hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経皮的心臓血管内視鏡に関する基礎的臨床的研究

目的:経皮経管的に血管や心臓の内腔、また弁などを臨床的に観察する方法を確立することを目的とした。成績:過去3年間のうちに、麻酔イヌを用い、冠動脈,肺動脈,右心房室、左心室,大動脈弁などの血管内視鏡による観察を安全かつ効率的に行うことを検討した結果、バル-ン付誘導カテ-テルを用いることが必順と考えられることに至り、バル-ン付誘導カテ-テルを考案し動物での検討ののち臨床応用を試みた。その結果、1)経皮経管的に冠動揚内腔の変化、たとえば〓腫の部位,大きさ,や色調,血栓,PTCA前後の内腔の変化を観察しうることが判明した。2)ついで左心室の内腔の観察を試みた。正常の左心室内膜面は赤褐色を呈し、肉柱の収縮地緩の状態が把握出来た。拡張型心筋症では、内膜面は黄色,白色,淡褐色など症例によりかなりの差があることが判明した。一部の症例では、内視鏡誘導下で心筋生検を行いうることが判明した。急性心筋炎例では内膜面は赤色,ピンク色,赤褐色,白色と赤色のまだら状分布など、夛様であることが判明した。虚血性心疾患では、収縮の低下部位では内膜面は線維化により白色化し、壁在血栓のみられた例もあった。3)大動脈弁は正常例では白色を呈し、近縁は鋭で拡張期には完全に交合することが観察された。リウマチ性大動脈疾患では弁光の肥厚,交合不全,黄色化などがみられた。リウマチ性僧帽弁疾患でも、弁の肥厚,収縮期の交合不全などがみられた。また、リウマチ性弁膜症では心内膜炎によると考えられる左心室内膜面の白色化、腱索の白濁などがみられた。考察:以上の成績から、経皮経管的血管内視鏡により、冠動脈,心内腔,弁の病変が、安全に観察しうると判断された。細径の血管内視鏡と誘導カテーテルとを用い、麻酔イヌ及び閉塞性末梢動脈硬化症、虚血性心疾患患者について下記の成績を得た。A.麻酔イヌを用いた検討:4.6Fバルーン付カテーテルを開発し、経皮的に冠動脈内に挿入し、それを介し、3.3Fの血管内視鏡を挿入し、冠動脈内腔を観察したが、バルーンにより血流が遮断され、生食注入により、同軸性を守りつつ明瞭に観察しうることが判明した。b)心内腔の内視鏡法の検討:9Fバルーン付カテーテルを開発し、経皮的に右心又は左心に挿入、ついで3.3又は4.6F血管内視鏡を挿入、バルーンを膨張せしめ内壁におしあて、生食を注入することにより、心内壁が自由に観察しうることが判明した。B.臨床的検討a)閉塞性末梢動脈硬化症についての腸骨動脈大腿動脈内腔の観察:8例の症例についてSeldinger法により大腿動脈を介し順行性ないしは逆行性にバルーン付カテーテルと血管内視鏡とを挿入し、生食を注入しつつ閉塞部や狭窄部の病変が明瞭に観察し得た。また小数例でバルーンによる形成術に伴う〓腫の変化も観察しえた。b)虚血性心疾患における冠動脈内腔の観察:15例についてSeldinger法により4.6Fバルーン付カテーテルを冠動脈内に挿入し、生食注入下で、狭窄病変を観察しえた。C.1989年度の予定

臨床的に左右心内腔・弁の観察が血管内視鏡で可能であるか否かを検討する。昨年度、血管内視鏡によるイヌでの冠事縮の観察および虚血性心疾患患者での冠動脈内腔の観察を行い、また、PTCAに伴う変化や開大状況の把握に本法が有効であることを確認したが本年度は血管内視鏡により、心臓の内腔が観察しうるか否かをイヌおよび臨床例で検討した。1.イヌにおける心内腔の観察麻酔イヌを用い、経皮的に誘導カテ-テルを介し右心左心に血管内視鏡を挿入し、生食注入により血液排除を行いつつ心内膜面を観察した。この方法により、左心室・右心室・右心房の内面の色調や動きを観察することが出来た。2.特発生拡張型心筋症12例・急性心筋炎4例について、右大腿動脈よりバル-ン付誘導カテ-テルを挿入、バル-ンを左心室内膜面におしあて血管内視鏡により観察。この方法により、拡張型心筋症では内膜面は一枚の変化を呈するわけではなく、黄色、黄白色、淡褐色、褐色などさまざまであることが判明した。また、急性心筋炎では、赤色ないしは赤褐色を呈することが判明し、拡張型心筋症と鑑別が可能であることが示咳された。3.血管内視鏡下レ-ザ心臓手術に関する検床を麻酔イヌで行った。すなわち、右心室ないしは左心室に新に考察した内視鏡付レ-ザ-プロ-ベを挿入し、心筋・伝導路の焼灼をArgonレ-ザ-で行った。この方法により穿孔などの合併症を予防しつつ心筋の焼灼が可能であると判断された。平成2年度は、平成元年度にひきつづき臨床的に心臓内腔や弁を経皮経管的に観察しうるか否かを正常例6例、拡張型心筋症13例、急性心筋炎4例、リウマチ性大動弁疾患例、リウマチ性僧帽弁疾患例、陳旧性心筋梗塞例、狭心症例を中心に検討した。その結果:(1)左心室内腔は正常例では褐色ないしは赤褐色を呈すること、拡張型心筋症では黄色、白色、淡褐色などさまざまであること、生検との対比の結果、黄色や白色は線維化によることが判明した。また、急性心筋炎では赤色、ピンク色、赤褐色などを呈すること、赤色部位では円形細胞浸潤が組織学的にみられること、などが明らかとなった。また、陳旧性心筋梗塞部位も白色を呈すること、狭心症の有意狭窄冠動脈支配下領域では淡褐色を呈することが多いことも明らかにし得た。(3)大動脈弁については、リウマチ性閉鎖不全や狭窄症では弁尖の肥厚や黄色化がみられ、僧帽弁についてもリウマチ性弁膜症では同様の所見がみられた。合併症はなかった。以上の成績から、経皮経管的血管内視鏡により、比較的安全に、心内腔や弁の病変を肉眼的に把握しうると判断された。
高濃度グルコースによるメサンギウム細胞増殖、気質産生にたいするセラミドの作用

