Nghệ thuật đầu ngón tay vượt 5.200 km: Robot Trung Quốc thông động mạch tim ở Tân Cương từ Thượng Hải

Tại phòng điều khiển của một phòng mổ ở Thượng Hải, những ngón tay của Viện sĩ Cát Quân Ba khẽ dịch chuyển trên cần điều khiển. Cùng lúc đó, cách xa 5.200 km ở Kashgar, Tân Cương, các cánh tay robot xoay đồng bộ, dẫn một sợi dây mảnh như sợi tóc luồn qua đoạn động mạch vành bị hẹp của bệnh nhân. Đây không phải cảnh trong phim khoa học viễn tưởng, mà là một cuộc giải cứu có thật diễn ra ngày 28 tháng 5 năm 2024.

Sáng 28/5/2024, bệnh nhân người Duy Ngô Nhĩ tên Abdulla, 53 tuổi, nằm trên bàn mổ tại phòng thông tim của Bệnh viện Nhân dân số 2 Kashgar, Tân Cương. Động mạch vành liên thất trước bên trái của ông bị hẹp 85%, nhánh mũ trái gần như tắc hoàn toàn — mỗi nhịp tim đều tiềm ẩn nguy cơ đau ngực.

Trong khi đó, tại trung tâm phẫu thuật từ xa của Bệnh viện Trung Sơn thuộc Đại học Phúc Đán ở Thượng Hải, Viện sĩ Cát Quân Ba — Giám đốc Khoa Tim mạch, thành viên Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc — dõi theo bốn màn hình độ nét cao. Tay ông nắm hai cần điều khiển chính xác, chuẩn bị thực hiện một ca chưa từng có tiền lệ: vượt 5.200 km để can thiệp mạch vành cho bệnh nhân ở Tân Cương.

"Bắt đầu chọc kim," giọng của Cát Quân Ba truyền rõ ràng đến Kashgar qua mạng 5G. Đội ngũ y tế tại chỗ lập tức phối hợp, thiết lập đường vào mạch máu.

Độ xa cực hạn

Ca mổ này lập kỷ lục thế giới về can thiệp mạch máu từ xa với khoảng cách lớn nhất — 5.200 km, tương đương khoảng cách đường chim bay từ Thượng Hải đến Kashgar, với tín hiệu phải truyền xuyên suốt Trung Quốc.

Trong phẫu thuật từ xa, độ trễ là kẻ thù chết người. Chỉ một độ trễ ở mức mili giây cũng có thể gây thao tác sai lệch, dẫn đến biến chứng nghiêm trọng như thủng mạch máu.

Để đảm bảo an toàn, đội kỹ thuật đã chuẩn bị suốt nhiều tháng. Họ thử nghiệm nhiều giải pháp truyền dẫn mạng, cuối cùng chọn thiết kế đường truyền kép "mạng riêng 5G + cáp quang dự phòng". Đường truyền chính dùng mạng 5G, còn đường dự phòng truyền qua cáp quang mặt đất, tự động chuyển đổi trong vòng 50 mili giây nếu đường chính dao động.

"Chúng tôi đã tiến hành 17 buổi diễn tập mô phỏng phẫu thuật với hơn 200 giờ thử nghiệm tích lũy," trưởng nhóm kỹ thuật của dự án giải thích. "Cuối cùng chúng tôi kiểm soát độ trễ đầu-cuối dưới 200 mili giây — nằm trong ngưỡng chấp nhận được về lâm sàng."

Điều này có nghĩa khi Cát Quân Ba di chuyển cần điều khiển ở Thượng Hải, cánh tay robot ở Kashgar sẽ phản hồi trong vòng 0,2 giây — gần bằng tốc độ phản xạ thần kinh của con người.

Điều khiển chính xác

Can thiệp mạch vành là một trong những thao tác tinh vi nhất của chuyên ngành tim mạch. Bác sĩ phải luồn sợi dây dẫn đường kính 0,36 mm qua những mạch máu đường kính 2–4 mm, vượt qua các đoạn hẹp để đặt stent.

Bất kỳ một rung tay nhỏ nào cũng có thể khiến ca mổ thất bại.

