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.
In de afgelopen 13 jaar - een, drie, 13 jaar - maakte ik deel uit van een uitzonderlijk team bij InSightec in Israël en partners over de hele wereld om dit concept van niet-invasieve chirurgie van het onderzoekslab naar routine klinisch gebruik te brengen. Hierover wil ik het hebben. 13 jaar - sommigen kunnen daar een betekenis aan geven. Voor mij voelt het vandaag aan als een tweede bar-mitswa-ervaring.
(Laughter)
(Gelach)
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.
Deze droom is mogelijk gemaakt door de combinatie van twee bekende technologieën. Een daarvan is gefocusseerd ultrageluid, en de andere is de functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI). Laten we eerst praten over gefocusseerd ultrageluid. Ik heb hier een model dat weefsel moet voorstellen. Het is gemaakt van silicium. Het is transparant, speciaal voor jullie gemaakt. Je kan zien dat het helemaal intact is en volledig transparant. Ik neem jullie nu mee naar het akoestische lab. Je ziet het model in het aquarium. Dit is een opstelling in een natuurkundig lab. Rechts zie je een ultrasone transducer. De ultrasone transducer geeft in principe een ultrasone straal die binnenin het model gefocust wordt. Bij de klik begint de energie te stralen en zie je dat zich een kleine laesie vormt binnenin het model. Maar alles er omheen blijft geheel en intact. Er is alleen maar een laesie in gevormd. Stel je voor dat dit in je hersenen gebeurt. We moeten een doel in de hersenen bereiken. We kunnen dat doen zonder nadelige gevolgen voor enig weefsel. Volgens mij is dit het eerste koosjere Hippocratische chirurgische systeem.
(Laughter)
(Gelach)
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.
Laten we het eerst hebben over ultrageluid, de kracht van ultrageluid. Jullie kennen allemaal echografie. En ook lithotripsie - niersteenvergruizing. Maar ultrageluid kan dienen voor alles daartussen, want het is een mechanische kracht. Het is een kracht die inwerkt op weefsel waar ze doorheen gaat. Je kan de intensiteit, de frequentie, de duur, de pulsvorm van het ultrageluid aanpassen om iets te krijgen dat gaat van een airbrush tot een hamer. Ik ga jullie meerdere toepassingen in de medische sector laten zien die mogelijk worden gemaakt alleen maar door focusseren, fysisch focusseren.
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.
Dit idee om met gericht ultrageluid letsels in de hersenen te behandelen is niet nieuw. Toen ik geboren werd, was dit idee al bedacht door pioniers zoals de gebroeders Fry en Lars Leksell. Die is nu eigenlijk bekend als de uitvinder van het gammaknife. Maar misschien weten jullie niet dat hij in de jaren 50 met gefocusseerd ultrageluid niet-invasieve lobotomie probeerde uit te voeren in de hersenen. Hij faalde, dus vond hij maar het gammaknife uit. Je vraagt je af waarom het die pioniers niet lukte. Iets fundamenteels ontbrak nog. Zij konden nog niet zien wat ze deden. Pas door de uitvinding van de MR en de integratie van de MR met gefocusseerd ultrageluid - waardoor zowel anatomische als fysiologische feedback mogelijk werd – werd een volledig niet-invasieve chirurgische ingreep met gesloten kring mogelijk.
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.
Zo ziet de operatiekamer van de toekomst er vandaag uit. Dit is een MR-kamer met een systeem van gefocusseerd ultrageluid. Ik geef jullie een aantal voorbeelden. Het eerste is in de hersenen. Een van de neurologische aandoeningen die kunnen worden behandeld met ultrageluid zijn bewegingsstoornissen zoals Parkinson of essentiële tremor. Wat typisch is aan deze toestand, aan essentiële tremor bijvoorbeeld, is het onvermogen om granen te eten of soep te drinken zonder alles over je heen te morsen, of leesbaar te schrijven, zodat mensen het kunnen begrijpen en in het leven op je eigen benen te kunnen staan zonder de hulp van anderen.
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.
Dit is John. John is een gepensioneerde professor in de geschiedenis uit Virginia. Hij leed al vele jaren aan essentiële tremor. Medicatie baatte niet meer. Veel van deze patiënten weigerden een operatie te ondergaan omdat er in hun hersenen moest worden gesneden. Vier of vijf maanden geleden onderging hij een experimentele procedure. Het werd goedgekeurd onder een FDA IDE [speciale toestemming] aan de Universiteit van Virginia in Charlottesville om met ultrageluid een punt in zijn thalamus te ablateren. Dit was zijn handschrift. "Op 20 juni" als je het kan lezen, "2011". Dit was zijn handschrift op de ochtend van de behandeling voordat hij onder de MR ging. Nu toon ik jullie een typische procedure van niet-invasieve chirurgie.
