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.
Folyamatmérnök vagyok. Mindenfélét tudok a forralókról és égetőkről és anyagszűrőkről és ciklonokról és ilyesmikről, de mindezek mellett Marfan-szindrómám van. Ez egy öröklött rendellenesség. 1992-ben részt vettem egy genetikai felmérésben, és nagy megrökönyödésemre felfedeztem, amint a diáról is látható, hogy a felszálló aortám nincs a normális tartományban, ami az alsó zöld vonal. Itt mindenki 3,2 és 3,6 cm között van. Én már a 4,4-nél tartottam. És amint láthatják, az aortám folyamatosan tágult, és egyre közelebb kerültem ahhoz az állapothoz, amikor szükség lesz a sebészeti beavatkozásra.
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.
A felkínált műtét meglehetősen rémisztő volt -- elaltatnak, felnyitják a mellkasod, rákötnek a mesterséges szív-tüdő gépre, 18 fokra csökkentik a testhőmérsékleted, megállítják a szíved, kivágják az aortát, helyettesítik egy műanyag billentyűvel és műanyag aortával, és ami a legfontosabb, egész életen tartó véralvadás-csökkentő terápiára utalnak, általában ez warfarin-t jelent. A műtét gondolata nem volt valami vonzó. A warfarin gondolata meglehetősen rémisztett.
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.
Így hát gondoltam, végtére is mérnök vagyok, benne vagyok a kutatás-fejlesztésben, és ez csupán egy csővezeték-probléma. Meg tudom én ezt csinálni. Tudok változtatni rajta. Tehát eltökéltem magam, hogy megváltoztatom a teljes kezelést az aortatágulat megoldására. A terv végcélja meglehetősen egyszerű. Az egyetlen valós probléma a felszálló aortával a Marfan-szindrómások esetében az, hogy hiányos a szakítószilárdsága. Tehát van arra lehetőség, hogy egyszerűen kívülről körbecsavarjuk a csövet. Ezzel stabil maradna, és vidáman működhetne tovább. Ha a nagynyomású tömlőcsöved vagy nagynyomású hidraulikus vezetéked kicsit kidudorodik, csak körbetekered némi szigszalaggal. Rendkívül egyszerű az elgondolás, ám kevésbé az a megvalósítás. A külső megerősítés legnagyobb előnye az esetemben az volt, hogy megtarthattam az összes porcikámat, az összes endotél szövetemet és billentyűmet, és nem volt szükségem véralvadásgátló kezelésre.
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.
Hogyan kezdünk ilyesmibe bele? Nos, ez itt egy hosszmetszeti kép belőlem. Láthatják középtájt azt a szerkezetet, kitüremkedő kis képződményt. Az a bal kamra, az aortabillentyűn préseli keresztül a vért -- az aortabillentyű két működő zsebét láthatják -- fent a felszálló aortában. És ez a rész, a felszálló aorta az, ami kitágul, és végül kiszakad, amely természetesen halálhoz vezet. Azzal kezdtük, hogy megszerveztük a képalkotást mágneses rezonanciás képalkotó berendezésekből és CT képalkotó gépekből, amelyek alapján egy modellt készítettünk a beteg aortájáról.
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.
Ez az én aortám modellje. Van egy valódi is a zsebemben, arra az esetre, ha valaki szeretné közelebbről szemügyre venni.
(Laughter)
Láthatják hogy egy összetett szerkezetről van szó.
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.
Alul egy furcsa kis háromlebenyes része van, amely tartalmazza az aortabillentyűket, és azután visszatér a kerek formához, majd kikúposodik és visszakanyarodik, tehát meglehetősen bonyolult egy szerkezetet szeretnénk elkészíteni. Ez itt, amint mondtam, egy CAD-modell rólam, ez pedig egy későbbi CAD-modell. Ismétlődő menete volt annak, hogy jobb és jobb modelleket készítettünk. Amikor ez a modell elkészült, szilárd műanyagból készítettük el, amint láthatják, egy gyors prototípusgyártó technikával, amely egy további mérnöki módszer. Majd az utóbbit használva elkészítettünk egy tökéletesen testre szabott, lyukacsos textilhálót, ami felveszi az előbbi alakját, és tökéletesen illik az aortára. Tehát ez teljes mértékben személyre szabott gyógyászat, és annak is a legjobbja. Minden egyes betegünk kap egy teljesen testre szabott implantátumot.
