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.
Posledných 13 rokov -- jeden a tri, 13 rokov -- som bol súčasťou výnimočného tímu v InSightec v Izraeli a s partnermi po celom svete, ktorí prenášajú nápad, koncept neinvazívnej chirurgie zo stolov z vývojárskej kuchyne do bežnej klinickej praxe. A o tom vám teraz poviem. 13 rokov -- niektorí z vás môžu so mnou pri tom čísle súcitiť. Ale pre mňa je to ako prežívať druhé bar micva v tento deň.
(Laughter)
(Smiech)
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.
Uskutočnenie tohto sna bolo naozaj možné len vďaka zlúčeniu dvoch známych technológií. Jednou z nich je zaostrený ultrazvuk a tou druhou je zobrazenie pomocou magnetickej rezonancie. Najskôr si povedzme o zaostrenom ultrazvuku. V ruke držím vzorku napodobňujúcu tkanivo. Je vyrobená z kremíku. Je priehľadná, vyrobená špeciálne pre vás. Ako vidíte, je neporušená a úplne priehľadná. Teraz vás zoberiem do akustického laboratória. Ako vidíte, vzorka je v akváriu. Toto je zostava vo fyzikálnom laboratóriu. Na pravej strane vidíte generátor ultrazvuku. Generátor ultrazvuku v podstate vysiela ultrazvukový lúč, ktorý sa zaostruje vo vnútri vzorky. Fajn, keď budete počuť klik, vtedy začne vyžarovať energia a vo vnútri vzorky uvidíte malé poškodenie. Dobre, všetko naokolo zostalo nenarušené. Ide len o malé poškodenie vo vnútri. Predstavte si, že toto je vo vašom mozgu. Potrebujeme zamerať cieľ vo vnútri mozgu. Môžeme to spraviť bez poškodenia tkaniva. Takže si myslím, že toto je vlastne prvý chirurgický systém, kóšer podľa Hippokrata.
(Laughter)
(Smiech)
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.
Dobre, teraz si povedzme niečo o ultrazvuku, sile ultrazvuku. Určite ste počuli o ultrazvukovom vyšetrení, sonografii. Takisto ste počuli aj o litotripsii, rozbíjaní obličkových kameňov. Ale ultrazvuk môžeme tvarovať, aby bol čokoľvek medzi tým, pretože ide o mechanickú silu. V podstate ide o silu pôsobiacu na tkanivo, ktoré pretína. Môžeme meniť intenzitu, frekvenciu, dĺžku pôsobenia, tvar pulzu ultrazvuku, aby sme vytvorili hocičo od rozprašovača až po kladivo. Ukážem vám viacnásobné využitie v medicíne, ktoré je možné len vďaka zaostreniu, fyzickému zaostreniu.
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.
Myšlienka použitia zaostreného ultrazvuku na liečbu poškodení mozgu nie je vôbec nová. Keď som sa narodil, už ju poňali pionieri vedy ako Bratia Fryovci a Lars Leksell, ktorý je vlastne známy ako vynálezca gama noža. Ale možno neviete, že sa v 50tych rokoch pokúšal so zaostreným ultrazvukom o lobotómiu v mozgu, a to neinvazívne. Zlyhal, takže potom vynašiel ten gama nôž. Až vás to núti rozmýšľať, prečo títo pionieri zlyhali. Chýbalo im niečo podstatné. Nemali potrebnú úroveň zobrazovania. Až vynález MR (magnetickej rezonancie) a vskutku integrácia MR so zaostreným ultrazvukom nám poskytli odozvu, anatomickú aj fyziologickú, aby sme docielili úplne neinvazívny, ucelený chirurgický zákrok.
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.
A takto to vyzerá, chápete, operačná sála budúcnosti už dnes. Vidíte tu MR zariadenie a systém zaostreného ultrazvuku. Teraz vám uvediem pár príkladov využitia. Prvým príkladom je mozog. Jedným z neurologických stavov, ktoré sa dajú liečiť zaostreným ultrazvukom, sú poruchy pohybu, napr. Parkinson alebo neovládateľné chvenie. Pre tieto stavy, napr. pre neovládateľné chvenie, je typická neschopnosť piť alebo jesť cereálie alebo polievku bez toho, aby ste všetko okolo seba pooblievali, alebo neschopnosť čitateľne písať, a byť v živote úplne samostatný bez pomoci ostatných.
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.
Rád by som vám predstavil Johna. John je profesor histórie na dôchodku z Virgínie. Veľmi veľa rokov trpel neovládateľným chvením. Lieky mu už jednoducho nepomáhali. Veľa takýchto pacientov odmieta podstúpiť operáciu, lebo nechcú, aby im rezali do mozgu. Asi pred štyrmi alebo piatimi mesiacmi podstúpil experimentálnu procedúru, ktorá je schválená americkými kontrolnými úradmi. Na Univerzite Virgínie v Charlottesville sme pomocou zaostreného ultrazvuku mohli odpariť bod v jeho talamuse. Toto je jeho rukopis. "20 Júna", ak to dokážete prečítať, "2011". Toto je jeho rukopis v to ráno zákroku predtým, ako išiel na MR. Teraz vás prevediem tým, ako vyzerá taká typická procedúra, ako vyzerá neinvazívna operácia.
