Första gången jag stod i en operationssal
och såg en operation på riktigt,
visste jag inte vad jag skulle förvänta mig.
Jag studerade till ingenjör.
Jag trodde att det skulle vara som på tv.
Dramatisk musik i bakgrunden.
Svett som droppar från kirurgens ansikte.
Men jag hade helt fel.
Det spelades musik den här dagen.
Jag tror det var Madonnas greatest hits.
(Skratt)
Och det pratades mycket,
inte bara om patientens hjärtfrekvens,
utan även om sport och planer för helgen.
I takt med att jag såg fler operationer
insåg jag att detta är verkligheten.
På något märkligt sätt är det bara en vanlig dag på jobbet.
Men ibland
stängs musiken av
samtidigt som alla tystnar
och stirrar på exakt samma sak.
Det är då du vet att ett riskfyllt och farligt ingrepp utförs.
Första gången jag såg detta var under en så kallad titthålsoperation.
Om detta är obekant för er innebär titthålsoperationer att kirurgen,
i stället för ett vanligt stort operationssnitt,
gör tre eller fler mindre hål i patienten.
Han för därefter in detta långa och smala instrument
och en kamera,
och utför ingreppet inuti patienten.
Detta är bra, eftersom infektionsrisken är mindre,
ingreppet gör mindre ont och återhämtningstiden är kortare.
Men det finns en avigsida.
Dessa hål görs nämligen
med ett långt och spetsigt instrument
kallat trokar.
Det kirurgen gör med detta instrument
är att han trycker in det i buken
tills det gör ett hål.
Anledningen till att alla i operationssalen
stirrade på instrumentet den dagen
var för att kirurgen var tvungen att vara otroligt försiktig
för att inte gå för långt
och sticka hål på organen och blodkärlen under.
Men ni känner nog till problemet,
för jag är ganska säker på att ni stött på det förut.
(Skratt)
Minns ni den här?
(Applåder)
Man visste att vilken sekund som helst
kunde sugröret gå rakt igenom,
och det var osäkert om det skulle gå rakt in i handen
eller om juicen skulle spruta överallt,
men man var på helspänn, eller hur?
Varje gång ni gjorde detta,
upplevde ni samma grundläggande fysiska fenomen
som jag såg i operationssalen den dagen.
Och det är ett stort problem.
2003 gick FDA ut och sa
att införandet av trokar kan vara det farligaste momentet
vid minimalinvasiv kirurgi.
2009 skrev dessutom en tidning
att trokarer står för över hälften
av alla allvarliga komplikationer vid titthålsoperationer.
Denna siffra har förresten inte ändrats under de senaste 25 åren.
När jag fortsatte mina studier
ville jag därför arbeta med detta.
Jag försökte förklara för en vän
vad jag ägnade min tid åt,
och jag sa:
"Det är som när du borrar genom en vägg
för att hänga upp något i din lägenhet.
Du vet det där ögonblicket när borren går igenom väggen
och gör en djupdykning?"
Han tittade på mig och sa:
"Som när de borrar i någons skalle?"
Jag svarade: "Ursäkta?" (Skratt)
Jag kollade upp det och de borrar faktiskt i människors kranier.
Många neurokirurgiska ingrepp
inleds faktiskt med att ett hål borras genom kraniet.
Och om kirurgen inte är försiktig
kan han borra rakt in i själva hjärnan.
Detta fick mig att fundera.
Vi har kraniotomi, titthålsoperationer,
varför inte andra medicinområden?
För när var ni hos doktorn senast
utan att bli stuckna?
Så sanningen är den
att punktering används överallt inom sjukvården.
Här är bara några av alla de ingrepp som jag hittade
och som inbegriper någon form av vävnadspunktering.
Låt oss fokusera på tre av dem -
titthålsoperationer, epiduralbedövning och kraniotomi.
Dessa ingrepp står för över 30 000 komplikationer
årligen endast i USA.
Det är ett problem värt att lösa om ni frågar mig.
Så låt oss titta på några av de instrument
som används vid dessa ingrepp.
Jag nämnde epiduralbedövning.
Det här är en epiduralnål.
Den sticks in i ryggradens ligament
för att ge bedövning vid förlossning.
Här är en uppsättning instrument för benmärgsbiopsi.
Dessa används för att borra i skelettet
för att hämta benmärg eller ta prover från lesioner.
Här är en bajonett från inbördeskriget.
(Skratt)
Om jag hade sagt att det var ett punkteringsinstrument
hade ni antagligen trott mig.