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.
Amint ez elkészült, a beültetés már könnyű. John Pepper, hála és köszönet neki, mellkassebész professzor -- életében először csinált ilyet -- beültette az elsőt, ami nem tetszett neki, és kiszedte. Beültette a másodikat, amivel boldogan elvagyok. Csupán négy és fél óra a műtőasztalon, és minden kész volt. Tehát maga a sebészi beültetés volt a legkönnyebb rész.
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.
Ha összehasonlítjuk az új kezelésünket a jelenlegi alternatívával, az úgynevezett összetett aortaimplantátummal, a két legijesztőbb különbség közül az egyik biztos, hogy mindenki számára magától értetődő lesz. Két óra szükséges a mi eszközünk behelyezéséhez, ehhez képest hat óra kell a jelenlegi kezelés során. A jelenlegi kezeléshez szükséges, amint már említettem, a szív-tüdő gépre kötni a vérkört, és szükséges a test lehűtése. Számunkra ezek közül az egyik sem kell, mivel a folyton verő szíven dolgozunk. Felnyitnak, elérik az aortádat, miközben a szíved folyton ver, és mindezt az ideális hőmérsékleten. Senki nem zavar bele a keringési rendszeredbe. Tehát ez mind nagyon klassz. Bár számomra a legeslegjobb különbség,
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.
hogy nincs szó semmiféle véralvadásgátló kezelésről. Nem szedek semmilyen szereket azokon kívül, amiket saját elhatározásomból, szórakozás céljából. (Nevetés)
(Laughter)
És egyébként pedig hogyha a hosszú távon warfarinon lévőkkel beszélünk,
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.
elmondják, hogy komoly következményekkel jár az életminőségre nézve. És ami még rosszabb, elkerülhetetlenül megrövidíti az élettartamot. Hasonlóképp, ha mű szívbillentyűd van, folytonos antibiotikum-terápiára szorulsz ha bármilyen intrúzív orvosi eljárást hajtanak rajtad végre. Még egy egyszerű fogorvosi látogatás is szükségessé teszi az antibiotikum szedését, nehogy megfertőződjön a billentyűd. Ismétlem, nincs szükségem ezekre. Tehát teljesen szabad és mentes vagyok az ilyesmiktől. Az aortámat rendbe tették, és már nem kell aggódnom miatta. Ami számomra maga az újjászületés.
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.
Visszakanyarodván az előadás témájához: a multidiszciplináris kutatásban hogyan fordulhat elő az, hogy egy folyamatmérnök, aki forralókkal való munkához van szokva, orvosi műszert gyárt, amivel a saját életét változtatja meg? A lehetőséget erre egy multidiszciplináris csapat teremtette meg. Íme egy lista a csapat magjáról. És amint látszik, nem csak két fő technikai irányzat jelenik meg, az orvostudományi és a mérnöki, hanem különböző specialistái is a két területnek. Például John Pepper volt az az orvos, aki a szívműtétet végrehajtotta rajtam, de a listán mindenki más-más módon tett hozzá a munkához. Raad Mohiaddin, orvosi radiológus: Jó minőségű képekre volt szükségünk, amelyek alapján a CAD-modell elkészíthető. Warren Thornton, aki továbbra is csinálja a CAD-modelljeinket, egyedi CAD-kódot kellett, hogy írjon ahhoz, hogy elkészülhessen ez a modell ebből a meglehetősen bonyolult adatforrásból.
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.
Akadnak azonban gátak és problémák ilyenkor. Az egyik nagy gond a szaknyelv. Úgy hiszem, ebben a teremben senki nem érti az első négy szaknyelvi kifejezést itt. A mérnökök közöttünk tudni fogják, hogy mit is jelent a gyors prototípus-gyártás vagy a CAD. Az orvosok, ha ülnek közöttünk, felismerik az első kettőt. De senki más nem lesz a teremben, aki érti mind a négy szót. A szaknyelv kiküszöbölése nagyon fontos volt, hogy biztos legyen az, hogy a csapatban mindenki megértse, pontosan mit értünk egy adott kifejezés alatt.
