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

Translator: Bob Prottas Reviewer: Ariana Bleau Lugo

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Siir Tecirlioglu

The first time I stood in the operating room

A primeira vez que estive num bloco operatório

and watched a real surgery,

e assisti a uma verdadeira cirurgia,

I had no idea what to expect.

não fazia ideia do que me esperava.

I was a college student in engineering.

Era estudante de engenharia na faculdade,

I thought it was going to be like on TV.

pensava que iria ser como na TV.

Ominous music playing in the background,

Música imponente como pano de fundo,

beads of sweat pouring down the surgeon's face.

gotas de suor a escorrer pela cara do cirurgião.

But it wasn't like that at all.

Mas não foi nada assim.

There was music playing on this day,

Nesse dia, havia música a tocar,

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

creio que eram os "Maiores Êxitos" da Madonna.

And there was plenty of conversation,

(Risos)

Havia imensas conversas,

not just about the patient's heart rate,

não apenas sobre o ritmo cardíaco do paciente,

but about sports and weekend plans.

mas também sobre desporto e planos para o fim de semana.

And since then, the more surgeries I watched,

A partir daí, quanto mais assistia a cirurgias,

the more I realized this is how it is.

mais me apercebia de que era essa a realidade.

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

Um pouco esquisita, era apenas mais um dia de trabalho.

But every so often

Porém, de vez em quando,

the music gets turned down,

a música era desligada,

everyone stops talking,

todos paravam de falar

and stares at exactly the same thing.

e olhavam todos para a mesma coisa.

And that's when you know that something absolutely critical

É nessa altura que sabemos estar a acontecer

and dangerous is happening.

qualquer coisa crítica e perigosa.

The first time I saw that

A primeira vez que vi isso

I was watching a type of surgery

estava a observar um tipo de cirurgia

called laparoscopic surgery

chamada cirurgia laparoscópica.

And for those of you who are unfamiliar,

Para os que não sabem o que é a cirurgia laparoscópica,

laparoscopic surgery, instead of the large

em vez da grande incisão aberta que vocês conhecem na cirurgia,

open incision you might be used to with surgery,

uma cirurgia laparoscópica

a laparoscopic surgery is where the surgeon creates

é quando o cirurgião cria três ou mais pequenas incisões no paciente

these three or more small incisions in the patient.

And then inserts these long, thin instruments

Depois introduz estes instrumentos, compridos e finos, e uma câmara

and a camera,

and actually does the procedure inside the patient.

e executa o processo no interior do paciente.

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

Isto é ótimo porque o risco de infeção é muito menor,

much less pain, shorter recovery time.

há muito menos dores, e um tempo de recuperação mais curto.

But there is a trade-off,

Mas há um contratempo,

because these incisions are created

porque estas incisões são criadas

with a long, pointed device

com um instrumento cirúrgico comprido e aguçado

called a trocar.

chamado "trocar".

And the way the surgeon uses this device

O cirurgião usa este instrumento

is that he takes it

agarrando nele

and he presses it into the abdomen

e pressionando-o contra o abdómen

until it punctures through.

até o perfurar.

And now the reason why everyone in the operating room

A razão por que toda a gente, no bloco operatório

was staring at that device on that day

estava a olhar para esse instrumento, naquele dia,

was because he had to be absolutely careful

era porque o cirurgião tinha que ter o máximo cuidado

not to plunge it through

em não o enfiar

and puncture it into the organs and blood vessels below.

a ponto de perfurar os órgãos e os vasos sanguíneos por baixo.

But this problem should seem pretty familiar to all of you

Mas este problema deve ser-vos bastante familiar

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

porque tenho quase a certeza de que já o viram algures.

(Laughter)

(Risos)

Remember this?

Lembram-se disto?

(Applause)

(Aplausos)

You knew that at any second

Vocês sabiam que, em qualquer altura,

that straw was going to plunge through,

esta palhinha ia perfurar

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

e não sabiam se ia aparecer do outro lado

and straight into your hand,

e furar-vos a mão

or if you were going to get juice everywhere,

ou se iam espalhar sumo por toda a parte,

but you were terrified. Right?

mas vocês estavam aterrorizados. Não era?

Every single time you did this,

Sempre que fazíamos isto,

you experienced the same fundamental physics

sentíamos o mesmo fenómeno físico fundamental

that I was watching in the operating room that day.

que eu estava a observer no bloco operatório naquele dia.

And it turns out it really is a problem.

Acontece que é realmente um problema.

In 2003, the FDA actually came out and said

Em 2003, o FDA apareceu a dizer

that trocar incisions might be the most dangerous step

que as incisões com o trocar podiam ser o passo mais perigoso

in minimally invasive surgery.

na cirurgia minimamente invasiva.

Again in 2009, we see a paper that says

De novo, em 2009, vemos uma revista que diz

that trocars account for over half

que os trocares são responsáveis por

of all major complications in laparoscopic surgery.

cerca de metade de todas as grandes complicações na cirurgia laparoscópica.

And, oh by the way,

E, a propósito,

this hasn't changed for 25 years.

isso não mudou nestes últimos 25 anos.

