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.
Au cours des 13 dernières années - un, trois, 13 ans - j'ai fait partie d'une équipe exceptionnelle au InSightec en Israël avec des partenaires dans le monde entier pour sortir cette idée, ce concept, la chirurgie non invasive, du laboratoire de recherche et en avoir un usage clinique normal. C'est ce que je dont je vais vous parler. 13 ans certains d'entre vous ont une empathie particulière avec ce nombre. Pour moi, aujourd'hui, à ce jour, c'est comme une deuxième bar mitzvah.
(Laughter)
(Rires)
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.
Ce rêve est vraiment rendu possible par la convergence de deux technologies connues. D'une part les ultrasons focalisés, d'autre part l'imagerie par résonance magnétique qui permet la vision. Parlons d'abord des ultrasons focalisés. Je tiens dans ma main un fantôme qui imite les tissus. Il est composé de silicone. Il est transparent, créé rien que pour vous. Vous le voyez, il est totalement intact, complètement transparent. Je vous emmène maintenant dans le laboratoire acoustique. Vous voyez le fantôme dans l'aquarium. C'est une installation que j'ai faite dans un laboratoire de physique. Sur la droite, vous voyez un transducteur à ultrasons. Le transducteur à ultrasons émet en gros un faisceau ultrasonore qui se focalise à l'intérieur du fantôme. Quand vous entendez le clic, c'est le moment où l'énergie commence à émettre, vous voyez une petite lésion se former à l'intérieur du fantôme. Tout ce qui est autour reste entier et intact. Elle s'est juste formée à l'intérieur. Imaginez que ce soit votre cerveau. Nous devons atteindre une cible à l'intérieur du cerveau. Nous pouvons le faire sans endommager aucun tissu. Donc, c'est, je pense, le premier système chirurgical kasher.
(Laughter)
(Rires)
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.
Parlons un peu plus des ultrasons, de la force des ultrasons. Vous savez tout sur l'imagerie par ultrasons. Vous connaissez aussi la lithotripsie -- la façon dont on dissout les calculs rénaux. Mais on peut mettre créer des ultrasons à tous les stades intermédiaires, parce que c'est une force mécanique. En gros, c'est une force qui agit sur un tissu qu'il traverse. Ainsi, vous pouvez modifier l'intensité, la fréquence, la durée, la forme des impulsions des ultrasons pour créer n'importe quoi d'un aérographe à un marteau. Je vais vous montrer de multiples applications dans le domaine médical qui peuvent être réalisées, simplement en les focalisant, en les focalisant physiquement.
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.
Cette idée d'utiliser des ultrasons focalisés pour traiter des lésions cérébrales n'est pas nouvelle du tout. Quand je suis né, cette idée avait déjà été émise par des pionniers comme les frères Fry et Lars Leksell, qui est connu en fait comme l'inventeur du "couteau gamma". Mais vous ne savez peut-être pas qu'il a tenté d'effectuer des lobotomies non invasives, avec des ultrasons focalisés dans les années 50. Il a échoué, il a donc inventé le couteau gamma. Cela vous fait réfléchir à la raison pour laquelle ces pionniers ont échoué. Il y avait quelque chose de fondamental qui leur avait échappé. Il leur manquait la vue. Il a fallu attendre l'invention de la résonance magnétique et vraiment l'intégration de la résonance magnétique et des ultrasons focalisés pour obtenir la visualisation -- à la fois anatomique et physiologique afin d'avoir une procédure chirurgicale autonome, totalement non invasive.
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.
Voilà à quoi ressemble aujourd'hui la salle d'opération du futur. C'est un IRM avec un système ultrasons focalisés. Je vais vous donner plusieurs exemples. Le premier est dans le cerveau. Une des conditions neurologiques qui peut être traitée avec des ultrasons focalisés est les troubles du mouvement, comme la maladie de Parkinson ou le Tremblement Essentiel. Ce qui est typique de ces maladies, du Tremblement Essentiel, par exemple, c'est l'incapacité à boire ou à manger des céréales ou de la soupe sans tout vous renverser dessus, ou à écrire lisiblement pour que l'on puisse vous lire, et à être vraiment indépendant sans l'aide d'autrui.
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.