方法:subconfluentまで増殖したヒトメサンギウム細胞の培地を0.5%FBS添加DMEMに変換、72時間後より各々の群で経時的にノザンブロット、ウエスタンブロットを施行した。(a)コントロール群:(6mMグルコース含有培地)(b)高濃度グルコース群(30、150mMグルコース)(c)C2セラミド群:(6mMグルコース+C2セラミド(0.02-20pM)(d)高濃度グルコース、C2セラミド群:(30mMグルコース+C2セラミド)(e)TGFβ、C2セラミド投与群:TGFβ+C2セラミド結果:1、高濃度グルコースは6-150mMの範囲で濃度依存性にα-SMA、b-FGF、PDGF、TGFβ、コラーゲン(typeIV)、フィブロネクチンmRNA、タンパクを増加させる傾向を認めた。2、C2セラミド単独では0.02-2pMの範囲で濃度依存性にα-SMA、b-FGF、PDGF、TGFβ、コラーゲン(typeIV)、フィブロネクチンmRNA、タンパクを減少させ、20pM以上でapotosisを誘導する傾向を認めた。3、高濃度グルコース、C2セラミド同時投与した場合、0.02-2pMではC2セラミドの濃度依存性に高濃度グルコースによる上記分子のmRNA、タンパク誘導を抑制した。4、TGFβ+C2セラミド投与は0.02-2pMの範囲でC2セラミドの濃度依存性にTGFβによるα-SMA、コラーゲン(typeIV)、フィブロネクチンmRNA、タンパクの増加を抑制する傾向を認めた。1、細胞培養:subconfluentまで増殖したヒトメサンギウム細胞の培地を無血清培地に交換、72時間後より以下の実験に用いた。2、ウエスタンブロット:以下のグループを設定し各々の群で0、24、72時間後にタンパクを回収し、SDS-PAGEを施行した。(1)コントロール群:(6mMグルコース含有培地)(2)高濃度グルコース群:(30、150mMグルコース含有培地)(3) C2セラミド群:(6mMグルコース+C2セラミド(0.02-20PM)(4)高濃度グルコース+C2セラミド群:(30mMグルコース+C2セラミド)3、結果(1)グルコースは6、30、150mMの範囲で濃度依存性に、48時間後のTGFβ、α-SMA、フィブロネクチンタンパクの発現を亢進する傾向を認めた。(2) C2セラミドは0.02pMから2pMの範囲で、30mMおよび150mMのグルコースによるTGFβ、a-SMA、フィブロネクチンの発現亢進を抑制する傾向を認めた。(3) C2セラミド20pMは、グルコース濃度に関わらずメサンギヴム細胞のアポトーシスを誘導した。
分子遺伝学的手法を用いた海産動物の群れの適応的意義と起源に関する研究

群れを形成する動物は広範に存在するが、高度な社会性を持つ動物を除き群れの成因や役割に関する実証的研究は進んでいない。本研究の目的は、海産動物で広範にみられる群れが血縁集団で構成されているのかどうかを分子遺伝学的手法を用いて解析することにより、群れの成因と起源を解明することである。研究の対象には、稚仔魚から成熟した個体まで群れを形成するゴンズイを用いた。本研究の成果は次のとおりである。1.ゴンズイの肝臓からミトコンドリアDNA(mtDNA)を単離する方法を確立した。2.ゴンズイのmtDNAの大きさは、約17.1Kbpであることを明らかにした。3.mtDNAの制限酵素切断パターン地図を作成した。4.ゴンズイのmtDNAの約70%に相当する制限酵素切断片のクローニングに成功した。5.同一海域から採集されたゴンズイに、遺伝的変異があることを明らかにした。6.群れを構成する個体の遺伝的変異を幼魚の群れ2つで解析した。その結果、どちらの群れも23の遺伝的変異が見られた。このことは複数の母親の子供から群れが構成されていることを示している。群れの役割として従来外敵から身を守るということが指摘されてきたが、群れが複数の母親の子から構成されていること、成熟した個体も群れを作ること等から、群れが生殖の場として機能している可能性がある。大量のサンプルの遺伝的変異の解析にはPCR法によるmtDNAの増幅が不可欠なため、9種のプライマーを用い条件を変え、PCR法によるD-loop領域の増幅を試みたが、成功しなかった。引き続き研究を継続し、PCR法を確立したい。そして、稚仔魚から成熟した個体の群れまで、できるだけ多くの群れの群れ内の遺伝的変異を解析し、群れの役割及び群れの成因と起源を明らかにしたい。群れを形成する動物は広範に存在するが,高度な社会性を持つ動物を除き群れの成因や役割に関する実証的研究は進んでいない。本研究の目的は,海産動物で広範にみられる群れが血縁集団で構成されているのかどうかを分子遺伝学的手法を用いて解析することにより,群れの成因と起源を解明することである。研究の対象には,稚仔魚から成熟した個体まで群れを形成するゴンズイを用いた。本年度の成果は次のとおりである。1.ゴンズイの肝臓からミトコンドリアDNAを単離する方法を確立した。2.ゴンズイのミトコンドリアDNAの大きさは,約17.0kbpであることを明らかにした。3.ミトコンドリアDNAの制限酵素切断パターン地図を作成した。4.ゴンズイのミトコンドリアDNAの約70%に相当する制限酵素切断片のクローニングに成功した。5.同一海域から採集されたゴンズイに,遺伝的変異があることを明らかにした。その結果,どちらの群れも23の遺伝的変異が見られた。群れの役割として従来外敵から身を守るということが指摘されてきたが,群れが複数の母親の子から構成されていること,成熟した個体も群れを作ること等から,群れが生殖の場として機能している可能性がある。次年度は,稚仔魚から成熟した個体の群れまで,できるだけ多くの群れの群れ内の遺伝的異変を解析し,群れの役割及び群れの成因と起源を明らかにする予定である。

群れを形成する動物は広範に存在するが、高度な社会性を持つ動物を除き群れの成因や役割に関する実証的研究は進んでいない。本研究の目的は、海産動物で広範にみられる群れが血縁集団で構成されているのかどうかを分子遺伝学的手法を用いて解析することにより、群れの成因と起源を解明することである。研究の対象には、稚仔魚から成熟した個体まで群れを形成するゴンズイを用いた。平成5年度の研究では、ゴイズイからミトコンドリアDNAを精製する方法を確立し、制限酵素切断地図の作製、制限酵素切断片のクローニングまで研究が進んだ。群れ内の個体の遺伝的変異を解析するためには、多くのサンプルを処理する必要がある。そこで、平成6年度は、より簡便なミトコンドリアDNAの抽出法の確立、PCR法により増幅を試みた。1.ミトコンドリアDNAの簡易抽出法を考案した。2.9種のプライマーを用い条件を変え、PCR法によるD-loop領域の増幅を試みたが、成功しなかった。残念ながら、本年度の研究では、PCR法による増幅を成功させることができなかった。大量のサンプルの遺伝子的変異の解析には、PCR法が不可欠なため、引き続き研究を継続する予定である。そして、各種の6塩基対認識制限酵素を用いたミトコンドリアDNAの切断片からゲノム片を分類する方法を用い、群れを構成する固体の血縁関係を明らかにしたい。
海底下に潜む未知の生命－多面的アプローチで明らかにする地球深部微生物の実態

