ヨゼフ・シウィンスキ

ヨゼフ・ツィヴィンスキ（ポーランド語：Józef Cywiński）（1936年3月13日生まれ）は、ポーランド系アメリカ人の科学者であり、生体医学工学、特に生体の電気刺激の分野の専門家です。彼の研究は、12件の特許、2冊の本、100を超える科学出版物の対象となっています。彼は、心臓刺激装置ペースメーカー、四連神経刺激装置、PACS、EMS、TENS、Veinoplusふくらはぎポンプ刺激装置など、市場で初めての電気医療機器をいくつか開発しました。

ヨゼフ・ツィヴィンスキは、1936 年、戦前のポーランドのワルシャワで生まれました。第二次世界大戦中、彼の家族はナチスに対する地下活動に深く関わっていました。彼の家族はポーランドの貴族 (プチャラの紋章を使用) の一員であったため、ツィヴィンスキ一家はワルシャワの住居と資産を失い、ポーランド南部の山岳地帯にあるビェルスコという小さな街に移住しました。このような状況はよくあることで、何百万人ものポーランド人に悲惨な影響を与えました。ツィヴィンスキは、他の多くの人々と同様、平和な時代にほとんどの生徒が学校で受ける典型的な教育を受けることができませんでした。1945 年には、リヴィウ大学とビリニュス大学から避難した数人の教授もビェルスコに定住し、学習を加速させる高度に洗練された環境を作り出しました。彼らは、ツィヴィンスキがコペルニクのリセウムに通っている間、彼に物理、化学、数学を個人的に教えました。そこで彼は、科学と社会福祉のリーダーの証明書を授与されました。高校卒業後、彼はワルシャワ工科大学 [Politechnika Warszawska] の電気通信プログラムへの入学選考に合格しました。16 歳で、彼は同校に入学した最年少の学生の 1 人となりました。

3 年後の 1955 年、シウィンスキーはワルシャワ大学医学部 (Akademia Medyczna) とワルシャワ工科大学の共同事業として新設された医療用電子工学の大学院課程に入学しました。ここでシウィンスキーは最初の発明品、血液サンプルのクロマトグラフィー用リニア モーター自動スキャナーを製作しました。この分析装置は、当時ポーランドで開発された同種および同タイプの最初のものでした。

この機器は、生化学者であったシウィンスキーの妻ハンナ・ザヴィストフスカの大学院の学位論文とミオシン（筋細胞タンパク質）の軽質分画と重質分画の発見にも欠かせないものでした。シウィンスキーはワルシャワ工科大学の応用物理学研究所でフルタイムのエンジニアとして働き、真空管式電位計を製作しました。シウィンスキーの電位計の使用により、ヨーロッパ初の半導体電荷複写機が開発されました。その後、1959 年にワルシャワ工科大学のコンピューター科学研究所で働き、ポーランド初のコンピューター用の真空管レジスターを製作しました。

1960年、シウィンスキーは医療工学の理学修士号を取得しました。

1962 年に始まった博士号取得のために、シウィンスキーはワルシャワ医科大学およびワルシャワ工科大学との共同研究を続けました。この間、彼はワルシャワ医科大学の心臓病学研究所の電子工学研究所の所長になりました。彼は心臓の電気刺激に関する論文と、血液の自動分析ラジオクロマトグラムに関する博士論文を執筆しました。

心臓学研究所で、シウィンスキーは世界初のP波制御体外心臓ペースメーカー^[1]と心電図記録の新技術^[2]を開発しました。このペースメーカーの動物実験は1964年に完了し、シウィンスキーは東京で開催された世界バイオエンジニアリング会議で発表するためにプロジェクトを提出しました。彼は1965年9月の会議の全体会議でP波ペースメーカーに関する論文を発表するよう招待されました。シウィンスキーはポーランドで博士課程を修了するまで、 ペンシルベニア大学のレスリー・ピーターソン医学博士教授の人工心臓プログラムに参加するよう招待されました。

1967 年、彼はデジタル ラジオクロマトグラフの実用プロトタイプを独自に構築しました。これは、血液タンパク質の分数比をバイナリ コードで計算する、初めての試みでした。彼はワルシャワ医科大学とワルシャワ工科大学の共同教授陣の前で論文の公開審査を行い、ワルシャワ工科大学から理学博士号 (バイオエンジニアリング) (Ph.D./D.Sc.) を取得しました。

