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

Translator: Bob Prottas Reviewer: Ariana Bleau Lugo

Перекладач: Анна Єлісєєва Утверджено: Hanna Leliv

The first time I stood in the operating room

Коли я вперше опинився в операційній

and watched a real surgery,

і спостерігав за ходом операції,

I had no idea what to expect.

я не знав чого очікувати.

I was a college student in engineering.

Тоді я був студентом-інженером.

I thought it was going to be like on TV.

Я думав, що це буде як по телевізору.

Ominous music playing in the background,

На фоні звучить загрозлива музика,

beads of sweat pouring down the surgeon's face.

з облич хірургів стікає піт.

But it wasn't like that at all.

Але насправді все взагалі було не так.

There was music playing on this day,

Музика справді грала,

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

але, якщо я не помиляюсь, це був найпопулярніший хіт Мадонни. (Сміх)

And there was plenty of conversation,

Усі спілкувались,

not just about the patient's heart rate,

не тільки про серцебиття пацієнта,

but about sports and weekend plans.

але також і про спорт, і про плани на вихідні.

And since then, the more surgeries I watched,

І відтоді, що більше операцій я спостерігав,

the more I realized this is how it is.

то більше розумів як усе відбувається.

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

Насправді, це як ще один день в офісі.

But every so often

Але завжди, коли музика вимикалась,

the music gets turned down,

everyone stops talking,

усі припиняли розмови

and stares at exactly the same thing.

і починали дивитись на одне й те саме.

And that's when you know that something absolutely critical

У такі моменти ти розумієш,

and dangerous is happening.

що сталось щось критичне і небезпечне.

The first time I saw that

Уперше я став свідком цього

I was watching a type of surgery

на операції,

called laparoscopic surgery

що називається лапараскопічною.

And for those of you who are unfamiliar,

Для тих, хто не знає,

laparoscopic surgery, instead of the large

у лапараскопічних операціях, замість великої відкритої рани

open incision you might be used to with surgery,

a laparoscopic surgery is where the surgeon creates

робиться лише 3 чи більше маленьких надрізи.

these three or more small incisions in the patient.

And then inserts these long, thin instruments

Потім вставляється довгий тонкий інструмент

and a camera,

та камера,

and actually does the procedure inside the patient.

і сама процедура проходить всередині пацієнта.

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

Це добре, бо мінімізує загрозу інфекції,

much less pain, shorter recovery time.

створює менше болю, і пришвидшує відновлення.

But there is a trade-off,

Але це компроміс,

because these incisions are created

адже надрізи робляться

with a long, pointed device

за допомогою довгого гострого пристрою,

called a trocar.

що називається трокар.

And the way the surgeon uses this device

І хірурги застосовують його таким чином,

is that he takes it

що вони мають тиснути на черево

and he presses it into the abdomen

until it punctures through.

допоки не буде проколу.

And now the reason why everyone in the operating room

Всі присутні в операційній

was staring at that device on that day

дивились на цей інструмент в той день тому,

was because he had to be absolutely careful

що хірург має бути надзвичайно акуратним,

not to plunge it through

аби не натиснути занадто сильно

and puncture it into the organs and blood vessels below.

і не проколоти органи та кровоносні судини.

But this problem should seem pretty familiar to all of you

Але вам всім повинна бути знайомою ця ситуація,

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

адже я впевнен, що ви бачили дещо схоже.

(Laughter)

(Сміх)

Remember this?

Пам'ятаєте це?

(Applause)

(Оплески)

You knew that at any second

Ви знаєте, що будь-якої секунди

that straw was going to plunge through,

трубочка може проколоти упаковку,

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

і ви не знаєте, чи вона піде крізь інший бік

and straight into your hand,

і увіткнеться у вашу руку,

or if you were going to get juice everywhere,

чи ви розіллєте сік усюди.

but you were terrified. Right?

Але ви налякані. Правильно?

Every single time you did this,

Кожного разу, коли ви це робите,

you experienced the same fundamental physics

ви застосовуєте ту ж саму базову фізику,

that I was watching in the operating room that day.

що я спостерігав в операційній того дня.

And it turns out it really is a problem.

І це перетворюється в спавжню проблему.

In 2003, the FDA actually came out and said

У 2003 ФДА назвало введення трокару

that trocar incisions might be the most dangerous step

найнебезпечнішим моментом

in minimally invasive surgery.

у малоінвазивних операціях.

Again in 2009, we see a paper that says

У 2009 році ми бачили статтю, у якій зазначалось,

that trocars account for over half

що він спричиняє більше половини ускладнень

of all major complications in laparoscopic surgery.

у лапараскопічній хірургії.

And, oh by the way,

І, до речі,

this hasn't changed for 25 years.

ситуація не міняється вже протягом 25 років.

So when I got to graduate school,

Тож коли я закінчив навчання,

this is what I wanted to work on.

