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

Translator: Bob Prottas Reviewer: Ariana Bleau Lugo

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Veroniek van praag

The first time I stood in the operating room

De eerste keer dat ik in de operatiekamer stond

and watched a real surgery,

en naar een echte operatie keek,

I had no idea what to expect.

had ik geen idee wat te verwachten.

I was a college student in engineering.

Ik studeerde voor ingenieur.

I thought it was going to be like on TV.

Ik dacht dat het zou gaan zoals op tv.

Ominous music playing in the background,

Onheilspellende muziek op de achtergrond,

beads of sweat pouring down the surgeon's face.

zweetdruppels biggelend op het gezicht van de chirurg.

But it wasn't like that at all.

Maar zo ging het niet.

There was music playing on this day,

Er speelde muziek,

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

misschien wel de grootste hits van Madonna. (Gelach)

And there was plenty of conversation,

Er werd gebabbeld,

not just about the patient's heart rate,

niet alleen over de hartslag van de patiënt,

but about sports and weekend plans.

maar ook over sport en weekendplannen.

And since then, the more surgeries I watched,

Hoe meer operaties ik bijwoonde,

the more I realized this is how it is.

hoe meer ik besefte dat dit de normale gang van zaken was.

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

Eigenlijk gewoon een dag op kantoor.

But every so often

Maar af en toe

the music gets turned down,

gaat de muziek uit,

everyone stops talking,

iedereen stopt met praten,

and stares at exactly the same thing.

en kijkt naar precies hetzelfde.

And that's when you know that something absolutely critical

Dat is wanneer er iets absoluut essentieels

and dangerous is happening.

en gevaarlijks gebeurt.

The first time I saw that

De eerste keer zag ik dat

I was watching a type of surgery

bij een laparoscopische chirurgie.

called laparoscopic surgery

And for those of you who are unfamiliar,

Voor wie nog niet weet wat dat is:

laparoscopic surgery, instead of the large

bij laparoscopische chirurgie maakt de chirurg

open incision you might be used to with surgery,

in plaats van de gebruikelijke grote insnijding,

a laparoscopic surgery is where the surgeon creates

drie of meer kleine insnijdingen in de patiënt.

these three or more small incisions in the patient.

Dan worden deze lange, dunne instrumenten

And then inserts these long, thin instruments

en een camera ingebracht,

and a camera,

and actually does the procedure inside the patient.

en verloopt de hele procedure binnen in de patiënt.

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

Dat is geweldig want er is minder risico op infectie,

much less pain, shorter recovery time.

veel minder pijn, een kortere hersteltijd.

But there is a trade-off,

Maar het heeft zijn prijs,

because these incisions are created

omdat deze insnijdingen gemaakt worden

with a long, pointed device

met een lang, puntig apparaat

called a trocar.

de zogenaamde trocar.

And the way the surgeon uses this device

De chirurg duwt dit apparaat

is that he takes it

and he presses it into the abdomen

tegen de buikwand

until it punctures through.

totdat het erdoor prikt.

And now the reason why everyone in the operating room

Daarom hield iedereen in de operatiekamer

was staring at that device on that day

dat apparaat in de gaten

was because he had to be absolutely careful

omdat hij uiterst voorzichtig moest zijn

not to plunge it through

om geen andere organen of bloedvaten te doorprikken.

and puncture it into the organs and blood vessels below.

But this problem should seem pretty familiar to all of you

Maar jullie kennen dit probleem wel,

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

je bent het vast ook ergens anders tegengekomen.

(Laughter)

(Gelach)

Remember this?

Ken je dit?

(Applause)

(Applaus)

You knew that at any second

Je wist dat op het moment

that straw was going to plunge through,

dat het rietje erdoor ging,

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

het er wel eens aan de andere kant kon uitkomen,

and straight into your hand,

recht in je hand,

or if you were going to get juice everywhere,

of dat je onder het sap kon komen te zitten.

but you were terrified. Right?

Je zat toch een beetje in de piepzak, niet?

Every single time you did this,

Elke keer dat je dit deed,

you experienced the same fundamental physics

had je te maken met dezelfde fundamentele fysica

that I was watching in the operating room that day.

als ik in die dag in de operatiekamer.

And it turns out it really is a problem.

Het blijkt echt een probleem te zijn.

In 2003, the FDA actually came out and said

In 2003 beweerde de FDA eigenlijk

that trocar incisions might be the most dangerous step

dat trocarinsnijdingen de gevaarlijkste stap zijn

in minimally invasive surgery.

in de minimaal-invasieve chirurgie.

Again in 2009, we see a paper that says

In 2009 verschijnt er een paper die zegt

that trocars account for over half

dat trocars goed zijn voor meer dan de helft

of all major complications in laparoscopic surgery.

van alle belangrijke complicaties bij laparoscopische chirurgie.

And, oh by the way,

Dit is trouwens

this hasn't changed for 25 years.

in de laatste 25 jaar hetzelfde gebleven.

