hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習言語が教科内容の理解に及ぼす影響の研究

本研究では,問題指示文に見られる学習言語が,教科内容の理解にどのような影響を与えるかについて検討した。まず,実験用に図書文化社の協力を得て,教研式NRT及び教研式CRTから正答率の低い問題を抽出し,加工をしないAテストと,「やさしい日本語」に書き換えたBテストの2種類のテストを作成した。この2種類のテストを2つの小学校で1年生から6年生までに実施し,その結果を量的に検討すると共に,正答率に差があった設問について質的にも検討した。本年度は,「学習言語の整理と分類」として,既に作られた学習語彙(学習用語)など先行研究の整理や,アメリカなど他国の事例の収集を中心におこなった。並行して,「教科書分析による学習言語実態の調査」として「学習言語としてのわかりやすさ」が,どのように工夫,実現されているか調べるための基礎データ整理をおこなった。また,本研究課題のメインとなる「学習言語が教科内容の理解に及ぼす影響」については,図書文化社より提供を受けたCRT,NRTテストの指示文を,わかりやすいと思われる日本語で書き換えた「書き換えテスト」を作成し,「原文テスト」と併せて愛媛県狩江小学校の協力を得て,各学年5名前後,6学年で38名分の通過率・正答率データを得た。次年度は,本年度に引き続き,「学習言語の整理と分類」,「教科書分析による学習言語実態の調査」については,引き続き基礎データ整理を続け,分析,発表へと展開していく。メインの「学習言語が教科内容の理解に及ぼす影響」については,狩江小での38名分のデータによる「書き換えテスト」と「原文テスト」の正答率の差を,「どのような書き換えをおこなったか」という質的な要因との関係も考慮しつつ分析を進める。また,狩江小38名分のデータをパイロット調査と位置づけ,分析の結果から,より効果が得られる書き換えを模索し,本年度はもう少し規模の大きい複数の小学校から,「書き換えテスト」と「原文テスト」のデータを得る。学習言語とは「学習場面における特殊な言語使用」を指す。つまり,日常生活で使用しないような特殊な言語使用とも言える。そこで本研究では,教科書分析や,質的・量的なデータにより学習言語が教科内容の理解に及ぼす影響について検証する。本年度は,前年度に引き続き,「学習言語の整理と分類」,「教科書分析による学習言語実態の調査」について基礎データの整理を続け,分析をおこなった。これらの研究成果については,研究期間が終了後の2012年度以降に,学会発表ないし学会査読誌で発表する予定である。メインの「学習言語が教科内容の理解に及ぼす影響」については,前年度で得た四国地方の小規模小学校での38名分のデータによる「書き換えテスト」と「原文テスト」の正答率の差を,「どのような書き換えをおこなったか」という質的な要因との関係も考慮しつつ分析を進めた。さらに,最終年度である本年度は中国地方の中規模小学校から,2年生から6年生まで各6080名,延べ300名あまりの「書き換えテスト」と「原文テスト」のデータを得た。このデータについては,本研究課題最終年度である本年度にデータ処理を済ませたが,分析については本研究課題研究期間終了後に継続して進めているところである。「書き換えテスト」と「原文テスト」の正答率の差が,指示文のどのような書き換えによるものであるか,複数の要因を推定し,その関係を明らかにしようとしている。この研究成果については,研究期間が終了後の2012年度以降に,学会発表ないし学会査読誌で発表する予定である。
テーラーメード手術を目指した小児内視鏡手術用シミュレーターの構築

本研究では、ラピッドプロトタイピングの技術を用いて実際の小児内視鏡手術を忠実に再現し、手技評価やトレーニング、患者個別の術前シミュレーションに利用可能な小児患者モデルを開発し、その有用性の評価を行った。新生児食道閉鎖症モデルでは、胸腔鏡下食道食道吻合の縫合手技を計測・評価することが可能となり、小児内視鏡外科医の熟練度を反映した手技評価に有用なモデルであることを示した。乳幼児肺嚢胞性疾患モデルでは、解剖学的構造の把握だけでなく、血管と気管の処理や肺実質の剥離などの操作も可能な術前シミュレーションが可能となった。本研究では、ラピッド・プロトタイピングの技術を用いて、実際の小児内視鏡外科手術を忠実に再現し、手術のトレーニングや患者個別の術前シミュレーションに利用可能な小児患者モデル(テーラーメードモデル)の開発、およびその有用性評価を行う。また、モデル内での手術手技を医師の評価および工学センサーを用いることにより、多角的に評価する手法の開発も行う。初年度では、肺嚢胞性疾患の患者モデルの開発に着手した。まず、肺実質、血管、気管を含んだ簡易的な形状のモデルを試作し、素材の硬さ、接着具合の検討を行った。試作を繰り返した結果、血管周囲の組織を剥離し、内視鏡手術用のクリップで結紮、ハサミで切離するといった、一連の手術操作が可能な素材を決定することができた。並行して肺嚢胞性疾患の患者のCT画像データを収集した。乳児の肺のCTをSTLデータに再構築したところ、CTの解像度の問題から、模擬手術が可能なレベルまで血管を再現することが困難であることがわかった。そこで、比較的年長児のデータを縮小して使用することとし、さらなるデータの収集・解析を行っている。疾患モデル開発と並行して、以前の研究で作製した1歳児の胸腔モデルを用いて、モデル内での鏡視下縫合手技を、医師が手技ビデオを見て採点する評価手法を開発した。1歳児の胸腔モデル内での手技評価結果の方が、既存のボックスシミュレーター内での結果と比較して、小児内視鏡外科医の熟練度をより正確に反映しており、胸腔モデルが手術技能の評価に有用であることを示した。また、モデル内の手技において、失敗回数をカウントする減点方式の採点方法や、針糸の持ち替え回数といった評価方法が、より熟練度の差を反映することもわかった。今回開発した評価手法を、今後開発する種々の疾患モデルにおける手技評価方法に応用していく予定である。本研究では、ラピッドプロトタイピングの技術を用いて、実際の小児内視鏡手術を忠実に再現し、手術のトレーニングや患者個別の術前シミュレーションに利用可能な小児患者モデル(テーラーメードモデル)の開発、およびその有用性の評価を行う。また、モデル内での手術手技を医師の評価および工学センサーを用いることにより、多角的に評価する手法の開発も行うことを目的としている。過去2年間で新生児食道閉鎖症モデルおよび肺嚢胞性疾患モデルの開発に着手している。新生児食道閉鎖症モデルに関しては、初年度にモデル内に工学センサーを設置し、定量的に術者の手技を評価することが可能なシステムを作成した。平成27年度は、関連施設、講習会などに出向き、本システム内で縫合手技タスクを行ってもらってデータを収集し、ビデオ評価による解析を行った。本モデルによる内視鏡下縫合手技の結果は、小児内視鏡外科医の熟練度を反映しており、手技評価に有用なモデルであることを示した。過去に行った乳児胸腔モデル内での縫合実験の結果と比較し、内視鏡手術の経験がある医師にとっても難しいタスクとなるモデルであった。胸腔鏡下食道閉鎖症根治術の縫合は、難しい手技であることが確認されるとともに、熟練医のトレーニングという点でも有用なモデルである可能性が示唆されている。肺嚢胞性疾患モデルに関しては、初年度に肺実質、血管、気管を含んだ簡易的な形状のモデルを作製し、実臨床と同様の感触で手術操作を行うことが可能な素材を選定した。平成27年度は,実際の乳児患者のCTデータを収集し、肺実質、動静脈、気管を含んだ、解剖学的に正確な肺嚢胞性疾患モデルを作成する手法を確立し、肺モデルを作製するに至った。新生児食道閉鎖症モデルについては、定量的な評価方法の確立に一部遅れが生じているが、現在すでに両手鉗子に加速度・角速度センサーを取り付け、各鉗子先端の加速度・角速度および両手鉗子の協調運動を評価する手法に変更したため、次年度に与える影響は少ない。肺嚢胞性疾患モデルでは、肺モデルを制作し評価するまでを目標としていたが、モデル製作の条件に見合うCTデータの収集に時間を要したため、モデルの評価にまで至らなかった。しかし、モデルは作製済みであり、今後速やかにモデル評価を行えるため、次年度に影響は与えない。現在までに新生児食道閉鎖症モデルおよび乳幼児肺嚢胞性疾患モデルの開発に着手している。

