TED日本語 - タル・ゴールズウォーシー: いかにして自分の心臓を修理したか

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TED日本語 - タル・ゴールズウォーシー: いかにして自分の心臓を修理したか

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いかにして自分の心臓を修理したか
How I repaired my own heart
タル・ゴールズウォーシー
Tal Golesworthy

内容

タル・ゴールズウォーシーは、導管・配管をよく知るボイラー技士です。彼は手術が必要な大動脈に命に関わる問題を見つけた時に、医師と彼自身のエンジニアとしてのスキルを合わせて、よりよい「修理方法」を設計しました。

Script

I'm a process engineer. I know all about boilers and incinerators and fabric filters and cyclones and things like that, but I also have Marfan syndrome. This is an inherited disorder. And in 1992 I participated in a genetic study and found to my horror, as you can see from the slide, that my ascending aorta was not in the normal range, the green line at the bottom. Everyone in here will be between 3.2 and 3.6 cm. I was already up at 4.4. And as you can see, my aorta dilated progressively, and I got closer and closer to the point where surgery was going to be necessary.

The surgery on offer was pretty gruesome -- anesthetize you, open your chest, put you on an artificial heart and lung machine, drop your body temperature to about 18 centigrade, stop your heart, cut the aorta out, replace it with a plastic valve and a plastic aorta, and, most importantly, commit you to a lifetime of anticoagulation therapy, normally warfarin. The thought of the surgery was not attractive. The thought of the warfarin was really quite frightening.

So I said to myself, I'm an engineer, I'm in R and D, this is just a plumbing problem. I can do this. I can change this. So I set out to change the entire treatment for aortic dilation. The project aim is really quite simple. The only real problem with the ascending aorta in people with Marfan syndrome is it lacks some tensile strength. So the possibility exists to simply externally wrap the pipe. And it would remain stable and operate quite happily. If your high-pressure hose pipe, or your high-pressure hydraulic line, bulges a little, you just wrap some tape around the outside of it. It really is that simple in concept, though not in execution. The great advantage of an external support for me was that I could retain all of my own bits, all of my own endothelium and valves, and not need any anticoagulation therapy.

So where do we start? Well this is a sagittal slice through me. You could see in the middle that device, that little structure, squeezing out. Now that's a left ventricle pushing blood up through the aortic valve -- you can see two of the leaflets of the aortic valve working there -- up into the ascending aorta. And it's that part, the ascending aorta, which dilates and ultimately bursts, which, of course, is fatal. We started by organizing image acquisition from magnetic resonance imaging machines and CT imaging machines from which to make a model of the patient's aorta.

This is a model of my aorta. I've got a real one in my pocket, if anyone would like to look at it and play with it. You can see, it's quite a complex structure. It has a funny trilobal shape at the bottom, which contains the aortic valve. It then comes back into a round form and then tapers and curves off. So it's quite a difficult structure to produce. This, like I say, is a CAD model of me, and this is one of the later CAD models. We went through an iterative process of producing better and better models. When we produced that model we turn it into a solid plastic model, as you can see, using a rapid prototyping technique, another engineering technique. We then use that former to manufacture a perfectly bespoke porous textile mesh, which takes the shape of the former and perfectly fits the aorta. So this is absolutely personalized medicine at its best really. Every patient we do has an absolutely bespoke implant.

Once you've made it, the installation's quite easy. John Pepper, bless his heart, professor of cardiothoracic surgery -- never done it before in his life -- he put the first one in, didn't like it, took it out, put the second one in. Happy, away I went. Four and a half hours on the table and everything was done. So the surgical implantation actually was the easiest part.

If you compare our new treatment to the existing alternative, the so-called composite aortic root graft, there are one of two startling comparisons, which I'm sure will be clear to all of you. Two hours to install one of our devices compared to six hours for the existing treatment. The existing treatment requires, as I've said, the heart and lung bypass machine and it requires a total body cooling. We don't need any of that; we work on a beating heart. He opens you up, he accesses the aorta while your heart is beating, all at the right temperature. No breaking into your circulatory system. So it really is great.

But for me, absolutely the best point is there is no anticoagulation therapy required. I don't take any drugs at all other than recreational ones that I would choose to take. (Laughter) And in fact, if you speak to people who are on long-term warfarin, it is a serious compromise to your quality of life. And even worse, it inevitably foreshortens your life. Likewise, if you have the artificial valve option, you're committed to antibiotic therapy whenever you have any intrusive medical treatment at all. Even trips to the dentist require that you take antibiotics, in case you get an internal infection on the valve. Again, I don't have any of that, so I'm entirely free. My aorta is fixed, I haven't got to worry about it, which is a rebirth for me.

