Over the last 13 years -- one, three, 13 years -- I've been part of an exceptional team at InSightec in Israel and partners around the world for taking this idea, this concept, noninvasive surgery, from the research lab to routine clinical use. And this is what I'll tell you about. 13 years -- for some of you, you can empathize with that number. For me, today, on this date, it's like a second bar mitzvah experience.
Durante los últimos 13 años (uno-tres, trece años) he sido parte de un equipo increíble en InSightec en Israel y en lugares asociados por todo el mundo donde estamos llevando esta idea, este concepto de cirugía no invasiva del laboratorio de investigación al uso clínico normal. Así que les hablaré de esto. 13 años; dado este tiempo algunos de ustedes compartirán mi felicidad. Para mí, hoy, en esta fecha es como pasar por un segundo bar mitzvah.
(Laughter)
(Risas)
So this dream is really enabled by the convergence of two known technologies. One is the focused ultrasound, and the other one is the vision-enabled magnetic resonance imaging. So let's first talk about focused ultrasound. And I hold in my hand a tissue-mimicking phantom. It is made out of silicon. It is transparent, made just for you. So you see, it's all intact, completely transparent. I'll take you now to the acoustic lab. You see the phantom within the aquarium. This is a setup I put in a physics lab. On the right-hand side, you see an ultrasonic transducer. So the ultrasonic transducer emits basically an ultrasonic beam that focuses inside the phantom. Okay, when you hear the click, this is when the energy starts to emit and you see a little lesion form inside the phantom. Okay, so everything around it is whole and intact. It's just a lesion formed inside. So think about, this is in your brain. We need to reach a target inside the brain. We can do it without harming any tissue. So this is, I think, the first kosher Hippocratic surgical system.
Y este sueño está convirtiéndose en realidad dada la convergencia de dos tecnologías utilizadas hoy. Una de estas es el ultrasonido focalizado y la otra es la generación de imágenes por resonancia magnética. Hablemos primero del ultrasonido focalizado. Tengo en mi mano un dispositivo que imita tejidos. Está hecho de silicona. Es transparente, hecho para mostrarlo acá. Y pueden ver que está totalmente intacto, es totalmente transparente. Ahora les voy a mostrar el laboratorio de acústica. Pueden ver este elemento en el acuario. Armé este experimento en un laboratorio de física. En el lado derecho pueden ver un transductor ultrasónico. Y el transductor ultrasónico básicamente emite una onda ultrasónica que apunta hacia el interior del dispositivo. Bueno, cuando se oye el clic, empieza a emitir energía y pueden ver que se forma una pequeña lesión en su interior. Y todo lo que lo rodea sigue entero e intacto. Sólo está la lesión que se formó en su interior. E imaginen que esto ocurre en sus cerebros. Necesitamos poder llegar a un punto dentro de él. Podemos hacerlo sin dañar los tejidos. Así que creo que este es el primer sistema quirúrgico hipocrático y kosher.
(Laughter)
(Risas)
Okay, so let's talk a little bit about ultrasound, the force of ultrasound. You know all about imaging, right, ultrasound imaging. And you know also about lithotripsy -- breaking kidney stones. But ultrasound can be shaped to be anything in between, because it's a mechanical force. Basically, it's a force acting on a tissue that it transverses. So you can change the intensity, the frequency, the duration, the pulse shape of the ultrasound to create anything from an airbrush to a hammer. And I am going to show you multiple applications in the medical field that can be enabled just by focusing, physically focusing.
Bueno, hablemos un poco sobre el ultrasonido, la fuerza del ultrasonido. No es necesario explicar las imágenes de ultrasonido. Y también conocen la litotricia; para romper los cálculos renales. Sin embargo, el ultrasonido puede modularse para realizar cualquier función entre estas dos ya que es una fuerza mecánica. Básicamente, es una fuerza que actúa sobre los tejidos que atraviesa. Y se puede cambiar la intensidad, la frecuencia, la duración, la forma del pulso del ultrasonido para crear lo que sea, desde un pincel a un martillo. Y les voy a mostrar varias aplicaciones médicas que se pueden lograr simplemente enfocando, físicamente modificando el foco.