Hệ thống robot phẫu thuật từ xa nội địa có các cánh tay robot bảy bậc tự do, mô phỏng được mọi chuyển động của cổ tay con người. Quan trọng hơn, hệ thống tích hợp các thuật toán "thu tỷ lệ chuyển động" và "lọc rung tay".

"Khi bác sĩ di chuyển cần điều khiển 1 centimet, cánh tay robot có thể chỉ dịch chuyển 1 milimet," một kỹ sư giải thích. "Việc thu tỷ lệ này không chỉ nâng cao độ chính xác mà còn lọc bỏ rung tay sinh lý tự nhiên."

Hệ thống cũng tích hợp công nghệ phản hồi lực. Khi sợi dây dẫn của cánh tay robot chạm vào thành mạch, cần điều khiển tạo ra lực cản tương ứng, cho phép bác sĩ "cảm nhận" thông tin xúc giác từ cách xa hàng nghìn kilomet.

Phản hồi xúc giác này rất thiết yếu để xác định vị trí dây dẫn. Trong can thiệp truyền thống, bác sĩ dựa vào hình ảnh X-quang và cảm giác tay; trong phẫu thuật từ xa, phản hồi lực trở thành "hệ thần kinh nối dài" của bác sĩ.

Phối hợp vận hành

Phẫu thuật từ xa không phải màn độc diễn, mà là một cuộc vận hành phối hợp chính xác.

Tại phòng mổ ở Kashgar, bác sĩ Parhat, Giám đốc khoa Tim mạch tại chỗ, dẫn dắt đội ngũ đảm nhận các thao tác phía bệnh nhân — thiết lập đường vào mạch máu, theo dõi dấu hiệu sinh tồn và can thiệp cấp cứu khi cần.

"Vai trò của chúng tôi giống như sĩ quan điều khiển vũ khí ngồi ghế sau tiêm kích," Parhat mô tả. "Tuy không trực tiếp lái, nhưng chúng tôi phụ trách ngắm mục tiêu, khai hỏa và giám sát hệ thống."

Hai đội duy trì liên lạc thời gian thực qua hệ thống video độ nét cao đa kênh. Trung tâm điều khiển ở Thượng Hải theo dõi bốn góc quay tại Kashgar: toàn cảnh bệnh nhân, cận cảnh vùng phẫu thuật, màn hình chụp mạch và luồng công việc của đội ngũ.

Đồng thời, đội ở Kashgar nhìn thấy giao diện thao tác và chỉ dẫn thời gian thực của Cát Quân Ba. Sự trực quan hai chiều này đảm bảo thông tin hoàn toàn đối xứng.

"Khi Viện sĩ Cát nói 'đẩy dây dẫn tiến 3 milimet', chúng tôi thấy chỉ báo dịch chuyển chính xác trên màn hình ở Kashgar," Parhat cho biết. "Độ chính xác trong phối hợp này vượt xa năng lực hội chẩn từ xa truyền thống."

Bước đột phá công nghệ

Ca mổ sử dụng hệ thống thiết bị y tế cao cấp hoàn toàn do trong nước phát triển.

Lõi hệ thống là thuật toán điều khiển kiến trúc phân tán, phân giải ý định phẫu thuật thành các chuyển động phối hợp của cánh tay robot. So với các đối thủ quốc tế, hệ thống này đạt hiệu năng dẫn đầu về tối ưu độ trễ và độ chính xác phản hồi lực.

"Các hệ thống quốc tế thường có độ trễ 300–500 mili giây, còn chúng tôi giảm xuống dưới 200 mili giây," trưởng nhóm kỹ thuật nói. "Khác biệt tưởng như nhỏ này lại mở rộng đáng kể biên độ an toàn trong can thiệp mạch máu."

Một đổi mới khác là công nghệ bù mạng thích ứng. Khi mạng dao động, thay vì đơn thuần ngừng phản hồi, hệ thống dự đoán ý định thao tác dựa trên dữ liệu lịch sử để chuyển tiếp mượt mà, tránh việc cánh tay robot giật đột ngột.

Đằng sau những đột phá này là hơn 200 bằng sáng chế và 5 năm nghiên cứu tiền lâm sàng. Đội ngũ đã hoàn thành hàng trăm ca can thiệp mạch máu từ xa trên động vật thí nghiệm, tích lũy dữ liệu và kinh nghiệm vô giá.

