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.
Я инженер-технолог. Я знаю всё о водонагревателях, мусоросжигателях, тканевых и циклонных фильтрах, всяких таких вещах. А ещё у меня синдром Марфана. Это наследственное заболевание. В 1992 году я прошёл генетическое обследование и с ужасом обнаружил, что, как видно из этого слайда, моя восходящая аорта не попадает в допустимый диапазон, это зелёная линия снизу. У всех вас здесь будет примерно 3,2–3,6 см. У меня уже дошло до 4,4. К тому же, как видите, моя аорта постепенно расширялась, и оставалось всё меньше и меньше времени до момента, когда без операции уже было не обойтись.
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.
А операция предлагалась жутковатая: тебе дают наркоз, вскрывают грудную клетку, подключают к аппарату «искусственное сердце и лёгкие», снижают температуру тела до 18 градусов, останавливают сердце, вырезают аорту, заменяют её пластиковым клапаном и пластиковой аортой, а самое главное — сажают на пожизненную антикоагулянтную терапию, как правило, на варфарин. Думать об операции было не очень приятно. Думать о варфарине — просто страшно. Я сказал себе:
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.
«Я инженер, я занимаюсь научно-исследовательскими разработками». «Это всего лишь сантехническая неполадка». «Я могу с этим справиться. Могу всё изменить». И я начал работать над принципиально новым методом лечения расширения аорты. Вообще-то цель проекта очень проста. При синдроме Марфана есть только одна проблема с восходящей аортой: у неё низкий предел прочности. То есть вполне можно просто обмотать трубу снаружи. И тогда она будет оставаться прочной и прекрасно функционировать. Ведь если у вас начинает вздуваться резиновый шланг или гидравлический трубопровод высокого давления, вы просто обматываете его снаружи изолентой. Вот и весь принцип. Правда, на деле всё это сложнее, чем на словах. Внешняя фиксация давала мне огромное преимущество: я мог уберечь все свои кусочки, весь свой эндотелий, свои собственные клапаны, и обойтись вообще без антикоагулянтной терапии.
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.
С чего начнём? Это мой сагиттальный срез. Можно разглядеть в середине устройство, маленький механизм, он «выдавливается» изнутри. Это левый желудочек выталкивает кровь наверх через аортальный клапан. Там видно, как двигаются два из лепестков аортального клапана: вверх, в восходящую аорту. И именно эта часть аорты, восходящая, расширяется и в конце концов разрывается, что, конечно, смертельно. Для начала мы стали собирать изображения с магнитно-резонансных томографов, с компьютерных томографов, чтобы построить на их основе модель аорты пациента.
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.
Вот это — модель моей аорты. У меня в кармане настоящая, вдруг кто-нибудь захочет посмотреть, поиграть с ней.
(Laughter)
Как видите, у неё довольно сложное строение.
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.
У основания она странной трёхдольной формы, с аортальным клапаном внутри. Потом она опять становится круглой, а потом сужается и изгибается. В общем, такую форму довольно сложно воспроизвести. Это моя модель САПР, а это одна из более поздних моделей. Наши модели с каждым разом получались всё лучше и лучше. Когда модель готова, мы изготавливаем по ней вот такую монолитную пластиковую болванку методом быстрого прототипирования, это один из инженерных методов. Потом с помощью этой болванки, учитывающей индивидуальные особенности строения тела пациента, мы изготавливаем сетку из пористой ткани: она принимает форму болванки и идеально прилегает к аорте. То есть перед нами отличный пример лекарства, созданного под конкретного человека. Для каждого нашего пациента имплантат изготавливается индивидуально.
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.
Когда он готов, устанавливать его уже относительно просто. Джон Пеппер, храни Бог его сердце, профессор кардиоторакальной хирургии — а ведь он делал такое первый раз в жизни — поставил один имплантат, не понравилось, поставил другой — и я радостно пошёл домой. Четыре с половиной часа на столе — и всё готово. Оказалось, что имплантация — это самое простое.
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.
Если сравнить наш новый метод лечения с традиционным, с так называемой сложной пересадкой корня аорты, то вы сразу увидите кое-какие впечатляющие различия. Два часа на подключение одного из наших устройств против шести часов при лечении общепринятым методом. Как я уже сказал, принятый сейчас метод требует подключения к аппарату искусственного кровообращения и вдобавок полного охлаждения тела. Нам ничего этого не нужно. Мы оперируем бьющееся сердце. Он тебя вскрывает и получает доступ к аорте, при том, что сердце бьётся, и всё это при нормальной температуре. Никаких вмешательств в систему кровообращения. В общем, просто отлично. Но лично меня больше всего радует,
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.