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.
We leggen de patiënt op de MR-tafel. We bevestigen een transducer, in dit geval aan de hersenen. Voor een ander orgaan gebruiken we een ander soort transducer. De arts neemt dan een reguliere MR-scan. Waarom? Ik heb hier geen aanwijzer, maar zie je die groene rechthoek of trapezium? Dit is het algemene gebied van de behandeling. Het is een veiligheidsgrens rond het doel. Het is een doel in de thalamus. Zodra deze foto’s klaar zijn en de arts alle noodzakelijke veiligheidslimieten heeft afgebakend enzovoort, kiest hij een punt - zie je het ronde punt in het midden waar de cursor is - en drukt hij op deze blauwe knop voor ‘sonicatie’. Dit injecteren van energie noemen we ‘sonicatie’. Het enige wat de arts nog moet doen, is de muis verplaatsen. Dit is het enige apparaat dat hij nodig heeft voor deze behandeling.
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.
Hij drukt op "sonicatie" en dan gebeurt dit. Je ziet de transducer in lichtblauw aangegeven. Er zit water tussen de schedel en de transducer. Dan komt de energiestoot. Het verhoogt de temperatuur. Eerst controleren we of we het doel precies raken. De eerste sonicatie gebeurt bij lagere energie. Het richt geen schade aan, maar het verhoogt de temperatuur met een paar graden. Een van de unieke mogelijkheden van de MR is de mogelijkheid om temperatuur niet-invasief te meten. Dit is echt een unieke mogelijkheid van de MR. Dat wordt niet gebruikt bij de reguliere diagnostische beeldvorming. Maar hier kunnen we zowel de anatomische beeldvorming als de temperatuur in real time in kaart brengen. Jullie kunnen daar de punten op de grafiek zien. De temperatuur werd tijdelijk verhoogd tot 43 °C. Dat veroorzaakt geen schade. Het gaat erom het doel precies te raken. Zodra de arts heeft nagegaan dat het brandpunt precies op de gekozen plaats valt, gaan we de ablatie met volle energie uitvoeren. Zoals je hier ziet. Je ziet dat de temperatuur stijgt tot 55 à 60 °C. Als je dat langer dan één seconde doet, is het in principe genoeg om de eiwitten van de cellen te vernietigen.
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.
Dit is de uitkomst vanuit het perspectief van de patiënt - dezelfde dag na de behandeling. Een onmiddellijke verlichting. (Applaus) Dank je. John is een van een dozijn zeer heldhaftige, moedige mensen die zich als vrijwilliger voor de studie opgaven. Je moet begrijpen wat er in mensen omgaat als ze bereid zijn om het risico te nemen. Hier een citaat van John nadat hij dit schreef. Hij zei: "Miraculeus." Zijn vrouw zei: "Dit is het gelukkigste moment van mijn leven." Je vraagt je af waarom. Waar ik het graag over heb is hoe het zit met opkomen voor levenskwaliteit. Die mensen verliezen hun onafhankelijkheid. Ze zijn afhankelijk van anderen. John is vandaag volledig onafhankelijk. Hij leidt weer een normaal leven. Hij speelt ook golf, wat je in Virginia doet na je pensionering. Je kunt hier de vlek zien. Ongeveer drie millimeter groot in het midden van de hersenen. En erbuiten geen schade. Geen merkbare vermindering van hersenfunctie. Er is geen herstel nodig is, helemaal niets. Hij heeft zijn normale leven terug.
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.
Laten we nu op een pijnlijker onderwerp overgaan. Pijn is iets wat je leven kan verzuren. Mensen lijden aan allerlei soorten pijn zoals neuropathische pijn, lagere rugpijn en kankerpijn van botmetastasen. Als metastasen optreden in je beenderen, kan dat zeer pijnlijk zijn. Alle patiënten die ervoor in aanmerking kwamen, werden al met succes door gefocusseerd ultrageluid behandeld voor het heel snel verlichten van de pijn. Ik ga het hebben over PJ. Hij is een 78-jarige boer die leed aan - hoe moet ik het zeggen? - pijn in zijn achterwerk. Hij had uitzaaiingen in zijn rechterbil, en kon niet zitten, zelfs niet met medicatie. Hij moest alle werkzaamheden op het bedrijf opgeven. Hij werd behandeld met radiotherapie, state-of-the-art radiotherapie, maar het hielp niet. Dergelijke patiënten kiezen vaak voor radiotherapie.
