Nội soi bằng robot thông minh

Viên nang được dẫn hướng bằng nam châm

Phát minh mới mở ra triển vọng trong tương lai gần, hệ thống robot thông minh có thể dẫn các công cụ y tế đến những vị trí chính xác trong cơ thể, lấy sinh thiết hoặc kiểm tra mô bên trong. 

Phát minh "Nội soi đại tràng với robot thao tác thông minh sử dụng từ tính" là thành quả 12 năm nghiên cứu của nhóm nhà khoa học quốc tế do Đại học Leeds dẫn đầu. Những thử nghiệm sử dụng hệ thống này có thể được bắt đầu vào năm 2021 hoặc đầu năm 2022.

Pietro Valdastri, giáo sư ngành Robot và Hệ thống tự động hóa tại Leeds, giám sát viên nghiên cứu cho biết: "Chúng tôi đã phát triển là một hệ thống giúp bác sĩ hoặc y tá vận hành dễ dàng và ít gây đau đớn hơn cho bệnh nhân. Công trình khoa học đánh dấu một bước tiến quan trọng khiến nội soi đại tràng trở nên phổ biến hơn giúp phát hiện ung thư đại trực tràng sớm và một số bệnh khác".

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một thiết bị nhỏ hơn, hình viên nang gắn với một sợi cáp nhỏ đưa vào hậu môn, được dẫn hướng vào vị trí bằng một nam châm gắn trên cánh tay robot.

Cánh tay robot di chuyển quanh cơ thể bệnh nhân để điều động viên nang. Hệ thống hoạt động trên nguyên tắc lực từ trường hút và đẩy. Nam châm bên ngoài cơ thể bệnh nhân tương tác với những nam châm nhỏ gắn trong viên nang điều hướng "tàu ngầm này" qua ruột kết. Giải pháp này sẽ khiến bệnh nhân ít đau hơn so với nội soi đại tràng thông thường.

Sử dụng công nghệ robot thông minh để nội soi đại tràng 3 cấp độ tự động hóa.

Điều khiển cánh tay robot có thể được thực hiện thủ công nhưng đây là một kỹ thuật rất khó. Các nhà nghiên cứu phát triển những cấp độ tự động hóa khác nhau cho robot.

Điều khiển trực tiếp robot bằng cần điều khiển không có trợ giúp tự động hóa.

Điều khiển nội soi thông minh: Người điều hành đặt vị trí viên nang sẽ đến trong ruột kết, hệ thống tính toán những chuyển động cần thiết của cánh tay robot đưa viên nang vào vị trí yêu cầu.

Điều khiển bán tự động: Hệ thống robot tự động điều hướng viên nang qua ruột kết, sử dụng thị giác máy tính – phương pháp này cho phép người điều khiển có thể chiếm quyền điều khiển viên nang trong một giai đoạn thời gian.

Trong cuộc thử nghiệm mô phỏng, điều khiển trực tiếp cánh tay robot, tỷ lệ thành công đạt 58%. Tỷ lệ này đạt đến 96% khi sử dụng hệ thống robot thông minh và 100% khi điều khiển bán tự động.

Thử nghiệm tiếp theo cho thấy, nội soi ruột già với robot thông minh ứng dụng từ tính dễ dàng hơn. Những nhân viên thực hành gặp khó khăn khi vận hành ống soi ruột kết thông thường và khi trực tiếp điều khiển robot.

James Martin, nghiên cứu sinh tiến sĩ thuộc Đại học Leeds, đồng chủ nhiệm công trình nghiên cứu cho biết, vận hành cánh tay robot khá khó khăn, không trực quan và linh hoạt. 

Công nghệ kỹ thuật được phát triển để thực hiện nội soi đại tràng có thể áp dụng cho những thủ thuật nội soi khác, như nội soi đường tiêu hóa hoặc phổi.

TS Bruno Scaglioni, Nghiên cứu viên sau Tiến sĩ tại Leeds, đồng trưởng nhóm nghiên cứu, nhận xét: "Nội soi đại tràng bằng robot là sáng tạo cách mạng hóa phương thức nội soi. Điểm đặc trưng là người thực hiện nội soi không cần thiết phải là chuyên gia. Điều đó sẽ làm cho kỹ thuật nội soi sẽ được phổ biến rộng rãi hơn, thực hiện tại các phòng khám và trung tâm y tế cộng động".