新生児食道閉鎖症モデルに関しては、これまでに新生児の胸部CT画像から作成した胸壁モデル内に、質感を疑似した食道チューブを設置することで、新生児食道閉鎖症の内視鏡下食道食道吻合の縫合手技を計測・評価することが可能なシミュレータを開発した。計40名の小児外科医を被験者として、縫合手技実験を施行し、データを収集、ビデオ評価による解析を行った。本モデルによる内視鏡下縫合手技の結果は、小児内視鏡外科医の熟練度を反映しており、手技評価に有用なモデルであることを示した。一方で、本モデルは内視鏡手術の経験を有する医師にとっても難しいタスクとなり、胸腔鏡下食道閉鎖症根治術の縫合は、難しい手技であることが確認されるとともに、熟練医のトレーニングという点でも有用なモデルとなる可能性が示唆されている。乳幼児肺嚢胞性疾患モデルに関しては、これまでに肺実質、血管、気管を含んだ簡易的な形状のモデルを作製し、実臨床と同様の感触で手術操作を行うことが可能な素材を選定した。実際の乳児患者のCTデータを収集し、肺実質、動静脈、気管を含んだ、解剖学的に正確な肺嚢胞性疾患モデルを作成する手法を確立し、肺モデルを作製した。本モデルを胸腔鏡による肺切除術と同様の流れで、模擬臓器モデルによる手術実験を行った。新生児食道閉鎖症モデルについては、平成28年度は、これまでの研究成果について国際学会で発表し、論文化した。また、定量的な評価方法の確率のためにモデル内に工学センサーを設置し、術者の手技を評価することも試みている。両手鉗子に加速度・角速度センサーを取り付け、各鉗子先端の加速度・角速度および両手鉗子の協調運動を評価することや、臓器に加わった力を測定し、愛護的な操作ができているか解析を行った。しかし、これら定量的な評価方法は、実験時のセンサーの故障や、評価手法が適切ではなかったことなどにより、有用なデータが得られなかった。そのため、この評価方法の確立に遅れが生じているが、センサーの改良や評価方法の再検討にすでに着手しており、次年度に与える影響は少ない。乳幼児肺嚢胞性疾患モデルでは、実際の手術と同様の流れで肺モデルを用いた胸腔鏡下手術の実験を施行したが、この実験で課題として挙がった各臓器の材質や形状の再検討に時間を要した。そのため、小児外科医を被験者とした、肺嚢胞性疾患モデルの手術前シミュレーションとしての有用性評価を検証するまでには至らなかった。しかし、各臓器の材質や形状の再検討はおおむね完了しており、今後速やかにモデル評価を行えるため、次年度に与える影響は少ない。本研究では、ラピッドプロトタイピングの技術を用いて、実際の小児内視鏡手術を忠実に再現し、手術のトレーニングや患者個別の術前シミュレーションに利用可能な小児患者モデルの開発、およびその有用性の評価を行う。また、モデル内での手術手技を医師の評価および工学センサを用いることにより、多角的に評価する手法の開発も行うことを目的としている。現在までに新生児食道閉鎖症モデルおよび乳幼児肺嚢胞性疾患モデルの開発に着手した。食道閉鎖症モデルは、新生児CT画像から作成した胸壁モデル内に、質感を疑似した食道チューブを設置し、新生児食道閉鎖症の内視鏡下食道食道吻合の縫合手技を計測・評価することが可能なシミュレータを開発した。小児外科医を被験者とした縫合手技実験を施行し、小児内視鏡外科医の熟練度を反映した手技評価に有用なモデルであることを示した。本モデルによるトレーニングは、手術経験の浅い医師だけでなく熟練医のトレーニングという点でも有用である可能性が示唆された。
月経異常が女性アスリートの運動時内分泌応答およびトレーナビリティに及ぼす影響

