Erica Frenkel: The universal anesthesia machine

מתרגם: Ido Dekkers מבקר: Sigal Tifferet

אני אדבר איתכם היום

I'm going to talk to you today

about the design of medical technology for low-resource settings.

על התכנון של טכנולוגיה רפואית למצבים של משאבים דלים.

אני חוקרת מערכות רפואיות במדינות האלו.

I study health systems in these countries.

ואחד מהפערים הגדולים בטיפול,

And one of the major gaps in care,

כמעט בכל המקומות,

almost across the board,

הוא גישה לניתוחים בטוחים.

is access to safe surgery.

עכשיו אחד מצווארי הבקבוק העיקריים שמצאנו

Now one of the major bottlenecks that we've found

that's sort of preventing both the access in the first place,

שמונע גם את הגישה

וגם את הביטחון של הניתוחים האלה שכן קורים

and the safety of those surgeries that do happen, is anesthesia.

היא ההרדמה.

ולמעשה, זה מודל שאנחנו מצפים שיעבוד

And actually, it's the model that we expect to work

לאספקת הרדמה

for delivering anesthesia in these environments.

בסביבות האלו.

Here, we have a scene that you would find in any operating room across the US,

כאן יש לנו סצנה שהייתם מוצאים

בכל חדר ניתוח בארצות הברית או כל מדינה מפותחת אחרת.

or any other developed country.

ברקע כאן

In the background there

is a very sophisticated anesthesia machine.

יש מכונת הרדמה משוכללת.

והמכונה הזו מסוגלת

And this machine is able to enable surgery and save lives

לאפשר ניתוחים ולהציל חיים

because it was designed with this environment in mind.

מפני שהיא תוכננה

תוך מחשבה על הסביבה הזו.

In order to operate, this machine needs a number of things

כדי לעבוד, המכונה הזו צריכה מספר דברים

that this hospital has to offer.

שבית החולים יכול להציע.

It needs an extremely well-trained anesthesiologist

היא צריכה מרדים מאוד מיומן

with years of training with complex machines

עם שנים של הכשרה במכונות מסובכות

כדי לעזור לה לנטר את זרימת הגז

to help her monitor the flows of the gas

and keep her patients safe and anesthetized

ולשמור על המנותחים בטוחים ומורדמים

במהלך הניתוח.

throughout the surgery.

It's a delicate machine running on computer algorithms,

זו מכונה עדינה שרצה על אלגוריתמים ממוחשבים,

and it needs special care, TLC, to keep it up and running,

והיא צריכה טיפול עדין כדי שהיא תעבוד,

and it's going to break pretty easily.

והיא מתקלקלת דיי בקלות.

And when it does, it needs a team of biomedical engineers

וכשזה קורה, היא צריכה צוות של מהנדסים ביו מכאניים

who understand its complexities, can fix it, can source the parts

שמבינים את המורכבות שלה,

יכולים לתקן אותה, יכולים להשיג חלקים

and keep it saving lives.

ולעזור לה להמשיך להציל חיים.

It's a pretty expensive machine.

זו מכונה דיי יקרה.

It needs a hospital whose budget can allow it

היא צריכה בית חולים

שהתקציב שלו יכול לאפשר מכונה אחת

to support one machine costing upwards of 50 or $100,000.

שעולה 50 או 100,000$.

ואולי הכי ברור,

And perhaps most obviously,

ואולי הכי חשוב --

but also most importantly --

והדרך לרעיונות ששמענו עליהם

and the path to concepts that we've heard about

מדגים את זה --

kind of illustrates this --

היא צריכה תשתית

it needs infrastructure that can supply an uninterrupted source of electricity,

שיכולה לספק מקור בלתי נפסק

של חשמל, של חמצן דחוס

of compressed oxygen, and other medical supplies

ואת שאר האספקה הרפואית

that are so critical to the functioning of this machine.

שכל כך חשובה לפעילות

של המכונה הזו.

