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.
Am tendința să presupun ce e cel mai rău, și uneori, acest obicei îmi joacă feste. De exemplu, dacă simt o durere neașteptată în corp, durere pe care nu am mai avut-o înainte și căreia nu îi pot găsi o sursă, atunci dintr-o dată mintea mea se gândeşte la o boală de inimă sau la o durere de gambă din tromboză venoasă profundă. Dar până acum nu am fost diagnosticat cu vreo boală mortală sau incurabilă Uneori lucrurile dor fără vreun motiv clar.
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.
Dar nu toată lumea e la fel de norocoasă ca mine. În fiecare an, în lume mor peste 50 de milioane de oameni. În special în economii cu venituri mari, ca a noastră, moartea e cauzată în mare de boli care progresează lent: boli de inimă, boala cronică de plămâni, cancer, Alzheimer, diabet, să numesc doar câteva.
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.
Umanitatea a făcut un progres extraordinar în a diagnostica și trata multe dintre acestea. Dar suntem la un stadiu unde progresul în domeniul sănătății nu poate fi atins doar prin dezvoltare de noi tratamente. Și asta devine evident când ne uităm la un aspect pe care multe dintre aceste boli îl au în comun: probabilitatea unei tratări cu succes depinde mult de când este început tratamentul. Dar o boală este de obicei detectată doar odată ce apar simptome. Problema aici este, de fapt, că multe boli pot rămâne asimptomatice, prin urmare nedetectate, pentru o perioadă lungă de timp. Din cauza aceasta, e o nevoie permanentă de noi căi de detectare a bolilor în stadiul incipient înainte să apară simptomele. În asistența medicală, asta se numeşte screening.
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.
Și după cum este definită de Organizația Mondială a Sănătății, screeningul este „identificarea prezumtivă a bolii nedescoperite într-o persoană aparent sănătoasă, prin intermediul unor teste care pot fi aplicate rapid și ușor.” E o definiție lungă, așa că permiteţi-mi să o repet: identificarea bolii nedescoperite într-o persoană aparent sănătoasă prin intermediul unor teste care pot fi aplicate și rapid și ușor. Și vreau să pun în special accent pe cuvintele „rapid” și „ușor” pentru că multe dintre metodele de screening sunt exact opusul. Și aceia dintre voi care au făcut o colonoscopie ca parte dintr-un program de screening pentru cancer colorectal știu despre ce vorbesc.
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.
Evident că există o varietate de ustensile disponibile pentru a face un screening. Asta variază între tehnici imagistice, cum ar fi radiografia sau imagistică prin rezonanţă magnetică, la analiza sângelui sau a unui țesut. Cu toții am făcut teste de acest tip. Dar e o cale de mijloc care de mult timp a fost trecută cu vederea: cale de mijloc care este ușor de accesat, practic inepuizabilă și susține o promisiune extraordinară pentru analiza medicală. Și asta este respirația noastră.
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.
Respirația umană este în principal compusă din cinci componente: nitrogen, oxigen, dioxid de carbon, apă și argon. Dar pe lângă acestea cinci, sunt și alte sute de componente care sunt prezente în cantitate foarte mică. Acestea se numesc compuși organici volatili și eliberăm sute, chiar mii de fiecare dată când expirăm. Analiza acestor compuși organici volatili din respirația noastră se numește analiză a respirației. De fapt, cred că mulți dintre voi au experimentat deja analiza respirației. Imaginați-vă: conduci spre casă noaptea târziu, când deodată apare un ofițer de poliție prietenos care îți cere amabil, dar cu fermitate, să tragi pe dreapta și să sufli într-un dispozitiv ca acesta. Acesta este un etilotest care este folosit să măsoare concentrația de etanol din respirația ta și să determine dacă condusul în starea în care te afli a fost o idee bună. Aș zice că am condus destul de bine, dar lăsați-mă să verific.
(Beep)
(Bip)
0.0, so nothing to worry about, all fine.
0.0, deci nimic îngrijorător, totul bine.
(Laughter)
(Râsete)
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.