So this idea of harnessing focused ultrasound to treat lesions in the brain is not new at all. When I was born, this idea was already conceived by pioneers such as the Fry brothers and Lars Leksell, who is know actually as the inventor of the gammaknife. But you may not know that he tried to perform lobotomies in the brain, noninvasively, with focused ultrasound in the '50s. He failed, so he then invented the gammaknife. And it makes you ponder why those pioneers failed. And there was something fundamental that they were missing. They were missing the vision. It wasn't until the invention of the MR and really the integration of MR with focused ultrasound that we could get the feedback -- both the anatomical and the physiological in order to have a completely noninvasive, closed-loop surgical procedure.
Y esta idea de aprovechar el ultrasonido focalizado para tratar lesiones cerebrales no es para nada nueva. Esta idea ya existía cuando yo nací, concebida por pioneros como los hermanos Fry y Lars Leksell, quien de hecho es conocido como el inventor del bisturí gamma. Pero es probable que no sepan que trató de realizar lobotomías no invasivas con ultrasonido focalizado en el cerebro durante los años 50. No lo logró, por lo que después inventó el bisturí gamma. Y eso te hace pensar porqué aquellos pioneros no lo lograron. Y había algo fundamental que les faltaba. Les faltaba la visión. No fue hasta la invención de la resonancia magnética (RM), en realidad de la integración de la RM con el ultrasonido focalizado que pudimos obtener la retroalimentación –tanto la anatómica como la fisiológica– para poder lograr un procedimiento quirúrgico no invasivo y cerrado.
So this is how it looks, you know, the operating room of the future today. This is an MR suite with a focused ultrasound system. And I will give you several examples. So the first one is in the brain. One of the neurological conditions that can be treated with focused ultrasound are movement disorders, like Parkinson's or essential tremor. What is typical to those conditions, to essential tremor for example, is inability to drink or eat cereal or soup without spilling everything all over you, or write legibly so people can understand it, and be really independent in your life without the help of others.
Y así se ve hoy día la sala de operaciones del futuro. Esta es una sala de RM con un sistema de ultrasonido focalizado. Y les daré algunos ejemplos. El primero está en el cerebro. Una de las enfermedades neurológicas que se puede tratar con ultrasonido focalizado son los trastornos del movimiento como el Parkinson o el temblor esencial. Típicamente para estos males, por ejemplo para el temblor esencial, es la incapacidad de beber o comer cereales o sopa sin derramarlo todo encima o escribir algo que otros puedan entender y llevar una vida realmente independiente sin la ayuda de los demás.
So I'd like you to meet John. John is a retired professor of history from Virginia. So he suffered from essential tremor for many years. And medication didn't help him anymore. And many of those patients refused to undergo surgery to have people cut into their brain. And about four or five months ago, he underwent an experimental procedure. It is approved under an FDAIDE at the University of Virginia in Charlottesville using focused ultrasound to ablate a point in his thalamus. And this is his handwriting. "On June 20th," if you can read it, "2011." This is his handwriting on the morning of the treatment before going into the MR So now I'll take you through [what] a typical procedure like that looks like, [what] noninvasive surgery looks like.
Me gustaría que conocieran a John. John es un profesor jubilado de historia de Virginia. Sufrió de temblor esencial durante muchos años. Y los medicamentos ya no le ayudaban. Y muchos pacientes como él se negaban a ser operados y a que alguien se metiera en su cerebro. Y hace unos cuatro o cinco meses se sometió a un procedimiento experimental, autorizado bajo una cláusula de investigación de la FDA, en la Universidad de Virginia en Charlottesville con ultrasonido focalizado para eliminar un punto en su tálamo. Y esta es su letra. "El 20 de junio", si lo pueden leer, "del 2011". Es su letra la mañana del tratamiento antes de entrar en la RM. Así que ahora les mostraré un procedimiento típico de estos y cómo se ve la cirugía no invasiva.
So we put the patient on the MR table. We attach a transducer, in this case, to the brain, but if it will be a different organ, it will be a different transducer attached to the patient. And the physician will then take a regular MR scan. And the objective of that? I don't have a pointer here, but you see the green, sort of rectangle or trapezoid? This is the sort of general area of the treatment. It's a safety boundary around the target. It's a target in the thalamus. So once those pictures are acquired and the physician has drawn all the necessary safety limits and so on, he selects basically a point -- you see the round point in the middle where the cursor is -- and he presses this blue button called "sonicate." We call this instance of injecting the energy, we call it sonication. The only handwork the physician does here is moving a mouse. This is the only device he needs in this treatment.
