I'm a process engineer, I know all about boilers and incinerators and fabric filters, and cyclones, and things like that. But I also have Marfan syndrome. This is an inherited disorder. And in 1992, I participated in a genetic study, and found to my horror, as you can see from the slide, that my ascending aorta was not in the normal range, the green line at the bottom. Everyone in here will be between 3.2-3.6, and I was already up at 4.4. And as you can see, my aorta dilated progressively, and I got closer and closer to the point where surgery was going to be necessary.
Je suis ingénieur procédé. Je sais tout des chaudières et des incinérateurs et des filtres en tissu et des cyclones et des choses comme ça, mais j'ai aussi le syndrome de Marfan. Il s'agit d'une maladie héréditaire. Et en 1992 j'ai participé à une étude génétique et j'ai découvert à ma grande horreur, comme vous pouvez le voir sur la diapo, que mon aorte ascendante n'était pas dans la fourchette normale, la ligne verte en bas. Tout le monde ici sera dans la fourchette entre 3,2 et 3,6 cm. J'étais déjà à 4,4. Et comme vous pouvez le voir, mon aorte se dilatait progressivement, et petit à petit, j'en suis arrivé au point où la chirurgie allait être nécessaire.
The surgery on offer was pretty gruesome. Anesthetize you, open your chest, put you on an artificial heart and lung machine, drop your body temperature to about 18 centigrade, stop your heart, cut the aorta out, replace it with a plastic valve and a plastic aorta. And most importantly, commit you to a lifetime of anticoagulation therapy. Normally, warfarin. The thought of the surgery was not attractive. The thought of the warfarin was really quite frightening.
La chirurgie disponible était assez horrible - on vous anesthésiait, on vous ouvrait la poitrine, on vous branchait à une machine cœur-poumon, on faisait descendre votre température corporelle à environ 18°C, on arrêtait votre cœur, on coupait l'aorte, on la remplaçait par une valve en plastique et une aorte en plastique, et, surtout, on vous condamnait à une vie entière de traitement anticoagulant, normalement de la warfarine. L'idée de la chirurgie n'était pas très attrayante. L'idée de la warfarine était vraiment effrayante.
So I said to myself, "I'm an engineer, I'm in R&D, this is just a plumbing problem." "I can do this, I can change this." So I set out to change the entire treatment for aortic dilation. The project aim is really quite simple. The only real problem with the ascending aorta in people with Marfan syndrome is that it lacks some tensile strength. So, the possibility exists to simply externally wrap the pipe, and it would remain stable and operate quite happily. If your high-pressure hose pipe or hydraulic line bulges a little, you just wrap some tape around it, it really is that simple. In concept, though not in execution. The great advantage of an external support, for me, was that I could retain all of my own bits, all of my own endothelium and valves, and not need any anticoagulation therapy.
Donc, je me suis dit, je suis ingénieur, je suis dans la recherche et le développement, c'est juste un problème de plomberie. Je peux le faire. Je peux changer ça. Alors je me suis mis à modifier tout le traitement de la dilatation de l'aorte. Le but du projet est vraiment très simple. Le seul vrai problème avec l'aorte ascendante chez les personnes atteintes du syndrome de Marfan est qu'elle manque de résistance à la traction. Donc, la possibilité existe de simplement envelopper le tuyau à l’extérieur. Et elle resterait stable et fonctionnerait tout à fait bien. Si votre tuyau d'arrosage à haute pression, ou votre conduite hydraulique haute pression gonfle un peu, vous vous contentez de mettre un peu de ruban adhésif autour. C'est aussi simple que ça dans le concept, mais pas dans l'exécution. Le grand avantage d'un soutien externe pour moi c'était de pouvoir conserver la totalité de mes propres morceaux, tout mon endothélium et mes valves, sans avoir besoin de traitement anticoagulant.
