Nikolai Begg: A tool to fix one of the most dangerous moments in surgery

Translator: Bob Prottas Reviewer: Ariana Bleau Lugo

Překladatel: Marek Vanžura Korektor: Kateřina Jabůrková

The first time I stood in the operating room

Když jsem byl poprvé na operačním sále

and watched a real surgery,

a viděl skutečnou operaci,

I had no idea what to expect.

nevěděl jsem, co mohu očekávat.

I was a college student in engineering.

Tehdy jsem studoval strojní inženýrství.

I thought it was going to be like on TV.

Myslel jsem si, že to bude jako v televizi.

Ominous music playing in the background,

Zlověstná hudba na pozadí,

beads of sweat pouring down the surgeon's face.

krůpěje potu řinoucí se po chirurgově obličeji.

But it wasn't like that at all.

Ale vůbec tomu tak nebylo.

There was music playing on this day,

V ten den tam opravdu hrála hudba,

I think it was Madonna's greatest hits. (Laughter)

myslím, že to byly Madonniny největší hity. (Smích)

And there was plenty of conversation,

Také se tam hodně mluvilo,

not just about the patient's heart rate,

a to nejen o tepové frekvenci pacienta,

but about sports and weekend plans.

ale i o sportu a o plánech na víkend.

And since then, the more surgeries I watched,

A od té doby, čím více operací jsem viděl,

the more I realized this is how it is.

více jsem si uvědomoval, že to tak prostě chodí.

In some weird way, it's just another day at the office.

V podstatě je to jako další pracovní den v kanceláři.

But every so often

Ale jednou za čas

the music gets turned down,

se vypla hudba,

everyone stops talking,

všichni najednou přestali mluvit

and stares at exactly the same thing.

a upřeli pohled na jednu a tu samou věc.

And that's when you know that something absolutely critical

V tu chvíli víte, že se děje něco vážného

and dangerous is happening.

a nebezpečného.

The first time I saw that

Když jsem to zažil poprvé,

I was watching a type of surgery

pozoroval jsem typ zákroku,

called laparoscopic surgery

který se nazývá laparoskopie.

And for those of you who are unfamiliar,

Pro ty, kteří nejsou příliš obeznámeni s tématem,

laparoscopic surgery, instead of the large

při laparoskopickém zákroku, narozdíl od dlouhého

open incision you might be used to with surgery,

otevřeného řezu používaného při obyčejném zákroku,

a laparoscopic surgery is where the surgeon creates

lékař pacientovi provede

these three or more small incisions in the patient.

tři nebo více malých řezů.

And then inserts these long, thin instruments

Poté do nich zasune tyto dlouhé a tenké nástroje

and a camera,

spolu s kamerou

and actually does the procedure inside the patient.

a vpodstatě provede celý proces uvnitř pacienta.

This is great because there's much less risk of infection,

Výhodou je, že se sníží nebezpečí infekce,

much less pain, shorter recovery time.

bolest a také doba rekonvalescence.

But there is a trade-off,

Má to ale háček.

because these incisions are created

Řezy jsou provedeny

with a long, pointed device

dlouhým zaostřeným nástrojem,

called a trocar.

kterému se říká trokar.

And the way the surgeon uses this device

Chirurg používá tento nástroj následujícím způsobem.

is that he takes it

Vezme ho

and he presses it into the abdomen

a vtlačí do dutiny břišní

until it punctures through.

dokud ji neproděraví.

And now the reason why everyone in the operating room

Důvodem, proč v ten den všichni na operačním sále

was staring at that device on that day

zírali na to zařízení,

was because he had to be absolutely careful

bylo to, že lékař musel provést řezy s absolutní opatrností,

not to plunge it through

aby nástroj nepronikl příliš hluboko

and puncture it into the organs and blood vessels below.

a nepoškodil vnitřní orgány a krevní cévy pod nimi.

But this problem should seem pretty familiar to all of you

Tento problém by ale měl být povědomý vám všem,

because I'm pretty sure you've seen it somewhere else.

protože jsem si jistý, že jste ho už viděli někde jinde.

(Laughter)

(smích)

Remember this?

Pamatujete si na tohle?

(Applause)

(potlesk)

You knew that at any second

Věděli jste, že brčko každou chvíli prorazí otvor

that straw was going to plunge through,

and you didn't know if it was going to go out the other side

a nemohli jste si být jisti tím, jestli se brčkem bodnete

and straight into your hand,

přímo do vaší dlaně,

or if you were going to get juice everywhere,

nebo se celí postříkáte džusem,

but you were terrified. Right?

ale báli jste. Je to tak?

