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

Nikolai Begg: Un outil pour éviter le moment le plus dangereux dans une opération chirurgicale

Translator: Bob Prottas Reviewer: Ariana Bleau Lugo

Traducteur: Francois Brebion Relecteur: Elisabeth Buffard

The first time I stood in the operating room

Quand j'ai assisté pour la première fois

and watched a real surgery,

à une vraie intervention chirurgicale,

I had no idea what to expect.

je ne savais pas du tout à quoi m'attendre.

I was a college student in engineering.

À l'époque, j'étudiais en école d'ingénieur.

I thought it was going to be like on TV.

Je pensais que ça serait comme à la télé.

Ominous music playing in the background,

Une musique de fond inquiétante,

beads of sweat pouring down the surgeon's face.

des gouttes de sueur perlant sur le front du chirurgien.

But it wasn't like that at all.

Mais ça n'avait rien à voir.

There was music playing on this day,

Il y avait bien de la musique ce jour-là,

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

je crois que c'était le Best of de Madonna.

And there was plenty of conversation,

(Rires)

Et les gens se parlaient beaucoup,

not just about the patient's heart rate,

pas que du rythme cardiaque du patient

but about sports and weekend plans.

mais aussi de sport et de projets pour le weekend.

And since then, the more surgeries I watched,

Depuis, plus j'ai vu d'opérations,

the more I realized this is how it is.

plus j'ai compris que c'est comme ça que ça se passe.

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

D'une certaine manière, c'est la routine.

But every so often

Mais de temps en temps,

the music gets turned down,

on arrête la musique.

everyone stops talking,

Tout le monde arrête de parler

and stares at exactly the same thing.

et regarde fixement au même endroit.

And that's when you know that something absolutely critical

C'est là qu'on comprend que c'est un moment critique et dangereux.

and dangerous is happening.

The first time I saw that

La première fois que j'ai vu ça,

I was watching a type of surgery

called laparoscopic surgery

c’était lors d'une opération qu'on appelle une laparoscopie.

And for those of you who are unfamiliar,

Pour ceux qui ne connaissent pas,

au cours d'une chirurgie laparoscopique,

laparoscopic surgery, instead of the large

open incision you might be used to with surgery,

au lieu de faire une large incision comme de coutume,

a laparoscopic surgery is where the surgeon creates

le chirurgien fait

these three or more small incisions in the patient.

trois petites incisions ou plus sur le patient.

And then inserts these long, thin instruments

Il y introduit ensuite des instruments longs et minces

and a camera,

et une caméra

and actually does the procedure inside the patient.

pour réaliser l'opération à l'intérieur du corps du patient.

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

C'est formidable parce que ça diminue les risques d'infection

much less pain, shorter recovery time.

ainsi que la douleur et le temps de récupération du patient.

But there is a trade-off,

Il y a cependant un compromis

because these incisions are created

parce que les incisions sont faites

with a long, pointed device

grâce à un instrument long et pointu

called a trocar.

qu'on appelle un trocart.

And the way the surgeon uses this device

Quand le chirurgien se sert de cet instrument,

is that he takes it

il l'attrape

and he presses it into the abdomen

il le presse dans l'abdomen du patient

until it punctures through.

jusqu'à ce que ça transperce.

And now the reason why everyone in the operating room

La raison pour laquelle,

tout le monde regardait fixement cet instrument ce jour-là

was staring at that device on that day

was because he had to be absolutely careful

c'est que le chirurgien devait faire très attention

not to plunge it through

de ne pas faire pénétrer l'instrument trop loin

and puncture it into the organs and blood vessels below.

en perforant des vaisseaux sanguins ou des organes.

But this problem should seem pretty familiar to all of you

Ce problème ne devrait pas vous être étranger

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

parce que vous l'avez sûrement déjà rencontré ailleurs.

(Laughter)

(Rires)

Remember this?

Ça vous dit quelque chose ?