Back to the theme of the presentation: In multidisciplinary research, how on earth does a process engineer used to working with boilers end up producing a medical device which transforms his own life? Well the answer to that is a multidisciplinary team. This is a list of the core team. And as you can see, there are not only two principal technical disciplines there, medicine and engineering, but also there are various specialists from within those two disciplines. John Pepper there was the cardiac surgeon who did the actual work on me, but everyone else there had to contribute one way or another. Raad Mohiaddin, medical radiologist: We had to get good quality images from which to make the CAD model. Warren Thornton, who still does all our CAD models for us, had to write a bespoke piece of CAD code to produce this model from this really rather difficult input data set.

There are some barriers to this though. There are some problems with it. Jargon is a big one. I would think no one in this room understands those four first jargon points there. The engineers amongst you will recognize rapid prototyping and CAD. The medics amongst you, if there are any, will recognize the first two. But there will be nobody else in this room that understands all of those four words. Taking the jargon out was very important to ensure that everyone in the team understood exactly what was meant when a particular phrase was used.

Our disciplinary conventions were funny as well. We took a lot of horizontal slice images through me, produced those slices and then used those to build a CAD model. And the very first CAD model we made, the surgeons were playing with the plastic model, couldn't quite figure it out. And then we realized that it was actually a mirror image of the real aorta. And it was a mirror image because in the real world we always look down on plans, plans of houses or streets or maps. In the medical world they look up at plans. So the horizontal images were all an inversion. So one needs to be careful with disciplinary conventions. Everyone needs to understand what is assumed and what is not assumed.

Institutional barriers were another serious headache in the project. The Brompton Hospital was taken over by Imperial College's School of Medicine, and there are some seriously bad relationship problems between the two organizations. I was working with Imperial and the Brompton, and this generated some serious problems with the project, really problems that shouldn't exist.

Research and ethics committee: If you want to do anything new in surgery, you have to get a license from your local research and ethics. I'm sure it's the same in Poland. There will be some form of equivalent, which licenses new types of surgery. We didn't only have the bureaucratic problems associated with that, was also had professional jealousies. There were people on the research and ethics committee who really didn't want to see John Pepper succeed again, because he's so successful. And they made extra problems for us.

Bureaucratic problems: Ultimately when you have a new treatment you have to have a guidance note going out for all of the hospitals in the country. In the U.K. we have the National Institute for Clinical Excellence, NICE. You'll have an equivalent in Poland, no doubt. We had to get past the NICE problem. We now have a great clinical guidance out on the Net. So any of the hospitals interested can come along, read the NICE report get in touch with us and then get doing it themselves.

Funding barriers: Another big area to be concerned with. A big problem with understanding one of those perspectives: When we first approached one of the big U.K. charitable organizations that funds this kind of stuff, what they were looking at was essentially an engineering proposal. They didn't understand it; they were doctors, they were next to God. It must be rubbish. They binned it. So in the end I went to private investors and I just gave up on it. But most R and D is going to be institutionally funded, by the Polish Academy of Sciences or the Engineering and Physical Sciences Research Council or whatever, and you need to get past those people.

Jargon is a huge problem when you're trying to work across disciplines, because in an engineering world, we all understand CAD and R.P. -- not in the medical world. I suppose ultimately the funding bureaucrats have really got to get their act together. They've really got to start talking to each other, and they've got to exercise a bit of imagination, if that's not too much to ask -- which it probably is.

I've coined a phrase "obstructive conservatism." So many people in the medical world don't want to change, particularly not when some jumped-up engineer has come along with the answer. They don't want to change. They simply want to do whatever they've done before. And in fact, there are many surgeons in the U.K. still waiting for one of our patients to have some sort of episode, so that they can say, "Ah, I told you that was no good." We've actually got 30 patients. I'm at seven and a half years. We've got 90 post-op patient years between us, and we haven't had a single problem. And still, there are people in the U.K. saying, "Yeah, that external aortic root, yeah, it'll never work, you know."

It really is a problem. It really is a problem. I'm sure everyone in this room has come across arrogance amongst medics, doctors, surgeons at some point. The middle point is simply the way that the doctors protect themselves. "Yeah, well of course, I'm looking after my patient." I think it's not good, but there you are, that's my view.

