I have a tendency to assume the worst, and once in a while, this habit plays tricks on me. For example, if I feel unexpected pain in my body that I have not experienced before and that I cannot attribute, then all of a sudden, my mind might turn a tense back into heart disease or calf muscle pain into deep vein thrombosis. But so far, I haven't been diagnosed with any deadly or incurable disease. Sometimes things just hurt for no clear reason.
יש לי נטייה להניח את הגרוע ביותר ומדי פעם בפעם, הרגל זה מתעתע בי לדוגמה, אם אני מרגיש כאב בלתי צפוי בגופי שלא חוויתי קודם ושאיני יכול לייחס אותו למשהו, אז פתאום, המיינד שלי עלול להפוך מתח בגב למחלת לב או כאב שרירים בשוק לפקקת ורידים עמוקה. אבל עד כה לא אובחנתי עם מחלה קטלנית כלשהי, או חשוכת מרפא. לפעמים דברים פשוט כואבים ללא סיבה ברורה.
But not everyone is as lucky as me. Every year, more than 50 million people die worldwide. Especially in high-income economies like ours, a large fraction of deaths is caused by slowly progressing diseases: heart disease, chronic lung disease, cancer, Alzheimer's, diabetes, just to name a few.
אבל לא כולם ברי מזל כמוני. מדי שנה, יותר מ50 מיליון בני אדם מתים ברחבי העולם. במיוחד בכלכלות עם הכנסה גבוהה, כמו שלנו, חלק גדול ממקרי המוות נגרמים ממחלות שמתפתחות לאט: מחלות לב, מחלות ריאות כרוניות, סרטן, אלצהיימר, סוכרת, רק כדי למנות כמה מהן.
Now, humanity has made tremendous progress in diagnosing and treating many of these. But we are at a stage where further advancement in health cannot be achieved only by developing new treatments. And this becomes evident when we look at one aspect that many of these diseases have in common: the probability for successful treatment strongly depends on when treatment is started. But a disease is typically only detected once symptoms occur. The problem here is that, in fact, many diseases can remain asymptomatic, hence undetected, for a long period of time. Because of this, there is a persisting need for new ways of detecting disease at early stage, way before any symptoms occur. In health care, this is called screening.
האנושות עשתה התקדמות עצומה באבחון וטיפול ברבות מהן. אבל אנחנו בשלב שבו התקדמות נוספת בבריאות לא ניתן להשיג רק על ידי פיתוח טיפולים חדשים. וזה מתברר כאשר אנו מסתכלים על היבט אחד שלרבות ממחלות אלו יש במשותף. ההסתברות לטיפול מוצלח מאוד תלויה בזמן שבו מתחילים את הטיפול. אבל מחלה בדרך כלל מזוהה רק ברגע שהתסמינים מתרחשים. הבעיה כאן היא, שלמעשה, מחלות רבות יכולות להישאר ללא תסמינים, ולכן, אינן מתגלות, לאורך תקופה ארוכה. בגלל זה, יש צורך מתמיד למצוא דרכים חדשות של גילוי המחלה בשלב מוקדם, לפני שסימפטומים כלשהם מתרחשים. בתחום הבריאות, זה נקרא סריקה.
And as defined by the World Health Organization, screening is "the presumptive identification of unrecognized disease in an apparently healthy person, by means of tests ... that can be applied rapidly and easily ..." That's a long definition, so let me repeat it: identification of unrecognized disease in an apparently healthy person by means of tests that can be applied both rapidly and easily. And I want to put special emphasis on the words "rapidly" and "easily" because many of the existing screening methods are exactly the opposite. And those of you who have undergone colonoscopy as part of a screening program for colorectal cancer will know what I mean.
וכפי שהוגדר על ידי ארגון הבריאות העולמי, סריקה היא "זיהוי משוער של מחלות בלתי מזוהות באדם בריא לכאורה, באמצעות בדיקות ... שניתן ליישמן במהירות ובקלות ... " זוהי הגדרה ארוכה, אז הרשו לי לחזור עליה: זיהוי מחלות לא מזוהות באדם בריא ככל הנראה באמצעות בדיקות שניתן ליישם במהירות ובקלות. ואני רוצה לשים דגש מיוחד על המילים "במהירות" ו "בקלות" כי רבות משיטות הסריקה הקיימות הן בדיוק ההפך. ואלה מכם אשר עברו קולונוסקופיה כחלק מתוכנית הסריקה לגילוי סרטן המעי הגס ידעו למה אני מתכוון.
