hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
男性仮性半陰陽の病因・病態に関する-特に尿道下裂症例を中心として-

複雑多岐にわたる弾性仮性半陰陽の病態を明らかにするため,次の二課題の検討を行った.1)Y染色体構造異常を伴った性分化異常症例の臨床的検討を行い, Y染色体の構造と機能の関係を推論した.2)尿道下裂の病因検索の手段として簡便で迅速な培養皮膚線維芽細胞を用いたwhole cell binding assayの確立と尿道下裂症例での検討を行った.得られた結果は以下の如くである.a)7症例の臨床的検討からY染色体の構造異常はそれ自体単独で存在するよりも, 45, Xの細胞系列を伴っていることが多い.その結果XO細胞裂との分量比にとってその表現系は女性型から弾性型まで大きなスペクトラムをとると思われた.b)Y染色体長腕部分のHeterochromatic regionの欠損であるYq-も異質性に富んでおり,長腕近位部にもその欠損症が及んでいることが推定され染色体分析の限界が示された.d)包皮由来培養皮膚線維細胞を用いたwhole cell Androgen receptor assayにて高親和性,低容量の一種類のrecptorが存在することが確かめられた.また,本測定系は簡便で迅速であることも示された.e)本測定系を用い検討した尿道下裂、停留睾丸児のKd、Roは5例の尿道下D裂例でそれぞれ1.3-8.1×10^<-10>M、2311-11618sites/celDlであった。1例の停留睾丸児ではKd3.5×10<-10>M、R_O5174sites/cellであった。g)皮膚線維細胞の培養において年長児,成人由来の皮膚細胞培養は困難でさらに工夫が必要であった.複雑多岐にわたる弾性仮性半陰陽の病態を明らかにするため,次の二課題の検討を行った.1)Y染色体構造異常を伴った性分化異常症例の臨床的検討を行い, Y染色体の構造と機能の関係を推論した.2)尿道下裂の病因検索の手段として簡便で迅速な培養皮膚線維芽細胞を用いたwhole cell binding assayの確立と尿道下裂症例での検討を行った.得られた結果は以下の如くである.a)7症例の臨床的検討からY染色体の構造異常はそれ自体単独で存在するよりも, 45, Xの細胞系列を伴っていることが多い.その結果XO細胞裂との分量比にとってその表現系は女性型から弾性型まで大きなスペクトラムをとると思われた.b)Y染色体長腕部分のHeterochromatic regionの欠損であるYq-も異質性に富んでおり,長腕近位部にもその欠損症が及んでいることが推定され染色体分析の限界が示された.d)包皮由来培養皮膚線維細胞を用いたwhole cell Androgen receptor assayにて高親和性,低容量の一種類のrecptorが存在することが確かめられた.また,本測定系は簡便で迅速であることも示された.e)本測定系を用い検討した尿道下裂、停留睾丸児のKd、Roは5例の尿道下D裂例でそれぞれ1.3-8.1×10^<-10>M、2311-11618sites/celDlであった。g)皮膚線維細胞の培養において年長児,成人由来の皮膚細胞培養は困難でさらに工夫が必要であった.男性仮性半陰陽(MPH)の病因病態は複雑多岐にわたっているが、最も頻度の高い尿道下裂症例を中心としたMPHの病因病態を明らかにするために以下の検討を行った。2)低身長を主訴とした11才戸籍上女児において内分泌学的検討を行った。染色体は46,XYで外性器は女性型であるが両側陰唇部に睾丸様組織が触知された。組織学的にも成熟したLeydig細胞が存在していた。LH-RH試験では、LH/FSHの反応性は前思春期のものであり、hCG試験では、testosteroneの反応は欠如していた。摘出した睾丸組織をCollagenase処理しfreeのLeydig細胞を用いてin vitroでtestosterone産生能を検討したが、産生は認められなかった。この症例はGonadotropin不応性に基づく病態と考えられ、今後免疫組織学的手法によるGonadotropin receptorの検索を行う予定である。3)前思春期の尿道下裂症例にはtestosterone分泌能の低下している例があることを既に報告しているが思春期年齢に達した症例でも同様なことが認められるか否か明らかではない。少数例の検討では明らかなtestosterone分泌能の低下は認められていない。今後例数を増し尿道下裂の程度との関係、Spermatogenesisの程度との関係などを検討してゆく予定である。4)MPH症例からの外陰部皮膚組織を用いて皮膚線維芽細胞継代培養系の確立を行った。現在まで5症例の継代培養系を保有しているがAndrogen receptorの測定にまでは至っていない。Androgen receptor測定系の検討は大量に組織が得られる馬の海綿体を用いて基礎的検討を行っている。今後同様な測定系を用いて皮膚線維芽細胞系でのAndrogen receptorの生後発達及びMPH症例での検討を進めてゆく予定である。
膵癌組織における免疫担当細胞と、腫瘍免疫機構におけるSTAT3の役割

Signal transducers and Activator of transcription(STAT3)は細胞質に局在するたんぱく質の一種であり多くの癌で観察されてきた。またその恒常活性化は、様々な免疫担当細胞の活性化に関与していることが明らかにされており、STAT3活性化は腫瘍細胞および免疫担当細胞においても癌促進性に作用する可能性が高い。しかし、膵癌においてSTAT3活性化の癌進展における役割は明らかではない。以上より、今回我々は免疫担当細胞でのSTAT3活性制御による膵腫瘍に対する変化を解析する。
口腔外科疾患に於ける睡眠時無呼吸症候群の発生状況とその診断・治療に関する研究