本研究は、正常月経および月経異常の女性アスリートを対象に「持久性運動時の内分泌応答およびエネルギー代謝動態は、月経状態によって異なるか?」について検討し、月経異常が運動時の内分泌応答およびエネルギー代謝機能に与える影響を明らかとすることを目的としている。対象者は、体育系大学在籍の女性アスリートを対象とし、予め健康状態に関するアンケート調査を実施した。その結果から、正常月経群と月経異常群に群分けを行った。対象者は、現在クラブおよびサークルに加入し、週5日以上の運動習慣があり、経口避妊薬等の服用が半年以上ない者とした。正常月経群は、月経周期が25-38日であること、月経異常群は、月経周期異常(月経周期が24日未満または39日以上)、無月経(3か月以上月経がない)、過短月経(月経期間が3日未満)および過長月経(月経期間が8日以上)のいずれかに当てはまることを条件とした。被験者は、人工気候室において持久性運動(VO2max60%、60分)を実施する。生理学的指標として体組成(体脂肪量,除脂肪)、骨密度:DXA法(Lunar iDXA, GEヘルスケア社)を測定する。さらに生化学的指標として性ホルモン(エストロゲン、プロゲステロン)、糖代謝(グルコース、インスリン)、脂質代謝(遊離脂肪酸、トリグリセリド)、インスリン様成長因子(IGF-1)、コルチゾール、乳酸を運動前、運動後、運動30分後に測定した。現在は、被験者追加して実験を進めているところである。本研究によって正常月経および月経異常の女性アスリートの運動時生理反応を比較することによって、月経異常がスポーツパフォーマンスに与える影響が明らかになる。本研究で得られた知見は、女性アスリートの健康管理ひいては競技力向上に役立つものと期待される。本研究では、正常な月経周期を有する女性または月経異常(月経周期異常、無月経)を対象とする。実際には、無月経の女性の割合が少なく、データ採取がやや遅れている状況となっている。学内の情報システムなど利用して、より多くの女性を対象に被験者を募り、協力を依頼する。女性アスリートの三主徴(利用可能エネルギー不足・視床下部性無月経・骨粗鬆症)は解決すべき重要な課題として国際的にも取り上げられている.特に月経異常は内分泌調節機能低下に起因することから,運動時の内分泌応答にも影響を及ぼし,トレーニング効果を低下させる可能性がある.本研究は,女性アスリートを対象として月経異常と運動時内分泌応答およびトレーニング反応との関連性について検討し,女性特有の健康障害がスポーツパフォーマンスに与える影響について検討することを目的としている.具体的には,正常月経および月経異常の女性アスリートを対象として1持久性運動およびレジスタンス運動時の生理反応に差が生じるのか?2トレーナビリティに差は生じるのか?について明らかにする.その結果から,月経異常がスポーツパフォーマンスに与える影響について検討する.対象者は,現在クラブおよびサークルに加入し,週5日以上の運動習慣があり,経口避妊薬等の服用が半年以上ない者とする.正常月経群は,月経周期が25-38日であること,月経異常群は,月経周期異常(月経周期が24日未満または39日以上),無月経(3か月以上月経がない),過短月経(月経期間が3日未満)および過長月経(月経期間が8日以上)のいずれかに当てはまることを条件とする.正常月経および月経異常の女性アスリートの運動時生理反応やトレーニング反応を比較することによって、月経異常がスポーツパフォーマンスに与える影響が明らかになる.本研究によって月経異常がトレーナビリティおよびスポーツパフォーマンスの低下を引き起こすことが明らかになれば,アスリートや指導者に月経異常の予防・改善の重要性を示すことが可能となる.本研究で得られた知見は,女性アスリートの健康管理,ひいては競技力向上に役立つものと期待される.現在,予備実験を行い,被験者の選定をしている段階である.本研究の対象者は,正常月経および月経異常の女性アスリートであり,月経状態だけでなく,トレーニングや試合の日程も考慮しなければならない.そのため,被験者の選定に時間を要している.本研究は、正常月経および月経異常の女性アスリートを対象に「持久性運動時の内分泌応答およびエネルギー代謝動態は、月経状態によって異なるか?」について検討し、月経異常が運動時の内分泌応答およびエネルギー代謝機能に与える影響を明らかとすることを目的としている。

さらに生化学的指標として性ホルモン(エストロゲン、プロゲステロン)、糖代謝(グルコース、インスリン)、脂質代謝(遊離脂肪酸、トリグリセリド)、インスリン様成長因子(IGF-1)、コルチゾール、乳酸を運動前、運動後、運動30分後に測定した。現在は、被験者追加して実験を進めているところである。本研究によって正常月経および月経異常の女性アスリートの運動時生理反応を比較することによって、月経異常がスポーツパフォーマンスに与える影響が明らかになる。本研究で得られた知見は、女性アスリートの健康管理ひいては競技力向上に役立つものと期待される。本研究では、正常な月経周期を有する女性または月経異常(月経周期異常、無月経)を対象とする。実際には、無月経の女性の割合が少なく、データ採取がやや遅れている状況となっている。研究計画が当初予定通り進まない場合には,被験者数を削減することによって調整を行う.しかしながら,研究の信頼性を維持するために課題1は20名,課題2は30名のデータを得るように努力する.学内の情報システムなど利用して、より多くの女性を対象に被験者を募り、協力を依頼する。昨年度は被験者の選定に時間を要したため,当初の研究計画からやや遅れている状況である.今年度は,研究補助者(アルバイト)を導入し,研究を推進する.計画よりも実験の進行に遅れが生じているため、次年度使用額が生じた。使用計画としては、被験者を追加して引き続き実験を進める。
機能性疼痛障害の中枢機能バイオマーカーの探索

機能性疼痛障害では、痛みの生じている部位にその原因はなく、中枢での痛みの感じ方、処理機構に病態があると推測されている。本検討では、過敏性腸症候群において直腸刺激時の脳画像を撮像し、痛みの処理機構を検討した。視覚的な合図を用いて、直腸刺激の予期を規定した。過敏性腸症候群では、刺激がくるかこないかわからない不確かな状況では、必ず刺激が来る状況よりもむしろ直腸刺激に対する脳活動が中前帯状回、後帯状回で強かった。また全く安全な状況でも、安全かどうかわからない不確かな状況と同レベルの島皮質の活動が観察された。腹痛そのものだけではなく、状況の捉え方が痛みの脳での処理に影響を与えることが示された。機能性疼痛障害においては疼痛の生じている局所よりも、疼痛の伝達経路、および中枢における疼痛処理機構の異常があると推測されており、本研究は、多施設での国際共同研究により、3つの異なる機能性疼痛障害である、過敏性腸症候群(申請者)、機能性ディスペプシア(ルーベン大学消化器センター)、さらにポジティブコントロールとして器質的疾患である炎症性腸疾患(フランス、グレノブル)の4つの疾患群で、同一のプロトコールを用い、脳構造、安静時、疼痛誘発時の脳活動を計測し、その共通基盤を明らかにするものである。各施設間における共通プロトコール確立のために、相互に研究室を訪問して、使用するデバイスの設定、胃刺激(ベルギー)、大腸刺激(日本、フランス)間でのプロトコールの調整を行った。日本国内では、放射線スタッフと協議を行い、構造MRI検査、MPRAGE(高解像度の解剖画像)、DTI(拡張テンソル画像)、静止時脳画像の撮像条件の照合を行うとともに、fMRI(機能性磁気共鳴装置)検査のプロトコールのセットアップを行った。すなわち、疼痛知覚、疼痛下降制御系、疼痛予期(確実、不確実)に伴う脳活動を計測するために、MRIマシンと視覚刺激提示用コンピューター、および大腸刺激用のバロスタット制御コンピューターが同期するように設定した。テストバッテリーを行うために、健常者において、直腸内にバロスタットバックを留置し、バックを拡張させたときの知覚閾値を測定し40%60%の腹部不快感を生じる刺激を同定し、fMRIでの刺激レベルとして用い、想定したプロトコールの動作確認を行った。施設間での共通項目のすり合わせ、およびfMRI検査におけるMRIマシン、視覚刺激提示マシン、大腸刺激制御マシンの同期が本企画の最も重要な調整箇所であるが、本年度の取り組みにより、これらの準備が整った。機能性疼痛障害にに共通する中枢神経異常のメカニズム解明を目的とし、3つの疾患、機能性ディスペプシア、外陰部痛、過敏性腸症候群、およびポジティブコントルールとして、炎症性腸疾患を対象として、それぞれ、ベルギールーベン大学、神経消化器科、産婦人科、日本の申請者、フランスグレノブルの神経科学センターでの国際共同研究として、同一のプロトコールにてニューロイメージング研究を進めている。共通のプロトコールとして、共通の質問紙を用いた、心理社会的評価、fMRI(機能性磁気共鳴装置)を用いた、疼痛知覚、疼痛下降制御系、疼痛予期(確実、不確実)、に伴う脳活動の計測、脳の構造画像、拡張テンソル画像、静止時の脳画像を撮像している。機能性画像に関しては、機能性ディスペプシアに対してはバロスタットバッグを用いた胃拡張刺激、外陰部痛に対しては、外陰部の圧刺激、過敏性腸症候群、炎症性腸疾患に対してはバロスタットバッグを用いて直腸の圧刺激を行っている。26年度までに各施設で実験系のセットアップを行い、各施設間でプロトコールのすり合わせをして、27年度から本格的に対象者の撮像を開始した。予定人数の対照コントロール群に関しては、各施設でおおむね終了した。申請者の東北大学では、疾患群の過敏性腸症候群と診断される被験者数名のfMRIおよび構造画像の撮像を終了した。フランスグレノブルでも炎症性腸疾患であるクローン病患者数名の撮像を終了した。ベルギー婦人科では、外陰部痛患者の予定人数をほぼ終了したが、神経消化器科では、機能性ディスペプシア患者のリクルートを開始したところである。各施設間での同一プロトコールによる、脳画像データおよび心理社会的要因の解析方法として、近年脳画像解析法の領域で導入されてきた、機械学習による解析方法を採用することとし、アメリカコロラド大学ボルダー校の心理神経科学教室と共同研究を開始した。対象予定人数の検査をおおむね順調に終了し、対照コントロール群に関しては、各研究室内で解析するとともに、施設間の検討も行っている。それぞれに、国際学会等での発表を行い、対照コントロール群を対象にした論文発表も行っている。施設間で得られたデータを共通の基盤で解析する方法として、機械学習のアルゴリズムに基づく比較検討ができる体制を確立できたことはアドバンテージである。機能性疼痛性障害に共通する中枢神経異常のメカニズムの解明を目的として、3つの機能性疾患、機能性ディスペプシア、外陰部痛、過敏性腸症候群、およびポジティブコントロールとして、クローン病を対象に、ベルギー・ルーベン、フランス・グルノブルとの共同研究として、同一のプロトコールによりニューロイメージング研究を進めている。28年度までに、それぞれの施設で予定人数のニューロイメージング予定人数は終了した。それぞれの施設のデータについての解析を進め、日本のデータについては、28年度は特に静止時の脳活動(resting state fMRI)データの解析を進めた。

