hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
老年者呼吸器感染症の発症機序と至適治療に関する研究

少量の蒸溜水を最小限度の浸襲性で咽頭後壁部に1回注入して嚥下を誘発し、頚筋々電図より嚥下誘発潜時、呼吸イングタンスプレチスモグラフィーから呼吸運動の位相、気管マイクロフォンによる気管内音を測定する方法を開発した。SPTにより健常者では老年者の潜時が若年者より延長していることが明らかになった。中枢神経疾患を中心に本法による嚥下機能評価を行ったろころ、無症状の誤嚥、嚥下障害の機序の多様性などを、比較的鋭敏かつ良好な再現性を以て検出できることが示された。びまん性嚥下性細気管支炎(DAB)を前年度とは異る老人病院で検討した。対象剖検例400例(平均86才)中DABは1%に認められた。またDABでは気腫物病変や胸膜病変が、通常の嚥下性肺炎より軽度であった。1)誤嚥のリスクを早期に検出するために開発した嚥下誘発テスト(SPT)について、さらに検討を進めた結果、以下の点が明らかになった。(1)注入液として試みた5種類の溶液の中で、注入-嚥下潜時との間に用量依存関係がみられるのは蒸留水と50%ブドウ糖であった。(2)若年健康志願者18名について喫煙とSPTの関連を検査した。喫煙者では潜時の延長嚥下國値の上昇が観察された。最大注入量1.0mlまでは若年者では誤嚥はみられなかった。(3)仰臥位では坐位に比較して同一注入量に対する潜時が延長している傾向があった。(4)諸種神経疾患、糖尿病などで、SPTで多様な異常が観察できた。2)若SPTラット(10週齢)と老SPTラット(29ヶ月齢)にクレブシエラ菌を噴霧吸入させて実験的肺炎を惹起せしめた。清肺湯3週投与群と非投与群との対比も併せて施工した。デ-タ解析中である。3)ラットの気管内塩酸注入モデルについてステロイド投与の効果を、気管支肺胞洗滌(BAL)液とその細胞を用いて検討した。その結果、同剤によりBAL細胞からO_2フリ-ラジカルの放出は有意に抑制され、BAL液の炎症マ-カ-である15HETE濃度も減少することが認められた。4)血管内皮細胞から産生されるエンドセリン(ET1)は気管支筋収縮など肺への影響も大である。ラットにET1を1回静脈内注射しBALにより肺末梢部に及ぼす効果を研究した。その結果ET1は同部の15HETE,O_2フリ-ラジカルの産生を促進することが判明した。これらの研究結果から、誤嚥性肺炎について、予防のための体位、ステロイド投与の効果、炎症マ-カ-の把握などの点で、臨床応用が期待される。
ハーモニック加速電圧を用いたサイクロトロンの新たな加速手法の研究

本来サイクロトロンが有する最高性能(質量数と価数の比M/ Q≒2のイオンを最大エネルギーで加速)を発揮させるとともに、従来のM/ Q分解能を10倍以上に向上させるため、サイクロトロンの正弦波型基本波電圧とその整数倍の周波数のハーモニック電圧を同時に発生させる新しい共振空洞システムの高周波電場解析計算とモデル共振空洞の設計・製作・性能試験を行い、世界最高のM/ Q分解能(1/ 3000以下)の実現に必要とされる共振空洞システムの開発の目処を得た。サイクロトロンの正弦波型基本波電圧にその3倍及び5倍の周波数のハーモニック電圧を重ね合わせた加速電圧波形を作り、従来分離が不可能であった、質量数と価数の比(M/Q値)の差が1/3000以下の異種イオンを減速し易いRF位相で加速してサイクロトロンのM/Q分解能を従来の10倍以上に向上させることを目指し、加速電極に基本波と3倍及び5倍のハーモニック電圧を同時に発生させる新しい共振空洞システムの要素開発研究を目的として高周波電磁場解析とモデル共振空洞の設計、モデル共振空洞の製作を行った。設計に当たっては、汎用性・コンパクト性に優れたGeV級超電導AVFサイクロトロンを想定し、加速電極面に対して上下の垂直な方向から基本波電圧発生用共振空洞を直結させ、加速電極で電圧振幅が最大となるλ/2波長モードの定在波が励振されるように加速電極、ライナー、加速箱、同軸型共振空洞などの形状・構造・サイズなどを一次元伝送線近似計算及び3次元高周波電磁場解析コードHFSSなどを用いて立体的に決定した。これを基に、基本波電圧を発生させるためのモデル共振空洞(約1/4スケール)を無酸素銅材を用いて製作した。その際、3倍波・5倍波電圧用共振空洞(H22年度製作)を連結したり、性能向上のために共振空洞の連結位置を変えたりできるように機械設計に柔軟性を持たせた。また、共振空洞の性能評価を行うための加速電圧ピックアップ電極及びローレベル信号線等を設置した。本研究のモデル共振空洞の設計・製作により、サイクロトロンで世界初の基本波・3倍波・5倍波同時励振共振空洞システムの開発の見通しが立ち、学術的な意義は極めて大きい。これにより、サイクロトロンにおいて最高エネルギーの高純度イオンビームが短時間で多種類利用可能になるだけでなく、超高分解能の原子核質量分析等への応用の道も切り開かれ、大きな波及効果が期待される。従来のサイクロトロンでは困難であった、加速イオンの質量数と価数の比(M/Q値)の差が1/3000以下の異種イオンを分離し、最大価数のフルストリップイオン(質量数と価数の比がほぼM/Q≒2のイオン)を加速して本来サイクロトロンが有する最高性能(最大エネルギーでの加速)を発揮させるため、サイクロトロンの正弦波型基本波電圧に、その3倍及び5倍の周波数のハーモニック電圧を重ね合わせた加速電圧波形を生成し、M/Q値の差が1/3000以下の異種イオンが減速され易いRF位相で加速してサイクロトロンのM/Q分解能を従来の10倍以上に向上させ、世界最高のM/Q分解能の達成を目指している。本研究では、従来技術では実現されていない、加速電極に3倍及び5倍のハーモニック電圧を同時に発生させる新しい共振空洞システムの要素開発研究を目的としている。H22年度は、3λ/4励振モードの定在波利用した基本波加速周波数の3倍や5倍などの整数倍の周波数のハーモニック電圧を発生させる共振空洞の形状・構造、結合位置などを3次元高周波電磁場解析コードHFSSやMW-Studioを用いて設計・製作し、1/4スケールのモデル共振空洞(H21年度製作)に連結した。3次元高周波電磁場解析及びモデル共振空洞でのローレベル信号特性試験の結果から、加速電極面に平行な励振モードが加速ギャップでの半径方向の加速電圧分布に影響を与え、加速粒子のエネルギー利得分布の調整自由度を高めるためには、加速電極の分割、或いはハーモニック電圧用共振空洞の結合位置を基本波加速電圧用共振空洞と同一にするなどの工夫が必要であることを明らかにした。本研究により、GeV級超電導AVFサイクロトロンのコンパクト化と世界最高のM/Q分解能の実現に必要とされる基本波・3倍波・5倍波同時励振共振空洞システムの開発の見通しが立ち、学術的な意義は極めて大きい。

