Kaks ja pool aastat tagasi koristasid Californias Fremontis asuva robotikirurgia arendusettevõtte THINK Surgical töötajad oma peakontori lähedal asuvat laoruumi, kui nad leidsid objekti, mis näis olevat vana robotkäsi.
Lähemal vaatlusel sai ettevõtte abijuhataja Micah Forstein aru, et käsivars oli jäänuk - leiutise prototüüp, mis muutis igavesti liigeste asendamise operatsiooni.
Robodociks kutsutav uuenduslik robotsüsteem võimaldab kirurgidel teha keerulisemaid puusa- ja põlveoperatsioone suurema täpsusega, kasutades CT-skaneeringuid, mis on muudetud kolmemõõtmelisteks virtuaalseteks piltideks operatsioonieelseks kavandamiseks ja arvuti abil juhitavaks puurimiseks. Seda tööriista on kasutatud enam kui 28 000 protseduuris kogu maailmas.
Nüüd mäletatakse täielikult taastatud 1989. aasta prototüüpi Smithsoniani Ameerika ajaloo muuseumi kogudes.
"Meie jaoks on oluline meeles pidada meditsiinitehnoloogia verstaposte, " ütleb Forstein.
ROBODOC prototüüp Ameerika Ajaloomuuseumis. (NMAH / SI) Robotiks on hilise veterinaararsti Howard "Hap" A. Pauli ja inseneriks osutunud ortopeedilise kirurgi William Bargari, kes mõlemad töötasid Davise Californias, 1980. aastatel, kui Bargar mõistis, mida ta nimetab dilemmaks puusa täielik artroplastika või puusaliigese proteesimine.
Sel ajastul kinnitati implantaadid patsiendi keha külge akrüültsemendiga, püsimatu materjaliga, mis lõpuks laguneb, saates patsiendi noa alla tagasi.
Teadlased olid juba üritanud vigase tsemendi vajadust kõrvaldada, kasutades poore, mille luu võis tegelikult kasvada. See areng käsitles tsemendi halvenemist, kuid implantaadid olid endiselt ebatäiuslikud, kuna neid toodeti ainult paar erinevat suurust; need ei sobinud iga patsiendi kehasse.
"Prooviksite need panna ja mõni sobiks liiga tihedalt, " ütleb Bargar, "või murraksite luu pannes selle sisse, või mõni sobiks liiga lahti ja see hakkaks värisema, nii et seda oli raske saada iga patsiendi jaoks sobivas suuruses. Nii et mul oli idee need asjad tellida. "
Kasutades patsiendi CT-skannimisandmeid koos arvutipõhise disaini / arvutipõhise valmistamise (CAD / CAM) tehnoloogiaga, võiks Bargar kavandada implantaadi konkreetse inimese keha jaoks. Seejärel võiks ta disainilahenduse üle viia CAD / CAM-masinasse, mis lõikaks implantaadi metallist välja.
Samal ajal õppis Paul UC Davise ülikoolilinnaku teises osas veterinaarmeditsiini kooli residendina koertel ühiseid asendusoperatsioone. Ta ei saanud taluda koera mahajätmist ühiste probleemide korral, kui oleks alternatiive, näiteks puusaliigese asendamine. Kaks teadlast ühendasid jõud, jätkates koerte implantaatide uurimist.
Kuid isegi kohandatud implantaatide korral oli liigeste asendamise operatsioon viga. Sel ajal, kui masin valmistas kohandatud implantaate, kaevasid kirurgid endiselt patsientide luude õõnsusi käsitsi, sageli ebaviisakalt, luues takistused implantaadi paigaldamiseks ja sillutades teed kahjulike tagajärgede tekkeks, näiteks luu tükeldamine.
Teadlased kasutasid ROBODOCi 23-l koeraoperatsioonil, enne kui nad üritasid seda inimesel kasutada. (NMAH / SI) Prantsusmaal Nizast pärit kodumaal, kus nad olid esitlenud oma uurimusi kohandatud implantaatide kohta, tulid Bargar ja Paul välja oma järgmise idee: kasutada roboti abil patsiendi implantaadi pöördkuju lõikama, et see ideaalselt sobiks.
