11:24
TEDxMidAtlantic

Erica Frenkel: The universal anesthesia machine

エリカ・フランクル「どこでも麻酔器」

Filmed:

手術中に電源を失うとどうなるでしょうか?光も酸素も、そして麻酔も提供されなくなります。日常的な手術が悲劇に変わるこの現象が世界中で起こっています。エリカ・フランクルが、解決策として「どこでも麻酔器」をご紹介します。

- Medical technologist
At Gradian Health Systems, Erica Frenkel works to bring safe anesthesia to hospitals all over the world. Full bio

I'm going to talk to you today
本日お話するのは
00:15
about the design of medical technology for low resource settings.
資源が乏しい環境での医療技術のデザインについてです
00:17
I study health systems in these countries.
低資源環境国の医療機器を研究しています
00:20
And one of the major gaps in care,
全体的にみて例外なく
00:22
almost across the board,
最も大きな差がでる事の一つは
00:24
is access to safe surgery.
安全に手術ができるかどうかです
00:26
Now one of the major bottlenecks that we've found
判明した主要なボトルネックのひとつは
00:28
that's sort of preventing both the access in the first place
そもそも手術ができるかどうかと
00:31
and the safety of those surgeries that do happen
手術できた場合には手術中に
00:34
is anesthesia.
安全に麻酔がかけられるかどうかです
00:36
And actually, it's the model that we expect to work
そこで 考えたのは
00:38
for delivering anesthesia
厳しい環境で麻酔をかけられる
00:40
in these environments.
装置の仕組です
00:42
Here we have a scene that you would find
こちらは米国や他の先進国では
00:44
in any operating room across the U.S. or any other developed country.
よく見る典型的な手術室の光景です
00:46
In the background there
奥には非常に高性能な
00:49
is a very sophisticated anesthesia machine.
麻酔器があります
00:51
And this machine is able
この機械には手術を可能にし
00:53
to enable surgery and save lives
人命を救う力があります
00:55
because it was designed
先進国の環境を前提にして
00:57
with this environment in mind.
設計されたので洗練されています
00:59
In order to operate, this machine needs a number of things
この機械を動作させるには病院側で色々と
01:01
that this hospital has to offer.
準備する必要があります
01:04
It needs an extremely well-trained anesthesiologist
この複雑な機械の使用には長年に渡る厳しい訓練を
01:06
with years of training with complex machines
受けた麻酔医が必要になります
01:09
to help her monitor the flows of the gas
手術中ずっとモニターを監視しながら
01:11
and keep her patients safe and anesthetized
患者を安全に麻酔状態に保てる
01:14
throughout the surgery.
麻酔医でなくてはいけません
01:16
It's a delicate machine running on computer algorithms,
麻酔器はコンピュータアルゴリズム制御の非常に繊細な機械で
01:18
and it needs special care, TLC, to keep it up and running,
簡単に壊れてしまうため長く使用するには
01:21
and it's going to break pretty easily.
特別に優しく配慮する必要があります
01:24
And when it does, it needs a team of biomedical engineers
壊れてしまうと機械の複雑さや壊れる箇所を知っていて
01:26
who understand its complexities,
修理できて修理部品を調達できて
01:29
can fix it, can source the parts
生命を救える状態にできる
01:31
and keep it saving lives.
生物医学技師のチームが必要です
01:33
It's a pretty expensive machine.
麻酔器はかなり高くつく機械なのです
01:35
It needs a hospital
麻酔器を1台使うのに
01:37
whose budget can allow it to support one machine
病院側の予算としては
01:39
costing upwards of 50 or $100,000.
5万超か10万ドルは必要になります
01:41
And perhaps most obviously,
そして その中でもおそらく
01:44
and perhaps most importantly --
最もはっきりして最も重要なのは
01:46
and the path to concepts that we've heard about
紹介した機能概念からなんとなく
01:48
kind of illustrate this --
お分かりかと思いますが
01:50
it needs infrastructure
インフラが必要ということです
01:52
that can supply an uninterrupted source
インフラによって
01:54
of electricity, of compressed oxygen