従来のシードをおいて、安静時のデフォルトモードネットワークの解析を行うとともに、デフォルトモードネットワーク、および疼痛関連領域の関心領域(ROI)をおき、それぞれの部位のrsfMRIの時系列変化を取り出して、部位間の偏相関係数を求めた。そのデータを元に、Graph theoryに基づいて、ROI間の相互作用の特徴を求め、対照群と過敏性腸症候群で比較検討を行った。その結果、左の偏桃体と右楔前部の局所結合が、対照群よりも過敏性腸症候群で強く認められた。一方Graph theoryの解析指標には両群での差は認められなかった。本データに基づき、ベルギー、フランスの対象においても同様の解析を進めて、比較検討する予定である。内臓痛・外陰部痛誘発の機能性脳画像の解析は、米国コロラド大学ボルダー校との共同研究により、機械学習を応用した手法を用いて、すでに同施設が作成した疼痛脳パターン(Signature of pain)に照合し、パターン解析を行っている。当初の予定であった、上記疾患に加えて、線維筋痛症との比較、および内臓痛と体性痛の比較を行い、最新の手法で検討している。当初の予定人数の検査を終え、解析段階に入っている。解析したデータは順次、国際学会での発表、および論文化を進めている。予定に加えて新たな機械学習の解析法を導入し、共通基盤を比較する方法とし非常に頑健なシステムが構築できている。国際共同研究(ベルギー、フランス)により、機能性疼痛障害の中枢性バイオマーカーを探索する研究を行った。日本では、過敏性腸症候群(IBS)を対象に、直腸内に留置したバロスタットバッグを拡張する刺激を行い、その予期、および内臓感覚誘発時の脳活動を機能性磁気共鳴装置(fMRI)を用いて検討した。まず予期の影響にういて、次に直腸に拡張刺激が来るか来ないかわからない状況(Uncertain)と、必ず拡張刺激がくるという予期(Certain)の、内臓感覚の中枢処理に対する影響を検討した。その結果、IBSでは、健常対照群に比較してUncetainの状況のほうがCertainの状況よりも予期の脳活動でSaliance Networkの一部が強く活動し、Hypervigilanceが見られた。また、Uncertainの状況で内臓感覚処理の脳活動がより強くなった。さらに、Unceratinな状況と全く刺激が来ない安全な状況を比較すると、対照健常群では、Uncertainな状況で見られる、島皮質の活動が、安全な状況では見られないのに対し、IBSでは、Uncertainな状況と変わらずに、安全な状況でも島皮質の強い活動がみられた。これはIBSでの刺激に対する心理的に過敏な反応性と、その内臓感覚処理の影響を示すと考えられた。さらに、ストレスホルモンの応答性と脳活動を比較し、対照健常群では内側前頭前野がストレスホルモン応答に抑制性のトツプダウン制御をしているのに対し、IBSではその関連が見られず、中枢性のストレス制御機構が変化していると推測された。国際共同施設でも同様のプロトコールで検討を行い、新たに米国の、機械学習による脳画像解析のエキスパートと共同研究を行い、異なる刺激部位(胃、大腸、外陰部、体性)による共通、あるいは異なる脳活動、疾患群に共通、あるいは異なる脳活動パターンを分析している。
無償労働に関するSNAサテライト勘定の構築と当該勘定へのCGE分析の適用