口腔外科に関連する睡眠呼吸障害の発生状況を検討するために,通常の睡眠ポリグラフィーができない小児や術後患者でも容易に睡眠呼吸検査を行える生理学的な診断法として睡眠オキシメトリー法を開発した.この検査の測定項目で90%時間比(睡眠中のSpO2が90%未満の比率)は終夜睡眠ポリグラフによって得られる無呼吸低換気指数と強い相関があり,無呼吸低換気指数が10および20という診断基準は90%時間比では2%および7%に相当することがわかった.また,肥満,慢性的ないびき,扁桃肥大のない呼吸機能,鼻腔通気度ともに正常な10例から正常値を導いたところ90%時間比は0.004±0.008%であった.一方,咽頭気道形態分析による病因診断法を確立するため造影側方セファログラムによる咽頭気道形態の分析法を開発し,睡眠時無呼吸症候群の重症度と相関の高いパラメーターを独立変数として無呼吸低換気指数(AHI)を従属変数として多変量解析を行ったろころ,軟口蓋過剰量,平均咽頭気道径と上顎舌骨距離が睡眠呼吸障害に最も影響を及ぼす因子であり,ステップワイズ法にて(無呼吸低換気指数)=1.48×(軟口蓋過剰量)-2.63×(平均咽頭気道径)+32.6または(無呼吸低換気指数)=1.62×(軟口蓋過剰量)+0.98×(上顎舌骨距離)-74.9という二つの予測式を得た.そして,三次元グラフを描いて二枚のAirway Analyzing Chart(AAC)を作製し病因診断を簡便にした.そこで,この診断法を用いて口腔疾患に発生する睡眠時無呼吸症候群を調査したところ,口腔外科疾患では下顎後退症,クルゾン症候群,ピエールロバン症候群に,手術等では下顎後退術,口蓋形成術,顎間固定術に高頻度で閉塞型の睡眠呼吸障害が見つかり,口腔外科臨床に於いて非常にpopularな疾患であることがわかった.口腔外科に関連する睡眠呼吸障害の発生状況を検討するために,通常の睡眠ポリグラフィーができない小児や術後患者でも容易に睡眠呼吸検査を行える生理学的な診断法として睡眠オキシメトリー法を開発した.この検査の測定項目で90%時間比(睡眠中のSpO2が90%未満の比率)は終夜睡眠ポリグラフによって得られる無呼吸低換気指数と強い相関があり,無呼吸低換気指数が10および20という診断基準は90%時間比では2%および7%に相当することがわかった.また,肥満,慢性的ないびき,扁桃肥大のない呼吸機能,鼻腔通気度ともに正常な10例から正常値を導いたところ90%時間比は0.004±0.008%であった.一方,咽頭気道形態分析による病因診断法を確立するため造影側方セファログラムによる咽頭気道形態の分析法を開発し,睡眠時無呼吸症候群の重症度と相関の高いパラメーターを独立変数として無呼吸低換気指数(AHI)を従属変数として多変量解析を行ったろころ,軟口蓋過剰量,平均咽頭気道径と上顎舌骨距離が睡眠呼吸障害に最も影響を及ぼす因子であり,ステップワイズ法にて(無呼吸低換気指数)=1.48×(軟口蓋過剰量)-2.63×(平均咽頭気道径)+32.6または(無呼吸低換気指数)=1.62×(軟口蓋過剰量)+0.98×(上顎舌骨距離)-74.9という二つの予測式を得た.そして,三次元グラフを描いて二枚のAirway Analyzing Chart(AAC)を作製し病因診断を簡便にした.そこで,この診断法を用いて口腔疾患に発生する睡眠時無呼吸症候群を調査したところ,口腔外科疾患では下顎後退症,クルゾン症候群,ピエールロバン症候群に,手術等では下顎後退術,口蓋形成術,顎間固定術に高頻度で閉塞型の睡眠呼吸障害が見つかり,口腔外科臨床に於いて非常にpopularな疾患であることがわかった.セファログラムによる咽頭軟組織の分析(基礎研究)セファログラムによる咽頭軟組織の分析のために以下のような測定項目を設定した。まず、咽頭気道に関する測定項目では(1)Reilyらが提唱している気道径、(2)上咽頭気道径、(3)中咽頭気道径、(4)下咽頭気道径、(5)咽頭気道最小値、(6)平均咽頭気道径、また、軟口蓋に関する項目では(1)軟口蓋長、(2)軟口蓋過剰量、そして、舌に関する項目では(1)下顎下縁平面と舌骨との距離、((2)下咽頭気道径、)とし、各項目の再現性を向上させるために、OPT線とSN線のなす角度を一致するような撮影条件、呼吸運動の影響をさけるために安静呼気位で撮影、そして、嚥下予防策として自発嚥下後5秒以内に撮影する事にした。口腔外科疾患に於ける睡眠時呼吸障害の発生状況(臨床研究)呼吸障害は無呼吸ばかりではなく、低換気や低酸素血症も含めた睡眠時呼吸障害について検討した。顎変形症は20例の内、術後に顎間固定をした症例では18例中15例(83.3%)に、顎間固定をしない症例でも4例中3例(75%)に睡眠中の呼吸障害を認めた。顎関節に病変のおよぶ慢性リウマチ患者では、21例中9例に睡眠時呼吸障害を認め、セファログラム分析にて平均咽頭気道径と軟口蓋過剰量に有意性を認めた。

その他、下顎舌口底におよぶ腫瘍手術、クルゾン病、フレグモーネ、下顎骨骨折患者でも高率に呼吸障害がみられた。また、裂奇形ではピエールロバン患者では呼吸障害期を脱したと思われた1歳以降にも睡眠中の呼吸障害は残ること、また口蓋形成術ではpush-back手術はFurlow法やWidmeiyer法に比べて非常に重症な呼吸障害を生じることがわかった。昨年度より口腔外科疾患や手術に関連する睡眠呼吸障害の発生状況を検討するために,通常の睡眠ポリグラフィーができない小児や術後患者でも容易に睡眠呼吸検査を行える睡眠オキシメトリー法を開発し,第22回日歯麻総会のフォーラムで報告した.この検査の測定項目で90%時間比(睡眠中のSpO2が90%未満の比率)はアプノモニターやスリ-プトレースの無呼吸(低換気)指数と強い相関があった.そこで,肥満,慢性的ないびき,扁桃肥大のない呼吸機能,鼻腔通気度ともに正常な10例より同検査法の正常値を導いた((例)90%時間比は0.004±0.008%).本年度はこの検査法を用いて口腔外科関連の睡眠呼吸障害の発生を調査したところ,口腔外科疾患では下顎後退症,クルゾン症候群,ピエールロバン症候群に,手術等では下顎後退術,口蓋形成術,顎間固定術に高頻度で閉塞型の睡眠呼吸障害が見つかり,詳細を第39回日口外総会で報告した.一方,このような疾患等の気道閉塞のメカニズムを探るために咽頭気道の形態分析を行った.形態分析には基礎研究にて撮影法を確立した咽頭造影側方セファログラムを用いた.因に同法で撮影した安静呼気位での正常値は平均咽頭気道径は15.5±2.9mm,軟口蓋長(過剰量)は34.8±3.7(7.7±3.7)mm,上顎骨舌骨間距離は63.8±6.4mmである.そして,睡眠呼吸障害の治療対象となった25例で睡眠呼吸障害の重症度と咽頭気道形態の8項目の多変量解析を行い,軟口蓋の過剰,気道狭窄,舌下垂が気道障害の主因と解明した.さらに(無呼吸低換気指数)=1.48×(軟口蓋過剰量)-2.63×(平均咽頭気道径)+32.6という予測式を得てスクリーニングや手術適応の決定に応用し,この予測に従って顎関節破壊に起因する睡眠呼吸障害に対して人工顎関節を開発して欧米には類を見ない新しい手術法を第14回睡眠障害研究会に報告した.
創薬素材としての細胞骨格系機能性分子の探索

