nghệ.

Sẽ thật khó hiểu khi con người từng đặt niềm tin vào các cuộc phẫu thuật được thực hiện ở tiệm cắt tóc, bởi những người thợ cạo không có chuyên môn y khoa, mà lại từ chối được phẫu thuật bởi các bác sĩ được đào tạo bài bản để điều khiển những hệ thống robot tiên tiến và đắt giá nhất hành tinh như Da Vinci.

Nguồn: Tham khảo Wired, Springer, Sciencedirect

Thanh Long