本研究では、超高空間分解能二次イオン質量分析計(NanoSIMS)による元素同位体分析や分子生物学的解析等を駆使し、最大で1億年前に堆積した海底下試料中に存在する未知微生物の姿形を捉えると同時に、それら微生物が「生きているのか?」「機能・役割は?」「代謝活性は?」という基本的かつ重要な問いに答えることを目標とした。多様な海底下環境で採取した試料から申請者が開発した独自の技術によって微生物細胞を分取し、安定同位体基質取り込み、細胞DNA解析やアミノ酸組成分析等、多面的な解析を実施した。研究初年度である平成27年度は、研究実施計画として予定していた通り複数の掘削研究航海で取得した試料についての安定同位体基質を添加した培養を継続したほか、北大西洋中央海嶺付近、アトランティス岩体において実施された国際深海科学掘削計画(IODP)第357次航海に乗船研究者として参画し、新たな海底下岩石試料を取得した。試料としては、海底面から掘削を行って得られた海底下岩石試料のほか、試料の汚染源となりうる掘削時に掘削ビットを冷却する目的で循環される掘削用水、及び試料を船上に揚収するまでに暴露される可能性のある海水をそれぞれ取得した。下船後、海底下岩石試料についてはまず速やかに医療用CTスキャン装置によって試料の三次元構造を明らかにした。その後、掘削用水によって汚染が疑われる外周部をクリーンブースに設置したバンドソーシステムで除去した。バンドソーの切断にあたっては、試料ステージを冷却して行い、不必要な試料の温度上昇が起こらないように配慮して行った。その後、内側部分をさらにバーナーで火炎滅菌してから嫌気グローブボックス内で岩石試料を粉砕し、バイアル瓶に取り分け、各種安定同位体基質を添加して培養を開始した。培養中のバイアル瓶は、微生物による基質転換反応の兆候をとらえるため、ヘッドスペース中の二酸化炭素の安定同位体比を定期的に調べている。環境試料からの細胞取り出し(分離)も、これまでに培養した試料について順次進めており、NanoSIMSによる分析のための試料準備を進めている。上記、研究実績の概要に記載した通り、平成27年度の研究として実施を予定していた項目についてはおおむね達成することができた。本研究では、NanoSIMS (Nano-scale Secondary Ion Mass Spectroscopy)による元素同位体分析や分子生物学的解析等を駆使し、最大で1億年前に堆積した海底下試料中に存在する未知微生物の姿形を捉えると同時に、それら微生物が「生きているのか?」「機能・役割は?」「代謝活性は?」という基本的かつ重要な問いに答えることを目標とする。多様な海底下環境で採取した試料から申請者が開発した独自の技術によって微生物細胞を分取し、安定同位体基質取り込み、ゲノム解析や元素組成分析等、多面的な解析を行う。平成28年度は平成27年度以前に取得した国際深海科学掘削計画(IODP)航海において取得し、安定同位体ラベルされた基質を添加して培養を行っている試料について、ヘッドスペースガスの分析を実施した。海底下から取得してきた試料中には微生物細胞が存在していることが顕微鏡観察の結果から分かったが、試料が泥であることと、存在する微生物の活性が著しく低いため、基質を添加しても外から培養が成功しているかどうかを判断することが出来ない。そこで、培養バイアルの気相に存在するガス成分の安定同位体比を測定することで、細胞の基質異化活性をモニタリングした。これによって活性が高まっていると判断された培養バイアルなどについては、高密度の溶液を用いた密度勾配遠心分離操作によって重たい非生物粒子と軽い細胞を分離、さらに細胞内のDNAを染色してセルソーターによって高速分取した。これにより細胞と非生物粒子とをほぼ完全に分離し、NanoSIMSを用いた微生物による基質取り込み検出を一部実施した。年度当初の計画に沿ってこれまでのところ順調に研究を進行している。平成29年度は平成27年度以前に行われた国際深海科学掘削計画(IODP)航海において取得し、安定同位体ラベルされた基質を添加して培養を行っている試料のヘッドスペースガスの分析によって基質代謝活性が高まっていると判断された培養バイアルについて、高密度の溶液を用いた密度勾配遠心分離操作、さらに細胞内のDNAを染色してセルソーターによって、細胞と非生物粒子とをほぼ完全に分離した。これらの操作によって調製した試料についてNanoSIMSを用いた一細胞レベルでの基質取り込み活性検出を実施した。また、ソーティングによって堆積物粒子と分離した細胞について、分子生物学的解析も実施した。具体的には、ポリカーボネートメンブレン上にソーティングした微生物細胞から直接16S rRNA遺伝子を増幅し、その解析を実施することで、海底下で生残し、添加した基質を取り込んだ生命に関する知見を得た。本研究では、超高空間分解能二次イオン質量分析計(NanoSIMS)による元素同位体分析や分子生物学的解析等を駆使し、最大で1億年前に堆積した海底下試料中に存在する未知微生物の姿形を捉えると同時に、それら微生物が「生きているのか?」

「機能・役割は?」「代謝活性は?」という基本的かつ重要な問いに答えることを目標とした。多様な海底下環境で採取した試料から申請者が開発した独自の技術によって微生物細胞を分取し、安定同位体基質取り込み、細胞DNA解析やアミノ酸組成分析等、多面的な解析を実施した。しかし、予想通り、IODP航海乗船とその試料処理に3か月程度の時間が必要で、NanoSIMSによる分析を進めることが出来ていないが、ヘッドスペースの二酸化炭素などの同位体比分析を通じて活性の高いものをあらかじめピックアップするなどして効率化を加えながら平成28年度の研究を実施したい。今後、さらに活性検出を続け、極限環境と呼ばれる海底下から取り出されてきた微生物生命の生き様を明らかにするべく研究を進める。具体的には効率的な分析を実現するために細胞を特異的に分離する手法を活用して、NanoSIMSマシンタイムの効率化を図る。29年度が最終年度であるため、記入しない。地球微生物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
インスリン非依存型糖尿病における非特異的GAD65抗体のepitopeの同定

1 GAD65抗体陽性のNIDDM, IDDM,およびバセドウ病を合併したIDDM患者血清を用いた。GAD65抗体は,radioligand binding assayを用いた。すなわち,ヒトGAD65遺伝子より[^<35>S]メチオニンでラベルしたrecombinant proteinを作成,緩衝液中で一晩反応させた後、Protein A-Sepharoseで沈降し,specific radioactivityを測定した。2 immunoblotting法によるlinear epitopeに対する抗体の測定:histidune-hexamer融合GAD65を精製した.同蛋白は,家兎抗GAD65抗体に対してimmunoblotting法で反応した。その蛋白を用いて患者血清をimmunoblotting法により,GAD65のlinear epitopeに対する抗体を測定したが陽性例は認められなかった。現在陽性コントロールとしてのstiff man症候群,多腺性自己免疫症候群等の血清の入手を考慮している。3 fragment peptideに対する抗体の測定:peptiede合成器によりGAD peptide247-266,524-543を作製し,共有結合が可能なplateを用いてELISAを試みたが測定法を確立しえなかった。(海外での研究でGAD67とのhybrod proteinを作製し,comformational epitopeの違いとして測定する必要があり,またこの方法では非特異抗体を鑑別できないことが明らかになった。)1 GAD65抗体陽性のNIDDM, IDDM,およびバセドウ病を合併したIDDM患者血清を用いた。)
骨組織再生への新しい生体材料の試みとPRP(多血小板血漿)の応用