So, where do we start? This is a sagittal slice through me. In the middle, you can see that little structure squeezing out, that's the left ventricle, pushing blood out through the aortic valve. You can see two of the leaflets of the aortic valve working there. Up into the ascending aorta. And it's that part, the ascending aorta, which dilates and ultimately bursts, which of course is fatal. We started by organizing image acquisition from magnetic resonance and CT imaging machines, from which to make a model of the patient's aorta.
Alors, par où commencer ? Eh bien c'est une coupe sagittale à travers moi. On pouvait voir au milieu ce dispositif, cette petite structure, qui pompe. C'est un ventricule gauche qui pousse le sang à travers la valve aortique - vous pouvez voir deux des feuillets de la valve aortique qui y travaillent - vers le haut dans l'aorte ascendante. Et c'est cette partie, l'aorte ascendante, qui se dilate et, finalement, éclate, ce qui, bien sûr, est fatal. Nous avons commencé par organiser l'acquisition d'images à partir de machines IRM et de scanners à partir desquelles on puisse faire un modèle de l'aorte du patient.
This is a model of my aorta. I've got a real one in my pocket, if anyone would like to look at it, and play with it.
Voici un modèle de mon aorte. J'en ai un vrai dans ma poche, si quelqu'un souhaite le voir et jouer avec.
(Laughter)
Vous pouvez le voir, c'est une structure très complexe.
You can see it's quite a complex structure. It has a funny tri-lobal shape at the bottom, which contains the aortic valve. It then comes back into a round form, and then tapers and curves off. It's quite a difficult structure to produce. This is a sort of CAD model of me, and this is one of the later CAD models. We went through an iterative process of producing better and better models. When we produced that model, we turned it into a solid, plastic model, as you can see, using a rapid prototyping technique, another engineering technique. We then used that former to manufacture a perfectly bespoke porous textile mesh, which takes the shape of the former and perfectly fits the aorta. So this is absolutely personalized medicine at its best, really. Every patient we do has an absolutely bespoke implant.
Il a une drôle de forme trilobée en bas, qui contient la valve aortique. Il revient ensuite en une forme ronde puis se rétrécit et se courbe. Il s'agit donc d'une structure assez difficile à produire. Ceci, comme je l'ai dit, est un modèle CAO de moi, et c'est l'un des derniers modèles de CAO. Nous sommes passés par une méthode itérative de production de modèles de plus en plus bons. Une fois le modèle produit, nous le transformons en un modèle en plastique solide, comme vous pouvez le voir. en utilisant une technique de prototypage rapide, une autre technique d'ingénierie. Nous utilisons ensuite ce premier modèle pour en fabriquer un en maille textile poreuse, parfaitement sur mesure, qui prend la forme du premier et s'adapte parfaitement à l'aorte. C'est donc de la médecine absolument personnalisée vraiment au mieux. Chaque patient sur qui nous intervenons a un implant parfaitement sur mesure.
Once you've made it, the installation is quite easy. John Pepper, bless his heart, professor of cardiothoracic surgery. Never done it before in his life, he put the first one in, didn't like it, he put the second one in. Happy, away I went. Four and a half hours on the table, and everything was done. So the surgical implantation was actually the easiest part.
Une fois que vous l'avez fabriqué, l'installation est très facile. John Pepper, qu'il soit béni, professeur de chirurgie cardiothoracique - n'avait jamais fait ça auparavant dans sa vie - il a posé le premier, ne l'a pas aimé, il l'a enlevé et a posé le second. Je suis reparti satisfait. Quatre heures et demie sur la table et tout était fini. Donc, l'implantation chirurgicale était en réalité la partie la plus facile.
If you compare our new treatment to the existing alternative, the composite aortic root graft, there are one or two startling comparisons which I'm sure will be clear to all of you. Two hours to install one of our devices, compared to 6 hours for the existing treatment. As I said, the existing treatment requires the heart-lung bypass machine, and it requires a total body cooling. We don't need any of that. We work on a beating heart. He opens you up, he accesses the aorta while your heart is beating, all at the right temperature. No breaking into your circulatory system. So it really is great.