本研究では、海洋生物、植物、微生物などの広範な天然資源を素材として、細胞骨格系において重要な役割を果たしているアクチンおよびチューブリン等を分子標的にしたスクリーニングを行うことにより、これらの蛋白質の重合・脱重合を阻害する新しい天然分子を見い出すとともに、これらの天然分子の構造活性相関を検討し、特異な重合阻害剤や脱重合阻害剤(重合促進剤)を開発する目的で研究を行った。以下に本年度の研究成果の概要を報告する。アクチンファイバーの安定化促進作用を有する渦鞭毛藻由来マクロリド化合物アンフィジノリドHの関連化合物として、渦鞭毛藻より、アンフィジノラクトンB、アンフィジノリドB6,B7およびイリオモテオリド1aを単離、構造決定した。イリオモテオリド1aについては、human Blymphocyte DG-75 cellsに対する作用を調べた結果、アンフィジノリドHと同程度の細胞毒性を示すこと見い出した。また、強力なチューブリン脱重合阻害作用と抗癌作用を示すイチイ科植物由来め化合物・タキソールの関連化合物として、日本産イチイよりタキセゾピジンOおよびPを単離、構造決定した。今回単離、構造解析した化合物については、分子標的に対する詳細な活性評価、および各種ヒト腫瘍パネルに対するin vitro、in vivoでの活性を評価し、開発した阻害剤あるいは促準剤の新しい癌治療薬等としての可能性を検討する予定である。本研究では、広範な天然資源を素材として、アクチンやチューブリンといった細胞骨格系蛋白の重合・脱重合を阻害する天然分子を探索し、新しい癌治療薬等のリード化合物を見い出す目的で研究を行った。また、これまでに研究代表者らが見い出した細胞毒性物質の分子標的を明らかにする研究も合わせて行った。その結果、アクチンファイバーの安定化促進作用を有する渦鞭毛藻由来マクロリド化合物・アンフィジノリドHの関連化合物として、アンフィジニンBおよびアンフィジノラクトンAを単離、構造決定した。また、ホヤより得られた強力な殺細胞活性を示すマクロリド化合物・イエジマリド類は、V-ATPaseに対し顕著な阻害活性を示し、その阻害作用の強さはパフィロマイシンにほぼ匹敵することが明らかとなった。イエジマリド類には破骨細胞にアポトーシスを誘起させる作用が認められており、骨粗鬆症に対しても有用なリード化合物として期待される。また、放線菌より単離したテルペノイド化合物・ブラシリカルジンAは、マウス混合リンパ球反応(MLR)において顕著な免疫抑制活性をし、その活性の強さは免疫抑制剤・シクロスポリンやFK506にほぼ匹敵することが明らかになった。ブラシリカルジンAの作用機序はシクロスポリンやFK506とは全く異なり、アミノ酸輸送体System Lの細胞増殖に必要なアミノ酸の取り込みを阻害することにより、初期免疫反応に必要なT細胞の急速な増殖を阻害することが明らかになった。
頭頸部扁平上皮癌における標的分子とバイオマーカー確立を目指した遺伝子解析

頭頸部扁平上皮癌における標的分子とバイオマーカー確立を目指し、これまでのTP53とEGFRの解析系を発展させ、発癌や癌の悪性化に関連する遺伝子変異、融合遺伝子、ウイルス関連因子を検出してそれぞれ予後解析を行った。手術標本を凍結保存を集積は200例を超えた。新たに集積された頭頸部癌の凍結生標本70症例からQIAamp DNA Mini Kit(QIAGEN)によりゲノムDNAを精製し、電気泳動によって良質なDNAが得られたことを確認した。genome DNAとあわせて、RNA,タンパクを抽出し、解析のもととなるライブラリーを作成した。予想よりPIK3CA遺伝子の活性型変異の頻度は低く、PI3K経路の活性化にはPIK3CA遺伝子増幅の寄与が無視できないと考えられる。他に、遺伝子解析とあわせて咽頭癌リンパ節転移で病理組織学的検討を行った。リンパ管浸潤判定目的にPodoplanin染色を行い、病理組織学的指標としての新規バイオマーカーとしての確立を目指した。また、腺様嚢胞癌の腫瘍培養細胞に神経栄養因子であるNGF及び受容体の免疫染色を行った。15例のうち、およそ65%程度の陽性率を認め、神経周囲浸潤が強いと強く染色される傾向であり、悪制度との関連について検討を進めた。これまでのTP53とEGFRの解析系を発展させ、発癌や癌の悪性化に関連する遺伝子変異、融合遺伝子、ウイルス関連因子を検出してそれぞれ予後解析を行うことを目指している。今年度は手術標本を凍結保存し、QIAamp DNA mini kitを使用してgenome DNAを抽出した。また、過去の手術標本でホルマリン固定・パラフィン包埋されているものはQIAamp DNA FFPE Tissue Kitを使用してgenome DNAを抽出した。今後さらにサンプルのストックを増やし癌遺伝子の変異解析や、ウイルス由来DNAの検出を実施していく予定である。咽頭癌とリンパ節転移を検討する上で、リンパ管浸潤を明確に判定する目的にPodoplanin染色を行った。扁平上皮癌そのものも淡く染色される部分が散見され新規バイオマーカーとしての確立を目指している。腫瘍培養細胞に神経栄養因子であるNGF及び受容体の免疫染色を行った。現在15例程度で染色を行っているが、およそ65%程度の陽性率を認めている。特に神経周囲浸潤が強い腫瘍細胞では強く染色されている傾向にあり、今後症例を増やしさらに検討を進める予定である。また培養細胞にブロッカーを投与し、腫瘍細胞の増殖の変化を観察している。ただし培養細胞の増殖能が悪く、繊維芽細胞が優位に増殖してしまい、まだ癌細胞の増殖変化は十分には観察できていない。今後実験系を工夫し検討を続けて行こうと考えている。手術の検体の集積は順調に増加している。培養細胞での実験系を新規に開始することができた。また、新規バイオマーカーの実験系を構築できたため。ただし、有意な指標となるかは、今後の経過と結果を受けての解析を待つ必要がある。実験全体像の進捗は順調であるが、当初のターゲットとする遺伝子とは異なる対象を視野にいれ発展させている。頭頸部癌においては部位別、生活習慣により、生物学的基礎(病因)が異なることが考えられる。そのためのバイアスを如何に排除した実験系、解析系を構築していくのかが、有意な科学的結果を得るには肝要と考えられる。H24年度の実験内容を発展させていくと同時に、さらなる検体の集積を進める。データ管理、研究アイデアの蓄積をまとめて、当院当科の他研究との相互的発展をめざしていく。
ヘモグロビンにおけるヘム鉄の蛋白質による機能制御