J'aimerais vous présenter John. John est un professeur d'histoire retraité de Virginie. Il souffrait du Tremblement Essentiel depuis de nombreuses années. Les médicaments n'agissaient plus. Beaucoup de ces patients ont refusé de subir une intervention chirurgicale, de laisser des gens charcuter leur cerveau. Il y environ quatre ou cinq mois, il a subi une procédure expérimentale. Le Ministère de la Santé l'approuve en tant que dispositif de recherche à l'Université de Virginie à Charlottesville. On utilise des ultrasons focalisés pour faire une ablation dans son thalamus. Voici son écriture. "Le 20 Juin," si vous pouvez le lire, "2011". C'est son écriture le matin du traitement avant d'entrer dans l'IRM. Maintenant, je vais vous guider à travers ce à quoi une procédure typique ressemble, ce à quoi la chirurgie non invasive ressemble.
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.
Nous avons placé le patient sur la table IRM. Nous attachons un transducteur, dans ce cas au cerveau, mais si c'était un organe différent, ce serait un transducteur différent fixé au patient. Le médecin fera ensuite une IRM normale. Le but de tout cela? Je n'ai pas de pointeur ici, mais est-ce que vous voyez cette espèce de rectangle ou de trapèze vert? C'est en gros la surface de traitement. C'est une frontière de sécurité autour de la cible. C'est une cible dans le thalamus. Une fois qu'on a obtenu ces images et que le médecin a établi toutes les limites de sécurité nécessaires, il sélectionne essentiellement un point -- vous voyez le point au milieu, là où se trouve le curseur - et il appuie sur ce bouton bleu appelé "Sonication". Nous appelons cette instance d'injection d'énergie, sonication. Le seul travail manuel que le médecin fait ici est le déplacement d'une souris. C'est le seul appareil dont il a besoin dans ce traitement.
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.
Il appuie donc sur "Sonication", et voici ce qui se passe. Vous voyez le transducteur, le bleu clair? Il y a de l'eau entre le crâne et le transducteur. Cela produit cette bouffée d'énergie. Cela élève la température. Nous devons d'abord vérifier que nous sommes sur la cible. La première sonication est donc à faible énergie. Elle ne cause aucun dommage, mais elle élève la température de quelques degrés. L'une des capacités uniques que nous obtenons avec l'IRM est de mesurer la température de manière non invasive. C'est vraiment une capacité unique de l'IRM. On ne l'utilise pas habituellement dans l'imagerie de diagnostic. Mais ici, nous pouvons obtenir à la fois l'imagerie anatomique et les cartes de température en temps réel. Vous pouvez voir les points sur le graphique. La température a été augmentée à 43° C temporairement. Cela ne cause aucun dommage. Mais le fait est que nous sommes pile sur la cible. Donc, une fois que le médecin vérifie que le point de focalisation est sur la cible qu'il a choisie, alors nous pouvons passer à l'ablation avec une énergie maximale comme vous le voyez ici. Vous voyez que la température monte à environ 55 à 60° C. Si vous le faites pendant plus d'une seconde, c'est suffisant pour en gros détruire les protéines des cellules.
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.
Ceci est le résultat du point de vue du patient - le jour même du traitement. C'est un soulagement immédiat. (Applaudissements) Merci. John est l'une des dizaines de personnes très héroïques et courageuses qui s'étaient portées volontaires pour l'étude. Vous devez comprendre à quoi pensent ces gens quand ils sont prêts à prendre ce risque. Je cite John d'après qu'il a écrit ici. Il a dit : «Miraculeux». Sa femme a dit : "C'est le plus beau moment de ma vie." Vous vous demandez pourquoi. L'un des messages que je tiens à transmettre est: quid de la défense de la qualité de vie? Ces gens perdent leur indépendance. Ils sont dépendants des autres. John est aujourd'hui totalement indépendant. Il est retourné à une vie normale. Il joue aussi au golf, comme on le fait en Virginie lorsqu'on est à la retraite. Vous voyez ici le point ici. Cela mesure trois millimètres à l'intérieur du cerveau. Il n'y a pas de dégâts à l'extérieur. Il ne souffre d'aucun neuro-déficit. Il n'y a pas besoin de convalescence, rien. Il est de retour à la vie normale.
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.
Passons maintenant à un sujet plus douloureux. La douleur est quelque chose qui peut rendre notre vie horrible. Les gens souffrent de toutes sortes de douleurs comme les douleurs neuropathiques, les douleurs lombaires, les douleurs du cancer dues aux métastases osseuses, lorsque les métastases atteignent vos os, elles sont parfois très douloureuses. Toutes celles que j'ai indiquées ont pu être traitées avec succès par ultrasons focalisés qui soulagent la douleur, là aussi, très vite. Je tiens à vous parler de PJ. C'est un agriculteur de 78 ans qui souffrait de - comment dire? - on appelle ça la douleur dans les fesses. Il avait des métastases dans sa fesse droite, et il ne pouvait pas s'asseoir même avec des médicaments. Il a dû renoncer à toutes les activités de la ferme. Il a été traité par radiothérapie, le nec plus ultra de la radiothérapie, mais ça n'a servi à rien. Beaucoup de patients préfèrent la radiothérapie.