Egos, of course, again, a huge problem If you're working in a multidisciplinary team, you've got to give your guys the benefit of the doubt. You've got to express support for them. Tom Treasure, professor of cardiothoracic surgery: incredible guy. Dead easy to give him respect. Him giving me respect? Slightly different. That's all the bad news. The good news is the benefits are stonkingly huge. Translate that one. I bet they can't.

(Laughter)

When you have a group of people who have had a different professional training, a different professional experience, they not only have a different knowledge base, but they have a different perspective on everything. And if you can bring those guys together and you can get them talking and understanding each other, the results can be spectacular. You can find novel solutions, really novel solutions, that have never been looked at before very, very quickly and easily. You can shortcut huge amounts of work simply by using the extended knowledge base you have. And as a result, it's an entirely different use of the technology and the knowledge around you.

The result of all this is that you can get incredibly quick progress on incredibly small budgets. I'm so embarrassed at how cheap it was to get from my idea to me being implanted that I'm not prepared to tell you what it cost. Because I suspect there are absolutely standard surgical treatments probably in the USA which cost more for a one-off patient than the cost of us getting from my dream to my reality.

That's all I want to say, and I've got three minutes left. So Heather's going to like me. If you have any questions, please come up and talk to me later on. It would be a pleasure to speak with you. Many thanks.

私はプロセスエンジニアです ボイラーや焼却炉 繊維性フィルターやサイクロン等についての知識があり マルファン症候群患者でもあります これは遺伝病です 1992年に 遺伝学の研究会に参加し 私はゾッとしましたスライドにあるように 上行大動脈の付け根の直径が下の緑色の線を超えて 異常な状態にあったのです ここにいる皆さんの場合は3.2cmから3.6cmです 私は既に4.4cmほどの値でした そしてご覧のように 私の大動脈は徐々に広がり 手術が必要になる値まで どんどん拡張して行きました

可能であった手術は身の毛がよだつようなものでした 麻酔をかけ 胸部を開き 人工心肺装置をつけて 体温を18度ほどまで下げ 心臓を止めて 大動脈を切り出し プラスチックの弁と動脈とに取り換えます そして最も大事なことに 一生涯 抗凝固療法を続けなければなりません 通常ワルファリンを飲みます 手術をするという考えは魅力的ではありませんでした ワルファリンを飲むという考えは 全くゾっとするものでした

自分に言い聞かせました私は技術者だ 研究開発部にいる これはただの配管の問題だ 私はできる 私は変えられるんだ と そして私は 大動脈拡張症の治療全体を 変える決心をしました プロジェクトの狙いはシンプルなものです マルファン症候群患者の 上行大動脈の事実上の問題は 抗張力が足りないことです なので可能な方法として 単純に管を外から包んでしまう事が考えられます そして状態は安定し順調に機能するというわけです もし高圧ホースや 高圧の油圧パイプが少し膨れたら その外側をテープで巻きます コンセプト上は本当にシンプルです しかし実行するのは簡単ではありません 外側から補修することの私にとっての大きな利点は 私の身体の断片の全て つまり 内皮や弁の全てを温存する事ができ さらに抗凝固療法が全く必要ない事でした

さて どこから始めましょうか これは私の矢状断面です 中央に見える ある装置 小さな構造体が血液を絞り出しています 今 左心室が 大動脈弁を通して 血液を上に送っているところで 大動脈弁の2つの弁尖が 上行大動脈へ向けて動いています そしてその部分が上行大動脈で 拡張して行き最後は破裂します もちろん 命に関わります 私たちは準備として画像収集から始めました MRIから CTスキャンから 患者の大動脈の モデルを作るために

これが私の大動脈のモデルです ポケットに実物を入れてきました みなさん 触ってみたいならどうぞ ご覧のように かなり複雑な構造です 底に三つ葉状の形をしている部分があり ここに大動脈弁があります 丸い形になって 細長く伸び 曲線を描きます 製造するには かなり難しい構造です これは私のCADモデルだと言いました 後から作ったCADモデルの1つです 私たちは反復プロセスを通して より良いモデルを作っていきました このモデルを作ったときは こんな風に 固形プラスチックで 型を作りました ラピッドプロトタイピング(高速試作)技術という エンジニアリング技法を使ったのです そしてその型を使って 完全にオーダーメイドの 多孔性で布地のメッシュを製作するのです 型の形に沿っているので 大動脈に完全にピッタリとハマります これは究極のオーダーメイド医療とも言えます 私たちが手がける全ての患者は この完全にオーダーメイドのインプラントを持っています