Obviously, there's a variety of medical tools available to perform screening tests. This ranges from imaging techniques such as radiography or magnetic resonance imaging to the analysis of blood or tissue. We have all had such tests. But there's one medium that for long has been overlooked: a medium that is easily accessible, basically nondepletable, and it holds tremendous promise for medical analysis. And that is our breath.
כמובן, שיש מגוון של כלים רפואיים זמינים לבצע בדיקות סריקה. זה נע בין טכניקות הדמיה כגון רדיוגרפיה או הדמיית תהודה מגנטית לבדיקת דגימות של דם או רקמות. כולנו עברנו בדיקות כאלה. אבל יש אמצעי אחד שכבר במשך זמן רב התעלמו ממנו: אמצעי נגיש בקלות, שבעיקרון הוא בלתי נדלה, ונושא עימו הבטחה עצומה עבור האבחון הרפואי. והוא - הנשימה שלנו.
Human breath is essentially composed of five components: nitrogen, oxygen, carbon dioxide, water and argon. But besides these five, there are hundreds of other components that are present in very low quantity. These are called volatile organic compounds, and we release hundreds, even thousands of them every time we exhale. The analysis of these volatile organic compounds in our breath is called breath analysis. In fact, I believe that many of you have already experienced breath analysis. Imagine: you're driving home late at night, when suddenly, there's a friendly police officer who asks you kindly but firmly to pull over and blow into a device like this one. This is an alcohol breath tester that is used to measure the ethanol concentration in your breath and determine whether driving in your condition is a clever idea. Now, I'd say my driving was pretty good, but let me check.
הנשימה האנושית למעשה מורכבת מחמישה מרכיבים: חנקן, חמצן, דו תחמוצת הפחמן, מים וארגון. אבל בנוסף לחמשת אלה, יש מאות מרכיבים אחרים שנמצאים בכמות נמוכה מאוד. אלה נקראים תרכובות אורגניות נדיפות, ואנחנו משחררים מאות, ואפילו אלפים מהן בכל פעם שאנו נושפים. הניתוח של תרכובות אורגניות נדיפות אלו בנשימה שלנו נקראת ניתוח הנשימה. למעשה, אני מאמין שרבים מכם כבר חוו ניתוח של הנשימה. דמיינו שאתם נוהגים הביתה מאוחר בלילה, כאשר פתאום, מופיע שוטר ידידותי שמבקש מכם בחביבות אך בתקיפות לעצור ולנשוף לתוך התקן כמו זה. זהו מכשיר למדידת אלכוהול בנשימה. המשמש למדידת ריכוז אתנול בנשימה שלכם וקובע אם לנהוג במצבכם היא רעיון חכם. אני הייתי אומר שהנהיגה שלי היתה די טובה, אבל הרשו לי לבדוק.
(Beep)
(צפצוף)
0.0, so nothing to worry about, all fine.
0.0, אז אין סיבה לדאגה, הכל בסדר.
(Laughter)
(צחוק)
Now imagine a device like this one, that does not only measure alcohol levels in your breath, but that detects diseases like the ones I've shown you and potentially many more. The concept of correlating the smell of a person's breath with certain medical conditions, in fact, dates back to Ancient Greece. But only recently, research efforts on breath analysis have skyrocketed, and what once was a dream is now becoming reality. And let me pull up this list again that I showed you earlier. For the majority of diseases listed here, there's substantial scientific evidence suggesting that the disease could be detected by breath analysis.
עכשיו דמיינו מכשיר כמו זה, שלא רק מודד רמות אלכוהול בנשימה שלכם, אלא מזהה מחלות כמו אלה שהראיתי לכם ובאופן פוטנציאלי הרבה יותר. הרעיון של התאמת ריח נשימתו של אדם עם תנאים רפואיים מסוימים, למעשה, חוזר ליוון העתיקה. אבל רק לאחרונה, מאמצי המחקר על ניתוח הנשימה הרקיעו שחקים, ומה שהיה פעם חלום הופך כעת למציאות. והרשו לי להעלות שוב את הרשימה שהראיתי לכם קודם. עבור רוב המחלות המפורטות כאן, יש ראיות מדעיות משמעותיות שמרמזות על כך שהמחלה יכולה להיות מזוהה על ידי ניתוח של הנשימה.