絶え間の無い電力供給や 圧縮酸素や
01:56
and other medical supplies
医療用品などの
01:59
that are so critical to the functioning
麻酔器の稼働に
02:01
of this machine.
非常に不可欠なものを提供します
02:03
In other words, this machine requires a lot of stuff
言いかえれば 麻酔器は画像の様な病院では支えきれない
02:05
that this hospital cannot offer.
多くの資源を必要とします
02:08
This is the electrical supply
この画像はマラウイの地方病院に
02:10
for a hospital in rural Malawi.
電源供給している配電盤です
02:12
In this hospital,
この病院には有資格の
02:14
there is one person qualified to deliver anesthesia,
麻酔科医が一人います
02:16
and she's qualified
この彼女は 12カ月もしくは18カ月の
02:18
because she has 12, maybe 18 months
麻酔研修を受けているので
02:20
of training in anesthesia.
資格がありふさわしい人です
02:22
In the hospital and in the entire region
この病院にもこの地域全体としても
02:24
there's not a single biomedical engineer.
生物医学技師はひとりもいません
02:26
So when this machine breaks,
麻酔器が故障したら 使用する麻酔機械が
02:28
the machines they have to work with break,
壊れたら なんとか問題を突き止めようと
02:30
they've got to try and figure it out, but most of the time, that's the end of the road.
努力しますがほとんどの場合には なす術がなくなります
02:32
Those machines go the proverbial junkyard.
故障した麻酔器は地区の廃棄場に捨てられます
02:35
And the price tag of the machine that I mentioned
この話の麻酔器の価格は
02:38
could represent maybe a quarter or a third
おそらくこの病院の年間予算の
02:41
of the annual operating budget
4分の1ないし3分の1に
02:43
for this hospital.
匹敵します
02:45
And finally, I think you can see that infrastructure is not very strong.
ここまでくれば インフラがそれほど良くないと分かると思います
02:47
This hospital is connected to a very weak power grid,
この病院が使用する貧弱な電源網では
02:50
one that goes down frequently.
頻繁に電源供給が停止します
02:53
So it runs frequently, the entire hospital,
病院全体がただひとつの発電機に
02:55
just on a generator.
依存することが頻繁に起こります
02:57
And you can imagine, the generator breaks down
想像にやすいですが 発電機が故障したり
02:59
or runs out of fuel.
燃料が無くなったりします
03:01
And the World Bank sees this
世界銀行の試算によれば
03:03
and estimates that a hospital in this setting in a low-income country
低所得国のこのような環境の病院では
03:05
can expect up to 18 power outages
ひと月に18に及ぶほどの停電が
03:08
per month.
発生する可能性があります
03:11
Similarly compressed oxygen and other medical supplies
同様に圧縮酸素やほかの医療用品は
03:13
are really a luxury
とても高価なもので
03:15
and can often be out of stock
時には何カ月や一年に渡ってまで
03:17
for months or even a year.
手元にないことがありえます
03:19
So it seems crazy, but the model that we have right now
全くおかしな状況ではありますが
03:21
is taking those machines
現在の援助の仕方では
03:24
that were designed for that first environment that I showed you
先進国の環境ようにデザインされた
03:26
and donating or selling them
麻酔器を乏しい環境にある病院に
03:28
to hospitals in this environment.
寄付したり販売しているため
03:30
It's not just inappropriate,
環境適合ができないばかりか
03:33
it becomes really unsafe.
安全性も著しく損なわれます
03:35
One of our partners at Johns Hopkins
1年ほど前にジョン・ホプキンス大学病院の
03:38
was observing surgeries in Sierra Leone
共同研究者がシエラレオネの
03:40
about a year ago.
外科医を調査しました
03:43
And the first surgery of the day happened to be an obstetrical case.
その日の最初の手術はたまたま産科の手術でした
03:45
A woman came in, she needed an emergency C-section
女性が運ばれてきて母子の命を救う為には
03:48
to save her life and the life of her baby.
帝王切開が必要でした
03:51
And everything began pretty auspiciously.
手術はさい先良く始まりました