Acum imaginați-vă un dispozitiv ca acesta, care nu măsoară doar nivelul de alcool din respirație, dar care detectează boli ca cele pe care vi le-am spus și poate mai multe. Conceptul de a corela mirosul respirației unei persoane cu anumite boli, de fapt, datează din timpul Greciei Antice. Dar doar de curând, eforturile de cercetare au crescut foarte mult, și ceea ce odată a fost doar un vis devine acum realitate. Și permiteţi-mi să scot din nou lista pe care v-am arătat-o mai devreme. Pentru majoritatea bolilor listate aici, există o dovadă științifică substanțială sugerând că boala ar putea fi detectată prin analiza respirației.
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.
Dar cum funcționează mai exact? Partea esențială e un dispozitiv cu senzor care detectează compușii organici volatili din respirația noastră. Spus simplu: când este expus la o probă de respirație, senzorul produce o semnătură complexă care rezultă dintr-un mix de compuși organici volatili pe care îi expirăm. Această semnătură reprezintă o amprentă a metabolismului tău, microbiomul tău, și ale proceselor biochimice care au loc în corpul tău. Dacă ai o boală, organismul tău se va schimba și la fel și compoziția respirației tale. Și atunci singurul lucru care mai rămâne de făcut este să se coreleze o anumită semnătură cu prezența sau absența anumitor boli.
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.
Tehnologia promite câteva beneficii incontestabile. În primul rând, senzorul poate fi miniaturizat și integrat în mici aparate, pe care le poți ține în mână ca acest etilotest. Asta ar permite ca testul să fie folosit în multe împrejurări diferite. și chiar și acasă, astfel că o vizită la doctor nu este necesară de fiecare dată când un test este făcut.
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.
În al doilea rând, analiza respirației nu este invazivă și poate fi la fel de simplă ca sulfatul într-un etilotest. Simplicitatea și ușurința în folosire ar reduce efortul pacientului și ar oferi un stimulent pentru adoptarea tehnologiei.
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.
Și în al treilea rând, tehnologia este atât de flexibilă încât același dispozitiv ar putea fi folosit să detecteze o gamă variată de boli. Analiza respirației ar putea fi folosită să depisteze mai multe boli în același timp. În zilele noastre, fiecare boală necesită un instrument medical diferit pentru a efectua un test de screening. Dar asta înseamnă că poți găsi doar ceea ce cauți.
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.
Cu toate aceste caracteristici, analiza respirației este predestinată să furnizeze ceea ce multor teste de screening le lipseşte. Și cel mai important, toate aceste caracteristici ar trebui eventual să ne ofere o platformă pentru analiza medicală care poate să funcționeze la un cost scăzut și atractiv pentru fiecare test. Dimpotrivă, instrumentele medicale existente deseori ajung la costuri relativ mari pentru fiecare test. Atunci, ca să se mențină cheltuielile la un nivel mic, numărul testelor trebuie să fie restricționat, iar asta însemnă că (a) testele pot fi efectuate pentru un segment restrâns al populației, de exemplu cea cu risc ridicat; și (b) că numărul de teste pe persoană trebuie să fie menținut la minim. Dar nu ar fi cu adevărat benefic dacă testul ar fi efectuat pe un grup mai mare de oameni, dar și mai des și pe o perioadă mai lungă de timp pentru fiecare individ? Mai ales ultimul aspect ar oferi acces la ceva mult mai valoros ce se numeşte date longitudinale.
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.
Datele longitudinale sunt un set de date care urmăresc același pacient de-a lungul a multor luni sau a multor ani. În zilele acestea, deciziile medicale sunt bazate pe un set de date limitat unde o singură bucățică a istoricului medical al pacientului este disponibilă pentru luarea deciziilor. În acest caz, anomaliile sunt de obicei detectate prin compararea profilul de sănătate al pacientului cu profilul de sănătate mediu a unei populații de referinţă. Datele longitudinale ar deschide o nouă dimensiune și ar permite să fie detectate anomaliile bazându-se pe istoricul medical propriu al pacientului. Asta ar pava calea pentru tratamentul personalizat.
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.