ヘモグロビンの協同性は酸素結合型(R)から脱酸素型(T)への2つの蛋白質の構造転移により、その活性中心のヘム鉄の酸素親和性が変わることによると考えられている。本研究ではどのような蛋白質の構造変化がヘム鉄に直接影響を与えるのかについて、特に蛋白質の変化を近紫外円二色性(CD)および紫外共鳴ラマン散乱(UVRR)により追求した。蛋白質のどの部分がその構造転移の鍵をにぎっているかを明らかにするために、以下の3点について主としてヘモグロビンの変異体を用いて研究を行った。(1)紫外共鳴ラマン散乱によるヘモグロビンの四次構造変化に関与するチロシン残基の同定:今回はα1β2サブユニット界面に存在するTyr残基、α140、β35およびβ145Tyrの寄与をそれらの変異体を用いて調べたところ、α140Tyrは波数シフトと強度変化の両方に、β145Tyrは強度変化に関与したが、β35Tyrには変化がなかった。この成果はBiochemistryに発表した。(2)近紫外CDにおけるT-stateマーカーバンドの由来:DeoxyHbにのみ見られる287nmの負のCDバンドはT-stateマーカーとして知られている。このCDバンドがどのアミノ酸残基に由来するのかについて追求した。ここではHb Hirose(β37Trp->Ser)とHb Rouen(α140Tyr->His)の2つの変異体を用いて調べた結果、α140Tyrは30%、β37Trpの寄与は26%であった。この成果はポーランドで開かれた第7回CDに関する国際学会(平成11年8月25-29日)にて発表し、Chirarityに投稿して平成12年1月27日付で受理され、現在印刷中である。
臨床診断の思考過程を組み込んだ効果的な身体診察学習方式の開発に関する国際共同研究

医学生が身体診察能力を効果的に習得できる画期的な学習方式の開発を目的として、身体診察に関する従来の学習方式の転換を提案した。異常所見や鑑別診断と身体診察手技を組み合わせた学習教材・試験問題の雛形を開発し、身体診察の「型」と「思考過程」を同時に学ぶ学習カリキュラムを開発した。国際的な利用に耐える学習方式とするために、これらの活動は米国イリノイ大学と連携しながら国際共同研究として行った。医学生が身体診察能力を効果的に習得できる画期的な学習方式の開発を目的として(1)身体診察に関する従来の学習方式の転換の提案(2)異常所見や鑑別診断と身体診察手技を組み合わせた学習教材・試験問題の雛形の開発(3)診察の「型」と「思考過程」を同時に学ぶ学習カリキュラムの提案と試用(4)国際的な利用に耐える研究成果の開発を計画した。1.学習教材・実技試験問題の開発1)身体診察の具体的内容の抽出と整理関連する資料(論文、カリキュラム書、報告書、提言、勧告など)を収集し検討した。2)関連教材の検索と整理身体診察に関連する各種教材(教科書、DVD、模型など)を収集し、検討した。3)学習教材と実技試験問題の作成上記1)および2)を参考に、学生実習用教育プログラムと実技試験問題を作成した。2.学習教材・実技試験問題の検討1)共同研究者間での検討学生実習用教育プログラムと試験問題について、研究協力者と共に妥当性を検討した。2)模擬患者や模型やシミュレーターについての検討模擬患者や模型・シミュレーターの種類、機能、妥当性などを検討した。イリノイ大学の状況も視察し、現地の研究協力者と打ち合わせを行い、新たな模型の開発を進めた。3.学習教材・実技試験問題の試用1)評価者の養成実技試験に必要な評価マニュアルを作成し、各領域の臨床医を評価者として養成した。2)実技試験の実施実技試験を実施し評価結果を解析した。同時に実技試験に関するアンケート調査を行った。4.ワークショップの計画学生実習用教育プログラムの改善と普及を目的としたワークショップを計画した。1.学習教材・実技試験問題の開発(1)身体診察の具体的内容の抽出と整理関連する資料(論文、カリキュラム書、報告書、提言、勧告など)をひきつづき収集し検討した。(2)関連教材の検索と整理身体診察に関連する各種教材(教科書、DVD、模型など)をひきつづき収集し検討した。(3)学習教材と実技試験問題の作成昨年度に作成した学生実習用教育プログラムと実技試験問題を改訂すると共に、新規作成も進めた。2.学習教材・実技試験問題の検討(1)共同研究者間での検討学生実習用教育プログラムと試験問題について、研究協力者と共に妥当性に関する検討を継続した。(2)模擬患者や模型やシミュレーターについての検討模擬患者や模型・シミュレーターの種類、機能、妥当性などに関する検討を継続した。イリノイ大学の研究者と研究打ち合わせを行い、新たな模型の開発を継続した。3.学習教材・実技試験問題の試用(1)評価者と模擬患者の養成実技試験に必要な評価マニュアルの改訂と新規作成を行い、評価者と模擬患者を養成した。(2)実技試験の実施実技試験を実施し結果を解析した。実技試験や受験者の学習行動などに関するアンケート調査を行った。4.ワークショップの計画学生実習用教育プログラムを使用し、その改善と普及を目的としたワークショップを実施した。5.研究成果の発表これらの研究活動について日本医学教育学会の年次大会で発表し、他の研究者と議論した。1イリノイ大学と共同で開発した教材の公開(論文化)研究協力者であるイリノイ大学シカゴ校医学教育学部門のジョージ・ボダージ氏、レイチェル・ヨドコフスキー氏らと共同で開発した、異常所見や鑑別診断と身体診察手技を組み合わせた自己学習教材・試験問題の雛形(英語版)を更に検討し、その公開を目的として論文を作成・投稿し、受理された。2学生実習用教育プログラムの追加と改善昨年度に開発した学生実習用教育プログラムを更に改良し、実際に医学生や研修医を対象としたワークショップならびに医学生向けの授業で使用し、教材の内容や、その使用方法の改善を検討した。3学生実習用教育プログラム普及のためのビデオ作成2で開発した学生実習用教育プログラムの内容を、指導医の研修会や医学教育関係の学会などで紹介するため、実際の指導の様子などをビデオに撮影し編集し、配布用DVDを作成した。紙媒体だけでなくビデオ映像を用いることにより、この教育プログラムの特徴を、より具体的かつ正確に説明することが可能になった。国際学会などでの発表に使えるよう、説明を英語に翻訳することも検討し、次年度に実施するための準備を進めた。4国際学会での発表本研究のこれまでの成果の一部を、ヨーロッパ医学教育学会で発表し、海外の研究者と議論すると共に、関連する領域の資料を収集した。5教育効果の検討2の学生実習用教育プログラムの効果を実験的な実習で測定する方法を検討した。6身体診察教育用模型の検討
大量絶滅時期の大気CO2削減機構としての大陸風化の評価

