The problem I want to talk with you about is really the problem of: How does one supply health care in a world in which cost is everything? How do you do that? And the basic paradigm we want to suggest to you, I want to suggest to you, is one in which you say that in order to treat disease, you have to first know what you're treating, that's diagnostics, and then you have to do something.
皆さんにお話したいのは コストが最優先の世界で いかに医療を提供するかという問題です どうしたらいいでしょう? 私が提案したいと思っている 基本的な考え方は 病気を治療するためには まず何を治療しているのか 知らなくてはならない つまり 診断してから治療を行う ということです
The program we're involved in is something we call "Diagnostics for All," or "zero-cost diagnostics." How do you provide medically relevant information at as close as possible to zero cost? How do you do it? Let me just give you two examples. The rigors of military medicine are not so dissimilar from the third world: poor resources, a rigorous environment -- a series of problems -- light weight and things of this kind. And also they're not so different from the home health care and diagnostic system world.
私達はこの活動を 「全ての人のための臨床検査」または 「ゼロコストの臨床検査」と呼んでいます 医学的に適切な情報を どうやったら 限りなくゼロに近いコストで 提供できるでしょうか? どうします? 例を二つ挙げましょう 軍事医学の困難さは 第三世界のそれと さほど違いがありません 資源の少なさ 困難な環境 その他諸々 軽量化の問題などもです それは在宅医療や 診断システムと さほど変わりません
So, the technology I want to talk about is for the third world, for the developing world, but it has, I think, much broader application, because information is so important in the health care system. So you see two examples here. One is a lab that is actually a fairly high-end laboratory in Africa. The second is basically an entrepreneur who is set up and doing who-knows-what at a table in a market. I don't know what kind of health care is delivered there. But it's not really what is probably most efficient.
従って 私がお話したいことは 第三世界 開発途上国のためのものですが 幅広く応用が利くと思います なぜなら 医療制度では 情報は非常に重要だからです ここに例が二つあります 一つは アフリカでは最高レベルの 検査施設です(右下) もう一つは 要するに商売人で 市場にテーブルを設置して よくわからないことをしています そこでの医療状況は 分かりませんが 最も効率的なものでないのは 確かです
What is our approach? The way in which one typically approaches a problem of lowering cost, starting from the perspective of the United States, is to take our solution, and then try to cut cost out of it. No matter how you do that, you're not going to start with a $100,000 instrument and bring it down to no cost. It isn't going to work.
私達のアプローチは どんなでしょう? コストを下げるという 問題に対する 私たちの典型的な手法は アメリカ合衆国の視点から出発し 私たちの解決法を使い それでコストを下げよう というものです どうやっても 10万ドルの機械から始めて ゼロコストにはなりません そう上手くはいきません
So the approach we took was the other way around, to ask: What is the cheapest possible stuff that you could make a diagnostic system out of, and get useful information and add function? And what we've chosen is paper. What you see here is a prototypic device. It's about a centimeter on the side. It's about the size of a fingernail. The lines around the edges are a polymer. It's made of paper. And paper, of course, wicks fluid, as you know, paper, cloth -- drop wine on the tablecloth, and the wine wicks all over everything. Put it on your shirt, it ruins the shirt. That's what a hydrophilic surface does.
だから我々は全く逆の方法を 取りました 最も安価な診断機械を作り 有益な情報を取り出す そして機能を加えていくことです 何かというと 答えは紙でした これは試作品です 一辺が1cmくらいです 爪くらいの大きさです ふちの線は ポリマーです 紙で出来ていますから 液体を吸い上げます 紙 布などがそうです テーブルクロスに ワインをこぼすと ワインが全体に 広がりますよね シャツにこぼせば 台無しになってしまう 親水性の表面ではそうなります
So in this device, the idea is that you drip the bottom end of it in a drop of, in this case, urine. The fluid wicks its way into those chambers at the top. The brown color indicates the amount of glucose in the urine, the blue color indicates the amount of protein in the urine. And the combination of those two is a first-order shot at a number of useful things that you want. So, this is an example of a device made from a simple piece of paper.
