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 procédés. Je sais tout sur les chaudières, les incinérateurs les filtres tissu, les cyclones et les choses comme ça, mais j'ai aussi le syndrome de Marfan. C'est une maladie génétique. 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 diapositive, que mon aorte ascendante n'était pas dans la gamme normale, la ligne verte en bas. Tout le monde ici serait entre 3,2 et 3,6 cm. J'étais déjà au-dessus à 4,4. Et comme vous pouvez voir, mon aorte se dilatait progressivement, et je me rapprochais de plus en plus du moment où la chirurgie serait 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 proposée était plutôt horrible -- vous anesthésier, vous ouvrir la poitrine, vous placer sous un coeur artificiel et une respirateur, descendre votre température corporelle jusqu'à environ 18°C, arrêter votre coeur, couper l'aorte, la remplacer par une valvule et une aorte en plastique, et, le plus important, vous condamner à vie à un traitement d'anti-coagulants normalement la warfarine. L'idée de la chirurgie n'était pas 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.
Je me suis donc dit, je suis ingénieur, je suis dans la R et D, ce n'est qu'un problème de plomberie. Je peux faire ça. Je peux changer ça. Je me suis fixé l'objectif de changer la totalité du traitement pour la dilatation de l'aorte. Le but du projet est plutôt simple. Le seul vrai problème avec l'aorte ascendante chez les personnes atteintes du syndrome de Marfan est qu'elle manque de force élastique. La possibilité existe de se contenter d'envelopper l'extérieur du tuyau. Et il resterait stable et fonctionnerait plutôt bien. Si votre tuyau à haute pression, ou votre ligne hydraulique haute pression, se gonfle légèrement, vous enveloppez juste un ruban autour de l'extérieur du tuyau. C'est vraiment aussi simple que ça en théorie, mais pas en pratique. Le grand avantage d'une contention extérieure pour moi était que je pourrais conserver tous mes petits morceaux, tout mon propre endothelium et mes valves, et que je n'aurais pas besoin d'un traitement anti-coagulant.
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.
Donc par où commençons-nous? Et bien ceci est une tranche sagittale à travers moi. Vous pouvez voir au milieu ce dispositif, cette petite structure, qui est pressée. C'est un ventricule gauche qui pousse le sang à travers la valvule aortique -- vous pouvez voir deux des folioles de la valvule aortique qui travaillent -- jusqu'à l'aorte ascendante. Et c'est cette partie, l'aorte ascendante, qui se dilate et fini par éclater, ce qui, bien sûr, est mortel. Nous avons commencé par organiser l'acquisition d'images à partir des machines d'imagerie à résonance magnétique et de scanners à partir desquels nous avons fait 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.
Ceci est un modèle de mon aorte. J'en ai un vrai dans ma poche si certains d'entre vous veulent le regarder et jouer avec.
(Laughter)
Vous pouvez voir que c'est une structure assez 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 trilobale en bas, qui contient la valvule aortique. Il reprend alors une forme arrondie, s'amincit et se courbe. C'est donc une structure assez difficile à produire. C'est comme je l'ai dit, un modèle fait par Conception Assistée par Ordinateur, et c'est un des modèles suivants. Nous avons mis en place un procédé itératif pour produire des modèles de plus en plus bons. Quand nous avons produit ce modèle nous l'avons transformé en un modèle en plastique, comme vous pouvez le voir, en utilisant une technique rapide de création de prototype, une autre technique d'ingénierie. Nous l'avons alors utilisée pour fabriquer une maille textile sur poreuse parfaitement sur mesure, qui prend sa forme et s'intègre parfaitement dans l'aorte. C'est donc une médecine totalement personnalisée sous son meilleur jour, vraiment. Chaque patient que nous traitons a un implant totalement fait 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 fait, la mise en place est assez facile. John Pepper, Dieu le bénisse, professeur de chirurgie cardiothoracique -- ne l'avait jamais fait de sa vie -- il a mis le premier en place, ne l'a pas aimé, l'a ressorti, et a mis en place le deuxième. Je suis parti heureux. Quatre heures et demi sur la table d'opération et tout était fini. L'implantation chirurgicale était en fait la partie la plus simple.