申請者は,国内外の層状チャートの詳細な地質調査に基づき,シリカや炭素に着目した日射量変動に伴う物質循環ダイナミクスの解明に取り組んでいる.本年度は,本邦美濃帯」く山地域の三畳系ージュラ系層状チャート,北米Newark超層群,イタリア,アルプス地域のジュラ系層状チャートの地質調査を行った。美濃帯犬山地域の三畳系ージュラ系層状チャートの完全連続サイクル層序を, Earth and Planetary Science Letter誌に報告した(Ikeda and Tada, EPSL in press).さらに,三畳紀/ジュラ紀境界の層状チャートのX線吸収微細構造(XAFS)分析を行い,同時期の巨大火戒活動や海洋酸性化事変について検討した(Global Planetary Changeに投稿予定).また,ジュラ紀前期の海洋無酸素事変(Toarcain OAE)時の連続セクションを犬山地域で新たに発見し,ミランコビッチサイクル層序および有機炭素同位体比周序を構築した.その結果, 0AEと火成活動,日射量変動との関連性を解明した(Palaeo-3に投稿中). Newark超層群では,三畳紀/ジュラ紀境界前後200万年分の元素分析を行った.イタリア,アルプス地域の地質調査は,スイス,ローザンヌ大学のPeterBaumgartller教授らと共同で行った.その結果,生物生崖や海水準変動に伴う酸化還元状態の変化からミランコビッチサイクルの周期性を初めて検出した(Paleo-3に投稿准備中).こうした積極的な研究活劇」の結果, 2013年[本堆積学会では,論文賞,及び最優秀口頭講演賞を受賞し, 2014年アジアーオセアニア地球科学学会AOGSにて招待講演を依頼されるなど,国内外にその成果が高く評価されつつある.(抄録なし)本研究は地球表層システムの進化と変動を解明するため,顕生代を通じて度々繰り返された大絶滅事変およびその回復過程における表層環境と生態系のシステムダイナミクスを解明することを目的としている.特に,大気CO_2濃度と大陸風化速度の変動要因を解明すべく,国内外の層状チャートや湖成層の詳細な地質調査に基づき,全球シリカ循環ダイナミクスの解明に取り組んでいる.これまで美濃帯犬山地域の三畳・ジュラ系遠洋性層状チャートの堆積リズムがミランコビッチサイクル起源であることを明らかにし,日射量変動に伴う夏モンスーン強度変動が大陸風化速度を変動させ,海洋への溶存シリカ流出量が変動したことで,生物源シリカの堆積速度が変動した可能性を指摘した(Ikeda et al., 2010 ; Ikeda and Tada, in press).これが事実であれば、層状チャートから全球大陸風化速度を見積もることができる可能性がある.そこで、層状チャートとして堆積する生物源シリカの面的変化を推定すると共に,同時代の陸成層の化学組成から大陸風化速度の推定を試みる.平成24年度は,新たに北海道神居古潭地域の三畳ー白亜系層状チャート,四国秩父帯の三畳ー中部ジュラ系層状チャート,および四万十体帯の白亜系層状チャートでサイクル層序の構築を試みた.特に,北海道神居古潭地域の層状チャートでは,検出したミランコビッチサイクルを用いて美濃帯犬山地域と層序対比を行い,三畳紀/ジュラ紀境界の年代精度の向上に貢献した.また,コロンビア大学のPaul Olsen教授らとの共同研究で,北米Newark湖成層の三畳紀/ジュラ紀境界前後の完全連続切断を行い,100-1000年オーダーの湿潤化イベントを新たに発見した.現在,同試料の化学分析の準備を進めており,三畳紀/ジュラ紀境界の陸域環境動態の解明に貢献できると期待される.こうした積極的な研究活動の結果,2012年アメリカ地球物理学会AGUにて招待講演を依頼され,また2013年日本堆積学会では論文賞と最優秀講演賞を受賞するなど,国内外にその成果が高く評価されつつある.申請者は,国内外の層状チャートの詳細な地質調査に基づき,シリカや炭素に着目した日射量変動に伴う物質循環ダイナミクスの解明に取り組んでいる.本年度は,本邦美濃帯」く山地域の三畳系ージュラ系層状チャート,北米Newark超層群,イタリア,アルプス地域のジュラ系層状チャートの地質調査を行った。美濃帯犬山地域の三畳系ージュラ系層状チャートの完全連続サイクル層序を, Earth and Planetary Science Letter誌に報告した(Ikeda and Tada, EPSL in press).さらに,三畳紀/ジュラ紀境界の層状チャートのX線吸収微細構造(XAFS)分析を行い,同時期の巨大火戒活動や海洋酸性化事変について検討した(Global Planetary Changeに投稿予定).また,ジュラ紀前期の海洋無酸素事変(Toarcain OAE)時の連続セクションを犬山地域で新たに発見し,ミランコビッチサイクル層序および有機炭素同位体比周序を構築した.その結果, 0AEと火成活動,日射量変動との関連性を解明した(Palaeo-3に投稿中). Newark超層群では,三畳紀/ジュラ紀境界前後200万年分の元素分析を行った.イタリア,アルプス地域の地質調査は,スイス,ローザンヌ大学のPeterBaumgartller教授らと共同で行った.その結果,生物生崖や海水準変動に伴う酸化還元状態の変化からミランコビッチサイクルの周期性を初めて検出した(Paleo-3に投稿准備中).

こうした積極的な研究活劇」の結果, 2013年[本堆積学会では,論文賞,及び最優秀口頭講演賞を受賞し, 2014年アジアーオセアニア地球科学学会AOGSにて招待講演を依頼されるなど,国内外にその成果が高く評価されつつある.平成24年度は,新たに北海道神居古潭地域の三畳-白亜系層状チャート,四国秩父帯の三畳-中部ジュラ系層状チャート,および四万十体帯の白亜系層状チャートでサイクル層序の構築を試みた.特に,北海道神居古潭地域の層状チャートでは,検出したミランコビッチサイクルを用いて美濃帯犬山地域と層序対比を行い,三畳紀/ジュラ紀境界の年代精度の向上に貢献することが出来た.また,北米Newark湖成層の三畳紀/ジュラ紀境界前後の完全連続切断を行うことが出来,100-1000年オーダーの湿潤化イベントを新たに発見した.以上の点は当初の計画以上に進展しており,三畳紀/ジュラ紀境界の陸域一遠洋域の環境動態の解明に貢献できると期待される.三畳紀/ジュラ紀境界の陸域環境動態を解明するため,完全連続採集したNewark超層群堆積岩試料の化学分析(XRF,XRD,ICP-MASS)を行う.また,昨年度に引き続き,層状チャートとして堆積する生物源シリカの面的変化を推定するため,各地の層状チャートの詳細な記載に基づくサイクル層序の構築を行う.さらに,層状チャートを高精度層序対比するため,化石層序,炭素同位体比層序,古地磁気層序を行う.(抄録なし)
腫瘍細胞におけるＦＧＦ受容体とインテグリンの新しいクロストークの理解

