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

Nikolai Begg: Uma ferramenta para dar segurança num dos momentos mais perigosos de uma cirurgia.

Translator: Bob Prottas Reviewer: Ariana Bleau Lugo

Tradutor: Ruy Lopes Pereira Revisor: Leonardo Silva

The first time I stood in the operating room

A primeira vez em que estive em uma sala de cirurgia

and watched a real surgery,

eu assisti a uma cirurgia real,

I had no idea what to expect.

não tinha ideia do que esperar.

I was a college student in engineering.

Eu era um estudante de engenharia.

I thought it was going to be like on TV.

Pensei que fosse como na TV.

Ominous music playing in the background,

Uma música angustiante de fundo,

beads of sweat pouring down the surgeon's face.

gotas de suor no rosto do cirurgião.

But it wasn't like that at all.

Mas não era nada disso.

There was music playing on this day,

No dia, tocava uma música.

Acho que eram os maiores sucessos de Madonna. (Risos)

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

And there was plenty of conversation,

Havia muita conversa, não só a respeito do batimento cardíaco do paciente,

not just about the patient's heart rate,

but about sports and weekend plans.

mas sobre esportes e planos para o fim de semana.

And since then, the more surgeries I watched,

Desde então, quanto mais cirurgias assistia,

the more I realized this is how it is.

mais me convencia de que era daquele jeito mesmo.

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

Pode parecer esquisito, mas é como um dia no escritório.

But every so often

Mas, com frequência,

the music gets turned down,

a música é interrompida,

everyone stops talking,

todos param de conversar

and stares at exactly the same thing.

e fixam o olhar exatamente na mesma coisa.

And that's when you know that something absolutely critical

É quando se percebe que algo absolutamente crítico

and dangerous is happening.

e perigoso está acontecendo.

A primeira vez que presenciei isso, eu assistia a um tipo de cirurgia

The first time I saw that

I was watching a type of surgery

called laparoscopic surgery

chamada de cirurgia laparoscópica.

And for those of you who are unfamiliar,

Para aqueles que não sabem,

laparoscopic surgery, instead of the large

na cirurgia laparoscópica

open incision you might be used to with surgery,

não se faz uma grande incisão.

a laparoscopic surgery is where the surgeon creates

Em vez disso, na laparoscopia, o cirurgião faz

these three or more small incisions in the patient.

três ou mais pequenas incisões no paciente.

And then inserts these long, thin instruments

Depois, introduz três longos e delgados instrumentos

and a camera,

e uma câmera.

and actually does the procedure inside the patient.

O procedimento cirúrgico é feito dentro do paciente.

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

A vantagem é que há um risco muito menor de infecção,

much less pain, shorter recovery time.

muito menos dor, período de convalescência menor.

But there is a trade-off,

Mas há uma situação de compromisso,

because these incisions are created

porque essas incisões são feitas

with a long, pointed device

com um instrumento longo e pontiagudo.

called a trocar.

chamado trocarte

And the way the surgeon uses this device

O cirurgião usa este dispositivo assim:

is that he takes it

ele o pega

and he presses it into the abdomen

e, com ele, pressiona o abdome

until it punctures through.

até fazer uma punção.

And now the reason why everyone in the operating room

E a razão pela qual todos na sala de cirurgia

was staring at that device on that day

olhavam fixamente aquele dispositivo, naquele dia,

was because he had to be absolutely careful

era provavelmente o cuidado extremo que ele devia ter,

not to plunge it through

naquele instante,

and puncture it into the organs and blood vessels below.

para não perfurar os órgãos e vasos sanguíneos logo abaixo.

But this problem should seem pretty familiar to all of you

Vocês devem conhecer bem esse problema

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

porque tenho certeza de que já viram isso antes.

(Laughter)

(Risos)

Remember this?

Lembram disso?

(Applause)

(Aplausos)

You knew that at any second

Vocês sabiam que, a qualquer instante,

that straw was going to plunge through,

aquele canudo iria perfurar a embalagem, sair do outro lado, e atingir sua mão

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

and straight into your hand,

or if you were going to get juice everywhere,

e esparramar suco para todo lado.

but you were terrified. Right?

Era terrível, não?

Every single time you did this,

Todas as vezes que vocês faziam isso,

you experienced the same fundamental physics

usavam a mesma física básica

that I was watching in the operating room that day.

que naquele dia eu observava na sala de cirurgia.

And it turns out it really is a problem.

É realmente um problema.

In 2003, the FDA actually came out and said

Em 2003, o FDA declarou

that trocar incisions might be the most dangerous step

que as incisões com trocarte podem ser a etapa mais perigosa

in minimally invasive surgery.

de uma cirurgia bem pouco invasiva.

Again in 2009, we see a paper that says

Em 2009, um trabalho publicado afirmava

that trocars account for over half

que os trocartes respondem por quase metade

of all major complications in laparoscopic surgery.

das principais complicações da cirurgia laparoscópica.

And, oh by the way,

A propósito,

this hasn't changed for 25 years.

há 25 anos que isso não muda.

