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.
Mă ocup de inginerie tehnologică. Ştiu totul despre boilere şi despre incineratoare despre filtre din ţesături şi cicloni şi lucruri din astea, dar sufăr şi de sindromul Marfan. Este o boală congenitală. În 1992 am participat la un studiu genetic şi am aflat cu stupoare, după cum vedeţi din diapozitiv, că aorta mea ascendentă nu se afla în limite normale, adică pe linia verde de jos. Toţi de aici o aveţi între 3,2 şi 3,6 cm. A mea era deja de 4,4 cm. După cum vedeţi, aorta mea se dilata progresiv, şi mă apropiam din ce în ce mai tare de momentul operaţiei.
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.
Operaţia era destul de macabră: te anesteziază, îţi deschid pieptul, te pun pe o inimă şi un plămân artificiale, îţi scad temperatura până pe la 18 grade Celsius, îţi opresc inima, îţi taie aorta, ţi-o înlocuiesc cu o valvă şi aortă de plastic, şi, cel mai important, te leagă pe viaţă de folosirea anticoagulantelor, în mod normal, Warfarina. Gândul operaţiei nu mă atrăgea. Dar gândul Warfarinei era chiar înspăimântător.
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.
Aşa că mi-am spus: "Sunt un inginer, în Cercetare şi Dezvoltare asta e doar o problemă de ţevi. Pot s-o rezolv. Pot să schimb asta. M-am apucat să schimb întregul tratament de dilatare aortică. Scopul proiectului e chiar simplu. Singura problemă era cu aorta ascendentă la cei cu sindrom Marfan deoarece nu rezistă la presiune. Există posibilitatea să înfăşori ţeava la exterior. Ar rămâne stabilă şi ar funcţiona fericită. Dacă furtunul tău de presiune, sau linia de presiune hidraulică mare, se umflă puţin, o înfăşori cu bandă la exterior. E un concept chiar simplu, însă mai greu de executat. Marele avantaj dat de un sprijin extern pentru mine era că îmi pot păstra toate bucăţelele, tot endoteliul şi valvele, şi nu mai aveam nevoie de terapie anticoagulantă.
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.
Unde să începem? Aceasta este o secţiune sagitală prin mine. Vedeţi în mijloc acel aparat, acea structură mică, ce se iţeşte în afară. Acela este ventriculul stâng care împinge sângele prin valva aortică - puteţi vedea aici cum funcţionează două dintre foiţele valvei aortice - spre aorta ascendentă. Acea parte, aorta ascendentă, care se dilată şi până la urmă crapă, ceea ce, desigur, este fatal. Am început să sortăm imagini colectate de aparate de rezonanţă magnetică şi de tomografe de la care să facem un model al aortei pacientului.
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.
Acesta este un model al aortei mele. Am unul adevărat în buzunar, dacă vrea cineva să se uite la el şi să se joace cu el.
(Laughter)
Observaţi că este o structură foarte complexă.
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.
Are o formă trilobată ciudată la bază, care conţine valva aortică. Apoi revine la forma cilindrică apoi se îngustează şi se încurbează. Este deci o structură greu de confecţionat. Acesta este un model CAD al meu, iar acesta este unul dintre modelele ce au urmat. Am urmat un proces repetitiv de producere a unor modele din ce în ce mai bune. Când am produs acel model l-am făcut din plastic solid, după cum vedeţi, prin folosirea unei tehnici rapide pentru prototipuri, o altă tehnică inginerească. Apoi am folosit acel model ca să confecţionăm o meşă textilă poroasă, la comandă, perfect adaptată, care ia forma modelului anterior şi care se potriveşte perfect aortei. Este o medicină perfect personalizată la cel mai înalt grad. Fiecare pacient are un implant la comandă.
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.
Odată confecţionat, să-l instalezi este chiar uşor. John Pepper, D-zeu să-i dea sănătate, profesor de chirurgie cardio-toracică - nu mai făcuse asta niciodată - l-a montat pe primul, nu i-a plăcut, l-a scos şi a băgat un al doilea. Şi m-am trezit fericit. Patru ore şi jumătate pe masă şi era totul gata. Implantarea chirurgicală era partea cea mai uşoară.
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.
