疾患・特集

大勢の人を助けている機械は日本で発明されたけれど最初に普及したのは米国(1)(望月吉彦先生) - ドクターズコラム

大人の健康情報

望月吉彦先生

更新日:2019/11/05

ノーベル医学生理学は「生理学および医学の分野で最も重要な発見を行った」人物に授与されています。どういう基準で授与されるかは不明です。「重要」の解釈が難しいからです。

ノーベル生理学・医学賞は、ざっくり分けると、

  • 人を含めた生物が生きる仕組み、病気になる仕組みを解明した発見
  • 実際に病気の診断や治療に役立つ診断器具やお薬の開発

の2系統に分かれます。
もちろん1.→2.に行く場合も多いので厳密に分けるのは難しいですね。
今年(2019年)のノーベル医学生理学賞は「細胞の低酸素応答の仕組みの発見」に対して授与されました。これは、1.に該当すると思います。
一般の方にもわかりやすいのは2.の方ですね。実際に人を助けるお薬やさまざまな医療機器の開発はわかりやすいです。例えば、ペニシリンの発見、心臓カテーテル法の開発、CTの開発、MR(核磁気共鳴装置)の開発、ピロリ菌の発見、エイズウイルスの発見 などです。大村智先生、本庶佑先生は2.に該当します。

2.に分類される実際に役立つ方法を開発したノーベル賞受賞者の中には「外科医」が3名います。

  • 血管縫合法を開発したフランス人「アレキシス・カレル」
    (野口英世の同僚で、野口をノーベル賞に推薦してくれています。今でもカレルの考案した手術法は使われています。)
     ↓
    https://www.health.ne.jp/library/detail?slug=hcl_column150541&doorSlug=dr
  • 精神病に対する前額部大脳神経切断(ロボトミー)を行ったポルトガル人「エガス・モニス」
    (今、この手術は行われていません。悲惨な結果になったからです。)
  • 腎臓移植を世界で最初に行った形成外科医の「ヨセフ・マレー」
    (もちろん、腎臓移植は世界中で行われています。)

の3名です。
なお、カレルは臨床医ではありません。モニスも神経科医で外科医と一緒にロボトミー手術を考案していますが、元は外科医ではありません。純粋な外科医でノーベル賞を受賞したのは形成外科医の「ヨセフ・マレー」医師だけです。
もし次に外科医がノーベル生理学・医学賞を受賞するなら、それは内視鏡手術を考案し世界中に広めたフランスの開業医「フィリップ・ムレ博士(Philippe Mouret, M.D.)」になるだろうと言われていました。しかし、残念なことにムレ博士は2008年にお亡くなりになってしまいました。

閑話休題……
「人を助ける」お薬、医療器具、手術方法の開発は大変ですが、成功すると、多くの人が助かります。例えば大村智先生の発見したイベルメクチンはさまざまな病気に効果があり、そのおかげで約2億人が助かると言われています。ある意味、助けた人数、助けられる人数が多い薬や機械を開発すると「ノーベル賞」への道が開けることになるかもしれないですね。

今回、次回は、ほとんどの日本人には知られていないけれど、世界中で実に多くの人の命を助けて、今後も将来にわたって多くの人の命を助ける機械の原理の発見者は日本人で、将来ノーベル賞を受賞するかもしれないという話を紹介します。

その方の名前は「青柳 卓雄(あおやぎたくお)」さんです。日本光電工業の技術者です。2015年にはその功績に対して「IEEE Medal for Innovations in Healthcare Technology」を授与されています。受賞理由は「For pioneering contributions to pulse oximetry that have had a profound impact on healthcare.医療に対して極めて重要なインパクトを与えたパルスオキシメーター開発の貢献に対して」というものでした。【注: IEEE アイトリプルイー[Institute of Electrical and Electronics Engineers]米国電気電子学会のことです。】

皆さんも、医療機関で青柳さんがその測定原理を発明した機械を目にしたこともあるかと思います。
その機械の名前を「pulse oximeter=パルスオキシメーター」 と言います。動脈血の酸素飽和度を測定する機械です。

図1:パルスオキシメーターで動脈血酸素飽和度を測定しています。
図1:パルスオキシメーターで動脈血酸素飽和度を測定しています。

この方の動脈血酸素飽和度は100%で心拍数は56回/分です。
私が医師になった当時、このような機械はありませんでした。動脈血酸素飽和度を測定するには動脈を穿刺(せんし=刺す)して動脈血を採取しないと調べられませんでした。簡単ではありませんでした。それがいまや簡単に測れます。痛みを伴いません。時代は変わりました。