So when I got to graduate school,

Portanto, quando acabei de me formar,

this is what I wanted to work on.

foi nisto que eu quis trabalhar.

I was trying to explain to a friend of mine

Estava a tentar explicar a um amigo meu

what exactly I was spending my time doing,

em que é que eu andava a gastar o meu tempo,

and I said,

e disse:

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

"É como se estivesses a perfurar uma parede

to hang something in your apartment.

"para pendurar qualquer coisa no teu apartamento.

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

"Há aquela altura em que a broca perfura a parede

and there's this plunge. Right?

"e há este mergulho. Certo?"

And he looked at me and he said,

Ele olhou para mim e disse:

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

"Queres dizer quando eles perfuram o cérebro duma pessoa?"

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

E eu disse: "Desculpa?"

(Risos)

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

Depois fui ver e eles perfuram o cérebro das pessoas.

A lot of neurosurgical procedures

Muitos procedimentos neurocirúrgicos

actually start with a drill incision through the skull.

começam com uma incisão perfurada no crânio.

And if the surgeon isn't careful,

Se o cirurgião não tiver cuidado,

he can plunge directly into the brain.

pode mergulhar diretamente no cérebro.

So this is the moment when I started thinking,

Foi nesse momento que eu comecei a pensar:

okay, cranial drilling, laparoscopic surgery,

"Ok, perfuração craniana, cirurgia laparoscópica,

why not other areas of medicine?

"porque não noutras áreas da medicina?"

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

Pensem, quando foi a última vez que vocês foram ao médico

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

e se conseguiram livrar de alguma [perfuração]?

So the truth is

A verdade é que, na medicina,

in medicine puncture is everywhere.

a punção está por toda a parte.

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

Eis aqui alguns dos procedimentos que encontrei

that involve some tissue puncture step.

que envolvem um passo qualquer de punção de tecidos.

And if we take just three of them —

Se pegarmos apenas em três deles

laparoscopic surgery, epidurals, and cranial drilling —

— cirurgia laparoscópica, epidurais e perfuração craniana —

these procedures account for over 30,000 complications

estes procedimentos são responsáveis por mais de 30 mil complicações

every year in this country alone.

todos os anos, só neste país.

I call that a problem worth solving.

Chamo a isto um problema que merece ser resolvido.

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

Vejamos então alguns dos instrumentos

that are used in these types of procedures.

que são usados neste tipo de procedimentos.

I mentioned epidurals. This is an epidural needle.

Referi-me a epidurais. Isto é uma agulha epidural.

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

É usada para perfurar os ligamentos na espinha

and deliver anesthesia during childbirth.

e injetar a anestesia durante o parto.

Here's a set of bone marrow biopsy tools.

Isto é um conjunto de instrumentos para a biopsia da espinal medula.

These are actually used to burrow into the bone

São usados para perfurar o osso

and collect bone marrow or sample bone lesions.

e colher medula óssea ou amostras de lesões em ossos.

Here's a bayonette from the Civil War.

Isto é uma baioneta da Guerra Civil.

(Laughter)

(Risos)

If I had told you it was a medical puncture device

Se eu vos dissesse que era um instrumento de punção médica

you probably would have believed me.

provavelmente não tinham acreditado em mim.

Because what's the difference?

Qual é a diferença?

So, the more I did this research

Quanto mais eu investigava

the more I thought there has to be

mais eu pensava que tinha que haver

a better way to do this.

uma forma melhor de fazer isto.

And for me the key to this problem

Para mim, a chave para este problema

is that all these different puncture devices

é que todos estes diferentes instrumentos de punção

share a common set of fundamental physics.

têm um conjunto comum de física fundamental.

So what are those physics?

Que física é essa?

Let's go back to drilling through a wall.

Voltemos à perfuração duma parede.

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

Aplicamos uma força num berbequim de encontro à parede.

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

Newton diz que a parede vai exercer uma força contrária,

equal and opposite.

igual e oposta.

So, as you drill through the wall,

Portanto, quando perfuramos a parede

those forces balance.

essas forças equilibram-se.

But then there's that moment

Depois, acontece aquele momento

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

em que a broca perfura o outro lado da parede,

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

e nesse preciso momento, a parede já não pode resistir mais.

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

Mas o nosso cérebro não percebeu essa alteração de forças.

Portanto, durante um milissegundo

So for that millisecond,

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

ou durante o tempo que nós levamos a reagir, continuamos a empurrar,

and that unbalanced force causes an acceleration,

e essa força desequilibrada provoca uma aceleração,

and that is the plunge.

e é aí que se dá o mergulho.

But what if right at the moment of puncture

E se, no preciso momento da perfuração,

pudéssemos puxar a ponta da broca para trás,

you could pull that tip back,

actually oppose the forward acceleration?

opondo-nos à aceleração para a frente?

That's what I set out to do.

Foi a isso que me dediquei.

So imagine you have a device

Imaginem que têm um aparelho

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

que tem uma ponta afiada para perfurar um tecido.

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

Qual é a forma mais simples para puxar essa ponta para trás?

I chose a spring.