Si vous comparez notre nouveau traitement à l'alternative existante, que l'on appelle greffe composite de la racine de l'aorte, il y a une ou deux comparaisons surprenantes, qui, je suis sûr, seront claires pour vous tous. Deux heures pour installer l'un de nos dispositifs par rapport à six heures pour le traitement existant. Le traitement actuel exige, comme je l'ai dit, la machine cœur-poumon et il nécessite un refroidissement corporel total. Nous n'avons pas besoin de tout cela, nous travaillons sur un cœur qui bat. Il vous ouvre, il accède à l'aorte alors que votre cœur bat, le tout à la bonne température. Pas de rupture dans votre système circulatoire. Donc, c'est vraiment génial. Mais pour moi, la meilleure des choses
But for me, absolutely the best point is, there is no anticoagulation therapy required. I don't take any drugs at all, other than recreational ones that I would choose to take.
est qu'il n'y a pas besoin de traitement anticoagulant. Je ne prends aucune substance à part celles que je choisis de prendre parfois pour le plaisir. (Rires)
(Laughter)
Et en fait, si vous parlez à des gens qui sont sous warfarine à long terme,
And in fact, if you speak to people who are on long-term warfarin, it is a serious compromise to your quality of life, and even worse, it inevitably foreshortens your life. Likewise, if you have the artificial valve option, you're committed to antibiotic therapy whenever you have any intrusive medical treatment, even trips to the dentist require that you take antibiotics, in case you get an internal infection on the valve. Again, I don't have any of that, so I'm entirely free, my artery is fixed. I haven't got to worry about it, which is a rebirth for me.
ça nuit gravement à votre qualité de vie. Et pire encore, ça raccourcit inévitablement votre vie. De même, dans l'option de la valve artificielle, vous devez prendre un traitement antibiotique chaque fois que vous avez un traitement médical envahissant quelconque. Même les visites chez le dentiste exigent que vous preniez des antibiotiques, au cas où vous développeriez une infection interne sur la valve. Encore une fois, je n'ai pas tout ça, donc je suis entièrement libre. Mon aorte est réparée, je n'ai pas à m'en inquiéter, ce qui est une renaissance pour moi.
Back to the theme of the presentation, multidisciplinary research, how on earth does a process engineer used to working with boilers end up producing a medical device which transforms his own life? Well, the answer to that is, a multidisciplinary team. This is a list of the core team, and you can see there aren't only two principal technical disciplines there, medicine and engineering, but also, there are various specialists from within those two disciplines. John Pepper was the cardiac surgeon who did all the actual work on me. But everyone else had to contribute one way or another. Raad Mohiaddin, a medical radiologist. We had to get good-quality images from which to make the CAD model. Warren Thornton, who still does all our CAD models for us, had to write a bespoke piece of CAD code to produce this model from this really rather difficult input data set.
Revenons au thème de la présentation: Dans la recherche multidisciplinaire, comment diable un ingénieur procédé habitué à travailler avec les chaudières se retrouve à produire un dispositif médical qui transforme sa propre vie ? Eh bien la réponse à cette question est une équipe multidisciplinaire. Il s'agit d'une liste de l'équipe de base. Et comme vous pouvez le voir, il n'y a pas seulement deux disciplines techniques principales, la médecine et le génie, mais aussi il y a divers spécialistes à l'intérieur de ces deux disciplines. John Pepper, ici, était le chirurgien cardiaque qui a fait le travail proprement dit sur moi, mais tout le monde devait y contribuer d'une manière ou d'une autre. Raad Mohiaddin, radiologue : Nous avons dû obtenir des images de bonne qualité à partir desquelles faire le modèle CAO. Warren Thornton, qui fait toujours tous nos modèles CAO, a dû écrire un code CAO sur mesure pour produire ce modèle à partir de cette série de données vraiment plutôt compliquée.
There are some barriers to this, though, there are some problems. Jargon is a big one. I would think no one in this room understands the first four jargon points. The engineers amongst you will recognize "rapid prototyping" and "CAD." The medics amongst you, if there are any, will recognize the first two, but there will be nobody else here that understands all those four words. Taking the jargon out was very important to ensure that everyone in the team understood exactly what was meant when a particular phrase was used.