Dacă compari noul nostru tratament cu alternativa existentă, cu aşa-zisa grefă compozită de rădăcină aortică, ai două comparaţii uimitoare, care sunt sigur că sunt evidente pentru voi. Instalarea mecanismelor noastre necesită două ore comparativ cu şase ore pentru tratamentul existent. Tratamentul existent necesită, cum am spus, maşinăria pentru bypass cardiac şi pulmonar şi necesită o răcire totală a corpului. Aici nu e nevoie de asta: se lucrează pe inima în funcţiune. Te deschide, ajunge la aortă, în timp ce inima ta bate, toate la temperatura normală. Fără întreruperea sistemului circulator. E chiar grozav. Dar pentru mine, cel mai mare avantaj
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.
este că nu e necesară o terapie anticoagulantă. Nu iau niciun fel de medicamente în afară de cele în scop recreativ pe care mi le doresc. (Râsete)
(Laughter)
De fapt, dacă vorbeşti cu oameni care sunt de mult timp pe Warfarină,
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.
este un compromis serios făcut calităţii vieţii. Şi cel mai rău este că îţi scurtează inevitabil viaţa. De-asemenea, dacă ai optat pentru valvă artificială, eşti pus pe antibiotice pentru orice intervenţie chirurgicală neimportantă. Până şi tratamentele stomatologice necesită protecţie de antibiotice, ca să eviţi infectarea internă a valvei. Din nou, eu nu trebuie să fac nimic din toate astea, aşa că sunt complet liber. Aorta mi-e reparată, nu trebuie să îmi fac griji în privinţa ei, ceea ce pentru mine este ca o renaştere.
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.
Înapoi la tema prezentării: în ceretarea multidisciplinară, cum naiba un inginer tehnolog, obişnuit să lucreze cu boilere ajunge să construiscă un aparat medical care să-i transforme propria viaţă? Răspunsul este: o echipă multidisciplinară. Aceasta este lista echipei de bază. După cum observaţi, nu sunt doar două discipline tehnice principale aici, medicină şi inginerie, ci şi alţi specialişti din cadrul celor două discipline. John Pepper acolo, a fost chirurgul cardio care m-a operat, dar toţi ceilalţi au avut contribuţia lor proprie. Raad Mohiaddin, radiolog: am avut nevoie de imgini de bună calitate după care să facem modelul CAD. Warren Thornton, care încă mai face toate modele CAD pentru noi, a trebuit să scrie o parte de cod pentru modelul CAD la comandă pentru a confecţiona acest model din aceste intrări de date, destul de dificil de coroborat.
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.
Există totuşi piedici. Sunt ceva probleme cu el. Jargonul este una dintre ele. Nu cred că cineva din sală înţelege acele prime patru puncte de jargon de aici. Inginerii aflaţi printre voi vor recunoaşte rapid treaba cu prototipurile şi cu CAD-ul. Cei care sunt medici între voi, dacă sunt, vor recunoaşte primele două. Dar nimeni altcineva din sală nu va înţelege toate cele patru cuvinte. Eliminarea jargonului a fost importantă pentru a ne asigura că toţi din echipă înţelegeau exact ceea ce se comunica printr-o anumită frază.
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.
Convenţiile noastre disciplinare erau de-asemenea simpatice. Am luat o grămadă de imagini felii orizontale prin mine, am confecţionat feliile şi apoi le-am folosit ca să facem modelul CAD. Cu primul model CAD pe care l-am făcut, chirurgii se jucau cu modelul de plastic şi nu pricepeau. Abia apoi ne-am dat seama că era o imagine în oglindă a aortei reale. Şi era o imagine în oglindă pentru că în realitate noi privim în jos spre planuri, planuri de case, de străzi sau hărţi. În lumea medicală ei se uită în sus la planuri. Aşa că toate imaginile orizontale erau răsturnate. Aşa că unii trebuie să aibă grijă la convenţiile disciplinelor. Toţi trebuie să înţeleagă ceea ce este subînţeles şi ceea ce nu este subînţeles.
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.
Barierele legale ne-au dat serioase bătăi de cap, în acest proiect. Spitalul Brompton a fost preluat de Colegiul Imperial de Medicină, şi există probleme serioase de relaţii proaste între cele două organizaţii. Eu lucram şi cu cei de la Imperial şi cu cei de la Brompton, şi asta a creat probleme serioase proiectului, probleme care în realitate nu ar trebui să existe.
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.
Comitetul de cercetare şi etică: "Dacă vreţi să faceţi ceva nou în chirurgie, trebuie să obţineţi aprobarea Comisiei Locale pentru Cercetare şi Etică." Sunt sigur că la fel se întâmplă şi în Polonia. Sigur există ceva echivalent, care aprobă noi proceduri chirurgicale. Nu am avut parte doar de problemele birocratice asociate cu asta, dar am avut şi gelozii profesionale. Existau persoane în comisiile de cercetare şi etică care chiar nu doreau să-l vadă pe John Pepper reuşind din nou, deoarece el are atât succes. Aşa că ne-au creat probleme în plus.
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.
Probleme birocratice: În cele din urmă, atunci când ai un nou tratament trebuie să ai un protocol operator care să fie cunoscut tuturor spitalelor din ţară. În Marea Britanie avem Institutul pentru Excelenţa Clinică, NICE. Aveţi şi voi un echivalent în Polonia, cu siguranţă. A trebuit să trecem de NICE. Avem acuma un protocol operator pus pe Internet. Aşa că orice spital interesat poate să intre, să citească raportul să ia legătura cu noi, apoi să se apuce să-l facă.