この機械の測定原理は、1974年のME学会で青柳氏が発表し、論文にしています。日本語で書いています。手書きです(文献1 ←実際にご覧いただけます)。
学会で発表する2年前の1972年にこの原理を発明したと日本光電のホームページ(https://www.nihonkohden.co.jp/information/history_detail.html)で紹介されています。
原理を発見し、特許の申請をしてから、1974年のME学会で発表したのです。用意周到です。先に学会発表をしてこの原理を公表してしまうとそれは「公知の事実」となり特許は成立しません。

パルスオキシメーターの開発当初の出来事を時系列で紹介しましょう。

1972年:青柳卓雄氏が原理を発明
1974年3月29日:特許を出願。タイトルは「光学式血液測定装置」 発明者は、青柳卓雄、岸道男。出願者は「日本光電工業(株)」
1974年4月26日:特許出願の翌月、青柳氏は日本ME学会大会でその原理を発表

それとは前後しますが、

1974年4月24日:パルスオキシメーターの開発を独自に進めていたミノルタカメラ(現コニカミノルタ)の山西昭夫氏が青柳氏とほぼ同様な原理を用いた機械を「オキシメーター」の名前で特許出願。

日を置かずして、日本で2つの全く別な会社の別な研究者が、このパルスオキシメーターの原理を発明したことになるのです。両社は全く技術交流が無かったそうですから不思議な話です。

1975年:日本光電はパルスオキシメーターの実機を発売(耳朶でのみ測定)。 北海道大学出身の外科医中島 進先生がこの機械を使って世界で初めて患者さんへの臨床使用を行っています(文献3)。しかし、当の青柳卓雄氏が異動により当該部署を外れたため、日本光電におけるパルスオキシメーターの開発が一時中断してしまいました。残念な話です。

1977年:コニカミノルタが世界初の指先で測定できるタイプのパルスオキシメーターを商品化。この指先で測定するパルスオキシメーターがデファクトスタンダード(de facto standard)となりました。

大変残念なことに、日本で発明されたこの機械はアメリカで改良されて使いやすくなり、急速に普及したことで製造単価が下がり、アメリカから全世界に普及しました。アメリカで機械の改良がなされたと記しましたが、その部品の多くは日本製でした(http://tech.nikkeibp.co.jp/dm/article/COLUMN/20140713/364980/?ST=nxt_thmdm_new_industry)。何となく悔しい話です。

図2:パルスオキシメーター
図2:パルスオキシメーターに必須の赤い色を出すLEDが左側に右側に受光部があります。
アメリカで開発された当初、このLEDと受光部はなんと日本製(スタンレー電気社製)でした。

さてなぜ

  • アメリカでこのような改良が成されたのでしょう。
  • 1974年に青柳氏が書いた日本語の手書き論文が欧米の教科書に取り上げられ、青柳氏がこのパルスオキシメーターの原理の発明者であると紹介されているのはなぜか、英語にしないと認められないと言っているのになぜ日本語の論文が取り上げられているのか?
  • ノーベル賞に推薦されているのは本当か?
  • パルスオキシメーターはどんな病気の診断や治療に使えるのか?

など、パルスオキシメーターに関する色々な話題は次回に続きます。

【参考文献】

  • 青柳卓雄et al.:イヤピース・オキシメータの改良
    医用電子と生体工学 12(Suppl), 90-91, 1974
    注:パルスオキシメーターの原理を世界で初めて記した、科学の歴史に残る凄い論文です。
    日本語で書かれています。是非お読みください。探せない方は筆者まで連絡をください。
  • 青柳, 卓雄:生体組織透過光の脈動に基づく血中吸光物質濃度の無侵襲測定(脈波分光法)の研究
    東京大学 , 博士(工学), 乙第11517号 , 1993-12-09
    青柳氏は、研究を進めて博士号を取得しています。
  • Nakajima S, et al.: Performances of new pulse wave earpiece oximeter. Respiration and Circulation 23: 41-45, 1975.
    世界で初めて、パルスオキシメーターを臨床応用した論文です。

望月吉彦先生

望月吉彦先生

所属学会
日本胸部外科学会
日本外科学会
日本循環器学会
日本心臓血管外科学会
出身大学
鳥取大学医学部
経歴
東京慈恵会医科大学・助手(心臓外科学)
獨協医科大学教授(外科学・胸部)
足利赤十字病院 心臓血管外科部長
エミリオ森口クリニック 診療部長
医療法人社団エミリオ森口 理事長
芝浦スリーワンクリニック 院長

医療法人社団エミリオ森口 芝浦スリーワンクリニック
東京都港区芝浦1-1-1 浜松町ビルディング1階 プラザ 111 内
TEL:03-6779-8181
URL:http://www.emilio-moriguchi.or.jp/

※記事内の画像を使用する際は上記までご連絡ください。