Il y a cependant certains obstacles. Il y a quelques problèmes. Le jargon en est un grand. Je pense que personne dans cette salle ne comprend ces quatre premiers points de jargon. Les ingénieurs parmi vous reconnaîtront le prototypage rapide et la CAO. Les médecins parmi vous, s'il y en a, reconnaîtront les deux premiers. Mais il n'y aura personne d'autre dans cette salle qui comprenne l'ensemble de ces quatre mots. Eliminer le jargon était très important pour veiller à ce que tout le monde dans l'équipe comprenne exactement ce qu'on voulait dire quand on employait une expression particulière.
Our disciplinary conventions were funny as well. We took a lot of horizontal slice images through me, produced those slices and used them to build a CAD model. And the very first CAD model we made, the surgeons were playing with it and couldn't quite figure it out. And then we realized that it was actually a mirror image of the real aorta. And it was a mirror image because in the real world, we always look down on plans, plans of houses, or streets, or maps. In the medical world, they look up at plans. So the horizontal images were all in inversion. So, one needs to be careful with disciplinary conventions. Everyone needs to understand what is assumed and what is not.
Nos conventions disciplinaires étaient drôles aussi. Nous avons pris beaucoup d'images en coupe horizontale de moi, produit ces tranches et ensuite les avons utilisées pour construire un modèle CAO. Et le tout premier modèle CAO que nous avons fait, les chirurgiens jouaient avec le modèle en plastique, ils ne le comprenaient pas tout à fait. Et puis nous avons réalisé que c'était en fait une image miroir de l'aorte réelle. Et c'était une image miroir parce que dans le monde réel nous regardons toujours les plans d'en haut, les plans de maisons ou de rues ou les cartes. Dans le monde médical ils lèvent les yeux vers les plans. Donc, les images horizontales n'étaient qu'une inversion. Donc, il faut être prudent avec les conventions disciplinaires. Tout le monde a besoin de comprendre ce qui est supposé et ce qui ne l’est pas.
Institutional barriers were another serious headache in the project. The Brompton Hospital was taken over by the Imperial College School of Medicine. And there are some seriously bad relationship problems between the two organizations. I was working with the Imperial and the Brompton, and this generated some serious problems for the project. Really, problems that shouldn't exist.
Les obstacles institutionnels étaient une autre prise de tête grave dans le projet. Le Brompton Hospital a été repris par l'école de médecine de l'Imperial College, et il y a des problèmes relationnels graves entre les deux organisations. Je travaillais avec l'Imperial et le Brompton, et cela a généré de sérieux problèmes avec le projet, vraiment, des problèmes qui ne devraient pas exister.
Research & Ethics Committee. If you want to do anything new in surgery, you have to get a license from your local Research & Ethics. I'm sure it's the same in Poland. There will be some form of equivalent which licenses new types of surgery. We didn't only have the bureaucratic problems associated with that, we also had professional jealousies. There were people on the Research & Ethics committee who really didn't want to see John Pepper succeed again. Because he is so successful. And they made extra problems for us.
La recherche et le comité d'éthique : si vous voulez faire quelque chose de nouveau en chirurgie, vous devez obtenir une licence de votre département de recherche et d'éthique local. Je suis sûr que c'est la même chose en Pologne. Il y aura quelque chose d'équivalent, qui autorise de nouveaux types de chirurgie. Nous n'avions pas seulement les problèmes bureaucratiques liés à cela, il y avait aussi des jalousies professionnelles. Il y avait des gens au comité de recherche et d'éthique qui ne voulaient vraiment pas voir John Pepper réussir à nouveau, parce qu'il a tellement de succès. Et ils nous ont fait des difficultés supplémentaires.
Bureaucratic problems. Ultimately, when you have a new treatment, you have to have a guidance note for all the hospitals in the country. In the UK, we have the National Institute and Clinical Excellence. You have an equivalent in Poland, no doubt. And we had to get past the NICE problem. We now have a great clinical guidance, out on the net. So any other hospitals interested can come along, read the NICE report, get in touch with us, and then get doing it themselves.
