GEヘルスケア・システムズ
By Sheelagh Kononenko
13 Sep 2011
GEの業界最先端の製品により臨床医は人体内部を詳細に検査することが可能となります。ブリュエル・ケアーのアプリケーションがこれら製品の研究開発、製品寿命試験、耐久性、信頼性、疲労試験を支えています。
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Case Study
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GEヘルスケア
GEヘルスケア・システムズは、GEヘルスケアの主要な６部門のうちのひとつです。その業界最先端の製品はイメージングと診断を目的としています。製品には医療現場からの幅広い要求に応えるために、X線断層撮影（CT）、核磁気共鳴診断法（MRI）、陽電子放射断層撮影（PET）といった技術が応用されており、医療保険活動従事者にその活動を効率的に行うためのソリューションを提供します。製品の開発には、ほぼすべてにおいてブリュエル・ケアーのアプリケーションが使用されています。
英国 バッキンガムシャー州 リトル・チャルフォントに本社を置く GEヘルスケアは、ゼネラル・エレクトリック社のひとつの部門で、170億ドルの資本と46,000人の従業員を抱え、世界100ヶ国以上の国々において医療保険活動従事者および患者のための事業を行っています。その製品とサービスは広範囲に渡り、医療イメージング、情報技術、医療診断、患者モニタリングシステム、パフォーマンス改善、創薬、生物医薬品製造技術があります。こらの製品により、世界中の臨床医が患者の生命を最大限守るため、病気の予測、診断、通知、治療技術を開発することができます。
革新的な診断ソリューション
| 「診断ツールはより一層高度化され、より患者にやさしい、より安全なものになってきています。」 |
米国 ウィスコンシン州ミルウォーキー近郊のウォーキシャに本社を置くGEヘルスケア・システムズは、GEヘルスケアの６つの主要部門のうちのひとつです。その他の５つの部門は、生命科学、医療診断、医療保険情報技術、外科とパフォーマンス ソリューションから成ります。GEヘルスケア・システムズの製品には、X線、ディジタル マンモグラフィー、X線断層撮影（CT）、核磁気共鳴診断法（MRI）、分子画像法、超音波、陽電子放射断層撮影（PET）といった技術が利用されています。
GEヘルスケアの製品が提供するツールにより、医療保険活動に従事する人々は、医療行為を効率的に行うことが可能となります。そしてそのツールには単一の技術を用いるものもありますが、いくつかの技術が組み合われた複雑なものもあります。そして、それら製品はすべて、病気と疾患の予防、診断、治療に欠かすことができません。例えば、CT、PET および MRI が心臓病、神経疾患、がんの検査と治療にもたらした明白な成果は疑う余地がありません。今日の医療保険活動は、診断と治療において早期に対応することに主眼が置かれています。その結果、診断ツールはより一層高度化され、より患者にやさしい、より安全なものになってきています。
信頼でき、頼ることのできる、裏付けのある技術
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| 図をクリックして拡大 | | シニアエンジニア ダン ネメセク氏（左）と 先端機械工学研究所マネージャでテスト エンジニアのスコット T. マンセル氏（右）。 |
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GEヘルスケアにとって、革新は共感と密接な関係があります。設計から最終の製品、そして製品のエンドユーザー、すなわちその装置を現場で実際に使用する技術者、臨床医、患者を理解することが重要と考えています。それゆえ、製品の高い品質、安全性、快適性を目指すこと会社を動かす大きな原動力となっています。
電子工学の学位を持ち、先端機械エンジニアリング研究所のマネージャ兼テスト エンジニアであるスコット T.マンセル氏は、振動・環境試験研究室の35年の歴史のうち、33年間に渡ってここで、製品システムおよびコンポーネントの音と振動の試験と解析を行ってきました。製品寿命試験、耐久性、信頼性、疲労試験はすべてスコット氏の研究室で実施され、ほぼ独占的にブリュエル・ケアーのソリューションが使用されています。もっとも最新のものは 7x7x5 メートルの音響試験室で、特別設計の絶縁床により30 dB(A) の暗騒音を実現しています。これは特に音響パワーと音質の解析を目的として設置されました。スコット氏は次のように述べています。「この新しい音響試験室で、近い将来、アレイシステムを導入し、音源探査を行う予定です。」