ワルシャワ工科大学在学中、シウィンスキ氏は工業研究所 Ridan Instruments Ltd. の共同設立者であり、パートナー兼研究開発ディレクターを務め、ポーランド初の筋肉電気刺激装置 (Diadynamic)、血液ガス分析装置、電位差 pH メーター、診断用電荷電位計を開発、特許取得、製造しました。

シウィンスキーは、米国への移民書類を待つため、フランスのパリで 6 か月間過ごしました。この間、シウィンスキーは 2 つのプロジェクトを完了しました。まず、パリのシュレーヌにあるフォッシュ病院のルノー・ケクラン教授とともに、ベクトル心電図の遠隔診断のための初の衛星伝送インターフェース デバイスを開発しました。遠隔診断は、フランスのトゥール大学と米国ミズーリ州セントルイスのワシントン大学の間で、衛星通信とコンピュータ システムによるオンライン通信を介して行われました。彼は、シャルルド ゴール将軍とフランス政府関係者に自分の研究成果をデモンストレーションするよう依頼されました。次に、フランスのモンルージュにある電子応用研究所 (ELA) に参加するよう依頼されました。そこで、彼は、オンデマンドの埋め込み型心臓ペースメーカーの欧州初のプロトタイプを開発しました。このプロトタイプは、1967 年 10 月にパリのピティエ サルペトリエール病院で、深夜の緊急介入中にムジカ医師によって初めて埋め込まれました。動物実験は行われなかったものの、ペースメーカーは患者の命を救い、さらに数年間の生存を可能にしました。現在でも、Cywinski 型オンデマンド ペースメーカーはELA-SORIN工場で製造されており、世界中で広く使用されています。

1967年、サイウィンスキーはNIHが後援する人工心臓プロジェクトに着手した。わずか2年後、サイウィンスキーは2人の外科医、ワルデマー・J・ワイシュチュク医学博士とアハメド・クッティ医学博士のチームとともに、人工心臓の生理的心拍数と収縮力の制御に関するアナログコンピュータモデルを開発し、発表した。^[3]しかし、NIHが後援する研究はその後継続されず、人工心臓研究は民間企業に移行した。

1970 年、シウィンスキーはミズーリ州コロンビアのミズーリ大学医学部から放射線学准教授および電気工学准教授として教鞭をとるという申し出を受けました。彼は診断と治療のための電気医療機器に関するコースを開発し、教えました。さらに、動物実験施設でアラン ハーンと共同で埋め込み型燃料電池を開発しました。

1 年後、彼はハーバード大学医学部の麻酔学および生体工学の主席准教授に招かれた。同時に、ハーバード大学医学部の医学カリキュラムとマサチューセッツ工科大学( MIT) の電気工学大学院プログラムを統合した新設プログラムの教授にも招かれた。彼は医療工学の大学院レベルの新コース (HST-510) を開発した。学生にとってこれは 5 年間のプログラムで、医学部、医療工学の講義、実験室での作業が含まれる。このプログラムはボストンのマサチューセッツ総合病院(MGH) で実施された。1974 年、シウィンスキーは米国初の医療工学部を創設し、部長に就任した。彼の活動には、この 2,000 床の病院における患者モニタリング システムの企画、開発、購入、サービスなどが含まれていた。^[4]

彼はMGHの研究室で、麻酔深度のモニタリングのための4連刺激用の電気機器と方法を開発し、^{[5] [6]}痛みの研究や骨折治癒のための刺激装置も開発しました。^[7]

同時に、シウィンスキーの個人的な研究は、電気刺激の応用と安全性を中心に展開されました。^[8] ボストンのベス・イスラエル病院の心臓専門医で教授のポール・ゾルと共同で行った動物研究は、米国国立規格協会（ANBS）、AAMIによって署名され、米国食品医薬品局（FDA）によって承認された、世界的に受け入れられている経皮電気刺激の基準の基礎となりました。^[9]