(Applause)

(Applaudissements)

You knew that at any second

Vous saviez que, à tout instant,

that straw was going to plunge through,

la paille pouvait percer un trou

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

sans savoir si ça allait traverser de l'autre côté jusqu'à votre main,

and straight into your hand,

or if you were going to get juice everywhere,

ou si ça allait mettre du jus partout.

but you were terrified. Right?

Vous étiez terrifiés, n'est-ce pas ?

Every single time you did this,

À chaque fois que vous faisiez ça,

you experienced the same fundamental physics

vous observiez le même phénomène de physique

that I was watching in the operating room that day.

que j'observais ce jour-là dans la salle d'opération.

And it turns out it really is a problem.

Il s'avère que c'est un vrai problème.

In 2003, the FDA actually came out and said

En 2003, l'Agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux

that trocar incisions might be the most dangerous step

a affirmé que l'incision au trocart

in minimally invasive surgery.

est l'étape la plus dangereuse en chirurgie mini-invasive.

Again in 2009, we see a paper that says

Et puis en 2009, un journal a déclaré

that trocars account for over half

que les trocarts étaient responsables de plus de la moitié

of all major complications in laparoscopic surgery.

des complications majeures en chirurgie laparoscopique

And, oh by the way,

Et, soit dit en passant,

this hasn't changed for 25 years.

tout ça n'a pas changé depuis 25 ans.

So when I got to graduate school,

Quand j'ai entamé mes études supérieures,

this is what I wanted to work on.

je voulais travailler sur ce sujet.

I was trying to explain to a friend of mine

J'essayais d'expliquer à un de mes amis

what exactly I was spending my time doing,

ce à quoi je consacrais tout mon temps.

and I said,

Je lui ai dit :

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

« c'est comme quand tu perces un trou dans un mur

to hang something in your apartment.

pour accrocher quelque chose dans ton appartement.

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

Il y a un moment où la perceuse perfore le mur

and there's this plunge. Right?

et c'est là que transperce, Pas vrai ? »

And he looked at me and he said,

Il m'a regardé et m'a dit :

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

« C'est comme quand on perce un trou dans un crâne ? »

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

Je lui ai répondu : « Pardon ? » (Rires)

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

Donc j'ai fait des recherches et

on perce bien dans les crânes des gens.

A lot of neurosurgical procedures

Plein d’opérations neurochirurgicales

actually start with a drill incision through the skull.

commencent par une incision faite à la perceuse dans le crâne.

And if the surgeon isn't careful,

Si le chirurgien ne fait pas attention,

he can plunge directly into the brain.

il peut enfoncer la mèche dans le cerveau.

C'est à ce moment que j'ai commencé à penser :

So this is the moment when I started thinking,

okay, cranial drilling, laparoscopic surgery,

« D'accord, il y a la trépanation, la laparoscopie,

why not other areas of medicine?

pourquoi pas d'autres domaines en médecine ? »

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

Quand êtes-vous allés chez le docteur pour la dernière fois

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

sans vous être fait piquer ?

So the truth is

La réalité

in medicine puncture is everywhere.

est qu'en médecine, on vous perce pour tout.

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

Voici quelques procédures

that involve some tissue puncture step.

qui nécessitent à un certain point la perforation d'un tissu.

And if we take just three of them —

Prenons trois exemples :

laparoscopic surgery, epidurals, and cranial drilling —

la laparoscopie, l'anesthésie péridurale et la trépanation.

these procedures account for over 30,000 complications

Ces procédures sont responsables de plus de 30 000 complications

every year in this country alone.

chaque année rien qu'aux États-Unis.

I call that a problem worth solving.

C'est un problème qui mérite d'être résolu.

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

Examinons de plus près certains des instruments

that are used in these types of procedures.

utilisés dans ce type d'opérations.

I mentioned epidurals. This is an epidural needle.

Voici une aiguille de péridurale.