つまりこの装置の場合 一番下のところに 一滴尿をたらします 液体は 上の方にある区画まで 染みていきます 尿中ブドウ糖の量を茶色で示し タンパク質の量を青色で示します この2つの組み合わせが あなたが検査したい物の 第一弾となります これが 普通の紙でできた 装置の例です
Now, how simple can you make the production? Why do we choose paper? There's an example of the same thing on a finger, showing you basically what it looks like. One reason for using paper is that it's everywhere. We have made these kinds of devices using napkins and toilet paper and wraps, and all kinds of stuff.
どれくらい簡単に これを作れるでしょうか? なぜ紙を選んだのか? 実際に指先に 乗せてみた例があるので どんな感じかわかりますね 紙を使う理由の一つは どこにでもあるからです これらの装置を ナプキンや トイレットペーパー、包み紙 いろんなもので作りました
So the production capability is there. The second is, you can put lots and lots of tests in a very small place. I'll show you in a moment that the stack of paper there would probably hold something like 100,000 tests, something of that kind.
ほぼ 何でも利用できます 二つ目は 非常にたくさんの検査項目を 小さくまとめられる点です のちほど皆さんに 一束の紙で 10万くらいの検査項目を 分析できることを お見せします
And then finally, a point you don't think of so much in developed world medicine: it eliminates sharps. And what sharps means is needles, things that stick. If you've taken a sample of someone's blood and the someone might have hepatitis C, you don't want to make a mistake and stick it in you. You don't want to do that. So how do you dispose of that? It's a problem everywhere, and here, you simply burn it. So it's a sort of a practical approach to starting on things.
三つ目は 世界的に医学ではあまり 考えないことですが 鋭利な部品を含まないことです 鋭利なものとは 針とかそういうものです 採取した誰かの血液が C型肝炎ウィルスを 持っているかも知れない場合 間違ってその針を自分に 刺したくはないですよね それに廃棄の問題もあります 紙なら単に燃やせばいい 取っかかりとしては 実践的なアプローチです
Now, you say, "If paper is a good idea, other people have surely thought of it." And the answer is, of course, yes. Those half of you, roughly, who are women, at some point may have had a pregnancy test. And the most common of these is in a device that looks like the thing on the left. It's something called a lateral-flow immunoassay. In that particular test, urine, either containing a hormone called hCG, does or does not flow across a piece of paper. And there are two bars; one bar indicates that the test is working, and if the second bar shows up, you're pregnant.
でも 紙が丁度いいなら 誰がかが すでに 思いついたはずですよね 答えは「もちろん その通り」です ここにいる大体半分は 女性ですが 妊娠テストを 受けた人もいるでしょう その場合 普通の検査器具は 左側に示してあるようなものです 「側方流動免疫測定法」 と呼ばれるものです このテストの場合は 「ヒト絨毛性ゴナドトロピン」 というホルモンが 尿中にあるかどうかを 試験紙で調べます 線が2本あり 1本目が テストが機能しているかを示し 2本目が現れれば 妊娠しているわけです
This is a terrific kind of test in a binary world, and the nice thing about pregnancy is either you are pregnant or you're not pregnant; you're not partially pregnant or thinking about being pregnant or something of that sort. So it works very well there, but it doesn't work very well when you need more quantitative information.
二者択一の場合は これは素晴らしい検査です 妊娠の場合ありがたい事に 「イエス」か「ノー」しかありません 「部分的妊娠」とか 「妊娠を考え中」とか そういうことはありません そういう場合は 非常にうまく行きます しかしもっと定量的な結果が 必要な場合はうまくいきません
There are also dipsticks, but if you look at the dipsticks, they're for another kind of urine analysis. There are an awful lot of colors and things like that. What do you actually do about that in a difficult circumstance? So the approach we started with is to ask: Is it really practical to make things of this sort? And that problem is now, in a purely engineering way, solved. And the procedure that we have is simply to start with paper. You run it through a new kind of printer called a wax printer. The wax printer does what looks like printing. It is printing. You put that on, you warm it a little bit, the wax prints through, so it absorbs into the paper, and you end up with the device you want.
