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

Translator: Bob Prottas Reviewer: Ariana Bleau Lugo

Traduttore: Elisa Magni Revisore: Alessandra Tadiotto

The first time I stood in the operating room

La prima volta che mi trovai in sala operatoria

and watched a real surgery,

e guardai un intervento dal vivo,

I had no idea what to expect.

non avevo idea di che cosa aspettarmi.

I was a college student in engineering.

Andavo all'università, studiavo ingegneria.

I thought it was going to be like on TV.

Pensavo che sarebbe stato come si vede in televisione.

Ominous music playing in the background,

Musica triste in sottofondo,

beads of sweat pouring down the surgeon's face.

gocce di sudore che scendono sul volto del chirurgo.

But it wasn't like that at all.

Ma non è stato proprio così.

There was music playing on this day,

C'era sì la musica in sottofondo,

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

penso si trattasse dei successi di Madonna. (Risate)

And there was plenty of conversation,

E i chirurghi parlavano un sacco tra di loro,

not just about the patient's heart rate,

non solo del battito cardiaco del paziente,

but about sports and weekend plans.

ma anche di sport e dei progetti per il fine settimana.

And since then, the more surgeries I watched,

E da allora, più interventi guardavo,

the more I realized this is how it is.

più mi rendevo conto di come funzionava quella realtà.

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

Sembra strano, ma è come un giorno qualsiasi in ufficio.

But every so often

Ma ogni tanto

the music gets turned down,

la musica viene abbassata,

everyone stops talking,

tutti smettono di parlare,

and stares at exactly the same thing.

e fissano la stessa identica cosa.

And that's when you know that something absolutely critical

Ed è in quell'istante che ti accorgi che sta accadendo

and dangerous is happening.

qualcosa di davvero cruciale e pericoloso.

The first time I saw that

La prima volta che mi capitò

I was watching a type of surgery

stavo assistendo a un tipo di intervento

called laparoscopic surgery

chiamato laparoscopia.

And for those of you who are unfamiliar,

Per chi di voi non sa di che cosa si tratta,

laparoscopic surgery, instead of the large

la laparoscopia, invece

open incision you might be used to with surgery,

della grande incisione che siete abituati a vedere in chirurgia,

a laparoscopic surgery is where the surgeon creates

in un intervento di laparoscopia il chirurgo fa

these three or more small incisions in the patient.

tre o più piccole incisioni al paziente.

And then inserts these long, thin instruments

E poi inserisce questi strumenti lunghi e fini

and a camera,

e una fotocamera,

and actually does the procedure inside the patient.

e svolge l'intervento praticamente dentro al paziente.

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

È fantastico perché si riduce il rischio di infezioni,

much less pain, shorter recovery time.

di dolore, la convalescenza è più breve.

But there is a trade-off,

Ma c'è un compromesso,

because these incisions are created

perché queste incisioni vengono praticate

with a long, pointed device

con uno strumento lungo e appuntito

called a trocar.

chiamato trocar.

And the way the surgeon uses this device

E il modo in cui un chirurgo usa questo strumento

is that he takes it

è prenderlo

and he presses it into the abdomen

e premerlo nell'addome

until it punctures through.

fino a quando non lo buca.

And now the reason why everyone in the operating room

E ora, il motivo per cui tutti nella sala operatoria

was staring at that device on that day

guardavano quello strumento quel giorno

was because he had to be absolutely careful

era perché il chirurgo doveva stare estremamente attento

not to plunge it through

a non fare troppa pressione

and puncture it into the organs and blood vessels below.

arrivando agli organi e ai vasi sanguigni sottostanti.

But this problem should seem pretty familiar to all of you

Ma questo problema sembra piuttosto noto a tutti voi

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

perché sono sicuro che lo avrete già visto da un'altra parte.

(Laughter)

(Risate)

Remember this?

Ve lo ricordate?