In other words, this machine requires a lot of stuff

במילים אחרות, המכונה דורשת הרבה דברים

שבית החולים הזה לא יכול להציע.

that this hospital cannot offer.

זו אספקת חשמל

This is the electrical supply for a hospital in rural Malawi.

לבית חולים באזורי הספר של מלאוי.

בבית החולים הזה,

In this hospital,

there is one person qualified to deliver anesthesia,

יש אשה אחת עם הכשרה לתת הרדמה,

והיא מוסמכת

and she's qualified

because she has 12, maybe 18 months of training in anesthesia.

מפני שיש לה 12, אולי 18 חודשים

של הכשרה בהרדמה.

בבית החולים ובכל האזור

In the hospital and in the entire region

אין מהנדס ביו-רפואי יחיד.

there's not a single biomedical engineer.

אז כשהמכונה הזו מתקלקלת,

So when this machine breaks,

the machines that they have to work with break,

המכונות שיש להם מתקלקלות,

הם צריכים לנסות להבין, אבל רוב הזמן, זה סוף הדרך.

they've got to try and figure it out,

but most of the time, that's the end of the road.

המכונות האלה עוברות לבית הקברות.

Those machines go the proverbial junkyard.

והמחיר של המכונה שהזכרתי

And the price tag of the machine that I mentioned

could represent maybe a quarter or a third

יכול לייצג אולי רבע או שליש

of the annual operating budget for this hospital.

של תקציב הפעילות השנתי

של בית החולים.

And finally, I think you can see that infrastructure is not very strong.

ולבסוף, אני חושבת שאתם יכולים לראות שהתשתית היא לא ממש חזקה.

בית החולים הזה מחובר לרשת ממש חלשה,

This hospital is connected to a very weak power grid,

one that goes down frequently.

אחת שנופלת הרבה.

So it runs frequently, the entire hospital,

אז לעיתים קרובות כל בית החולים,

פועל רק על גנרטור.

just on a generator.

And you can imagine, the generator breaks down

ואתם יכולים לדמיין, הגנרטור מתקלקל

or runs out of fuel.

או נגמר לו הדלק.

And the World Bank sees this

והבנק העולמי רואה את זה

and estimates that a hospital in this setting in a low-income country

ומעריך שבית חולים במצב כזה במדינה עם הכנסה נמוכה

יכול לצפות ל 18 הפסקות חשמל

can expect up to 18 power outages per month.

בחודש.

Similarly, compressed oxygen and other medical supplies

ובדומה, חמצן דחוס ואספקה רפואית אחרת

הם באמת מותרות

are really a luxury,

ויכולים רבות להיות חסרים

and can often be out of stock for months or even a year.

במשך חודשים ואפילו שנה.

So it seems crazy, but the model that we have right now

אז זה נראה מטורף, אבל המודל שיש לנו עכשיו

is taking those machines that were designed

לוקח את המכונות האלה

שתוכננו לסביבה הראשונה שהראיתי לכם

for that first environment that I showed you

ותורמים אותן או מוכרים אותן

and donating or selling them to hospitals in this environment.

לבתי חולים בסביבות האלה.

זה לא רק לא מתאים,

It's not just inappropriate,

it becomes really unsafe.

זה נעשה ממש לא בטוח.

One of our partners at Johns Hopkins

אחד השותפים שלנו בבית החולים ג'ונס הופקינס

was observing surgeries in Sierra Leone about a year ago.

צפה בניתוחים בסיירה לאון

בערך לפני שנה.

And the first surgery of the day happened to be an obstetrical case.

והניתוח הראשון ביום היה מילדותי במקרה.

A woman came in, she needed an emergency C-section

אישה הגיעה, והיתה זקוקה לניתוח קיסרי דחוף

to save her life and the life of her baby.

כדי להציל את חייה ואת חיי התינוק.

והכל התחיל בצורה טובה.

And everything began pretty auspiciously.