骨組織の再生治療として各種サイトカインの応用が期待されている。これらの物質は,生体内において拡散してしまうという欠点があるため単独応用では最適な治療効果が期待できない。したがって(1)必要十分量だけ,(2)目的とする部位に,(3)必要なとき必要な時間のみ供給することを可能とする担体との併用が必要であり,開発が期待されている。本研究はPRPやBMP-2などの各種サイトカインの導入を考慮した新しい担体の開発を試み,これらの骨芽細胞活性促進効果を骨髄由来未分化間葉系細胞を用いて検討した。実験材料として,アニオン性高分子:セルマトリックスType Iコラーゲン,カチオン性高分子:脱アチル化キチン50(DAC50)を用い,各々をクーロン反応させることでType Iコラーゲン-DAC50複合ゲルの作製を試みた。さらに,Type IコラーゲンとDAC50の比率を100:0,75:25,50:50,25:75,0:100に実験試料を調整しこれら新材料内でラット骨髄由来未分化間葉系細胞の三次元培養を試み,細胞接着・増殖性試験,H.E染色およびALP染色による形態学的観察そしてRT-PCR法による各種骨芽細胞分化マーカー遺伝子の発現を検索した。その結果,これらの材料内における三次元培養においても細胞接着・増殖が可能であることが判明した。細胞突起の萎縮や細胞核の消失などの異常所見は観察されなかった。さらに,骨芽細胞の分化マーカーであるBSP,Osteopontin,ALP,GAPDH遺伝子の発現も確認できた。以上のことから,本研究で開発したType Iコラーゲン-DAC50複合体は三次元培養を可能とし,骨髄由来未分化間葉系細胞に対して為害作用がなく,生体内の細胞外基質と同様な細胞接着,増殖形態を呈し,骨芽細胞へと分化誘導させることを可能とする新材料であることが判明した。骨組織の再生治療として、PRP(多血小板血漿)やBMPs(骨誘導蛋白)などの応用が期待されているが、これらの物質は、生体内において拡散してしまうという欠点があるため単独応用では最適な治療効果が期待できない。したがって、(1)必要十分量だけ(2)目的とする部位に(3)必票なとき必要な時間のみ供給することを可能とする生体材料:キャリヤー(薬物伝達材料)との併用が必要であり、開発が期待されている。本研究の目的は,PRP(多血小板血漿)の導入を考慮した新しい生体材料の開発を試み、それらによる骨芽細胞活性促進効果を骨髄由来未分化間葉系細胞を用いてin vitroで検討することである。実験材料として、アニオン性高分子であるセルマトリックスタイプIコラーゲン、カチオン性高分子である天然系多糖類である脱アチル化キチンを選択し、これらをクーロン反応させることでタイプIコラーゲン-脱アチル化キチン高分子複合化ゲルの生成に成功した。さらに、これらの新しい高分子複合化ゲル内でラット骨髄由来未分化間葉系細胞の三次元培養を試み、H.E染色およびALP染色にて形態学的観察を行った。その結果、これらの高分子複合化ゲルによる三次元培養においても細胞接着・細胞増殖が可能であり、また細胞突起の萎縮や細胞核の消失などの異常所見も観察されなかった。さらに、時間の経過とともに細胞周囲には活発なALP活性所見が観察された。以上のことから、新しく開発したタイプIコラーゲン-脱アチル化キチン高分子複合化ゲルは細胞為害作用がなく、三次元培養も可能とし、骨髄由来未分化間葉系細胞の骨芽細胞への分化も誘導できる全く新しい材料であることが明らかとなった。現在は、新しく開発したタイプIコラーゲン-脱アチル化キチン高分子複合化ゲルにPRPおよび各種サイトカインの導入を試み、培養骨形成能についても検討を行っている。今後は、人為的骨欠損部を生じさせたラット大腿骨にPRPおよび各種サイトかイン含有タイプIコラーゲン-脱アチル化キチン高分子複合化ゲルの移植を行い、経時的な骨組織再生・治癒効果についてin vivoにて検討を加える予定である。

さらに,骨芽細胞の分化マーカーであるBSP,Osteopontin,ALP,GAPDH遺伝子の発現も確認できた。以上のことから,本研究で開発したType Iコラーゲン-DAC50複合体は三次元培養を可能とし,骨髄由来未分化間葉系細胞に対して為害作用がなく,生体内の細胞外基質と同様な細胞接着,増殖形態を呈し,骨芽細胞へと分化誘導させることを可能とする新材料であることが判明した。
2相凝縮液を形成する混合蒸気の凝縮

2液相を形成する混合蒸気の凝縮現象は、共沸蒸留塔の付属機器である凝縮器の設計において重要な問題である。そこで、本研究では小型垂直平板型凝縮器を用いて凝縮液が2液相を形成するベンゼン-水系の2成分混合蒸気の凝縮実験を行い、その凝縮機構を実験的に検討した。実験は、まず予備実験として均一相凝縮液を形成するメタノール-水系の二成分混合蒸気の凝縮実験を小型垂直平板型凝縮装置を用いて行った。実測した蒸気相の無次元顕熱移動流束および拡散流束は、層流境界相理論に蒸気の吸い込みの影響を考慮した理論解と良好に一致した。また、液膜に関する凝縮伝熱係数はヌッセルトの膜状凝縮理論と良好に一致した。凝縮液が2液相を形成する系として、ベンゼン-水系の二成分混合蒸気の凝縮実験が、蒸気速度、冷却水水温度および蒸気濃度を変化させて行われた。実測した蒸気相の無次元顕熱移動流束および拡散流束は、凝縮液が均一相を形成する場合と同様に層流境界層理論に蒸気の吸い込みの影響を考慮した理論解と良好に一致した。しかしながら、液膜に関する凝縮伝熱係数の実測値はヌッセルトの膜状凝縮理論とは一致しなかった。この点については凝縮液が2液相を形成するためではないかと思われるが、まだその機構を解明するに至っていない。今後、この点を解明することが重要な研究課題と思われる。
舌痛症患者における脳活動～甘味刺激による疼痛緩和～

舌痛症は口腔内に明らかな器質的異常を伴わない慢性疼痛で、中高年の女性に多くみられる。本症ではヒリヒリ感などの灼熱感のみならず、「何となくおいしくない」「常に嫌な味がする」といった味覚の違和感、飴やガムによる疼痛軽減も散見される。また、脳血流SPECTを用いた研究から、口腔内の違和感と左右アンバランスな脳血流との関連が示唆されている。さらに、高濃度の甘味刺激による疼痛軽減が報告されており、本研究では、舌痛症患者を対象にfMRIを撮像し、味覚の違和感の有無別に、甘味刺激による疼痛の軽減と脳活動との関連を解析する。本研究の遂行は、多様な口腔内症状を呈する舌痛症の病態を解明する一助となると考える。
免疫系因子のモチーフを持ち神経細胞の特異性に関与するhigタンパク質の機能解析