Khoảnh khắc phẫu thuật

Đúng 10 giờ 23 phút sáng, ca mổ bước vào giai đoạn then chốt.

Cát Quân Ba điều khiển cánh tay robot, đẩy dây dẫn vào động mạch vành của bệnh nhân. Màn hình độ nét cao hiển thị hình ảnh chụp mạch thời gian thực về hành trình của dây dẫn.

"Có lực cản nhẹ," Cát Quân Ba trao đổi qua micro. Điều chỉnh góc cần điều khiển, ông đưa dây dẫn qua một khúc cong của mạch máu.

Tại Kashgar, đội của Parhat theo dõi sát dấu hiệu sinh tồn. Huyết áp và nhịp tim bệnh nhân giữ ổn định, không có biến chứng rối loạn nhịp.

Đến 10 giờ 47 phút, dây dẫn vượt qua thành công đoạn hẹp của động mạch liên thất trước. Cát Quân Ba điều khiển một cánh tay robot khác, đưa stent đã nạp sẵn đến vị trí đích.

"Bung stent." Stent nở ra tại điểm hẹp, tức thì khôi phục đường kính mạch máu về bình thường.

Toàn bộ quá trình đặt stent chỉ mất vỏn vẹn 3 phút — ngang tốc độ mổ tại chỗ. Chụp mạch xác nhận dòng máu đã lưu thông trở lại, đánh dấu ca mổ thành công.

Công bằng y tế

Ý nghĩa của ca mổ vượt 5.200 km này vượt xa một bước đột phá công nghệ.

Trung Quốc có khoảng 330 triệu người mắc bệnh tim mạch, trong đó hơn 11 triệu ca bệnh mạch vành. Nguồn lực y tế chất lượng cao tập trung ở các đô thị phía Đông, còn các vùng phía Tây có chênh lệch điều trị đáng kể.

Công nghệ phẫu thuật từ xa có thể thay đổi cục diện này.

"Nhờ công nghệ này, 'đôi tay' của các chuyên gia hàng đầu có thể vươn tới bất cứ nơi nào có mạng phủ sóng," Cát Quân Ba phát biểu sau ca mổ. "Đây không chỉ là chuyện thực hiện một ca phẫu thuật, mà là thiết lập mô hình hỗ trợ y tế bền vững."

Bệnh viện Nhân dân số 2 Kashgar dự kiến đưa hệ thống phẫu thuật từ xa vào vận hành thường quy. Trong tương lai, những ca can thiệp tim mạch phức tạp đều có thể được chuyên gia Thượng Hải trực tiếp thao tác theo cách này.

Thiết kế hệ thống cân nhắc nhu cầu của các tuyến bệnh viện khác nhau. Chế độ nâng cao cho phép chuyên gia điều khiển hoàn toàn từ xa, còn chế độ hỗ trợ cho phép bác sĩ tại chỗ thao tác dưới sự chỉ dẫn từ xa, thích ứng với các điều kiện kỹ thuật và mức độ phức tạp ca bệnh khác nhau.

Tháng 6/2024, chính hệ thống này đạt thêm một cột mốc — Bệnh viện Trung Sơn phối hợp với Bệnh viện Nhân dân Shigatse ở Tây Tạng hoàn thành ca can thiệp mạch vành từ xa đầu tiên trên cao nguyên, ở độ cao 3.650 mét.

Trong điều kiện thiếu oxy trên cao nguyên, đội phẫu thuật đối mặt thêm nhiều thách thức, song hệ thống vẫn vận hành ổn định, chứng minh độ tin cậy và khả năng thích ứng.

"Khoảng cách từng là rào cản lớn nhất của công bằng y tế," một kỹ sư dự án chiêm nghiệm. "Giờ đây nó đang trở thành chỉ một con số khác trên bảng thông số kỹ thuật."

Khi những cánh tay robot chuyển động chính xác trong phòng mổ ở Kashgar, chúng kết nối không chỉ hai thành phố mà cả hai điểm trước đây không thể với tới trên bản đồ phân bổ nguồn lực y tế của Trung Quốc.