המנתח היה מוכן והתכונן.

The surgeon was on call and scrubbed in.

האחות הייתה שם.

The nurse was there.

She was able to anesthetize her quickly, and it was important

היא היתה מסוגלת להרדים אותה במהירות,

וזה היה חשוב בגלל הדחיפות של המצב.

because of the emergency nature of the situation.

And everything began well

והכל התחיל טוב

until the power went out.

עד שהחשמל הפסיק.

ועכשיו באמצע הניתוח,

And now in the middle of this surgery,

the surgeon is racing against the clock to finish his case,

המנתח נלחם נגד השעון כדי לסיים את הניתוח,

which he can do -- he's got a headlamp.

שהוא יכול - יש לו פנס ראש.

אבל האחות מילולית

But the nurse is literally running around a darkened operating theater

רצה בחדר ניתוח חשוך

trying to find anything she can use to anesthetize her patient,

מנסה למצוא את כל דבר שהיא יכולה כדי להרדים את הפציינטית,

כדי לשמור עליה מורדמת.

to keep her patient asleep.

מפני שהמכונה שלה לא עובדת כשאין חשמל.

Because her machine doesn't work when there's no power.

This routine surgery that many of you have probably experienced,

ועכשיו הניתוח הרגיל הזה שרבות מכן בוודאי חוו,

and others are probably the product of, has now become a tragedy.

ואחרים הם תוצר שלו,

הפך לטרגדיה.

And what's so frustrating is this is not a singular event;

ומה שכל כך מתסכל זה שזה לא מקרה מבודד;

this happens across the developing world.

זה קורה בכל העולם המתפתח.

35 מיליון ניתוחים נערכים כל שנה

35 million surgeries are attempted every year

בלי הרדמה בטוחה.

without safe anesthesia.

הקולגה שלי דר. פול פנטון,

My colleague, Dr. Paul Fenton, was living this reality.

חי את המציאות הזו.

He was the chief of anesthesiology

הוא היה המרדים הראשי

in a hospital in Malawi, a teaching hospital.

בבית חולים במלאווי, בית חולים לימודי.

הוא הלך לעבוד כל יום

He went to work every day

in an operating theater like this one,

בחדר ניתוח כמו זה,

trying to deliver anesthesia and teach others how to do so

מנסה לספק הרדמה וללמד אחרים איך לעשות את זה

using that same equipment

עם אותו ציוד

that became so unreliable, and frankly unsafe, in his hospital.

שהפך לכל כך לא אמין, ולמעשה לא בטוח,

בבית החולים שלו.

ואחרי המון ניתוחים

And after umpteen surgeries

ואתם יכולים לדמיין, טרגדיות באמת נוראיות,

and, you can imagine, really unspeakable tragedy,

he just said, "That's it. I'm done. That's enough.

הוא פשוט אמר, "זהו, אני סיימתי. זה מספיק.

חייב להיות משהו יותר טוב."

There has to be something better."

אז הוא הלך במורד המסדרון

He took a walk down the hall

למקום בו זרקו את כל המכונות שפשוט התפגרו להם --

to where they threw all those machines that had just crapped out on them,

אני חושבת שזה המושג המדעי --

I think that's the scientific term,

והוא פשוט התחיל לשחק.

and he started tinkering.

הוא לקח חלק אחד ממכונה אחת ואחר ממכונה אחרת,

He took one part from here and another from there,

והוא ניסה להגיע למכונה

and he tried to come up with a machine that would work

שתעבוד במציאות שעמדה לפניו.

in the reality that he was facing.

ומה שהוא הגיע אליו היה הבחור הזה,

And what he came up with:

was this guy.

The prototype for the Universal Anesthesia Machine --

אב הטיפוס של מכונת ההרדמה האוניברסלית --

מכונה שתעבוד

a machine that would work and anesthetize his patients

ותרדים את החולים שלו

no matter the circumstances that his hospital had to offer.

