În urmă cu doi ani și jumătate, angajații de la THINK Surgical, o companie de dezvoltare a chirurgiei robotice din Fremont, California, curățau o unitate de depozitare din apropierea sediului central, când au găsit un obiect care părea a fi un braț robot vechi.
Cu o privire mai atentă, Micah Forstein, un manager asistent la companie, și-a dat seama că brațul era o rămășiță - un prototip al unei invenții care a modificat o intervenție chirurgicală de înlocuire pentru totdeauna.
Numit Robodoc, sistemul inovativ robotizat permite chirurgilor să efectueze intervenții chirurgicale complicate la șold și genunchi cu o precizie mai mare folosind scanări CT convertite în imagini virtuale tridimensionale pentru planificarea preoperatorie și forajul ghidat de computer. Instrumentul a fost utilizat în peste 28.000 de proceduri din întreaga lume.
Acum, prototipul complet recuperat din 1989 va fi memorializat pentru totdeauna în colecțiile Muzeului Național de Istorie americană din Smithsonian.
„Este important pentru noi să ne amintim reperele în tehnologia medicală”, spune Forstein.
Prototipul ROBODOC la Muzeul Național de Istorie Americană. (NMAH / SI) Robotul este creierul regretatului medic veterinar Howard "Hap" A. Paul și al inginerului chirurg ortopedic William Bargar, care lucrau amândoi la Universitatea din California, Davis, în anii 1980, când Bargar a recunoscut ceea ce el numește o dilemă în artroplastia totală a șoldului sau chirurgie de înlocuire a șoldului.
În acea epocă, implanturile au fost atașate de corpul pacientului cu ciment acrilic, un material impermanent care s-ar descompune, trimițându-l înapoi sub cuțit.
Cercetătorii au încercat deja să elimine nevoia de ciment defect, folosind implanturi poroase în care osul ar putea crește efectiv. Această dezvoltare a abordat problema cimentului care se deteriorează, însă implanturile erau încă imperfecte, deoarece erau fabricate doar în câteva dimensiuni diferite; nu s-au potrivit corpului fiecărui pacient.
„Ați încerca să-i introduceți și unii s-ar potrivi prea strâns”, spune Bargar, „sau ați rupe osul punându-l înăuntru, sau unii s-ar potrivi prea desăvârșiți și s-ar rătăci, așa că a fost greu să obțineți dimensiune potrivită pentru fiecare pacient. Așa că am avut ideea să personalizez aceste lucruri. "
Folosind datele de scanare CT a unui pacient împreună cu tehnologia de proiectare asistată de computer / fabricație asistată de computer (CAD / CAM), Bargar ar putea proiecta un implant care să se potrivească corpului unei persoane. El ar putea apoi să transfere proiectul către o mașină CAD / CAM care să taie implantul din metal.
Între timp, pe o altă parte a campusului UC Davis, Paul a studiat intervențiile chirurgicale de înlocuire la câini ca rezident la Școala de Medicină Veterinară. Nu putea suporta să pună un câine în jos pentru probleme articulare, dacă existau alternative, precum înlocuirea șoldului. Cei doi cercetători și-au unit forțele, urmărind cercetări personalizate despre implanturi la câini.
Dar chiar și cu implanturile personalizate, operația de înlocuire articulară a fost defectuoasă. În timp ce o mașină confecționa implanturile la comandă, chirurgii încă săpau mâinile cavitățile în oasele pacienților, adesea grosolan, prezentând obstacole pentru inserarea implanturilor și deschizând calea pentru consecințe dăunătoare, cum ar fi despicarea oaselor.
Cercetătorii au folosit ROBODOC în 23 de intervenții chirurgicale pentru câini, înainte de a încerca să-l folosească pe un om. (NMAH / SI) La un zbor spre casă din Nisa, Franța, unde își prezentaseră cercetările cu privire la implanturile personalizate, Bargar și Paul au venit cu următoarea lor idee: să folosească un robot pentru a tăia forma inversă a implantului la pacient pentru o potrivire perfectă.