Ponemos al paciente en la mesa de RM. Le ponemos un transductor, en este caso, en la cabeza pero si fuera otro órgano se le pone otro tipo de transductor al paciente. Y el médico tomará una resonancia magnética normal. ¿Con qué objetivo? Acá no tengo un puntero pero, ¿pueden ver el rectángulo o trapecio verde? Es como el área general del tratamiento. Es un límite de seguridad alrededor del punto a tratar. Es un punto en el tálamo. Así que una vez que tienen esas imágenes y el médico ha marcado todos los límites de seguridad necesarios y todo eso, básicamente selecciona un punto —pueden ver el punto en el centro donde está el cursor— y presiona este botón azul llamado "sonicar". Llamamos a esta instancia de inyección de energía, la llamamos sonicación. Lo único que el médico hace a mano es mover el mouse. Es el único dispositivo que necesita para esto.
So he presses "sonicate," and this is what happens. You see the transducer, the light blue. There's water in between the skull and the transducer. And it does this burst of energy. It elevates the temperature. We first need to verify that we are on target. So the first sonication is at lower energy. It doesn't do any damage, but it elevates the temperature by a few degrees. And one of the unique capabilities that we leverage with the MR is the ability to measure temperature noninvasively. This is really a unique capability of the MR. It is not being used in regular diagnostic imaging. But here we can get both the anatomical imaging and the temperature maps in real time. And you can see the points there on the graph. The temperature was raised to 43 degrees C temporarily. This doesn't cause any damage. But the point is we are right on target. So once the physician verifies that the focus spot is on the target he has chosen, then we move to perform a full-energy ablation like you see here. And you see the temperature rises to like 55 to 60 degrees C. If you do it for more than a second, it's enough to basically destroy the proteins of the cells.
Así que aprieta "sonicar" y esto es lo que sucede. Pueden ver el transductor en celeste. Hay agua entre el cráneo y el transductor. Y manda este pulso de energía que eleva la temperatura. Primero tenemos que verificar que estamos apuntándole bien. Así que la primera sonicación es de menor energía. No hace daño pero eleva la temperatura unos pocos grados. Y una de las capacidades exclusivas que aprovechamos con la RM es la capacidad de medir la temperatura de forma no invasiva. Definitivamente es una capacidad única de la RM. No se está utilizando en la generación de imágenes para diagnóstico. Pero aquí podemos obtener en tiempo real las imágenes anatómicas y los mapas de temperatura. Y pueden ver los puntos ahí en el gráfico. La temperatura se elevó por un momento a 43ºC. Esto no causa daño alguno. Pero verificamos que está apuntando al lugar preciso. Y una vez que el médico verifica que realmente está apuntando al lugar elegido entonces realizamos una ablación con máxima energía tal como pueden ver aquí. Y pueden ver que la temperatura aumenta hasta unos 55ºC a 60ºC. Si esto dura más de un segundo, básicamente se asegura la destrucción de las proteínas de las células.
This is the outcome from a patient perspective -- same day after the treatment. This is an immediate relief. (Applause) Thank you. John is one of [about] a dozen very heroic, courageous people who volunteered for the study. And you have to understand what is in people's mind when they are willing to take the risk. And this is a quote from John after he wrote it. He said, "Miraculous." And his wife said, "This is the happiest moment of my life." And you wonder why. I mean, one of the messages I like to carry over is, what about defending quality of life? I mean, those people lose their independence. They are dependent on others. And John today is fully independent. He returned to a normal life routine. And he also plays golf, like you do in Virginia when you are retired. Okay, so you can see here the spot. It's like three millimeters in the middle of the brain. There's no damage outside. He suffers from no neurodeficit. There's no recovery needed, no nothing. He's back to his normal life.
Este es el resultado del punto de vista del paciente el mismo día del tratamiento. Un alivio inmediato. (Aplausos) Gracias. John es uno de los cerca de una docena de personas muy heroicas y valientes que se ofrecieron voluntariamente para el estudio. Y tienen que entender lo que está pasando por sus mentes cuando están dispuestos a asumir este riesgo. Y acá cito a John después que escribió eso. Dijo: "Milagroso". Y su esposa dijo: "Este es el momento más feliz de mi vida". Y se preguntan por qué. Uno de los mensajes que deseo entregarles es: ¿es importante defender la calidad de vida? Es decir, esas personas pierden su independencia. Dependen de los demás. Y hoy día John es totalmente independiente. Él volvió a su rutina de vida normal. Y también juega al golf como se estila en Virginia cuando uno se jubila. Bueno, y aquí pueden ver el punto. Es como de tres milímetros en el centro del cerebro. No hay daños fuera de ese punto. No hay pérdida neuronal. No se requiere recuperación. Ha vuelto a su vida normal.