Kuid robootika ja arvutite uurimisvaldkonnad olid arenenud üksteisest sõltumatult ja roboti õpetamine käituma nagu CAD / CAM-masin oli uus mõiste. Pärast paljude robootikatootjate poole pöördumist jätsid teadlased ummikusse, seadis Bargari isa, endine IBMi töötaja, kontakti IBMi Thomas J. Watsoni uurimislabori rühmaga. Seal olid teadlased välja töötanud automatiseeritud masinakeele, kuid ei pidanud seda veel reaalses maailmas rakendama.
See oli täiuslik vaste ja 1986. aastal alustasid teadlased koostööd esimese ja ainsa aktiivse robotkirurgilise süsteemi väljatöötamisel. Sarnaselt implantaatide valmistamiseks kasutatavale CAD / CAM-masinale järgib robot selle IBMi väljatöötatud keelt kasutades kirurgi juhiseid, mida ta arvutist saab.
“Teil peab olema idee ja te peate olema naiivsed ning see aitab ka vedada, ” ütleb Bargar.
Nad ristisid oma roboti Robodoci noogutades populaarsele 1987. aasta filmile RoboCop . Umbes 1990. aastal asutasid Paul ja Bargar IBMi toetusel ettevõtte Integrated Surgical Systems ning veenid FDA-d lubama neil novembris 1992. aastal teostada inimese kohta teostatavusuuring. Integreeritud kirurgiliste süsteemide ja IBM-i vahel on kümme patenti (numbrid 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 ja 6747646), mis esindavad kogu leiutise erinevaid komponente.
Nad olid robotit juba kasutanud 23 koera operatsioonidel ja kuigi neil oli esimese inimese operatsiooni jaoks masina seadistamisega probleeme, olid nad edukad ja tõestasid masina ohutust.
Seejärel lubas FDA neil mitmekeskuselises uuringus lõpule viia veel üheksa inimoperatsiooni (Paul osales kuues testimisoperatsioonis, kuid traagiliselt suri ta leukeemiasse päev enne uuringus tehtud viimast testoperatsiooni).
Nad suutsid nende uuringute abil tõestada, et robot aitas täpsematel liigeseasendusoperatsioonidel, kuid protseduur võttis kauem aega kui traditsiooniline operatsioon, mille tulemuseks oli suurem verekaotus. Nad suutsid seda protsessi näpistada Saksamaa arsti soovitustega, kes olid seadet kasutama hakanud umbes samal ajal, kui Bargari meeskond alustas FDA mitmekeskuse uuringuid (ELil oli erinev standardikomplekt, mis võimaldas seda seadet Euroopas kasutada) enne selle kasutamist USA-s).
Kuid muudatuste lisamiseks nõudis FDA meeskonnalt veel ühe komplekti katsete lõpuleviimist ja 2006. aastaks oli ettevõttel rahalisi vahendeid vähe. Nad sulgesid kaupluse 2007. aastani, kui Korea ettevõte nimega Curexo, THINK Surgicali emaettevõte, sisse logis ja eraldas raha uuringu lõpuleviimiseks.
FDA kustutas Robodoc järgmisel aastal lõpuks ja täna on süsteem endiselt ainus aktiivne robotiseeritud kirurgiline süsteem (see tähendab, et robot teeb protseduuri ise vastavalt kirurgi käskudele), mida USA-s kasutatakse ortopeediliseks kirurgiaks.
ROBODOC oli esimene operatsioonis kasutatav aktiivrobot. (NMAH / SI) Muuseumi meditsiini- ja teadustegevuse osakonna kuraator Judy Chelnick oli aastaid jälginud robotkirurgia tehnoloogia arengut, kui Forstein võttis pärast prototüübi paljastamist ühendust Smithsoniani asutusega. Chelnick teadis, et soovib koguda robotiseeritud meditsiiniseadet, kuid polnud veel otsustanud, milline neist valida.
Pärast roboti Fremontis isiklikult nägemist ja Robodoci ajaloo uurimist otsustas ta, et see on kõige olulisem, mida kõigepealt koguda - kuna see oli esimene.
“See on ajalooline. Ma näen seda kui operatsiooni evolutsiooni. See on lihtsalt veel üks viis operatsiooni teostamiseks, ”ütleb Chelnick.
2016. aasta novembris tutvustas Ameerika ajaloo rahvusmuuseum ametlikult Robodoci oma alalistesse teaduse ja meditsiini kogudesse. Pühendamise tseremoonial viibinud 72-aastane Bargar nimetab annetust Smithsonianile tema karjääri „kapteniks“. “See on tohutu au. See on ilmselt minu elu suurim saavutus, ”ütleb ta.