我々はこれまでに線維芽細胞増殖因子(FGF1)がその受容体(FGFR)と接着分子インテグリンαvβ3と結合し三量体を形成することを報告している。本研究ではこの3量体形成が血管内皮細胞の増殖や細胞遊走に重要であることを明らかにした。腫瘍が増殖するときに血管新生を伴うが、インテグリンに結合できないFGF1の変異体(FGF1-R50E)は腫瘍の増殖を抑制した。また過剰に加えたFGF1-R50Eは野生型のFGF1が誘導する血管新生に対してドミナントネガティブに作用した。これよりインテグリンαvβ3とFG1Fの結合が腫瘍の血管新生に重要であることが示唆された。これまでFGF1とインテグリンの直接の結合が細胞の増殖や運動に必要であることを明らかにしてきた。インテグリンに結合できないFGF1変異体(FGF1-R50E)を用いインテグリンとFGF受容体の関係、FGF1-R50Eの抗腫瘍性および血管新生阻害について解析を進めた。・インテグリン/増殖因子受容体のクロストーク:血管内皮細胞(HUVEC)を用い、野生型FGF1とFGF1-R50Eが血管新生に与える影響を解析した。インビトロにおいてFGF1-R50Eは血管新生を促すことはなかった。またFGF1-R50Eによるドミナントネガティブな効果を観察することができた。これらの結果からインテグリンとFGFの結合が血管新生に必要であること、またFGF1-R50Eが野生型に対して競合的に作用することが示唆された。・FGF1-R50Eの抗腫瘍性、血管新生阻害効果の解析:大腸癌細胞株(DLD-1)に恒常的に野生型FGF1あるいはFGF1-R50Eを発現させ、これをヌードマウスに接種し継時的に観察した。FGF1-R50Eの群で優位に腫瘍増殖能は減少していた。野生型FGF1あるいはFGF1-R50Eを含有した細胞外基質成分(Matrigel)をマウス背部に接種し、Matrigelへの血管新生数を測定した。野生型に比較してFGF1-R50Eの群において新生血管数は優位に少なかった。Ex vivoの系であるラット動脈輪を用いた血管新生では同様にFGF1-R50Eは新生血管の形成を促進せず、また野生型FGF1の効果を阻害した。これよりインテグリンとFGF1の結合が血管新生に重要であることと、FGF1-R50Eがドミナントネガティブに作用することがわかった。これまでにインテグリンαvβ3とFGF1の相互作用が線維芽細胞や血管内皮細胞の増殖や運動において重要な役割を持つことを明らかにしてきた。本年度は対象を乳腺上皮細胞へ広げ、上皮間葉転換(EMT)におけるインテグリンαvβ3とFGF1の役割について解析をおこなった。TGF-β1によって乳腺上皮細胞(MCF10A)にEMTを誘導させ、N-cadherinの発現量を指標にしてFGF1の影響を解析した。比較的低濃度のTGF-β1によって誘導されたN-cadherinの発現に対してFGF1は抑制作用を示し、一方。比較的高濃度のTGF-β1によって誘導されたN-cadherinに対してFGF1は促進作用を示した。これらの結果からFGF1はTGF-β1によって誘導されるEMTを二方向性に制御していることが示唆された。このFGF1のEMTに対する作用がFGF1とインテグリンαvβ3の結合に依存しているのか解析するために、インテグリンαvβ3に結合できないFGF1変異体(FGF1-R50E)を用いた。EMTにともなうN-cadherinの発現量の変化はFGF1-R50Eではみられなかった。これらの結果よりFGF1によるEMT制御にはFGF1とインテグリンαvβ3の結合が重要であることがわかった。研究期間全体を通じて明らかにできたことは、インテグリンαvβ3とFGF1の相互作用は多くの細胞機能に共通した機構であることが考えられ、これまでのインテグリンと増殖因子受容体の間にあるクロストークの考え方にあらたな可能性を与えることとなった。またインテグリンαvβ3とFGF1の結合が腫瘍血管新生やEMTに深く関与していることから、これを標的とした癌治療の開発が期待される。FGF1が直接インテグリンとFGF受容体に結合することが細胞の増殖や運動に必要であるが詳細は不明である。インテグリンに結合できなFGF1変異体(FGF1-R50E)を用いインテグリンとFGF受容体の関係、FGF1-R50Eの抗腫瘍性、血管新生阻害について解析を進めた。

・インテグリン/増殖因子受容体のクロストーク。野生型FGF1とFGF1-R50Eを用いHUVEC細胞におけるMAPキナーゼ経路の活性化を解析した。継時的な解析からFGF1-R50EではERKの活性化を長時間維持できないことがわかった。またFGF1-R50Eは濃度の上昇に伴いERKを早く活性化させかつその持続時間が短くなることが分かった。これよりFGF1-R50Eによるドミナントネガティブな効果は、FGF1-R50Eに結合したFGF受容体は早くターンオーバーし不活化されてしまうと考えられる。インテグリンとFGFの結合がFGF受容体の活性に重要であることが示唆された。・FGF1-R50Eの抗腫瘍性、血管新生阻害効果の解析。ヌードマウスに乳癌細胞株を接種し野生型FGF1あるいはFGF1-R50Eを腹腔投与し一定期間後に摘出した。腫瘍の体積と腫瘍血管数を計測した結果、体積に有意な差はないものの腫瘍血管数はFGF1-R50Eの群で優位に少なかった。野生型FGF1あるいはFGF1-R50Eを含む細胞外基質成分をマウスに接種し血管新生数を測定するとFGF1-R50Eの群で優位に少なかった。In vitroにおいてFGF1-R50EはHUVEC細胞の管腔形成を促進せずまた野生型FGF1の効果を阻害した。Ex vivoの系であるラット動脈輪を用いた血管新生では同様にFGF1-R50Eは新生血管の形成を促進せずまた野生型FGF1の効果を阻害した。これよりインテグリンとFGFの結合が血管新生に重要であることが示唆された。インテグリンとFGF1の相互作用が内皮細胞の血管新生能に重要な役割を果たすことを、種々の解析方法から明らかにできた。In vitroとIn vivo両者ともに順調に成果を出すことができ、ここまでの結果をPLoSOne. 2013;8(2)に報告することができた。FGF受容体とインテグリンのシグナリングに関する解析がやや遅れているものの全体としてはおおむね順調といえる。インテグリンとFGF受容体のクロストークに関するメカニズム解析においては条件検討などに時間がかかり遅れはあるものの、血管新生に関する解析では多面的なアプローチをとることができ進展がみられている。FGF受容体(FGFR)とインテグリンの間にあるクロストークの解析に関して、分子レベルでのメカニズム解析に遅れがみられる。FGF-FGFR-インテグリンこれら3者の複合体形成がシグナルの活性持続に重要であるということが分かりつつあるものの、まだ十分なデータは蓄積されていない。可能な限り人的・時間的配分をしていく予定である。当初の計画に照らし合わせると進展のみられるFGF変異体の抗腫瘍効果の解析に対し、クロストークの解析では遅れがみられるので、遅れている部分には可能な限り人的・時間的配分をし、個々の実験にも優先順位を付けるなど効率的に進めていく。おおむね計画通りに研究費は使用した。クロストークの分子メカニズムに関する解析において遅れたことで発生した研究費が次年度に持ち越される。インテグリンおよびFGF受容体の遺伝子発現を抑制するための合成RNAの購入に持ち越した研究費は使用する予定。インテグリンとFGF受容体のクロストークに関する解析において遅れたことで発生した研究費が次年度に持ち越される。購入予定だったインテグリンシグナルおよびFGF受容体シグナルの下流に存在するタンパク質を検出するための特異抗体を持ち越した研究費で購入する予定。
新生児の心筋保護,心保存液の開発に関する研究