Let's move now to a more painful subject. Pain is something that can make your life miserable. And people are suffering from all kinds of pain like neuropathic pain, lower-back pain and cancer pain from bone metastases, when the metastases get to your bones, sometimes they are very painful. All those I've indicated have already been shown to be successfully treated by focused ultrasound relieving the pain, again, very fast. And I would like to tell you about PJ. He's a 78 year-old farmer who suffered from -- how should I say it? -- it's called pain in the butt. He had metastases in his right buttock, and he couldn't sit even with medication. He had to forgo all the farm activities. He was treated with radiation therapy, state-of-the-art radiation therapy, but it didn't help. Many patients like that favor radiation therapy.
Pasemos ahora a un tema más doloroso. El dolor puede hacer que tu vida sea miserable. Y las personas sufren todo tipo de dolores; dolor neuropático, dolor lumbar y dolor de las metástasis del cáncer óseo, a veces cuando la metástasis llega a los huesos es extremadamente doloroso. Se ha demostrado que todos los casos que he mencionado pueden ser tratados con éxito con ultrasonido focalizado aliviando el dolor, repito, muy velozmente. Y me gustaría contarles sobre P. J. Él es un campesino de 78 años que sufría de —¿cómo decirlo?— se llama dolor en el trasero. Tenía metástasis en el glúteo derecho y no podía sentarse incluso tomando medicamentos. Tuvo que abandonar todas las actividades agrícolas. Fue tratado con radioterapia, la radioterapia más moderna, pero no sirvió de nada. Muchos de los pacientes como él eligen radioterapia.
And again, he volunteered to a pivotal study that we ran worldwide, also in the U.S. And his wife actually took him. They drove like three hours from their farm to the hospital. He had to sit on a cushion, stand still, not move, because it was very painful. He took the treatment, and on the way back, he drove the truck by himself. So again, this is an immediate relief. And you have to understand what those people feel and what their family experiences when it happens. He returned again to his daily routine on the farm. He rides his tractor. He rides his horse to their mountain cabin regularly. And he has been very happy.
Y, del mismo modo, se ofreció como voluntario para un estudio importantísimo que desarrollamos en todo el mundo incluyendo a EE.UU. De hecho, su esposa lo llevó. Manejaron como tres horas desde su granja al hospital. Tuvo que sentarse sobre un cojín, quedarse quieto, sin mover nada, porque era muy doloroso. Recibió el tratamiento y al regresar a su hogar fue él quien manejó el camión. Y, de nuevo, se produce un alivio inmediato. Y tienen que entender lo que sienten esas personas y lo que experimentan sus familiares cuando esto sucede. Él regresó a su rutina diaria en la granja. Maneja su tractor. A veces va montando a caballo a su cabaña. Y ha sido muy feliz.
But now, you ask me, but what about war, the war on cancer? Show us some primary cancer. What can be done there? So I have good news and bad news. The good news: there's a lot that can be done. And it has been shown actually outside of the U.S. And doing that in the U.S. is very painful. I don't see, without this nation taking it as some collective will or something that is a national goal to make that happen, it will not happen. And it's not just because of regulation; it's because of the amount of money needed under the current evidence-based medicine and the size of trials and so on to make it happen.
Pero ahora me preguntan: ¿qué pasa con la guerra, la guerra contra el cáncer? Muéstrennos un cáncer primario. ¿Qué se puede hacer allí? Tengo buenas y malas noticias. Las buenas noticias: hay mucho que se puede hacer. Y en realidad se ha demostrado fuera de EE.UU. Demostrarlo en EE.UU. ha sido muy doloroso. No veo cómo, a menos que se establezca como un principio colectivo o como un objetivo nacional, vaya a suceder esto. Y no es sólo por la regulación; es por la cantidad de dinero necesaria en el modelo médico actual basado en evidencia y el tamaño de las muestras y todo eso para lograr su implementación.