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 la solution existante, que l'on appelle la greffe composite de la racine aortique, il y a une ou deux comparaisons surprenantes, qui je suis sûr vous paraitrons très claires Deux heures pour installer un de nos dispositifs comparés à six heures pour le traitement existant. Le traitement existant nécessite, comme je l'ai dit, la machine pour détourner le coeur et les poumons et il nécessite un refroidissement total du corps. Nous n'avons pas besoin de ça, nous travaillons sur un coeur qui bat. Il vous ouvre, il accède à l'aorte pendant que votre coeur bat, le tout à la bonne température. Pas d'interruption de votre système circulatoire. Donc c'est vraiment bien. Mais pour moi, le plus grand des avantages
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 anti-coagulant. Je ne prends aucun médicament autres que les médicaments occasionnels que je choisirais de prendre. (Rires)
(Laughter)
Et en fait, si vous discutez avec des gens qui prennent de la warfarine sur le 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 compromet gravement votre qualité de vie. Et pire encore, ça raccourcit inévitablement votre vie. De la même manière, si vous avez une possibilité d'avoir une valvule artificielle, vous êtes condamné à un traitement antibiotique à chaque fois que vous avez un quelconque traitement médical intrusif. Même les passages chez le dentiste nécessitent que vous preniez des antibiotiques au cas où vous ayez une infection interne sur la valvule. Encore une fois, je n'ai rien de cela, je suis complètement libre. Mon aorte est réparée, je n'ai plus à m'inquiéter pour ça 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 multi-disciplinaire, comment diable un ingénieur procédé habitué à travailler avec des chaudières se retrouve à produire un dispositif médical qui transforme sa propre vie? La réponse est une équipe multi-disciplinaire. C'est la liste des membres de l'équipe centrale. Et comme vous pouvez le voir, il n'y a pas seulement deux disciplines techniques principales ici, la médecine et l'ingénierie, mais il y a aussi divers spécialistes parmi ces deux disciplines. John Pepper était le chirurgien cardiaque qui a fait le travail sur moi, mais tous les autres ont dû y contribuer d'une manière ou d'une autre. Raad Mohiaddin, un radiologue médical. Nous devions obtenir des images de bonne qualité pour faire le modèle CAO. Warren Thornton, qui fait toujours les modèles CAO pour nous, a dû écrire une partie du code CAO sur mesure pour produire ce modèle à partir de ces données d'entrée plutôt compliquées.
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 quelques barrières à cela. Il y a quelques problèmes. Le jargon en est un gros. Je pense que personne ici ne comprend ces quatre premiers points du jargon ici. 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 a personne d'autre dans cette pièce qui comprenne tous ces quatre mots. Éliminer ce jargon était très important pour s'assurer que tout le monde dans l'équipe comprenne exactement ce qui était dit quand une expression particulière était utilisée.
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 de tranches horizontales de moi-même, avons créé ces tranches et 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 pouvaient pas vraiment le comprendre. Nous avons alors réalisé qu'il s'agissait en fait d'une image miroir de l'aorte réelle. Et c'était une image miroir parce que dans le monde réel nous baissons toujours les yeux sur les plans, les plans des maisons, des rues ou les cartes. Dans le monde médical, ils lèvent les yeux sur les plans. Donc les images horizontales étaient toutes inversées. Il faut donc être vigilants avec les conventions de chaque discipline. Tout le monde doit comprendre ce qui est présumé 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 barrières institutionnelles nous ont donnés de sérieux maux de tête sur ce projet. L’Hôpital Brompton a été repris par l'Ecole de Médecine du Collège Impérial, et il y a eu de graves problèmes de mauvaises relations entre les deux organisations. Je travaillais avec l'Impérial et Brompton et cela a généré de graves problèmes avec le projet, des problèmes qui ne devraient vraiment 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 autorisation de votre centre de recherche et d'éthique local ue. Je suis sûr que c'est la même chose en Pologne. Il doit y avoir une sorte d'équivalent qui autorise de nouveaux types de chirurgie. Nous n'avions pas seulement les problèmes bureaucratiques associés à cela, nous avions aussi des jalousies professionnelles. Il y avait des gens dans les comités de recherche et d'éthique qui ne voulaient vraiment pas voir John Pepper réussir encore une fois, parce qu'il a tant de succès. Et ils nous ont créé d'autres problèmes.
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.