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.
Érdekes dolgokat szültek a szakmai konvencióink is. Sok vízszintes metszetképet készítettünk rólam, feldolgoztuk a metszeteket, és CAD-modellé raktuk össze. És elkészült a legelső CAD-modell, a sebészek elbabráltak a műanyag modellel, és sehogy sem tetszett nekik a dolog. Aztán rájöttünk, hogy ez tulajdonképpen egy tükörképe volt a valódi aortának. Azért volt tükörkép, mert a valós életben mi mindig fölülről tekintünk a tervrajzokra, házak tervrajzaira csakúgy, mint a térképekre. Az orvosi életben alulról fölfele néznek az ábrázolásokra. Tehát ebből adódóan a függőleges képek mind megfordultak. Tehát az embernek vigyáznia kell a szakmai konvenciókkal. Mindenkinek meg kell értenie, hogy mi az, ami magától értetődő, és mi az, ami viszont nem.
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.
Az intézményekből adódó behatároltság rengeteg fejfájást okozott. A Brompton kórház vezetését újabban átvette az Imperial College Orvosi Iskolája, és van néhány komoly kapcsolati probléma a két szervezet között. Mivel én mind az Imperiallal, mind pedig a Bromptonnal dolgoztam, ez jelentős bonyodalmakat szült. Olyan jellegű problémákat, amiknek valójában egyáltalán nem is kellene létezniük.
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.
Kutatási és etikai bizottság: amennyiben bármi sebészetileg újat szeretnél, be kell szerezned egy engedélyt a helyi bizottságtól. Biztos vagyok benne, hogy ugyanígy van Lengyelországban is. Kell, hogy legyen ennek valami helyi megfelelője, ami engedélyezi az újfajta sebészi eljárásokat. Nemcsak a bürokratikus hercehurcát kellett kivárnunk, hanem a szakmai féltékenységgel is szembe kellett néznünk. Voltak olyan emberek a bizottságban, akik egyáltalán nem szerették volna végignézni, amint John Pepper ismét learatja a babérokat, mert már eleve olyan sikeres volt. És ezért külön problémákat kreáltak nekünk.
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.
Bürokráciai problémák: Mindig, amikor egy új kezeléssel állsz elő, ki kell adnod egy útbaigazító jegyzetet az ország összes kórháza számára. Az Egyesült Királyságban ott van a Nemzeti Klinikai Kiválóság Intézete, a NICE. Bizonyára ennek is van lengyel megfelelője. Meg kellett küzdenünk a NICE-intézettel. Immár van egy klassz kis útbaigazító jegyzetünk a neten. Úgyhogy bármelyik érdeklődő kórház megkereshet minket, és elolvashatja a NICE-jelentést, felveheti a kapcsolatot velünk, és maga is belekezdhet a dologba.
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.
Az anyagi támogatás gondjai: ismét egy nehéz falat. Egy komoly probléma, amit ilyen vonatkozásban meg kell értenünk: Amikor felvettük a kapcsolatot a hazai legnagyobb olyan szervezettel, amely ilyesmire pénzt szokott adni, alapvetően egy mérnöki pályázatot adtunk a kezükbe. Nem értették az egészet, hiszen felhőkön csücsülő orvosok voltak. Minden bizonnyal silány munka... kihajították a kukába. Így hát végül egyéni befektetőkhöz fordultam, és egyszerűen feladtam a dolgot. Ennek ellenére a legtöbb kutatás-fejlesztés intézményileg támogatott, a Lengyel Tudományos Akadémia által vagy a Mérnöki és Fizikai Tudományok Tanácsa által, és át kell magad vergődni mindenkin.
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.
