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　レントゲン写真、超音波検査に始まり、血管造影図、CT、MRIなど、医学の進歩は目覚ましく、我々はこれまで見ることのできなかった自分の体の細部を鮮明に見ることができるようになった。

　ここでは、医学の進歩により赤裸々となった人体や手術に関しての写真や映像を見ていくことにしよう。

10. レントゲン写真に写った結婚指輪

　1895年11月、物理学教授のヴィルヘルム・レントゲンが研究中に、物体を透過し、蛍光板にその映像を映し出す電磁波を発見した。その電磁波の前に手をかざすと、骨と半透明な肉が映し出されたのだ。その重要性にすぐさま気がついた彼は、蛍光板を感光板に取り替え、同月8日に初のX線写真が撮影された。

　被写体は結婚指輪をはめた妻ベルタ夫人の左手であった。マスコミなどは当初この発見を信じず、『ニューヨーク・タイムズ』では、既に発見された簡単な撮影技術だと報じている。しかし数週間後に医療における応用を論じる記事が掲載され、この技術は世に広まることになる。レントゲンがX線の発明でノーベル物理学賞を受賞したのは1901年のことである。

9. 心臓と消化器官のX線動画

　　レントゲンによるX線の発見後、その発展は目覚ましく、ほぼその直後にX線動画が撮影されている。最初の1本は咽喉科医師で電気技師でもあったジョン・マッキンタイアーが、数百枚も撮影したカエルの足の写真を繋ぎあわせたものであった。

　当時マッキンタイアーは世界初のX線写真科を立ち上げたことで既に有名であり、体内の異物（子供ののどにつまった半ペニー硬貨）を世界で初めてX線写真で捉えたのも彼のチームである。さらにX線写真で腎臓結石も初めて発見している。


Dr. Macintyre's X-Ray Film

8. ビーバー少佐の弾丸探し

　レントゲンによるX線の発見から1ヶ月以内に、X線写真は戦場でも利用されるようになった。初の実戦配備は、1896年にイタリアがアビシニア（現在のエチオピア）に侵攻したアビシニア戦争のときであり、腕を撃たれたイタリア兵の弾丸を探すために使用された。その1年後、希土戦争においても使用されている。残念なことにこれら2つの写真は既に失われてしまっている。

　こうした有用性にも関わらず、X線写真が軍において本格的に利用され始めたのは1898年にアメリカで行われたイギリスのウォルター・ビーバー少佐の公演以降のことだ。そして多くの技術と同じように、X線写真もまた戦争で利用されたことによる恩恵を受けており、機器の小型化が実現されたのは第一次世界大戦中のことである。

7. 金属製のコルセットによる損傷の証拠

　社会問題を提起することになった医療映像技術の初期の例は、フランスの医師ルードビック・オフォローウェルがX線で撮影したコルセットで締め付けた女性の胴である。その写真にはきつく締められた金属製のコルセットが胸郭を狭め、内蔵の位置が変わってしまっている様がハッキリと写されている。これによってより締め付けが少ないコルセットを使おうという潮流が社会に生まれた。
　
　しかし後の世の専門家が疑問に思うのは、オフォローウェルはこの問題を指摘するためにX線写真を利用するべきだったのかということだ。当時、X線写真の撮影には長時間X線に曝露する必要があった。そしてX線の危険は既に周知のことだったのだ。にもかかわらず被写体となった女性は、コルセット付きと無しの撮影のために2度X線に曝露したうえ、その部位も胸や腹部というX線の影響を非常に受けやすい部分であった。

　今日ではX線写真はずっと安全なものになっており、医療目的以外では決して使用されることがない。ある研究ではアメリカにおける癌で死亡した患者のうち、X線が原因とされるものは0.5パーセントでしかないそうだ。

6. 世界初のカテーテル

　外科医ワーナー・フォルスマンは医師として勤務しながら、柔軟なチューブを鼠蹊部や腕の血管に挿入して、直接心房へ送り込む方法を考案した。このカテーテルを使えば、心臓の容積や血液の流量、血圧、酸素濃度などを測定できるうえ、薬品も直接投与できるはずだったが、多くの医師の反対によって新米医師のフォルスマンに臨床試験を行う許可が降りることはなかった。

　しかしフォルスマンはそれで諦めることはなく、研修医を説得し、その左腕にカテーテルを挿入した。それから橈側皮静脈から二頭筋、肩へと進ませ、最終的に心臓までカテーテルを送り込むことに成功した。そしてそのまま研修医をX線科へ歩かせ、カテーテルが心臓に達したという証拠の写真を撮影した。

　この成果が同僚に認められることはなく、失意の彼は病院を去り、泌尿器科に転身している。そしてカテーテルによる治療のことは一切忘れてしまった。1956年10月にノーベル賞を受賞したという知らせを受け取ったときは、何のことだかさっぱり判らなかったという。

5. 超音波撮像

　レントゲン写真の欠点の1つは、骨や異物などの密度の高い構造しか撮影できないことだ。また胎児への悪影響という問題もある。そうした欠点の解決方法が判明する切っ掛けは、1912年に沈没したタイタニック号の悲劇であった。カナダの発明家レジナルド・フェッセンデンは氷山を発見するために、音波を発信し、その反射によって遠くの物体を検出する装置の特許を取得した。当時の第一次世界大戦では物理学者のポール・ランジュバンもドイツのUボートの脅威から自軍の船を守るため、音波で潜水艦を発見する装置を発明している。

　1930年代後半、こうした音波によってX線では撮影できない脳やその他の部分の測定が可能であると精神科医で神経科医のカール・ドゥシクは思いついた。臨床の現場でも試していたが、オーストリア国内でしか活動していなかったため、その功績が世に知られるようになったのは終戦してからである。そして、こうした超音波装置によって腫瘍や胎児が撮影されたのは、それから10年後のことである。