Dar domeniile de cercetare ale roboticii și calculatoarelor s-au dezvoltat independent unul de celălalt, iar învățarea unui robot să acționeze ca o mașină CAD / CAM a fost un concept nou. După apelurile către mulți producători de robotică au lăsat cercetătorii la un punct mort, tatăl lui Bargar, fost angajat IBM, l-a pus în legătură cu un grup din cadrul laboratorului de cercetare Thomas J. Watson de la IBM. Acolo, cercetătorii au dezvoltat un limbaj automat de mașini, dar au trebuit să îl aplice în lumea reală.
A fost meciul perfect și, în 1986, cercetătorii au început să colaboreze la primul și singurul sistem chirurgical robotic activ. La fel ca mașina CAD / CAM folosită pentru fabricarea implanturilor, robotul urmărește indicațiile chirurgului, pe care le primește de la un computer, folosind acest limbaj dezvoltat de IBM.
„Trebuie să ai o idee și trebuie să fii naiv și, de asemenea, ajută să fii norocos”, spune Bargar.
Și-au botezat robotul, Robodoc, din capul popularului film RoboCop din 1987. În jurul anului 1990, cu sprijinul IBM, Paul și Bargar au cofondat compania Integrated Surgical Systems și au convins FDA să le permită să facă un studiu de fezabilitate asupra unui om în noiembrie 1992. Între sistemele chirurgicale integrate și IBM, există zece brevete (numerele 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 și 6747646) care reprezintă diferite componente ale invenției generale.
Aceștia folosiseră deja robotul în intervenții chirurgicale la 23 de câini și, deși au avut probleme în instalarea mașinii pentru prima operație umană, au avut succes și au dovedit siguranța mașinii.
FDA le-a permis apoi să completeze încă nouă intervenții umane într-un studiu multicentric (Paul a participat la șase dintre intervențiile chirurgicale de testare, dar tragic a murit de leucemie cu o zi înainte de operația finală de testare din studiu).
Aceștia au reușit să demonstreze prin aceste studii că robotul a ajutat la o intervenție chirurgicală de înlocuire mai precisă, dar procedura a durat mai mult decât o intervenție chirurgicală tradițională, rezultând o pierdere mai mare de sânge. Aceștia au reușit să regleze procesul cu sugestii de la un medic din Germania care a început să utilizeze dispozitivul în același timp în care echipa lui Bargar a început studiile multicentrului FDA (UE avea un set de standarde diferite care permitea utilizarea acestui dispozitiv în Europa înainte de a fi folosit în SUA).
Însă pentru a încorpora modificările, FDA a cerut echipei să finalizeze un alt set de încercări, iar până în 2006, compania a rulat cu fonduri reduse. Au închis magazinul până în 2007, când o companie coreeană a numit Curexo, compania-mamă a THINK Surgical, s-a apucat și a furnizat fondurile pentru finalizarea studiului.
FDA a curățat în cele din urmă Robodoc anul următor, iar astăzi, sistemul este în continuare singurul sistem chirurgical robotic activ (adică robotul face procedura însuși urmând comenzile chirurgului) utilizate în SUA pentru chirurgia ortopedică.
ROBODOC a fost primul robot activ folosit în chirurgie. (NMAH / SI) Judy Chelnick, un curator asociat în divizia de medicină și știință a muzeului, urmărea evoluția tehnologiei chirurgiei robotice de ani buni, când Forstein a luat legătura cu Instituția Smithsoniană după descoperirea prototipului. Chelnick știa că vrea să colecteze un dispozitiv medical robotizat, dar a trebuit să decidă care dintre ele.
După ce a văzut robotul în persoană în Fremont și a cercetat istoria lui Robodoc, a decis că aceasta este cea mai importantă pentru a colecta primul - pentru că a fost primul.
„Este istoric. O văd ca evoluția chirurgiei. Acesta este doar un alt mod de a efectua operații, spune Chelnick.
În noiembrie 2016, Muzeul Național de Istorie Americană a adus oficial Robodoc în colecțiile sale permanente de știință și medicină. Bargar, în vârstă de 72 de ani, care a fost prezent la ceremonia de dăruire, numește donația Smithsonianului un „capper” carierei sale. „Este o onoare extraordinară. Este probabil cea mai mare realizare a vieții mele ”, spune el.