新生児家兎摘出心をcrystsloid solutionにて灌流するworking heart modelを用い低温下multidose cardioplegiaの心筋虚血再灌流障害に於けるNA-H exchangeの役割を明らかにした。その結果、心筋保護液のpHを増加させると心機能回復は低下し逸脱酵素も増加し、acidicな液の方がalkaloticな液よりも有効であった。また、心筋保護液に特異的Na/Hexchange blockerを加えたところ心機能回復は有意に改善した。さらに緩衝剤として細胞膜非通過性のHEPESを用いると心機能回復は不良であった。これらのことよりNa/H exchangが再灌流障害に重要な役割を果たしており、その軽減には細胞内外のpH、緩衝能を変えることにより可能と考えられた。次に、成人で臨床使用されているSt.Thomas(重炭酸イオンを緩衝剤とする細胞外液型)とBretshneider液(histidineを用いた細胞内液型)の未熟心における効果を比較した。両緩衝剤とも細胞内に移行しbufferとして作用するがBretshneider液のほうが高い緩衝能を有する。結果は虚血後の心機能回復はsingle-dose、multidose両法ともSt.Thomas液を用いた群がBretshneider液より良好であった。目標である臨床応用を考慮した場合、血液による灌流モデルの確立は必須である。まず成熟ラットを血液にて交叉灌流するLangendorff modelを試み、血球成分や接着分子の再灌流障害における役割を検討した。その結果、monoclonal antibody投与群では、心機能、冠血管抵抗の回復共に良好であった。このことは成熟心では白血球接着分子が虚血再灌流障害に関与しているものと考えられた。新生児家兎摘出心をcrystsloid solutionにて灌流するworking heart modelを確立するのに時間を要した。平成7年度は,心筋虚血再灌流障害に於けるNa-H exchangeの役割,重要性を検討した。特に,未熟心では低温下multidose投与法が障害的に働くという事実をふまえ,実験条件を20°Cの虚血としmultidose投与法で行い比較検討した.1.まず心筋保護液のpHを6.6,7.0,7.4,7.8,8.2と増加させた時の、虚血前後の心機能、逸脱酵素を測定しその保護効果を比較した。その結果、心筋保護液のpHを増加させると心機能の回復は低下し逸脱酵素も増加し,acidicな液の方がalkaloticな液よりも有効であることが示された.また,pH6.6と8.2の心筋保護液に特異的Na/Hexchange blockerであるN-dimetyl amirolideを加え虚血前後の心機能、逸脱酵素を測定し比較したところpH8.2の心筋保護液にN-dimetyl amirolideを加えると心機能回復は有意に改善した.このことはNa/H exchangが再灌流障害に関与していることを示している.2.次に心筋保護液中の緩衝剤の濃度を変化させることによりNa/H exchange活性をmanupilationし,再灌流障害に於けるNa/H exchangeの関与を検討した.その結果,緩衝剤として細胞膜を通過しないHEPESを用いて心筋保護液中のHEPES濃度をあげる(緩衝能をあげる)と心機能回復は不良であった.以上のことから,未熟心では低温下multidose投与法が障害的に働く理由として,心筋虚血再灌流障害においてNa/H exchangeが重要な役割をしていることが示唆され、再灌流障害の予防法の一つとしてNa/H exchange blockerが有効であることが考えられた。

平成7年度までの研究結果より,未熟心において低温下multidose投与法が障害的に働く理由として成熟心に比較し心筋虚血再灌流障害がつよいことが考えられ,その機序としてNa-H exchangeが重要な役割をしていることが示唆され,さらにその予防法の一つとしてNa/H exchange blockerが有効であることが考えられた.平成8年度の研究では心筋保護液中の緩衝剤の種類や濃度を変化させることによりNa/H exchange活性をmanupilationし,再灌流障害に於けるNa/H exchangeの関与を検討した.1.緩衝剤として細胞膜を通過しないHEPESを用い心筋保護液中のHEPES濃度をあげる(緩衝能をあげる)と心機能回復は不良であった.これはmultidose cardioplegiaにおいては注入中にNa-H exchangeが活性化されその結果Ca overloadを助長したものと推察される.2.現在,成人で臨床使用されているSt. Thomas液とBretshneider液の未熟心における効果を比較した.St. Thomas液は緩衝剤として重炭酸イオンを用いた細胞外液型,Bretshneider液はhistidineを用いた細胞内液型の心筋保護液であり,両緩衝剤とも細胞内に移行しbuffer substanceとして作用するがBretshneider液のほうが高い緩衝能を有する.新生児家兎摘出心を用い両液の低温下でのsingle-doseとmultidoseの効果を比較した結果,虚血後の心機能の回復(心拍出量等)はsingle-dose, multidose両法ともSt. Thomas液を用いた群がBretshneider液を用いた群より良好な心機能回復が得られたが,虚血後の冠血管抵抗の回復をみるとBretshneider液の方が低く保たれており,両心筋保護液の心筋と冠血管に対する効果,また虚血再灌流障害の機序が相違することが推察された.血液による灌流モデルを確立することが本年度の目標であった.究極目標である臨床応用を考慮した場合、血液による灌流モデルの確立は必須である。
希土類-ジルコニウム多核水酸化物錯体を前駆体とする高強度高靱性セラミックスの創製

