DARPAは災害時の救急隊員のトリアージ方法を近代化したいと考えている

「Overmatched」では、防衛産業の中心である兵士とスパイの世界の科学技術を詳しく見ていきます。

建物が倒壊したり爆弾が爆発したりすると、医療処置を必要とする人の数が、助けられる人の数を上回ることがよくあります。この不均衡が大量死傷事故の特徴です。軍の最も有名な研究開発機関である DARPA は、こうした状況にうまく対処して、より多くの人々が生き残れるようにする方法を解明したいと考えています。

これが、DARPA が「DARPA トリアージ チャレンジ」と呼んでいるものの目標です。これは 11 月 6 日に開始される 3 年間のプログラムで、医療知識、自律走行車、非侵襲性センサー、アルゴリズムを結集して、患者が多すぎて治療が足りない場合に優先順位をつけて患者治療を計画します。このプロセスは一般にトリアージと呼ばれます。まだ名前が決まっていない各チームは、大規模で複雑な状況で負傷者を分類し、治療の必要性を判断できるシステムを競います。

災害用の分類帽子

トリアージは、それを職業としている人々にとっても簡単な仕事ではないと、国防保健局コロラドスプリングス地域の外傷医療責任者であるステイシー・シャッケルフォードは言う。同局の任務の一部は、軍の病院や診療所を管理することだ。「外傷コミュニティーにおいてさえ、トリアージという考え方は、ある意味神秘的な話題です」と彼女は言う。

トリアージという言葉はフランス語に由来し、基本的には「負傷者の選別」を意味します。一度に多数の人が負傷した場合、救急隊員は全員に平等に同時に対応することはできません。そのため、救急隊員は負傷者を次のカテゴリーに分類します。軽微(軽傷)、遅延(重傷だが直ちに命に別状はない)、緊急(すぐに治療すれば命が助かる可能性が高いほど重傷)、予期(死亡または間もなく死亡する可能性が高い)。「これは、誰が救命処置を必要とし、誰が待つことができるかを判断する方法です」とシャッケルフォード氏は言います。「そうすることで、最大多数の人々に最大の利益をもたらすことができます。」

いつ、どのように誰を治療するかという問題は、常に重要だったが、世界的な緊張関係の性質が変化し、主に民間人に影響を与える災害も変化するにつれて、国防総省にとって重要な問題となってきた。「現在、軍事的脅威の多くは、中国に侵攻したり、ロシアと戦争をしたらどうなるかということを中心に展開しており、こうした種類の近距離紛争がある」とシャッケルフォードは言う。恐ろしいのは、最近の他の紛争よりも負傷者や死者が増えるということだ。「起こり得る犠牲者の数だけでも」。ウクライナ戦争も見てみよう。

気候変動に伴い、洪水や山火事など、軍事以外の災害の深刻さ、頻度、予測不可能性も変化している。一方で、銃乱射事件はあまりにも頻繁に発生し、原子力発電所の損傷は放射能の危険をもたらす可能性があり、地震は建物を倒壊させ、メンテナンスの行き届いていない建物は自ら倒壊する。ユニフォームド・サービス大学災害医療・公衆衛生国立センター所長のジェフリー・フリーマン氏は、パンデミックですらゆっくりと進行する、あるいは進行し続ける災害の一種だと語る。通常は、大量死傷者を出す事件とは考えられていない。しかし、フリーマン氏は「治療を必要とする重篤な患者が多数いるという点で影響は似ているが、治療を必要とする人々が地理的な地域に限定されないという点で異なる」と語る。どちらのシナリオでも、「トリアージが重要だ」と同氏は続ける。

フリーマン氏の組織は現在、議会の義務付けにより、国防総省、軍の治療施設、退役軍人省の医療センター、保健福祉省管轄の民間病院が海外での戦闘作戦を含む大規模災害にどのように対応するかを管理するために 1980 年代に設立された国家災害医療システムの評価を管理しています。彼は、DARPA トリアージ チャレンジは既存のシステムを圧倒するインシデントに対処する上で非常に重要であると考えています。これは、今もこれからも良い目標です。「災害や戦争自体は、予測不可能で、めったに起こらない出来事のように思えます。ほとんどランダムに発生します」と彼は言います。「災害や大惨事の状態は実際には一貫しています。災害は常に発生し、紛争は常に発生しています。」

彼は、世界的な災害状況を「継続的」と表現し、それがトリアージチャレンジを「時代を超越したもの」にしていると述べています。

さらに、シャッケルフォード氏によると、トリアージの概念はここ数十年あまり進化していないため、DARPA トリアージ チャレンジの成果が、もし成功すれば、「最大善、最大数」のアプローチがどのようなものになるかに大きな違いをもたらす可能性がある。しかし、DARPA にとって、研究は常に賭けである。同機関は厳しい科学的および技術的目標に狙いを定め、しばしば「高リスク、高報酬」研究と呼ばれるモデルを外す。

DARPA のトリアージ チャレンジ プログラム マネージャーである Jean-Paul Chretien 氏は、このリスクから生まれるものについて、いくつかの具体的な期待を抱いています。たとえば、見た目よりも重傷を負っている被害者を特定できる能力などです。「外見だけでは、内部損傷があるかどうかはわかりません」と、彼は言います。患者の状態を判断するために人々がチェックする典型的な生体信号は、脈拍、血圧、呼吸などの通常のバイタル サインです。「現在わかっているのは、これらは重傷の遅行指標であるということです。身体はそれを補うことができるからです」と、Chretien 氏は言います。しかし、身体が補うことができなくなったらどうなるでしょうか。「本当に崖から落ちてしまうのです」と彼は言います。言い換えると、患者の脈拍や血圧は大丈夫に見えても、一見良い知らせの下には、重大な損傷がまだ潜んでいる可能性があるということです。彼は、トリアージ チャレンジによって、そのような損傷のよりタイムリーな生理学的指標、つまり患者が危機に瀕する前に検出できる指標が明らかになることを期待しています。