So when I got to graduate school,

Quando entrei na pós-graduação, eu queria trabalhar nisso.

this is what I wanted to work on.

I was trying to explain to a friend of mine

Eu tentava explicar a um amigo

what exactly I was spending my time doing,

no que exatamente eu gastava meu tempo

and I said,

e eu lhe disse:

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

“É como usar uma furadeira na parede

to hang something in your apartment.

para pendurar algo em seu apartamento.

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

Em certo instante, a broca atravessa a parede

and there's this plunge. Right?

e a broca avança bruscamente, certo?

And he looked at me and he said,

Ele me olhou e disse:

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

"Quer dizer que eles furam o cérebro das pessoas?"

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

Respondi: "Como é?" (Risos)

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

Eu pesquisei e eles furam mesmo o cérebro das pessoas.

A lot of neurosurgical procedures

Muitos procedimentos neurocirúgicos

actually start with a drill incision through the skull.

começam com uma incisão no crânio, feita com broca.

And if the surgeon isn't careful,

Se o cirurgião não for cuidadoso,

he can plunge directly into the brain.

ele pode perfurar o cérebro.

So this is the moment when I started thinking,

Esse foi o momento em que eu comecei a pensar:

okay, cranial drilling, laparoscopic surgery,

"Está bem. Punção craniana com broca, cirurgia laparoscópica,

why not other areas of medicine?

por que não outras áreas da medicina?"

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

Pense: qual a última vez que você foi ao médico,

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

e ele não tenha te espetado com algo? Certo?

So the truth is

A verdade é que, em medicina,

in medicine puncture is everywhere.

a punção é muito comum.

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

Aqui estão alguns procedimentos

that involve some tissue puncture step.

que envolvem alguma etapa de punção de tecido.

And if we take just three of them —

Se considerarmos apenas três delas --

laparoscopic surgery, epidurals, and cranial drilling —

cirurgia laparoscópica, anestesia peridural e punção craniana com broca --

these procedures account for over 30,000 complications

esses procedimentos respondem por cerca de 30.000 complicações

every year in this country alone.

todo ano, apenas em nosso país.

I call that a problem worth solving.

Chamo isso de um problema que vale a pena resolver.

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

Vejamos alguns dos instrumentos

that are used in these types of procedures.

que são usados nesses procedimentos.

I mentioned epidurals. This is an epidural needle.

Citei anestesia peridural. Esta é uma agulha peridural.

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

É introduzida nos ligamentos da coluna vertebral,

and deliver anesthesia during childbirth.

onde se aplica a anestesia, durante um parto.

Here's a set of bone marrow biopsy tools.

Eis alguns instrumentos para biopsia de medula óssea.

These are actually used to burrow into the bone

Eles penetram o osso

and collect bone marrow or sample bone lesions.

para a coleta de medula óssea ou de amostras de lesões ósseas.

Here's a bayonette from the Civil War.

Essa é uma baioneta da Guerra Civil.

(Laughter)

(Risos)

If I had told you it was a medical puncture device

Se tivesse dito que era uma ferramenta médica para punção,

you probably would have believed me.

talvez tivessem acreditado. Certo?

Because what's the difference?

Pois qual é a diferença?

So, the more I did this research

Quanto mais eu pesquisava,

the more I thought there has to be

mais eu tinha certeza de que devia haver um meio melhor de fazer isso.

a better way to do this.

And for me the key to this problem

Para mim, a chave desse problema

is that all these different puncture devices

é que todos esses dispositivos para realizar punções

share a common set of fundamental physics.

são baseados nos mesmos fundamentos da física.

So what are those physics?

Quais são esses fundamentos?

Let's go back to drilling through a wall.

Voltemos à perfuração de uma parede.

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

Uma força é aplicada sobre a furadeira e esta a transmite contra a parede.

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

Newton afirma que a parede reage com uma força

equal and opposite.

igual e contrária.

So, as you drill through the wall,

Enquanto a perfuração estiver sendo feita,

those forces balance.

essas forças se anulam.

Mas no exato instante

But then there's that moment

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

em que a broca atravessa a parede,

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

esta não exerce mais uma força de reação.

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

Mas o cérebro não teve tempo de detectar a mudança de forças.

Então, naquele milissegudo,

So for that millisecond,

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

ou no tempo que for, vocês continuariam a fazer pressão,

and that unbalanced force causes an acceleration,

e essa força não anulada provocaria uma aceleração.

and that is the plunge.

Ocorreria um avanço abrupto.

But what if right at the moment of puncture

Que tal se, no exato momento do fim da perfuração,

you could pull that tip back,

vocês pudessem retrair a ponta,

actually oppose the forward acceleration?

opondo-se à aceleração para a frente?

That's what I set out to do.

Foi isso que eu decidi fazer.

So imagine you have a device

Imagine um dispositivo

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

com uma ponta afiada capaz de cortar um tecido.

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

Qual é o modo mais simples de fazer a ponta se retrair?

I chose a spring.

Eu escolhi uma mola.

