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.
Sono un ingegnere di processo. So tutto di caldaie e inceneritori e di filtri in tessuto e di tecnica ciclonica e roba del genere, ma ho anche la sindrome di Marfan. È una patologia ereditaria. Nel 1992 ho partecipato a uno studio genetico e ho scoperto con orrore, come vedete dall'immagine, che la mia aorta ascendente non rientrava nei parametri normali, la linea verde in basso. La norma è tra i 3,2 e i 3,6 cm. La mia era di 4,4. Come si può vedere, la mia aorta si dilatava progressivamente, e piano piano stavo arrivando al momento in cui sarebbe stato necessario un intervento chirurgico.
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.
L'intervento che si prospettava era raccapricciante - anestesia, apertura della gabbia toracica, collegamento alla macchina cuore-polmoni, abbassamento della temperatura corporea a 18 gradi, arresto del cuore, rimozione dell'aorta, sostituzione con valvola e aorta in plastica, e, cosa più importante, la condanna a una vita di terapia anticoagulante, di solito con il warfarin. Questo pensiero non mi piaceva per niente. E l'dea del warfarin mi spaventava moltissimo.
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.
E così mi son detto: sono un ingegnere del settore ricerca e sviluppo, è solo un problema di idraulica. Io ce la posso fare. Posso cambiarlo. E decisi di cambiare l'intero trattamento della dilatazione aortica. Lo scopo del progetto è davvero semplice. L'unico vero problema dell'aorta ascendente, per chi ha la sindrome di Marfan, è un po' di carenza di forza tensile. Ma è possibile semplicemente avvolgere esternamente la conduttura, che rimarrebbe stabile e funzionerebbe in modo soddisfacente. Se il vostro tubo da giardino o la vostra condotta idrica ad alta pressione avesse un rigonfiamento, voi l'avvolgereste con del nastro in quel punto. Molto semplice concettualmente, ma non altrettanto nell'esecuzione. Per me il grande vantaggio di un supporto esterno era che avrei conservato tutte le mie 'parti', tutto l'endotelio e le valvole, e non avrei avuto bisogno di terapie anticoagulanti.
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.
Allora da dove iniziare? Bene, questa è una mia sezione sagittale. Potete vedere al centro quel meccanismo, quella struttura che si contrae. È il ventricolo sinistro che pompa il sangue attraverso la valvola aortica - vedete come lavorano due dei lembi della valvola aortica - nell'aorta ascendente. Ed è quella parte, l'aorta ascendente, che si dilata e alla fine si lacera, il che, naturalmente, è fatale. Abbiamo iniziato a raccogliere immagini dalle macchine per la risonanza magnetica e da quelle per la TAC, e abbiamo creato un modello dell'aorta del paziente.
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.
Questo è un modello della mia aorta. Ne ho anche uno in tasca, se qualcuno gli vuole dare un'occhiata.
(Laughter)
Come vedete, è una struttura alquanto complessa.
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.
Ha una strana forma a tre lobi in basso, che contiene la valvola aortica. Poi riassume una forma tondeggiante e infine si restringe in una curva. È una struttura alquanto difficile da replicare. Questo, come dicevo, è il mio modellino in CAD, e questo è uno dei modellini successivi. Abbiamo fatto diversi tentativi per riuscire a produrre modelli sempre migliori. Una volta ottenuto il modello che volevamo l'abbiamo prodotto in plastica, come vedete, usando una tecnica per prototipi rapida, un'altra tecnica ingegneristica. Abbiamo poi usato il prototipo per produrre una maglia tessile porosa su misura, che assume la forma del prototipo e calza perfettamente l'aorta. Una medicina completamente personalizzata, davvero al meglio. Ogni paziente trattato ha un impianto fatto su misura.
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.
Una volta realizzato, l'esecuzione è abbastanza semplice. John Pepper, sia benedetto, professore di chirurgia cardiotoracica - mai eseguito quest'intervento in vita sua - aveva inserito la prima protesi, non era contento e ha inserito la seconda. E me ne sono andato via felice. Quattro ore e mezza sul tavolo operatorio ed era fatta. L'impianto chirurgico in effetti è stata la parte più 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.
Se paragonate questo nuovo trattamento con quello esistente, il cosiddetto innesto composito della radice aortica, emergono due fatti sorprendenti, che sono sicuro saranno chiari a tutti. Due ore per impiantare una nostra protesi rispetto alle sei ore del trattamento corrente. Quest'ultimo richiede anche, come dicevo, l'uso della macchina cuore-polmoni e il raffreddamento completo del corpo. Qui non ce n'è bisogno; si lavora a cuore battente. Il chirurgo apre, accede all'aorta senza fermare il cuore, e tutto a temperatura normale. Non si interferisce col sistema circolatorio. È davvero grandioso. Ma per me la cosa migliore
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.