So the first two applications are breast cancer and prostate cancer. They were the first to be treated by focused ultrasound. And we have better-than-surgery results in breasts. But I have a message for the men here. We heard here yesterday Quyen talking about the adverse event trait in prostate cancer. There is a unique opportunity now with focused ultrasound guided by MR, because we can actually think about prostate lumpectomy -- treating just the focal lesion and not removing the whole gland, and by that, avoiding all the issues with potency and incontinence. Well, there are other cancer tumors in the abdomen -- quite lethal, very lethal actually -- pancreas, liver, kidney. The challenge there with a breathing and awake patient -- and in all our treatments, the patient is awake and conscious and speaks with the physician -- is you have to teach the MR some tricks how to do it in real time. And this will take time. This will take two years.
Así que las dos primeras aplicaciones son el cáncer de mama y el cáncer de próstata. Fueron las primeras en ser tratadas con ultrasonido. Y tenemos mejores resultados que las cirugías mamarias. Y tengo un mensaje para los hombres. Escuchamos ayer de Quyen que hablaba sobre las características de factores adversos para el cáncer de próstata. Hoy hay una oportunidad única con el ultrasonido focalizado guiado por RM, porque podemos considerar seriamente una lumpectomía en la próstata; tratando sólo la lesión focal sin eliminar toda la glándula y, con eso, evitar todos los problemas de potencia e incontinencia. Bueno, hay otros tumores malignos en el abdomen —letales, en verdad extremadamente letales— como el páncreas, el hígado, el riñón. El desafío pasa ahí por tener al paciente despierto y respirando —y así como en todos nuestros tratamientos, el paciente está despierto, consciente y hablando con el médico— y hay que enseñarle a la RM algunos trucos para hacer esto en tiempo real. Por lo que esto llevará tiempo. Llevará dos años.
But I have now a message to the ladies. And this is, in 2004, the FDA has approved MR-guided focused ultrasounds for the treatment of symptomatic uterine fibroids. Women suffer from that disease. All those tumors have heavy bleeding during periods, abdominal pressure, back pain, frequent urination. And sometimes, they cannot even conceive and become pregnant because of the fibroid. This is Frances. She was diagnosed with a grapefruit-sized fibroid. This is a big fibroid. She was offered a hysterectomy, but this is an inconceivable proposition for someone who wants to keep her pregnancy option. So she elected to undergo a focused ultrasound procedure in 2008. And in 2010, she became a first-time mother to a healthy baby. So new life was born.
Y ahora tengo un mensaje para las damas. Y es que en el año 2004 la FDA aprobó los ultrasonidos focalizados guiados por RM para el tratamiento de fibromas uterinos sintomáticos. Las mujeres sufren de eso. Todos esos tumores causan sangrado abundante durante la menstruación, presión abdominal, dolor de espalda, necesidad frecuente de orinar. Y, a veces, ni siquiera pueden concebir o quedar embarazadas por el fibroma. Esta es Frances. Se le encontró un fibroma del tamaño de un pomelo. Ese es un fibroma grande. Se le recomendó una histerectomía pero esta fue una propuesta inconcebible para alguien que quería poder quedar embarazada. Así que eligió someterse a un procedimiento de ultrasonido focalizado en el 2008. Y en 2010, fue madre por primera vez de un bebé sano. Y así nació una nueva vida.
(Applause)
(Aplausos)
So in conclusion, I'd like to leave you with actually four messages. One is, think about the amount of suffering that is saved from patients undergoing noninvasive surgery, and also the economical and emotional burden removed from their families and communities and the society at large -- and I think also from their physicians, by the way. And the other thing I would like you to think about is the new type of relationship between physician and patients when you have a patient on the table [who] is awake and can even monitor the treatment. In all our treatments, the patient holds a stop sonication button. He can stop the surgery at any moment.
En conclusión, me gustaría dejarles cuatro mensajes. El primero es: consideren todo el sufrimiento que se previene al intervenir a los pacientes con cirugía no invasiva así como también la carga económica y emocional de estar separados de sus familias y comunidades y de la sociedad en general; y, por cierto, también de sus médicos. Y la otra cosa que me gustaría que consideraran es el nuevo tipo de relación entre el médico y los pacientes cuando hay un paciente despierto en la mesa y que incluso puede monitorear el tratamiento. En todos nuestros tratamientos, el paciente tiene un botón para parar. Puede detener la operación en cualquier momento.
And with that note, I would like to thank you for listening.
Y habiendo dicho eso me gustaría agradecerles su atención.
(Applause)
(Aplausos)