я захотів займатись цією проблемою.

I was trying to explain to a friend of mine

Намагаючись пояснити своєму другу,

what exactly I was spending my time doing,

на що саме я витрачаю час,

and I said,

я сказав:

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

"Це як ви бурите стінку,

to hang something in your apartment.

щоб повісити щось у кімнаті.

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

Це той момент, коли дриль саме проколов стінку

and there's this plunge. Right?

і починає різко занурюватись. Розумієш?"

And he looked at me and he said,

Він подивився на мене і сказав:

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

"Ти маєш на увазі, коли вони свердлять людські мізки?"

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

І я сказав: "Перепрошую?" (Сміх)

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

А потім я дізнався, що вони справді свердлять людські мізки.

A lot of neurosurgical procedures

Багато нейрохірургічних операцій

actually start with a drill incision through the skull.

починається з буріння отвору в черепі.

And if the surgeon isn't careful,

Якщо хірург не буде обережним,

he can plunge directly into the brain.

то він зануриться прямісінько у мозок.

So this is the moment when I started thinking,

Саме в цей момент я подумав:

okay, cranial drilling, laparoscopic surgery,

"Окей, сверління черепа, лапароскопічна хірургія,

why not other areas of medicine?

може є ще якісь напрями в медицині?"

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

Адже майже завжди, коли ви відвідуєте лікаря,

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

він щось вам проколює. Правильно?

So the truth is

Насправді пункції

in medicine puncture is everywhere.

є повсюду в медицині.

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

І це лише пара процедур,

that involve some tissue puncture step.

що містять в собі етап проколювання.

And if we take just three of them —

Якщо ми візьмемо лише 3 з них:

laparoscopic surgery, epidurals, and cranial drilling —

лапарскопічну хірургію, епідуральну анестезію і сверління черепа -

these procedures account for over 30,000 complications

ці процедури налічують більше 30 000 ускладнень

every year in this country alone.

кожного року лише в цій країні.

I call that a problem worth solving.

Я гадаю, що це проблема, яку варто розв'язати.

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

Тож подивімось на інструментарій,

that are used in these types of procedures.

що використовується в цих випадках.

I mentioned epidurals. This is an epidural needle.

Я згадував епідуральну анестезію. Це епідуральна голка.

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

Вона використовується для проколювання зв'язок хребта

and deliver anesthesia during childbirth.

і доставки анестезії під час пологів.

Here's a set of bone marrow biopsy tools.

Це набір обладнання для кісткової біопсії.

These are actually used to burrow into the bone

Ними проколюють кістку

and collect bone marrow or sample bone lesions.

і забирають кістковий мозок або зразок укодженої тканини.

Here's a bayonette from the Civil War.

А це багнет часів Громадянської війни.

(Laughter)

(Сміх)

If I had told you it was a medical puncture device

Якби я сказав, що це медичний інструмент для пункцій,

you probably would have believed me.

ви б, скоріше за все, мені повірили.

Because what's the difference?

Адже де різниця?

So, the more I did this research

Тож що більше я займався цим дослідженням,

the more I thought there has to be

то більше переконувався,

a better way to do this.

що рішення має бути.

And for me the key to this problem

Для мене ключем до проблеми стало те,

is that all these different puncture devices

що всі ці різноманітні проколювальні пристрої

share a common set of fundamental physics.

діють завдяки одному й тому ж закону фізики.

So what are those physics?

Тож що це за закон?

Let's go back to drilling through a wall.

Повернімося до експерименту з дрилем.

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

Ви прикладаєте силу до дриля.

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

Але, як сказав Ньютон, стінка рівносильно протидіє вашій силі.

equal and opposite.

So, as you drill through the wall,

Коли ви свердлите стіну,

those forces balance.

ці сили знаходяться в балансі між собою.

But then there's that moment

Але в той момент,

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

коли дриль вийде з іншого боку стіни,

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

саме в цей момент стіна вам більше не протидіє.

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

Але ваш мозок не зміг зреагувати на зміну в силі.

So for that millisecond,

Тож на мілісекунду

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

або скільки займає реагування, ви продовжуєте тиснути.

and that unbalanced force causes an acceleration,

А нерівність сил спричиняє прискорення

and that is the plunge.

і швидке занурення.

But what if right at the moment of puncture

Але що якщо саме в момент проколу

you could pull that tip back,

ви зможете перестати тиснути

actually oppose the forward acceleration?

і тим самим запобігти прискоренню?

That's what I set out to do.

Саме цим я й почав займатися.

So imagine you have a device

Тож уявіть, що у вас є прилад,

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

і в нього є гострий кінець для проколювання тканин.

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

Який найпростіший спосіб витягнути наконечник назад?

I chose a spring.

Мій вибір упав на пружину.

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

Коли ви розтягнете пружину, наконечник опиниться на відстані,

so it's ready to puncture tissue,

якраз достатній, аби зробити пункцію,

the spring wants to pull the tip back.

