お客様 イアン・ドナルド | |
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イアン・ドナルドの肖像 | |
| 生まれる | (1910年12月27日)1910年12月27日 リスカード、イギリス |
| 死亡 | 1987年6月19日(1987年6月19日)(76歳) |
| 休憩所 | セントピーターズ教会、パグルシャム、イギリス[ 1 ] |
| 教育 | フェッツ・カレッジ、ケープタウン大学、ロンドン大学、グラスゴー大学 |
| 知られている | 産科用超音波の開発 |
| 受賞歴 | CBE |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 産婦人科 |
| 機関 | セント・トーマス病院医学部、ロイヤル・フリー病院、ウェスタン・インファーマリー |
イアン・ドナルドCBE FRFPSGlasFRCOG FRCP(1910年12月27日 - 1987年6月19日)は、産科における超音波診断の先駆者であり、妊娠中の異常の 視覚的発見を可能にした。 [ 2 ]ドナルドは、スコットランドの医師一家にイングランドのコーンウォールで生まれた。彼は、スコットランドと南アフリカで教育を受け、 [ 3 ] 1930年にロンドン大学で医学を学び、一家では3代目の医師となった。 [ 4 ]第二次世界大戦の初めに英国空軍に徴兵されレーダーとソナーに興味を持った。 [ 5 ] 1952年、セント・トーマス病院、彼は英国空軍で学んだことを生かして呼吸器系の問題を抱える新生児用の人工呼吸器を開発した。
1952年、ドナルドはハマースミス病院の読影医になった。[ 6 ]彼は新生児の呼吸効率を測るトリップ・スパイロメーターという装置を開発した。[ 6 ] 1953年、彼はその設計を改良し、パファーとして知られる陽圧人工呼吸器を製作した。[ 7 ] 1954年9月、ドナルドはグラスゴー大学産科および婦人科の教授 に昇進した。[ 3 ]ウェスタン・インファーマリーで働いている間、彼はケルビン・ヒューズの下で働いていた産業技術者のトム・ブラウンと出会い、それがウェスタン・インファーマリーの臨床医とケルビン・ヒューズの技術者との一連の共同研究につながった。彼らは、胎児を産科超音波で検査できる一連の機器を設計、製作し、[ 8 ]これによりドナルドは1963年に世界初の産科超音波装置であるディアソノグラフを製作することができた。[ 9 ]
ドナルドはまた、グラスゴーの王立小児病院の隣に建設されたクイーン・マザー産科病院の建設も確保した。[ 10 ]
イアン・ドナルドは、1910年にジョン・ドナルドとヘレン(旧姓バロー・ウィルソン)の息子として生まれました。[ 2 ]父はペイズリーの医師一家出身の一般開業医(GP)、 [ 11 ]祖父も一般開業医、母はコンサートピアニストでした。ドナルドは4人兄弟の長男で、兄弟姉妹はマーガレット、マルコム、そして後に優秀な校長となったアリソン・マンローでした。[ 4 ]アリソンは後に優秀な校長となりました。[ 12 ]
ドナルドはモファットのウォーリストン・スクールに通い、その後、中等教育としてエディンバラのフェッツ・カレッジに通った。 [ 2 ]しかし、父親の健康状態が悪かったため、家族は南アフリカに移住したため、ドナルドはスコットランドでの教育を修了することはなかった。[ 13 ]ドナルドはロンデボッシュのディオセサン・カレッジで中等教育を続け、古典、音楽、哲学、言語を学んだ。 [ 4 ] 1927年、ドナルドの母親と2人の兄弟がジフテリアにかかり、母親は心筋梗塞で死亡した。[ 4 ] 3ヵ月後、ドナルドの父親が亡くなった。家政婦のモード・グラントには、子供たちの世話をするための信託基金が与えられた。[ 4 ]同年、ドナルドはケープタウン大学で芸術と音楽の学士号(BA)を取得し、一級優等で卒業した。[ a ] [ 4 ]