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.
Hij gaf zich als vrijwilliger op voor een cruciaal onderzoek over de hele wereld, ook in de VS. Zijn echtgenote bracht hem in feite mee. Ze reden drie uur van hun boerderij naar het ziekenhuis. Hij moest op een kussen zitten, stilstaan, niet bewegen, want het was erg pijnlijk. Hij onderging de behandeling en op de terugweg reed hij de truck zelf. Weer een onmiddellijke verlichting. Denk je eens in hoe die mensen en ook hun familie zich voelen wanneer zoiets gebeurt. Hij kon de dagelijkse routine op de boerderij weer aan. Hij rijdt weer met zijn tractor. Hij gaat regelmatig te paard naar hun berghut. Hij is zeer gelukkig.
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.
Maar nu zal je vragen hoe het zit met de strijd tegen kanker. Toon ons eens wat aantal primaire kankers. Wat kan er aan gedaan worden? Ik heb goed nieuws en slecht nieuws. Het goede nieuws: er is veel dat gedaan kan worden. Maar nog niet in de VS. In de VS is de toestand erg pijnlijk. Ik denk dat het niet zal gebeuren als dit land geen gezamenlijke inspanning kan opbrengen of er geen nationale doelstelling van maakt. Niet alleen vanwege de regelgeving. Vanwege de kosten voor de huidige op bewijsmateriaal gebaseerde geneeskunde, de grootte van de proeven en ga zo maar door, zal het moeilijk te realiseren zijn.
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.
De eerste twee toepassingen zijn voor borstkanker en prostaatkanker. Ze waren de eerste die werden behandeld met gefocusseerd ultrageluid. We hebben resultaten voor borsten die beter zijn dan bij een operatie. Maar ik heb een boodschap voor de mannen hier. We hoorden hier gisteren Quyen praten over de gevolgen van prostaatkanker. Er doet zich nu een unieke kans voor met gefocusseerd ultrageluid geleid door MR. We kunnen eigenlijk gaan denken over het lokaal verwijderen van prostaatkanker - het behandelen van alleen de focale laesie en niet het verwijderen van de hele klier en daardoor alle problemen met potentie en incontinentie vermijden. Er zijn nog andere kankertumoren in de buik - heel, heel weinig eigenlijk - in de alvleesklier, lever, nieren. De uitdaging is om met een ademende en wakkere patiënt - bij al onze behandelingen is de patiënt wakker en bewust en spreekt hij met de arts - de MR een paar trucjes bij te brengen om dat in real time te doen. Dat zal wat tijd vragen. Een paar jaar.
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.
Maar ik heb ook een boodschap voor de dames. In 2004 heeft de FDA MR-geleid gefocusseerd ultrageluid goedgekeurd voor de behandeling van symptomatische vleesbomen. Vrouwen hebben last van die ziekte. Al die tumoren veroorzaken zware bloedingen tijdens de maandstonden, abdominale druk, rugpijn, frequent urineren. Soms kunnen ze zelfs niet zwanger worden als gevolg van een vleesboom. Dit is Frances. Haar diagnose: een vleesboom ter grootte van een pompelmoes. Dat is een grote vleesboom. Men stelde haar een hysterectomie voor, maar dat was ondenkbaar voor iemand die nog zwanger wil worden. Ze koos in 2008 voor een procedure met gefocusseerd ultrageluid. In 2010 werd ze de eerste keer moeder van een gezonde baby. Nieuw leven was geboren.
(Applause)
(Applaus)
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.
Als conclusie wil ik jullie vier boodschappen meegeven. De eerste is na te denken over de hoeveelheid lijden dat patiënten wordt bespaard door niet-invasieve chirurgie, en ook de economische en emotionele belasting die hun gezinnen en gemeenschappen en de maatschappij in het algemeen wordt bespaard - en ik denk, tussen haakjes, ook hun artsen. Waar jullie ook over zouden moeten nadenken is over de nieuwe soort relatie tussen arts en patiënten wanneer de patiënt wakker op de tafel ligt en zelf toezicht op de behandeling heeft. Bij al onze behandelingen houdt de patiënt zelf een 'stop-de-sonicatieknop' vast. Hij kan de operatie op elk gewenst moment stoppen.
And with that note, I would like to thank you for listening.
Met deze opmerking wil ik jullie bedanken voor de aandacht.
(Applause)
(Applaus)