Een apparaat om een van de gevaarlijkste momenten bij chirurgie op te lossen

Chirurgen moeten elke dag de menselijke huid doorboren voor operaties - met het risico op beschadiging van wat er aan de andere kant zit. In een boeiende talk ziet u hoe werktuigbouwkundig ingenieur Nikolai Begg met behulp van de natuurkunde een belangrijk medisch apparaat, de trocar, actualiseert en een van de meest gevaarlijke momenten bij veel voorkomende operaties veiliger maakt.

De eerste keer dat ik
in de operatiekamer stond

en naar een echte operatie keek,

had ik geen idee wat te verwachten.

Ik studeerde voor ingenieur.

Ik dacht dat het zou gaan zoals op tv.

Onheilspellende muziek
op de achtergrond,

zweetdruppels biggelend
op het gezicht van de chirurg.

Maar zo ging het niet.

Er speelde muziek,

misschien wel de grootste hits
van Madonna. (Gelach)

Er werd gebabbeld,

niet alleen over de hartslag
van de patiënt,

maar ook over sport
en weekendplannen.

Hoe meer operaties ik bijwoonde,

hoe meer ik besefte dat dit
de normale gang van zaken was.

Eigenlijk gewoon
een dag op kantoor.

Maar af en toe

gaat de muziek uit,

iedereen stopt met praten,

en kijkt naar precies hetzelfde.

Dat is wanneer er iets
absoluut essentieels

en gevaarlijks gebeurt.

De eerste keer zag ik dat

bij een laparoscopische chirurgie.

Voor wie nog niet weet
wat dat is:

bij laparoscopische chirurgie
maakt de chirurg

in plaats van de gebruikelijke
grote insnijding,

drie of meer kleine
insnijdingen in de patiënt.

Dan worden deze lange,
dunne instrumenten

en een camera ingebracht,

en verloopt de hele procedure
binnen in de patiënt.

Dat is geweldig want er is
minder risico op infectie,

veel minder pijn,
een kortere hersteltijd.

Maar het heeft zijn prijs,

omdat deze insnijdingen
gemaakt worden

met een lang, puntig apparaat

de zogenaamde trocar.

De chirurg duwt dit apparaat

tegen de buikwand

totdat het erdoor prikt.

Daarom hield iedereen
in de operatiekamer

dat apparaat in de gaten

omdat hij uiterst voorzichtig moest zijn

om geen andere organen
of bloedvaten te doorprikken.

Maar jullie kennen dit probleem wel,

je bent het vast
ook ergens anders tegengekomen.

(Gelach)

Ken je dit?

(Applaus)

Je wist dat op het moment

dat het rietje erdoor ging,

het er wel eens
aan de andere kant kon uitkomen,

recht in je hand,

of dat je onder het sap
kon komen te zitten.

Je zat toch een beetje
in de piepzak, niet?

Elke keer dat je dit deed,

had je te maken met dezelfde
fundamentele fysica

als ik in die dag in de operatiekamer.

Het blijkt echt een probleem te zijn.

In 2003 beweerde de FDA eigenlijk

dat trocarinsnijdingen
de gevaarlijkste stap zijn

in de minimaal-invasieve chirurgie.

In 2009 verschijnt er een paper
die zegt

dat trocars goed zijn
voor meer dan de helft

van alle belangrijke complicaties
bij laparoscopische chirurgie.

Dit is trouwens

in de laatste 25 jaar
hetzelfde gebleven.

Voor mijn afstudeerwerk

wilde ik hieraan verder werken.

Toen ik een vriend
probeerde uit te leggen

waarmee ik bezig was,

zei ik:

"Het is net als wanneer je
door een muur boort

om iets op te hangen
in je appartement.

Op het moment dat de boor
door de muur gaat,

schiet ze door, niet?

Hij keek me aan en zei:

"Je bedoelt als ze boren
in de hersenen van mensen?"

Ik zei: "Pardon?" (Gelach)

Ik zocht het op en inderdaad, ze
boren in de hersenen van mensen.

Veel neurochirurgische procedures

beginnen daadwerkelijk
met een doorboring van de schedel.

Als de chirurg niet oppast,

stoot hij door tot in de hersenen.

Toen begon ik te denken:

waarom ook niet
andere gebieden van de geneeskunde?”

Wanneer ben je nog eens
bij de dokter geweest

zonder dat er in je werd geprikt?

In de geneeskunde
wordt er de hele tijd geprikt.

Hier zijn slechts een paar
van de procedures die ik heb gevonden

waarbij er geprikt wordt.

Als we er slechts drie uithalen -

laparoscopische chirurgie,
ruggenprik en schedelboren -

nemen deze procedures meer dan
30.000 complicaties voor hun rekening,

per jaar en in dit land alleen.

Ik vind dat een probleem
dat de moeite waard is om op te lossen.

Laten we eens een paar van de apparaten
voor dit soort procedures nader bekijken.

Ik noemde al de ruggenprik.
Dit is een epidurale naald.

Hij wordt gebruikt om de ligamenten
van de wervelkolom te doorprikken

om te verdoven tijdens de bevalling.

Hier is een gereedschapsset
voor beenmergbiopsie.

