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

Translator: Bob Prottas Reviewer: Ariana Bleau Lugo

Tłumaczenie: Martyna Łukasz Korekta: Agata Leśnicka

The first time I stood in the operating room

Kiedy byłem pierwszy raz na sali operacyjnej,

and watched a real surgery,

oglądając operację na żywo,

I had no idea what to expect.

nie wiedziałem, czego się spodziewać.

I was a college student in engineering.

Studiowałem wtedy inżynierię.

I thought it was going to be like on TV.

Myślałem, że będzie jak w telewizji:

Ominous music playing in the background,

złowieszcza muzyka w tle,

beads of sweat pouring down the surgeon's face.

kropelki potu na czole chirurga.

But it wasn't like that at all.

Było zupełnie inaczej.

There was music playing on this day,

Owszem, w tle leciała muzyka...

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

chyba największe hity Madonny.

(Śmiech).

And there was plenty of conversation,

Lekarze sporo rozmawiali,

not just about the patient's heart rate,

nie tylko o akcji serca pacjenta,

but about sports and weekend plans.

tylko o sporcie i planach na weekend.

And since then, the more surgeries I watched,

Widziałem później więcej operacji i zdałem sobie sprawę,

the more I realized this is how it is.

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

że właśnie tak to wygląda: dzień jak co dzień.

But every so often

Jednak od czasu do czasu muzyka cichła,

the music gets turned down,

everyone stops talking,

wszyscy przestawali rozmawiać

and stares at exactly the same thing.

i patrzyli w to samo miejsce.

And that's when you know that something absolutely critical

Następował przełomowy moment, działo się coś ryzykownego.

and dangerous is happening.

The first time I saw that

Po raz pierwszy zauważyłem to,

I was watching a type of surgery

called laparoscopic surgery

oglądając zabieg zwany laparoskopią.

And for those of you who are unfamiliar,

Dla tych z was, którzy nie wiedzą,

laparoscopic surgery, instead of the large

laparoskopia nie wykorzystuje pojedynczego, dużego nacięcia.

open incision you might be used to with surgery,

a laparoscopic surgery is where the surgeon creates

Podczas laparoskopii

chirurg tworzy co najmniej trzy drobne nacięcia.

these three or more small incisions in the patient.

And then inserts these long, thin instruments

Umieszcza w ciele pacjenta długie, cienkie rurki

and a camera,

i kamerę,

and actually does the procedure inside the patient.

a zabieg odbywa się wewnątrz ciała.

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

To świetna metoda, bo ryzyko infekcji jest mniejsze,

much less pain, shorter recovery time.

pacjent mniej cierpi i szybciej dochodzi do zdrowia.

But there is a trade-off,

Jednak metoda ta ma pewną wadę.

because these incisions are created

Nacięcia wykonuje się przy użyciu długiego, ostrego narzędzia -

with a long, pointed device

called a trocar.

trokaru.

And the way the surgeon uses this device

Chirurg bierze trokar i przyciska do brzucha,

is that he takes it

and he presses it into the abdomen

dopóki nie powstanie nacięcie.

until it punctures through.

And now the reason why everyone in the operating room

Wtedy, na sali operacyjnej,

wszyscy patrzyli na trokar,

was staring at that device on that day

was because he had to be absolutely careful

bo lekarz używający go musiał być maksymalnie ostrożny -

not to plunge it through

żeby nie wpadł do środka

and puncture it into the organs and blood vessels below.

i nie uszkodził naczyń i narządów wewnętrznych.

But this problem should seem pretty familiar to all of you

Znacie ten problem,

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

na pewno z czymś wam się kojarzy.

(Laughter)

(Śmiech)

Remember this?

Pamiętacie to?

(Applause)

(Brawa)

You knew that at any second

W jednej chwili

that straw was going to plunge through,

słomka mogła gwałtownie wbić się w opakowanie.

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

Mogła przejść na wylot,

and straight into your hand,

i zranić was w rękę albo pochlapać sokiem.

or if you were going to get juice everywhere,

but you were terrified. Right?

To było straszne.

Every single time you did this,

Robiąc to,

you experienced the same fundamental physics

doświadczaliście tych samych praw fizyki,

that I was watching in the operating room that day.

które widziałem wtedy na sali operacyjnej.

And it turns out it really is a problem.

Okazało się, że stanowi to problem.

In 2003, the FDA actually came out and said

W 2003 Agencja Żywności i Leków

that trocar incisions might be the most dangerous step

ujawniła, że nacinanie trokarem może być najbardziej ryzykownym etapem

in minimally invasive surgery.

chirurgii małoinwazyjnej.

Again in 2009, we see a paper that says

W 2009 roku można było przeczytać,

that trocars account for over half

że nacinanie trokarem podczas laparoskopii

of all major complications in laparoscopic surgery.

jest przyczyną ponad połowy poważnych komplikacji.

And, oh by the way,

To się nie zmieniło od 25 lat.

this hasn't changed for 25 years.

