Πριν από δυόμισι χρόνια, οι εργαζόμενοι στην THINK Surgical, μια εταιρεία ανάπτυξης ρομποτικών χειρουργικών επεμβάσεων στο Fremont της Καλιφόρνιας, καθαρίζονταν μια μονάδα αποθήκευσης κοντά στην έδρα τους όταν βρήκαν ένα αντικείμενο που φαινόταν να είναι ένα παλιό βραχίονα ρομπότ.
Με πιο προσεκτική ματιά, ο Micah Forstein, βοηθός διευθυντής της εταιρείας, συνειδητοποίησε ότι ο βραχίονας ήταν ένα υπόλοιπο - ένα πρωτότυπο μιας εφεύρεσης που είχε αλλάξει την χειρουργική επέμβαση αντικατάστασης για πάντα.
Ονομάζεται το Robodoc, το καινοτόμο ρομποτικό σύστημα επιτρέπει στους χειρουργούς να εκτελούν περίπλοκες χειρουργικές επεμβάσεις ισχίου και γόνατος με μεγαλύτερη ακρίβεια, χρησιμοποιώντας το CT scan που μετατρέπεται σε τρισδιάστατες εικονικές εικόνες για προεγχειρητικό σχεδιασμό και γεώτρηση με καθοδηγούμενη από υπολογιστή. Το εργαλείο έχει χρησιμοποιηθεί σε περισσότερες από 28.000 διαδικασίες παγκοσμίως.
Τώρα, το πλήρως ανακτημένο πρωτότυπο του 1989 θα είναι για πάντα μνημονευμένο στις συλλογές του Εθνικού Μουσείου Αμερικανικής Ιστορίας του Smithsonian.
«Είναι σημαντικό να θυμόμαστε τα ορόσημα στην ιατρική τεχνολογία», λέει ο Forstein.
Το πρωτότυπο ROBODOC στο Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας. (NMAH / SI) Το ρομπότ είναι το πνευματικό τέκνο του καθυστερημένου κτηνίατρου Howard "Hap" Α. Παύλου και του μηχανικού-μετασχηματισμένου-ορθοπεδικού χειρούργου William Bargar, οι οποίοι εργάζονταν στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας Davis στη δεκαετία του 1980 όταν ο Bargar αναγνώρισε αυτό που ονομάζει δίλημμα ολική αρθροπλαστική ισχίου ή χειρουργική επέμβαση αντικατάστασης ισχίου.
Σε εκείνη την εποχή, εμφυτεύματα συνδέονταν στο σώμα του ασθενούς με ακρυλικό τσιμέντο, ένα διαρκές υλικό που τελικά θα μπορούσε να σπάσει, στέλνοντας τον ασθενή πίσω κάτω από το μαχαίρι.
Οι ερευνητές είχαν ήδη προσπαθήσει να εξαλείψουν την ανάγκη για το ελαττωματικό τσιμέντο χρησιμοποιώντας πορώδη εμφυτεύματα στα οποία το οστό θα μπορούσε να αναπτυχθεί. Αυτή η εξέλιξη αντιμετώπιζε το πρόβλημα της επιδείνωσης του τσιμέντου, αλλά τα εμφυτεύματα ήταν ακόμα ατελής επειδή κατασκευάστηκαν μόνο σε λίγα διαφορετικά μεγέθη. δεν ταιριάζουν στο σώμα κάθε ασθενούς.
"Θα προσπαθούσατε να τα βάζετε και μερικοί θα ταιριάζονταν πολύ σφιχτά", λέει ο Bargar, "ή θα σπάσετε το κόκαλο να το τοποθετήσετε, ή κάποιοι θα ταιριάζουν πολύ χαλαρά και θα μαλακώσουν, έτσι ήταν δύσκολο να πάρετε το σωστό μέγεθος για κάθε ασθενή, οπότε είχα την ιδέα να προσαρμόσω αυτά τα πράγματα. "
Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα σάρωσης CT του ασθενούς μαζί με την τεχνολογία CAD / CAM με υποβοηθούμενη σχεδίαση / υποβοηθούμενη από υπολογιστή, η Bargar θα μπορούσε να σχεδιάσει ένα εμφύτευμα για να χωρέσει το σώμα ενός συγκεκριμένου ατόμου. Θα μπορούσε τότε να μεταφέρει το σχέδιο σε μηχανή CAD / CAM που θα έκοψε το εμφύτευμα από μέταλλο.