So when I got to graduate school,

Voor mijn afstudeerwerk

this is what I wanted to work on.

wilde ik hieraan verder werken.

I was trying to explain to a friend of mine

Toen ik een vriend probeerde uit te leggen

what exactly I was spending my time doing,

waarmee ik bezig was,

and I said,

zei ik:

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

"Het is net als wanneer je door een muur boort

to hang something in your apartment.

om iets op te hangen in je appartement.

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

Op het moment dat de boor door de muur gaat,

and there's this plunge. Right?

schiet ze door, niet?

And he looked at me and he said,

Hij keek me aan en zei:

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

"Je bedoelt als ze boren in de hersenen van mensen?"

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

Ik zei: "Pardon?" (Gelach)

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

Ik zocht het op en inderdaad, ze boren in de hersenen van mensen.

A lot of neurosurgical procedures

Veel neurochirurgische procedures

actually start with a drill incision through the skull.

beginnen daadwerkelijk met een doorboring van de schedel.

And if the surgeon isn't careful,

Als de chirurg niet oppast,

he can plunge directly into the brain.

stoot hij door tot in de hersenen.

So this is the moment when I started thinking,

Toen begon ik te denken:

okay, cranial drilling, laparoscopic surgery,

waarom ook niet andere gebieden van de geneeskunde?”

why not other areas of medicine?

Wanneer ben je nog eens bij de dokter geweest

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

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

zonder dat er in je werd geprikt?

So the truth is

In de geneeskunde wordt er de hele tijd geprikt.

in medicine puncture is everywhere.

Hier zijn slechts een paar van de procedures die ik heb gevonden

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

that involve some tissue puncture step.

waarbij er geprikt wordt.

And if we take just three of them —

Als we er slechts drie uithalen -

laparoscopic surgery, epidurals, and cranial drilling —

laparoscopische chirurgie, ruggenprik en schedelboren -

these procedures account for over 30,000 complications

nemen deze procedures meer dan 30.000 complicaties voor hun rekening,

every year in this country alone.

per jaar en in dit land alleen.

Ik vind dat een probleem dat de moeite waard is om op te lossen.

I call that a problem worth solving.

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

Laten we eens een paar van de apparaten voor dit soort procedures nader bekijken.

that are used in these types of procedures.

I mentioned epidurals. This is an epidural needle.

Ik noemde al de ruggenprik. Dit is een epidurale naald.

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

Hij wordt gebruikt om de ligamenten van de wervelkolom te doorprikken

and deliver anesthesia during childbirth.

om te verdoven tijdens de bevalling.

Here's a set of bone marrow biopsy tools.

Hier is een gereedschapsset voor beenmergbiopsie.

These are actually used to burrow into the bone

Hiermee wordt het bot doorboord

and collect bone marrow or sample bone lesions.

om beenmerg of stalen van botlaesies te verzamelen.

Here's a bayonette from the Civil War.

Hier is een bajonet van de Burgeroorlog.

(Laughter)

(Gelach)

Als ik jullie had verteld dat het een apparaat voor medisch prikken was,

If I had told you it was a medical puncture device

you probably would have believed me.

hadden jullie me waarschijnlijk geloofd.

Because what's the difference?

Want wat is het verschil?

So, the more I did this research

Hoe meer ik dit onderzocht,

the more I thought there has to be

hoe meer ik dacht dat er

een betere manier moest zijn om dit te doen.

a better way to do this.

And for me the key to this problem

De sleutel tot dit probleem

is that all these different puncture devices

was dat al deze verschillende punctieapparaten

share a common set of fundamental physics.

een gemeenschappelijke fysische basis hebben.

So what are those physics?

Wat is die?

We kijken nog eens naar het boren door een muur.

Let's go back to drilling through a wall.

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

Je oefent met een boor een kracht op de wand uit.

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

Newton zegt dat de muur even hard gaat terugduwen.

equal and opposite.

So, as you drill through the wall,

Tijdens het boren

those forces balance.

houden die krachten elkaar in evenwicht.

But then there's that moment

Maar zodra de boor

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

door de muur gaat,

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

duwt de muur niet meer terug.

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

Maar je hersenen zijn niet klaar voor die verandering in kracht.

Tijdens die milliseconde

So for that millisecond,

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

of hoe lang het ook duurt voordat je reageert,

and that unbalanced force causes an acceleration,

duw je nog steeds en schiet de boor door.

and that is the plunge.

But what if right at the moment of puncture

Maar wat als je juist op dat moment

you could pull that tip back,

de boorkop kon terugtrekken,

actually oppose the forward acceleration?

tegen de voorwaartse versnelling in?

That's what I set out to do.

Daar zocht ik een antwoord op.

So imagine you have a device

Stel je een apparaat voor

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

met een scherpe punt om door weefsel te prikken.

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

Wat is de eenvoudigste manier om dat puntje terug te trekken?

I chose a spring.

Ik koos voor een veer.

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

Als je die veer uitrekt, duw je de punt naar buiten,

so it's ready to puncture tissue,

klaar om weefsel te doorboren,

the spring wants to pull the tip back.

maar de veer wil de tip terugtrekken.