So when I got to graduate school,

Kiedy zacząłem studia magisterskie, właśnie nad tym chciałem pracować.

this is what I wanted to work on.

I was trying to explain to a friend of mine

Próbowałem wyjaśnić koledze, czym konkretnie się zajmuję.

what exactly I was spending my time doing,

and I said,

Powiedziałem:

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

"To jak z wierceniem dziury w ścianie,

to hang something in your apartment.

gdy chcesz powiesić obrazek".

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

Jest taka chwila, że wiertło wbija się w ścianę,

and there's this plunge. Right?

a potem gwałtownie w nią wchodzi.

And he looked at me and he said,

Popatrzył na mnie i powiedział:

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

"Tak samo jak z wierceniem dziury w głowie?"

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

Ja na to: "Co, proszę?"

(Śmiech)

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

Sprawdziłem to: rzeczywiście wierci się dziury w głowie.

A lot of neurosurgical procedures

Wiele zabiegów neurochirurgicznych

actually start with a drill incision through the skull.

zaczyna się od wywiercenia dziury w czaszce.

And if the surgeon isn't careful,

Jeżeli chirurg jest nieostrożny,

he can plunge directly into the brain.

przebije się do mózgu.

So this is the moment when I started thinking,

W tym momencie zacząłem się zastanawiać:

okay, cranial drilling, laparoscopic surgery,

trepanacja, laparoskopia.

why not other areas of medicine?

Inne dziedziny medycyny chyba też?

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

Przecież gdy idziecie do lekarza,

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

za każdym razem coś wam wbija.

So the truth is

Prawdę mówiąc:

in medicine puncture is everywhere.

nakłuwanie jest w medycynie wszechobecne.

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

To tylko niektóre z przykładów zabiegów,

that involve some tissue puncture step.

w których wykorzystuje się różnego rodzaju nakłucia.

And if we take just three of them —

Weźmy trzy z nich:

laparoscopic surgery, epidurals, and cranial drilling —

laparoskopia, trepanacja i znieczulenie zewnątrzoponowe.

these procedures account for over 30,000 complications

Pociągają za sobą 30 000 przypadków komplikacji rocznie

every year in this country alone.

i to tylko w USA.

I call that a problem worth solving.

Trzeba rozwiązać ten problem.

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

Przyjrzyjmy się niektórym narzędziom wykorzystywanym do tych zabiegów.

that are used in these types of procedures.

I mentioned epidurals. This is an epidural needle.

Oto igła do znieczulenia zewnątrzoponowego.

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

Lekarz przebija nią więzadła, dostaje się do kręgosłupa

and deliver anesthesia during childbirth.

i znieczula rodzącą kobietę.

Here's a set of bone marrow biopsy tools.

To narzędzia do biopsji szpiku kostnego.

These are actually used to burrow into the bone

Grzebie się nimi w kości

and collect bone marrow or sample bone lesions.

i pobiera szpik i wycinki zmian patologicznych.

Here's a bayonette from the Civil War.

A to bagnet z czasów wojny secesyjnej.

(Laughter)

(Śmiech)

If I had told you it was a medical puncture device

Gdybym wam powiedział, że tym się nakłuwa pacjentów,

you probably would have believed me.

pewnie byście uwierzyli.

Because what's the difference?

Niczym się nie różnią.

So, the more I did this research

Im dłużej to badałem, tym bardziej się przekonywałem,

the more I thought there has to be

że musi być lepszy sposób.

a better way to do this.

And for me the key to this problem

Problemem jest to,

is that all these different puncture devices

że te wszystkie narzędzia do nakłuwania

share a common set of fundamental physics.

opierają się na tych samych prawach fizyki.

So what are those physics?

Jakich? Cofnijmy się do wiercenia w ścianie.

Let's go back to drilling through a wall.

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

Wiertło działa na ścianę siłą do niej prostopadłą.

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

Newton udowodnił,

że ściana będzie się opierać i odpowie siłą

equal and opposite.

o takiej samej wartości.

So, as you drill through the wall,

Gdy wiercicie w ścianie, siły się równoważą.

those forces balance.

But then there's that moment

Ale przychodzi moment,

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

że wiertło przebija się na drugą stronę ściany

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

i ściana przestaje stawiać opór.

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

Wasz mózg nie zdąży zareagować na zmianę układu sił

So for that millisecond,

i przez ułamek sekundy wciąż pchacie.

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

and that unbalanced force causes an acceleration,

Niezrównoważona siła powoduje przyspieszenie

and that is the plunge.

i wiertło wpada.

But what if right at the moment of puncture

A gdybyście mogli wycofać wiertło w tym krytycznym momencie

you could pull that tip back,

actually oppose the forward acceleration?

i zapobiec przyspieszeniu?

That's what I set out to do.

Nad tym właśnie pracowałem.

So imagine you have a device

Macie narzędzie z ostrym końcem do nacinania tkanek.

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

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

Jak najłatwiej wycofać taki koniec?

I chose a spring.

Według mnie, za pomocą sprężyny.