1930年、家族はロンドンに戻り、ドナルドはロンドン大学に入学し、セント・トーマス病院医学部で医学を学びました。[ 4 ] 1937年に彼はセント・トーマスで医学士と外科士の学位を取得し、ドナルド一家では3代目の医師となりました。[ 4 ]
大学院を修了したドナルドは、オレンジ自由国出身の農家の娘アリックス・マチルド・ド・シャザル・リチャーズと結婚した。[ 4 ] [ 14 ]ドナルドは1976年10月1日に退職した。エディンバラの原子力企業からコンサルタントとしての仕事を持ちかけられ、[ 15 ] 1981年までその職に就いた。完全退職後、パグルシャムに転居した。ドナルドは1987年6月19日に死去。妻と4人の娘、13人の孫が残された。[ 1 ]エセックス州パグルシャムのセント・ピーターズ教会の墓地に埋葬されている。[ 1 ]
ドナルドは1930年代末に大学院での医学研修を開始し、セント・トーマス病院の産婦人科に勤務して産科を専門にすることを計画していました。 1939年に研修医としての研修を開始しました。[ 4 ]
ドナルドの医師としての経歴は第二次世界大戦で中断され、1942年5月に彼は英国空軍に医療将校として徴兵された。[ 3 ]彼はこの任務で非常に成功を収め、爆弾が機体内に残っている状態で墜落し炎上した爆撃機から数人の飛行士を救出した勇敢さが報告書に記載された[ 3 ] 。 [ 5 ] 1946年に彼はその勇敢さでMBEを授与された。[ 3 ]空軍に在籍中、ドナルドはレーダーとソナーに関するさまざまな技術を知るようになった[ 5 ]。
1946年、ドナルドは戦争任務を終え、セント・トーマス病院に復帰した。[ 2 ] 1949年、彼は産婦人科の講師に任命された。1949年までに国民保健サービス(NHS)は発足から3年が経過し、患者ケアのための資金を常に確保する必要がなくなり、資金は政府の税金から賄われるようになった。そのため、病院の役割はニーズに基づくアプローチから研究重視へと変化した。つまり、各医師は職務の一環として研究プロジェクトを実施することになった。[ 4 ]
ドナルドは、周産期生理学の専門家であるモーリーン・ヤングと協力して、乳児の呼吸器疾患の研究を行った。[ 4 ]ドナルドの研究には、利用可能な医療用人工呼吸器の調査も含まれており、彼は現行モデルの設計と効率に満足していなかった。[ 4 ]ドナルドは子供の頃から機械や技術の装置に興味を持っていたので、新しい人工呼吸器を作ることを決めた。[ 16 ] 1952年までに、ドナルドとヤングは新しい医療用陰圧人工呼吸器を作り、ロイヤル・フリー病院で開催された生理学会で実演した。[ 17 ]
1952年後半、ドナルドはセント・トーマス病院医学部の職を辞し、ハマースミス病院にある王立大学院医学部産婦人科研究所の講師に就任した。[ 6 ]医学部でドナルドは新生児呼吸障害の研究を続けた。彼はヤングと製作したサーボ式患者循環人工呼吸器の改良に取り組んだ。[ 6 ]その後、レジストラーのジョセフィン・ロードと協力し、新生児の呼吸効率を測定するために後にスパイロメーターと呼ばれることになるトリップ・スパイロメーターを製作した。[ 6 ]診断装置であると同時に、ドナルドは新生児肺疾患の生理と病理を解明することを目的として、正常呼吸を定量的に測定するためにそれを使用した。[ 6 ]
1953年、ドナルドは新生児蘇生のベストプラクティスのレビューを発表しました。[ 18 ]学校にいる間、ドナルドは3番目の装置、陽圧人工呼吸器に取り組みました。ドナルドは、ヤングと製作した陰圧装置はセットアップが複雑で、使用が難しく、複数の人員で操作する必要があるため、理想的ではないことに気づきました。[ 6 ]サーボ人工呼吸器は、呼吸困難のある乳児の長期治療に最適であるように思われました。[ 6 ]彼が新しい装置を製作した根拠は、ベビーベッドや保育器内の乳児にマスクを装着して使用できる人工呼吸器が必要であるという考えに基づいていました。[ 6 ]彼は、後にハマースミス病院でパファーとして知られることになる陽圧人工呼吸器を製作しました。[ 7 ]それは酸素混合物の流れを乳児の顔に送り、その装置は1分以内に病気の乳児に装着することができました。[ 6 ]数人の乳児を治療した後、同僚からこの装置を成人治療用に改造するよう依頼され、彼はそれを成功裡に完了させた。この装置はブリティッシュ・オキシジェン・カンパニーの目に留まり、同社は陽圧人工呼吸器の商業開発を目指した。[ 6 ]