è l'assenza di terapia anticoagulante. Non assumo alcun farmaco ad eccezione di quelli ad uso ricreativo. (Risate)
(Laughter)
Difatti, se sentite le persone che devono assumere warfarin,
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.
vi diranno di come ne risenta la qualità della loro vita. E peggio ancora, viene ridotta inevitabilmente l'aspettativa di vita. E poi, se hai una valvola artificiale, sei costretto a fare terapia antibiotica ogni volta che necessiti un trattamento medico intrusivo. Anche per andare dal dentista devi assumere antibiotici, per evitare infezioni alla valvola. Di nuovo, io non ho niente di tutto ciò, sono del tutto libero. La mia aorta sta a posto, non me ne devo preoccupare, per me è come essere rinato.
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.
Torno al tema della presentazione: nella ricerca multidisciplinare, com'è possibile che un ingegnere di processo specializzato in caldaie finisca per produrre un congegno medico che trasforma la sua vita? Bene, la risposta è: una squadra multidisciplinare. Questa è la lista dei componenti. Come vedete, non sono presenti solo due discipline tecniche, medicina e ingegneria, ma tutta una serie di specialisti che provengono da queste due discipline. Questo signore, John Pepper, è il chirurgo cardiaco che ha eseguito il mio intervento, ma tutti gli altri hanno contribuito in un modo o nell'altro. Raad Mohiaddin, medico radiologo: avevamo bisogno di buone immagini da cui sviluppare il modello CAD. Warren Thornton, che fa ancora oggi tutti i nostri modelli CAD, ha dovuto scrivere un codice CAD su misura per produrre questo modello sulla base di dati alquanto complessi.
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.
Ma esistono delle barriere, ci sono dei problemi. Un grosso problema è il gergo tecnico. Non so se c'è qualcuno in sala che capisca quei primi 4 punti espressi in linguaggio tecnico. Chi è ingegnere, tra di voi, riconoscerà il sistema rapido per prototipi e il CAD. I medici riconosceranno i primi due. Ma nessun altro in questa sala è in grado di capire tutte e quattro le parole. È stato molto importante sbarazzarsi del gergo per assicurarsi che tutti nella squadra comprendessero esattamente il significato di frasi particolari.
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.
Le nostre convenzioni disciplinari erano altrettanto stravaganti. Abbiamo preso diverse immagini degli strati della mia aorta e le abbiamo utilizzate per costruire un modello CAD. E quando è stato realizzato il primo modello CAD, i chirurghi ci giocherellavano ma non sapevano bene che uso farne. E poi ci siamo resi conto che era un'immagine riflessa della vera aorta. Un'immagine riflessa, perché nel mondo reale guardiamo le mappe dall'alto, che rappresentino edifici o strade o altro. Nel mondo medico si guarda verso l'alto. Dunque le immagini orizzontali erano invertite. Ecco quindi l'importanza delle convenzioni disciplinari. Tutti devono capire chiaramente ciò che è dato per scontato e ciò che non lo è.
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.
Le barriere istituzionali sono state un altro problema per il progetto. Il Bromton Hospital era stato acquisito dall'Imperial College's School of Medicine, ed esistono alcuni problemi relazionali tra le due istituzioni. Io lavoravo con l'Imperial e con il Brompton, e questo fatto causava dei seri problemi al progetto, problemi che non dovrebbero nemmeno esistere.
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.
Comitato per la Ricerca e l'Etica: se volete apportare delle novità in chirurgia, deve ottenere un permesso dal suo ente locale per la ricerca e l'etica. Sono sicuro che succede lo stesso in Polonia. Ci sarà un'entità analoga che concede permessi per nuovi tipi di chirurgia. E non bastavano i problemi burocratici, c'erano anche delle gelosie professionali. C'erano persone che facevano parte del comitato che non volevano che John Pepper avesse successo, perché è un uomo di successo. E ci hanno creato problemi su problemi.
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.
Problemi burocratici: In ultima analisi, se si vuole proporre una nuova cura, si devono formulare delle linee guida per tutti gli ospedali del paese. In Gran Bretagna abbiano il NICE (Istituto nazionale per l'eccellenza clinica). Senz'altro avrete l'analogo qui in Polonia. Dovevamo superare il problema NICE. Ora abbiamo messo in rete delle bellissime linee guida cliniche. Così ogni ospedale interessato può andare sul sito, leggere il rapporto NICE, contattarci e poi iniziare ad applicare la procedura per conto proprio.