4. 世界初のCAT撮影

　レントゲン写真の限界の1つが、X線管とフィルムの間にある物全てが現像されてしまうことだ。そのため腫瘍などの病気は、組織、内蔵、骨によって隠れてしまう場合がある。しかし1920年代から30年代にかけて断層撮影法が発達し、矢状面、冠状面、横断面という3方向すべてからの横断的な撮影が可能となった。

　1967年、EMIに勤務していた科学者ゴッドフリー・ハウンズフィールドが軸方向からの断層撮影スキャナーの着想を得る。EMIはこれに対して資金を提供し、ハウンズフィールドに試作品の開発を命じた。彼のスキャナーはフィルムの代わりにセンサーを採用しており、患者はチューブとセンサーの中を一定のスピードで水平に移動にするものであった。そして撮影されたデータがコンピューターによって映像として再構成される。これはコンピューターX線体軸断層撮影法（CATスキャン、またはCTスキャン）と名付けられ、1971年10月1日に初めて使用され、女性の脳内の腫瘍の撮影に成功した。その後、腫瘍は摘出されたが、それを見たハウンズフィールドは「まさに写真の通りだった」と感想を述べている。

3. 世界初のMRI撮影

　核磁気共鳴画像法（MRI）では、撮影装置が静磁気を発生させ、患者の全陽子を同方向に整列させる。次に電波を短時間放出し、整列した陽子をかき乱す。そして電波を停止させた後、陽子が再度整列するまでの時間を計測し、それを基にコンピューターが映像を作成する。

　CTとMRIの見た目は似ているが、その原理は大きく異なる。CTでは潜在的には危険な放射線を利用するが、MRIはそうではない。またMRIでは軟組織、内蔵、骨をCTよりも鮮明に写すことができる。そのため脊髄、腱、靭帯の撮影には特に有効である。反対にCTは、骨、内蔵、脊椎の損傷の撮影に優れている。

　医師であったレイモンド・ダマディアンが初めてMRIの着想を得たのは1969年のことである。彼はこの理論を検証すると、1971年の『サイエンス』に論文を発表した。しかし時をほぼ同じくして、ニューヨーク州立大学の化学者ポール・ラウターバーもまた同様のアイデアを閃いている。ダマディアンは1972年3月に特許を申請するも、同月にラウターバーもまた開発したスキャナーによって映像の撮影に成功し、後に論文を発表している。

　ダマディアンの特許申請が認められたのは1974年であるが、初の人体の撮影は1977年7月のことである。このときスタッフは誰一人として装置に乗りたがらず、ダマディアン本人が最初の被写体となった。しかし彼が巨体であったためか撮影は上手く行かず、やせ形の大学院生の1人が実験台となった。上記の写真は彼の胸の映像である。

　MRIに関するダマディアンとラウターバーとの争いはその後も続き、ダマディアンが1988年にMRIの発明者として米国発明家殿堂に殿堂入りした一方、2003年のノーベル賞はラウターバーに贈られている。

2. 腹腔鏡手術

　外科手術の歴史は数世紀におよぶが、これまでは腹部を完全に切り開く必要があった。これは患者の感染症のリスクを高め、回復にも時間がかかる。しかし1901年にロシアの産婦人科医が腹腔鏡を導入したことで、腹部に小さな穴を開けるだけで手術が可能となった。

　この腹腔鏡手術では小さな望遠鏡にも似た装置を片目で覗き込んで、腹部や胸部の中を確かめた。また執刀医は手の代わりに長い柄の先に取り付けられたハサミ、鉗子、クランプなどの道具を駆使して、手術を進めた。残念なことに、手術中、患者の身体を曲げることはできなかったようだ。執刀医の1人は、彼女の胆嚢を摘出するために、患者のふとももの上に寝転がる必要があったと述懐している。手術後、相当に疲弊したようで一般的な手術には向かないと見なしていたという。

　1970年代後半、産科医カムラン・ネズハットがビデオカメラを腹腔鏡にとりつけ、モニターを見ながら行う手術を実施した。当時はかなり大きな装置だったが、それでもその能率性や映像の拡大機能の真価をネズハットは認め、手術が「1人の手」から「オーケストラ」へ変わったと賞賛している。また彼は全ての手術が腹腔鏡によって行われるべきだと述べていた。しかし当時大勢の見解は、複雑な手術は無理であり、「奇異」や「野蛮」という評すらあった。その後、2004年に『ニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディシン』が腹腔鏡手術を奨励し、今では外科手術の革命であったと認められている。

　腹腔鏡手術の映像はこちら（閲覧注意）
　Robotic Assisted Laparoscopic Excision of Endometrioma

1. 3Dおよび4D超音波

　30年間にもわたって、超音波の使用は2方向のみに限られていた。これまで多くの親たちがお腹の中の子供の様子を探ろうと、2Dで撮影された白黒の画像に目を凝らしてきた。

　1970年代以降、超音波を使って立体的な胎児の撮影を試みる研究が始まった。これは音波を様々な方向や角度から発信し、赤ちゃんの顔や肌の特徴を捉えるというもので、CTスキャンの手法と似ている。1984年、東京大学の馬場一憲が初の3D画像による胎児の撮影に成功した。しかし撮影時間や画質の問題から診察に利用できるものではなかった。

　高速撮影が可能で、画質も優れた3D超音波は1987年、オラフ・フォン・ラムとステファン・スミスによって特許が取得された。さらに胎児の動きまで観察できる4D超音波が開発されると、一気に普及し、専門の撮影スタジオまで現れている。


What is 4D ultrasound scan?
via:listverse・原文翻訳：hiroching

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