But how does it work, exactly? The essential part is a sensor device that detects the volatile organic compounds in our breath. Simply put: when exposed to a breath sample, the sensor outputs a complex signature that results from the mixture of volatile organic compounds that we exhale. Now, this signature represents a fingerprint of your metabolism, your microbiome and the biochemical processes that occur in your body. If you have a disease, your organism will change, and so will the composition of your exhaled breath. And then the only thing that is left to do is to correlate a certain signature with the presence or absence of certain medical conditions.
אבל איך זה עובד, בדיוק? החלק החיוני הוא התקן חיישן שמזהה את התרכובות האורגניות הנדיפות בנשימה שלנו. במילים פשוטות: כאשר הוא נחשף לדגימת נשימה. החיישן מפיק חתימה מורכבת כתוצאה מהתערובת של תרכובות אורגניות נדיפות שאנו נושפים. חתימה זו מייצגת טביעת אצבע של המטבוליזם שלכם, המיקרוביום שלכם והתהליכים הביוכימיים שמתרחשים בגופכם. אם יש לכם מחלה, האורגניזם שלכם ישתנה, וכך גם הרכב נשימתכם הננשפת. ואז הדבר היחיד שנותר לעשות הוא לתאם בין חתימה מסוימת לנוכחות או היעדרות של מצבים רפואיים מסוימים.
The technology promises several undeniable benefits. Firstly, the sensor can be miniaturized and integrated into small, handheld devices like this alcohol breath tester. This would allow the test to be used in many different settings and even at home, so that a visit at the doctor's office is not needed each time a test shall be performed.
הטכנולוגיה מבטיחה מספר הטבות שלא מוטלות בספק. ראשית, החיישן יכול להיות ממוזער ומשולב לתוך התקני כף יד קטנים כמו בודק נשימה אלכוהולית זה. הדבר יאפשר לבדיקה לשמש בהרבה מסגרות שונות ואפילו בבית, כך שביקור במשרדו של הרופא לא יהיה נחוץ בכל פעם שתבוצע בדיקה.
Secondly, breath analysis is noninvasive and can be as simple as blowing into an alcohol breath tester. Such simplicity and ease of use would reduce patient burden and provide an incentive for broad adoption of the technology.
שנית, ניתוח הנשימה ללא כל ספק אינו פולשני ויכול להיות פשוט כמו נשיפה לתוך מודד כמות אלכוהול בנשימה. פשטות כזו וקלות השימוש תפחית את הנטל מהמטופל ותמריץ אימוץ רחב של הטכנולוגיה.
And thirdly, the technology is so flexible that the same device could be used to detect a broad range of medical conditions. Breath analysis could be used to screen for multiple diseases at the same time. Nowadays, each disease typically requires a different medical tool to perform a screening test. But this means you can only find what you're looking for.
ושלישית, הטכנולוגיה כה גמישה שניתן יהיה להשתמש באותו מכשיר כדי לזהות טווח רחב של מצבים רפואיים. ניתוח הנשימה יכול לשמש לסריקה עבור מחלות מרובות בו זמנית. כיום, כל מחלה דורשת בדרך כלל כלי רפואי אחר כדי לבצע בדיקת סריקה. אבל זה אומר שאתם יכולים למצוא רק את מה שאתם מחפשים.
With all of these features, breath analysis is predestined to deliver what many traditional screening tests are lacking. And most importantly, all of these features should eventually provide us with a platform for medical analysis that can operate at attractively low cost per test. On the contrary, existing medical tools often lead to rather high cost per test. Then, in order to keep costs down, the number of tests needs to be restricted, and this means (a) that the tests can only be performed on a narrow part of the population, for example, the high-risk population; and (b) that the number of tests per person needs to be kept at a minimum. But wouldn't it actually be beneficial if the test was performed on a larger group of people, and more often and over a longer period of time for each individual? Especially the latter would give access to something very valuable that is called longitudinal data.
עם מאפיינים אלה, ניתוח נשימה נועד מראש לספק מה שחסר בבדיקות סריקה מסורתיות רבות. והכי חשוב, כל המאפיינים האלה צריכים בסופו של דבר לספק לנו פלטפורמה לניתוח רפואי שיכולה לפעול בעלות בדיקה נמוכה להפליא. מנגד, כלים רפואיים קיימים לעתים קרובות מובילים לעלות גבוהה למדי לכל בדיקה. ואז, כדי לשמור על עלויות נמוכות, מספר הבדיקות צריך להיות מוגבל, ופירוש הדבר (א) שאת הבדיקות ניתן לבצע רק על חלק צר של האוכלוסייה, למשל, אוכלוסייה בסיכון גבוה; וכן (ב) שמספר הבדיקות לאדם צריך להישמר ברמת המינימום. אבל האם לא יהיה מועיל באמת אם הבדיקה תהיה מבוצעת על קבוצה גדולה יותר של אנשים, ולעתים קרובות יותר ולאורך תקופת זמן ארוכה יותר עבור כל אדם? בעיקר האחרון היה מאפשר גישה למשהו בעל ערך רב. שנקרא נתוני אורך.