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.
Takže položíme pacienta na MR stôl. V tomto prípade pripevníme vysielač k mozgu, ale ak by to bol iný orgán, k pacientovi by sme pripevnili iný vysielač. Následne urobí lekár štandardný snímok pomocou MR. Za akým účelom? Nemám tu ukazovátko, ale vidíte ten zelený obdĺžnik alebo lichobežník? Toto je niečo ako všeobecná oblasť liečenia. Je to bezpečnostná hranica okolo nášho cieľa. Ide o cieľ v talamuse. Akonáhle lekár získa snímky a vyznačí všetky potrebné bezpečnostné limity atď., v podstate vyberie bod - vidíte ten bod v strede, kam ukazuje kurzor - a potom stlačí toto modré tlačidlo s názvom "osonovať". Túto fázu injektáže energie nazývame sonácia. Jediná práca, ktorú lekár vykonáva, je pohyb myšou. Myš je jediný nástroj, ktorý pri tejto liečbe potrebuje.
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.
Takže stlačí "osonovať" a stane sa toto. Tu vidíte vysielač svetlo modrou farbou. Medzi lebkou a vysielačom je voda. Vplyvom nárastu vyslanej energie sa zvýši teplota. Najprv potrebujeme overiť správne určenie cieľa. Takže prvú sonáciu spravíme nižšou energiou. Takto nespôsobíme žiadne poškodenie, oblasť sa len zahreje o niekoľko stupňov. Jedna z unikátnych schopností, ktoré sme nadobudli vďaka MR, je schopnosť neinvazívne merať teplotu. Toto je naozaj unikátna schopnosť MR. V štandardnom diagnostikovaní sa nepoužíva. Ale my získame aj anatomické zobrazovanie aj mapovanie teploty v reálnom čase. Výsledné body môžete vidieť na grafe. Teplota sa dočasne zvýšila na 43 stupňov Celzia, čo nespôsobí žiadne poškodenie. Ale výsledkom je, že správne určíme cieľ. Takže akonáhle lekár overí zameranie na cieľ, ktorý vybral, prejdeme k výkonu plnoenergetickej ablácie, ako môžete vidieť tu. A vidno, že teplota sa zvýši na niečo okolo 55 až 60°C. Zvýšenie teploty na dlhšie ako sekundu úplne stačí na zničenie proteínov cieľových buniek.
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.
A toto je výsledok z pohľadu pacienta... v ten istý deň po liečbe. Ide o okamžitú úľavu. (Potlesk) Ďakujem. John je jedným z asi dvanástich veľmi hrdinských, odvážnych ľudí, ktorí sa stali dobrovoľníkmi tohto výskumu. Musíte pochopiť, čo im behá po rozume, keď sú ochotní podstúpiť takýto risk. A toto je citát od Johna po tom, ako ho napísal. Povedal, " Zázrak." A jeho žena povedala, " Toto je najštastnejší okamih môjho života." Možno sa pýtate prečo. Jedným z odkazov, ktorý by som chcel odovzdať, je, čo sa stalo s ochranou kvality života? Myslím tým, že tí ľudia strácajú nezávislosť. Zostávajú závislí na iných. A John je dnes úplne sebestačný. Vrátil sa k normálnej rutine života. Dokonca hrá golf tak isto ako ostatní na dôchodku vo Virgínii. No, takže tu vidíte tú bodku. Bodku o veľkosti troch milimetrov v strede mozgu. Žiadne poškodenie naokolo. Netrpí žiadnym neurologickým deficitom. Žiadna rehabilitácia nie je potrebná, vôbec nič. Vrátil sa k normálnemu životu.
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.
Teraz prejdime k bolestivejšej téme. Bolesť je niečo, čo vám urobí zo života peklo. Ľudia trpia rôznymi druhmi bolestí ako neuropatická bolesť, bolesť krížov a bolesť z rakoviny metastázovanej v kostiach. Keď sa metastázy dostanú do kostí, niekedy dokážu byť veľmi bolestivé. Všetky, ktoré som vymenoval, už boli preukázané ako úspešne liečiteľné zaostreným ultrazvukom, veľmi rýchlo tým uľavujúc bolesti. A ešte by som vám chcel povedať o PJovi. Ide o 78-ročného farmára ktorý trpel...ako by som to povedal?... volá sa to bolesť zadku. Mal metastázy v pravej polke, a nemohol sa posadiť ani za pomoci liekov. Musel sa vzdať všetkých prác na farme. Liečili ho pomocou rádioterapie, prvotriednej rádioterapie, ale ani tá nepomohla. Veľa pacientov v podobnej situácii uprednostňuje rádioterapiu.