03:54
The surgeon was on call and scrubbed in.
外科医は待機して洗浄を済ませ入室しました
03:56
The nurse was there.
看護師も待機していました
03:58
She was able to anesthetize her quickly,
麻酔医は迅速に麻酔をかけました
04:00
and it was important because of the emergency nature of the situation.
緊急手術を行う性質から考えて迅速さは重要でした
04:02
And everything began well
停電してしまうまでは
04:05
until the power went out.
全てが順調なすべりだしでした
04:07
And now in the middle of this surgery,
手術のまっただなかで
04:10
the surgeon is racing against the clock to finish his case,
外科医はこの手術を終わらせるべく一刻を争って駆け続けます
04:12
which he can do -- he's got a headlamp.
頭部の手術灯があるから続けられます
04:15
But the nurse is literally
看護師は真っ暗になった手術室で
04:17
running around a darkened operating theater
患者の麻酔を継続させて患者が麻酔状態を保つように
04:19
trying to find anything she can use to anesthetize her patient,
正に駆けまわりながら
04:22
to keep her patient asleep.
何かが無いか探します
04:24
Because her machine doesn't work when there's no power.
麻酔器は電源が断たれると動作しないからです
04:26
And now this routine surgery that many of you have probably experienced,
ここにいる医師の皆さんが日常的に行っている手術 もしくは
04:30
and others are probably the product of,
この術式によって誕生できた人もいる手術が
04:33
has now become a tragedy.
悲劇となってしまいました
04:35
And what's so frustrating is this is not a singular event;
途上国ではこんなことが1回限りの偶然ではなく
04:38
this happens across the developing world.
日常的に起こっています
04:41
35 million surgeries are attempted every year
安全な麻酔が無い中でのこのような手術が
04:43
without safe anesthesia.
毎年3500万件も行われています
04:46
My colleague, Dr. Paul Fenton,
同僚のポール・フェントン医師は
04:48
was living this reality.
こんな手術を続けていました
04:50
He was the chief of anesthesiology
彼はマラウイの病院で麻酔医長をしています
04:52
in a hospital in Malawi, a teaching hospital.
この病院は研修指導病院です
04:54
He went to work every day
毎日働きに行き病院の
04:56
in an operating theater like this one,
画面に出ている公開手術室で
04:58
trying to deliver anesthesia and teach others how to do so
毎日麻酔をかけ 研修者が患者に麻酔をかけられるよう指導します
05:00
using that same equipment
彼の病院にある
05:03
that became so unreliable, and frankly unsafe,
安定を大きく欠いた 安全性のない
05:05
in his hospital.
同じ種類の麻酔器を使ってです
05:07
And after umpteen surgeries
数えくれないくらいの手術をして
05:09
and, you can imagine, really unspeakable tragedy,
語り切れないほどの悲劇を目の当たりにして 彼は言いました
05:11
he just said, "That's it. I'm done. That's enough.
「もういい やめだ もうこりごりだ
05:14
There has to be something better."
何かもっといい方法があるはずだ」
05:16
So he took a walk down the hall
彼は病院の廊下を歩き これまでの手術を
05:18
to where they threw all those machines that had just crapped out on them --
台無しにした壊れた機械の廃棄所に来ました
05:20
I think that's the scientific term --
これは科学的な試みの時間と思いました
05:22
and he just started tinkering.
彼はただただ色々いじりはじめました
05:24
He took one part from here and another from there,
彼はここからそこから部品部品を集めて
05:26
and he tried to come up with a machine
直面している現実環境でも動作する
05:28
that would work in the reality that he was facing.
機械を創りだそうとしていました
05:30
And what he came up with was this guy,
そして彼が作ったのがこれです
05:33
the prototype for the Universal Anesthesia Machine --
「どこでも麻酔器」の試作品です
05:36
a machine that would work
どのような病院環境であっても
05:39
and anesthetize his patients
動作し患者に
05:41
no matter the circumstances that his hospital had to offer.
麻酔をかけることができる機械です
05:43
Here it is back at home
12年間を経て先程の病院に