シウィンスキーは、麻酔中の筋肉の弛緩の深さを患者が監視するための「4連法」法や、脳の研究や骨折の治癒のための埋め込み型刺激装置などの装置を発明し、製造しました。

MGH/MIT在籍中、Cywinskiはバイオガルバニック植込み型心臓刺激装置を開発した。^{[10] [11]}ミズーリ大学動物研究センターのAllan Hahn教授とそのチームが3～5年間の試験を行ったところ、イヌに埋め込まれたバイオガルバニックペースメーカーは正常に機能し、予想寿命は50年以上とされた。これは1970年代初頭のことで、当時は業界全体の標準として植込み型心臓ペースメーカーに水銀電池が使われていたが、その寿命はわずか2年だった。同時期に、ペースメーカーの大手メーカーは、同様に予想寿命が50～80年の核電池の開発に多額の投資を行っていた。しかし、核廃棄物処理の問題により、すぐに放棄された。Cywinskiのバイオガルバニックペースメーカーも業界に採用されなかった。最終的に、すべての植込み型電源はリチウム電池に絞られ、それが業界標準となった。

1978年、心臓ペーシングとバイオガルバニック電池の分野における先駆的な研究により、シウィンスキーはアメリカ心臓病学会のフェローに指名されました。

1983年、ハーバード大学を夏季休暇で退学した際、英国リバプール大学シェリントン研究所のジェフリー・キッド教授と共同研究を行った。この共同研究により、神経筋刺激のための運動単位活動電位（MUAP）パターンを使用する刺激装置に関する多くの論文と共同特許が生まれた。^[12]さらに、ボストン滞在中、心臓ペースメーカーの大手メーカー間の特許訴訟において連邦裁判所任命の専門家を務めた。

シウィンスキーのキャリアのほとんどは学問の世界であったが、1986年にMGH-ハーバード-MITを自主退職し、医療画像分野での自身の発明の1つを軸にビジネスを立ち上げた。シウィンスキーはニューヨークでメディネット社を共同設立した。そこで、息子（MIT卒業生）のL・マーク・シウィンスキーの有能な協力を得て、世界初のコンピューター化された医療画像アーカイブおよび通信システム（PACS）とドップラー超音波スキャナー用画像ワークステーションを開発した。^[13]

その後、サイウィンスキーは、マサチューセッツ州ダックスベリーとニューヨーク州ロックビル センターに医療技術コンサルティング会社である Corsan Engineering Consulting Co. Inc. を設立しました。クライアントの例には、Agfa-Matrix、Bio-Medical Research Ltd、Du Pont、IBM-Medical、Med. & Biol. Instruments Inc、Philips-Medical、Siemens-Medical、Sony-Medical、Vitatron NV などがあります。

同時に、ポーランドのワルシャワで、ポーランド・アメリカ企業基金 (PAEF) およびワルシャワ工科大学と提携して、医療、産業、環境プロジェクト向けの限外濾過装置を開発、販売する Secura, Ltd という別の会社を共同設立しました。

1994 年、スイス連邦会長のシュミットハルター氏は、シウィンスキー氏にスイスに来て、もともとスイスの人工心臓プログラムに使用されていた建物を使用してシオンで医療機器ビジネスを立ち上げるよう依頼しました。シウィンスキー氏はその建物を引き継ぎ、Valmed Ltd と R&D Institute of Medical Technology (ITM) という 2 つのベンチャー企業を設立しました。Valmed Ltd では、CEO 兼マネージング ディレクターとして、理学療法とスポーツ医学用の神経筋刺激装置の開発と製造に携わりました。Institute of Medical Technology は、新しい医療技術の研究開発を行う非営利の財団でした。ITM では、スポーツ パフォーマンスの向上に特に重点を置いた神経筋刺激の分野で講義、会議、研究の発表を続けました。彼は、ユニバーシティ カレッジ ロンドンのゲルタ ヴルボヴァ教授、バーミンガム大学のオルガ ハドリッカ教授とメアリー ブラウン教授、インペリアル カレッジ ロンドンのウーナ スコット教授とともに応用研究に取り組みました。彼らの共同研究により、神経筋刺激装置が製造され、健康なボランティアと筋機能障害のある子供たちの筋細胞の疲労しない行動と筋力の向上に成功しました。