что не нужно никакой антикоагулянтной терапии. Я вообще ничего не принимаю, разве что когда сам этого хочу, для поднятия настроения. (Смех)
(Laughter)
На самом деле, если вы спросите у людей, долго принимающих варфарин,
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.
от него сильно страдает качество жизни. И, что ещё хуже, неизбежно сокращается её продолжительность. Кроме того, если у вас искусственный клапан, вы обязаны принимать антибиотики в случае любой инвазивной терапии, любой. Вы должны принимать антибиотики после каждого похода к стоматологу, на случай, если внутрь клапана попала инфекция. У меня, опять же, ничего такого нет, я абсолютно свободен. Аорту спасли, мне больше не надо о ней волноваться, я как будто второй раз родился.
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.
Возвращаясь к теме презентации: многопрофильные разработки — как такое возможно, чтобы инженер-технолог, всю жизнь занимавшийся водонагревателями, дошёл до того, чтобы создать медицинское устройство, полностью изменившее его собственную жизнь? Только благодаря многопрофильной команде. Вот список основных членов команды. Как видите, здесь не просто представлены две основные технические дисциплины — медицина и инженерное дело — здесь много узких специалистов в рамках этих двух дисциплин. Джон Пеппер — кардиохирург, который меня оперировал, но и все остальные члены команды так или иначе внесли свой вклад. Раад Мохиаддин, врач-рентгенолог: нам нужны были изображения высокого качества, чтобы сделать по ним модель САПР. Уоррен Торнтон, который и сейчас делает нам все наши модели, должен был написать уникальный для каждого человека кусок программного кода САПР, создать эту модель на основе довольно сложного набора входных данных.
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.
Хотя во всём этом есть свои сложности. Одна из них — профессиональный жаргон. Я думаю, в этом зале нет человека, который понял бы все четыре жаргонизма из первой секции. Если среди вас есть инженеры, им знакомы понятия «быстрое прототипирование» и «САПР». Медикам, если они тут есть, известны первые два. Но в этом зале не найдётся человека, который понял бы все четыре выражения. Разобраться с жаргонизмами было очень важно, чтобы быть уверенным, что все члены команды правильно понимают, что подразумевается под той или иной фразой.
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.
Были забавные моменты, связанные с трудностями перевода. Мы взяли кучу моих горизонтальных срезов, вытащили эти срезы и построили на их основе модель САПР. И нашу самую первую пластиковую модель хирурги долго вертели в руках, ничего не могли понять. А потом выяснилось, что у нас получилось зеркальное отображение настоящей аорты. А зеркальным оно было потому, что в реальном мире мы всегда смотрим на планы сверху вниз, будь то планы домов, улиц, географические карты. А в мире врачей принято на планы смотреть снизу вверх. Поэтому все горизонтальные изображения оказались перевёрнутыми. И вот такие трудности перевода тоже надо учитывать. Надо, чтобы все понимали, что само собой разумеется, а что нет.
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.
Ещё одной головной болью для нашего проекта были разные ведомственные преграды. Больница Бромптон перешла под контроль имперского колледжа медицины, и отношения между этими двумя учреждениями очень натянутые. Я работал и с больницей, и с колледжем, и это вызвало серьёзные проблемы для проекта, проблемы, которых просто не должно существовать.
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.
Комитет по этике исследований: если вы хотите сделать что-то новое в области хирургии, сначала вы должны получить лицензию местного комитета по этике исследований. Я уверен, в Польше то же самое: есть какая-нибудь похожая комиссия, лицензирующая новые виды хирургии. У нас с этим комитетом были не только бюрократические проблемы, но и проблемы, связанные с профессиональной ревностью. Среди его членов были люди, которые не хотели, чтобы Джон Пеппер в очередной раз добился успеха, потому что он и так очень успешен. И они создавали нам дополнительные трудности.
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.
Бюрократические сложности: когда ваше новое лекарство наконец готово, нужно составить так называемые руководящие указания, которые рассылаются во все больницы страны. У нас в Великобритании есть национальный институт здоровья и качества медицинской помощи, в Польше, разумеется, тоже есть что-то подобное. И вот с ним нам тоже надо было справиться. Теперь у нас в сети выложены отличные руководящие указания, и любая больница, которая заинтересуется нашим методом, может зайти, почитать отчёт этого института, связаться с нами и начать практиковать наш метод самостоятельно.