遠くからの評価

DARPA トリアージ チャレンジは、そうした結果をもたらす可能性がある。なぜなら、参加者には DARPA が参加費を負担する参加者もいれば、自費で参加する参加者もおり、参加者には 2 つの別々の目標が課されるからだ。1 つ目はトリアージの主要段階 (現場での人々の選別) を扱い、2 つ目は治療を受けた後に何をすべきかを扱っている。

トリアージ チャレンジの第一段階では、参加者は離れた場所から被害者を診断し、負傷の生理学的特徴に関するデータを収集できるセンサー システムを開発する必要があります。遠くからこれを行うことで、救助隊員が作業中に放射能や不安定な建物などの危険に遭遇するのを防ぐことができます。目標は、コンテスト終了までにシステムを自律的に動作させることです。

DARPAのプロジェクト発表によると、こうしたシステムが求める特徴には、「移動能力、重度の出血、呼吸困難、覚醒」などが含まれる可能性がある。参加者は、ロボットやドローンにコンピュータービジョンや動作追跡システム、光を使用して血液量の変化を測定する機器、呼吸や心臓の活動を分析するレーザー、音声認識機能などを搭載することができる。あるいは、これらすべてを搭載することもできる。チームが開発するアルゴリズムは、収集したデータから、今すぐに救命治療が必要なのは誰かなど、意味のある結論を導き出さなければならない。

DARPA トリアージ チャレンジの 2 つ目の焦点は、最も緊急の負傷者が治療を受けた後の期間、つまりトリアージの 2 次段階です。この部分では、参加者は患者の状態をより深く調べ、助けを求めるささやき声の変化を監視する技術を開発します。この段階での真の革新は、アルゴリズム側から生まれます。たとえば、心電図の詳細を解析するソフトウェア (おそらく皮膚に接触する非侵襲性電極を使用) は、ビービーという音だけでなく心臓の活動の波形全体を調べます。または、同様にパルスオキシメーターの出力を詳しく調べて赤血球に運ばれる酸素を監視するソフトウェアです。

一方、シャッケルフォードは、チームがトリアージに時間感覚を取り入れることに興味を持っている。これは当然のことのように聞こえるが、悲劇の混乱の中では実際には難しい。特定の状況では、時間的に非常に制限される。何かがあなたの上に落ちてきて、呼吸ができない？ 救助隊にはその問題を解決するのに 3 分しかない。出血？ 止血に 5 分から 10 分、輸血に 30 分、外科的介入に 1 時間。「これらすべての要素が、特定の時点で人を助けるために何ができるかを左右します」と彼女は言う。そして、何が助けにならないか、誰がもう助けられないかが明らかになる。

災害のシミュレーション

DARPA は資金援助を予定しているチームをまだ発表しておらず、自費で資金援助するチームも名前を明かしていない。しかし、どのチームであっても、今後 3 年間で 3 つのコンテストに臨むことになる。コンテストは毎年末に 1 つずつ行われ、それぞれがトリアージの主要側面と副次的側面の両方を扱う。

一次トリアージ ステージの競技はかなり活発になるだろう。「大量の負傷者が出る場面を再現します」とクレティエン氏は言う。もちろん、実際に開いた傷や 3 度熱傷を負った人はいないが、災害に巻き込まれたふりをする俳優が登場する。マネキンもそこら中に散らばる。チームはセンサーを満載したドローンやロボットを持ち込む。「これらのシステムは、自力で負傷者を見つけなければならない」とクレティエン氏は言う。

これらの競技では、非常にストレスのかかる障害物コースのように、チームが3つのシナリオを順番にこなすことになります。「テストをどれだけ早く完了できるか、実際に負傷者を見つけるのがどれだけ上手か、そして負傷者の健康状態をどれだけ正確に評価できるかに基づいて採点します」とクレティエン氏は言います。

しかし、それは容易なことではない。同局のシナリオの説明によると、狭い場所と広い野原、明るい場所と真っ暗闇、「ほこり、霧、もや、煙、話し声、点滅する光、ホットスポット、銃声や爆発音」が伴う可能性があるという。犠牲者は瓦礫の下に埋もれているか、互いに重なり合っている可能性があり、センサーで検出して個人を特定するのは困難である。

DARPA はまた、このチャレンジの仮想バージョンとして、地上のシナリオを模倣した仮想世界を構築している。「これはビデオゲームのような環境になりますが、同じアイデアです」と、彼は言う。実際のバージョンを行う予定のチームはデジタルで練習することができ、また、クレティエンは、物理的な世界を巡回するために必要なすべてのハードウェアを持っていないチームも、デジタルで挑戦することを期待している。「参加するためのリソースを実際に用意するという意味では、より簡単になるはずです」と彼は言う。

2 次ステージの競技は、それほど劇的ではない。「ロボット システムも物理的なシミュレーションもありません」とクレティエン氏は言う。代わりに、チームはメリーランド ショック トラウマ センターとピッツバーグ大学から収集された、過去に入院した患者の実際の臨床外傷データを入手する。チームの課題は、匿名化された患者データを使用して各人の状態を判断し、介入が必要かどうか、また、いつどのような介入が必要だったかを判断することだ。

3年間で総額700万ドルの賞金がかけられており、最初の2年間はDARPAがすでに 参加費を支払った人は受け取る資格があります。

また、多くの命が危険にさらされている。「限られた人数の人員で、技術的に効率や効果を高めるために何ができるだろうか」とフリーマン氏は言う。

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