Every single time you did this,

Pokaždé, když jste tohle udělali,

you experienced the same fundamental physics

zažili jste ten stejný základní fyzický jev,

that I was watching in the operating room that day.

který jsem v ten den pozoroval na operačním sále.

And it turns out it really is a problem.

A ukázalo se, že je to opravdu problém.

In 2003, the FDA actually came out and said

V roce 2003, FDA sdělila, že

that trocar incisions might be the most dangerous step

řezy trokarem mohou být tím nejnebezpečnějším krokem

in minimally invasive surgery.

v miniinvazivní chirurgii.

Again in 2009, we see a paper that says

V roce 2009 se znovu objevil článek, ve kterém stálo,

that trocars account for over half

že trokary jsou zodpovědné za více než polovinu

of all major complications in laparoscopic surgery.

všech hlavních komplikací v laparoskopické chirurgii.

And, oh by the way,

A mimochodem,

this hasn't changed for 25 years.

nic se na tom nezměnilo během celých 25-ti let.

So when I got to graduate school,

Takže když jsem nastoupil na vysokou,

this is what I wanted to work on.

chtěl jsem na tom pracovat.

I was trying to explain to a friend of mine

Snažil jsem se vysvětlit mému příteli,

what exactly I was spending my time doing,

čím přesně jsem trávil svůj čas,

and I said,

a řekl jsem,

"It's like when you're drilling through a wall

"je to jako když vrtáš díru do stěny,

to hang something in your apartment.

abys mohl něco pověsit.

There's that moment when the drill first punctures through the wall

V jednu chvíli vrtačka provrtá stěnu

and there's this plunge. Right?

a pak následuje tenhle propad, že?

And he looked at me and he said,

A on se na mě podíval a řekl,

"You mean like when they drill into people's brains?"

"Ty myslíš jako když vrtají lidem do mozku?"

And I said, "Excuse me?" (Laughter)

A já na to, "Cože?" (smích)

And then I looked it up and they do drill into people's brains.

A pak jsem si to vyhledal a opravdu se lidem vrtá do mozku.

A lot of neurosurgical procedures

Spousta neurochirurgických zákroků

actually start with a drill incision through the skull.

vlastně začínají tím, že vyvrtají lebkou díru.

And if the surgeon isn't careful,

A když chirurg není opatrný,

he can plunge directly into the brain.

může prorazit přímo do mozku.

So this is the moment when I started thinking,

Tehdy jsem nad tím začal přemýšlet,

okay, cranial drilling, laparoscopic surgery,

dobrá, otevření lebky, laparoskopická chirurgie,

why not other areas of medicine?

proč ne další odvětví medicíny?

Because think about it, when was the last time you went to the doctor

Vzpomeňte si, kdy jste naposledy šli k lékaři

and you didn't get stuck with something? Right?

a nezasekli jste se s něčím? Je to tak?

So the truth is

Takže pravdou je,

in medicine puncture is everywhere.

že lékařská punkce je všude.

And here are just a couple of the procedures that I've found

A tady vidíte pouze několik ze zákroků, které jsem našel

that involve some tissue puncture step.

a které zahrnují probodnutí některé z tkání.

And if we take just three of them —

Když vybere pouze tři z nich -

laparoscopic surgery, epidurals, and cranial drilling —

laparoskopii, epidurální anestézii a otevření lebky -

these procedures account for over 30,000 complications

tyto zákroky, pouze v USA, čítají přes 30 000 komplikací ročně.

every year in this country alone.

Tento problém stojí za to vyřešit.

I call that a problem worth solving.

So let's take a look at some of the devices

Pojďme se tedy podívat na některé nástroje,

that are used in these types of procedures.

které se používají u těchto zákroků.

I mentioned epidurals. This is an epidural needle.

Zmínil jsem epidurální anestézii. Toto je epidurální jehla.

It's used to puncture through the ligaments in the spine

Používá se k proniknutí vazy páteře

and deliver anesthesia during childbirth.

a k dopravení anestetika během porodu.

Here's a set of bone marrow biopsy tools.

Zde můžete vidět sadu nástrojů pro biopsii kostní dřeně.

These are actually used to burrow into the bone

Ponořují se do kosti

and collect bone marrow or sample bone lesions.

a schromažďují kostní dřeň nebo kostní lézi.

Here's a bayonette from the Civil War.

A tady máme bajonet z občanské války.

(Laughter)

(smích)

If I had told you it was a medical puncture device

Kdybych vám řekl, že je to nástroj k provedení lékařské punkce,

you probably would have believed me.

pravděpodobně byste mi uvěřili.