לא משנה מה התנאים שהיו לבית החולים להציע.

Here it is, back at home

הנה היא בבית

at that same hospital, developed a little further, 12 years later,

באותו בית חולים, מפותחת קצת יותר, 12 שנים מאוחר יותר,

working on patients from pediatrics to geriatrics.

עובדת עם חולים מילדים לגריאטריקה.

עכשיו תנו לי להראות לכם מעט על איך המכונה הזו עובדת.

Let me show you a little bit about how this machine works.

וואלה!

Voila!

הנה היא.

Here she is.

When you have electricity,

כשיש לכם חשמל,

everything in this machine begins in the base.

הכל בתוך המכונה מתחיל בבסיס.

יש מרכז חמצן בנוי בתוכה שם למטה.

There's a built-in oxygen concentrator down there.

Now you've heard me mention oxygen a few times at this point.

עכשיו שמעתם אותי מזכירה חמצן כמה פעמים עד הנקודה הזו.

בעיקרון, כדי לתת הרדמה,

Essentially, to deliver anesthesia, you want as pure oxygen as possible,

תרצו חמצן טהור ככל האפשר,

because eventually you're going to dilute it, essentially, with the gas.

מפני שבסופו של דבר אתם תדללו אותו

בעיקרון עם הגז.

And the mixture that the patient inhales

והתערובת שהחולה שואף

needs to be at least a certain percentage oxygen

צריכה להכיל לפחות אחוז מסויים של חמצן

אחרת היא יכולה להיות מסוכנת.

or else it can become dangerous.

But so in here when there's electricity,

אבל ככה בפנים כשיש חשמל,

the oxygen concentrator takes in room air.

מרכז החמצן לוקח אויר מהחדר.

Now we know room air is gloriously free,

עכשיו אנחנו יודעים שאויר מהחדר הוא חופשי להפליא,

it is abundant,

הוא נמצא בשפע,

and it's already 21 percent oxygen.

וזה כבר 21 אחוז חמצן.

So all this concentrator does is take that room air in, filter it

אז כל מה שהמרכז הזה עושה הוא לקחת אויר מהחדר, לסנן אותו

ולהוציא חמצן ב95 אחוז

and send 95 percent pure oxygen up and across here,

דרך כאן

שם הוא מעורבב עם חומר ההרדמה.

where it mixes with the anesthetic agent.

עכשיו לפני שהתערובת הזו

Now before that mixture hits the patient's lungs,

מגיעה לריאות של החולה,

it's going to pass by here -- you can't see it,

היא תעבור פה --

but there's an oxygen sensor here --

אתם לא יכולים לראות את זה, אבל יש חיישן חמצן פה --

that's going to read out on this screen the percentage of oxygen being delivered.

שיראה על המסך פה

את אחוז החמצן המסופק.

Now if you don't have power,

עכשיו אם אין חשמל,

or, God forbid, the power cuts out in the middle of a surgery,

או, חס וחלילה, החשמל נפסק באמצע הניתוח,

המכונה עוברת אוטומטית,

this machine transitions automatically,

ללא מגע אפילו,

without even having to touch it,

למשוך אויר מהחדר דרך הכניסה הזו.

to drawing in room air from this inlet.

כל השאר אותו הדבר.

Everything else is the same.

The only difference is that now

ההבדל היחידי הוא שעכשיו

you're only working with 21 percent oxygen.

אתם עובדים רק עם 21 אחוז חמצן.

Now that used to be a dangerous guessing game,

עכשיו זה היה פעם משחק ניחוש מסוכן,

because you only knew if you gave too little oxygen

מפני שרק ידעתם אם נתתם מעט מדי חמצן ברגע שמשהו רע קרה.

once something bad happened.

אבל שמנו סוללה מאריכת חייים שם בפנים.

But we've put a long-life battery backup on here.

זה החלק היחידי עם גיבוי סוללה.

This is the only part that's battery backed up.