1954年5月、ドナルドは英国王立産科婦人科学会でブレア・ベル講演を行った。[ 4 ]ドナルドは新生児無気肺(乳児の肺が部分的虚脱する状態)について、また自身の人工呼吸器がこの症状の管理をどのように改善できるかについて話した。 [ 4 ]同時期にロンドンでジョン・J・ワイルドと会い、超音波の使用について話し合った。ワイルドはパルスエコー超音波を使用して、人間の乳房の異常な組織を視覚化していた。[ 4 ] 1954年9月、ドナルドはヘクター・ヘザリントンによって助産学王立教授に任命された。[ 1 ]これは政府の任命であったためヘザリントンはスコットランド担当大臣にその職を確認する必要があり、ドナルドは女王自ら署名した委任状を誇りに思っていた。ドナルドはヘザリントンに感銘を受けたが、雇用の条件としてヘザリントンがグラスゴーに新しい産科病院を建設することを約束させ、それが実現した。[ 19 ]

ドナルドはグラスゴー大学で王立助産学教授を務めていた1950年代に、ウェスタン病院産婦人科のレジストラ兼産科医のジョン・マクヴィカー、そしてケルビン・アンド・ヒューズ・サイエンティフィック・インストゥルメント・カンパニーに勤務していた産業技術者のトム・ブラウンと共同で、初めて産科超音波の利用を研究しました。ブラウンは世界初の接触型複合セクタースキャナを開発し、[ 2 ]ランセット誌に「パルス超音波による腹部腫瘤の検査」という論文を執筆しました。 [ 20 ]この論文には、胎児の超音波画像が初めて掲載されました。[ 21 ]
ドナルドの超音波に対する興味が深まったのは、患者の一人が夫を彼に紹介した時だった。患者の夫はボイラー製造会社バブコック・アンド・ウィルコックスの取締役であり、ドナルドに工場見学を申し出たところ、ドナルドはそれを受け入れた。[4] レンフルー社は、溶接部の亀裂や欠陥の検査に使われる産業用超音波の大手ユーザーだった。ドナルドが1955年7月21日にレンフルーを訪問した目的[ 22 ]は、産業用検出装置が組織の種類を区別するのに使用できるかどうかを確認することだった。[ 16 ]彼は、婦人科患者から採取した多数の子宮筋腫と大きな卵巣嚢腫を工場に持参した。ボイラーメーカーの研究部門の従業員バーナード・ドネリーに会ったドナルドは、親指の骨の超音波画像を撮って装置の使い方を実演してほしいと頼んだ。[ 4 ]ドナルドは、会社が対照として提供した巨大なステーキと組織サンプルを用いて実験を行い、[ 16 ]超音波を用いて生物学的物質をスキャンできることを突き止めました。彼は次のように述べています。
私が知りたかったのは、これらの様々な腫瘤の超音波エコー特性が異なるかどうか、という単純なものでした。結果は私の想像をはるかに超えるもので、当時の原始的な装置を用いても、嚢胞は近壁と遠壁からの深さでのみエコーを発生するのに対し、固形腫瘍は浸潤深度が増すにつれてエコーが徐々に減衰していくことが明確に示されました。[ 22 ]
病院に戻ったドナルドの目標は、実験を続けられる超音波装置を見つけることだった。彼は王立がん病院のウィリアム・バレンタイン・メイヨードからケルビン・ヒューズのマーク IIb 超音波探傷装置を入手した。[ 22 ]メイヨードは脳を画像化するためにこの装置で実験していたが、うまくいっていなかった。ドナルドは以前の成功を再現し、改善できると期待していた。[ 16 ]しかし、この装置を使用すると、トランスデューサーの面から 8 cm 未満からはエコーを生成できないため、産科診断にはほとんど役に立たないことがわかった。[ 16 ]ドナルドは、隙間を広げるために水を満たした風船とコンドームで実験したが、あまり効果はなかった。[ 22 ]臨床物理学教授のジョン・レニハンの協力を得て画像を形成したが、マーク IIb では不十分で[ 16 ]、生成された画像の品質は非常に低かった。[ 2 ]