Because what's the difference?

Protože, jaký je v tom rozdíl?

So, the more I did this research

Čím déle jsem na tomto výzkumu pracoval,

the more I thought there has to be

tím pevněji jsem byl přesvědčen o tom,

a better way to do this.

že musí existovat nějaký lepší způsob.

And for me the key to this problem

A podle mého názoru, klíčem k řešení tohoto problému je,

is that all these different puncture devices

že všechny tyto nástroje

share a common set of fundamental physics.

sdílejí stejnou sadu základních fyzických jevů.

So what are those physics?

Které jevy to tedy jsou?

Let's go back to drilling through a wall.

Vraťme se opět k vrtání do stěny.

So you're applying a force on a drill towards the wall.

Při vrtání vyvíjíme sílu vrtákem vůči stěně.

And Newton says the wall is going to apply force back,

A podle Newtona, stěna vyvine zpětnou sílu

equal and opposite.

o stejné velikosti a opačného směru.

So, as you drill through the wall,

Takže během vrtání stěnou,

those forces balance.

jsou tyto síly v rovnováze.

But then there's that moment

Ale poté nastane ta chvíle,

when the drill first punctures through the other side of the wall,

kdy vrták nejprve pronikne druhou stranou zdi,

and right at that moment the wall can't push back anymore.

a právě tehdy už stěna nemůže zpětnou sílu vyvinout.

But your brain hasn't reacted to that change in force.

Ale náš mozek nezareagoval na tuto změnu síly.

So for that millisecond,

Takže po tuto milisekundu,

or however long it takes you to react, you're still pushing,

nebo jakkoliv dlouho to trvá než zareagujeme, stále tlačíme ne vrták

and that unbalanced force causes an acceleration,

a tato nevyvážená síla způsobí zrychlení

and that is the plunge.

a vrták se propadne.

But what if right at the moment of puncture

Co kdybychom ale mohli právě ve chvíli propadu

you could pull that tip back,

přitáhnout zpět špičku vrtáku,

actually oppose the forward acceleration?

právě opačným směrem zrychlení?

That's what I set out to do.

To je to, co jsem se rozhodl udělat.

So imagine you have a device

Představte si, že máte nástroj

and it's got some kind of sharp tip to cut through tissue.

s nějakým ostrým hrotem, který pronikne tkání.

What's the simplest way you could pull that tip back?

Jaký je ten nejjednodušší způsob, kterým byste ten hrot mohli zatáhnout zpět?

I chose a spring.

Já jsem vybral pružinu.

So when you extend that spring, you extend that tip out

Když se pružina natáhne, hrot se vysune ven,

so it's ready to puncture tissue,

takže je připraven k proniknutí tkání,

the spring wants to pull the tip back.

pružina chce zatáhnout hrot zpět.

How do you keep the tip in place

Jak tedy dosáhnout toho, aby hrot zůstal na místě

until the moment of puncture?

dokud tkáň není propíchnuta?

I used this mechanism.

Použil jsem tento mechanismus.

When the tip of the device is pressed against tissue,

Když je hrot zařízení vtlačován do tkáně,

the mechanism expands outwards and wedges in place against the wall.

mechanismus se rozšiřuje směrem ven a zaklíní se o stěnu.

And the friction that's generated

Napětí, které vzniká

locks it in place and prevents the spring from retracting the tip.

se ustálí na místě a zabrání zatáhnutí hrotu zpět pružinou.

But right at the moment of puncture,

Ale při propíchnutí

the tissue can't push back on the tip anymore.

tkáň už nemůže tlačit zpět na hrot.

So the mechanism unlocks and the spring retracts the tip.

Dojde tedy k odjištění mechanismu a pružina zatáhne hrot zpět.

Let me show you that happening in slow motion.

Ukážu vám, jak to funguje v pomalém záběru.

This is about 2,000 frames a second,

Tohle je asi 2000 snímků za sekundu,

and I'd like you to notice the tip

chci abyste si všimli hrotu,

that's right there on the bottom, about to puncture through tissue.

který je právě tady dole, těsně před propíchnutím tkáně.

And you'll see that right at the moment of puncture,

Uvidíte, že právě ve chvíli spádu,

right there, the mechanism unlocks and retracts that tip back.

přímo tady, mechanismus se uvolní a zatáhne hrot zpět.

I want to show it to you again, a little closer up.

Ukážu vám to znova, více z blízka.