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.
Piedici în privinţa fondurilor: o altă parte importantă de care să te ocupi. O problemă mare în înţelegerea punctelor de vedere: când am abordat pentru prima dată una dintre organizaţiile caritabile mari din Marea Britanie, care sponsorizează treburi din acestea, ei aveau în faţă o propunere inginerească. Nu au înţeles-o: ei erau doctori, adică similari cu D-zeu. Probabil că e o porcărie. Au aruncat-o la gunoi. Aşa că m-am dus la investitori particulari şi am renunţat la ea. Marea parte a cercetării şi dezvoltării va fi sponsorizată de instituţii, de Academia Poloneză de Ştiinţe sau de Consiliul pentru Cercetare în Inginerie şi Fizică, sau de cine-o fi, şi trebuie să ai aprobarea acelor oameni.
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.
Jargonul este o problemă mare atunci când ai de trecut prin mai multe discipline, pentru că în lumea inginerească, noi toţi înţelegem CAD şi R.P. - nu şi cei din lumea medicală. Cred că în cele din urmă birocraţii sponsorizărilor trebuie să se pună de acord. Trebuie să începă să comunice între ei, şi trebuie să-şi exerseze puţin imaginaţia,
(Laughter)
dacă asta nu e prea mult să le cerem -
Which it probably is.
şi aici cred că este problema.
(Laughter)
Am stabilit termenul de "conservatorism obstructiv".
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."
Atât de mulţi oameni din domeniul medical nu doresc să se schimbe, şi nu neapărat atunci când un inginer sărit apare cu o soluţie. Nu vor să se schimbe. Ei vor pur şi simplu să facă ce făceau înainte. Şi, de fapt, există mulţi chirurgi în Marea Britanie, care încă aşteaptă ca unul dintre pacienţii noştri să aibă vreo problemă, ca să poată spune: "Ţi-am spus eu că nu are nici o valoare." Noi am avut 30 de pacienţi. Sunt operat de 7 ani şi jumătate. Avem 90 de pacienţi post-operator între noi, şi nu am avut nici cea mai mică problemă. Cu toate acestea, încă există oameni în Marea Britanie care spun: "Mda, implantul extern de aortă, mda, ştiţi, nu va funcţiona niciodată."
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.
Chiar este o problemă. O problemă mare. Sunt convins că toţi cei din sală aţi dat peste aroganţă din partea medicilor, doctorilor, sau chirurgilor la un moment dat. La mijloc este vorba despre modul în care doctorii se protejază pe sine. "Mda, desigur, am în vedere interesul pacientului meu." Nu cred că e bine, dar asta e. Asta cred eu.
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.
Ego-urile, din nou, o altă mare problemă atunci când lucrezi într-o echipă multidisciplinară, trebuie să acorzi coechipierilor încredere. Trebuie să le dai sprijinul tău. Tom Treasure, profesor de chirurgie cardio-toracică - un tip incredibil. E foarte uşor să-i acorzi respect. Să îmi acorde el mie respect? Aici e uşor diferit.
(Laughter)
Astea sunt toate veştile rele.
That's all the bad news. The good news is, the benefits are stonkingly huge. Translate that one! I bet they can't.
Vestea bună e că beneficiile sunt regeşte-solid de uriaşe. Traduceţi asta! Pun pariu că nu reuşesc. (Râsete)
(Laughter)
Când ai un grup de oameni
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.
cu o pregătire profesională diferită, cu o experienţă profesională diferită, ei nu au doar o bază de cunoştiinţe diferită, dar au şi o perspectivă diferită asupra lucrurilor, în general. Şi dacă poţi să-i aduci la un loc şi îi poţi face să discute şi să se înţeleagă, rezultatele pot fi spectaculoase. Poţi găsi soluţii noi, cu adevărat noi, la care nimeni nu s-a gândit înainte foarte, foarte rapid şi uşor. Poţi economisi cantităţi uriaşe de muncă doar folosind cunoştinţele lărgite pe care le ai. Ca rezutat, este un mod cu totul diferit de utilizare a tehnologiei şi a informaţiei din jur.
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.
Rezultatul la toate acestea este că poţi progresa incredibil de rapid cu bugete incredibil de mici. Sunt atât de jenat de cât de ieftin a fost să ajung de la ideea mea, la implantul meu încât nu sunt pregătit să vă spun cât costă. Pentru că cred că există proceduri chirurgicale standard probabil în SUA care costă mai mult pentru un singur pacient decât costul transformării visului meu în realitate.
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.
Asta e tot ce am avut să vă spun şi mai am trei minute. Aşa că lui Heather îi va plăcea de mine. Dacă aveţi întrebări, abordaţi-mă mai târziu. Îmi va face plăcere să vorbesc cu voi. Vă foarte mulţumesc.
Many thanks.
(Applause)