1956 年後半、ケルビン・ヒューズの研究技術者で、工業製品を検査する自動探傷器の開発に携わっていたトム・ブラウンが関与するようになった。 [ 16 ]ブラウンは、ウェスタン・インファーマリー手術室に特殊な電球を設置した同僚から、ドナルドが探傷器を使用していることを知った。[ 23 ]ブラウンはすぐにドナルドを探し出し、会う約束をした。[ 24 ]会ったとき、ブラウンはマーク lIb がケルビン・ヒューズ製ではなく、契約製造であったことに気付いた。[ 25 ]彼はまた、機械が 2 つのプローブ (パルスを生成し、パルスを受信するもの) を使用するものから、単一のプローブに変更されていることにも気付いた。[ 25 ]機械が正しく動作しない理由を説明してドナルドを侮辱したくなかったブラウンは、どこかから別の機械を調達することを申し出た。[ 26 ]ブラウンは、自動探傷器の開発でブラウンと共同作業し、後に同社の医療用超音波部門の部長となったアレックス・ランキンに助けを求めた。[ 27 ]ランキンは最新のMk IV探傷器を贈呈すると申し出、それはその後、バーキングサイド研究所からグラスゴー中央駅に送られ、ブラウンに届けられた。[ 28 ] ランキンはまた、当時としてはかなりの金額であった500ポンドを実験支援に充てることにした同社の3人の取締役とも話し合った。[ 29 ]

新しい機械は旧型の機械に比べて大幅に改良されており、ドナルドはその違いを「全くの別物」と表現した。Mk IVはダブルトランスデューサープローブマシンだった。[ 28 ]同時に、ブラウンは35mmフィルムに画像を記録できるコッサーオシロスコープカメラを発見した。[ 30 ]ドナルドにとって、このカメラは特に重要だった。記録を保存し、出版物に掲載できる画像のアーカイブを作成できるからだ。ドナルドは、この装置の使用方法、使用方法、画面上の情報の意味など、その使用枠組みを確立することに着手した。[ 16 ]
1956年、産科医のジョン・マクヴィカーがウェスタン病院のレジストラーに任命され、チームに加わった。[ 31 ]ドナルドとマクヴィカーは1956年までに250人の患者をスキャンし、機械に習熟した。その期間のほとんどを、彼らは特定のスキャンで特定の画像が生成される理由を解明しようと努めた。[ 32 ]彼らは、腹部に液体がある場合、たとえば卵巣嚢胞がある場合、超音波が嚢胞の反対側に到達するまで画像に明らかな隙間があることを発見した。[ 32 ]次に、画像を特定のタイプの腹水と照合することによって、異なる腹水を区別しようとした。 [ 32 ]彼らはまた、子宮筋腫がある場合の画像の形状も調査した。[ 32 ]その頃、ウェスタン病院の医学部のエドワード・ジョンソン・ウェインはドナルドの研究について聞いており、その技術のデモンストレーションに熱心だった。 [ 32 ]ウェインはドナルドに、胃癌と疑われて死にかけている女性に彼の検出器を使ってみるよう依頼した。彼女は嘔吐し、急速に体重が減少していた。バリウムX線検査で診断が確定していた。[ 32 ]ドナルドは腹水という診断に同意し、プローブを当てた。腹部触診で腫瘤を鑑別できるのに、ドナルドは機械を使って同じ結果を得ていることが判明した。[ 16 ]マクヴィカーはこの症例の背景を知らなかったため、「嚢胞のようだ」とコメントした。嚢胞という診断は突飛だったため、ドナルドは同僚に謝罪しなければならなかった。[ 32 ]症例を議論するための会議の後、ドナルドが開腹手術を行うことが合意された。[ 32 ]驚いたことに、それは腹部全体を満たす偽粘液嚢胞であり、組織学的には良性であった。[ 32 ]
