Kaksi ja puoli vuotta sitten Kalifornian Fremontissa sijaitsevan robottileikkauskehitysyhtiön THINK Surgicalin työntekijät siivottivat pääkonttorinsa lähellä olevaa varastoyksikköä löytäessään esineen, joka näytti olevan vanha robottivarsi.
Tarkemmin tutkittuaan yrityksen apulaisjohtaja Micah Forstein huomasi, että käsivarsi oli jäännös - prototyyppi keksinnöstä, joka oli muuttanut nivelkorvausleikkauksen ikuisesti.
Robodoc-nimisen innovatiivisen robottijärjestelmän avulla kirurgit voivat suorittaa monimutkaisia lonkka- ja polvileikkauksia tarkemmin käyttämällä CT-skannauksia, jotka muunnetaan kolmiulotteisiksi virtuaalikuvoiksi ennen operatiivista suunnittelua ja tietokoneohjattua porausta. Työkalua on käytetty yli 28 000 toimenpiteessä ympäri maailmaa.
Nyt täysin palautettu vuoden 1989 prototyyppi muistetaan ikuisesti Smithsonianin Amerikan historian kansallismuseon kokoelmissa.
"Meille on tärkeää muistaa lääketieteellisen tekniikan välitavoitteet", Forstein sanoo.
ROBODOC-prototyyppi Amerikan historian kansallismuseossa. (NMAH / SI) Robotti on myöhään eläinlääkärin Howard "Hap" A. Paulin ja insinööreiksi kääntyneen ortopedisen kirurgin William Bargarin, jotka työskentelivät molemmat Kalifornian yliopistossa Davisissa, aivotukko 1980-luvulla, kun Bargar tunnisti, mitä hän kutsuu dilemmaksi täydellinen lonkan artroplastia tai lonkan korvausleikkaus.
Tuona aikakautena implantit kiinnitettiin potilaan vartaloon akryylisementillä, pysyvällä materiaalilla, joka lopulta hajoaa lähettäen potilaan takaisin veitsen alle.
Tutkijat olivat jo yrittäneet poistaa viallisen sementin tarpeen käyttämällä huokoisia implantteja, joissa luu voisi tosiasiallisesti kasvaa. Tämä kehitys kohdistui huononevan sementin ongelmaan, mutta implantit olivat silti epätäydellisiä, koska niitä valmistettiin vain muutama erikokoinen; ne eivät sopineet jokaisen potilaan vartaloon.
"Yrität laittaa ne sisään ja jotkut sopisivat liian tiukkoihin", sanoo Bargar, "tai rikkoisit luun asettamalla sen, tai jotkut sopisivat liian löysäksi ja se heiluttaisi, joten oli vaikea saada oikean kokoinen jokaiselle potilaalle. Joten minulla oli ajatus räätälöidä nämä asiat. "
Käyttämällä potilaan CT-skannaustietoja yhdessä tietokoneavusteisen suunnittelun / tietokoneavusteisen valmistustekniikan (CAD / CAM) tekniikan kanssa, Bargar voisi suunnitella implantin sopimaan tietyn henkilön vartaloon. Hän voi sitten siirtää mallin CAD / CAM-koneeseen, joka leikkasi implantin metallista.
Samalla UC Davisin kampuksen eri osassa Paul opiskeli koirien yhteisiä korvaavia leikkauksia koirina eläinlääketieteen koulun asukkaana. Hän ei kestänyt koiran laskemista yhteisiin asioihin, jos vaihtoehtoja, kuten lonkkakorvaus, olisi olemassa. Kaksi tutkijaa yhdistivät voimansa harjoittaakseen räätälöityjä implanttien tutkimuksia koirilla.
Mutta jopa mukautettujen implanttien kanssa, nivelkorvausleikkaus oli puutteellinen. Samalla kun kone valmisti räätälöityjä implantteja, kirurgit kaivasivat edelleen potilaiden luiden onteloita käsin, usein raa'asti, asettaen esteet implanttien asettamiselle ja tasoittivat tietä vahingollisille seurauksille, kuten luun sirpaleille.
Tutkijat käyttivät ROBODOCia 23 koiran leikkauksessa ennen yrittämistä käyttää sitä ihmiselle. (NMAH / SI) Lennolla kotiin Nizzasta, Ranskasta, jossa he olivat esitelleet tutkimuksensa mukautetuista implantteista, Bargar ja Paul keksivat seuraavan ideansa: käyttää robottia leikkaamaan potilaan implantin käänteinen muoto täydelliseksi istukseksi.
