NASAの資金援助を受けたワシントン大学の研究者らが腎臓結石除去技術を開発
クレア・マクグレイン著
火星への初の有人ミッションに選ばれた宇宙飛行士だと想像してみてください。何年もの準備、何十回もの健康診断、そして数ヶ月にわたる宇宙旅行を経て、いよいよ赤い惑星に足を踏み入れる準備が整いました。ところが、腎臓結石を発症してしまいました。
ワシントン大学応用物理学研究所の研究者たちは、この悪夢のようなシナリオを解決しようと取り組んでいる。
国立宇宙生物医学研究所（NASA が資金提供している団体）からの助成金の支援を受けて、研究チームは、手術や大型の装置を使わずに腎臓結石を検出し粉砕できる携帯型超音波装置を開発している。
「スタートレック」のようなこの技術は、集束超音波を使って結石を検知・移動させ、短時間のエネルギーバーストで砕くことで、宇宙飛行士が通過しやすくする。この技術は、長期宇宙ミッションにおいて様々な応用が期待できる。
「当初は、鈍的外傷があれば超音波を集中させて出血を止めることができると考えていました」とベイリー氏は述べた。「その後、骨の脱灰が進むことで結石のリスクが高まるため、腎結石が大きなリスクとなることに気づきました。」
NASAのデータによると、宇宙飛行士は腎結石を発症しやすいことが示されており、国際宇宙ステーション（ISS）で既に1人の宇宙飛行士が腎結石を発症した事例があります。腎結石による合併症は非常に重篤で、自然に排出できない場合は、宇宙飛行士は治療のために地球に帰還する必要があります。
「火星ミッションでは、誰かを地球に送り返すという選択肢はない」とベイリー氏は語った。
研究チームはすでに結石を検知して移動させる能力を開発しており、この技術をISSに送られる次の超音波システムに組み込む予定だ。
彼らは現在、プロセスの第3段階、つまり患者の体内の結石を砕く作業に取り組んでいる。
病院では衝撃波結石破砕術と呼ばれる処置で結石を砕きます。この処置では冷蔵庫ほどの大きさの機械で超音波の大きな衝撃を使って結石を砕きます。
しかし、この方法では石を検出するためにX線を使用するため、数百ポンドの装置が必要となり、宇宙旅行には使えない。
ワシントン大学泌尿器科助教授のアダム・マクスウェル氏は、この技術を応用して、より小さく頻繁な超音波バーストで結石を砕くバースト波結石破砕術（BWL）を開発した。
チームに所属する学生のアン・ズヴァシュカ氏は、従来の技術は石をハンマーで叩くようなものだが、BWLはノミで何度も削るようなものだと説明した。BWLはエネルギー消費量が少ないため、機械ははるかに軽量でコンパクトになる。また、従来の技術よりも効果が高い可能性もある。
バースト波結石破砕術の仕組みの詳細については、ワシントン大学応用物理学研究所のこのビデオをご覧ください。
ベイリー氏は、この治療法開発の課題は超音波を集中させる方法を見つけることだと説明した。研究チームはこのハードルを乗り越えた今、BWLの能力と副作用の可能性を検証し、最終的には臨床試験を実施する予定だ。バースト波結石破砕術は、宇宙飛行士が直面する可能性のある他の様々な問題の治療にも利用できる可能性がある。
「そのソフトウェアは柔軟性があるので、機能を拡張できるアプリが登場する可能性がある」とベイリー氏は語った。
この技術は、患者の皮膚を傷つけずに出血を止めたり、骨を強化したり、さらには超音波手術を行うなどの処置に使用できる可能性がある。
ベイリー氏は、同様の技術がシアトルのスウェーデン医療センターで脳を手術せずに震えを治療するために使用されており、他の医療センターでは前立腺がんの除去に使用されていると付け加えた。