ディップスティックもあります このディップスティックは 別の尿検査のためのものです いろんな色がありますね 複雑な検査は どうしたらいいでしょう? 私達は こう自らに 問いかけました 「こういうモノを作るのは実用的か?」 これは純粋に技術的に 解決されました その手順は 単に紙から始めるだけです 新しいタイプの 「ワックスプリンター」でやるのです ワックスプリンターは まあプリンターのようなことをします プリントするんです ワックスを装着し 温めると ワックスがプリントされ 紙に染み込みます そして思い通りの試験紙が 出来上がります
The printers cost 800 bucks now. We estimate that if you were to run them 24 hours a day, they'd make about 10 million tests a year. So it's a solved problem. That particular problem is solved. And there is an example of the kind of thing that you see. That's on a piece of 8 by 12 paper. That takes about two seconds to make. And so I regard that as done. There's a very important issue here, which is that because it's a printer, a color printer, it prints colors. That's what color printers do. I'll show you in a moment, that's actually quite useful.
プリンターは800ドルくらい 予想では 24時間稼働すれば 年間1000万の検査ができます つまりこの問題は これで解決です だいたい ご覧になっている ようなものができます 20 X 30センチの紙に プリントされます 1枚が約2秒くらいでできます 完成と言って良いでしょう ここに大事なポイントがあります これはプリンターなので カラープリンターなので 色が印刷できます それがとても役に立つのです
Now, the next question that you would like to ask is: What would you like to measure? What would you like to analyze? And the thing you'd most like to analyze, we're a fair distance from. It's what's called "fever of undiagnosed origin." Someone comes into the clinic, they have a fever, they feel bad. What do they have? Do they have TB? Do they have AIDS? Do they have a common cold? The triage problem. That's a hard problem for reasons I won't go through. There are an awful lot of things that you'd like to distinguish among. But then there are a series of things -- AIDS, hepatitis, malaria, TB, others -- and simpler ones, such as guidance of treatment.
次に知りたいのは 何を測るのか? ですよね 何を分析するのか? 一番分析したいのは 測定の難しい 「原因不明熱」です 誰かが診療所にやってきて 熱があるし 調子が悪い 診断は? 結核か? エイズなのか? ただの風邪か? トリアージ(分別)の問題です 詳しくは説明しませんが 難問です 鑑別したいものが 非常にたくさんあります エイズ、肝炎、マラリアや 結核など 病気の診断や 治療効果判定の指標など 単純なものもあります
Now, even that's more complicated than you think. A friend of mine works in transcultural psychiatry, and he is interested in the question of why people do and don't take their meds. So Dapsone, or something like that, you have to take for a while. He has a wonderful story of talking to a villager in India and saying, "Have you taken your Dapsone?" "Yes." "Have you taken it every day?" "Yes." "Have you taken if for a month?" "Yes." What the guy actually meant was that he'd fed a 30-day dose of Dapsone to his dog that morning.
しかしそれでも想像するより ずっと複雑です 私の友人が 比較文化精神医学の 仕事をしています 彼は 人々がなぜ 薬を飲まないのかという 問題に関心があります しばらく服用しなくてはならない 「ダプソン」とかいう薬について インドの村人との 素晴らしい会話の物語があります 「ダプソンは飲みましたか?」「はい」 「毎日飲んでいますか?」「はい」 「1ヶ月は飲みましたか?」「はい」 村人が言っているのは 実は 30日分のダプソンを 今朝まとめて 犬に飲ませたということです
(Laughter)
(笑)
And he was telling the truth, because in a different culture, the dog is a surrogate for you; "today," "this month," "since the rainy season" -- there are lots of opportunities for misunderstanding.
彼はまじめです なぜなら ある文化では 犬はあなたの代理であり 「今日」「今月」「雨期からずっと」など 誤解の可能性は いくらでもあるからです
(Laughter)
(笑)
And so an issue here is to, in some cases, figure out how to deal with matters that seem uninteresting, like compliance.