ドナルドとマクヴィカーは装置の結果に満足し、診断にどのように活用できるか実験を続けたが、一次元Aモードスキャンには限界があることを認識していた。[ 33 ]この装置で生成された画像はまだ質が低く、多くの人はまだこの新しい装置に将来性がないと考えていた。[ 2 ]ドナルドは、米国のダグラス・ハウリーの研究について知った。その研究では、光学法則によりエコーが反射面に直角に当たった場合にのみ、エコーがプローブに戻って記録できることがわかった。[ 34 ]ブラウンは、Aスコープの表示が問題の本質にそぐわず、[ 31 ]表示された画像が病状に十分対応していないため正しい診断ができないと感じた。[ 31 ]彼は、画像で返される情報が多すぎると考えた。彼にとって問題は、体の構造の数に基づいて返されるエコーが多く、患者の呼吸やテーブルの上での動きさえも画像に影響を与えることだった。ブラウンはこれを問題視し、婦人科診断により有用な画像を作成するスキャナーを開発する計画を立てた。[ 16 ]ドナルドとブラウンは、利用可能なエコー情報量を増やすためにレーダースキャンのような回転複合スキャン検索技術を使用する機械を開発することに合意した。[ 34 ]
ブラウンが提案した解決策は、プローブのエコーの位置をプロットし、2次元画像を作成することでした。[ 31 ]このタイプの装置はBモード装置として知られていました。単一または2つのトランスデューサーと深度関数を使用して読み取り値を取得するAモード装置とは異なり、Bモード装置はトランスデューサーの線形アレイを使用して、体内の平面を同時にスキャンし、画面上で2次元画像として表示します。[ 35 ] [ 36 ]
新しいスキャナーの製造に取り掛かるために、ドナルドは、後にスミス インダストリーズの一部となるケルビン & ヒューズのロンドンを拠点とするセールスマン、テッド スミスに手紙を送った。[ 16 ]同時に、ブラウンは副会長のビル スレーターにも連絡を取り、スレーターはブラウンを、機械の製造についての意見を求めるために、同社の主任研究科学者であるビル ハリデーに会わせた。[ 37 ]ブラウンがハリデーに説明した後、数ヶ月経ってブラウンはメモの形で返事を受け取り、それによると、スミス社から開発のために 500 ポンドが割り当てられており、ブラウンは週に半日ドナルドと一緒に働くことができると述べられていた。[ 16 ]
新しいBモードスキャナはベッドテーブルスキャナとも呼ばれ、医療用部品と工業用部品を融合させて作られました。ブラウンはグラスゴーで旧式のマークIV探傷器と、グラスゴーの会社倉庫から持ち出した6インチ静電偏向ブラウン管をなんとか探し出しました。また、バーキングサイドにある同社の研究開発部門からは、実験用の溶接試験機を発見しました。これらの機械は両方とも分解され、部品が取り出されました。トランスデューサの位置を測定するために、ブラウンは「XY」直交測定フレームシステムを選択しました。これは、回転角度からトランスデューサの位置を計算する正弦/余弦ポテンショメータによって、その場で測定されました。しかし、これは500ポンドの予算を超える高価な機器でした。ブラウンはなんとか損傷した部品を見つけ、修理しました。この機械は古い病院用ベッドの上に設置され、メカノ製のチェーンとスプロケットを多用していました。[ 16 ] 1957年後半までに、最初の接触型Bモードスキャナが構築され、その年までに臨床使用されました。[ 16 ] Aモードスキャナはロッテンローの王立産科病院に移され、1958年にチームに加わったジェームズ・ウィロックスと、1959年にドナルドに雇われた物理学者のトム・ダガンが、この機器を使って胎児の発育を調査し始めました。[ 16 ]
この装置の最初のテストはマクヴィカーの腹部の超音波検査でした。[ 38 ]同年、ドナルドは妊娠の画像撮影の実験を開始し、腹水に関する当初の理論が正しいことを発見しました。[ 39 ]
