Pred dvema letoma in pol so zaposleni v podjetju THINK Surgical, podjetju za razvoj robotske kirurgije v Fremontu v Kaliforniji, čistili odlagalno enoto v bližini svojega sedeža, ko so našli predmet, za katerega se je zdelo, da je stara roka robota.
Po natančnejšem pogledu je Micah Forstein, pomočnik direktorja podjetja, spoznal, da je roka ostanek - prototip izuma, ki je za vedno spremenil operacijo zamenjave sklepov.
Inovativni robotski sistem, imenovan Robodoc, omogoča kirurgom, da z večjo natančnostjo izvajajo zapletene operacije kolka in kolena z uporabo CT slik, pretvorjenih v tridimenzionalne navidezne slike za predoperativno načrtovanje in računalniško vodeno vrtanje. Orodje je bilo uporabljeno v več kot 28.000 postopkih po vsem svetu.
Zdaj bo popolnoma obnovljeni prototip iz leta 1989 za vedno spominjen v zbirkah Smithsonianovega Nacionalnega muzeja ameriške zgodovine.
"Pomembno se je spomniti mejnikov v medicinski tehnologiji, " pravi Forstein.
Prototip ROBODOC v Nacionalnem muzeju ameriške zgodovine. (NMAH / SI) Robot je domišljija pokojnega veterinarja Howarda "Hap" A. Paula in inženirja, ortopedskega kirurga Williama Bargarja, ki sta oba delala na kalifornijski univerzi v Davisu v osemdesetih letih, ko je Bargar priznal, čemur pravi dilema. skupna artroplastika kolka ali operacija zamenjave kolka.
V tistem obdobju so vsadke pritrdili na bolnikovo telo z akrilnim cementom, neprestanim materialom, ki bi se sčasoma razpadel, pacienta pošiljajo nazaj pod nož.
Raziskovalci so potrebo po poškodovanem cementu že poskušali odpraviti z uporabo poroznih vsadkov, v katerih bi lahko kost dejansko rasla. Ta razvoj se je lotil problema propadajočega cementa, vendar so vsadki še vedno nepopolni, saj so bili izdelani le v nekaj različnih velikostih; niso ustrezale telesu vsakega bolnika.
"Poskusili bi jih vstaviti, nekateri pa bi se prilegali pretesno, " pravi Bargar, "ali pa bi si zlomili kost, če bi jo vtaknili, ali bi se nekateri prilepili preveč ohlapno in bi vihteli, zato je bilo težko dobiti prave velikosti za vsakega pacienta. Tako sem imel idejo, da bi te stvari izdelal po meri. "
Z uporabo pacientovih podatkov CT-slik, skupaj z računalniško podprto zasnovo / računalniško podprto proizvodno tehnologijo (CAD / CAM), bi Bargar lahko oblikoval implantat, da bi ustrezal telesu določenega posameznika. Nato je zasnovo lahko prenesel na CAD / CAM stroj, ki bi implantat izrezal iz kovine.
Medtem je Paul v drugem delu kampusa UC Davis študiral skupne nadomestne operacije pri psih kot prebivalec na šoli za veterinarstvo. Ni mogel prenesti psa zaradi skupnih težav, če obstajajo druge možnosti, kot so zamenjave kolkov. Oba raziskovalca sta združila moči, pri čemer sta opravila raziskovanje implantatov po meri pri psih.
Toda tudi pri vsadkih po meri so bile kirurške nadomestitve sklepov pomanjkljive. Medtem ko je stroj izdeloval vsadke po meri, so kirurgi še vedno ročno kopali vdolbine v pacientovih kosteh, kar je pogosto grobo predstavljalo ovire za vstavljanje vsadkov in utiralo pot škodljivim posledicam, kot je razlitje kosti.
Raziskovalci so uporabili ROBODOC v 23 operacijah na psih, preden so ga poskusili uporabiti na človeku. (NMAH / SI) Med poletom domov iz Nice v Franciji, kjer sta predstavila svoje raziskave na področju vsadkov po meri, sta Bargar in Paul prišla do svoje naslednje ideje: uporabiti robota za rezanje inverzne oblike vsadka pri pacientu za popolno prileganje.