(Applause)

(Applausi)

You knew that at any second

Sapevate che da un momento all'altro

that straw was going to plunge through,

quella cannuccia avrebbe perforato la superficie,

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

e non sapevate se sarebbe finita dall'altra parte

and straight into your hand,

e poi dritta nella vostra mano,

or if you were going to get juice everywhere,

oppure se il succo sarebbe finito dappertutto,

but you were terrified. Right?

ma eravate spaventati. Giusto?

Every single time you did this,

Ogni singola volta che l'avete fatto,

you experienced the same fundamental physics

avete vissuto in prima persona lo stesso fenomeno fisico

that I was watching in the operating room that day.

a cui ho assistito io quel giorno in sala operatoria.

And it turns out it really is a problem.

Ed è un grande problema davvero.

In 2003, the FDA actually came out and said

Nel 2003, l'FDA rilasciò una dichiarazione e disse

that trocar incisions might be the most dangerous step

che le incisioni trocar potevano essere la pratica più pericolosa

in minimally invasive surgery.

nella chirurgia minimamente invasiva.

Again in 2009, we see a paper that says

Ancora nel 2009, un articolo affermava

that trocars account for over half

che i trocar costituivano più della metà

of all major complications in laparoscopic surgery.

di tutte le principali complicazioni nelle laparoscopie.

And, oh by the way,

E, oh tra l'altro,

this hasn't changed for 25 years.

la situazione è rimasta la stessa per 25 anni.

So when I got to graduate school,

Perciò, quando sono andato all'università,

this is what I wanted to work on.

era questo su cui volevo lavorare.

I was trying to explain to a friend of mine

Cercavo di spiegare a un mio amico

what exactly I was spending my time doing,

a che cosa mi stavo dedicando,

and I said,

e dissi:

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

"È come quando trapani una parete

to hang something in your apartment.

per appendere qualcosa nel tuo appartamento.

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

C'è quel momento in cui il trapano fora la parete

and there's this plunge. Right?

e poi va fino in fondo. Giusto?"

And he looked at me and he said,

E lui mi guardò e mi disse:

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

"Vuoi dire quando trapanano il cervello alla gente?"

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

E io gli dissi: "Come scusa?" (Risate)

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

Mi documentai e il cervello alla gente lo trapanano sul serio.

A lot of neurosurgical procedures

Molti interventi neurochirurgici

actually start with a drill incision through the skull.

iniziano proprio con un'incisione del cranio tramite un trapano.

And if the surgeon isn't careful,

E se il chirurgo non presta attenzione,

he can plunge directly into the brain.

può arrivare fino al cervello.

So this is the moment when I started thinking,

Perciò questo è stato il momento in cui ho iniziato a pensare:

okay, cranial drilling, laparoscopic surgery,

"Ok, trapanazione del cranio, laparoscopia,

why not other areas of medicine?

perché non altri campi medici?"

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

Perché pensateci, quando è stata l'ultima volta che siete andati dal medico

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

e non vi hanno infilato qualcosa in corpo? Giusto?

So the truth is

Quindi, la verità è che

in medicine puncture is everywhere.

nella medicina tutto viene forato.

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

E qui riporto solo un paio di interventi che ho trovato

that involve some tissue puncture step.

che richiedono la foratura dei tessuti.

And if we take just three of them —

E se ne prendiamo solo tre --

laparoscopic surgery, epidurals, and cranial drilling —

laparoscopia, epidurale e trapanazione del cranio --

these procedures account for over 30,000 complications

questi interventi costituiscono più di 30 mila complicazioni

every year in this country alone.

ogni anno solo in questo Paese.

I call that a problem worth solving.

Io penso sia un problema che va risolto.

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

Perciò, diamo un'occhiata ad alcuni strumenti

that are used in these types of procedures.

che si utilizzano in questi tipi di interventi.

I mentioned epidurals. This is an epidural needle.

Ho parlato dell'epidurale. Questo è un ago per l'epidurale.

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

Viene usato per forare i legamenti della spina dorsale

and deliver anesthesia during childbirth.

e fare da anestesia durante il parto.