а потім пружина потягне голку назад.

How do you keep the tip in place

Але як втримати інструмент на місці,

until the moment of puncture?

допоки не відбудеться прокол?

I used this mechanism.

Я використав цей механізм.

When the tip of the device is pressed against tissue,

Коли кінчик пристрою тисне на тканину,

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

механізм розтягується, і клини притискаються до стінок.

And the friction that's generated

Зчеплення, яке виникає,

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

замикає його на місці і не дає пружині розтягувати наконечник.

But right at the moment of puncture,

Але саме в момент проколу

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

тканина не може більше протидіяти.

So the mechanism unlocks and the spring retracts the tip.

Тож механізм разблоковується і пружина втягує наконечник.

Let me show you that happening in slow motion.

Ось як воно виглядає у сповільненій зйомці.

This is about 2,000 frames a second,

Це близько 2000 кадрів на секунду,

and I'd like you to notice the tip

Зверніть увагу на наконечник,

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

який знаходить над кнопкою, що під тканиною.

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

І ви бачите, що саме в момент проколу,

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

саме тут, механізм розблоковується, і пружина втягується.

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

Я хочу показати вам це ще раз трохи ближче.

You're going to see the sharp bladed tip,

Ви бачите гострий наконечник,

and right when it punctures that rubber membrane

і тоді, коли він проколює резинову мембрану,

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

він зникає в цій білій оболонці.

Right there.

Саме тоді.

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

Це відбувається через соту секунди після проколу.

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

Оскільки ми розробляли пристрій, базуючись на фізиці проколювання,

and not the specifics of cranial drilling

а не розробляли його спеціально для свердління черепа,

or laparoscopic surgery, or another procedure,

чи лапараскопічної операції, чи іншої процедури,

it's applicable across these different medical disciplines

він може використовуватись скрізь в медицині.

and across different length scales.

But it didn't always look like this.

Але він не завжди виглядає саме так.

This was my first prototype.

Це мій перший прототип.

Yes, those are popsicle sticks,

Так, це палички від ескімо

and there's a rubber band at the top.

і гумка зверху.

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

Мені знадобилося 30 хвилин, що зробити, але він працює.

And it proved to me that my idea worked

Це довело мені, що моя ідея діє.

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

Знадобилося лише кілька наступних років, щоб допрацювати цей проект.

I worked on this because

Я працював над цим тому,

this problem really fascinated me.

що ця проблема дійсно захопила мене.

It kept me up at night.

Вона змушувала мене просинатись посеред ночі.

But I think it should fascinate you too,

Я гадаю, що вас вона теж повинна захопити,

because I said puncture is everywhere.

адже, як я сказав, пункції є повсюди.

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

Це означає, що в якомусь сенсі, це і ваша проблема теж.

That first day in the operating room

Того першого дня в операційній

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

я не думав про те, що можу опинитися з іншого боку від трокару.

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

Але торік у мене був апендицит, коли я подорожував Грецією.

So I was in the hospital in Athens,

Тож я опинився в госпіталі в Афінах,

and the surgeon was telling me

і хірург сказав мені,

he was going to perform a laparoscopic surgery.

що збирається зробити лапароскопічну операцію.

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

Він збирався витягнути мій апендикс через ці маленькі надрізи.

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

Потім він почав розповідати, чого очікувати під час відновлення,

and what was going to happen.

і як усе має проходити.

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

Він запитав, чи є у мене якісь запитання. Я відповів: "Лише одне, док.

What kind of trocar do you use?"

Який тип трокару ви використовуєте?"

So my favorite quote about laparoscopic surgery

Ось улюблена цитата про лапароскопічну хірургію

comes from a Doctor H. C. Jacobaeus:

її автор доктор Г. Х. Якобеус

"It is puncture itself that causes risk."

"Пункція сама по собі є ризиком".

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

Це моя улюблена цитата тому що Г. Х. Якобеус

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

був першим, хто провів лапароскопічну операцію на людині,

and he wrote that in 1912.

і він написав це в 1912.

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

Це проблема, яка шкодить і навіть вбиває вже протягом більше ніж 100 років.

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

Тож легко уявити, що над кожною існуючою проблемою

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

працює команда експертів.

The truth is that's not always the case.

Але правда в тому, що так буває не завжди.

We have to be better at finding those problems

Нам потрібно краще визначати проблеми

and finding ways to solve them.

і знаходити шляхи їх розв'язання.

So if you come across a problem that grabs you,

Тож якщо ви зайнялись проблемою, що захопила вас,

let it keep you up at night.

дозволяйте їй будити вас посеред ночі.

Allow yourself to be fascinated,

Дозволяйте собі зачаровуватися,

because there are so many lives to save.

адже можна врятувати ще стільки життів!

(Applause)

(Оплески)