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.
Проблемы с финансированием: ещё одна большая область, о которой стоит позаботиться. Бывает сложно принять другую точку зрения: когда мы обратились в одну из крупных британских благотворительных организаций, которая спонсирует такие вещи, перед ними оказался, по сути, инженерный проект. Они его не поняли. А они врачи, боги практически, наверно, это какая-то ерунда. Они его выбросили. В конце концов мне надоело, и я пошёл к частным инвесторам. Но большинство научных исследований и разработок будет спонсироваться разными ведомствами: польской академией наук, исследовательским советом инженерных и физических наук, не важно, и вам придётся иметь дело со всеми этими людьми.
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.
Опять же, при работе на стыке дисциплин большая проблема — жаргон, потому что в инженерном мире все понимают, что такое САПР и быстрое прототипирование, а в медицинском мире — никто. Я думаю, все эти бюрократы из фондов должны уже начать нормально работать. Им надо начать разговаривать друг с другом, как-то развивать воображение,
(Laughter)
это же не так трудно —
Which it probably is.
хотя, видимо, трудно.
(Laughter)
Я ввёл новое понятие, «обструктивный консерватизм».
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."
В медицинском мире так много людей, которые не хотят ничего менять, и уж точно не из-за инженера-выскочки с каким-то неожиданным решением. Они не хотят меняться. Они хотят просто продолжать заниматься тем, чем занимались. И, на самом деле, многие британские хирурги до сих пор ждут, когда с одним из наших пациентов случится какая-нибудь история, чтобы они могли сказать: «Я же говорил, ничего хорошего из этого не выйдет». У нас 30 пациентов. Меня прооперировали 7,5 лет назад. В сумме мы прожили уже 90 пост-операционных лет, и ни у кого не было ни одного осложнения. И всё равно, в Великобритании есть люди, которые говорят: «Да-да, знаю, внешний корень аорты. Ничего из этого не получится».
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.
Это проблема, настоящая проблема. Я уверен, все присутствующие в этом зале хоть раз в жизни сталкивались с невежеством среди медиков, докторов, хирургов. Такая конформистская позиция — это просто способ врачей защитить себя. «Ну, конечно, я забочусь о своём пациенте». В этом нет ничего хорошего, но вот так уж я всё это вижу.
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.
Ещё одна огромная проблема — самолюбие. Если вы работаете в многопрофильной команде, то вам приходится верить своим товарищам на слово. Всячески поддерживать их. Вот Том Трэже, профессор кардиоторакальной хирургии, невероятный человек. Чертовски легко его зауважать. Ему зауважать меня? Несколько сложнее.
(Laughter)
Это всё были плохие новости.
That's all the bad news. The good news is, the benefits are stonkingly huge. Translate that one! I bet they can't.
А теперь хорошая: плюсы тоже есть, и они просто феерически огромны. Переведите-ка это. Спорим, не смогут? (Смех)
(Laughter)
Когда у вас есть группа людей
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.
с разными профессиональными навыками и опытом, то у них не просто разная база знаний, у них абсолютно разный взгляд на вещи. И если вы сможете собрать таких ребят вместе и сделать так, чтобы они говорили друг с другом, нашли общий язык, то результаты могут быть ошеломительными. Вы сможете очень-очень легко и быстро находить по-настоящему новаторские решения, которые никому раньше не приходили в голову. Вы сможете сэкономить кучу времени и сил просто за счёт вашей расширенной базы знаний. В результате, вы будете совсем иначе использовать доступные вам технологии и знания.
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.
А это приведёт к тому, что вы сможете очень быстро добиться успеха при очень маленьких затратах. Мне всё это стоило так дёшево, весь путь от идеи до имплантации, что даже неловко называть вам сумму. Потому что мне кажется, существуют совершенно стандартные хирургические процедуры, в Америке, например, которые стоят больше для одного отдельно взятого пациента, чем нам стоил весь этот путь, от моей мечты до её осуществления.
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.
Вот всё, что я хотел сказать. И у меня ещё осталось три минуты. Хэзер будет довольна. Если у вас есть вопросы, пожалуйста, подходите ко мне после лекции. С удовольствием пообщаюсь. Всем большое спасибо.
Many thanks.
(Applause)