一度作ってしまえば取り付けはかなり簡単です 心胸外科医であるジョン・ペッパー氏は こんな手術は人生初でしたが 最初のインプラントでは上手くいかず 取り出して 二つ目を試して うまくいきました 4時間半の手術ですべて終わりました 実際 手術でインプラントを入れる部分が最も簡単なところでした

私たちの手法と既存の手法 いわゆる「大動脈基部置換術」を比べると このような驚きの比較になります 結果は明らかですね 私たちのインプラントだと2時間 既存の手法だと 6時間もの時間がかかります 先ほど申し上げたように既存の手法は 心臓と肺のバイパス装置 さらに体温を下げる事が必要です 我々の手法はそのどれも要りません動いている心臓を扱い 胸を開け 心臓を拍動させたまま大動脈の処置を行ないます すべて正常な体温のまま行われます 循環器官内に手を加える必要はありません 本当に素晴らしいものです

しかし私にとって一番嬉しい点は 抗凝固療法が全く必要ない事です 私にはどんな薬も必要ありません たまに娯楽として飲むことはあってもね (笑) 長期間ワルファリンを服用している人と話してみると 非常に不便な生活を強いられていることがわかります さらに悪い事に いや応なく 寿命を縮めてしまうのです 同じように 人工弁を選択しても 煩わしい事に 他の治療があるときは 常に 抗生物質治療を余儀なくされます 歯医者へ行く時ですら体内で弁が 感染症にかかった時のために抗生物質が必要です 私にはそれも必要ありません完全に自由です 私の大動脈は修繕されもう心配する必要はありません まるで生まれ変わったかのようです

今回のテーマに戻りましょう 多くの専門分野にわたる研究において 一体どうやってボイラーを扱っていたプロセスエンジニアが 自分の人生を変えるような 医療機器が作れるのでしょうか? 答えは専門分野を超えた研究チームにあります これは核となっているチームメンバーのリストです ご覧のように 医療と工学という技術的な分野が 2つだけあるのではなく それぞれの分野から 様々な専門家がいます ここのジョン・ペッパーは 心臓外科医で 私の手術を実際に担当しましたが ほかの皆も お互いに協力し合う必要がありました 放射線科医であるラード・モヒアディン 彼は CADモデルを作るために必要な 高画質の画像を撮るのに貢献しました 現在も私たちのCADモデル全てを手がけている ウォーレン・ソーントンは オーダーメイドのCADモデルを製造するための 非常に難しい入力データセットを基にして CADコードを書いてくれました

璧はありました問題が幾つかあったのです 専門用語は大きな問題でした おそらくこの部屋にいる誰も 最初の項目にある4つの専門用語を理解できないと思います エンジニアが ここにいれば ラピッドプロトタイピングやCADは分かりますね 医療関係者なら最初の2つが分かるでしょう しかし この4つ全ての用語を理解する人は いないと思います 特定の表現が使われたときに チーム全員がその意味を 確実に理解できるようにするため 専門用語を解決する事は非常に重要でした

専門領域間のやり取りも面白いものでした 私を薄く輪切りした画像をたくさん撮り そのスライスを実際に作ってCADモデルを構築しました 最初のCADモデルを作ったとき 外科医がプラスチックモデルを見ても 何か不可解なところがありました 後にそれは 実際の大動脈の 鏡映しの画像であった事がわかりました 鏡映しの画像であった理由は 人は通常 植物や家、道、地図などを 上から見下ろしますが 医療の世界では 画像は下から見上げるものなのです なので水平に撮った画像はすべて反転していました ですから 専門領域の慣習には気をつけないといけません 何が想定されていて何が想定されていないのか 全員が理解しなくてはなりません

組織的な障壁は プロジェクト内でのもう一つの頭痛の種でした ブロンプトン病院がインペリアル大学の 医学部に 吸収合併されたときは 二つの機関の間の関係に 重大な問題がありました 私はどちらとも仕事をしていて 幾つかの 深刻な問題を 抱えてしまいました