本研究の概要と成果は『研究成果報告書』に記したとおりであるが、次の5点に整理できる。第1は、無償労働の貨幣評価をめぐる論点を洗い出し、今後の課題について整理したことである。研究分担者の作間は、生産境界問題を整理しその理解を広めることの重要性を強調するとともに、政策的観点及び個別主体の意思決定の観点から、無償労働の評価手法の適切な選択を唱えた。第2に、研究協力者の佐藤は、かつて経済企画庁経済研究所(現:内閣府経済社会総合研究所)の研究業務として無償労働の貨幣評価を担当した立場から、無償労働の定義についての一層の精緻化の必要性、家計による「輸送」を同扱うかという問題等々について再検討の余地があることを明示した。第3に、研究協力者の浜田は、これまで言及されてこなかった無償労働の貨幣評価額と所得分配との関係を明らかにするために、世帯収入階層別の無償労働の貨幣評価額を推計し、その収入階層間格差等の分析を行った。第4に平成17年度まで研究分担者であった斎藤は、オーストラリアのマレニーにおける地域通貨の調査を通じて地域通貨が無償労働をどのように評価し、無償労働にどのような影響を与えているかを明らかにした。第5に、無償労働を含むSAMを作成してSAMベースドCGEモデルを構築し、無償労働生産性、介護、及び労働供給に関するシミュレーション分析を行った。さらに、本研究では、研究代表者、分担者、協力者及び関連の研究者に集合していただき、無償労働に関する本研究についての討論会を行い、研究方向の妥当性の確認と今後の課題の洗い出しを行うことができた。本年度は,研究分担者の作間が中心となり,「無償労働の範囲に関する新たな国際標準の構築」を主要課題として理論的研究に取り組んだ。無償労働の理論的研究については、すでに作間による重要な研究成果が数編ある。そこで,これらを出発点として,欧米の各種事例に関する比較検討と更なる理論的考察を行うことによって,無償労働の範囲に関する国際標準の原案を作成するとともに,無償労働評価の基礎データとなるわが国の生活時間調査統計の改善案を作成した。その際,有吉は,分担課題として,SNA統計と整合的な無償労働サテライト勘定の基本フレームワーク案を構築するとともに,無償労働サテライト勘定の観点から,SNAと整合的な無償労働の範囲の考察と基礎データ改善案の検討を行った。また,斎藤は,分担課題として国内3箇所で無償労働を交換対象とする地域通貨の調査を行い,次年度以降における実証分析のための準備を行うとともに,地域調査とジェンダーの観点から無償労働の範囲に関する考察を行った。なお,今年度調査を行った国内3箇所の地域通貨活動は,いずれも次年度に予定しているオーストラリアの地域通貨と密接な関連をもっており,次年度の海外調査のための予備的研究も併せて行うことが出来た。一方,市岡と牧野は,分担課題として育児・介護関連の福祉政策が市場経済や有償・無償の各種労働に与える影響などを分析するSAM乗数モデルやCGEモデルの構築に取り組み,その第一次案を作成するとともに,政策分析モデル構築の観点から,無償労働の範囲や基礎データの改善案について検討を行った。本年度は「無償労働の範囲に関する新たな国際標準案の構築と,それに準拠したデータ編纂およびサテライト勘定の構築」を主要課題として取り組んだ。まず,無償労働に関する国際標準案の構築については,昨年度作成した原案について、国際所得国富学会はじめ国内外の学会等で意見聴取し,その整理・検討を行った。また,国際標準案に準拠した無償労働データの編纂については,生活時間調査をはじめとする既存の各種関連統計の精査を行った。

また、昨年度に国内数箇所で行った地域通貨による無償労働評価に関する調査に加えて,今年度新たに豪州のマレーニーで詳細な地域通貨に関する調査を行い,地域通貨が住民の無償労働を社会的に評価し彼らに経済力を与えていることや、地域通貨が男女の相互理解と無償・有償労働の調和をもたらす役割を果たしていることなど、無償労働評価に関する重要な知見を得ることが出来た。サテライト勘定の構築については、これまで作成してきた68SNAベースのものをアップデートし、93SNAベースに切り替えた。その際、所得支出勘定の多段階化、可能な限り詳細な資金循環の表示、ストック情報の行列上への計上につとめた。その結果、CGE分析の基本データとなる日本経済の鳥瞰図が描けた。さらに、こうしたデータを用いて、NPI(非営利団体)における有償労働、無償労働の関係が日本経済にもたらす影響をCGEモデルにより分析した。無償労働は家計においてはもちろん、ボランティアの形でNPIにおいても見られる。今年度はそれをモデル化し、結果として有償労働と無償労働の代替の弾力性が高いほど、無償労働の増加が一般的有償労働の賃金率低下をもたらすなど、影響力が強まるとの知見を得た。第1に、地域通貨による無償労働評価について、(1)無償労働に与える影響、(2)交換サービス内容、(3)流通量、(4)ジェンダー平等への貢献の解明を目的に、豪州マレーニーの地域通貨(LETS)を取り上げ、調査を実施した。調査結果から、(1)地域通貨は日常生活で広い使用範囲と高い頻度を持ち現金収入を補完し、(2)地域通貨活動を通じて無償労働の評価が行われ、(3)地域通貨参加者は経済力を獲得し、(4)地域通貨はエンパワーメントの道具としての役割を果たし、かつ、(5)地域通貨は女性と男性の相互の尊重や有償労働と無償労働の調和を創造していた、という5つの点が見出された。第2に、内閣府経済社会総合研究所の協力の下に、各種データに期首・期末のストックも合わせて記録する勘定方式を用いることによって日本版SAMを完成させ、これを無償労働SAMの枠組みとして無償労働関連データの取り込みを行っている。第3に、無償労働SAMに基づくモデル分析として、無償労働と関係の深い非営利団体(NPI)を対象としたSNAサテライト勘定のあり方を国連の文献を通じて精査するとともに、その構築を図った。そして、同部門が抱える課題やボランティアの現状などを整理するとともに、NPIにおける有償労働と無償労働の代替関係やNPIの生産物と産業の生産物の代替関係を記述したSAMベースのCGEモデルを構築し、一国経済におけるNPIの位置づけを考察した。併せて、地域分析が所得の移出・移入構造に依存している欠陥を補うために、既存の統計を用いた地域産業連関表のSAMへの拡張に取り組んだ。本研究の概要と成果は『研究成果報告書』に記したとおりであるが、次の5点に整理できる。第1は、無償労働の貨幣評価をめぐる論点を洗い出し、今後の課題について整理したことである。研究分担者の作間は、生産境界問題を整理しその理解を広めることの重要性を強調するとともに、政策的観点及び個別主体の意思決定の観点から、無償労働の評価手法の適切な選択を唱えた。第2に、研究協力者の佐藤は、かつて経済企画庁経済研究所(現:内閣府経済社会総合研究所)の研究業務として無償労働の貨幣評価を担当した立場から、無償労働の定義についての一層の精緻化の必要性、家計による「輸送」を同扱うかという問題等々について再検討の余地があることを明示した。
ポッドキャスティングによるmラーニングの展開と学習コンテンツ作成システムの開発