How do you keep the tip in place

Hoe hou je de tip op zijn plaats

until the moment of puncture?

tot op het moment van de doorboring?

I used this mechanism.

Ik gebruikte dit mechanisme.

Wanneer de punt van het apparaat tegen het weefsel wordt gedrukt,

When the tip of the device is pressed against tissue,

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

zet het mechanisme zijwaarts uit en zet het zich vast tegen de wand.

And the friction that's generated

De voortgebrachte wrijving

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

houdt het op zijn plaats en voorkomt dat de veer de tip terugtrekt.

But right at the moment of puncture,

Op het moment van de doorboring,

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

duwt het weefsel niet meer terug tegen de tip.

So the mechanism unlocks and the spring retracts the tip.

Het mechanisme wordt ontgrendeld en de veer trekt de tip terug.

Let me show you that happening in slow motion.

Dit toont het in slow motion

This is about 2,000 frames a second,

aan ongeveer 2.000 beelden per seconde.

and I'd like you to notice the tip

Let op de tip onderaan.

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

Hij gaat net het weefsel doorboren.

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

Je zult zien dat op het moment van punctie

het mechanisme ontgrendelt en de tip terugtrekt.

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

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

Hier zie je het een beetje dichterbij.

You're going to see the sharp bladed tip,

Je ziet de scherpe tip,

en net als hij dat rubbermembraan doorprikt,

and right when it punctures that rubber membrane

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

schiet hij terug in die witte, stompe schede.

Right there.

Daar.

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

Dat gebeurt binnen de 4/100 seconde na de punctie.

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

Omdat dit apparaat ontworpen is om de fysica van doorboring aan te pakken

and not the specifics of cranial drilling

en niet de details van schedelboren,

or laparoscopic surgery, or another procedure,

laparoscopische chirurgie, of enige andere procedure,

it's applicable across these different medical disciplines

is het van toepassing op verschillende medische disciplines

and across different length scales.

en over verschillende lengteschalen.

But it didn't always look like this.

Maar het zag er niet altijd zo uit.

This was my first prototype.

Dit was mijn eerste prototype.

Yes, those are popsicle sticks,

Ja, dat zijn ijslollystokjes,

and there's a rubber band at the top.

en er zit bovenaan een rubberen band.

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

Het was in 30 minuten klaar, maar het werkte.

And it proved to me that my idea worked

Het toonde aan dat mijn idee werkte

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

en het rechtvaardigde de komende paar jaar werk aan dit project.

I worked on this because

Ik werkte eraan

this problem really fascinated me.

omdat dit probleem me echt fascineerde.

It kept me up at night.

Het hield me 's nachts wakker.

But I think it should fascinate you too,

Maar het moet je ook fascineren,

because I said puncture is everywhere.

want prikken kom je overal tegen.

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

Dat houdt in dat het ook ooit jouw probleem zal zijn.

Die eerste dag in de operatiekamer

That first day in the operating room

was het laatste waar ik aan dacht ooit zelf onder de trocar te moeten.

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

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

Maar vorig jaar kreeg ik in Griekenland een blindedarmontsteking.

So I was in the hospital in Athens,

In het ziekenhuis in Athene

and the surgeon was telling me

vertelde de chirurg me

he was going to perform a laparoscopic surgery.

dat hij een laparoscopie ging uitvoeren.

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

Hij zou mijn blindedarm verwijderen door kleine incisies,

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

hij legde me uit wat ik kon verwachten voor het herstel

and what was going to happen.

en wat er zou gaan gebeuren.

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

Hij zei: "Heb je nog vragen?" Ik zei: "Slechts één, dokter.

What kind of trocar do you use?"

Wat voor trocar gebruik je?"

So my favorite quote about laparoscopic surgery

Mijn favoriete citaat over laparoscopische chirurgie

comes from a Doctor H. C. Jacobaeus:

komt van dokter H. C. Jacobaeus:

"It is puncture itself that causes risk."

"Het doorboren zelf veroorzaakt het risico."

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

Dat is mijn favoriete citaat omdat H. C. Jacobaeus

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

de eerste was die ooit laparoscopische chirurgie uitvoerde op mensen.

and he wrote that in 1912.

Hij schreef dat in 1912.

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

Dit probleem verwondt en doodt mensen al meer dan 100 jaar.

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

Het lijkt soms wel dat er voor elk groot probleem

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

een aantal deskundigen de klok rond werkt om het op te lossen.

The truth is that's not always the case.

Dat is niet altijd zo.

We moeten beter worden in het ontdekken van deze problemen

We have to be better at finding those problems

and finding ways to solve them.

en in het vinden van manieren om ze op te lossen.

So if you come across a problem that grabs you,

Als een probleem je bezighoudt,

let it keep you up at night.

laat er dan je slaap voor.

Allow yourself to be fascinated,

Laat je erdoor gefascineerd worden,

because there are so many lives to save.

omdat er zo veel levens te redden zijn.

(Applause)

(Applaus)