Longitudinal data is a data set that tracks the same patient over the course of many months or years. Nowadays, medical decisions are often based on a limited data set, where only a glimpse of a patient's medical history is available for decision-making. In such a case, abnormalities are typically detected by comparing a patient's health profile to the average health profile of a reference population. Longitudinal data would open up a new dimension and allow abnormalities to be detected based on a patient's own medical history. This will pave the way for personalized treatment.
נתוני אורך הוא סט נתונים שעוקב אחר אותו מטופל במשך חודשים או שנים רבות. כיום, החלטות רפואיות מבוססות לעתים על סט נתונים מוגבל, שבו רק הצצה על ההיסטוריה הרפואית של מטופל זמינה לשם קבלת החלטות. במקרה כזה, חריגות בדרך כלל מזוהות על ידי השוואת פרופיל הבריאות של המטופל לפרופיל הבריאות הממוצע של אוכלוסיית ההתייחסות. נתוני אורך יפתחו מימד חדש ויאפשרו לזהות חריגות. בהתבסס על ההיסטוריה הרפואית של המטופל עצמו. זה יסלול את הדרך לטיפול אישי.
Sounds pretty great, right? Now you will certainly have a question that is something like, "If the technology is as great as he says, then why aren't we using it today?" And the only answer I can give you is: not everything is as easy as it sounds. There are technical challenges, for example. There's the need for extremely reliable sensors that can detect mixtures of volatile organic compounds with sufficient reproducibility. And another technical challenge is this: How do you sample a person's breath in a very defined manner so that the sampling process itself does not alter the result of the analysis? And there's the need for data. Breath analysis needs to be validated in clinical trials, and enough data needs to be collected so that individual conditions can be measured against baselines. Breath analysis can only succeed if a large enough data set can be generated and made available for broad use.
נשמע נהדר, נכון? עכשיו לבטח תשאלו משהו כזה, "אם הטכנולוגיה כה מוצלחת כמו שהוא אומר, למה איננו משתמשים בה היום? " והתשובה היחידה שאני יכול לתת לכם, היא: לא הכל קל כמו שזה נשמע. יש אתגרים טכניים, למשל. יש צורך בחיישנים אמינים מאוד שיכולים לזהות תערובות של תרכובות אורגניות נדיפות עם יכולת שחזור מספקת. ועוד אתגר טכני הוא זה: איך אתם דוגמים נשימה של אדם באופן מאוד מוגדר כך שתהליך הדגימה עצמו אינו משנה את תוצאת ניתוח הנשימה? וישנו הצורך בנתונים. ניתוח נשימה צריך להיות מאומת בניסויים קליניים, ויש לאסוף מספיק נתונים כך שניתן יהיה למדוד תנאים אישיים כנגד קווי בסיס. ניתוח נשימה יכול רק להצליח אם קבוצת נתונים גדולה מספיק תוכל להיווצר. ותיעשה זמינה לשימוש נרחב.
If breath analysis holds up to its promises, this is a technology that could truly aid us to transform our health care system -- transform it from a reactive system where treatment is triggered by symptoms of disease to a proactive system, where disease detection, diagnosis and treatment can happen at early stage, way before any symptoms occur.
אם ניתוח נשימה יעמוד בהבטחותיו, זו טכנולוגיה שיכולה באמת לעזור לנו לשנות את מערכת הבריאות שלנו- להפוך אותה ממערכת תגובתית שבה הטיפול מופעל על ידי תסמינים של המחלה למערכת פרואקטיבית, שבה גילוי מחלות, אבחון וטיפול יכולים לקרות בשלב מוקדם, לפני שתסמינים כלשהם מתרחשים.