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

Rozciągając sprężynę, wysuwamy ostry koniec

so it's ready to puncture tissue,

i możemy nacinać.

the spring wants to pull the tip back.

Sprężyna ciągnie koniec do tyłu.

How do you keep the tip in place

Jak utrzymać go w miejscu do momentu nakłucia?

until the moment of puncture?

I used this mechanism.

Zastosowałem taki mechanizm.

When the tip of the device is pressed against tissue,

Gdy koniec urządzenia dotyka nacinanej tkanki,

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

mechanizm rozkłada się i klinuje w ścianach.

And the friction that's generated

Wytworzone tarcie

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

zaczepia ramiona i zapobiega cofaniu się końca.

But right at the moment of puncture,

W chwili powstawania nacięcia tkanka nie stawia już oporu.

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

So the mechanism unlocks and the spring retracts the tip.

Mechanizm odblokowuje się, a sprężyna cofa ostry koniec.

Let me show you that happening in slow motion.

Oto ten proces w zwolnionym tempie.

This is about 2,000 frames a second,

Około 2000 klatek na sekundę.

and I'd like you to notice the tip

Spójrzcie na ostry koniec, który zaraz zacznie tworzyć nacięcie.

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

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

Zobaczcie, że gdy powstaje nacięcie,

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

mechanizm odblokowuje się, a koniec cofa.

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

Popatrzcie raz jeszcze, w zbliżeniu.

You're going to see the sharp bladed tip,

Spójrzcie na ostry koniec:

and right when it punctures that rubber membrane

od razu po nacięciu gumowej błony

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

cofa się i znika w białej osłonie.

Right there.

Teraz.

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

Dzieje się to w ciągu 0,04 sekundy od momentu nacięcia.

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

Ponieważ to urządzenie opiera się na prawach fizyki,

and not the specifics of cranial drilling

a nie specyfice trepanacji, laparoskopii czy innego zabiegu,

or laparoscopic surgery, or another procedure,

it's applicable across these different medical disciplines

można go używać w różnych dziedzinach medycyny

and across different length scales.

i w różnej skali.

But it didn't always look like this.

Nie zawsze tak to wyglądało.

This was my first prototype.

To mój pierwszy prototyp.

Yes, those are popsicle sticks,

Tak, to patyczki po lodach i gumki recepturki.

and there's a rubber band at the top.

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

Zrobiłem go w 30 minut, ale zadziałał.

And it proved to me that my idea worked

Mój pomysł zadziałał.

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

Okazało się, że warto nad tym pracować.

I worked on this because

Zajmowałem się tym, bo problem mnie fascynował.

this problem really fascinated me.

It kept me up at night.

Myślałem o nim dniami i nocami.

But I think it should fascinate you too,

Wy też powinniście o tym pomyśleć, bo nakłuwanie jest wszędzie.

because I said puncture is everywhere.

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

W pewnym momencie każdy będzie miał z nimi styczność.

That first day in the operating room

Wtedy, po raz pierwszy na sali operacyjnej

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

nie sądziłem, że kiedyś będę po drugiej stronie trokara.

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

Jednak w zeszłym roku w Grecji dostałem zapalenia wyrostka.

So I was in the hospital in Athens,

W szpitalu w Atenach lekarz tłumaczył,

and the surgeon was telling me

he was going to perform a laparoscopic surgery.

że zamierzają przeprowadzić laparoskopię.

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

Mieli usunąć wyrostek, wykonując małe nacięcia.

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

Lekarz opowiadał jak szybko wyzdrowieję

and what was going to happen.

i jak będzie wyglądał zabieg.

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

Zapytał, czy mam jakieś pytania.

What kind of trocar do you use?"

Miałem jedno: jakiego trokaru będzie używał?

So my favorite quote about laparoscopic surgery

Mój ulubiony cytat na temat laparoskopii pochodzi od doktora H.C. Jacobaeusa:

comes from a Doctor H. C. Jacobaeus:

"It is puncture itself that causes risk."

"Samo nakłucie stanowi zagrożenie".

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

To mój ulubiony cytat, bo Jacobaeus był pierwszym lekarzem,

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

który kiedykolwiek przeprowadził laparoskopię.

and he wrote that in 1912.

Napisał to w 1912 roku.

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

Nakłucia ranią, a nawet prowadzą do śmierci ludzi

od ponad stu lat.

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

Łatwo myśleć,

że nad rozwiązaniem każdego poważnego problemu

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

pracuje stale zespół naukowców.

The truth is that's not always the case.

Nie zawsze tak jest.

We have to be better at finding those problems

Musimy bardziej się starać znajdować te problemy

and finding ways to solve them.

i szukać rozwiązań.

So if you come across a problem that grabs you,

Gdy natkniecie się na problem, który was pochłonie -

let it keep you up at night.

myślcie o nim dniami i nocami.

Allow yourself to be fascinated,

Nie walczcie z fascynacją, bo jest wiele istnień do uratowania.

because there are so many lives to save.

(Applause)

(Brawa)