Před dvěma a půl lety zaměstnanci ve společnosti THINK Surgical, vývojové společnosti pro robotickou chirurgii ve Fremontu v Kalifornii, uklízeli skladovací jednotku poblíž svého sídla, když našli objekt, který vypadal jako stará robotická paže.
Při bližším pohledu si Micah Forstein, pomocný manažer ve společnosti, uvědomil, že paže je pozůstatkem - prototypem vynálezu, který navždy změnil operaci náhrady kloubů.
Inovativní robotický systém, nazvaný Robodoc, umožňuje chirurgům provádět složitější operace kyčle a kolena s větší přesností pomocí CT skenů převedených na trojrozměrné virtuální obrazy pro předoperační plánování a počítačově řízené vrtání. Tento nástroj se používá po celém světě ve více než 28 000 postupech.
Nyní bude plně obnovený prototyp z roku 1989 navždy pamatován ve sbírkách Smithsonianova národního muzea americké historie.
"Je důležité, abychom si pamatovali milníky v lékařské technologii, " říká Forstein.
Prototyp ROBODOC v Národním muzeu americké historie. (NMAH / SI) Robot je duchovním dítětem pozdního veterináře Howarda "Hap" A. Paula a chirurga s otočným ortopedem Williamem Bargarem, kteří oba pracovali na Kalifornské univerzitě v Davisu v 80. letech, kdy Bargar poznal, v čem říká dilema totální artroplastika kyčle nebo chirurgie nahrazení kyčle.
V té době byly implantáty připevněny k tělu pacienta akrylovým cementem, stálým materiálem, který se nakonec rozpadl a poslal pacienta zpět pod nůž.
Vědci se již pokusili eliminovat potřebu vadného cementu pomocí porézních implantátů, ve kterých by mohla kost skutečně růst. Tento vývoj se zabýval problémem zhoršujícího se cementu, ale implantáty byly stále nedokonalé, protože byly vyráběny pouze v několika různých velikostech; nezapadly do těla každého pacienta.
„Zkuste je vložit a někteří by se hodili příliš pevně, “ říká Bargar, „nebo byste si zlomili kost, aby ji vložili, nebo by se někteří hodili příliš volně a to by se kroutilo, takže bylo těžké sehnat správná velikost pro každého pacienta. Takže jsem měl nápad přizpůsobit tyto věci. “
Bargar mohl navrhnout implantát tak, aby se vešel do těla konkrétního jedince, pomocí CT skenovaných dat pacienta spolu s technologií návrhu pomocí počítače / výroby pomocí počítače (CAD / CAM). Mohl by pak přenést návrh do stroje CAD / CAM, který by vyřízl implantát z kovu.
Mezitím Paul v jiné části kampusu UC Davis studoval společné náhrady u psů jako rezident ve škole veterinárního lékařství. Pokud by existovaly alternativy, jako jsou náhrady kyčle, nemohl nést psa pro společné problémy. Oba vědci spojili své síly a sledovali vlastní výzkum implantátů u psů.
Ale iu obvyklých implantátů byla operace kloubní náhrady vadná. Zatímco stroj vyráběl vlastní implantáty, chirurgové stále ručně kopali dutiny v kostech pacientů, často hrubě, vytvářeli překážky pro zavedení implantátů a vydláždili cestu pro škodlivé následky, jako je štěpení kostí.
Vědci použili ROBODOC u 23 psích ordinací, než se jej pokusili použít na člověka. (NMAH / SI) Při letu domů z Nice ve Francii, kde představili svůj výzkum vlastních implantátů, přišli Bargar a Paul s jejich další myšlenkou: pomocí robota snížit perfektní tvar implantátu u pacienta.