倫理委員会 -もし手術で新しい事をする場合 その地域の倫理委員会から許可をもらう必要があります ポーランドでも同じかと思います 新しい種類の手術を申請する フォームがあります 私たちはお役所的な問題を抱えていただけではなく 専門家のねたみもありました 倫理委員会の中には ジョン・ペッパー氏がこれ以上また成功をおさめるのを よく思わない人々がいました 彼らによって余分な問題が増えたのです

お役所的な問題 - 新しい治療法があると 最終的に その国の全ての病院に向けての ガイドノートを書かなくてはなりません イギリスでは国立臨床評価機構NICEがあります ポーランドにも同じようなものがあるでしょう このNICEのプログラムに合格しなくてはなりませんでした 今は臨床ガイドラインをネットで読む事ができます なので興味のある病院は NICEレポートを読んで私たちと連絡を取り合い 自分たちで手術が出来るのです

資金の問題 - これもまた大きな問題で 別領域の視点を理解することは非常に大きな問題です こういうプロジェクトの資金をサポートする イギリスで最も大きな団体の一つに打診した時に 彼らが見ていたのは本質的には 工学的な提案書で いわば神のような医者たちでさえ理解はできず これはデタラメに違いないと却下しました 私は諦め 民間の投資家の元へ行きました 研究開発機関がポーランド科学アカデミーから または工学・物理研究委員会などから 組織的な資金援助を依頼するときには このような人々を乗り越える必要があります

専門領域を超えて仕事をするとき専門用語は 大きな問題です 工学の世界では 誰でも CADやR.P.の意味が分かりますが 医療の世界ではそうではありません 官僚的な人々には もし無理なお願いでなければ ともにきちんと行動してお互いに話し合い もう少し想像力を使ってもらいたいものです まぁ 無理でしょうね

私は「妨害的な保守主義」という言葉を作りました 医療の世界にいるあまりにも多くの人々が変化を嫌がる 成り上がりのエンジニアが正解をもって現れたときには特にです 彼らは変化を嫌う ただそれまでと同じようにしたいのです 実際 イギリスの多くの外科医が 「ほらそれは良くないと言っただろう」 と言えるような症例が 私たちの患者の中に出ればいいと思っています 30人もの患者を手がけてきました 私から始めて7年半が経ち 術後年数は合計で90年になりますが 一つも問題は起きていません でも未だに イギリスには居るのです 「あぁ、あの外部大動脈基部ねいやーあれはダメだよ」

これは本当に 本当に問題です この部屋にいる皆さんはどこかで医療関係者 医師 外科医の 傲慢さを乗り越えて来ておられるかと思います 中央の項目は 単純に医者の保身のための方法です 「そう、もちろんだよ私は自分の患者の心配をしているんだ」 私はそれは良い事とは思えませんあくまで私の見解ですが

エゴ これはまた大きな問題です 分野横断的なチームで仕事をする場合 お互いに疑ってはいけません 協力体制を示さなければなりません 心臓外科医であるトム・トレジャーは 本当に素晴らしい人で きっと誰でも彼を尊敬すると思います 彼が私を尊敬する事はどうでしょう?少し勝手が違いますね 難しい事はこのくらいです 良いことは 「度肝を抜くほど(stonkingly)」多くの利点がある点です 翻訳できますかね?できないと思いますが

(笑)

異なる専門的なトレーニング 異なる専門的な経験を持つ人々がグループで行動する場合 異なる知識的基盤を持つだけでなく 様々な異なる視点を持つことが出来ます もしそのような人々を集めて お互いに話し合い理解し合う事ができたなら その成果は壮大なものになるでしょう いままでにない奇抜な解決策を見つける事ができます 今まで一度も見られなかったようなものが 非常に簡単に 迅速に 拡張された知識的基盤を使って 手っ取り早く解決することが出来ます 結果的に 自分が持つ技術と知識の 全く異なった使い方が出来るのです

これら全ての結果として わずかな資金で 非常に早い発展を 遂げる事ができます いくらかは言えませんが自分のアイディアで インプラントを埋め込むまでにかかった金額が あまりにも安くて驚きました なぜなら おそらく米国などに 完全に標準化された外科療法があり おそらく患者一人にかかる金額は 私たちが自分たちの夢を 実現するためにかかった金額よりも 高いのではないかと 思うからです

言いたいことはこれで全部ですあと3分余ってますね ヘザーさんに喜んでもらえそうです もし何か質問があれば後で私の所にきて話しかけてください お話できて光栄ですありがとうございました

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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