Eu optei por uma mola.

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

Quando esticamos essa mola, esticamos essa ponta

so it's ready to puncture tissue,

para ela poder perfurar o tecido.

the spring wants to pull the tip back.

A mola quer puxar a ponta para trás.

How do you keep the tip in place

Como mantemos a ponta no seu lugar

until the moment of puncture?

até ao momento da punção?

I used this mechanism.

Usei este mecanismo.

When the tip of the device is pressed against tissue,

Quando a ponta do aparelho é pressionada contra o tecido,

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

o mecanismo expande-se para fora e fica preso contra a parede.

And the friction that's generated

A fricção que se gera

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

prende-o no seu lugar e impede a mola de retrair a ponta.

But right at the moment of puncture,

Mas no momento preciso da punção,

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

o tecido deixa de poder empurrar a ponta.

So the mechanism unlocks and the spring retracts the tip.

Então, o mecanismo liberta-se e a mola faz recuar a ponta.

Let me show you that happening in slow motion.

Vou mostrar-vos o que acontece, em câmara lenta.

This is about 2,000 frames a second,

Isto são 2000 fotogramas por segundo.

and I'd like you to notice the tip

Queria que reparassem na ponta

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

que está aqui mesmo em baixo, quase a perfurar o tecido.

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

Podem ver que, no preciso momento da punção,

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

aqui mesmo, o mecanismo desbloqueia e puxa a ponta para cima.

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

Vou mostrar outra vez, um pouco mais de perto.

You're going to see the sharp bladed tip,

Podem ver a ponta da lâmina afiada,

and right when it punctures that rubber membrane

e exatamente quando perfura aquela membrana de borracha

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

vai desaparecer nesta bainha branca.

Right there.

Ali mesmo.

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

Isto acontece em centésimos de Segundo depois da perfuração.

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

Como este aparelho está concebido segundo a física da punção

and not the specifics of cranial drilling

e não para a especificidade da perfuração craniana

or laparoscopic surgery, or another procedure,

ou da cirurgia laparoscópica, ou de qualquer outro procedimento,

it's applicable across these different medical disciplines

é aplicável nas diferentes disciplinas médicas

and across different length scales.

e em diferentes escalas de comprimento.

But it didn't always look like this.

Mas nem sempre teve este aspeto.

This was my first prototype.

Este foi o meu primeiro protótipo.

Yes, those are popsicle sticks,

Sim, isto são pauzinhos de gelados

and there's a rubber band at the top.

e há uma tira de plástico no topo.

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

Levei 30 minutos a fazer isto, mas funcionou.

And it proved to me that my idea worked

E provou-me que a minha ideia funcionava

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

e justificava os anos de trabalho neste projeto.

I worked on this because

Trabalhei nisto porque este problema fascinava-me.

this problem really fascinated me.

It kept me up at night.

Mantinha-me acordado durante a noite.

But I think it should fascinate you too,

Mas penso que também vos devia fascinar,

because I said puncture is everywhere.

porque eu disse que a punção está por toda a parte.

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

Isso significa que, em qualquer altura, também vai ser um problema vosso.

That first day in the operating room

Naquele primeiro dia no bloco operatório

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

nunca pensei encontrar-me do outro lado de um trocar.

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

Mas, no ano passado, tive uma apendicite, quando estava de visita à Grécia.

So I was in the hospital in Athens,

Estava no hospital em Atenas

and the surgeon was telling me

e o cirurgião veio dizer-me

he was going to perform a laparoscopic surgery.

que ia fazer uma cirurgia laparoscópica.

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

Ia extrair o meu apêndice através de pequenas incisões

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

e começou a falar sobre o que eu devia esperar como recuperação,

and what was going to happen.

e o que ia acontecer, e perguntou:

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

"Alguma pergunta?" Eu disse: "Só uma, doutor"

What kind of trocar do you use?"

"Que tipo de trocar é que usa?"

So my favorite quote about laparoscopic surgery

Assim, a minha citação preferida sobre a cirurgia laparoscópica

comes from a Doctor H. C. Jacobaeus:

vem de um tal Doutor H.C. Jacobaeus:

"It is puncture itself that causes risk."

"É a punção que provoca o risco".

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

Esta é a minha citação preferida porque H.C. Jacobaeus

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

foi a primeira pessoa a executar cirurgia laparoscópica em seres 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.

Este é um problema que tem prejudicado e até matado pessoas durante 100 anos.

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

É fácil pensar que, para cada grande problema existente,

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

há uma equipa de especialistas que trabalha sem parar para o resolver.

The truth is that's not always the case.

A verdade é que nem sempre é o caso.

We have to be better at finding those problems

Temos que ser melhores em descobrir estes problemas

and finding ways to solve them.

e encontrar maneiras de os resolver.

So if you come across a problem that grabs you,

Portanto, se encontrarem um problema que vos motive,

let it keep you up at night.

que ele vos mantenha acordados durante a noite.

Allow yourself to be fascinated,

Aceitem sentirem-se fascinados

because there are so many lives to save.

porque há muitas vidas a salvar.

(Applause)

(Aplausos)