Les problèmes bureaucratiques : Finalement, lorsque vous avez un nouveau traitement vous devez envoyer une note d'orientation à tous les hôpitaux dans le pays. Au Royaume-Uni, nous avons l'Institut national d'excellence clinique, NICE. Vous aurez un équivalent en Pologne, sans aucun doute. Nous avons dû aller au-delà du problème NICE. Nous avons maintenant une orientation clinique géniale sur le web. Donc, tout hôpital intéressé peut s'avancer, lire le rapport de NICE entrer en contact avec nous et se mettre ensuite à le faire lui-même.
Funding barriers, another big area to be concerned with. A big problem with understanding one of those perspectives. When we first approached one of the big, charitable UK organizations that fund this kind of stuff, we essentially gave them an engineering proposal. They didn't understand it, they were doctors, next to God, it must be rubbish, they binned it. So in the end, I went after private investors, just gave up on it. Most R&D is going to be institutionally funded, by the Polish Academy of Sciences or the Engineering and Physical Sciences Research Council, or whatever. And you need to get past those people.
Les obstacles de financement : Un autre grand domaine dont il faut se préoccuper : Un gros problème pour comprendre l'un de ces points de vue : Lorsque nous avons approché pour la première fois l'un des grands organismes de bienfaisance britanniques qui finance ce genre de choses, ce qu'ils voyaient était essentiellement une proposition d'ingénierie. Ils ne comprenaient pas, ils étaient médecins, ils venaient juste après Dieu. Ça devait être nul. Ils l'ont mise à la poubelle. Donc à la fin je suis allé vers des investisseurs privés et j'ai laissé tomber. Mais la plupart de la recherche et développement va être financé par les institutions, par l'Académie polonaise des sciences ou le Conseil de recherches en Science Physique et en ingénierie ou quelque chose comme ça, et vous devez passer par ces personnes.
Jargon is a huge problem when you try to work across disciplines, because in an engineering world, we all understand CAD and RP. Not in the medical world. I suppose the funding bureaucrats ultimately have to get their act together. They've really got to start talking to each other, and exercise a bit of imagination, if that's not too much to ask.
Le jargon est un énorme problème lorsque vous essayez de travailler dans plusieurs disciplines, parce que dans un monde d'ingénierie, nous comprenons tous la CAO et RP - pas dans le monde médical. Je suppose que, finalement, les bureaucrates du financement doivent vraiment se ressaisir. Ils doivent vraiment commencer à parler entre eux, et ils doivent avoir un peu d'imagination,
(Laughter)
si ce n'est pas trop demander -
Which it probably is.
ça l'est probablement.
(Laughter)
J'ai inventé une expression « conservatisme obstructif ».
I've coined the phrase "obstructive conservatism." So many people in the medical world don't want to change. Particularly when some jumped-up engineer has come along with the answer. They don't want to change. They simply want to do whatever they've done before. And in fact, many surgeons in the UK are still waiting for one of our patients to have some sort of an episode, so that they could say, "Told you that was no good." We've actually got 30 patients. At seven and a half years, we've got 90 post-op patient years between us, and we haven't had a single problem. And still, there are people in the UK saying, "That external aortic root, it will never work, you know."
Tant de gens dans le monde médical ne veulent pas changer, surtout pas quand un quelconque ingénieur qui débarque arrive avec la réponse. Ils ne veulent pas changer. Ils veulent tout simplement faire ce qu'ils ont fait avant. Et en fait, il y a beaucoup de chirurgiens au Royaume-Uni qui attendent encore que l'un de nos patients ait un problème, pour qu'ils puissent dire: « Ah, je vous ai dit que ce n'était pas bon. » Nous avons en fait 30 patients. J'en suis à sept ans et demi. A nous tous, nous cumulons 90 années post-opératoires, et nous n'avons pas eu un seul problème. Et pourtant, il y a des gens au Royaume-Uni qui disent, « Oui, cette racine aortique externe, oui, ça ne marchera jamais, vous savez. »
It really is a problem. I'm sure everyone in this room has come across arrogance amongst medics, doctors, surgeons, at some point. The middle point is simply the way that the doctors protect themselves. "Well, of course, I'm looking after my patient." I think it's not good, but that's my view.