「医者の指示に従う」といった 些細な事も 時に 問題になるということです
Now, take a look at what a typical test looks like. Prick a finger, you get some blood -- about 50 microliters. That's about all you're going to get, because you can't use the usual sort of systems. You can't manipulate it very well; I'll show something about that in a moment. So you take the drop of blood, no further manipulations, you put it on a little device, the device filters out the blood cells, lets the serum go through, and you get a series of colors down in the bottom there. And the colors indicate "disease" or "normal." But even that's complicated, because to me, colors might indicate "normal," but after all, we're all suffering from probably an excess of education.
典型的な検査がどうなるかを 見てみましょう 指先を刺して 採血します 大体50マイクロリットルくらい それくらいしか得られません 普通の装置は使えません 難しい作業は行えませんから あとからお見せしますが 採血したら それ以上いじりません そのまま この器具に垂らします 器具が血球をフィルタし 血清を通過させ 一番下に幾つかの色が現れます 色が 病気か正常かを示すのです それでもまだ複雑です 人によって「正常」の色の 判断基準が異なりますから 結局のところ我々は 教育されすぎで困っているのです
What do you do about something which requires quantitative analysis? And so the solution that we and many other people are thinking about there, and at this point, there is a dramatic flourish, and out comes the universal solution to everything these days, which is a cell phone -- in this particular case, a camera phone. They're everywhere -- six billion a month in India. And the idea is that what one does is to take the device, you dip it, you develop the color, you take a picture, the picture goes to a central laboratory. You don't have to send out a doctor, you send out somebody who can just take the sample, and in the clinic either a doctor, or ideally, a computer in this case, does the analysis. Turns out to work actually quite well, particularly when your color printer has printed the color bars that indicate how things work.
定量分析を必要とする場合は どうしたらいいのか? 我々や他の人々が考えた 解決方法 しかも現在急速に 広がりつつあるもので 今日のあらゆることの 解決になりつつあるのは 携帯電話です この場合は特に カメラ付き携帯です インドではどこでも手に入り 毎月600万台売れています どうするかというと まずは器具を使って 検査します 色が出ますね 写真を撮り 検査センターに送ります 医者を派遣する必要はありません 採血のできる人を 派遣すればいいわけです 診療所では医者か この場合は理想的には コンピュータが 分析するわけです 特に色見本が印刷してある場合は 結果の評価方法がわかるので 非常に上手く行くことが 分かりました
So my view of the health care worker of the future is not a doctor, but an 18-year-old, otherwise unemployed, who has two things: a backpack full of these tests and a lancet to occasionally take a blood sample, and an AK-47. And these are the things that get him through his day.
だから私は 将来のヘルスケアワーカーは 医師ではなく バックパック一杯の 検査キットおよび たまに採血するための 採血針と 機関銃をもった 18歳くらいの少年か 無職の人です それで仕事をこなして いくわけです
(Laughter)
(笑)
There's another very interesting connection here, and that is, that what one wants to do is pass through useful information over what is generally a pretty awful telephone system. It turns out there's an enormous amount of information already available on that subject, which is the Mars Rover problem. How do you get back an accurate view of the color on Mars if you have a really terrible bandwidth to do it with? And the answer is not complicated, but it's one which I don't want to go through here, other than to say that the communication systems for doing this are really pretty well understood.
もう一つ面白い つながりがあります 我々がやりたいのは 有用な情報を とても品質の悪い 電話システムを使って 送ることです この問題に関しては すでに非常に多くの情報があります 「マーズローバー問題」です 非常にわずかしか 通信帯域がないのに どうやって火星から正確な カラー映像を送れたのか? 答えはさほど 複雑ではありませんが 今日はその点を 追求することはしません ただ こういうことに使う 通信システムは 非常に良く開発されているのです
Also, a fact which you may not know is that the compute capability of this thing is not so different from the compute capability of your desktop computer. This is a fantastic device which is only beginning to be tapped. I don't know whether the idea of one computer, one child makes any sense. Here's the computer of the future, because this screen is already there and they're ubiquitous.