Hiermee wordt het bot doorboord

om beenmerg of stalen
van botlaesies te verzamelen.

Hier is een bajonet
van de Burgeroorlog.

(Gelach)

Als ik jullie had verteld dat het een
apparaat voor medisch prikken was,

hadden jullie me waarschijnlijk geloofd.

Want wat is het verschil?

Hoe meer ik dit onderzocht,

hoe meer ik dacht dat er

een betere manier moest zijn
om dit te doen.

De sleutel tot dit probleem

was dat al deze verschillende
punctieapparaten

een gemeenschappelijke
fysische basis hebben.

Wat is die?

We kijken nog eens
naar het boren door een muur.

Je oefent met een boor
een kracht op de wand uit.

Newton zegt dat de muur
even hard gaat terugduwen.

Tijdens het boren

houden die krachten elkaar in evenwicht.

Maar zodra de boor

door de muur gaat,

duwt de muur niet meer terug.

Maar je hersenen zijn niet klaar
voor die verandering in kracht.

Tijdens die milliseconde

of hoe lang het ook duurt
voordat je reageert,

duw je nog steeds
en schiet de boor door.

Maar wat als je juist op dat moment

de boorkop kon terugtrekken,

tegen de voorwaartse versnelling in?

Daar zocht ik een antwoord op.

Stel je een apparaat voor

met een scherpe punt
om door weefsel te prikken.

Wat is de eenvoudigste manier
om dat puntje terug te trekken?

Ik koos voor een veer.

Als je die veer uitrekt,
duw je de punt naar buiten,

klaar om weefsel te doorboren,

maar de veer wil de tip terugtrekken.

Hoe hou je de tip op zijn plaats

tot op het moment van de doorboring?

Ik gebruikte dit mechanisme.

Wanneer de punt van het apparaat
tegen het weefsel wordt gedrukt,

zet het mechanisme zijwaarts uit
en zet het zich vast tegen de wand.

De voortgebrachte wrijving

houdt het op zijn plaats en voorkomt
dat de veer de tip terugtrekt.

Op het moment
van de doorboring,

duwt het weefsel niet meer terug
tegen de tip.

Het mechanisme wordt ontgrendeld
en de veer trekt de tip terug.

Dit toont het in slow motion

aan ongeveer 2.000 beelden per seconde.

Let op de tip onderaan.

Hij gaat net het weefsel doorboren.

Je zult zien dat
op het moment van punctie

het mechanisme ontgrendelt
en de tip terugtrekt.

Hier zie je het
een beetje dichterbij.

Je ziet de scherpe tip,

en net als hij
dat rubbermembraan doorprikt,

schiet hij terug
in die witte, stompe schede.

Daar.

Dat gebeurt binnen de 4/100 seconde
na de punctie.

Omdat dit apparaat ontworpen is
om de fysica van doorboring aan te pakken

en niet de details van schedelboren,

laparoscopische chirurgie,
of enige andere procedure,

is het van toepassing
op verschillende medische disciplines

en over verschillende lengteschalen.

Maar het zag er niet altijd zo uit.

Dit was mijn eerste prototype.

Ja, dat zijn ijslollystokjes,

en er zit bovenaan
een rubberen band.

Het was in 30 minuten klaar,
maar het werkte.

Het toonde aan dat mijn idee werkte

en het rechtvaardigde de komende
paar jaar werk aan dit project.

Ik werkte eraan

omdat dit probleem
me echt fascineerde.

Het hield me 's nachts wakker.

Maar het moet je ook fascineren,

want prikken kom je overal tegen.

Dat houdt in dat het ook
ooit jouw probleem zal zijn.

Die eerste dag in de operatiekamer

was het laatste waar ik aan dacht
ooit zelf onder de trocar te moeten.

Maar vorig jaar kreeg ik in Griekenland
een blindedarmontsteking.

In het ziekenhuis in Athene

vertelde de chirurg me

dat hij een laparoscopie
ging uitvoeren.

Hij zou mijn blindedarm verwijderen
door kleine incisies,

hij legde me uit wat
ik kon verwachten voor het herstel

en wat er zou gaan gebeuren.

Hij zei: "Heb je nog vragen?"
Ik zei: "Slechts één, dokter.

Wat voor trocar gebruik je?"

Mijn favoriete citaat
over laparoscopische chirurgie

komt van dokter H. C. Jacobaeus:

"Het doorboren zelf
veroorzaakt het risico."

Dat is mijn favoriete citaat
omdat H. C. Jacobaeus

de eerste was die ooit laparoscopische
chirurgie uitvoerde op mensen.

Hij schreef dat in 1912.

Dit probleem verwondt en doodt mensen
al meer dan 100 jaar.

Het lijkt soms wel dat er voor
elk groot probleem

een aantal deskundigen
de klok rond werkt om het op te lossen.

Dat is niet altijd zo.

We moeten beter worden
in het ontdekken van deze problemen

en in het vinden van manieren
om ze op te lossen.

Als een probleem je bezighoudt,

laat er dan je slaap voor.

Laat je erdoor
gefascineerd worden,

omdat er zo veel levens te redden zijn.

(Applaus)