Εν τω μεταξύ, σε διαφορετικό μέρος της πανεπιστημιούπολης του Πανεπιστημίου Davis, ο Paul μελέτησε κοινές χειρουργικές επεμβάσεις αντικατάστασης σε σκύλους ως κάτοικος της Σχολής Κτηνιατρικής. Δεν μπορούσε να αντέξει να θέσει ένα σκυλί κάτω για κοινά θέματα εάν υπήρχαν εναλλακτικές λύσεις, όπως αντικαταστάσεις ισχίου. Οι δύο ερευνητές ενώνουν τις δυνάμεις τους, επιδιώκοντας την έθιμο έμφυτη έρευνα σε σκύλους.
Αλλά ακόμη και με τα προσαρμοσμένα εμφυτεύματα, η χειρουργική επέμβαση αντικατάστασης άρθρωσης ήταν λανθασμένη. Ενώ ένα μηχάνημα κατασκευάζει τα εμφυτεύματα, οι χειρουργοί εξακολουθούν να σκάβουν τις κοιλότητες με τα χέρια των ασθενών με το χέρι, συχνά χονδροειδώς, παρουσιάζοντας εμπόδια για την τοποθέτηση των εμφυτευμάτων και προετοιμάζοντας το δρόμο για επιβλαβείς συνέπειες, όπως ο θρυμματισμός των οστών.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το ROBODOC σε 23 χειρουργικές επεμβάσεις σκύλων πριν επιχειρήσουν να το χρησιμοποιήσουν σε έναν άνθρωπο. (NMAH / SI) Σε μια πτήση από τη Νίκαια της Γαλλίας, όπου παρουσίαζαν την έρευνά τους για τα εμφυτεύματα, οι Bargar και Paul πρότειναν την επόμενη ιδέα τους: να χρησιμοποιήσουν ένα ρομπότ για να κόψουν το αντίστροφο σχήμα του εμφυτεύματος στον ασθενή για τέλεια εφαρμογή.
Αλλά οι ερευνητικοί τομείς της ρομποτικής και των υπολογιστών είχαν αναπτυχθεί ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο και η διδασκαλία ενός ρομπότ για να λειτουργήσει σαν μια μηχανή CAD / CAM ήταν μια νέα αντίληψη. Μετά από κλήσεις σε πολλούς κατασκευαστές ρομπότ που άφησαν τους ερευνητές σε αδιέξοδο, ο πατέρας του Bargar, πρώην υπάλληλος της IBM, τον έφερε σε επαφή με μια ομάδα στο Thomas J. Watson Research Lab της IBM. Εκεί, οι ερευνητές είχαν αναπτύξει μια αυτοματοποιημένη γλώσσα μηχανής, αλλά δεν την είχαν εφαρμόσει ακόμα στον πραγματικό κόσμο.
Ήταν ο τέλειος αγώνας και το 1986, οι ερευνητές άρχισαν να συνεργάζονται στο πρώτο και μόνο ενεργό ρομποτικό χειρουργικό σύστημα. Ομοίως με τη μηχανή CAD / CAM που χρησιμοποιείται για την κατασκευή των εμφυτευμάτων, το ρομπότ ακολουθεί τις οδηγίες του χειρουργού, τις οποίες λαμβάνει από έναν υπολογιστή, χρησιμοποιώντας αυτή τη γλώσσα που έχει αναπτυχθεί από την IBM.
"Πρέπει να έχετε μια ιδέα και πρέπει να είστε αφελής και βοηθά επίσης να είστε τυχεροί", λέει ο Bargar.
Έψαξαν το ρομπότ τους, Robodoc, σε ένα νεύμα για τη δημοφιλή ταινία RoboCop του 1987. Περίπου το 1990, με την υποστήριξη της IBM, ο Paul και ο Bargar ίδρυσαν την εταιρεία Integrated Surgical Systems και έπεισαν τον FDA να τους επιτρέψει να πραγματοποιήσουν μελέτη σκοπιμότητας για τον άνθρωπο τον Νοέμβριο του 1992. Μεταξύ των ολοκληρωμένων χειρουργικών συστημάτων και της IBM υπάρχουν δέκα διπλώματα ευρεσιτεχνίας (αριθμοί 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 και 6747646) που αντιπροσωπεύουν διαφορετικά συστατικά της συνολικής εφεύρεσης.