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.
Là aussi, il s'est porté volontaire pour une étude cruciale faite dans le monde entier, également aux États-Unis En fait, c'est sa femme qui l'a amené. Ils ont roulé trois heures de leur ferme à l'hôpital. Il a dû s'asseoir sur un coussin, rester immobile, ne pas bouger, parce que c'était très douloureux. Il a subi le traitement, et sur le chemin du retour, il conduisait le camion lui-même. Là aussi, c'est un soulagement immédiat. Vous devez comprendre ce que ressentent ces gens et ce que leur famille vit quand ça arrive. Là aussi, il est retourné à la routine quotidienne de sa ferme. Il conduit son tracteur. Il monte régulièrement son cheval jusqu'à leur chalet de montagne. Et il est très heureux.
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.
Mais maintenant, vous me demandez, et la guerre, la guerre contre le cancer? Montrez-nous des cancers primaires. Qu'est-ce qui peut être fait là? J'ai une bonne et une mauvaise nouvelles. La bonne nouvelle: beaucoup peut être fait. Cela a été démontré en fait hors des États-Unis. Le faire aux États-Unis est très compliqué. Je ne vois pas comment on y arrivera sans que cette nation le prenne comme une volonté collective ou un objectif national, sans ça, cela n'arrivera pas. Pas seulement à cause de la réglementation, mais à cause de la quantité d'argent nécessaire dans la médecine actuelle qui se base sur des preuves, sur la taille des essais, etc. pour y arriver.
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.
Les deux premières applications sont le cancer du sein et le cancer de la prostate. Ce furent les premiers à être traités par ultrasons focalisés. Les résultats pour les seins sont meilleurs qu'avec la chirurgie. Mais j'ai un message pour les hommes ici. Nous avons entendu hier Quyen parler de la caractéristique d'événements indésirables dans le cancer de la prostate. Il y a désormais une occasion unique avec des ultrasons focalisés guidés par IRM, parce que nous pouvons réellement imaginer une tumorectomie de la prostate - traiter seulement la lésion focale et ne pas retirer toute la glande, et ainsi, éviter tous les problèmes d'impuissance et d'incontinence. Il y a d'autres tumeurs cancéreuses dans l'abdomen - très, très peu en fait - pancréas, foie, reins. Le problème dans ces cas avec un patient éveillé qui respire - dans tous nos traitements, le patient est éveillé et conscient et parle avec le médecin - est que vous devez enseigner à l'IRM quelques astuces pour le faire en temps réel. Cela prendra du temps. Cela prendra deux ans.
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.
J'ai maintenant un message pour les femmes. En 2004, la FDA a approuvé les ultrasons focalisés guidés par IRM pour le traitement des fibromes utérins symptomatiques. Les femmes souffrent de cette maladie. Toutes ces tumeurs ont des saignements abondants durant les règles, des compressions abdominales, des douleurs dorsales, un besoin fréquent d'uriner. Parfois, elles ne peuvent même pas concevoir et devenir enceinte à cause du fibrome. Voici Frances. On lui a diagnostiqué un fibrome de la taille d'un pamplemousse. C'est un gros fibrome. On lui a proposé une hystérectomie, mais c'est une proposition inconcevable pour quelqu'un qui veut garder une possibilité de grossesse. Alors elle a choisi de subir une intervention aux ultrasons focalisés en 2008. En 2010, elle a accouché pour la première fois d'un bébé en bonne santé. Une nouvelle vie est née.
(Applause)
(Applaudissements)
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 conclusion, j'aimerais vous transmettre quatre messages. Premièrement, pensez à la quantité de souffrance qui est épargnée aux patients subissant une chirurgie non invasive, et aussi à la charge économique et émotionnelle évitée à leur famille et à leur communauté et à la société au sens large - et je pense aussi à leurs médecins, d'ailleurs. L'autre chose à laquelle je voudrais que vous réfléchissiez, c'est le nouveau type de relation entre le médecin et les patients. Quand vous avez un patient sur la table qui est éveillé et peut même suivre le traitement. Dans tous nos traitements, le patient tient un bouton pour arrêter la sonication. Il peut arrêter la chirurgie à tout moment.
And with that note, I would like to thank you for listening.
Et sur cette note d'espoir, je tiens à vous remercier de m'avoir écouté.
(Applause)
(Applaudissements)