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.
Barriere per i sussidi: un'altra vasta area di cui preoccuparsi. Un grande problema nel capire una di quelle prospettive: quando abbiamo contattato una delle grandi organizzazioni caritatevoli britanniche che dona fondi, quello che si sono trovati ad analizzare era una proposta di ingegneria. Non l'hanno capita; erano dottori, abituati a stare vicino a Dio. Doveva essere robaccia. L'hanno cestinata. Così alla fine mi sono rivolto agli investitori privati e ho lasciato perdere il settore pubblico. Ma la maggior parte dei progetti R&S ricevono sussidi istituzionali, dall'Accademia Polacca delle Scienze, oppure dal Consiglio delle Ricerche di Fisica e Ingegneria o altri enti, e devi andare a discutere con quella gente.
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.
Il linguaggio tecnico è un enorme problema se si lavora con più discipline, perché in ambito ingegneristico tutti comprendiamo CAD e R.P., ma non in ambito medico. In sostanza credo che i burocrati addetti ai fondi debbano collaborare tra loro. Devono cominciare a parlarsi, e devono essere un po' creativi,
(Laughter)
se non è chiedere troppo -
Which it probably is.
ma forse lo è.
(Laughter)
Ho coniato il termine "conservatorismo ostruttivo".
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."
Tanta gente nel mondo medico non accetta il cambiamento, in particolare quando un ingegnerucolo qualsiasi se ne esce fuori con una soluzione. Loro non vogliono cambiare. Vogliono fare solo quello che hanno sempre fatto. E infatti ci sono molti chirurghi in Gran Bretagna che stanno ancora aspettando che un nostro paziente riporti dei problemi, così che possano dire: "Te l'avevo detto che non andava bene". A oggi abbiamo 30 pazienti. Io l'ho fatto sette anni e mezzo fa. Tra di noi ci sono 90 anni/paziente post-operatori, e non abbiamo avuto nemmeno un problema. Eppure c'è ancora qualcuno nel mio paese che dice: "Sì, quella radice aortica esterna, dài, non funzionerà mai, lo sai".
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.
È un vero problema, davvero. Sono sicuro che a ognuno di voi è capitato di sperimentare l'arroganza di qualche medico, almeno una volta. Ma il fatto è, in generale, che i medici si proteggono tra di loro. "Sì, naturalmente mi sto occupando del mio paziente". Credo che non sia una bella cosa, ma è così che la vedo.
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.
Il grosso problema è l'ego. Se lavorate in una squadra multidisciplinare, dovete concedere agli altri il beneficio del dubbio. Dovete mostrare agli altri il vostro sostegno. Tom Treasure, professore di chirurgia cardiotoracica: una persona incredibile. Dannatamente facile provare rispetto per lui. Ma lui nei miei confronti? E' un po' diverso.
(Laughter)
Queste sono le notizie cattive.
That's all the bad news. The good news is, the benefits are stonkingly huge. Translate that one! I bet they can't.
Quelle buone sono che i benefici sono immensi. Traducete questo. Scommetto che loro non ci riescono. (Risate)
(Laughter)
Quando avete un gruppo di persone
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.
con differenti trascorsi professionali, non solo le loro conoscenze sono diverse, ma lo è anche la loro prospettiva sulle cose. E se riuscite a farli lavorare insieme e a farli parlare e a capirsi tra di loro, i risultati saranno spettacolari. Saranno in grado di trovare soluzioni nuove, che non sono mai state considerate prima, in modo semplice e rapido. È possibile risparmiare un sacco di lavoro semplicemente facendo ricorso alle conoscenze esterne. E il risultato è un uso del tutto nuovo della tecnologia, di quella di tutti i giorni.
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.
Il risultato finale è la possibilità di progressi molto rapidi con dei budget estremamente ridotti. È imbarazzante quanto sia costato poco partire dalla mia idea fino ad arrivare all'innesto, infatti non ce la faccio a dirvi il costo totale. Il mio sospetto è che esistano delle procedure chirurgiche assolutamente standard, probabilmente negli USA, che costano di più per un singolo paziente di quanto sia costato andare dal mio sogno alla mia realtà.
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.
È tutto quello che volevo dirvi, e mi restano tre minuti. Heather ne sarà soddisfatta. Se avete delle domande sono a vostra disposizione, più tardi. Mi farebbe davvero piacere parlare con voi. Molte grazie.
Many thanks.
(Applause)