本研究では,ポッドキャスティングを中心とした学習の展開に必要なmラーニングコンテンツ作成システムの開発を行った。コンテンツ作成システムの中心的な存在である音声合成サーバとコンテンツ作成ソフトウェアを開発すると共に,プログサーバの構築を行った。コンテンツ作成システムの構築が完了した時点で,実際に授業コンテンツを作成し,数名の学生を対象にmラーニング(mobile-Learning : m-Learning)を試行した.学生から,試行に関する意見を収集し,システム改良の基礎データとし,システムの改良を行った。mラーニングコンテンツ作成システムの開発を行うことを目的として,mラーニングの利用に関する学生の意識調査を実施した。携帯メディアプレイヤーを用いて,静止画と音声を組み合わせたコンテンツを視聴する際の文字の見やすさや,コンテンツを受講する学生の携帯メディアプレイヤーに対する印象や感想等について,実際にコンテンツを視聴した被験者に対しアンケート調査を行った。その結果,コンテンツに表示する文字や図の大きさの指標が得られた。また,携帯メディアプレイヤーを学習に用いると,学生の興味関心を引きやすいことがわかった。今後,携帯メディアプレイヤーを学習に利用する場合,通常の授業を代替するような利用方法は難しく,予習・復習に有用であるとの示唆が得られた。音声合成ソフトウェアで作成された音声ファイルを用いたコンテンツでは,合成された音声が自然な抑揚であったかどうかの調査を行った。この結果から,半数以上の回答者が自然な発音であったと答えている。さらに聞き取りやすさに関する結果と合わせても,音声合成ソフトウェアで作成された音声ファイルは,携帯メディアプレイヤー上で再生される学習コンテンツの音声として充分利用可能であることが明らかとなった。ユビキタスな環境下で学習環境を実現する一つの手段として,携帯メディアプレイヤーとポッドキャスティングを利用したm-Learningシステムの開発を実施した。本システムは,コンテンツ作成システムの中心的な存在である音声合成サーバとコンテンツ作成ソフトウェア,ブログサーバから構成されている。これまでに,多様な学習形態の提供手段として,インターネットを利用したeラーニングに関する様々な研究や実践がなされてきた。近年では,米国Apple社の携帯メディアプレイヤーである, iPodにあらかじめコンテンツをダウンロードしておき,いつでも・どこでも好きな時間や場所でコンテンツを視聴することが可能となった。コンテンツ作成システムの中心的な存在である音声合成サーバとコンテンツ作成ソフトウェアを開発すると共に,ブログサーバの構築を行った。コンテンツ作成システムの構築が完了した時点で,実際に授業コンテンツを作成し,数名の学生を対象にmラーニングを試行した。学生から,試行に関する意見を収集し,システム改良の基礎データとし,システムの改良を行った。本研究の成果は, mラーニングの普及という観点から,コンテンツ作成ソフトウェアの無料配布ならびに,システムの仕様をWeb上にて公開し,広く普及を図っていく予定である。
攣縮脳動脈における平滑筋細胞のviabilityの検討-細胞死と攣縮の連関の可能性-

親水性核酸結合色素と疎水性核酸結合色素とを用いて、攣縮脳底動脈の平滑筋膜透過性を評価した。犬クモ膜下出血モデルの7日目の攣縮脳動脈において、平滑筋膜透過性の亢進を認めた。すなわち、正常血管では親水性色素によって核は染められないが、攣縮動脈では染色される平滑筋細胞が多く観察された。疎水性の色素によってのみ核が染色される正常細胞と親水性色素の浸透を許す病的細胞の頻度を定量的に観察した。病的細胞出現の頻度は内膜直下の平滑筋層に高く、外側の層には少数しか見られなかった。また経時的変化を観察すると、血管攣縮の程度の進行退縮に並行して、透過性亢進平滑筋細胞の出現頻度は増加減少した。平滑筋細胞の形態を電子顕微鏡と光学顕微鏡で観察したが、従来報告されたような、壊死は見られなかった。もうひとつの細胞死の様式であるアポートシスの関与もTUNEL法を用いて検討したが、核酸のfragmentationは認められなかった。以上より、脳血管攣縮の発生は、平滑筋細胞膜の透過性亢進と密接な病因論的関連を持つことが明確に示された。観察された細胞膜透過性の亢進は、本病態では細胞死と直接結びつく現象ではない事が示唆された。平成5年度には、親水性核酸結合色素と疎水性核酸結合色素とを用いて、攣縮脳底動脈の平滑筋膜透過性を評価した。犬クモ膜下出血モデルの出血後7日目における攣縮の程度を血管撮影によって定量した後に、正常血管(血管撮影のみ施行)と攣縮血管を全く同一の条件において上記二種の蛍光色素による二重染色処理を行って観察した。正常血管においては平滑筋細胞の膜は親水性核酸結合色素の侵入を許さず、核が染色される細胞はごく少ない。疎水性核酸結合色素は正常細胞膜を通過するので、それによる核の染色-青い蛍光-が見られた。ところが攣縮血管においては親水性核酸結合色素の侵入を許して核が橙色の蛍光に染色される平滑筋細胞が多く見られた。疎水性の色素によってのみ核が染色される正常細胞と親水性色素の浸透を許す病的細胞の頻度を定量的に観察したが、この変化は内膜直下の平滑筋層に多く見られ、外側の層には少数しか見られなかった。内膜直下における異常染色細胞の頻度は20-50%であった。以上の結果は攣縮脳底動脈における非特異的な平滑筋膜透過性の亢進を示唆するものであると考えられた。一方、平成5年度に我々は同時にFura-2を用いて平滑筋の細胞内カルシウムイオン濃度測定の実験を進めたが、そちらにおいても攣縮脳底動脈の平滑筋において、カルシウムイオン膜透過性の著明な亢進を認めた。細胞外カルシウムイオン濃度を上昇させていったとき、細胞内カルシウムイオン濃度は上昇するが、この上昇が攣縮血管においては亢進していた。曲線のパターンは、正常動脈をカルシウムイオノフォアによって膜処理を行った後に見られるものと類似のものであった。これらの第一年度の成果より平滑筋の膜のカルシウム透過性亢進および非特異的膜透過性の変化が起こっていることが示された。平成6年度には、親水性色素と疎水性色素とを用いて、攣縮脳底動脈の平滑筋膜透過性の評価をさらに定量的に行なった。正常血管においては平滑筋細胞の膜は親水性色素の侵入を許さず、染色される細胞はごく少ない。疎水性色素は正常細胞膜を通過するので、それによる核の染色-青い蛍光-が見られた。ところが攣縮血管においては親水性色素の侵入を許して橙色の蛍光に染色される平滑筋細胞が多く見られた。

疎水性の色素によってのみ核が染色される正常細胞と親水性色素の浸透を許す病的細胞の頻度を定量的に観察したが、この変化は内膜直下の平滑直下における異常染色細胞の頻度は20-50%であった。以上の結果は攣縮脳底動脈における非特異的な平滑筋膜透過性の亢進を示唆するものであると考えられた。さらに今年度には平滑筋の形態変化を、光顕と透過型電子顕微鏡を用いて観察し、蛍光色素による所見、特に動脈壁内の分布について比較対照、検討した。従来報告されているような、平滑筋細胞のfrank necrosisは見られなかったが、一方で細胞質の縮小、偏縁の不整などが内膜下に認められた。
各種EGFR分子標的薬の共通合併症の発生機序の解明と軽減治療薬の開発