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

qui sert à transpercer les ligaments de la colonne vertébrale

and deliver anesthesia during childbirth.

pour anesthésier les femmes qui accouchent.

Here's a set of bone marrow biopsy tools.

Voici des instruments dont on se sert

lors d'une biopsie de la moelle osseuse

These are actually used to burrow into the bone

pour percer l'os et prélever un peu de moelle osseuse ou d'os.

and collect bone marrow or sample bone lesions.

Here's a bayonette from the Civil War.

Voici une baïonnette de la guerre de sécession.

(Laughter)

(Rires)

If I had told you it was a medical puncture device

Si je vous avais dit que c'était un instrument chirurgical de perçage,

you probably would have believed me.

vous m'auriez sans doute cru.

Because what's the difference?

Parce que c'est quoi la différence ?

So, the more I did this research

Et donc, plus je faisais de recherches,

the more I thought there has to be

plus j'étais persuadé

a better way to do this.

qu'il doit y avoir une meilleure méthode

And for me the key to this problem

Selon moi, la clé du problème,

is that all these different puncture devices

c'est que tous ces instruments chirurgicaux

share a common set of fundamental physics.

fonctionnent tous selon les mêmes principes de physique.

So what are those physics?

Quels sont ces principes ?

Let's go back to drilling through a wall.

Revenons au mur et à la perceuse.

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

Si on applique une force sur un mur,

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

selon Newton, le mur appliquera une force égale

equal and opposite.

dans le sens contraire.

So, as you drill through the wall,

Lorsqu'on perce un trou dans le mur,

those forces balance.

les deux forces s'annulent.

But then there's that moment

Mais il y a un moment où

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

la perceuse traverse le mur.

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

Alors, le mur ne présente plus aucune résistance.

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

Mais votre cerveau n'a pas encore réagi à ce changement.

So for that millisecond,

Pendant une milliseconde

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

ou le temps que vous réagissiez, vous continuez à pousser.

and that unbalanced force causes an acceleration,

Le déséquilibre des forces provoque une accélération

and that is the plunge.

et ça s'enfonce d'un coup.

But what if right at the moment of puncture

Et si, au moment exact du perçage,

you could pull that tip back,

on pouvait retirer la pointe de l'instrument

actually oppose the forward acceleration?

pour éviter cette accélération ?

That's what I set out to do.

C'est sur cette question que je me suis penché.

So imagine you have a device

Imaginez un instrument avec un bout pointu

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

servant à percer un tissu.

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

Quelle serait la façon la plus simple de retirer sa pointe ?

I chose a spring.

J'ai pensé à un ressort.

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

En l'étirant, on avance la pointe de l'instrument

so it's ready to puncture tissue,

pour qu'elle puisse percer le tissu.

Le ressort tend à vouloir retirer la pointe.

the spring wants to pull the tip back.

How do you keep the tip in place

Comment garder la pointe à sa place

until the moment of puncture?

jusqu'au moment du perçage ?

I used this mechanism.

J'ai utilisé ce mécanisme.

When the tip of the device is pressed against tissue,

Quand on presse la pointe de l'instrument contre le tissu,

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

le mécanisme s'élargit vers l'extérieur et appuie contre les parois.

And the friction that's generated

La friction générée verrouille le mécanisme

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

et empêche le ressort de retirer la pointe

But right at the moment of puncture,

Au moment précis de la perçage,

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

le tissu ne retient plus la pointe.

So the mechanism unlocks and the spring retracts the tip.

Alors, le mécanisme se décoince et le ressort retire la pointe.

Let me show you that happening in slow motion.

Laissez-moi vous le montrer au ralenti

This is about 2,000 frames a second,

à près de 2 000 images par seconde.

and I'd like you to notice the tip

Remarquez bien la pointe au bas de l'image.

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

Elle est sur le point de percer le tissu.

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

Vous voyez qu'au moment du perçage,

juste là ,

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

le mécanisme se décoince et retire la pointe.