05:47
at that same hospital, developed a little further, 12 years later,
多少なりとも発展した麻酔機が帰ってきました
05:49
working on patients from pediatrics to geriatrics.
小児科から老年科の患者に対して使われています
05:52
Now let me show you a little bit about how this machine works.
さぁどんな風にしてこの機械が動くのかご紹介します
05:55
Voila!
ジャーン
05:58
Here she is.
これがそうです
06:00
When you have electricity,
電源がある場合には全ての
06:02
everything in this machine begins in the base.
動作は下の方から開始されます
06:04
There's a built-in oxygen concentrator down there.
内蔵型酸素圧縮機が下の方についています
06:06
Now you've heard me mention oxygen a few times at this point.
酸素については既に何度か言及してきましたよね
06:09
Essentially, to deliver anesthesia,
麻酔をかけるには基本的に
06:12
you want as pure oxygen as possible,
できるかぎり純度の高い酸素が必要です
06:14
because eventually you're going to dilute it essentially
最終的にはその酸素を麻酔ガスと
06:16
with the gas.
混ぜて使用するからです
06:18
And the mixture that the patient inhales
患者が吸入する際には
06:20
needs to be at least a certain percentage oxygen
酸素濃度が一定値に達していないと
06:22
or else it can become dangerous.
患者にとってガスが危険なものにもなります
06:24
But so in here when there's electricity,
この機械は電源がある場合には
06:26
the oxygen concentrator takes in room air.
酸素圧縮機が部屋の空気を取り込みます
06:28
Now we know room air is gloriously free,
部屋の空気は見事なほどに無料だと分かっていますし
06:31
it is abundant,
豊富にあり しかも必要な
06:34
and it's already 21 percent oxygen.
21パーセントの酸素を既に含んでいます
06:36
So all this concentrator does is take that room air in, filter it
圧縮機が行うのは手術室の空気を取り込み清浄し
06:38
and send 95 percent pure oxygen
濃度95パーセントの酸素を
06:41
up and across here
上へ送り ここら辺で
06:43
where it mixes with the anesthetic agent.
麻酔物質と混ぜ合わせます
06:45
Now before that mixture
この混合物が
06:48
hits the patient's lungs,
患者の肺に入る前に
06:50
it's going to pass by here --
この部分を通って
06:52
you can't see it, but there's an oxygen sensor here --
見えませんがここに酸素センサがあり
06:54
that's going to read out on this screen
供給されている酸素濃度を
06:56
the percentage of oxygen being delivered.
画面に映し出して示します
06:58
Now if you don't have power,
もし電気が使えない場合には また
07:01
or, God forbid, the power cuts out in the middle of surgery,
起きないと良いですが 手術中に電源が切れた場合でも
07:03
this machine transitions automatically,
何かを操作する必要も全くなく
07:06
without even having to touch it,
自動的にモードを切り替えて
07:08
to drawing in room air from this inlet.
部屋の空気をここから取り入れるようになります
07:10
Everything else is the same.
空気の取入以外は変化しません
07:13
The only difference is that now
その唯一の違いは
07:15
you're only working with 21 percent oxygen.
21パーセントの酸素を相手にしていることです
07:17
Now that used to be a dangerous guessing game,
給気はかつてはあてずっぽうで危険でした なぜなら何かが
07:20
because you only knew if you had given too little oxygen once something bad happened.
悪化するまで酸素が足りなかったことが分からなかったのです
07:23
But we've put a long-life battery backup on here.
大容量バッテリーをここに入れるようにしました
07:26
This is the only part that's battery backed up.
ここだけがバッテリを予備電源としています
07:29
But this gives control to the provider,
予備で電源を加えましたが濃度計があるので
07:31
whether there's power or not,
電源が有っても無くても
07:33
because they can adjust the flow
手術中に酸素濃度を見て 給気を制御し
07:35
based on the percentage of oxygen they see that they're giving their patient.
患者に与えている酸素濃度を調整できます
07:37
In both cases,
患者への人口呼吸は
07:40
whether you have power or not,