ドナルドによって1958年6月7日に発表された画期的な論文で、マクヴィカーとブラウンは、Aモード スキャナーの開発と、Bモード スキャナーへとつながった決断について議論しました。[ 40 ]ドナルドとマクヴィカーは、Bモード マシンによる産科用超音波を使用した最初の診断成功についても説明しています。これは、女性患者が従来の臨床方法、触診、およびX線によって末期の胃がんと診断されたときのことでした。[ 16 ]ドナルドは、この女性に卵巣嚢胞があると診断し、この女性が開腹手術を受けたところ、大きな嚢胞が発見され、摘出されました。[ 41 ]この論文では、画像の質を向上させるために手術室から利用できる即時フィードバックの重要性について強調されています。[ 42 ]また、この論文には、子猫の脳に超音波を当てて組織構造に明らかな変化があるかどうかをテストした結果も記載されていますが、変化はありませんでした。[ 16 ] Bモードの成功と論文発表に対するチームの熱意は、医療界の態度の変化をもたらし、医療診断が可能であるという確信をさらに深めました。[ 16 ]
1958年から1959年にかけて、ドナルドは見逃すことを恐れ、十分な詳細を得るために意図的に組織をスキャンすることについてますます不安を感じるようになった。[ 43 ]彼とマクヴィカーは、信号の増幅を高めることで胞状奇胎を画像化しようと試みたが、ドナルドが「電子草」と呼ぶものが増加したため、失敗していた。[ 16 ]彼は次のように述べている。
ゲインを高く設定すると、「電子グラス」に騙される危険性がありました。この危険性は非常に大きいと思われたため、少なくとも過剰な増幅と観測者の誤差による誤差を排除するために、完全に標準化された速度で動作する自動スキャナーを導入することにしました。[ 16 ] [ 44 ]
1958年、ブラウンとヒューズ社のエンジニアたちは新しい自動スキャナーの開発に着手しました。[ 16 ]これは複合スキャンプロセスを標準化し、結果からオペレーターのバイアスを可能な限り排除するために作られました。[ 45 ]
プローブは鋼球に取り付けられ、振動するガントリーから吊り下げられた柱に接続されていた。皮膚の法線に対して30度の角度になると、ブラウンが「球の両側にある、やや不格好に見える突起」と表現した部分で感知され、運動が反転し、柱を支えるガントリーが約15mm移動し、このプロセスが繰り返された。スキャンは、腹部の幅方向だけでなく、縦方向、つまり上下方向でも行うことができる。[ 16 ]この装置は、女性の体の大きさや形状を問わず、あらゆるスキャンが可能でなければならなかった。凸状の腹部だけでなく、病気、妊娠中、肥満体型、その他の病状を持つ女性にも対応する必要があった。[ 16 ]ブラウンは、必要に応じてプローブの位置を調整できる別のモーターを用いて、体表面との接触を維持するこの動作を設計した。圧力感知スイッチが組み込まれており、プローブが皮膚に常に接触した状態を保つことができました。この装置には2つのモーターが搭載されており、1つは垂直方向、もう1つは水平方向の移動用です。しかし、体重の重い女性が急なカーブを登る際には、別の問題が発生しました。そこで、2つのモーターを切り替える制御回路が開発されました。最後に、スキャン開始時の体位を設定するためのジョイスティックが付属しました。[ 16 ]
これは資金の問題と機械の複雑さから唯一作られた自動スキャナーで、バルブの電子部品を機能させておくために定期的なメンテナンスが必要だった。[ 16 ] 1959年12月、ドナルドはケルビン・ヒューズの工場でスレーターと会った。スレーターは、増大し管理できないコストを理由に撤退の希望を伝えた。[ 43 ]当初プロジェクトに割り当てられた500ポンドは数千ポンドにまで膨れ上がり、会社にはもはや余裕がなかった。[ 16 ]プロジェクトの運営コストはスコットランド財団病院トラストによって賄われていたが、資本支出の資金は提供しなかった。[ 43 ]ドナルドはヘザリントンに相談し、ヘザリントンは他の資金を探すまでの暫定措置として750ポンドを提示した。[ 43 ]次にドナルドはスコットランド病院財団研究トラストとスコットランド保健省に接触した。スレーターとドナルドはトラストとの昼食会に出席し、トラストから4,000ポンドの助成金を得た。[ 43 ]トラストはロンドンの国立研究開発公社に援助を求め、同公社は4,000ポンドの即時助成金を提供した。[ 43 ]その後、数年にわたって10,000ポンドまでの追加資金が補充された。[ 16 ]この財政的保障は1965年まで続いた。[ 16 ]