hig変異株はエンハンサートラップ法により作製した1100系統の中から成虫の動きが著しく低下するという表現型を指標にして分離された。hig遺伝子は中枢神経系で特異的に発現しており神経発生の後期および成虫時の脳と腹部神経節で強い発現を示す。塩基配列から予想されるhigタンパク質はシグナル配列、RGDS配列、1個の免疫グロブリンドメイン、そして3ないし4個連続して存在する補体結合タンパク質ドメインを持っており、これらの構造から細胞外に存在し他の分子と相互作用して機能することが示唆される。このhigタンパク質の細胞レベルでの機能を明かにするため抗体を作製して局在を電子顕微鏡で調べてみると、成虫脳の細胞体では核膜、小胞体/ゴルジ体等の分泌装置が染色され、さらに神経叢の領域ではシナプス間隙に顕著な局在が認められた。他の観察事実とも合わせるとhigタンパク質は前シナプスニューロンで産生され小胞にはいって軸索輸送を受けた後、シナプスで放出され間隙に蓄積すると考えられる。そしてその欠損の結果、神経回路に異常が生じ行動異常が認められるようになる。さらにheat shockプロモーターの調節下でhig cDNAを条件的に発現させて成虫の運動能の回復を調べる実験により、higはシナプス形成時に必要であることがわかった。また、higタンパク質は一部のシナプス間隙にのみ存在することから、シナプスの標的選択の特異性あるいはシナプスの機能的な特殊化に関与していることが示唆される。タンパク質の構造からみても、higはシグナル分子としてシナプス形成に機能していると考えられた。
2次元ナノ反応場を利用した高機能性セリアナノシート触媒の開発

炭酸イオンを含む溶液中において界面活性剤を利用した水熱合成法により様々な形状を持っセリア(CeO_2)ナノ粒子の合成を行い,新規機能性セリア触媒の開発を行った.界面活性剤の種類によってロッド状,ワイヤー状,シート状の炭酸セリウム化合物が得られ,それらを空気焼成するとそれぞれの形状を保持したセリアナノ粒子が得られた.形状制御されたセリアナノ粒子(ナノロッド,ナノワイヤー,ナノシート等)はO_2パルス吸着の結果より酸素貯蔵量が増加していることが明らかとなった.これらのセリアナノ粒子のカーボンブラックを用いた炭素燃焼反応を行ったところ,参照触媒であるJRC-CEO-1(触媒学会より提供)と比較するとより低温でカーボンブラックを燃焼させることがわかった.炭酸イオンを含む溶液中において界面活性剤を利用した水熱合成法により様々な形状を持っセリア(CeO_2)ナノ粒子の合成を行い,新規機能性セリア触媒の開発を行った.界面活性剤の種類によってロッド状,ワイヤー状,シート状の炭酸セリウム化合物が得られ,それらを空気焼成するとそれぞれの形状を保持したセリアナノ粒子が得られた.形状制御されたセリアナノ粒子(ナノロッド,ナノワイヤー,ナノシート等)はO_2パルス吸着の結果より酸素貯蔵量が増加していることが明らかとなった.これらのセリアナノ粒子のカーボンブラックを用いた炭素燃焼反応を行ったところ,参照触媒であるJRC-CEO-1(触媒学会より提供)と比較するとより低温でカーボンブラックを燃焼させることがわかった.セリア(CeO_2)は高い酸素イオン伝導性,酸素貯蔵能など特異な性質を持つため,固体電解質,燃料電池の電極材料,自動車用排ガス浄化触媒(三元触媒)など幅広く応用されており,化学的に優れた材料である.セリアを触媒材料として用いる場合,ナノサイズの形状によって結晶構造や表面特性が大きく変化することが予想されるため,セリアの形状制御による触媒反応への活性の向上が期待できる.本研究では,界面活性剤を利用した水熱合成法によりナノシートを始めとする様々なナノ構造材料の合成を行い,機能性触媒の新規開発を目的とする.硝酸セリウム塩を出発原料とし,炭酸アンモニウム水溶液でpHを調製し種々の界面活性剤を用いて水熱合成を行った.モノアミン,ジアミンのみを用いた場合セリアの球状粒子が得られたのに対し,トリエタノールアミンを加えた場合では炭酸セリウムが得られ,形状は界面活性剤の種類によりシート状,ロッド状へと変化し,界面活性剤の構造に大きく影響を受けることがわかった.これらを高温で空気焼成すると,シート状やロッド状の形状は保持されたまま,セリアが得られることがわかった.空気焼成を行なうことで炭酸セリウムが分解,酸化され,セリアへと結晶構造が変化したと考えられる.以上の結果より,硝酸セリウム塩を出発原料とした場合,炭酸セリウムの形状を界面活性剤で制御し,その後焼成することで最終的にシート状やロッドのセリアナノ粒子を得ることに成功した.CeO_2は酸素ストレージ能を持つため,自動車排ガス浄化触媒やガスセンサーなど幅広い分野で応用されている.粒子サイズや形状を変化させることにより,反応性の高い結晶面を持つCeO_2ナノ粒子の形成が期待できる.本研究では,炭酸イオンを含む溶液中において界面活性剤を利用した水熱合成法により様々な形状を持つセリアナノ粒子の合成を行い,新規機能性CeO_2触媒の開発を行った.以下に得られた結果について示す.1.炭酸イオンを含む水溶液中で,種々のアミン系界面活性剤を用いて合成を行ったところ,界面活性剤の性質によってロッド状,ワイヤー状,シート状の炭酸セリウム化合物が得られ,それらを空気焼成するとCeO_2ナノ粒子が得られた.種々のアミン系界面活性剤が炭酸セリウム化合物の特定の結晶面に吸着することでそれぞれの形状に制御され,空気焼成することで形状を維持したまま結晶構造がCeO_2へ変化したと考えられる.界面活性剤を加えず合成した場合は球状粒子が得られたことから,アミン系界面活性剤が形状制御に有効であることが明らかとなった.2.得られたCeO_2ナノ粒子を用いて,カーボンブラック(CB)を用いた炭素燃焼反応を検討した.形状制御されたCeO_2ナノ粒子(ナノロッド,ナノシート等)は比較的低温でCBを燃焼させ,特にCeO_2ナノワイヤーは活性が高いことがわかった.またO_2パルス吸着の結果より酸素貯蔵量が増加していることが明らかとなった.これは,(1)形状制御されたことにより反応性の高い結晶面が多く露出した効果と(2)空気焼成による結晶構造の変化の際に形成した酸素欠陥の効果によって酸素貯蔵量が増加し,その結果活性が向上したと考えられる.このように,アミン系界面活性剤を利用して形状制御された炭酸セリウム化合物を熱変換して得られたCeO_2ナノ粒子は,高い酸素貯蔵量を持ち,酸素が関与する触媒反応に有効であるという重要な知見を得た.
刑事手続における少年の手続参加の保障に関する日米英比較法研究

