Преди две години и половина служителите в THINK Surgical, компания за разработка на роботизирана хирургия във Фремонт, Калифорния, почистваха склад за съхранение в близост до централата си, когато откриха предмет, който изглеждаше стара ръка на ръката.
При по-подробно разглеждане Мика Форщайн, помощник-мениджър на компанията, разбра, че ръката е остатък - прототип на изобретение, което е променило операцията за заместване на ставите завинаги.
Наричана Robodoc, иновативната роботизирана система позволява на хирурзите да извършват сложни операции на тазобедрената става и коляното с по-голяма точност, използвайки CT скани, превърнати в триизмерни виртуални изображения за предоперативно планиране и компютърно ръководено пробиване. Инструментът е използван в повече от 28 000 процедури по целия свят.
Сега напълно възстановеният прототип от 1989 г. ще бъде вечно запомнен в колекциите на Националния музей на американската история на Смитсониън.
„За нас е важно да помним основните етапи в медицинската технология“, казва Форщайн.
Прототипът ROBODOC в Националния музей на американската история. (NMAH / SI) Роботът е рожба на покойния ветеринарен лекар Хауърд "Хап" А. Пол и инженерът-ортопедичен хирург Уилям Баргар, които двамата работеха в Калифорнийския университет, Дейвис, през 80-те години на миналия век, когато Баргар разпознава онова, което нарича дилема в обща тазобедрена артропластика или хирургична намеса на тазобедрената става.
В тази епоха имплантите са били прикрепени към тялото на пациента с акрилен цимент, непостоянен материал, който в крайна сметка би се разпаднал, изпращайки пациента обратно под ножа.
Изследователите вече се бяха опитали да премахнат нуждата от дефектния цимент, като използват порести импланти, в които костта всъщност може да расте. Това развитие решава проблема с влошаващия се цимент, но имплантите все още са несъвършени, тъй като се произвеждат само в няколко различни размери; те не пасваха на тялото на всеки пациент.
"Бихте се опитали да ги сложите и някои биха се вписали твърде плътно", казва Баргар, "или бихте счупили костта, като я сложите, или някои бих се вписала твърде разхлабена и тя би се разклащала, така че е трудно да получите подходящ размер за всеки пациент. Затова имах идеята да изработвам тези неща. "
Използвайки данни от компютърна томография на пациент, заедно с компютърно подпомагане на проектиране / компютърно подпомагано производство (CAD / CAM), Bargar може да проектира имплант, който да пасне на тялото на конкретен човек. След това той може да прехвърли дизайна на CAD / CAM машина, която да изреже имплантата от метал.
Междувременно, в друга част на кампуса на UC Дейвис, Пол проучваше съвместни операции по заместване на кучета като пребиваващ в училището по ветеринарна медицина. Не можеше да понесе куче за съвместни проблеми, ако има алтернативи, като заместване на тазобедрената става. Двамата изследователи обединиха усилията си, като преследваха собствени изследвания на импланти при кучета.
Но дори и с персонализирани импланти, операцията по подмяна на ставите беше недостатъчна. Докато машина правеше импланти по поръчка, хирурзите все още копаеха кухините в костите на пациентите на ръка, често грубо, създавайки пречки за поставяне на имплантите и проправяйки пътя към вредни последици, като разплитане на костите.
Изследователите използвали ROBODOC в 23 операции на кучета, преди да се опитат да го използват върху човек. (NMAH / SI) По време на полет от Ница, Франция, където бяха представили своите изследвания върху потребителските импланти, Баргар и Пол излязоха със следващата си идея: да използват робот, за да изрежат обратната форма на имплантата при пациента за перфектно прилягане.
Но изследователските области на роботиката и компютрите бяха разработени независимо един от друг и преподаването на робот да действа като CAD / CAM машина беше нова концепция. След като обажданията към много производители на роботика оставиха изследователите в задънена улица, бащата на Баргар, бивш служител на IBM, го постави във връзка с група в лабораторията за изследване на Thomas J. Watson на IBM. Там изследователите са разработили автоматизиран машинен език, но тепърва трябваше да го прилагат в реалния свят.
Това беше перфектното съвпадение и през 1986 г. изследователите започнаха сътрудничество по първата и единствена активна роботизирана хирургична система. Подобно на CAD / CAM машината, използвана за производството на имплантите, роботът следва указанията на хирурга, които получава от компютър, използвайки този разработен от IBM език.
„Трябва да имаш идея и да си наивен, а също така помага да имаш късмет“, казва Баргар.
Те кръстиха своя робот Рободок с кимване на популярния от 1987 г. филм RoboCop . Около 1990 г., с подкрепата на IBM, Пол и Баргар учредиха компанията Интегрирани хирургични системи и убедиха FDA да им позволи да направят проучване за осъществимост на човек през ноември 1992 г. Между интегрираните хирургически системи и IBM има десет патента (номера 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 и 6747646), които представляват различни компоненти на цялостното изобретение.
Те вече бяха използвали робота в операции на 23 кучета и въпреки че имаха известни проблеми при настройването на машината за първата човешка операция, те бяха успешни и доказаха безопасността на машината.
Тогава FDA им разрешава да извършат още девет човешки операции в многоцентрово проучване (Пол участва в шест от тестовите операции, но трагично умира от левкемия в деня на последната тестова операция в изследването).
Те успяха да докажат чрез тези проучвания, че роботът помага в по-прецизна хирургична намеса на ставите, но процедурата отне повече време от традиционната операция, което доведе до по-голяма загуба на кръв. Те бяха в състояние да променят процеса с предложения от лекар в Германия, който започна да използва устройството по същото време, когато екипът на Bargar започна многоцентровите проучвания на FDA (ЕС имаше различен набор от стандарти, които позволиха това устройство да се използва в Европа преди да се използва в САЩ).
Но за да включи промените, FDA изиска от екипа да завърши още един набор от изпитания и до 2006 г., компанията нямаше достатъчно средства. Те затвориха магазина до 2007 г., когато корейска компания, наречена Curexo, компанията майка на THINK Surgical, се включи и предостави средствата за завършване на проучването.
FDA най-накрая изчисти Robodoc през следващата година и днес системата все още е единствената активна роботизирана хирургична система (което означава, че роботът прави самата процедура, следвайки командите на хирурга), използвана в САЩ за ортопедична хирургия.
ROBODOC е първият активен робот, използван в хирургията. (NMAH / SI) Джуди Челник, асоциирана куратор в отдела на музея за медицина и наука, е следвала развитието на технологията на роботизираната хирургия години наред, когато Форщайн се свързва с институцията Смитсън, след като разкрива прототипа. Челник знаеше, че иска да събере роботизирано медицинско изделие, но все още не е решила кое от тях.
След като видя робота лично във Фремонт и проучи историята на Рободока, тя реши, че това е най-важното за събиране на първо място - защото беше първото.
„Исторически е. Виждам това като еволюция на хирургията. Това е просто още един начин за извършване на операция “, казва Челник.
През ноември 2016 г. Националният музей на американската история официално въведе Рободока в своите постоянни колекции от наука и медицина. 72-годишният Баргар, който присъства на церемонията по посвещаването, нарича дарението за Смитсониан „капитан“ на кариерата му. „За мен е огромна чест. Това е може би най-голямото постижение в живота ми “, казва той.