You're going to see the sharp bladed tip,

Uvidíte ostrý hrot,

and right when it punctures that rubber membrane

a právě když propíchne gumovou membránu,

it's going to disappear into this white blunt sheath.

zmizí uvnitř tohoto tupého pouzdra.

Right there.

Přímo tady.

That happens within four 100ths of a second after puncture.

To se stane do čtyř setin sekundy po propíchnutí.

And because this device is designed to address the physics of puncture

A protože je toto zařízení navrženo na základě fyzických jevů propíchnutí

and not the specifics of cranial drilling

a ne vlastnostmi vrtání lebky,

or laparoscopic surgery, or another procedure,

nebo laparoskopické chirurgie, ani jiného konkrétního postupu,

it's applicable across these different medical disciplines

je aplikovatelný napříč těmito různými lékařskými disciplínami

and across different length scales.

a napříč různými stupnicemi délky.

But it didn't always look like this.

Ale takhle to nevypadalo vždy.

This was my first prototype.

Tohle je můj první prototyp.

Yes, those are popsicle sticks,

Ano, tohle jsou nanuková dřívka,

and there's a rubber band at the top.

a nahoře je gumová páska.

It took about 30 minutes to do this, but it worked.

Trvalo mi asi 30 minut než jsem to vytvořil, ale fungovalo to.

And it proved to me that my idea worked

A dokázalo mi to, že můj nápad funguje

and it justified the next couple years of work on this project.

a ospravedlnilo příštích několik let práce na tomto projektu.

I worked on this because

Pracoval jsem na tomhle, protože

this problem really fascinated me.

jsem byl tímto problémem fascinován.

It kept me up at night.

Nedalo mi to spát.

But I think it should fascinate you too,

Ale myslím si, že by to také mělo fascinovat vás,

because I said puncture is everywhere.

protože, jak jsem řekl, punkce je všude.

That means at some point it's going to be your problem too.

To znamená, že nějakým způsobem to bude také váš problém.

That first day in the operating room

Ten první den, kdy jsem byl na operačním sále

I never expected to find myself on the other end of a trocar.

bych nikdy nečekal, že bych se mohl také já ocitnout na druhé straně trokaru.

But last year, I got appendicitis when I was visiting Greece.

Ale minulý rok v Řecku jsem měl zánět slepého střeva.

So I was in the hospital in Athens,

Byl jsem v nemocnici v Aténách

and the surgeon was telling me

a chirurg mi vysvětloval,

he was going to perform a laparoscopic surgery.

že provede laparoskopický zákrok.

He was going to remove my appendix through these tiny incisions,

Vyjme moje slepé střevo těmi malými řezy

and he was talking about what I could expect for the recovery,

a řekl mi, co mohu očekávat během zotavování

and what was going to happen.

a co se se mnou bude dál dít.

He said, "Do you have any questions?" And I said, "Just one, doc.

Zeptal se, "Máte nějaké otázky?" a já jsem odpověděl, "Jenom jednu.

What kind of trocar do you use?"

Jaký druh trokaru používáte?"

So my favorite quote about laparoscopic surgery

Můj oblíbený citát o laparoskopické chirurgii

comes from a Doctor H. C. Jacobaeus:

je od doktora H. C. Jacobeuse:

"It is puncture itself that causes risk."

"Riziko spočívá v samotné punkci."

That's my favorite quote because H.C. Jacobaeus

Je to můj oblíbený citát, protože H. C. Jacobaeus

was the first person to ever perform laparoscopic surgery on humans,

byl první člověk, který provedl laparoskopii na člověku

and he wrote that in 1912.

a napsal to v roce 1912.

This is a problem that's been injuring and even killing people for over 100 years.

Tak tohle je problém, který lidem způsobuje zranění

a někdy dokonce i smrt už více než 100 let.

So it's easy to think that for every major problem out there

Je jednoduché myslet si, že na každý vážný problém

there's some team of experts working around the clock to solve it.

tady máme tým expertů, kteří nepřetržitě pracují na jeho řešení.

The truth is that's not always the case.

Ve skutečnosti to tak vždy není.

We have to be better at finding those problems

Musíme se zlepšit v hledání těchto problémů

and finding ways to solve them.

a v hledání jejich řešení.

So if you come across a problem that grabs you,

Až se někdy octnete tváří v tvář problému, který upoutá vaši pozornost,

let it keep you up at night.

nechte ho, aby vás udržel vzhůru celou noc.

Allow yourself to be fascinated,

Nechte se fascinovat,

because there are so many lives to save.

protože na světě je tolik životů, které je třeba zachránit.

(Applause)

(Potlesk)