刑事手続における少年の手続参加の保障について分析・検討を深めるため、少年審判における少年の手続参加の問題をも含め、第1に、少年審判への被害者の出席が少年の手続参加の保障にどのような影響を与えるか検討したうえで、それが裁判所の個別具体的許可によって、少年の手続参加を妨げることなく、少年の同意があり、被害者を傷つける見込みもない場合にのみ認められるべきことを明らかにした。第2に、少年の手続参加を実質化すべく、少年と裁判官とのコミュニケーションを適正化するために、裁判官が特別なコミュニケーション・スキルを身につけ、少年との信頼関係を形成しなければならないことを明らかにした。第3に、国際人権法上、少年の手続参加の保障が公正な裁判の本質的要素として保障されることを明らかにし、そのために少年審判、少年の刑事手続において、少年の理解と参加を促進するための特別措置が講じられなければならず、検察官の関与する対審手続は少年の手続参加との本質的矛盾をはらむことを明らかにした。第4に、法的援助の保障が、少年の手続参加を確保するために不可欠であることを示したうえで、少年弁護がどのような機能を担うべきか明らかにした。第5に、法的援助に支えられた少年の手続参加が、少年の主体性の確保に繋がることを示し、そのことが現在進行しつつある厳罰化サイクルを切断するために必要とされることを論じた。第6に、本研究の成果と、先行する平成13-15年度の科研費(基盤C)研究の成果とをまとめて、2008年度、少年の手続参加という視点から再構成したうえで、単著書『少年司法における自己決定と手続参加』として出版する準備を進めた。一般に適正手続の本質的要請として、被疑者・被告人が自己の刑事手続に実効的に参加する権利が保障されなければならない。とくに情緒的・知的に未成熟な少年の場合、手続参加の保障をめぐって深刻な問題が生じる。これについて、本年度においては、とくに次の具体的問題について研究を進めた。少年審判における被害者の意見聴取の場合、少年、被害者双方の状況、被害者の希望、審判廷での意見陳述が少年の心情に与える影響などを考慮したうえで意見聴取の方法が決定されており、実務上、審判廷における少年の面前での意見聴取の例は少ない。これに対して、刑事手続上の被害者の意見陳述の場合、原則、公判廷における少年の面前での意見陳述がなされている。本来、刑事手続の場合にも、少年、被害者双方の状況、被害者の希望、審判廷での意見陳述が少年の心情に与える影響などが考慮されるべきであり、現行刑訴法の解釈として他の方法による意見陳述が困難なのであれば、立法的解決が必要とされる。少年の刑事手続において、検察官、裁判官が、被害者の期待・要求に応えるためとしつつ、少年の「反省」と「謝罪」を強要しながら、少年の犯罪行為、あるいは少年の供述などについて、人格非難の意味を含むような厳しい言葉を用いて、少年を攻撃する例がみられる。このことは、かえって少年の内省を停止させ、その「修復的責任」の自覚を阻害するだけでなく、自己の刑事手続への参加を妨げる効果を有している。イギリスにおいては、1999年のヨーロッパ人権裁判所判決を受け、2000年、首席判事による「実務指令」が出され、さまざまな手続上の配慮が定められた。その後、人権裁判所判決の要請に応え、その趣旨を生かすべく、刑事法院における少年裁判を廃止して、「特別少年裁判所」の設置が提案された。しかし、陪審裁判の制限について批判が強く、この提案は実現しなかった。さらに、2004年には刑事法院における少年裁判が少年の手続参加を阻害し、公正な裁判を受ける権利を侵害した人権裁判所判決が再度出され、これを受けて改革が検討されている。

本年度は、少年の刑事手続における手続参加の保障をめぐって、とくに次のような点に関する研究を行い、その成果の一部を論文として公表し、また、単著書としてまとめる準備を進めた。また、現在日本において進行中の少年の刑事裁判について、一定のケース・スタディを勧めた。第1に、少年の警察取調べ、あるいは触法少年の警察調査において、その脆弱性を補完し、権利を確保するための手続保障として、イギリス警察刑事証拠法により、弁護人の立会・関与に加えて認められている「適切な成人」の立会・関与が大いに参考になる。第2に、少年の適正手続の本質的要素として、手続参加の保障が要請されることが、かつてイギリスのブルジャー事件裁判に関する1999年ヨーロッパ人権裁判所判決によって判示されたが、その後イギリスにおいては、少年の理解と参加を促進するために実務的改革が行われてきた。しかし、成人同様の対審・公開・陪審の刑事裁判と少年の手続参加の保障とのあいだに本質的矛盾の契機があることから、2002-3年には、刑事法院における少年裁判を廃止し、特別少年裁判所を設置するとの大胆な改革提案がなされたものの、成人同様に厳格な処分を維持しながら、陪審裁判を受ける権利を否定することへの法的批判が強く、実現には至らなかった。2004年には、ヨーロッパ人権裁判所は、少年の理解と参加への配慮がなされたにもかかわらず、手続参加が不可能であったことを理由にして、少年の公正な裁判を受ける権利の侵害を再度判示した。この判決を受け、事前録音による主尋問、同時中継による反対尋問など、脆弱・畏縮証人、子ども証人保護の特別措置を少年の被告人に適用することを認めることが具体的に検討されている。第3に、非行事実認定手続のあり方について、少年の反対尋問権の保障の趣旨から伝聞証拠排除の原則が認められるべきだとしても、それが直ちに検察官関与・対審構造の審判手続を要請するわけではない。対審・公開の審判手続と少年の手続参加とのあいだの矛盾の契機にかんがみれば、検察官関与・対審構造の審判手続とは別の形で、伝聞法則の適用を可能とすべきである。また、少年の自己決定を理由に検察官関与・対審構造の選択を許すべきではない。本年度は、刑事手続における少年の手続参加の保障について分析・検討を深めるため、少年審判における少年の手続参加の問題をも含め、第1に、少年審判への被害者の出席が少年の手続参加の保障にどのような影響を与えるか検討したうえで、それが裁判所の個別具体的許可によって、少年の手続参加を妨げることなく、少年の同意があり、被害者を傷つける見込みもない場合にのみ認められるべきことを明らかにした。第2に、少年の手続参加を実質化するために、少年と裁判官とのコミュニケーションを適正化するために、裁判官が特別なコミュニケーション・スキルを身につけ、少年との信頼関係を形成しなければならないことを明らかにした。第3に、国際人権法上、少年の手続参加の保障が公正な裁判の本質的要素として保障されることを明らかにし、そのために少年審判、少年の刑事手続において、少年の理解と参加を促進するための特別措置が講じられなければならず、検察官の関与する対審手続は少年の手続参加との本質的矛盾をはらむことを明らかにした。第4に、法的援助の保障が、少年の手続参加を確保するために不可欠であることを示したうえで、少年弁護がどのような機能を担うべきか明らかにした。第5に、法的援助に支えられた少年の手続参加が、少年の主体性の確保に繋がることを示し、そのことが現在進行しつつある厳罰化サイクルを切断するために必要とされることを論じた。
コンテキストに応じた歌詞検索のための感性理解エンジンの開発