Sună destul de minunat, nu? Acum cu siguranță veți avea o întrebare care sună cam aşa: „Dacă tehnologia este atât de minunată precum spune, atunci de ce nu o folosim astăzi?” Și singurul răspuns pe care vi-l pot oferi este: nu totul este la fel de ușor precum sună. Există provocări tehnice, de exemplu. Există și nevoia de senzori extrem de fiabili care pot detecta amestecuri de compuși organici volatili cu o reproductibilitate suficientă. Și o altă provocare tehnică este aceasta: cum iei o mostră din respirația unei persoane într-o manieră bine definită pentru ca procesul prelevare de mostre să nu altereze rezultatul analizei? Și aici este nevoie de date. Analiza respirației are trebuie să fie validată în studii clinice, și trebuie să fie colectate destule date pentru ca afecțiunile individuale să poată fi comparate cu limitele normale. Analiza respirației poate să reușeașcă doar dacă un set de date îndeajuns de mare poate fi generat și făcut disponibil pentru o utilizarea amplă.
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.
Dacă analiza respirației îşi îndeplineşte promisiunile, aceasta va fi o tehnologie care ne-ar putea ajuta cu adevărat să transformăm sistemul nostru de sănătate, să-l transformăm dintr-un sistem reactiv, în care tratamentul este declanșat de simptomele bolii, într-un sistem proactiv, unde depistarea bolii, diagnosticarea și tratamentul se poate face într-un stadiu incipient, cu mult înainte de apariţia simptomelor.
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?
Asta mă aduce la ultimul meu punct, și este unul fundamental. Ce este mai exact o boală? Imaginați-vă că analiza respirației poate fi comercializată după cum am descris-o și detectarea timpurie devine rutină. Problema care rămâne este, de fapt, o problemă cu care orice activitate de screening trebuie să se confrunte pentru că pentru multe boli, este de obicei imposibil de prezis cu suficientă siguranță dacă boala va cauza vreodată oricare dintre simptome sau va pune viața persoanei în pericol. Asta se numește supradiagnostic și conduce la o dilemă. Dacă o boală este identificată, ai putea decide să nu o tratezi pentru că există sigur o probabilitate că nu vei suferi vreodată de ea. Dar cât de tare vei suferi doar știind că ai o boală posibil mortală? Și nu ai regreta că boala a fost detectată?
Your second option is to undergo early treatment with the hope for curing it. But often, this would not come without side effects.
A doua opțiune a ta ar fi să te supui unui tratament timpuriu cu speranța să o vindeci. Dar deseori, asta nu ar veni fără efecte secundare.
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.
Să fiu precis: problema mai mare nu este supradiagnosticarea, este supratratamentul, pentru că nu fiecare boală trebuie să fie trată imediat doar pentru că un tratament e disponibil. Adoptarea în creștere a screeningului de rutină va crea întrebarea: Cum numim o boală care poate raționaliza tratamentul și ce e doar o anomalie care n-ar trebui să fie o sursă de îngrijorare? Sper că screeningul de rutină care folosește analiza respirației poate oferi destule date și perspective ca, la un punct, să fim capabili să rezolvăm această dilemă și să prezicem cu suficientă siguranță dacă și când să tratăm într-un stadiu incipient.
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.
Respirația noastră și amestecul de compuși organici volatili pe care îl expirăm conțin multe informații extraordinare despre starea noastră fiziologică. Cu ce cunoaștem în prezent suntem abia la suprafață. Cu cât colectăm mai multe date și profile de respirație de la întreaga populație incluzând toate varietățile de genuri, vârste, origini și stiluri de viață, puterea analizei respirației ar trebui să crească. Și eventual, analiza respirației ar trebui să ne ofere un instrument puternic, nu doar pentru a detecta proactiv boli specifice, dar și pentru a le prezice și în cele din urmă a le preveni. Și asta ar trebui să fie o motivație suficientă să adoptăm oportunitățile și provocările pe care analiza respirației le poate oferi, chiar și celor care nu sunt ipohondri part-time ca mine.
Thank you.
Mulțumesc!
(Applause)
(Aplauze)