Είχαν ήδη χρησιμοποιήσει το ρομπότ σε χειρουργικές επεμβάσεις σε 23 σκύλους και παρόλο που είχαν κάποιο πρόβλημα να εγκαταστήσουν το μηχάνημα για την πρώτη χειρουργική επέμβαση, ήταν επιτυχείς και απέδειξαν την ασφάλεια του μηχανήματος.
Στη συνέχεια, η FDA τους επέτρεψε να ολοκληρώσουν εννέα επιπλέον χειρουργικές επεμβάσεις σε μια πολυκεντρική μελέτη (ο Paul συμμετείχε σε έξι από τις δοκιμαστικές χειρουργικές επεμβάσεις, αλλά τραγικά πέθανε από λευχαιμία την ημέρα πριν την τελική χειρουργική επέμβαση στη μελέτη).
Ήταν σε θέση να αποδείξουν μέσω αυτών των μελετών ότι το ρομπότ βοήθησε σε πιο ακριβή χειρουργική επέμβαση αντικατάστασης άρθρωσης, αλλά η διαδικασία χρειάστηκε περισσότερο από μια παραδοσιακή χειρουργική επέμβαση, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη απώλεια αίματος. Ήταν σε θέση να τροποποιήσουν τη διαδικασία με προτάσεις από έναν γιατρό στη Γερμανία που είχε αρχίσει να χρησιμοποιεί τη συσκευή περίπου την ίδια ώρα που η ομάδα του Bargar ξεκίνησε τις πολυκεντρικές μελέτες της FDA (η ΕΕ είχε διαφορετικό σύνολο προτύπων που επέτρεψαν τη χρήση αυτής της συσκευής στην Ευρώπη πριν χρησιμοποιηθούν στις ΗΠΑ).
Αλλά για να ενσωματώσει τις αλλαγές, η FDA απαιτούσε από την ομάδα να ολοκληρώσει μια άλλη σειρά δοκιμών, και μέχρι το 2006, η εταιρεία είχε χαμηλά κεφάλαια. Κλείσαν το κατάστημα μέχρι το 2007, όταν μια κορεατική εταιρεία με την επωνυμία Curexo, η μητρική εταιρεία της THINK Surgical, μπήκε μέσα και παρέδωσε τα κεφάλαια για να ολοκληρώσει τη μελέτη.
Η FDA τελικά εκκαθάρισε το Robodoc το επόμενο έτος και σήμερα το σύστημα είναι το μόνο ενεργό ρομποτικό χειρουργικό σύστημα (που σημαίνει ότι το ρομπότ κάνει την ίδια τη διαδικασία ακολουθώντας τις εντολές του χειρουργού) που χρησιμοποιούνται στις ΗΠΑ για ορθοπεδική χειρουργική επέμβαση.
Το ROBODOC ήταν το πρώτο ενεργό ρομπότ που χρησιμοποιήθηκε στη χειρουργική επέμβαση. (NMAH / SI) Ο Judy Chelnick, συνεργάτης επιμελητής του τμήματος ιατρικής και επιστήμης του μουσείου, παρακολουθούσε την εξέλιξη της τεχνολογίας ρομποτικής χειρουργικής για χρόνια, όταν ο Forstein έρχεται σε επαφή με το Smithsonian Institution μετά την αποκάλυψη του πρωτοτύπου. Ο Chelnick ήξερε ότι ήθελε να συλλέξει μια ρομποτική ιατρική συσκευή, αλλά δεν είχε ακόμη αποφασίσει ποια.
Αφού είδε το ρομπότ αυτοπροσώπως στο Fremont και έψαχνε για την ιστορία του Robodoc, αποφάσισε ότι ήταν το πιο σημαντικό να συλλέξει πρώτα - επειδή ήταν το πρώτο.
"Είναι ιστορικό. Το βλέπω ως εξέλιξη της χειρουργικής επέμβασης. Αυτός είναι ένας μόνο τρόπος για να κάνετε χειρουργική επέμβαση », λέει ο Chelnick.
Τον Νοέμβριο του 2016, το Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας εισήγαγε επίσημα το Robodoc στις μόνιμες συλλογές επιστήμης και ιατρικής. Ο 72χρονος Bargar, ο οποίος ήταν παρών στην τελετή αφιέρωσης, καλεί τη δωρεά στον Σμιθσονιανό να είναι "καπετάνιος" στην καριέρα του. "Είναι μια τεράστια τιμή. Είναι ίσως το μεγαλύτερο επίτευγμα της ζωής μου ", λέει.
