2年半前、カリフォルニア州フリーモントにあるロボット手術開発会社であるTHINK Surgicalの従業員は、古いロボットアームのように見えるオブジェクトを見つけたときに、本社近くのストレージユニットを掃除していました。
よく見ると、会社のアシスタントマネージャーであるMicah Forsteinは、腕が残骸であることに気付きました。これは、関節置換手術を永久に変えた発明のプロトタイプです。
ロボドックと呼ばれる革新的なロボットシステムにより、外科医は術前計画とコンピューター誘導ドリルのために3次元仮想画像に変換されたCTスキャンを使用して、複雑な股関節と膝の手術をより正確に実行できます。 このツールは、世界中で28, 000以上の手順で使用されています。
現在、完全に回収された1989年のプロトタイプは、スミソニアン国立アメリカ歴史博物館のコレクションで永久に記念されます。
「医療技術のマイルストーンを覚えておくことが重要です」とForstein氏は言います。
国立アメリカ歴史博物館のROBODOCプロトタイプ。 （NMAH / SI） このロボットは、1980年代にバーガーがジレンマと呼んでいるものを認識したカリフォルニア大学デービス校で働いていた故獣医ハワード「ハップ」A.ポールとエンジニアに転向した整形外科医ウィリアムバーガーの発案によるものです。人工股関節全置換術、または股関節置換手術。
その時代、インプラントは患者の体にアクリルセメントで取り付けられました。アクリルセメントは、最終的には壊れてしまい、患者をナイフの下に戻す非永続的な材料です。
研究者たちはすでに、骨が実際に成長できる多孔性インプラントを使用することにより、欠陥のあるセメントの必要性を排除しようとしました。 この開発はセメントの劣化の問題に対処しましたが、インプラントはいくつかの異なるサイズでのみ製造されていたため、まだ不完全でした。 彼らはすべての患者の体に適合しませんでした。
「あなたはそれらを入れようとしますが、いくつかはきつすぎてフィットします」、またはあなたはそれを入れて骨を壊したり、いくつかはあまりにも緩くてそれが小刻みに動いたりするので、得るのは困難でしたすべての患者に適したサイズです。だから私はこれらのものをカスタムメイドするアイデアを思いつきました。」
患者のCTスキャンデータとコンピューター支援設計/コンピューター支援製造（CAD / CAM）技術を使用して、バーガーは特定の個人の体に合うインプラントを設計できました。 次に、設計をCAD / CAMマシンに転送し、インプラントを金属から切り取ります。
一方、UC Davisキャンパスの別の部分で、Paulは獣医学部の居住者として犬の関節置換手術を研究していました。 股関節置換などの代替手段がある場合、彼は関節の問題のために犬を置くことを我慢できませんでした。 2人の研究者は力を合わせて、犬のカスタムインプラント研究を進めました。
しかし、カスタムインプラントでも、関節置換手術には欠陥がありました。 機械がカスタムインプラントを作成している間、外科医はまだ患者の骨の空洞を手で掘っていましたが、多くの場合粗く、インプラントの挿入に障害があり、骨の破裂などの有害な結果への道を開いていました。
研究者は、人間に使用する前に、23の犬の手術でROBODOCを使用しました。 （NMAH / SI） カスタムインプラントに関する研究を発表したフランスのニースからの帰りのフライトで、バーガーとポールは次のアイデアを思いつきました。ロボットを使用して、患者のインプラントの逆形状を完璧にフィットさせることです。
しかし、ロボット工学とコンピューターの研究分野は互いに独立して発展し、CAD / CAMマシンのように振る舞うようロボットに教えることは新しい概念でした。 多くのロボット製造業者への電話で行き止まりになった後、IBMの元従業員であるバーガーの父親は、IBMのトーマスJ.ワトソン研究所のグループと連絡を取りました。 そこで、研究者は自動化された機械語を開発しましたが、実際の世界ではまだ適用していませんでした。
それは完全に一致し、1986年に、研究者は最初で唯一のアクティブなロボット手術システムの共同研究を開始しました。 インプラントの製造に使用されるCAD / CAMマシンと同様に、ロボットは、このIBMが開発した言語を使用して、コンピューターから受け取る外科医の指示に従います。
「あなたはアイデアを持っていなければならず、素朴でなければなりません。それは幸運にも役立ちます」とバーガーは言います。
彼らは、人気の1987年の映画RoboCopにうなずいて、ロボットRobodocを命名しました。 1990年頃、IBMの支援により、PaulとBargarはIntegrated Surgical Systems社を共同設立し、1992年11月にFDAが人間に関する実行可能性調査を行えるようにしました。IntegratedSurgical SystemsとIBMの間には、 5776136、5806518、5824085、6033415、6322567、6430434、5951475、6415171、および6747646）は、全体的な発明のさまざまなコンポーネントを表しています。
彼らはすでに23匹の犬の手術でロボットを使用しており、最初の人間の手術のために機械をセットアップするのに苦労しましたが、成功し、機械の安全性を証明しました。
その後、FDAは、多施設試験でさらに9回の人間の手術を完了することを許可しました（ポールは6回の試験手術に参加しましたが、悲劇的なことに、試験の最終試験手術の前日に白血病で死亡しました）。
彼らはこれらの研究を通じて、ロボットがより正確な関節置換手術を支援したことを証明することができましたが、従来の手術よりも時間がかかり、失血が大きくなりました。 彼らは、BargarのチームがFDA多施設共同研究を開始したのとほぼ同時期にデバイスを使用し始めたドイツの医師からの提案でプロセスを微調整することができました米国で使用される前）。
しかし、変更を組み込むために、FDAはチームに別の一連の試験を完了することを要求し、2006年までに同社は資金不足に陥っていました。 2007年まで、THINK Surgicalの親会社であるCurexoという韓国の会社が急襲し、研究を完了するための資金を提供するまで店を閉めました。
FDAは翌年にようやくロボドックをクリアしました。今日、システムは米国で整形外科手術に使用されている唯一のアクティブなロボット手術システムです（ロボットが外科医の指示に従って処置を行うことを意味します）。
ROBODOCは、手術で使用される最初のアクティブロボットでした。 （NMAH / SI） 博物館の医学および科学部門の副学芸員であるジュディ・チェルニックは、フォルシュタインがスミソニアン研究所とプロトタイプを発見した後、長年ロボット手術技術の進化を追っていました。 Chelnickは、ロボット医療機器を収集することを望んでいたことを知っていましたが、どちらを決定するかはまだ決めていませんでした。
フリーモントでロボットを直接見てロボドックの歴史を調査した後、彼女はこれが最初に収集する最も重要なものであると判断しました。
「歴史的です。 私はそれを手術の進化と考えています。 これは手術を行うための別の方法です」とチェルニックは言います。
2016年11月、国立アメリカ歴史博物館はロボドックを永久に科学と医学のコレクションに正式に導入しました。 献堂式に出席した72歳のバーガーは、スミソニアンへの寄付を彼のキャリアの「キャッパー」と呼びます。 「それは非常に名誉なことです。 それはおそらく私の人生の最大の成果です」と彼は言います。
