もし宇宙飛行士が火星へ向かう途中で重傷を負ったらどうなるのでしょうか？地球とは異なり、そこには救急外来も外傷専門チームもなく、迅速な避難も不可能です。帰還には数ヶ月を要する可能性があります。

こうした事態に備えるため、カナダの麻酔科医ジョン・ベイリー博士は、宇宙飛行士が深宇宙ミッション中の痛みを管理するために、超音波ガイド下神経ブロックをどのように活用できるかを研究している。同博士とチームは、Clarius L7 HD3ワイヤレス超音波スキャナーを用いて、水中でこの処置の試験に成功した。

「宇宙旅行中には、さまざまな種類の怪我や外科的緊急事態が発生する可能性があります。また、宇宙旅行者の数が急速に増加していることから、宇宙での緊急事態への対応方法をさらに洗練させる必要があります」とベイリー博士は説明する。

宇宙空間で従来の全身麻酔や高用量の全身性オピオイドを投与すると、深刻な生理学的リスクが生じます。例えば、全身性の鎮痛薬は、乗組員全員の生存にとって極めて重要な役割を果たす可能性のある宇宙飛行士の認知機能を損なう恐れがあります。

局所麻酔は、洗練された的を絞った解決策となります。小型の手持ち式超音波装置を用いて超音波ガイド下神経ブロックを行い、損傷部位を麻痺させることで、医療従事者は患者の認知機能を維持しつつ、痛みを軽減することができます。

しかし、微小重力下で神経ブロックを行うには、特有の課題があります。それは、医師も患者も自由に浮遊している可能性があるということです。重力が安定性を確保してくれないため、針を正確な標的へと誘導することさえ、格段に困難になります。

この問題を解決しようと、ベイリー博士とその研究グループは、地球上で利用可能な最も近い物理的環境、すなわち水中での中性浮力シミュレーションに着目した。

2024年、ベイリー博士のチームは、超音波ガイド下神経ブロックが、模擬微小重力環境下でも地球上で実施される処置と同等の成功率で成功裏に行えることを実証した概念実証研究を発表した。同チームは、浮遊状態の患者と固定された状態の患者を比較した別の論文も提出している。 彼らの最新の研究では、非専門家が微小重力環境下で基本的な神経ブロックを実施できるよう指導できるかどうかを評価している。

ハードウェアの課題：ワイヤレスかつ水深6メートルまでの防水性能

ベイリー博士のチームが最初の研究プロジェクトに着手した際、最大の課題の一つは、水中での模擬ブロック処置に使用する適切な超音波診断装置を見つけることでした。

「Clariusの防水等級XP68からは、水深6メートルまで持ち込めることが示唆されていましたが、実際に試してみるまでは確信が持てませんでした」とベイリー博士は述べています。 「私が所有している2本のL7リニアプローブは、見事にその役割を果たしてくれました。Wi-Fi信号は水中を伝播しないため、3Dプリント製のクリップを使ってトランスデューサーをスマートフォンに固定するシステムを考案しました。これにより、水中でも安定した接続と、遅延の最小化を実現しています。」

Clarius L7 HD3 リニアスキャナーは、2つの特定の設計上の特徴により、この環境に特に適しています。

• IP68防水等級：標準的な臨床用浸漬環境での使用が想定されていますが、当社の研究ではその限界をさらに押し広げるテストを行いました。2本の標準的なL7プローブを水深6メートルまで沈めて動作させたところ、ハードウェアは液体の浸入が一切なく、完璧に動作しました。
• 超コンパクトな形状：水中訓練プールと宇宙船の双方において、スペースに制約があるため、設置面積を最小限に抑える必要があります。

専門家による実現可能性評価から、専門家以外による応用へ

ごく最近、ベイリー博士のチームは、専門家ではない者が神経ブロックを行うことの実現可能性について検証を進めている。

「実際の宇宙ミッションでは、専門の麻酔科医が乗組員に含まれることはありません」とベイリー博士は述べています。「私たちの最新の研究では、この課題に正面から取り組み、非専門家がランドマークを特定し、模擬微小重力環境下で基本的な神経ブロックを安全に実施できるよう、適切に訓練できるかどうかを評価しています。」

リソースが限られた環境向けのEarthsideユーティリティ

この研究は、将来の宇宙医学のための実用的な基盤を築くものである一方で、その影響は私たちの身近な生活に及んでいる。

「私たちが医師以外の医療従事者を育成するために開発しているプロトコルは、地球上でも即座に、極めて重要な役割を果たすものです」とベイリー博士は説明する。 「医師以外の医療従事者が、身体的に不安定な環境下で外傷を負った患者に神経ブロックを確実かつ安全に施せたり、遠隔地の医療従事者が、設備が乏しく資源の限られた地方の診療所で同様の処置を行えたりすれば、高度な疼痛管理の分散化に向けた一歩を踏み出せるでしょう」

Clarius社の携帯型・超軽量超音波装置が、水深6メートル以下でも信頼性の高い臨床画像を提供できることを実証したことで、ベイリー博士とそのチームは、遠隔地の戦場であろうと火星探査ミッションであろうと、ほぼあらゆる場所で安全かつ効果的な局所麻酔が可能であることを証明している。

その目的は地球を越えた将来のミッションに備えることにあるが、この研究は最終的には、地球上の最も過酷な環境下における痛みの管理方法に革新をもたらす可能性がある。

火星探査ミッション中の負傷した宇宙飛行士、僻地の外傷患者、あるいは災害現場の負傷者など、どのような状況であっても、携帯型超音波ガイド下局所麻酔は、従来の医療資源が利用できない場所でも、高度な疼痛管理を実現するのに役立つ可能性があります。

地球上あるいはその先でのミッションに向けたClariusの超音波技術について、さらに詳しく知りたい場合は、Clariusの専門家がお客様に合わせてカスタマイズしたオンラインデモをご提供いたします。