そして ご存じないかも 知れませんが 携帯電話のもつ計算能力は あなたのパソコンと さほど変わりません 携帯電話の可能性は 活用され始めたばかりです OLPC(全ての子どもにPCを)計画が 意味を持つかわかりませんが コンピュータの未来は こちらにあるでしょう 画面もついていますし 誰でも持っています
All right, let me show you just a little bit about advanced devices. And we'll start by posing a little problem. What you see here is another centimeter-sized device, and the different colors are different colors of dye. And you notice something which might strike you as a little bit interesting, which is, the yellow seems to disappear, get through the blue, and then get through the red. How does that happen? How do you make something flow through something? And, of course the answer is, "You don't." You make it flow under and over.
より進歩した器具を お見せします ちょっとした問題提起から 入りましょう これはまた別の 1センチサイズの器具です 色の部分はそれぞれ 異なる染料です そこでちょっと驚かれるかも 知れませんが 面白いのは 黄色い線が途中で消えて 青い線と 次に赤い線を 突き抜けていることです 一体どうやって 別の色を通り抜けているのか? 答えは「そんなことはしていない」です 上か下を通らせるんです
But now the question is: How do you make it flow under and over in a piece of paper? The answer is that what you do -- and the details are not terribly important here -- is to make something more elaborate: You take several different layers of paper, each one containing its own little fluid system, and you separate them by pieces of, literally, double-sided carpet tape, the stuff you use to stick the carpets onto the floor. And the fluid will flow from one layer into the next. It distributes itself, flows through further holes, distributes itself.
ではどうやって一枚の紙の上で 上か下を通れるのでしょう? 答えはこうです 細かいことは省きますが もう少し手の込んだものを作ります 紙を何枚も重ねて それぞれの紙に 固有の溝を作っておいて それを両面テープで隔てます あの絨毯を固定する テープと同じです 液体は一つの層から 次の層へと流れます 穴を通って 広がっていきます 穴を通って 広がっていきます
And what you see, at the lower right-hand side there, is a sample in which a single sample of blood has been put on the top, and it has gone through and distributed itself into these 16 holes on the bottom, in a piece of paper -- basically, it looks like a chip, two pieces of paper thick. And in this particular case, we were just interested in the replicability of that. But that is, in principle, the way you solve the "fever of unexplained origin" problem, because each one of those spots then becomes a test for a particular set of markers of disease, and this will work in due course.
右下の図は 一番上に垂らされた血液が 紙から紙へ広がって 底では16の穴に入ったところです 紙2枚分の厚さで コンピュータのチップのようにも見えます 特にこの場合 再現性にだけ注目しています しかし原理的には それが 「原因不明熱」問題を 解決するのです なぜなら このそれぞれのスポットが 特定の病気を発見できる マーカーの組み合わせと なるからです その時が来れば役に立ちます
Here is an example of a slightly more complicated device. There's the chip. You dip in a corner. The fluid goes into the center. It distributes itself out into these various wells or holes and turns color, all done with paper and carpet tape. So it's, I think, as low-cost as we're likely to be able to come up and make things.
こちらはもう少し 複雑な器具です チップがあります 角を浸すと 液が中央まで染みて それがいくつかの 穴に届き 色が変わります 全部 紙と両面テープで 出来るんです これが 考え得る 最低コストの 製作方法だと思います
Now, I have two last little stories to tell you in finishing off this business. This is one: One of the things you occasionally need to do is separate blood cells from serum. And the question was, here we do it by taking a sample, we put it in a centrifuge, we spin it, and you get blood cells out. Terrific. What happens if you don't have electricity, a centrifuge, and whatever? And we thought for a while of how you might do this, and the way, in fact, you do it, is what's shown here. You get an eggbeater, which is everywhere, and you saw off a blade, and then you take tubing, and you stick it on that. You put the blood in, somebody sits there and spins it. It works really, really well.