Here's a set of bone marrow biopsy tools.

Ecco un set di strumenti per la biopsia del midollo spinale.

These are actually used to burrow into the bone

Questi vengono usati per scavare le ossa

and collect bone marrow or sample bone lesions.

e raccogliere il midollo osseo o fare campioni delle lesioni ossee.

Here's a bayonette from the Civil War.

Ecco una baionetta della Guerra Civile.

(Laughter)

(Risate)

If I had told you it was a medical puncture device

Se vi avessi detto che si trattava di uno strumento medico per le forature

you probably would have believed me.

probabilmente mi avreste creduto.

Because what's the difference?

Perché qual è la differenza?

So, the more I did this research

Quindi, più facevo questa ricerca

the more I thought there has to be

più pensavo che ci dovesse essere

a better way to do this.

un modo migliore di operare.

And for me the key to this problem

E per me la chiave di questo problema

is that all these different puncture devices

è che questi diversi strumenti di foratura

share a common set of fundamental physics.

hanno in comune una serie di caratteristiche fisiche.

So what are those physics?

E quali sono?

Let's go back to drilling through a wall.

Torniamo all'esempio del trapano nella parete.

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

Si applica una forza su un trapano verso una parete.

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

E Newton dice che la parete applicherà forza a sua volta,

equal and opposite.

uguale e opposta.

So, as you drill through the wall,

Perciò, quando si trapana una parete,

those forces balance.

quelle forze si bilanciano.

But then there's that moment

Ma poi arriva un momento

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

in cui il trapano perfora completamente la parete e finisce dall'altro lato,

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

e proprio in quel momento non riusciamo più a tirarlo indietro.

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

Ma il cervello non ha reagito a quel cambiamento di forze.

So for that millisecond,

Perciò, per un millesimo di secondo,

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

o quale che sia il vostro tempo di reazione, continuate a spingere,

and that unbalanced force causes an acceleration,

e quella forza sbilanciata causa un'accelerazione,

and that is the plunge.

che si traduce nel perforamento completo.

But what if right at the moment of puncture

Ma che cosa accadrebbe se proprio al momento della perforazione

you could pull that tip back,

riusciste a estrarre la punta,

actually oppose the forward acceleration?

opponendovi all'accelerazione in avanti?

That's what I set out to do.

È questo quello che ho intenzione di fare.

So imagine you have a device

Immaginate di avere uno strumento

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

che ha una punta affilata per tagliare i tessuti.

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

Qual è il modo più semplice per estrarre quella punta?

I chose a spring.

Io ho scelto una molla.

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

Così, quando tirate la molla, estendete la punta

so it's ready to puncture tissue,

in modo che sia pronta per forare il tessuto,

the spring wants to pull the tip back.

e la molla riporta indietro la punta.

How do you keep the tip in place

Come si fa a mantenere ferma la punta

until the moment of puncture?

fino al momento della foratura?

I used this mechanism.

Io ho usato questo meccanismo.

When the tip of the device is pressed against tissue,

Quando la punta dello strumento è premuta contro il tessuto,

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

il meccanismo si espande all'esterno ed entra a forza nella parete.

And the friction that's generated

E la frizione che si genera

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

la mantiene fissa e impedisce che la molla ritragga la punta.

But right at the moment of puncture,

Ma proprio nel momento della foratura,

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

il tessuto non può più respingere la punta.

So the mechanism unlocks and the spring retracts the tip.

Perciò il meccanismo si sblocca e la molla ritrae la punta.

Let me show you that happening in slow motion.

Lasciate che vi mostri quello che accade a rallentatore.

This is about 2,000 frames a second,

Questi sono circa 2000 fotogrammi al secondo,

and I'd like you to notice the tip

e vorrei che notaste la punta

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

che si trova giù in basso, che sta per forare il tessuto.

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

E vedrete che proprio nel momento della foratura,

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

proprio lì, il meccanismo si sblocca e fa ritrarre la punta.