A szaknyelv óriási problémát jelent a szakterület-közi munkában, mert a mérnöki világban mindannyian értjük, mi az a CAD vagy az R.P. -- nem így az orvosi világban. Azt hiszem, végül az anyagi forrásokat nyújtó bürokratáknak össze kell kapniuk magukat. Igazán el kell kezdeniük szóba állni egymással, és gyakorolniuk kell némi képzelőerőt,
(Laughter)
amennyiben ez nem túl nagy kérés --
Which it probably is.
bár valószínűleg az.
(Laughter)
Kitaláltam erre egy kifejezést: "gátló konzervativizmus".
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."
Tehát az orvosi világ jó része nem akar változást, különösen nem akkor, ha valami kis mitugrász mérnök jön a megoldással. Nem akarnak változást. Egyszerűen csak épp ugyanazt szeretnék csinálni, amit eddig is. Tulajdonképpen sok olyan sebész van az Egyesült Királyságban, aki azt lesi, hogy az egyik betegünk mikor lesz rosszul, csak azért, hogy mondhassa: "Én megmondtam, hogy ez nem jó ötlet." Jelenleg 30 betegünk van. Én épp hét és fél éve kerültem sorra. Van összesen eddig 90 évnyi operáció utáni időnk, az összes páciensét összeadva. És eddig egyetlenegy probléma sem merült fel. Ennek ellenére még mindig vannak az E.K.-ban, akik azt mondják: "Hát halljátok, az a külső aortagyökér aztán tuti soha nem fog működni."
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.
Ez aztán a nagy gond.... Biztos vagyok abban, hogy mindenki ebben a teremben találkozott már valamikor arroganciával a medikusok, orvosok, sebészek között. A köztes esetben ez egyszerűen csak az, ahogy az orvosok védik magukat. "Természetesen a betegemről gondoskodom." Szerintem ez nem jó, de tessék, ez a személyes véleményem.
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.
A túl nagy egókból is származik probléma. Ha egy multidiszciplináris csoporttal dolgozol, biztosítanod kell az embereidet arról, hogy bízol a munkájukban. Bíztatnod és támogatnod kell őket. Tom Treasure, mellkassebész professzor: hihetetlen egy pasas. Marha könnyű neki megadni a tiszteletet. Hogy ő ad-e nekem tiszteletet? Egy cseppet más az eset.
(Laughter)
Ezek voltak a rossz hírek.
That's all the bad news. The good news is, the benefits are stonkingly huge. Translate that one! I bet they can't.
A jó hír az, hogy az ilyen munka előnyei bazi nagyok. Na ezt fordítsátok le, lefogadom hogy nem fog menni. (Nevetés)
(Laughter)
Ha van egy csoportnyi embered,
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.
akik mind különböző szakképzettséggel és tapasztalattal rendelkeznek, nemcsak hogy különböző az alaptudásuk, de mindenre másmilyen a rálátásuk is. És hogyha ezeket az arcokat mind összehozod, és rábírod őket, hogy elkezdjenek beszélgetni és megérteni egymást, lenyűgöző lehet az eredmény. Alapjaiban új megoldásokra lelhetünk, amik eddig senkinek nem jutottak az eszébe, nagyon nagyon gyorsan és könnyen. Óriási mennyiségű munkát kerülhetünk ki azzal, hogy egyszerűen használjuk a szerteágazó tudásbázist. Az eredmény pedig egy teljesen új alkalmazása a meglévő technológiának és tudásnak, ami körülöttünk van.
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.
Mindennek az eredménye a hihetetlenül gyors előrelépés hihetetlenül kicsi költségvetésből. Így hát annyira szégyellem, hogy mennyire olcsó volt, amíg az ötletemtől az implantációmig eljutottunk, hogy nem vagyok hajlandó elmondani Önöknek az árat. Mert feltételezem, hogy vannak teljesen bevett műtéti eljárások, valószínűleg az USA-ban, amik többe kerülnek egyetlenegy beteg számára, mint az ára annak, amíg én eljutottam az álomtól a valóságig.
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.
Ez mindaz, amit mondani szeretnék, és maradt még három percem. Heather szeretni fog ezért. Ha bármi kérdésük van, bátran keressenek meg később. Öröm lenne beszélgetni Önökkel. Sok köszönet.
Many thanks.
(Applause)