Dua setengah tahun yang lalu, pekerja di THINK Surgical, sebuah syarikat pembangunan pembedahan robot di Fremont, California, sedang membersihkan sebuah unit simpanan berhampiran ibu pejabat mereka apabila mereka mendapati objek yang kelihatan sebagai lengan robot lama.
Setelah melihat lebih dekat, Micah Forstein, seorang penolong pengurus di syarikat itu, menyedari bahawa lengannya adalah sisa-prototaip ciptaan yang telah mengubah pembedahan penggantian sendirian selama-lamanya.
Memanggil Robodoc, sistem robot yang inovatif membolehkan pakar bedah melakukan pembedahan pinggul dan lutut rumit dengan ketepatan yang lebih tinggi menggunakan imbasan CT yang diubah menjadi imej maya tiga dimensi untuk perancangan pra operasi dan penggerudian berpandu komputer. Alat ini telah digunakan dalam lebih daripada 28, 000 prosedur di seluruh dunia.
Sekarang, prototaip sepenuhnya pulih 1989 akan selama-lamanya diporialkan dalam koleksi Muzium Sejarah Amerika Smithsonian.
"Adalah penting bagi kita untuk mengingati pencapaian dalam teknologi perubatan, " kata Forstein.
Prototaip ROBODOC di Muzium Negara Sejarah Amerika. (NMAH / SI) Robot adalah gagasan doktor veteran lewat Howard "Hap" A. Paul dan pakar bedah ortopedik yang bernama William Bargar, yang kedua-duanya bekerja di University of California, Davis, pada 1980-an ketika Bargar mengenali apa yang disebutnya dilema total arthroplasty pinggul, atau pembedahan penggantian pinggul.
Pada era itu, implan dipasang pada tubuh pesakit dengan simen akrilik, bahan tidak kekal yang akhirnya akan rosak, menghantar pesakit kembali di bawah pisau.
Para penyelidik telah cuba untuk menghapuskan keperluan untuk simen yang rosak dengan menggunakan implan berpori di mana tulang sebenarnya boleh tumbuh. Perkembangan ini menangani masalah semen yang merosot, tetapi implan masih tidak sempurna kerana ia hanya dihasilkan dalam beberapa saiz yang berbeza; mereka tidak sesuai dengan setiap pesakit.
"Anda akan cuba meletakkannya dan ada yang sepatutnya terlalu ketat, " kata Bargar, "atau anda akan mematahkan tulang yang memasukkannya, atau ada yang akan terlalu longgar dan ia akan menggeliat, jadi sukar untuk mendapatkan saiz yang tepat untuk setiap pesakit. Oleh itu saya mempunyai idea untuk membuat perkara-perkara seperti ini. "
Dengan menggunakan data imbasan CT pesakit bersama teknologi pembuatan / komputer yang dibantu komputer (CAD / CAM), Bargar boleh merancang implan agar sesuai dengan tubuh individu tertentu. Dia kemudiannya boleh memindahkan reka bentuk kepada mesin CAD / CAM yang akan mengurangkan implan daripada logam.
Sementara itu, di bahagian lain kampus UC Davis, Paul sedang mengkaji pembedahan penggantian bersama anjing sebagai penduduk di Sekolah Perubatan Veterinar. Dia tidak tahan untuk meletakkan anjing untuk isu-isu bersama jika ada alternatif, seperti penggantian pinggul. Kedua-dua penyelidik bergabung, menjalankan penyelidikan implan khusus pada anjing.
Tetapi walaupun dengan implan adat, pembedahan penggantian sendi adalah cacat. Walaupun mesin membuat implan tersuai, pakar bedah masih menggali rongga pada tulang pesakit dengan tangan, seringkali kasar, menyampaikan halangan untuk memasukkan implan dan membuka jalan bagi akibat yang berbahaya, seperti pemisahan tulang.
Penyelidik menggunakan ROBODOC dalam 23 pembedahan anjing sebelum cuba menggunakannya pada manusia. (NMAH / SI) Di rumah penerbangan dari Nice, Perancis, di mana mereka telah mempersembahkan penyelidikan mereka mengenai implan adat, Bargar dan Paul muncul dengan idea mereka yang berikutnya: menggunakan robot untuk memotong bentuk songsang implan pada pesakit agar sesuai.
Tetapi bidang penyelidikan robot dan komputer telah berkembang sendiri antara satu sama lain, dan mengajar robot untuk bertindak seperti mesin CAD / CAM adalah konsep baru. Selepas panggilan ke banyak pengeluar robotik meninggalkan para penyelidik di akhir buntu, bapa Bargar, bekas pekerja IBM, meletakkannya dalam hubungan dengan sebuah kumpulan di Makmal Penyelidikan Thomas J. Watson IBM. Di sana, para penyelidik telah membangunkan bahasa mesin automatik tetapi masih belum menggunakannya di dunia nyata.