Toda raziskovalna področja robotike in računalnikov so se razvila neodvisno drug od drugega, in učenje robota, da deluje kot CAD / CAM stroj, je bil nov koncept. Potem ko so klici številnih proizvajalcev robotike raziskovalce pustili v slepi ulici, ga je Bargarjev oče, nekdanji zaposleni v IBM-u, vzpostavil stik s skupino v IBM-ovem raziskovalnem laboratoriju Thomas J. Watson. Tam so raziskovalci razvili avtomatski strojni jezik, ki pa ga še niso uporabljali v resničnem svetu.
To je bilo popolno ujemanje in leta 1986 so raziskovalci začeli sodelovati pri prvem in edinem aktivnem robotskem kirurškem sistemu. Podobno kot stroj CAD / CAM, ki se uporablja za izdelavo vsadkov, tudi robot sledi tem kirurškim navodilom, ki jih prejme iz računalnika, s tem jezikom, ki ga je razvil IBM.
"Imeti moraš idejo in biti naiven, pomaga pa tudi, da imaš srečo, " pravi Bargar.
Svojega robota, Robodoca, so poklonili priljubljenemu filmu iz leta 1987 RoboCop . Okoli leta 1990 sta Paul in Bargar s podporo IBM-a ustanovila podjetje Integrated Kirurški sistemi in prepričala FDA, da jim je novembra 1992 omogočila študijo izvedljivosti na človeku. Med integriranimi kirurškimi sistemi in IBMom je deset patentov (številke 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 in 6747646), ki predstavljajo različne sestavne dele celotnega izuma.
Robota so že uporabljali v operacijah na 23 psih, in čeprav so imeli težave pri nastavitvi stroja za prvo človeško operacijo, so bili uspešni in dokazali varnost stroja.
FDA jim je nato dovolila, da v večcentrični študiji opravijo še devet operacij na ljudeh (Paul je sodeloval pri šestih testnih operacijah, tragično pa je umrl za levkemijo dan pred zadnjo testno operacijo v študiji).
S temi študijami so lahko dokazali, da je robot pomagal pri natančnejših operacijah nadomestitve sklepov, vendar je postopek trajal dlje kot običajna operacija, kar je povzročilo večje izgube krvi. Postopek so lahko prepletali s predlogi zdravnika iz Nemčije, ki je začel uporabljati napravo približno ob istem času, ko je Bargarjeva ekipa začela večcentrične študije FDA (EU je imela drugačen nabor standardov, ki so omogočali uporabo te naprave v Evropi pred uporabo v ZDA).
Toda za vključitev sprememb je agencija FDA od ekipe zahtevala, da opravi še en poskus in do leta 2006 je podjetju zmanjkalo sredstev. Trgovino so zaprli do leta 2007, ko je korejsko podjetje Curexo, matično podjetje THINK Surgical, vstopilo in zagotovilo sredstva za dokončanje študije.
FDA je naslednje leto končno očistila Robodoca in danes je sistem še vedno edini aktivni robotski kirurški sistem (kar pomeni, da robot sam izvaja postopek po ukazih kirurga), ki se v ZDA uporablja za ortopedsko operacijo.
ROBODOC je bil prvi aktivni robot, uporabljen v kirurgiji. (NMAH / SI) Judy Chelnick, pridružena kustosinja muzejskega oddelka za medicino in znanost, je že leta spremljala razvoj tehnologije robotske kirurgije, ko je Forstein vzpostavil stik s Smithsonian institucijo, potem ko je odkril prototip. Chelnick je vedela, da želi zbrati robotski medicinski pripomoček, a se je še morala odločiti, kateri.
Potem ko je osebno videl robota v Fremontu in raziskal zgodovino Robodoca, se je odločila, da je to najpomembnejše, ki ga je zbrala prva - ker je bila prva.
"To je zgodovinsko. To vidim kot evolucijo kirurgije. To je le še en način izvajanja operacije, "pravi Chelnick.
Novembra 2016 je Nacionalni muzej ameriške zgodovine Robodoc uradno uvedel v svoje stalne zbirke znanosti in medicine. 72-letni Bargar, ki je bil prisoten na slovesnosti posvečenja, donacijo Smithsonianu imenuje "kapnik" njegove kariere. "To je izjemna čast. To je verjetno največji dosežek mojega življenja, «pravi.