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

Je veux vous remontrer la vidéo d'un peu plus près.

You're going to see the sharp bladed tip,

Vous allez voir la pointe

and right when it punctures that rubber membrane

Dès qu'elle perce la membrane de caoutchouc,

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

elle disparaît dans sa gaine blanche.

Right there.

Juste là !

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

La pointe est retirée 4 centièmes de seconde après le perçage.

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

Puisque ce dispositif est conçu pour prendre en compte tout type de perçage

and not the specifics of cranial drilling

que ce soit la trépanation,

or laparoscopic surgery, or another procedure,

la laparoscopie ou toute autre opération,

it's applicable across these different medical disciplines

il est possible de l'appliquer à toutes ces disciplines médicales

and across different length scales.

et à différentes échelles de longueur.

But it didn't always look like this.

Mais ça n'a pas toujours ressemblé à ça.

This was my first prototype.

Ça, c'était mon premier prototype.

Yes, those are popsicle sticks,

Oui, ce sont des bâtonnets de sucettes (Rires)

and there's a rubber band at the top.

avec un élastique en haut.

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

J'ai mis 30 minutes environ pour faire ça, mais ça a marché.

And it proved to me that my idea worked

Et c'était la preuve que mon idée marchait.

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

Ça a justifié de dédier les deux années suivantes à ce projet.

I worked on this because

J'ai travaillé là-dessus parce que ce problème me passionnait.

this problem really fascinated me.

It kept me up at night.

Parfois, j'en n'en dormais pas.

But I think it should fascinate you too,

Mais je pense que ça devrait vous fasciner aussi,

parce qu'on a vu que le perçage est utilisé partout.

because I said puncture is everywhere.

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

Donc à un moment ou un autre, ça va devenir votre problème.

That first day in the operating room

Ce premier jour, dans la salle d'opération

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

je n'aurais jamais imaginé être un jour à l'autre bout du trocart.

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

Mais l'année dernière,

j'ai eu une appendicite pendant mes vacances en Grèce.

So I was in the hospital in Athens,

À l'hôpital à Athènes,

and the surgeon was telling me

le chirurgien m'a dit

he was going to perform a laparoscopic surgery.

qu'il allait faire une laparoscopie.

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

Il allait faire de petites incisions pour enlever mon appendice

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

il parlait de ce à quoi je devais m'attendre pour mon rétablissement

and what was going to happen.

et ce qui allait se passer.

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

Il a dit : « Des questions ? » et j'ai répondu : « Une seule, docteur.

What kind of trocar do you use?"

Quel genre de trocart allez-vous utiliser ? »

So my favorite quote about laparoscopic surgery

Ma citation préférée sur la laparoscopie,

comes from a Doctor H. C. Jacobaeus:

vient du Docteur H.C Jacobaeus :

"It is puncture itself that causes risk."

« C'est le perçage-même qui comporte des risques ».

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

C'est ma citation préférée parce que H.C. Jacobaeus

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

a été le premier à pratiquer une laparoscopie sur des êtres humains

and he wrote that in 1912.

et il a écrit ça en 1912.

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

Ça fait près de 100 ans que ce problème affecte, voire tue des gens.

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

On pourrait penser que pour chaque problème sérieux,

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

il y a une équipe d'experts qui travaillent jour et nuit pour le résoudre.

The truth is that's not always the case.

La vérité, c'est que c'est loin d'être le cas.

We have to be better at finding those problems

Nous devons identifier ces problèmes

and finding ways to solve them.

et trouver des moyens de les résoudre.

So if you come across a problem that grabs you,

Donc si vous tombez sur un problème qui vous taraude,

let it keep you up at night.

acceptez de ne pas en dormir la nuit.

Allow yourself to be fascinated,

Laissez-vous prendre par la passion

because there are so many lives to save.

parce qu'il y a tellement de vies à sauver.

(Applause)

(Applaudissements)