Des problèmes bureaucratiques : En fin de compte, quand vous avez un nouveau traitement vous devez envoyer une note de conseils pour tous les hôpitaux du pays. Au Royaume Uni, nous avons l'Institut National de l'Excellence Clinique, NICE. Vous avez sans aucun doute un équivalent en Pologne. Nous devions régler le problème de NICE. Nous avons maintenant un guide clinique sur le réseau Internet. Donc n'importe quel hôpital intéressé peut venir, lire le rapport de NICE, nous contacter et ensuite le faire eux-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 barrières de financement : un autre grand domaine d'inquiétude. Un gros problème pour comprendre une de ces perspectives : quand nous avons approché pour la première fois une des grandes organisations de bienfaisance du Royaume Uni qui finance ce type de choses, ce qu'ils voyaient était en gros une proposition d'ingénierie. Ils ne la comprenaient pas. Ils étaient médecins, ils venaient juste après Dieu. Cela devait être nul. Ils l'ont jetée. Donc finalement, je suis allé voir des investisseurs privés et j'ai laissé tombé. Mais la plupart de la R et D va être financée par des institutions, par l'Académie des Sciences de Pologne ou par le Centre de Recherches en Ingénierie et en Sciences Physiques, ou n'importe quel autre, et vous devez passer ces gens.
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 problème énorme quand vous essayez de travailler avec plusieurs dusciplines, parce que dans le monde de l'ingénierie nous comprenons tous la CAO et le Prototypage Rapide -- pas dans le monde médical. Je suppose que finalement les bureaucrates du financement doivent vraiment accorder leurs violons. Ils doivent vraiment commencer à se parler entre eux, et ils doivent développer un peu leur imagination,
(Laughter)
si ce n'est pas trop demander --
Which it probably is.
ce qui doit sûrement l'être.
(Laughter)
J'ai inventé une expression "le 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."
Beaucoup de gens dans le monde médical ne veulent pas changer, et tout particulièrement quand un ingénieur sorti de nulle part arrive avec la réponse. Ils ne veulent pas changer. Ils veulent simplement faire ce qu'ils ont toujours fait avant. Et en fait, il y a beaucoup de chirurgiens au Royaume Uni qui attendent toujours qu'un de nos patients ait un genre d'attaque, pour qu'ils puissent dire "Ah, je t'avais dit que ce n'était pas bien". Nous avons maintenant 30 patients. Cela fait sept ans et demi que j'ai été opéré. A nous tous, nous totalisons 90 années post-opératoires. et nous n'avons jamais eu un seul problème. Et pourtant, il y a des gens au Royaume Uni qui disent "Oui, c'est une racine aortique externe, oui, ça ne fonctionnera 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. Je suis sûr que tout le monde dans cette pièce a été confronté à l'arrogance du personnel médical, des docteurs, des chirurgiens à un moment donné. Le point central est simplement la manière dont les docteurs se protègent. "Oui, bien sûr, je prends soin de mon patient". Je pense que ce n'est pas bien, 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.
L'ego est bien sûr, encore une fois, un énorme problème. Si vous travaillez avec une équipe multi-disciplinaire vous devez donner à votre équipe le bénéfice du doute. Vous devez leur exprimer votre soutien. Tom Treasure, professeur de chirurgie cardiothoracique : un type incroyable. C'est très facile de le respecter. Lui me respecter ? C'est un peu différent.
(Laughter)
C'est la seule mauvaise nouvelle.
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 c'est que les avantages sont incroyablement énormes. Traduisez ça. Je parie qu'ils ne le peuvent pas. (Rires)
(Laughter)
Quand 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 des formations professionnelles différentes, des expériences professionnelles différentes, ils n'ont pas seulement des bases de connaissances différentes, ils ont aussi une perspective différente sur tout. Et si vous mettez ces gens ensemble et que vous pouvez les faire parler et se comprendre, les résultats peuvent être spectaculaires. Vous pouvez trouver des solutions innovantes, des solutions vraiment innovantes, qui n'ont jamais été étudiées avant très, très rapidement et facilement. Vous pouvez éviter une énorme quantité de travail rien qu'en utilisant les connaissances étendues que vous avez. Et par conséquent, c'est une utilisation de la technologie et des connaissances entièrement différente.
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 faire des progrès incroyablement rapides avec des budgets incroyablement petits. Je suis tellement gêné par le fait que c'était si peu cher d'aller de mon idée à mon implantation que je ne suis pas prêt à vous dire combien ça coûte. Parce que je soupconne qu'il y a des traitements chirurgicaux standards probablement aux Etats-Unis qui coûtent plus pour un seul patient que ce que ça nous a coûté pour passer de mon rêve à 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 voulais dire et il me reste encore trois minutes. Donc Heather va m'aimer. Si vous avez des questions, venez me voir et me parler plus tard. Ca sera un plaisir de vous parler. Merci beaucoup.
Many thanks.
(Applause)