本研究では,ユーザが音楽を検索する場面を想定し,ユーザの周辺コンテキストを入力としてそのコンテキストの感性や状況に合致した歌詞を検索することを目的としている.飲食店のBGM検索において店舗の雰囲気やテーマに沿った歌詞を検索することや,映像コンテンツの制作において映像中のストーリーの展開やコンテンツがもつ感性に合致した歌詞を検索することは,エンターテイメントコンテンツの利用が活発化する現代において益々重要性を増していくと考えられる.ユースケースを想定した場合,単語をクエリとして入力する従来の情報検索に比べて,ストーリー性をもった文章の入力となることが想定される.入力された文章全体を処理対象とする方法もある一方で,入力された情報からより重要な情報のみを抽出してユーザの要求を明確化する処理も考えられる.本年度は,後者のアプローチを実現するための要素技術の開発を行った.具体的には,昨年度に提案・検討した物語の進行や感情の変化を捉えるための単語重要度指標を洗練し,人間が文書を読み進めていく中で話の展開として重要となる単語を抽出するための指標を提案した.この指標を用いることで,歌詞のブロックごとに重要となる単語の抽出と共に,ユーザによって入力された文章の中からキーワードを抽出可能になる.昨年度までの研究で開発してきた単語やフレーズといった歌詞のレイヤーを超えた検索時に抽出されたキーワードを適用すれば,研究目的としているコンテキストに応じた歌詞検索の実現が期待される.また,歌詞検索は入力されたコンテキストと歌詞の感性を紐つけるend-to-endな問題としても捉えられる.ストーリー性(つまり,時系列情報)をもった情報同士をニューラルネットワークによって関係づけるための技術について,文章と同様の性質をもつ譜面を対象として,技術応用の可能性について検討を行い学術論文誌での発表を行った.歌詞検索技術に関わって,入力クエリからの情報抽出のための要素技術の開発と検討を行った.最終的に歌詞を検索する部分までのアプリケーションの開発について来年度は研究を加速させ,プロトタイプシステム開発の実現を目指す.次年度が最終年度であるため,今年度までに開発してきた要素技術を組み合わせることで歌詞検索システムのプロトタイプシステムの実現を目指す.そして,提案システムによる検索結果に対しての評価実験を行い,コンテキストをどの程度捉えられているのか,そのコンテキストに対して適切な歌詞の検索が実現できているのかについて評価実験を行う.最終的には,研究成果を国際会議および学術論文誌で発表することを目指す.本研究の目的は,「ユーザの要求コンテキストに感性的に適合した歌詞検索を実現するための,印象や感情とその強度の理解エンジン」を開発することにある.このマイルストーンとして,A)歌詞で用いられる単語の感性モデル化手法,B)歌詞独特の表現技法からの感性の強度推定手法の開発を設定した.本年度は,このうちの歌詞で用いられる単語の感性モデル化手法の開発に取り組み,その要素研究として「歌詞中の単語モデル化手法」を検討した.ここでは,近年の自然言語処理研究において有用性が確認されている単語の分散表現手法を適用して歌詞の大規模コーパスを学習することで,歌詞中で用いられる単語について,その前後の文脈や単語中のサブワードを考慮した単語モデルの構築を行った.このとき,歌詞コーパスから繰り返されるフレーズや類似したフレーズを除去したコーパスを生成し,それぞれのコーパスを用いた単語モデルと感性との対応付けの精度を比較検討し,歌詞中の単語モデル化において歌詞独特の表現技法である「繰り返し構造」や「類似フレーズ」がモデルに与える影響について考察した.この研究項目については,カナダUBCのGiusepee Careniniからの研究協力を受けて実施した.また,歌詞の音響的側面にも着目し,歌詞からの発音記号列への変換ルールを確立し,日本語と英語歌詞での発音の類似性についても分析を行った.これは,押韻などの歌詞特徴を扱うための基礎技術として用いることが可能である他,楽曲歌唱による発音訓練などの音楽の言語教育への応用といった新しい可能性を発見するに至った.歌詞のベクトルモデルと楽曲に対する感性との対応付け手法を検討し,歌詞中の単語をベクトルモデルとして扱う単語モデル化手法について一定の指針を決定し,歌詞中の単語モデル化手法については順調に進行していると言える.一方で,歌詞における表現技法を考慮した印象や感情の強度推定手法の開発については,着手したものの具体的な成果が得られておらず,計画に対して遅れている状況と言える.また,本研究の派生研究として歌詞の発音にも着目し,歌詞からの発音記号列生成規則を開発した.これは,押韻などの歌詞中の音響的特徴を捉えるための基礎技術として応用可能であり,発音情報を歌詞の特徴量として扱うための準備が整ったと言える.本研究項目については,国内研究会での発表と受賞を経て,現在,国内学術論文誌への論文投稿を行っている.本研究の目的は,「ユーザの要求コンテキストに感性的に適合した歌詞検索を実現するための,印象や感情とその強度の理解エンジン」を開発することにある.本年度は,単語分散表現ベクトルを用いた直感的な歌詞の検索機能のための要素技術を開発した.歌詞は,物語や感情描写が楽曲の進行に伴って変化する.ユーザの要求コンテキストに対して感性的に適合した歌詞検索を行うためには,楽曲のみならず,歌詞のブロックやフレーズ毎の検索を実現する必要があると考えた.大規模な歌詞コーパスを学習させ得られた単語のベクトルを用いることで生成される歌詞の文書ベクトルは,単語と文書が同じ特徴量空間内で表現されることに着目した.単語ベクトルを基にして形成されたフレーズベクトル,楽曲ベクトルを形成することで,歌詞に対する異なるレイヤー毎の分散表現ベクトルを獲得した.これにより,単語からフレーズ,フレーズから楽曲といったレイヤーを越えた歌詞検索を実現可能にした.

また,歌詞中での物語の進行や感情の変化などの文書中での展開に着目した単語の重要度指標についても比較・検討を行った.一方で,歌詞中の押韻に着目するための基礎研究として,歌詞を国際音声記号(IPA)として表現し,英語歌詞との押韻の類似度を計算する技術を確立した.これを利用して,日本人の英語歌詞と日本語歌詞の聴取時の聞き間違え現象についての分析を行った.これによって,歌唱時のリズムや音の印象に応じた検索の実現が高まったと考えられる.ユーザの自由な入力や曖昧な入力での検索に対して一定の性能が得られる歌詞の特徴表現の策定が完了した.また,発音に着目した検索を実現するための基礎技術も確立した.歌詞の特徴表現技術についての考察は,国内研究会での発表を行った.発音に着目した英語歌詞と日本語歌詞の聞き間違えに関する考察については,論文誌に採録された.本研究では,ユーザが音楽を検索する場面を想定し,ユーザの周辺コンテキストを入力としてそのコンテキストの感性や状況に合致した歌詞を検索することを目的としている.飲食店のBGM検索において店舗の雰囲気やテーマに沿った歌詞を検索することや,映像コンテンツの制作において映像中のストーリーの展開やコンテンツがもつ感性に合致した歌詞を検索することは,エンターテイメントコンテンツの利用が活発化する現代において益々重要性を増していくと考えられる.ユースケースを想定した場合,単語をクエリとして入力する従来の情報検索に比べて,ストーリー性をもった文章の入力となることが想定される.入力された文章全体を処理対象とする方法もある一方で,入力された情報からより重要な情報のみを抽出してユーザの要求を明確化する処理も考えられる.本年度は,後者のアプローチを実現するための要素技術の開発を行った.具体的には,昨年度に提案・検討した物語の進行や感情の変化を捉えるための単語重要度指標を洗練し,人間が文書を読み進めていく中で話の展開として重要となる単語を抽出するための指標を提案した.この指標を用いることで,歌詞のブロックごとに重要となる単語の抽出と共に,ユーザによって入力された文章の中からキーワードを抽出可能になる.昨年度までの研究で開発してきた単語やフレーズといった歌詞のレイヤーを超えた検索時に抽出されたキーワードを適用すれば,研究目的としているコンテキストに応じた歌詞検索の実現が期待される.また,歌詞検索は入力されたコンテキストと歌詞の感性を紐つけるend-to-endな問題としても捉えられる.ストーリー性(つまり,時系列情報)をもった情報同士をニューラルネットワークによって関係づけるための技術について,文章と同様の性質をもつ譜面を対象として,技術応用の可能性について検討を行い学術論文誌での発表を行った.歌詞検索技術に関わって,入力クエリからの情報抽出のための要素技術の開発と検討を行った.最終的に歌詞を検索する部分までのアプリケーションの開発について来年度は研究を加速させ,プロトタイプシステム開発の実現を目指す.今後は,単語ベクトルモデルと感性
動画対応FPDによる肺血流イメージングの開発