癌に対して、現在4種類(ゲフィチニブ、エルロチニブ、セツキシマブ、パニツムマブ)のEGFRに対する分子標的治療薬が用いられ、その有効性が高く評価されている。一方、皮膚症状、心障害などが高頻度に起こり、治療の妨げとなっている。副作用を抑制できれば他の抗癌剤よりも、はるかに良好な予後(生存期間の延長、社会復帰など)が得られるものと考えられるが、一般には、正常上皮にも豊富に存在するEGFRを分子標的とするため、これらの障害が起こることは当然であり、現在まで、抗腫瘍効果を維持したまま副作用を抑制する治療法はあり得ないと考えられてきた。本研究では、この常識とも言える一般的見解を根底から覆し、皮膚症状や心毒性を抑制し、なおかつ抗腫瘍効果は維持あるいは増強する治療法(治療薬)の開発を目的とし、以下の成果を上げた。1)遺伝子パスウェイ解析ソフトを用いて、EGFR分子標的治療薬の抗腫瘍効果を発現する遺伝子カスケード、合併症を発症する皮膚障害カスケード、心障害カスケードを同定した。2)扁平上皮癌細胞培養系、皮膚上皮細胞培養系、ヒト胎児腎細胞培養系を用いて、同定した抗腫瘍効果カスケード、皮膚障害カスケード、心毒性カスケードを候補遺伝子が担っていることを確認した。3)抗腫瘍効果を減弱せずに各合併症を引き起こさない遺伝子パスウェイの分岐点が存在することを明らかにした。4)その分岐点の下流で、皮膚障害カスケードのみ、心障害カスケードのみを阻害する候補薬剤を同定した。5)候補薬剤に関して、各分子標的治療薬の抗腫瘍効果を減弱しないことを、抗腫瘍効果を担っている遺伝子カスケードの発現状態により検証した。現在、候補薬剤に関して各分子標的治療薬の皮膚障害カスケード、心障害カスケードを抑制することができるかを実験中である。MTS assayにて各種のEGFRに対する分子標的治療薬の抗腫瘍効果を検証し、濃度依存的な細胞生存率の低下を認めた。また、候補カスケードの各遺伝子の発現状態を確認し、抗腫瘍効果を候補カスケードが担っていることが確認できた。また、皮膚上皮細胞の培養系にて各分子標的治療薬を作用させると皮膚障害効果を確認され、その候補カスケードの各遺伝子の発現状態を検証したところ、皮膚障害効果を候補カスケードが担っていることが分かった。これまでの研究成果は、次年度以降の研究計画に大きく寄与できる内容であり、順調に進展していると考える。今後は、候補薬剤が各分子標的治療薬の抗腫瘍効果を減弱せずに、皮膚障害、心障害を抑制できるかどうかに関して、担癌マウスを用いた実験、皮膚上皮細胞を用いた細胞生存率解析、ヒト胎児腎細胞培養を用いたマグネシウムの定量等により詳細に検証していく予定である。

今後は、候補薬剤が各分子標的治療薬の抗腫瘍効果を減弱せずに、皮膚障害、心障害を抑制できるかどうかに関して、担癌マウスを用いた実験、皮膚上皮細胞を用いた細胞生存率解析、ヒト胎児腎細胞培養を用いたマグネシウムの定量等により詳細に検証していく予定である。
マルテンサイト変態初期構造の選択性に着目した形状記憶合金の自己調整組織制御原理

形状記憶合金のマルテンサイト組織において,マルテンサイト変態時により組織が形成される際に変態初期に形成される構造を決定している支配因子を解明することを目的とし,幾何学的解析および第一原理計算を実施した.初期構造は二つのマルテンサイトバリアントのペアにより構成されること,初期構造の体積が極めて小さく,組織形成時におけるエネルギー障壁の弾性歪エネルギー項の影響が小さいことを考慮し,エネルギー障壁の支配的な項である二つのマルテンサイトバリアント間の双晶界面の界面エネルギーをTiNi形状記憶合金のマルテンサイト組織において第一原理計算により解析した.TiNi形状記憶合金のマルテンサイト組織に結晶学的に存在しうる双晶界面の界面エネルギーを比較すると,おおよそ200mJ/m2前後の値を示し,初期構造に必ず含まれる{-111}双晶界面の界面エネルギーは全双晶界面の界面エネルギーの中で最小の値を示した.しかしながら,双晶ごとの界面エネルギーの差は数十mJ/m2と小さく,界面エネルギーだけで初期構造の選択性を説明することはできなかった.そこで,初期構造形成時に組織に発生する弾性歪を幾何学的解析により定性的に見積もると,{-111}双晶の弾性歪が最小であり,{-111}双晶は最小の弾性歪エネルギーと界面エネルギーを有する構造であり,当初の予測とは異なるが,弾性歪エネルギーと界面エネルギーの両方が初期構造形成時の選択性に影響を与えていることが明らかとなった.本研究課題では形状記憶合金のマルテンサイト組織において,マルテンサイト変態時に最初に形成される初期構造の選択性を解明・制御することでその後形成される組織を制御することを目的としている.マルテンサイトプレート間の双晶界面および粒界は有力な組織形成起点となるが,組織形成初期は表面の影響が大きく,形成起点となる双晶界面はいずれも厳密な双晶関係を有しており,弾性ひずみエネルギーの影響が小さいことから,本研究課題では界面エネルギーの大小関係に着目し初期構造の選択性を決定している因子を解明することを試みた.平成29年度では重要なTiNi形状記憶合金において既往の研究で観察された各種双晶界面の界面エネルギーをVASPに基づく第一原理計算により評価し,過去の組織形成過程観察結果と比較することで,界面エネルギーの大きさと初期構造の関係を調査した.各種双晶界面の界面エネルギーを比較すると,当初の予定と異なり界面エネルギーの大きさはいずれも同程度の大きさであり,組織形成に大きな影響を与えるような差はなかった.また,TiNi形状記憶合金のマルテンサイト組織では{11-1} Type I双晶面がのみ起点となり組織が形成されるが,最も界面エネルギーの大きさが小さかった双晶界面は{100} Compound双晶面であり,初期構造の選択性とそこに含まれる双晶界面の界面エネルギーの大小関係は一致しない.これはTiNiでは母相/マルテンサイト相間の整合性が悪く,この界面の有する界面エネルギーが選択性に大きな影響を与えていることに起因していると考えられる.次年度は母相/マルテンサイト相間の整合性がよく,この界面の界面エネルギーの影響が小さい合金系を選定し界面エネルギーと初期組織の選択性の関係を解明する.初期構造を決定している因子を解明するためにTiNi形状記憶合金において,種々の双晶界面の界面エネルギーを評価した.当初の予想とは異なり,双晶界面の種類ごとの界面エネルギーの大きさにあまり大きな差が無く,界面エネルギーの大小関係と組織形成過程の観察結果は一致していない.TiNiは母相/マルテンサイト相間の界面の整合性が悪く,マルテンサイトプレート内に微細な双晶が形成されるため,母相/マルテンサイト相間の界面の整合性が高く単純なマルテンサイト組織を母相/マルテンサイト相の影響も考慮するかその影響が無い材料で研究を遂行する必要がある.そこで,マルテンサイトプレート内に双晶を含まず,母相/マルテンサイト相間のミスフィットの影響が小さいTiNi-Xおよびβチタン合金に合金系を変更し,双晶界面のエネルギーの評価を実施中である.形状記憶合金のマルテンサイト組織において,マルテンサイト変態時により組織が形成される際に変態初期に形成される構造を決定している支配因子を解明することを目的とし,幾何学的解析および第一原理計算を実施した.初期構造は二つのマルテンサイトバリアントのペアにより構成されること,初期構造の体積が極めて小さく,組織形成時におけるエネルギー障壁の弾性歪エネルギー項の影響が小さいことを考慮し,エネルギー障壁の支配的な項である二つのマルテンサイトバリアント間の双晶界面の界面エネルギーをTiNi形状記憶合金のマルテンサイト組織において第一原理計算により解析した.TiNi形状記憶合金のマルテンサイト組織に結晶学的に存在しうる双晶界面の界面エネルギーを比較すると,おおよそ200mJ/m2前後の値を示し,初期構造に必ず含まれる{-111}双晶界面の界面エネルギーは全双晶界面の界面エネルギーの中で最小の値を示した.しかしながら,双晶ごとの界面エネルギーの差は数十mJ/m2と小さく,界面エネルギーだけで初期構造の選択性を説明することはできなかった.そこで,初期構造形成時に組織に発生する弾性歪を幾何学的解析により定性的に見積もると,{-111}双晶の弾性歪が最小であり,{-111}双晶は最小の弾性歪エネルギーと界面エネルギーを有する構造であり,当初の予測とは異なるが,弾性歪エネルギーと界面エネルギーの両方が初期構造形成時の選択性に影響を与えていることが明らかとなった.H30年度は現在までの進捗で挙げた点を終えた後以下の方策で進める.TiNi-Xおよびβチタン合金において元素添加により界面エネルギーの大小関係の変化を評価する.