אבל זה נותן שליטה למפעיל,

But this gives control to the provider, whether there's power or not,

אם יש חשמל או לא,

because they can adjust the flows

מפני שהם יכולים לשנות את הזרימה

based on the percentage of oxygen they see that they're giving the patient.

בהתבסס על אחוז החמצן שהם רואים שהם נותנים לחולה.

בשני המקרים,

In both cases, whether you have power or not,

בין אם יש לכם חשמל או לא,

sometimes the patient needs help breathing.

לפעמים ההחולה צריך עזרה בנשימה.

It's just a reality of anesthesia, the lungs can be paralyzed.

זו פשוט המציאות של ההרדמה. הריאות יכולות להיות משותקות.

And so we've just added this manual bellows.

אז רק הוספנו את המפוחים הידניים האלה.

ראינו ניתוחים של שלוש או ארבע שעות

We've seen surgeries for three or four hours

שהנשימו את החולה עם זה.

to ventilate the patient on this.

So it's a straightforward machine.

אז זו מכונה די ישירה.

I shudder to say simple; it's straightforward.

אני רועדת להגיד פשוטה;

היא ישירה.

And it's by design.

והיא מתוכננת כך.

You do not need to be a highly trained, specialized anesthesiologist

ואתם לא צריכים להיות

מרדימים מומחים ומאומנים היטב כדי להשתמש במכונה הזו,

to use this machine,

שזה טוב, כי בבתי החולים באזורים הכפריים האלה,

which is good because, in these rural district hospitals,

אתם לא תקבלו כזו רמה של הכשרה.

you're not going to get that level of training.

It's also designed for the environment that it will be used in.

היא גם מתוכננת לסביבה בה ישתמשו בה.

זו מכונה עמידה להפליא.

This is an incredibly rugged machine.

It has to stand up to the heat and the wear and tear

היא צריכה לעמוד

בלחץ ובשימוש שקורה

that happens in hospitals in these rural districts.

בבתי חולים באזורים הכפריים האלה.

And so it's not going to break very easily,

אז היא לא תתקלקל בקלות,

but if it does, virtually every piece in this machine

אבל אם היא כן, ממש כל חלק במכונה

יכול להיות מוחלף

can be swapped out and replaced

with a hex wrench and a screwdriver.

עם מפתח אלן ומברג.

ולבסוף, היא ברת השגה.

And finally, it's affordable.

המכונה הזו מגיעה

This machine comes in at an eighth of the cost

לשמינית ממחיר

of the conventional machine that I showed you earlier.

המכונה הרגילה שהראתי קודם.

אז במילים אחרות, מה שיש לנו פה

So in other words, what we have here is a machine that can enable surgery

הוא מכונה שיכולה לאפשר ניתוחים ולהציל חיים

and save lives,

because it was designed for its environment,

מפני שהיא תוכננה לסביבה שלה

just like the first machine I showed you.

בדיוק כמו המכונה הראשונה שהראיתי לכם.

אבל אנחנו לא רוצים לעצור פה.

But we're not content to stop there.

היא עובדת?

Is it working?

Is this the design that's going to work in place?

האם זה התכנון שיעבוד במקום?

ובכן ראינו תוצאות טובות עד עכשיו.

Well, we've seen good results so far.

This is in 13 hospitals in four countries,

זה ב 13 בתי חולים בארבע מדינות,

ומאז 2010,

and since 2010, we've done well over 2,000 surgeries

עשינו יותר מ2,000 ניתוחים

בלי שום ארועים קליניים בעייתיים.

with no clinically adverse events.

אז אנחנו מאושרים.

So we're thrilled.

This really seems like a cost-effective, scalable solution

זה באמת נראה כמו פיתרון לא יקר וסקיילבילי

לבעיה ממש נפוצה.

to a problem that's really pervasive.