電源の有無に関わらず
07:42
sometimes the patient needs help breathing.
必要になることがあります
07:44
It's just a reality of anesthesia. The lungs can be paralyzed.
麻酔の問題の一つとして肺を麻痺させてしまうことがあります
07:46
And so we've just added this manual bellows.
この為手動式の ふいご を加えました
07:49
We've seen surgeries for three or four hours
3時間も4時間も手動ポンプで呼吸させる
07:51
to ventilate the patient on this.
手術も見たことがあります
07:54
So it's a straightforward machine.
これは機構が複雑化されていない機械なのです
07:57
I shudder to say simple;
単純というとゾッとしますので
08:00
it's straightforward.
複雑化されていないと言います
08:02
And it's by design.
複雑にしないよう意図されたデザインです
08:04
And you do not need to be
こうすれば 麻酔器を使う為の
08:06
a highly trained, specialized anesthesiologist to use this machine,
高度な研修も 麻酔専門医も不要になります
08:08
which is good because, in these rural district hospitals,
このことは求められている研修を確保できていない
08:11
you're not going to get that level of training.
地方病院にとっては好都合です
08:14
It's also designed for the environment that it will be used in.
麻酔器は使用される環境に合わせて作られています
08:17
This is an incredibly rugged machine.
この麻酔器は考えられないほど頑丈で
08:20
It has to stand up
地方の地域病院で
08:22
to the heat and the wear and tear that happens
熱や摩擦や損傷にも
08:24
in hospitals in these rural districts.
耐えられるようにできています
08:26
And so it's not going to break very easily,
ですからそんなに簡単には壊れません
08:29
but if it does, virtually every piece in this machine
もし壊れた場合でも事実上どんな部品でも
08:31
can be swapped out and replaced
6角レンチとドライバーで
08:34
with a hex wrench and a screwdriver.
取り替えて備え付けられます
08:37
And finally, it's affordable.
最後に値段は手頃な設定です
08:40
This machine comes in
麻酔器は先程お見せした
08:42
at an eighth of the cost
従来の機械の
08:44
of the conventional machine that I showed you earlier.
8分の1の値段で買うことができます
08:46
So in other words, what we have here
つまりは ここにある機械は
08:49
is a machine that can enable surgery and save lives
最初に紹介した従来の麻酔器と同じように
08:52
because it was designed for its environment,
手術を可能にし生命を救える機械なのです
08:55
just like the first machine I showed you.
環境に合うように作られたからです
08:58
But we're not content to stop there.
でもここまででは満足しませんでした
09:00
Is it working?
きちんと動作するでしょうか?
09:02
Is this the design that's going to work in place?
現場で思い通りに使えるでしょうか?
09:04
Well we've seen good results so far.
ええ これまでは良い結果が出ています
09:06
This is in 13 hospitals in four countries,
この機械は4ヶ国の13の病院にあります
09:08
and since 2010,
そして2010年から 2000件以上の
09:11
we've done well over 2,000 surgeries
手術をしてきていますが
09:13
with no clinically adverse events.
臨床で有害事象は起きていません
09:15
So we're thrilled.
大変喜ばしいことです
09:17
This really seems like a cost-effective, scalable solution
麻酔器は蔓延している問題に対して 費用対効果が高く
09:19
to a problem that's really pervasive.
拡大してゆける解決策に思えます
09:23
But we still want to be sure
それでもこの機械が病院で
09:26
that this is the most effective and safe device
使用する機械として最も効果的かつ
09:28
that we can be putting into hospitals.
最も安全な装置か確信を得たいのです
09:30
So to do that we've launched a number of partnerships
この為に NGOや大学との
09:32
with NGOs and universities
提携を開始し 操作方法の情報や
09:34
to gather data on the user interface,
どんな手術に使用されるのが良いのかや
09:36
on the types of surgeries it's appropriate for
装置そのものを改良する方法を
09:39
and ways we can enhance the device itself.
調べてきました
09:41
One of those partnerships