Ia adalah perlawanan yang sempurna dan pada tahun 1986, para penyelidik mula berkolaborasi pada sistem pembedahan robotik yang pertama dan hanya aktif. Begitu juga dengan mesin CAD / CAM yang digunakan untuk mengeluarkan implan, robot mengikuti arahan pakar bedah, yang diterima daripada komputer, menggunakan bahasa IBM yang dibangunkan ini.
"Anda perlu mempunyai idea dan anda perlu naif dan ia juga membantu bertuah, " kata Bargar.
Mereka membaptiskan robot mereka, Robodoc, dengan mengangguk kepada RoboCop filem popular 1987. Pada tahun 1990, dengan sokongan IBM, Paul dan Bargar membentuk Sistem Pembedahan Bersepadu syarikat dan meyakinkan FDA untuk membolehkan mereka melakukan kajian kemungkinan pada manusia pada bulan November 1992. Antara Sistem Pembedahan Bersepadu dan IBM, terdapat sepuluh paten (nombor 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 dan 6747646) yang mewakili pelbagai komponen ciptaan keseluruhan.
Mereka telah menggunakan robot dalam pembedahan pada 23 anjing, dan walaupun mereka menghadapi masalah untuk menubuhkan mesin untuk pembedahan pertama manusia, mereka berjaya dan membuktikan keselamatan mesin itu.
FDA kemudiannya membenarkan mereka melengkapkan sembilan lagi pembedahan manusia dalam kajian multicenter (Paul menyertai enam pembedahan ujian, tetapi tragisnya dia meninggal dunia akibat leukemia sehari sebelum pembedahan ujian terakhir dalam kajian itu).
Mereka dapat membuktikan melalui kajian-kajian ini bahawa robot membantu pembedahan penggantian sendi yang lebih tepat, tetapi prosedur itu mengambil masa lebih lama daripada pembedahan tradisional, mengakibatkan kehilangan darah yang lebih besar. Mereka dapat mengubah proses dengan cadangan daripada seorang doktor di Jerman yang telah mula menggunakan peranti itu pada masa yang sama bahawa pasukan Bargar memulakan kajian multikenteras FDA (EU mempunyai satu set standard yang berbeza yang membolehkan peranti ini digunakan di Eropah sebelum ia digunakan di Amerika Syarikat).
Tetapi untuk memasukkan perubahan itu, FDA memerlukan pasukan itu untuk menyelesaikan satu lagi set uji coba, dan pada tahun 2006, syarikat itu sedang menurunkan dana. Mereka menutup kedai sehingga tahun 2007 apabila sebuah syarikat Korea yang bernama Curexo, syarikat induk THINK Surgical, melancarkan dan menyediakan dana untuk menyelesaikan kajian tersebut.
FDA akhirnya membersihkan Robodoc tahun depan, dan hari ini, sistem ini masih merupakan satu-satunya sistem pembedahan robotik yang aktif (bererti robot melakukan prosedur itu sendiri berikutan arahan pakar bedah) yang digunakan di AS untuk pembedahan ortopedik.
ROBODOC adalah robot aktif pertama yang digunakan dalam pembedahan. (NMAH / SI) Judy Chelnick, kurator bersekutu di bahagian perubatan dan sains muzium, telah mengikuti evolusi teknologi pembedahan robotik selama bertahun-tahun ketika Forstein membuat hubungan dengan Institusi Smithsonian setelah mengungkap prototaip itu. Chelnick tahu dia mahu mengumpul alat perubatan robotik, tetapi belum memutuskan siapa yang mana.
Selepas melihat robot itu sendiri di Fremont dan meneliti sejarah Robodoc, dia memutuskan ini adalah yang paling penting untuk dikumpulkan pertama-kerana ia adalah yang pertama.
"Ia bersejarah. Saya melihatnya sebagai evolusi pembedahan. Ini satu lagi cara untuk melakukan pembedahan, "kata Chelnick.
Pada bulan November 2016, Muzium Sejarah Negara Amerika secara rasmi mengarahkan Robodoc menjadi koleksi sains dan perubatan kekal. Bargar yang berusia 72 tahun, yang hadir pada upacara dedikasi, menyeru sumbangan kepada Smithsonian sebagai "capper" untuk kariernya. "Ia satu penghormatan yang luar biasa. Ini mungkin pencapaian terbesar dalam hidup saya, "katanya.