Výzkumná pole robotiky a počítačů se však vyvinula nezávisle na sobě a nová koncepce spočívala v tom, že učit robota jednat jako stroj CAD / CAM. Poté, co mnozí výrobci robotů zavolali na výzkumné pracovníky, byli vědci na slepé uličce a Bargarův otec, bývalý zaměstnanec IBM, ho kontaktoval se skupinou ve výzkumné laboratoři Thomas J. Watson IBM. Tam vědci vyvinuli automatizovaný strojový jazyk, ale ještě ho museli použít ve skutečném světě.
Byl to perfektní zápas a v roce 1986 začali vědci spolupracovat na prvním a jediném aktivním robotickém chirurgickém systému. Podobně jako stroj CAD / CAM používaný k výrobě implantátů, robot postupuje podle pokynů chirurga, které dostává od počítače, pomocí tohoto jazyka vyvinutého společností IBM.
"Musíte mít nápad a musíte být naivní a také to pomůže mít štěstí, " říká Bargar.
Pokřtili svého robota, Robodoka, kývnutím na populární film z roku 1987 RoboCop . Kolem roku 1990, s podporou IBM, Paul a Bargar založili společnost Integrated Surgical Systems a přesvědčili FDA, aby jim v listopadu 1992 umožnila provést studii proveditelnosti na člověku. Mezi Integrated Surgical Systems a IBM existuje deset patentů (čísla 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 a 6747646), které představují různé složky celkového vynálezu.
Robota už použili při operacích 23 psů, a přestože měli potíže s nastavením stroje pro první lidskou operaci, byli úspěšní a prokázali bezpečnost stroje.
FDA jim pak dovolil dokončit dalších devět lidských operací v multicentrické studii (Paul se účastnil šesti testovacích operací, ale tragicky zemřel na leukémii den před závěrečnou testovací operací ve studii).
Těmito studiemi dokázali, že robot pomáhal při přesnější operaci náhrady kloubů, ale zákrok trval déle než tradiční operace, což vedlo k větší ztrátě krve. Dokázali tento proces vylepšit návrhy v Německu, který začal používat zařízení přibližně ve stejnou dobu, kdy Bargarův tým zahájil multicentrické studie FDA (EU měla jiný soubor standardů, které umožňovaly použití tohoto zařízení v Evropě) předtím, než byl použit v USA).
Aby však byly změny začleněny, FDA požadoval, aby tým dokončil další sadu pokusů, a do roku 2006 měla společnost nedostatek prostředků. Uzavřeli obchod až do roku 2007, kdy korejská společnost s názvem Curexo, mateřská společnost THINK Surgical, přešla a poskytla finanční prostředky na dokončení studie.
FDA konečně vyčistil Robodoc příští rok a dnes je tento systém stále jediným aktivním robotickým chirurgickým systémem (což znamená, že robot provádí proceduru sám podle příkazů chirurga) používanou v USA pro ortopedickou chirurgii.
ROBODOC byl první aktivní robot používaný v chirurgii. (NMAH / SI) Judy Chelnick, přidružená kurátorka v divizi medicíny a vědy v muzeu, sledovala vývoj technologie robotické chirurgie po celá léta, kdy Forstein navázal kontakt s Smithsonian Institution po odhalení prototypu. Chelnick věděla, že chce sbírat robotické lékařské zařízení, ale ještě se musel rozhodnout, který z nich.
Poté, co viděla robota osobně ve Fremontu a prozkoumala Robodocovu historii, rozhodla se, že to byl ten nejdůležitější, který sbírá první - protože to byl první.
"Je to historické." Vidím to jako vývoj operace. Je to jen další způsob, jak provést chirurgický zákrok, “říká Chelnick.
V listopadu 2016 Národní muzeum americké historie oficiálně uvedlo Robodoc do svých stálých sbírek vědy a medicíny. 72letý Bargar, který byl přítomen na slavnostním ceremoniálu, nazývá dar Smithsonianem „kapitánem“ jeho kariéry. "Je to ohromná čest." Je to pravděpodobně největší úspěch mého života, “říká.