För vad är skillnaden?
Ju mer jag forskade i detta,
desto mer insåg jag att det måste finnas ett bättre sätt.
För mig var det centrala med detta problem
att alla dessa instrument
byggde på samma grundläggande fysik.
Så vad är denna fysik?
Låt oss återgå till borren.
Du utsätter borren för en kraft som du riktar mot själva väggen.
Enligt Newton kommer väggen att utsätta borren för en lika stor kraft
men åt motsatt håll.
Så när du borrar genom väggen
balanseras dessa krafter.
Men sedan kommer det ögonblick
då borren går igenom väggen,
och just då kan väggen inte längre trycka tillbaka.
Men din hjärna har inte registrerat denna ändrade kraft.
Så under en millisekund,
eller vad din reaktionstid är, trycker du fortfarande
och denna obalanserade kraft orsakar en acceleration,
och detta är djupdykningen.
Men tänk om du i själva punkteringsögonblicket
kunde dra tillbaka spetsen
- motverka accelerationen framåt?
Det är vad jag bestämde mig för att göra.
Föreställ er ett instrument
med en vass spets att skära igenom vävnad med.
Hur drar man lättast tillbaka denna spets?
Jag valde en fjäder.
När fjädern spänns förs spetsen ut så att den kan punktera vävnaden,
men fjädern vill dra den tillbaka.
Så hur kan spetsen hållas på plats
till själva punkteringsögonblicket?
Jag använde den här mekanismen.
När spetsen trycks mot vävnaden
böjs mekanismen utåt och kilas fast mot väggen.
Den friktion som uppstår
låser och förhindrar den att dra tillbaka spetsen.
Men i punkteringsögonblicket kan vävnaden inte längre trycka tillbaka spetsen,
så mekanismen låses upp och fjädrar tillbaka spetsen.
Låt mig visa detta i slowmotion.
Det här är ca 2 000 bilder/sekund.
Titta på spetsen längst ner på väg att punktera vävnaden.
Som ni ser, precis i själva punkteringsögonblicket
låses mekanismen upp och fjädrar tillbaka spetsen.
Jag vill visa det igen, lite närmre.
Ni kommer att se den vassa spetsen,
och när den punkterar gummimembranet
kommer den att försvinna in i denna vita hylsa.
Precis där.
Detta sker på fyra hundradels sekund efter punkteringen.
Eftersom instrumentet försöker förbättra fysiken
bakom all form av punktering
inte specifikt kraniotomi
eller titthålsoperationer eller andra ingrepp
kan den användas för alla dessa medicinska ingrepp
och för olika längdskalor.
Men det har inte alltid sett ut så här.
Det här var min första prototyp.
Ja, det ni ser är glasspinnar,
och ett vanligt gummiband längst upp.
Det tog ca 30 minuter att tillverka den, men den fungerade.
Den bevisade att min idé fungerade,
och det rättfärdigade de kommande årens arbete med projektet.
Jag försökte hitta en lösning,
eftersom problemet fascinerade mig.
Det höll mig vaken på nätterna.
Men det borde även fascinera er,
för, som sagt, punktering sker överallt.
Så i något skede kommer det även att bli ert problem.
Min första dag i operationssalen
trodde jag inte att jag själv skulle behandlas med en trokar.
Men förra året drabbades jag av blindtarmsinflammation i Grekland.
Jag fördes till ett sjukhus i Aten
där kirurgen berättade
att han skulle göra en titthålsoperation
och ta bort min blindtarm med hjälp av dessa små hål.
Han berättade om återhämtningstiden
och vad som skulle ske.
Han sa: "Undrar du något?" Jag sa: "Bara en sak -
vilken typ av trokar använder du?"
Mitt favoritcitat om titthålsoperationer
kommer från Dr H.C. Jacobaeus:
"Det är punkteringen i sig som utgör själva risken."
Det är mitt favoritcitat, eftersom H.C. Jacobaeus
var den första att utföra titthålskirurgi på människor,
och han skrev detta 1912.
Det här är ett problem som har skadat och också dödat människor i över 100 år.
Det är lätt att tro att det för varje problem i världen
finns en grupp experter som arbetar dygnet runt för att lösa det.
Detta är dock inte alltid fallet.
Vi måste bli bättre på att hitta dessa problem
och på att lösa dem.
Så om ni stöter på ett problem som fascinerar er,
låt det hålla er vakna på nätterna,
tillåt er själva att fascineras,
för det finns mängder av liv att rädda.
(Applåder)