この期間の大半で、ドナルドは王立教授としての地位と個人的なカリスマ性を利用して超音波装置の可能性を売り込んだ。[ 16 ] 1959年、スウェーデンのルンド大学のスウェーデン人産科医ベルティル・スンデーンが医学博士論文のテーマを探すためにグラスゴーを訪れた。[ 46 ]グラスゴー大学は、ジョン・マーティン・マンロー・カーの時代からルンド大学と関係を築いていた。 [ 46 ]ルンドのラース・レクセルは1950年代から超音波の実験をしており、実験にはケルビン・ヒューズの超音波検出器を使用していた。レクセルの研究は、ドナルドと友人で彼の研究を知っていた産婦人科教授アルフ・ショーヴァルにはよく知られていた。そのため、ショーヴァルはスンデーンをグラスゴーに派遣した。[ 46 ]訪問中、スンデンはドナルドの研究を一から再現したいと考えました。自動スキャナーはほぼ完成していたにもかかわらず、スンデンはドナルドが最初の出版物を作成するために使用した機械、つまりベッドテーブルスキャナーの正確なコピーを望みました。[ 46 ]その結果、2,500ポンドの新しい超音波装置が発注されました。これは世界初の直接接触型スキャン装置であり、手動操作のベッドテーブル装置と自動スキャナーのハイブリッドでした。[ 46 ]このプロトタイプは、1965年に最初の商業生産装置となったディアソノグラフのベースとなりました。 [ 46 ]
この頃、ドナルドは米国で一連の講演を行った。[ 16 ] 1960年に彼とマクヴィカー、ブラウンは英国ロンドンのオリンピアで医療展示会でスキャナーのデモを行った。 [ 4 ]この期間中、ドナルドと彼のチームは妊娠中と非妊娠の両方の患者数百人をスキャンし、[ 47 ]ドナルドは胎児のエコーが初期段階で見えることを発見し、出血を伴う切迫流産のケースと胞状奇胎のケースを区別することができた。[ 47 ]画像には斑点状の画像が示されたが、胎児は液体を含む空間に浮かんでいる強いエコーを生成した。[ 47 ]ドナルドは鑑別診断の依頼を多数受けたため、仕事はX線部門に移された。[ 47 ]一方、ドナルドは乳児の頭の横で非常に鋭いエコーが生成されていることに気づき、手持ち式のプローブとAモードスキャナを使用して胎児の位を検出することにした。[ 47 ]ロッテンローのドナルドの病棟看護師であるマージョリー・マーは、出産前病棟で疑わしい症例を検査するためにこの技術を使用し[ 47 ]、ドナルドに胎児がどこに位置しているかを事前に伝えることができた。[ 16 ]これにより、ドナルドは頭頂間径を使用してエコー間の距離を頭部の指標として測定することを思いついた。[ 47 ]実験により、このアイデアは実現可能であることが証明された。ダガンはエコー間の距離をセンチメートルとミリメートルで計算できる測距ユニットを作成した。[ 47 ]ロッテンロウの同じ部門でドナルドと共に働いていた医師ジェームズ・ウィロックスは、この新技術を用いて何百もの実験を行い、75%以上のケースで誤差が2%未満という結果を得た。[ 47 ]胎児の頭部を連続的に測定する方法は、超音波を用いて胎児の成長を測定した最初の研究であった。[ 48 ]ドナルドは1962年1月12日に行われた王立医学会の会議で実験結果を発表した。[ 48 ]
1970年までにドナルドはディアソノグラフを使用して妊娠中の胎児の発育を画像化することができ、それが妊娠不全の診断の新しい基準につながり、彼の技術が1970年代に標準的な臨床診療として広く採用されることになりました。[ 4 ]