さて このプレゼンの最後に 二つお話をしましょう 一つはこれです 血清と血球を 分離するときに使います 問題は 普通 サンプルを 遠心分離機に入れ 回転させ 血球を取り出します 見事です でも もし電気や 遠心分離機が なかったらどうしますか? どうしたらいいか しばらく考えました そして ご覧のものができたのです どこにでもある泡だて器です ワイアーを取り去って チューブをその上に接着します 血液を入れて グルグルやるんです 非常にうまく行きます
And we sat down, we did the physics of eggbeaters and self-aligning tubes and all the rest of that kind of thing, and sent it off to a journal. We were very proud of this, particularly the title, which was "Eggbeater as Centrifuge."
我々は泡立て器の物理学的考察 自動調心チューブやら いろいろ考えて 学術雑誌に投稿しました 非常に誇りに思っています 特に表題が「泡だて器を使った遠心分離」なので
(Laughter)
(笑)
And we sent it off, and by return mail, it came back. I called up the editor and I said, "What's going on? How is this possible?" The editor said, with enormous disdain, "I read this. And we're not going to publish it, because we only publish science."
それを送ったんですが すぐに返送されてきました 編集者に電話して言いました 「いったいどういうことなんだ?」 編集者は 明らかに 軽蔑しながら言いました 「読んだよ でも掲載はしないよ 我々は科学的内容のものだけ 取り扱うんだ」
(Laughter)
(笑)
And it's an important issue, because it means that we have to, as a society, think about what we value. And if it's just papers and Phys. Rev. letters, we've got a problem.
これは重要なことで 我々は 社会全体で ものの価値を 考えなくてはいけない 単にPhysical Review Letters誌だけの 問題ではないのかも? と
Here is another example of something which is -- this is a little spectrophotometer. It measures the absorption of light in a sample. The neat thing about this is, you have a light source that flickers on and off at about 1,000 hertz, another light source that detects that light at 1,000 hertz, and so you can run this system in broad daylight. It performs about equivalently to a system that's on the order of 100,000 dollars. It costs 50 dollars. We can probably make it for 50 cents if we put our mind to it. Why doesn't somebody do it? The answer is: How do you make a profit in a capitalist system, doing that? Interesting problem.
ここで例をもう一つ こっちは分光光度計です サンプルの吸光度を測定します 1000ヘルツくらいで明滅する 光源が装着してあって もう一つ1000ヘルツの光の 検出器を用意します なので 日中の光の中でも使えます それが10万ドルクラスの 機械と同じ働きをします たった50ドルですが 5セントまで 下げられるかもしれません なぜ誰もやろうとしない なぜか? 「この資本主義社会では それでは稼げないから」です 興味深い問題です
So, let me finish by saying that we've thought about this as a kind of engineering problem. And we've asked: What is the scientific unifying idea here? And we've decided we should think about this not so much in terms of cost, but in terms of simplicity. Simplicity is a neat word. You've got to think about what simplicity means. I know what it is, but I don't actually know what it means.
おわりの言葉です 我々はこれを 工学的問題として考えました そして問いました 「ここでの科学的解決法はなにか?」 そして 問題をコストでなく 単純さの観点から 考えてみることにしました 「単純さ」とは素敵な言葉ですが 意味するところは何でしょう その言葉を知っていますが 本当の意味は知らないのです
So I actually was interested enough in this to put together several groups of people. The most recent involved a couple of people at MIT, one of them being an exceptionally bright kid who is one of the very few people I would think of who's an authentic genius. We all struggled for an entire day to think about simplicity. And I want to give you the answer of this deep scientific thought.
そこで興味が出てきて 何人かの人を集めました 最近来たのはMITの連中で そのうちの一人は ものすごく頭が良くて 私が「本物の天才」と認める 数少ない一人でした 我々は一日かけて 「単純さ」について考えました 我々がたどり着いた 真に科学的な結論はこうです
[What is simplicity? "It's impossible to f..k it up"]
[単純さとは何か? 「ヘマしようのないものである」]
(Laughter)
(笑)
So, in a sense, you get what you pay for.
ある意味 払っただけのものが 手に入るということです
Thank you very much.
どうもありがとう
(Applause)
(拍手)