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| 小型 DeltaTron®TEDS 加速度ピックアップ 4507-B型 |
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ブリュエル・ケアーとGEヘルスケアとの関係の歴史は、ずっと過去へと遡ります。「1977年以降、多くの測定機器を試してきましたが、私たちが使ってきたのはいつもブリュエル・ケアーのマイクロホンと加速度ピックアップ、そしてチャージアンプでした。」スコット氏は次のように続けます。「かなり前の話になりますが、データ分析装置を検討した際には、その当時最先端だった2032型 2チャンネルアナライザーの導入を決定し、最終的に4台購入しました。」また、4507-B型 Deltatron®TEDS 加速度ピックアップはGEヘルスケアで広く使用されています。その後、いくつかの製品を経て、今ではほとんどの場面でPULSEを使っています。「最初は PC プラットフォームに移行することに少し慎重でしたが、今日では私たちがサービス契約をしているのは、100%ブリュエル・ケアーです。」2000年に最初の PULSE システムを導入して以降、現在ではGEヘルスケア全体で20以上のシステムが使用されています。
MRIの騒音への取り組み
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| 図をクリックして拡大 | | MRI スキャニング ユニットは大型の円筒の周囲に円形の磁石が配置され、患者はそこに入れられます。 |
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MRI はX線を使わずに人体の明瞭な画像を生成する、患者にやさしい検査方法です。画像を生成するために、MRI には大型の磁石、電磁波、それにコンピュータが用いられます。MRI ユニットは、大型の円筒の周囲を円形の磁石が囲むよう配置されています。患者はテーブルに横たわり、テーブルは円形磁石の中心にスライドします。MRI の走査が始まると数分間に渡ってブーンという大きな音が発生します。これは磁場のオン、オフの切り替えが原因で生じた振動により大きな騒音が発生します。音響インテンシティは非常に大きなレベルに達します。この騒音は、患者に、MRI は怖いものだという印象を残し、閉所における恐怖感および不安感を与えます。実際、MRI の走査室内では耳当ての着用が求められます。通常MRI 検査は約1時間も続き、その間に2分から7分の走査が繰り返されます。
スコット氏と彼のチームにとっての挑戦は、騒音レベルを大きく低減し、MRI における患者の印象を改善することです。スコット氏と一緒に仕事をするダン・ネメセク氏は、ミルウォーキー大学で機械工学の学位を取得したシニア機械エンジニアで、GEヘルスケアに10年間勤めています。彼とスコット氏とで騒音、振動試験の9割を実施します。ダン氏が言います。「MRI ユニットのコンポーネントおよびサブ・コンポーネントの騒音、振動試験を行うことで、組み立て前に騒音を把握することができるようになります。」
| 「将来は主観評価試験も実施します。より良い音が操作者に対する大きなセールス ポイントになることは間違いありません。」 |
MRI システムに関する IEC の規格があり、GEヘルスケアの製品はそれに示された騒音レベルを満足します。ダン氏はこう述べています。“規格の内容は固定されていますが、顧客、病院および工業製品の設計グループから寄せられる、低騒音化の要求と絶え間ない改良によって、製品仕様はより厳しいものになっていきます。GEヘルスケアではベンチマーキングは行っていませんが、音質が製品の差別化に必要なパラメータであり、顧客にとってより重要となって来ていることを理解しています。そのため、将来的に主観評価試験の機能を含む音質評価システムを導入することを検討しています。最後に次のように結論づけています。「より良い音が操作者に対する大きなセールス・ポイントになることは間違いありません。」
振動 - コンポーネントとシステムを震え上がらせるもの