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.
A opäť, stal sa dobrovoľníkom pilotnej štúdie, ktorú sme celosvetovo spustili, a teda aj v USA. Vlastne ho priviedla jeho manželka. Šoférovali tak tri hodiny z ich farmy až do nemocnice. Musel meravo sedieť na vankúši, nehýbať sa, pretože všetky pohyby ho boleli. Podstúpil liečbu a cestou späť šoféroval on sám. Znovu, ide o okamžitú úľavu. A musíte pochopiť, čo tí ľudia prežívajú, a čo prežívajú ich rodiny, keď sa to stane. Vrátil sa k svojej dennej práci na farme. Môže jazdiť na traktore. Pravidelne jazdí na koni na ich horskú chatu. A je veľmi šťastný.
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.
Ale teraz mi položíte otázku, a čo s vojnou, vojnou proti rakovine? Pozrime sa na niektoré základné druhy rakoviny. Čo s nimi vieme spraviť? Mám pre vás dobrú aj zlú správu. Dobrá správa je, že sa dá spraviť veľa. A to sme dokázali mimo územia USA. Realizovať to v USA je veľmi bolestivé. Neviem si predstaviť, že bez toho, aby to tento národ bral ako kolektívnu vôľu alebo ako celonárodný cieľ, sa to uskutoční. A nie je to iba kvôli regulácii, je to kvôli množstvu peňazí potrebných na súčasnú medicínu vyžadujúcu dôkazy a rozsah experimentov atď, aby sa to implementovalo.
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.
Prvé dve aplikácie sú rakovina prsníkov a rakovina prostaty. Boli prvé, ktoré sa liečili zaostreným ultrazvukom. A pri rakovine prsníkov máme lepšie výsledky ako chirurgické zákroky. Ale mám odkaz aj pre mužov. Včera sme tu počuli Quyen hovoriť o nežiadúcich účinkoch liečby rakoviny prostaty. Máme tu teraz jedinečnú príležitosť so zaostreným ultrazvukom riadeným MR, pretože môžeme uvažovať o lumpektómii prostaty... vyliečime len fokálnu léziu a nemusíme odstrániť celú žľazu, čím sa vyhneme všetkým problémom s potenciou a inkontinenciou. No, v brušnej dutine sú ďalšie rakovinové tumory... dosť smrteľné, vlastne veľmi smrteľné... pankreas, pečeň, obličky. Výzva spojená s pacientom, ktorý dýcha a je pri vedomí... a pri všetkých našich liečbach je pacient v bdelom stave a pri zmysloch a rozpráva sa s lekárom... je, že musíte MR naučiť pár trikov, aby to fungovalo v reálnom čase. A to bude chvíľu trvať. Bude to trvať dva roky.
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.
Ale teraz mám odkaz pre dámy. A to je, že americké kontrolné úrady v roku 2004 povolili zaostrený ultrazvuk riadený MR na liečbu symptomatických myómov maternice. Ženy trpia týmto ochorením. Všetky tie tumory spôsobujú silné krvácanie počas menštruácie, tlak v brušnej dutine, bolesť chrbta, časté močenie. A niekedy sa im kvôli myómu nepodarí ani počať a otehotnieť. Toto je Frances. Diagnostikovali jej myóm veľkosti grepu. Ide o veľký myóm. Navrhli jej hysterektómiu, ale to je nemysliteľný návrh pre niekoho, kto chce mať možnosť otehotnieť. Preto sa v roku 2008 rozhodla podstúpiť zákrok pomocou zaostreného ultrazvuku. A v roku 2010 sa prvýkrát stala matkou zdravého bábätka. Narodil sa nový život.
(Applause)
(Potlesk)
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.
Takže na záver by som vám rád zanechal štyri odkazy. Jeden je, pomyslite na množstvo utrpenia, od ktorého ušetríme pacientov podstupujúcich neinvazívne operácie, a tak isto na ekonomické a emocionálne bremeno, ktorého zbavíme ich rodiny a komunity a spoločnosť všeobecne a mimochodom, myslím, že aj ich lekárov. A ďalšia vec, o ktorej by som bol rád, aby ste popremýšľali, je nový druh vzťahu medzi lekárom a pacientom, keď máte na stole pacienta, ktorý je pri vedomí a dokonca môže aj sledovať liečbu. Pri každej našej liečbe drží pacient tlačidlo na zastavenie sonácie. Kedykoľvek tak môže zastaviť operáciu.
And with that note, I would like to thank you for listening.
A s touto poznámkou by som vám rád poďakoval za pozornosť.
(Applause)
(Potlesk)