中和沈殿法により生成した12mol%セリア固溶ジルコニア(12Ce-ZrO_2)と3mol%イットリア固溶ジルコニア(3Y : ZrO_2)、アルミナ、8mol%マグネシア固溶ジルコニア(8Mg-ZrO_2)および12molカルシア固溶ジルコニア(12Ca-ZrO_2)の混合非晶多核水酸化物錯体ゲルの超臨界メタノール中における結晶化挙動を明らかにした。また、非晶質ゲルをメタノール中に分散し、250°C付近の穏和な条件下で熱処理し、結晶化させるとともに、超臨界乾燥し得られた粉末の焼結特性、焼結体の機械特性と化学的安定性について検討した。12Ce-ZrO_2に対して10mol%の8Mg-ZrO_2あるいは20mol%の12Ca-ZrO_2を固溶すると3点曲げ強度を600MPaから750および650MPaに向上できたが、破壊靱性は15Pam^<1/2>から6MPam^<1/2>に低下した。一方、(11Ce, 0.2Y) -ZrO_2に10mol%のAl_2O_3を分散すると800MPaの3点曲げ強度と20MPam^<1/2>の破壊靱性を有する高強度高靱性セラミックスが得られた。また、200°Cにおける水熱処理による正方晶→単斜晶層移転割合により、試料の熱化学安定性を評価したところ、12Ce-ZrO_2へのMO-ZrO_2 (M=Ca, Mg)の固溶では固溶量20mol%以上で著しく熱化学安定性が低下したが、Al_2O_3との複合化では熱化学安定性が向上した。
心電図同期心臓ＣＴ画像における左心室壁運動の解析

心拍による動き(時間変化)を含む四次元の心臓CT画像を対象に左心室壁の運動の解析を行った。壁運動を形状パラメータの変化として表現するパラメトリックな手法、対象データが持つ心拍による周期性に着目して、左心室の壁面上の点の対応関係を直接求めるノンパラメトリックな手法と運動による左心室壁厚の変化や軌跡を可視化するソフトウェアツールの開発も試みた。形状パラメータの変化を解析した結果、異常所見無しと有りの分類が行える可能性が示唆されるなどの成果が得られた。本研究では,左心室壁運動の解析のため,パラメトリックな方法とノンパラメトリックな手法を,並行に検討している.まず処理対象データである一心拍20時相分の三次元心電図同期心臓CT画像から画像処理を行うことで抽出した左心室壁(外壁,内壁)上の特徴点を用いる手法から述べる.ノンパラメトリックな手法では,得られた特徴点群を時相間で対応付けるため計算コストが高いDynamic Programming(DP)の代替となり得る手法について引き続き検討した.心拍は周期的な運動を行っていると考えられるので拡張末期→収縮末期→拡張末期の一心拍後に同じ特徴点に戻ってくるこという仮定の下,特徴点間の経路長が最短になる対応付けを行った.25年度は始点から探索する次時相の候補点数もパラメータ化し候補点数の影響も検証した(全特徴点を候補と考えるとDPになる).その結果,24年度までの結果よりさらに誤差が抑えられること,処理時間は探索する候補点数と誤差のトレードオフになることも定量的に確認できた.得られた対応関係からFree-form Deformation(FFD)を用いて心臓の形状変形も求めた.パラメトリックな手法では,基底が固定されている球面調和関数に関する24年度の研究を踏まえ,各時相の形状ベクトル20時相分×症例数の特徴ベクトルに対して主成分分析を適用し,健常例と異常例が主成分の特徴空間でどのように分布しているか検討した.健常,心筋梗塞軽度,重度の三症例で構築した特徴空間(第1から第3成分)に健常8,異常6症例を投影した結果,健常と異常が空間的に異なる位置に出現し,さらなる分析による診断支援につながる可能性が示唆された.加えて,特徴点の抽出を行わず周期性に着目して画像に直接FFDを適用する手法,医師の定量評価のための壁厚計測のためのツールの検討も行うことができた.心拍による動き(時間変化)を含む四次元の心臓CT画像を対象に左心室壁の運動の解析を行った。左心室壁運動の解析のため,ノンパラメトリックな手法とパラメトリックな手法を,並行に検討している.両手法とも,まず一心拍20時相分の三次元心臓CT画像データから左心室壁(外壁,内壁とも)上の特徴点を抽出する.ノンパラメトリックな手法では,Dynamic Programming (DP)を用いて各時相の点群を対応付けることは,非常に計算コストが高いことから心拍が持つ周期性を利用し,高速な対応付けを検討,評価した.拡張末期を基準とし,各特徴点と収縮末期の特徴点間で最短距離関係にある点を対応付ける.こうすることで拡張末期→収縮末期→拡張末期という一周期の経路が最短となる経路を効率的に選択できる.それ以外の時相における対応点は対応付けた二点を結ぶ直線にもっとも近い特徴点を採用した.得られた対応関係からFree-form Deformation (FFD)を用いて心臓の変形を求めた.このように心拍が持つ特徴を利用した手法を用いることにより,DPより簡便,高速なだけでなく,誤差も比較的小さく抑えられることが分かった.パラメトリックな手法では,球面調和関数を用いて各時相の特徴点群から形状パラメータによる心臓形状表現を試みた.その結果,健常症例と心筋梗塞軽度,重度の症例間で形状パラメータに違いが現れることが確認できた.さらに従来との差別化を図るため画像データの形状パラメータ表現とその比較のみに留まるのではなく,症例間でパラメータを入れ替えることも検討した.これは例えば「健常」症例が病気になった場合の心臓の動きを実際の「心筋梗塞の」症例の形状パラメータに基づきシミュレーションすることに相当する.最終年度はノンパラメトリックな方法に関する検討を行った.処理対象のデータである一心拍20時相分の三次元の心電図同期心臓CT画像から画像処理により左心室壁(外壁,内壁)のエッジ点を抽出する部分の改良(半自動処理による抽出)を実現した.具体的には.左心室領域を抽出するために用いる「領域拡張法」の開始点としきい値,と領域拡張法によって得られる領域に存在する画素値の不均一に起因する穴や細かい凹凸を低減するために適用するオープニングとクロージング処理の回数を指定すれば良い.それらを指定すれば20時相分すべてのCT画像から処理対象の左心室領域が抽出できるようになり,負荷軽減が実現できた.心筋は周期的な運動を行っているので,動きとしては時間軸に沿って,拡張末期→収縮末期→拡張末期,の一心拍データが繰り返され,最初に設定した始点に戻ってくるべきであると考えられる.