提携のひとつにここバルチモアの
09:43
is with Johns Hopkins just here in Baltimore.
ジョン・ホプキンス大学病院があります
09:45
They have a really cool anesthesia simulation lab out in Baltimore.
病院はバルチモアにすごい麻酔試験研究所を持っています
09:48
So we're taking this machine
なので私達の麻酔器を持ち込んで
09:52
and recreating some of the operating theater crises
麻酔器が手術室で直面するであろう
09:54
that this machine might face
危機的な状況を再現しています
09:57
in one of the hospitals that it's intended for,
実際に使用される病院で
09:59
and in a contained, safe environment,
制御された安全な環境で
10:01
evaluating its effectiveness.
効果の度合いを評価しています
10:04
We're then able to compare the results from that study
この研究の結果を実際の経験と
10:06
with real world experience,
比較することができました
10:09
because we're putting two of these in hospitals
ジョン・ホプキンスがシエラレオネで
10:11
that Johns Hopkins works with in Sierra Leone,
共同研究する病院や 先程の帝王切開をした
10:13
including the hospital where that emergency C-section happened.
病院に2台の麻酔器を置いているからです
10:15
So I've talked a lot about anesthesia, and I tend to do that.
麻酔について多くを語りましたが意図したことです
10:20
I think it is incredibly fascinating
麻酔は信じられないくらい興味深く
10:23
and an important component of health.
健康の重要な構成要素です
10:25
And it really seems peripheral, we never think about it,
周辺要素だと思われていますが いざ使えなくなると
10:27
until we don't have access to it,
麻酔は生死を分ける重要な存在だと
10:30
and then it becomes a gatekeeper.
初めて気づかされるわけです
10:32
Who gets surgery and who doesn't?
手術を受けられる人と受けられない人?
10:34
Who gets safe surgery and who doesn't?
安全に受けられる人と受けられない人?
10:36
But you know, it's just one of so many ways
しかし もちろん 数多くの
10:39
that design, appropriate design,
適切なデザインが健康に良い影響をもたらす
10:42
can have an impact on health outcomes.
方法のひとつにすぎません
10:45
If more people in the health delivery space
もし医療業界でより多くの人が
10:48
really working on some of these challenges in low-income countries
低所得国の困難をなんとかしようとしている人が
10:50
could start their design process,
デザイン方法を
10:53
their solution search,
解決策探しを
10:55
from outside of that proverbial box
既知の枠組の外からの視点や
10:57
and inside of the hospital --
病院の現場からの視点で
10:59
in other words, if we could design
つまり 無いものを望むのではなく
11:01
for the environment that exists in so many parts of the world,
世界の多くに存在している環境に合うように
11:03
rather than the one that we wished existed --
意図して創るのであれば
11:06
we might just save a lot of lives.
多くの命を救うことができるでしょう
11:08
Thank you very much.
ありがとうございました
11:11
(Applause)
(拍手)
11:13
Translated by Akinori Oyama
Reviewed by Takahiro Shimpo

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About the Speaker:

Erica Frenkel - Medical technologist
At Gradian Health Systems, Erica Frenkel works to bring safe anesthesia to hospitals all over the world.

Why you should listen

Erica Frenkel helps lead Gradian Health Systems, a social enterprise enabling safe surgery through innovative anesthesia technology. She has been a Peace Corps volunteer, managed the Global Media AIDS Initiative for the Kaiser Family Foundation and helped shape public health initiatives as a consultant for the Clinton Foundation, the Liberian Ministry of Health, Merck Vaccines, and the Wellcome Trust.

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Erica Frenkel | Speaker | TED.com