But we still want to be sure

אבל אנחנו עדיין רוצים להיות בטוחים

that this is the most effective and safe device

שזה באמת המכשיר הכי בטוח ואפקטיבי

שאנחנו יכולים להכניס לבתי חולים.

that we can be putting into hospitals.

אז כדי לעשות את זה השקנו מספר שותפויות

So to do that, we've launched a number of partnerships

עם ארגונים חוץ ממשלתיים ואוניברסיטאות

with NGOs and universities,

כדי לאסוף מידע על ממשק המשתמש,

to gather data on the user interface,

on the types of surgeries it's appropriate for,

על סוגי הניתוחים שהיא מתאימה להם

ודרכים בהן אנחנו יכולים לשפר את המכשיר עצמו.

and ways we can enhance the device itself.

אחת השותפויות האלה

One of those partnerships is with Johns Hopkins

היא עם ג'ונס הופקינס ממש פה בבולטימור.

just here in Baltimore.

They have a really cool anesthesia simulation lab out in Baltimore.

יש להם מעבדת הרדמה ממש מגניבה בבולטימור.

So we're taking this machine

אז אנחנו לוקחים את המכונה

and recreating some of the operating theater crises

ויוצרים כמה ממשברי חדר הניתוח

שהמכונה הזו אולי תעמוד מולן

that this machine might face

in one of the hospitals that it's intended for,

באחד מבתי החולים שהיא מיועדת אליהם,

ובסביבה סגורה ובטוחה,

and in a contained, safe environment,

evaluating its effectiveness.

מעריכים את היעילות שלה.

We're then able to compare the results from that study

אז אפשר להשוות את התוצאות מהמחקר הזה

עם נסיון מהעולם האמיתי,

with real-world experience,

because we're putting two of these in hospitals

מפני שאנחנו שמים שתיים כאלה בבתי חולים

that Johns Hopkins works with in Sierra Leone,

שג'ונס הופקינס עובד איתם בסיירה לאון,

כולל בית החולים בו הניתוח הקיסרי הזה קרה.

including the hospital where that emergency C-section happened.

So I've talked a lot about anesthesia, and I tend to do that.

אז דיברתי הרבה על הרדמה, ואני נוטה לעשות את זה.

I think it is incredibly fascinating and an important component of health.

אני חושבת שזה ממש מדהים

וחלק חשוב של רפואה.

And it really seems peripheral, we never think about it,

וזה באמת נראה שולי, אנחנו אף פעם לא חושבים על זה,

until we don't have access to it,

עד שאין לנו גישה לזה,

and then it becomes a gatekeeper.

ואז היא נהיית שומרת השער.

Who gets surgery and who doesn't?

מי נכנס לניתוח ומי לא?

מי עובר ניתוח בטוח ומי לא?

Who gets safe surgery and who doesn't?

אבל אתם יודעים, זו רק אחת מכל כך הרבה דרכים

But you know, it's just one of so many ways

that design, appropriate design,

שעיצוב, עיצוב מתאים,

יכול להשפיע על תוצאות בריאותיות.

can have an impact on health outcomes.

If more people in the health-delivery space

אם יותר אנשים באספקת הרפואה

really working on some of these challenges in low-income countries

שבאמת עובדים על כמה מהאתגרים האלה במדינות עם הכנסה נמוכה

יוכלו להתחיל את תהליך העיצוב שלהם,

could start their design process, their solution search,

את חיפוש הפתרונות שלהם,

from outside of that proverbial box

מחוץ לקופסה

and inside of the hospital --

ובתוך בית החולים --

In other words, if we could design

במילים אחרות, אם נוכל לעצב

for the environment that exists in so many parts of the world,

לסביבה שקיימת בכל כך הרבה אזורים בעולם,

rather than the one that we wished existed --

במקום זו שאנו מקווים שתהייה קיימת --

אולי אפילו נציל הרבה חיים.

we might just save a lot of lives.

תודה רבה לכם.

Thank you very much.

(Applause)

(מחיאות כפיים)