振動試験はGEヘルスケアのあらゆる製品にとって極めて重要です。例えば、コンポーネントおよびサブシステムがその動作中、および輸送に耐え得るか、温度や湿度の変化に対応できるかどうか、です。
GEヘルスケアでは、PULSE プラットフォームを使って CPB と FFT による周波数分析と、モード解析による動的な数学モデルの作成を行っています。製品固有の動特性を理解し最適化することは、より丈夫で安全な製品を造ることのみならず、人間にとっての快適さとより高い性能の実現にもつながっていきます。インパクトハンマーを使用した単純なモビリティ試験から、たくさんの応答点に加速度ピックアップを必要とするような複数の加振器を使用する試験まで、さまざまな試験を行っています。モード解析用のデータ収集とリアルタイム計測にはPULSE LabShopが用いられ、時刻歴データのポスト処理にはPULSE Reflexが使われています。スコット氏は、「Reflexは非常に直感的で、使いやすいです。」と話しています。
GEヘルスケアでは、現在 Test for I-deas から PULSE Reflex Core、Modal プラットフォームへの移行を進めています。またスコット氏は、運転時の振動パターンの特定のため、ODS（実稼働振動形状）が今後必要になってくると考えています。
寿命試験は、製品の寿命を短時間枠の中で予測します。これらの試験のいくつかは既に規格化されており、この業界で広く実施されています。GEヘルスケアの製品およびサブ・コンポーネントの予測寿命は平均して10年です。これが正確であることを示すために、使用環境の模擬試験を行い、さまざまなコンポーネントや材料の耐久評価を実施します。スコット氏は言います。「製品はだいたい300から400時間をかけて試験が行われます。4台のブリュエル・ケアー製を含む多くの加振器があり、中には例えばCTテーブルのように、私たちが所有しているもっとも大きな加振器のテーブルに搭載できるシステムもあります。また湿度を加えた長時間の振動試験には、恒温槽付の加振器を用います。」
製品寿命試験は製品の問題と欠陥を短時間で特定することを可能にし、製品の改善、設計および仕様を変更する時間をもたらします。
目的達成のための革新技術
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| 図をクリックして拡大 | | バンガロールにある研究開発センターは、GEヘルスケアのビジョン“世界中において、より高いクオリティと効率への改善とコストの低減に焦点を当てた、革新技術の継続的な開発”をサポートします。 |
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世界の大部分の人が必要なときに適切な医療装置による治療を受けられない現状があります。しかしながら、この状況は徐々にですが改善しています。例えば、MRI 装置は世界中で導入が進んでいます。しかし、それでもなお、人口100万人あたりの装置の数が米国の25に対して、中国およびインドでは1を下回ります。そこには大きな需要とビジネスの可能性があります。
世界中にオフィスを持つGEヘルスケアは、フランス、ハンガリー、日本、フィンランド、インドに主要な拠点を置いています。GEヘルスケアの最大の研究開発センターはインドのバンガロールにあり、5億ドルの費用を投じて建設されました。スコット氏の重要な仕事のひとつに、世界各地の顧客やGEヘルスケアの拠点を訪問することがあります。ある時にはサウジアラビア、またある時はコロンビアやインドまで、ノートPCとLAN-XIフロントエンドを携えて出向きます。PULSEはさまざまな場面でいろいろと活用されています。例えば、顧客先でのトラブル対応、インドの拠点スタッフへのPULSEの操作トレーニング、北京での加振器による振動試験などです。
彼はよく、何を使用すべきかアドバイスを求められます。そんなとき彼は、PULSEとLAN-XIの組み合わせを奨めます。このことは PULSE がGEヘルスケアの取り組み、新たな技術を用いて、ヘルスケア システムが発展途上地域に貢献すること、の一部分を担っていることを示します。またスコット氏にとっても、すべてのモダリティ、顧客、世界各地の拠点をサポートすることに役立っています。彼は最後に付け加えます、「毎日が異なり、同じ日はありません。私は同じ仕事をしていても、それが全く同じであることは決してないのです。」
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