Now this brings me to my last point, and it's a fundamental one. What exactly is a disease? Imagine that breath analysis can be commercialized as I describe it, and early detection becomes routine. A problem that remains is, in fact, a problem that any screening activity has to face because, for many diseases, it is often impossible to predict with sufficient certainty whether the disease would ever cause any symptoms or put a person's life at risk. This is called overdiagnosis, and it leads to a dilemma. If a disease is identified, you could decide not to treat it because there's a certain probability that you would never suffer from it. But how much would you suffer just from knowing that you have a potentially deadly disease? And wouldn't you actually regret that the disease was detected in the first place?
וזה מביא אותי לנקודה האחרונה שלי, וזה עניין עקרוני. מהי בדיוק מחלה? תארו לעצמכם שניתוח נשימה ניתן למסחר כפי שאני מתאר את זה, וגילוי מוקדם הופך לשגרה. בעיה שנותרה היא, למעשה, בעיה שכל פעילות סריקה צריכה להתמודד איתה כי, במחלות רבות, לעתים קרובות, לא ניתן לחזות עם ודאות מספקת אם המחלה תגרום אי פעם לתסמינים כלשהם או תעמיד בסכנה את חייו של אדם. זה נקרא אבחון-יתר, וזה מעורר דילמה. אם מזוהה מחלה, אתם יכולים להחליט לא לטפל בה כי יש הסתברות מסוימת שלעולם לא תסבלו ממנה. אבל כמה תסבלו רק בגלל הידיעה שיש לכם מחלה קטלנית פוטנציאלית? והאם לא באמת תצטערו שהמחלה זוהתה בכלל?
Your second option is to undergo early treatment with the hope for curing it. But often, this would not come without side effects.
האפשרות השנייה שלכם היא לעבור טיפול מוקדם בתקווה לרפא אותה אבל לעתים קרובות, זה לא יבוא ללא תופעות לוואי.
To be precise: the bigger problem is not overdiagnosis, it's overtreatment, because not every disease has to be treated immediately just because a treatment is available. The increasing adoption of routine screening will raise the question: What do we call a disease that can rationalize treatment, and what is just an abnormality that should not be a source of concern? My hopes are that routine screening using breath analysis can provide enough data and insight so that at some point, we'll be able to break this dilemma and predict with sufficient certainty whether and when to treat at early stage.
להיות מדויק: הבעיה הגדולה היא לא אבחון יתר, היא טיפול יתר, כי לא בכל מחלה יש לטפל מיד רק בגלל שיש טיפול זמין. האימוץ הגובר של בדיקות סקירה שגרתיות תעלה את השאלה: למה אנחנו קוראים מחלה? שיכולה להצדיק את הטיפול, ומהי רק חריגה שלא צריכה להוות מקור לדאגה? התקוות שלי שהסריקות השגרתית באמצעות ניתוח נשימה יוכלו לספק מספיק נתונים ותובנה כך שבשלב מסוים, נוכל לשבור את הדילמה הזאת ולנבא בוודאות מספקת האם, ומתי לטפל בשלב מוקדם.
Our breath and the mixture of volatile organic compounds that we exhale hold tremendous amounts of information on our physiological condition. With what we know today, we have only scratched the surface. As we collect more and more data and breath profiles across the population, including all varieties of gender, age, origin and lifestyle, the power of breath analysis should increase. And eventually, breath analysis should provide us with a powerful tool not only to proactively detect specific diseases but to predict and ultimately prevent them. And this should be enough motivation to embrace the opportunities and challenges that breath analysis can provide, even for people that are not part-time hypochondriacs like me.
הנשימה שלנו והתערובת של תרכובות אורגניות נדיפות שאנו נושפים מכילות כמויות עצומות של מידע על המצב הפיזיולוגי שלנו. עם מה שאנחנו יודעים היום, גירדנו רק את פני השטח. כשאנו אוספים יותר ויותר נתונים ופרופילים נשימתיים מהאוכלוסייה, לרבות כל מגוון זני המין, הגיל, המוצא וסגנון החיים, כוח הניתוח של נתוני הנשימה צריך לגדול. ובסופו של דבר, ניתוח נשימה צריך לספק לנו כלי רב עוצמה לא רק כדי לזהות מראש מחלות ספציפיות אלא כדי לחזות, ובסופו של דבר למנוע אותן. וזו צריכה להיות מוטיבציה מספקת לאמץ את ההזדמנויות והאתגרים שניתוח נתוני נשימה יכול לספק, אפילו עבור אנשים שאינם היפוכונדרים במשרה חלקית כמוני.
Thank you.
תודה.
(Applause)
(מחיאות כפיים)