サマランチ教授とパトリック・シャマシュ医学博士率いるオリンピック委員会は、筋肉のパフォーマンスを向上させる自然な（非ドーピング）手段として、アスリートがこれらの刺激装置を使用することを承認しました。さらに、ローザンヌの世界オリンピック博物館（2003～2004 年）では、ローラン・リバーが「スポーツパフォーマンスと平衡」展を開催し、シウィンスキーの刺激装置が展示されました。

スイス滞在中、シウィンスキーが手がけたプロジェクトやハイライトには、スイスの公的保険会社 SUVA のディレクターであるシャルル・ゴベレ教授と共同で行った機能リハビリテーション用刺激装置の開発や、クリニーク ラ プレリー (クラランス、スイス) の医療ディレクターであるウェリ博士と共同で行った皮膚若返り用刺激装置の開発などがあります。1999 年から 2005 年にかけて、彼はジャン=ピエール・ローシスとエルヴェ・ボーランド博士に招かれ、スイスのティチーノにある世界的に有名なダレ・モレ人工知能研究所の科学委員会のディレクターの 1 人を務めました。

スイス国外では、英国イーストロンドン大学の健康科学部の准教授を務めた。そこでは、マシュー・モリッシー教授と共同で、A・マン博士の研究と博士論文の指導を行った。マン博士は、博士論文でシウィンスキーの刺激装置を使用して脚の浮腫を軽減した。この研究は、その後、スポーツ科学医学ジャーナルに掲載された。彼の研究所は、大学間の国際研究プログラムに参加した。その結果、電気刺激の分野でいくつかの出版物が発表された。^{[14] [15] [16] [17]}

1996年、彼はロンドンの王立医学協会から招待され、自身の研究テーマについての講演を行った。

2005 年、シウィンスキーはフランスのパリに移り、Ad Rem Technology SARL のコンサルタントとなり、脚の静脈の血液循環障害を矯正するVeinoplus刺激装置を発明しました。2010 年 9 月、シウィンスキーはメイヨー クリニックのゴンダ血管研究所所長のピーター グロビツキに招かれ、パリで開催されたメイヨー クリニック継続医学教育セミナーで Veinoplus の応用について講演しました。

現在、Cywinski 氏は Ad Rem Technology の最高技術責任者として、血管学やスポーツ医学の用途、および運動能力の向上を目的とした Veinoplus 刺激装置や新しいナノ刺激装置の開発と販売を続けています。

2007年、シウィンスキーはパリのEMSTIM、EURLのマネージャー兼唯一の株主となった。EMSTIMは医療機器と治療法の開発のための研究機関である。現在、フランス高等教育省から医療技術開発の研究開発機関として認定されている。その結果、Veinoplus特許（Ad Rem Technologyに譲渡）が取得され、新しい電気刺激装置/技術のさらなる開発につながった。^{[18] [19]}

Cywinski の Veinoplus 刺激装置に関する血行動態研究は、英国ロンドンのインペリアル カレッジのAndrew Nicolaides教授とそのチームによって実施され、発表されました。この研究により、Veinoplus によるふくらはぎの筋肉の刺激が深部静脈血栓症 (DVT) と肺塞栓症 (PE) の予防に効果的であることが証明されました。また、治療しないと治癒しない潰瘍や切断につながる可能性のある脚の循環障害 (糖尿病患者や末梢動脈疾患患者を含む) の改善にも効果的でした。

科学の分野で活動を続ける一方で、シウィンスキーは仕事と人脈を通じて政界に進出した。1979年から1984年にかけて、シウィンスキーはロナルド・レーガン大統領委員会の理事を務めた。1987年、東欧の共産主義時代が終焉を迎えた際、シウィンスキーはカーター大統領の安全保障顧問ズビグニュー・ブレジンスキーから、リチャード・ルーガー上院議員率いる米国上院外交委員会と協議してポーランドへの経済援助計画を策定するよう依頼された。その結果、ポーランド・アメリカ企業基金 (PAEF) が設立された。PAEF は数百万ドルの資金援助をもたらし、ポスト共産主義ポーランドで多くの新しい小規模民間資本企業を設立するのを支援した。

• 1968年：米国電気電子技術者協会（IEEE）上級会員
• 1974年：医療機器開発協会（AAMI）による臨床工学の国際認定
• 1978年：アメリカ心臓病学会フェロー（FACC）
• 心臓ペーシング協会会員
• ニューヨーク科学アカデミー、元会員

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