FPDを用いて息を止めた状態で撮影した胸部X線動画像を対象に,肺や心臓の血液循環に伴うX線透過性(=画素値)の変化を計測し,血流動態および分布を評価する新しい画像診断システムの開発に取り組んだ.その結果,開発手法は,肋間サイズ程度の血流障害領域を検出できることを明らかにした.聴診器のような感覚で簡便かつ迅速に心肺機能情報を評価する,災害時緊急および救急医療のための新しいX線撮影システムとして期待できる.FPDを用いて息を止めた状態で撮影した胸部X線動画像を対象に,肺や心臓の血液循環に伴うX線透過性(=画素値)の変化を計測し,血流動態および分布を評価する新しい画像診断システムの開発に取り組んだ.その結果,開発手法は,肋間サイズ程度の血流障害領域を検出できることを明らかにした.聴診器のような感覚で簡便かつ迅速に心肺機能情報を評価する,災害時緊急および救急医療のための新しいX線撮影システムとして期待できる.FPDを用いて息を止めた状態で撮影した胸部X線動画像を対象に,肺や心臓の血液循環に伴うX線透過性(=画素値)の変化を計測し,血流動態および分布を評価する新しい画像診断システムを開発することが研究期間内の目標である.今年度の研究成果を以下に示す.臨床試験胸部疾患症例(COPD,肺繊維症,閉塞性細気管支炎,無気肺,喘息)14例の胸部X線動画像を取得した.ゴールドスタンダードとして利用するために,CT・肺機能検査・核医学検査の結果を同時に収集した.収集した画像をこれまでに開発した手法を用いて画像解析プログラムで計測した.本法による解析結果を,CTや核医学検査所見と比較した.多くの症例でそれらは一致したが,一部異なる症例があった.症例数の増加,画像解析法の改善,異常検出能の評価がH20年度の課題である.また,肺塞栓症・肺高血圧・一般的な心疾患などのデータ収集をしていく必要がある.本法の血流計測能の評価肺内の血流分布を変化させるために,撮影体位を変化させて胸部X線動画像を取得した(立位,左右側臥位).心拍動性の画素値の変化量を計測し,体位による違いを比較したところ,画素値の変化量は肺血流分布変化を反映した結果を示した.本法は,肺血流分布を評価できる計測能を有していることが明らかとなった.画像解析プログラムの開発および最適化心室面積と画素値の変化から心駆出率に関連する情報を取得する手法を開発した.また,臨床データの解析を通して撮影条件や各種解析パラメータの最適化を行った.病変部以外のノイズ成分を低減する画像処理フィルタを開発した.FPDを用いて息を止めた状態で撮影した胸部X線動画像を対象に,肺や心臓の血液循環に伴うX線透過性(=画素値)の変化を計測し,血流動態および分布を評価する新しい画像診断システムを開発することが研究期間内の目標である.昨年度は,画像処理法の改善や臨床データ(胸部X線動画像, CT,肺機能検査,核医学検査)の収集を行った.今年度の研究成果を以下に示す.画素値の血流性変化量の分布について,正常と異常の傾向を明らかにした.正常症例では,肺門部から肺末梢にかけて減少し,左右対称である正常な肺血流分布と矛盾しない分布を示した.異常症例では,血流障害領域を画素値の変化量の減少としてとらえることができた.肺血流シンチグラフィをゴールドスタンダードした臨床評価において,肋間サイズ程度の血流障害領域を検出できることを明らかにした.多くの症例で,画素値の変化量の分布とRIカウントの分布には相関がみられた(0.7<r, 3 cases ; 0.4<r<0.7, 7 cases ; 0.2<r<0.4, 4 cases).一部の症例で,肺シンチ所見とのミスマッチがみられたが,画像解析エラー(フレーム間位置合わせや画像変形)が原因と思われる.アルゴリズムの改善が次年度の課題である.また,局所肺血流の異常を検出するコンピュータアルゴリズムの開発を進めている.左右対称な分布からの逸脱を根拠に,異常を検出できる見通しがたった.今後,各種解析パラメータの最適化を行い,パーソナルコンピュータで使用可能な汎用性の高いソフトウエアを開発したい.FPDを用いて息を止めた状態で撮影した胸部X線動画像を対象に,肺や心臓の血液循環に伴うX線透過性(=画素値)の変化を計測し,血流動態および分布を評価する新しい画像診断システムの開発に取り組んだ.収集した臨床画像を対象に開発した画像処理法を適用し,他の臨床データ(CT,肺機能検査,核医学検査)と比較することで,開発手法の臨床的有用性を検証した.さらに,局所肺血流の異常を検出するコンピュータアルゴリズムの開発を行った.その結果,画素値の血流性変化量の分布について,正常と異常の傾向を明らかにした.正常症例では肺門部から肺末梢にかけて減少し,左右対称である正常な肺血流分布と矛盾しない分布を示した.異常症例では,血流障害領域を画素値の変化量の減少としてとらえることができた.多くの症例で,画素値の変化量の分布とRIカウントの分布には相関がみられた.肺血流シンチグラフィをゴールドスタンダードした臨床評価において,肋間サイズ程度の血流障害領域を検出できること,および,肺シンチグラフィと同等の診断能を有することを明らかにした.さらに,左右対称な分布からの逸脱を根拠に,異常を検出できる見通しがたった.

昨年,X線動画像の撮影が可能なポータブルFPDシステムが開発された(薬事承認済み).開発手法をポータブル撮影装置に組み込むことで,聴診器のような感覚で簡便かつ迅速にバイタルサインや心肺機能情報を取得できるようになる.災害時緊急および救急医療のためのポータブル心肺機能イメージングの開発と,その診断能の限界と適用範囲を明らかにすることが今後の課題である.