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

Assim, quando a mole se alonga, a ponta avança,

so it's ready to puncture tissue,

pronta para perfurar o tecido;

a mola tende a puxar a ponta de volta.

the spring wants to pull the tip back.

How do you keep the tip in place

Como manter a ponta em sua posição

until the moment of puncture?

até o instante em que ocorre a punção?

I used this mechanism.

Eu usei este mecanismo.

When the tip of the device is pressed against tissue,

Quando a ponta é pressionada contra o tecido,

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

o mecanismo se expande para fora e sua parede o deixa fixo em seu lugar.

And the friction that's generated

O atrito que se cria

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

bloqueia o mecanismo e impede que a ponta se retraia.

But right at the moment of puncture,

No exato momento do fim da perfuração,

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

o tecido para de aplicar uma força de reação.

So the mechanism unlocks and the spring retracts the tip.

Então o mecanismo é desbloqueado e a mola faz a ponta retrair-se.

Let me show you that happening in slow motion.

Deixem-me mostrar, em câmera lenta,

This is about 2,000 frames a second,

a quase 2.000 quadros por segundos.

and I'd like you to notice the tip

Gostaria que vocês notassem a ponta

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

que está bem ali embaixo, prestes a perfurar o tecido.

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

Verão que no exato momento em que ocorre a punção,

bem ali,

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

o mecanismo é desbloqueado e a ponta se retrai.

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

Eu quero mostrar novamente, um pouco mais de perto.

You're going to see the sharp bladed tip,

Vocês vão ver a ponta com uma lâmina afiada

and right when it punctures that rubber membrane

e assim que perfurar a membrana de borracha

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

vai desaparecer dentro da bainha branca não cortante.

Right there.

Bem alí.

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

Isso acontece quatro centésimos de segundo após a punção.

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

Como foi projetado de acordo com a física da punção

and not the specifics of cranial drilling

e não especificamente para a punção do crânio,

or laparoscopic surgery, or another procedure,

ou cirurgia laparoscópica, ou outro procedimento,

it's applicable across these different medical disciplines

é aplicável a várias disciplinas médicas

and across different length scales.

e em várias escalas.

But it didn't always look like this.

Mas ele nem sempre teve este aspecto.

This was my first prototype.

Este foi meu primeiro protótipo.

Yes, those are popsicle sticks,

Sim, são palitos de picolé,

and there's a rubber band at the top.

com uma tira de borracha lá em cima.

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

Levei cerca de 30 minutos para fazê-lo, mas deu certo.

And it proved to me that my idea worked

Provou que minha ideia funcionava

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

e justificou alguns anos de trabalho nesse projeto.

I worked on this because

Dediquei-me a isso porque

this problem really fascinated me.

o problema me fascinou muito.

It kept me up at night.

Tirava-me o sono.

But I think it should fascinate you too,

Acho que deveria fascinar vocês também,

because I said puncture is everywhere.

porque, como eu disse, a punção é muito comum.

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

Ou seja, em algum momento também será seu problema.

Naquele primeiro dia na sala de cirurgia,

That first day in the operating room

nunca me imaginei como alvo do trocarte.

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

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

Mas no último ano, tive apendicite quando visitava a Grécia.

So I was in the hospital in Athens,

Estava em um hospital em Atenas,

and the surgeon was telling me

e o cirurgião contou-me

he was going to perform a laparoscopic surgery.

que iria realizar uma cirurgia laparoscópica.

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

Ele iria remover meu apêndice por meio de pequenas incisões

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

e contava como seria minha recuperação

and what was going to happen.

e o que iria acontecer.

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

Perguntou-me: “Alguma dúvida?” Respondi: “Apenas uma, doutor.

What kind of trocar do you use?"

Que tipo de trocarte você usa?

So my favorite quote about laparoscopic surgery

Minha citação favorita sobre a cirurgia laparoscópica

comes from a Doctor H. C. Jacobaeus:

é a do Doutor H. C. Jacobaeus:

"It is puncture itself that causes risk."

‘É a própria punção que causa riscos.

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

É minha citação favorita, porque H. C. Jacobaeus

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

foi a primeira pessoa a realizar cirurgia laparoscópica em humanos

and he wrote that in 1912.

e escreveu isso em 1912.

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

Esse é um problema que prejudica e mata pessoas há quase 100 anos.

É fácil perceber que para cada problema importante nessa área

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

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

uma equipe de especialistas trabalha continuamente para resolvê-lo.

The truth is that's not always the case.

A verdade é que nem sempre é assim.

We have to be better at finding those problems

Precisamos nos aprimorar em detectar esses problemas

and finding ways to solve them.

e descobrir meios de resolvê-los.

So if you come across a problem that grabs you,

Então, se vocês se depararem com um problema que lhes aflija,

let it keep you up at night.

permitam que ele tire seu sono.

Allow yourself to be fascinated,

Deixem que ele os fascine,

because there are so many lives to save.

porque há muitas vidas que devem ser salvas.

(Applause)

(Aplausos).