C'est vraiment un problème. C'est vraiment un problème. Je suis sûr que tout le monde dans cette salle a eu affaire à l'arrogance du corps médical, des médecins, des chirurgiens à un moment ou un autre. En général, c'est simplement la façon dont les médecins se protègent. "Oui, bien sûr, je m'occupe de mon patient." Je pense que ce n'est pas bon, mais voilà, c'est mon avis.
Egos, of course, again a huge problem. If you work in a multidisciplinary team, you've got to give your guys the benefit of the doubt, you've got to express support for them. Tom Treasure, professor of cardiothoracic surgery. Incredible guy. Dead easy to give him respect. Him giving me respect? Slightly different.
Les egos, bien sûr, encore une fois, un énorme problème Si vous travaillez dans une équipe multidisciplinaire, vous devez donner à vos gars le bénéfice du doute. Vous devez leur exprimer votre soutien. Tom Treasure, professeur de chirurgie cardiothoracique : un type incroyable. C'est super facile de le respecter. Lui me respecter ? Légèrement différent.
(Laughter)
C’était les mauvaises nouvelles.
That's all the bad news. The good news is, the benefits are stonkingly huge. Translate that one! I bet they can't.
La bonne nouvelle est que les avantages sont absolument énormes. Allez traduire ça. Je parie qu'ils ne le peuvent pas. (Rires)
(Laughter)
Lorsque vous avez un groupe de personnes
When you have a group of people with different professional training, a different professional experience, they not only have a different knowledge base, but also a different perspective on everything. And if you can bring them together, and get them talking and understanding each other, the results can be spectacular. You can find really novel solutions that have never been looked at before, very quickly and easily. You can short-cut huge amounts of work simply by using the extended knowledge base you have. And as a result, it's an entirely different use of the technology and the knowledge around you.
qui ont eu une formation professionnelle différente, une expérience professionnelle différente, ils ont non seulement une base de connaissances différente, mais ils ont une perspective différente sur tout. Et si vous pouvez rassembler ces gars-là et les faire parler et se comprendre les uns les autres, les résultats peuvent être spectaculaires. Vous pouvez trouver de nouvelles solutions, des solutions vraiment nouvelles, qui n'ont jamais été examinées avant très, très rapidement et facilement. Vous pouvez économiser d'énormes quantités de travail rien qu'en utilisant la base de connaissances élargie que vous avez. Et par conséquent, c'est un tout autre usage de la technologie et de la connaissance qui vous entoure.
The result of all this is that you can get incredibly quick progress on incredibly small budgets. I'm so embarrassed at how cheap it was to get from my idea to me being implanted that I'm not prepared to tell you what it cost, because I suspect there are absolutely standard surgical treatments, probably in the USA, which cost more for a one-off patient than the cost of us getting from my dream to my reality.
Le résultat de tout cela est que vous pouvez obtenir des progrès incroyablement rapides avec des budgets extrêmement réduits. Je suis tellement gêné que ça ait coûté si peu d'obtenir que mon idée me soit implantée que je ne suis pas prêt à vous dire ce que ça a coûté. Parce que je soupçonne qu'il y a des traitements chirurgicaux absolument classiques sans doute aux Etats-Unis qui coûtent plus pour un patient unique que le coût pour nous de transformer mon rêve en ma réalité.
That's all I want to say, and I've got three minutes left. So, Ewa's going to like me. If you have any questions, please come up and talk to me later on, it would be a pleasure to speak with you.
C'est tout ce que je veux dire, et il me reste trois minutes. Donc, Heather va m'aimer. Si vous avez des questions, s'il vous plaît venez et parlez-moi plus tard. Ce serait un plaisir de parler avec vous. Un grand merci.
Many thanks.
(Applause)