その計算結果をもとに実際に合金を作製し,界面エネルギーの大小関係の変化が組織形成過程初期の構造の選択性の変化に与える影響を明らかにすることで,初期構造の選択性を元素添加により制御することを試みる.
変形性股関節症の発症・増悪因子・脊椎後弯症との関連から

高齢化社会の到来とともに変形性股関節症は増加の傾向にあり、その病態の解明は重要課題のひとつである。本邦においては従来その原因は小児期の脱臼や亜脱臼によるものがほとんどであったが、最近老齢者においてはレントゲン上原因の不明な関節症が増加している。当科においては、1989年よりその原因として老化に伴う脊椎の変形特に後弯症に伴う骨盤の後傾により、骨頭被覆の減少しその結果関節症へと進行するいう仮説をたて研究を行ってきた。本研究の目的は股関節のレントゲン像を3次元的に解析し、姿勢と骨頭被覆の関係を解析し、姿勢の変化が股関節に与える影響を明らかにすることである。対象60才以上で腰椎後弯を呈するが正常股関節の症例20症例(正常群)を対照とし、腰椎後弯を呈しかつ臼蓋形成不全を認めない変形性股関節症症例8例(関節症群)を対象とした。検討方法これらの2群の立位骨盤側面像から骨盤傾斜角度を測定した。次に立位骨盤正面像から臼蓋形成不全の指標としてCE角を計測し、さらに小西が作成したcompute programACXを用い水平面での臼蓋骨頭被覆度を計算し比較検討した。結果1)骨盤傾斜角正常群では18.5±7.5度、関節症群では22.5±6.3度であった。これらは当科において計測した正常姿勢群の傾斜角より有意に後傾していた。2)CE角正常股関節群では29.5±7.5度、関節症群では28.1±12.3度であり差を認めなかった。3)骨盤被覆度正常股関節群では75.1±6.3%、関節症群では71.3±10.5%であるが前方1/2に限って検討すると正常股関節群では67.3±8.2%、関節症群では60.1±11.5%であり減少していた。考察変形性股関節症の原因として多数の因子が考えられるが、本研究から姿勢の変化による骨頭被覆の減少がその一因となっていることが示唆された。またこれまでの我々の筋電図学的研究から後弯症例においては下肢筋、特に股関節周囲に存在する腸腰筋、四頭筋、大腿ニ頭筋の活動性の増大していることが判明している。従って、腰椎後弯症例においては骨頭被覆の減少による荷重面積の減少に加え、筋活動の増大に伴う関節合力の増加が変形性関節症の原因と考えられる。脊柱後弯症と股関節症の関連についてこれまでの筋電図学的ならびに生体力学的研究から立位姿勢時後弯症例においては、正常例より約3倍の力がかかっており、これが股関節症の発症因子あるいは増悪因子であるという仮説のもとに、摘出骨頭における病変部位や病理組織像の特殊性を検討した。その結果、以下のことが解明された。

人工関節施行時摘出した末期関節症の骨頭8例の病理組織像は滑膜組織においては非特異的炎症像を呈し、骨頭の関節面には高度の軟骨変性が存在し、また荷重部に一致して軟骨下骨に骨壊死像を認めた。つまり関節症変化に加え壊死変化を伴った病態と考えられた。またこれらのX線の検討では長期間に及び増悪する関節裂隙の狭小化の後に、急に悪化し骨頭壊死像を呈する症例が多く、この増悪過程を病理組織所見と関連づけると関節自体の問題だけではなく他の因子の関与が考えられた。その一因子として脊柱後弯の存在を考えるが、その病変部位に関しては摘出骨頭に既に末期関節症の変化が存在するため、この病態に特有な病変部位の同定はできなかった。また後弯症の出現時期と関節症の急性増悪期との関連は今回の検討では不明であり、今後長期に渡るprospective studyが必要であろう。さらに、股関節におけるunit loadは25kg/cm2といわれているが、骨盤の後傾により荷重部の面積は減少しており、その結果unit loadは著しく増加していると考えられ、今後、三次元的解析を行い詳細な検討を行う予定である。高齢化社会の到来とともに変形性股関節症は増加の傾向にあり、その病態の解明は重要課題のひとつである。本邦においては従来その原因は小児期の脱臼や亜脱臼によるものがほとんどであったが、最近老齢者においてはレントゲン上原因の不明な関節症が増加している。当科においては、1989年よりその原因として老化に伴う脊椎の変形特に後弯症に伴う骨盤の後傾により、骨頭被覆の減少しその結果関節症へと進行するという仮説をたて研究を行ってきた。本研究の目的は股関節のレントゲン像を3次元的に解析し、姿勢と骨頭被覆の関係を解析し、姿勢の変化が股関節に与える影響を明らかにすることである。対象60才以上で腰椎後弯を呈するが正常股関節の症例20症例(正常群)を対照とし、腰椎後弯を呈しかつ臼蓋形成不全を認めない変形性股関節症症例8例(関節症群)を対象とした。検討方法これらの2群の立位骨盤側面像から骨盤傾斜角度を測定した。次に立位骨盤正面像から臼蓋形成不全の指標としてCE角を計測し、さらに小西が作成したcomputer program ACXを用い水平面での臼蓋骨頭被覆度を計算し比較検討した。結果1)骨盤傾斜角正常群では18.5【plus-minus】7.5度、関節症群では22.5【plus-minus】6.3度であった。これらは当科において計測した正常姿勢群の傾斜角より有意に後傾し考察変形性股関節症の原因として多数の因子が考えられるが、本研究から姿勢の変化による骨頭被覆の減少がその一因となっていることが示唆された。またこれまでの我々の筋電図学的研究から後弯症例においては下肢筋、特に股関節周囲に存在する腸腰筋、四頭筋、大腿二頭筋の活動性の増大していることが判明している。従って、腰椎後弯症例においては骨頭被覆の減少による荷重面積の減少に加え、筋活動の増大に伴う関節合力の増加が変形性関節症の原因と考えられる。