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

Voglio mostrarvelo di nuovo, più da vicino.

You're going to see the sharp bladed tip,

Vedrete una punta a lama affilata,

and right when it punctures that rubber membrane

e proprio quando fora la membrana di gomma

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

sparirà in quella guaina bianca.

Right there.

Proprio lì.

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

Questo accade in quattro centesimi di secondo dopo la foratura.

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

E dato che questo strumento è progettato per adattarsi alla fisica della foratura,

and not the specifics of cranial drilling

e non della trapanazione cranica,

or laparoscopic surgery, or another procedure,

o della laparoscopia, o di altri interventi,

it's applicable across these different medical disciplines

è applicabile a tutte queste discipline mediche

and across different length scales.

e su lunghezze diverse.

But it didn't always look like this.

Ma non ha sempre avuto questo aspetto.

This was my first prototype.

Questo è il mio primo prototipo.

Yes, those are popsicle sticks,

Sì, quelli sono gli steccolini dei ghiaccioli,

and there's a rubber band at the top.

e c'è un elastico di gomma all'estremità.

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

Mi ci sono voluti circa 30 minuti per realizzarlo, ma ha funzionato.

And it proved to me that my idea worked

E mi ha dimostrato che la mia idea funzionava

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

e ha giustificato i successivi anni di lavoro a questo progetto.

I worked on this because

Ci ho lavorato perché

this problem really fascinated me.

questo problema mi affascina molto.

It kept me up at night.

Mi teneva sveglio la notte.

But I think it should fascinate you too,

Ma penso che dovrebbe affascinare anche voi

because I said puncture is everywhere.

perché ho detto che le forature sono ovunque.

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

Ciò significa che a un certo punto diventerà anche un vostro problema.

That first day in the operating room

Quel primo giorno in sala operatoria

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

non mi sarei mai aspettato di ritrovarmi dall'altra parte del trocar.

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

Ma l'anno scorso, mi è venuta l'appendicite mentre ero in Grecia.

So I was in the hospital in Athens,

Perciò mi hanno ricoverato ad Atene

and the surgeon was telling me

e il chirurgo mi disse che

he was going to perform a laparoscopic surgery.

avrebbe seguito una laparoscopia.

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

Avrebbe rimosso la mia appendice attraverso le incisioni,

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

e mi parlò di che cosa aspettarmi nel periodo di convalescenza,

and what was going to happen.

e che cosa sarebbe successo.

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

Mi disse: "Ha qualche domanda?" E io rispose: "Solo una dottore.

What kind of trocar do you use?"

Che tipo di trocar usa?"

So my favorite quote about laparoscopic surgery

Perciò la mia frase preferita sulle laparoscopie

comes from a Doctor H. C. Jacobaeus:

viene dal Dottor H.C. Jacobaeus:

"It is puncture itself that causes risk."

"È la foratura stessa a comportare dei rischi".

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

E la mia frase preferita perché H.C. Jacobaeus

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

è stata la prima persona a eseguire una laparoscopia su un essere umano,

and he wrote that in 1912.

e scrisse quella frase nel 1912.

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

È un problema che ferisce le persone e le uccide da più di un secolo.

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

Perciò è facile pensare che per ogni grande problema del mondo

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

ci sia un team di esperti che lavora giorno e notte per risolverlo.

The truth is that's not always the case.

La verità è che non è proprio così.

We have to be better at finding those problems

Dobbiamo diventare più bravi a riconoscere quei problemi

and finding ways to solve them.

e trovare delle soluzioni.

So if you come across a problem that grabs you,

Quindi, se vi imbattete in un problema che vi attanaglia,

let it keep you up at night.

lasciate pure che vi tenga svegli di notte.

Allow yourself to be fascinated,

Permettete a voi stessi di rimanere di stucco

because there are so many lives to save.

perché ci sono ancora tantissime vite da salvare.

(Applause)

(Applausi)