教授として採用されるための面接で、もし任命されたらどのような計画があるのかと尋ねられたとき、ドナルドの頭の中には新しい産科病院のアイデアがあった。[ 49 ]彼はグラスゴー王立産科女性病院の産科ユニットを担当していたが、それは通称ロッテンロウと呼ばれていたが、すでに非常に古く、目的に適していなかった。[ 49 ]
ドナルドの最初の目的は病院建設の資金を得ることだった。彼は資金を受け取るまでスコットランド政府に何度も連絡を取ったが、病院全体を建設するには不十分だった。[ 49 ] 80万ポンドの金額が必要だった。[ 50 ]次にドナルドはグラスゴー大学にさらなる資金を要請し、ヘザリントンがそれを確保した。[ 49 ]西部地域病院委員会がグラスゴー北東部の旧ロブロイストン病院の敷地内に病院を建設することを決定したとき、ヘザリントンは会議中に静かに立ち上がり、「失礼ですが、この提案が進めば大学はこの計画にこれ以上関心を持てなくなりますので、ご承知おきください」と述べた。[ 49 ]計画委員会は決定を覆し、ヨークヒルの王立小児病院の隣に病院を建設することに同意した。[ 49 ] 1958年初頭、ドナルドは建築家ジョセフ・リー・グリーブを任命し、2人で112床の産科病院の新しい設計を作成しました。[ 49 ]
伝統的に、産科病院は産前病棟と産後病棟の 2 つの病棟から構成されていました。[ 49 ]産前病棟は未出産の患者用、産後病棟は出産から回復しつつある患者用でした。[ 49 ]病棟はカーテンでプライバシーが確保された共同病棟でした。出産は一般的に分娩病棟で行われ、複雑な出産や帝王切開の場合のみ手術室に運ばれました。[ 49 ]ドナルドの計画では、4 つの棟がある中央棟のある病院でした。中央棟には別々の看護、医療、麻酔スタッフ、女性ごとに別々の分娩室、複雑な症例用の 2 つの手術室がありました。[ 49 ]東棟には女性ごとに別々の部屋があり、複雑な症例用に予約されていました。その他の棟は、4 床または 6 床の小規模病棟で、上級コンサルタントとそれぞれの若手スタッフが共有していました。産前女性と産後の女性は混合でした。[ 49 ]病院の端には大学部門と研修医や看護スタッフのためのタワーブロックがありました。[ 49 ]
建設は1960年6月に始まり、ドナルドはマーを工事監督に任命し、マーはドナルドに毎日進捗報告をすることになりました。[ 49 ]新しい病院の名前は、エリザベス皇太后を崇拝していたドナルドによって選ばれました。[ 16 ]この病院は独立した超音波検査室を備えた最初の病院でした。[ 16 ]
1961年、ドナルドはスコットランド医学雑誌の病院計画に関するシリーズ記事で詳細な記事を執筆し、グラスゴーにおける新しい産科ベッドの緊急の必要性、新病院の設計、ヨークヒルの敷地が選ばれた理由、そして医学研究の急速な進歩により新病院が25年以内に時代遅れになるだろうと考えた理由などについて述べた。[ 51 ]新病院は1964年1月11日に開院し、1964年1月12日に最初の赤ちゃんが誕生し、2010年1月13日に閉院した。[ 52 ] [ 53 ]
ドナルドは、幼い頃に妹のマーガレットと共にリウマチ熱に感染したことが原因で、人生の大半を心臓弁膜症に苦しめられた[ 21 ] 。 [ 54 ]妹は、当時開発の初期段階にあった僧帽弁置換手術により亡くなっていた。[ 54 ] 1961年の秋、ドナルドはニューヨークで心房細動で倒れ、僧帽弁置換手術を受けるためウェスタン病院に戻った。[ 54 ]この病気のために、彼は多くの衰弱性疾患、心臓発作、褥瘡、血栓、血腫などの症状に苦しみ、それがさらに心臓を悪化させ、新たな手術が必要となった。[ 54 ]
ドナルドは4年間にわたり、ハマースミス病院で3回にわたる大手術を受けた。3回目の手術では、豚から採取した同種移植片を用いて僧帽弁置換術が行われた[ 54 ]。この移植片は1976年にスター・エドワーズ社製の人工弁に置き換えられた。ドナルドは2回目と3回目の心臓手術について、自身の体験記を出版している[ 55 ] 。
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