Mutta robotiikan ja tietokoneiden tutkimusalat olivat kehittyneet toisistaan riippumattomasti, ja uuden käsitteen oli robotin opettaminen toimimaan kuten CAD / CAM-kone. Soittamisen jälkeen monille robottivalmistajille jättänyt tutkijat umpikujaan, Bargarin isä, entinen IBM-työntekijä, antoi hänelle yhteyden IBM: n Thomas J. Watson Research Lab -ryhmään. Siellä tutkijat olivat kehittäneet automatisoidun konekielen, mutta heidän ei ollut vielä sovellettu sitä todellisessa maailmassa.
Se oli täydellinen ottelu ja vuonna 1986 tutkijat aloittivat yhteistyön ensimmäisen ja ainoan aktiivisen robottikirurgisen järjestelmän kanssa. Samoin kuin implanttien valmistukseen käytetyssä CAD / CAM-koneessa, robotti noudattaa kirurgin ohjeita, jotka se vastaanottaa tietokoneelta, käyttämällä tätä IBM: n kehittämää kieltä.
"Sinulla on oltava idea, sinun on oltava naiivia ja se auttaa myös onnea", Bargar sanoo.
He kastettivat robottinsa Robodocin nyökkättäessä suositulle vuoden 1987 elokuvalle RoboCop . Noin 1990, IBM: n tuella, Paul ja Bargar perustavat yrityksen Integrated Surgical Systems -yhtiötä ja vakuuttivat FDA: n sallimaan heidän suorittaa toteutettavuustutkimus ihmisestä marraskuussa 1992. Integroitujen kirurgisten järjestelmien ja IBM: n välillä on kymmenen patenttia (numerot 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 ja 6747646), jotka edustavat yleisen keksinnön eri komponentteja.
He olivat jo käyttäneet robottia 23 koiran leikkauksissa ja vaikka heillä oli joitain vaikeuksia koneen asettamisessa ensimmäistä ihmisen leikkausta varten, he menestyivät ja osoittivat koneen turvallisuuden.
Tämän jälkeen FDA antoi heidän suorittaa yhdeksän muuta ihmisen leikkausta monikeskustutkimuksessa (Paavali osallistui kuuteen koeoperaatioon, mutta traagisesti hän kuoli leukemiaan päivää ennen tutkimuksen viimeistä testileikkausta).
He pystyivät todistamaan näiden tutkimusten avulla, että robotti auttoi tarkemmassa nivelkorvausleikkauksessa, mutta toimenpide kesti kauemmin kuin perinteinen leikkaus, mikä johtaa suurempaan verenhukkaan. He pystyivät säätämään prosessia saksalaisen lääkärin ehdotuksilta, jotka olivat alkaneet käyttää laitetta suunnilleen samanaikaisesti, kun Bargarin ryhmä aloitti FDA: n monikeskustutkimukset (EU: lla oli erilainen standardisarja, jonka avulla tätä laitetta voidaan käyttää Euroopassa ennen kuin sitä käytettiin Yhdysvalloissa).
Mutta muutosten sisällyttämiseksi FDA vaati ryhmää suorittamaan uuden kokeiluvaiheen, ja vuoteen 2006 mennessä yrityksellä oli niukasti varoja. He sulkivat myymälän vuoteen 2007, jolloin korealainen yritys nimeltä Curexo, THINK Surgicalin emoyhtiö, juoksi sisään ja antoi varoja tutkimuksen loppuun saattamiseen.
FDA puhdisti lopulta Robodocin ensi vuonna, ja nykyään järjestelmä on edelleen ainoa aktiivinen robottileikkausjärjestelmä (eli robotti suorittaa toimenpiteen itse kirurgin ohjeiden mukaisesti), jota käytetään Yhdysvalloissa ortopediseen leikkaukseen.
ROBODOC oli ensimmäinen leikkauksessa käytetty aktiivinen robotti. (NMAH / SI) Judyn Chelnick, museon lääketieteen ja tieteen jaon kuraattori, oli seurannut robottileikkaustekniikan kehitystä vuosien ajan, kun Forstein otti yhteyttä Smithsonian instituutioon prototyypin paljastamisen jälkeen. Chelnick tiesi haluavansa hankkia lääketieteellisen robottilaitteen, mutta oli vielä päättämättä, kumpi niistä.
Nähdessään robotin henkilökohtaisesti Fremontissa ja tutkineen Robodocin historiaa, hän päätti, että tämä oli tärkein kerätä ensin - koska se oli ensimmäinen.
”Se on historiallista. Näen sen leikkauksen evoluutiona. Tämä on vain yksi tapa tehdä leikkaus ”, Chelnick sanoo.
Marraskuussa 2016 Amerikan historian kansallismuseo julkaisi virallisesti Robodocin pysyviin tiede- ja lääketieteellisiin kokoelmiinsa. Omistajaseremoniassa läsnä ollut 72-vuotias Bargar kutsuu lahjoitusta Smithsonianille uransa "kapteeniksi". ”Se on valtava kunnia. Se on luultavasti elämäni suurin saavutus ”, hän sanoo.