従来のサイクロトロンでは困難であった、加速イオンの質量数と価数の比(M/Q値)の差が1/3000以下の異種イオンを分離し、最大価数のフルストリップイオン(質量数と価数の比がほぼM/Q≒2のイオン)を加速して本来サイクロトロンが有する最高性能(最大エネルギーでの加速)を発揮させるため、サイクロトロンの正弦波型基本波電圧に、その3倍及び5倍の周波数のハーモニック電圧を重ね合わせた加速電圧波形を生成し、M/Q値の差が1/3000以下の異種イオンが減速され易いRF位相で加速してサイクロトロンのM/Q分解能を従来の10倍以上に向上させ、世界最高のM/Q分解能の達成を目指している。本研究では、従来技術では実現されていない、加速電極に3倍及び5倍のハーモニック電圧を同時に発生させる新しい共振空洞システムの要素開発研究を目的としている。基本波加速周波数(3050MHz)の3倍及び5倍のハーモニック電圧の定在波波長が13mであることから、長さ11.5mの加速電極における半径方向の横モード励振を回避するため、加速電極上に方位角方向のスリットを複数設けて線路長を長くする、或いはハーモニック加速電圧専用の小さな電極を基本波加速電極内に設置してハーモニック電圧加速を個別に行うなどの対策を講じることにより、加速粒子の最終的なエネルギー利得分布が制御可能であることを3次元高周波電磁場・軌道解析コードなどを用いて明らかにした。この手法の有用性を実証するため、1/4スケールのモデル共振空洞の改良を行い、加速ギャップに沿った電圧分布の周波数依存性に関するデータを取得した。本研究成果により、GeV級超電導AVFサイクロトロンのコンパクト化と世界最高のM/Q分解能の実現に必要とされる基本波・3倍波・5倍波同時励振共振空洞システムの開発の見通しを得ることができたことから、学術的な意義は極めて大きい。
遊離脂肪酸の膵β細胞機能に及ぼす影響に関する分子生理学的ならび分子生物学的研究

高濃度の遊離脂肪酸存在下に培養された膵β細胞でのインスリン生合成を検討するために、0.52mMバルミチン酸(PA)存在下に経時的に培養し、生合成能の変化を検討した。高濃度PAは1時間の時点より、膵β細胞でのグルコース刺激下のインスリン生合成を有意に抑制した。しかしながら、プロインスリンmRNA含量やグルコースによるインスリン分泌能は影響を及ぼさなかった。なおインスリン分泌は16時間後には低下した。したがって高濃度PAはまずインスリン生合成を遺伝子の翻訳レベルで抑制し、その結果インスリン分泌を障害するものと考えられた。次に高濃度遊離脂肪酸により膵β細胞での発現が増強するPPARγによる影響について検討を行った。アデノウィルスの発現系を用いて膵ラ氏島にPPARγを強制的に過剰発現させたところ、グルコース刺激ならびに高濃度KCl刺激に対するインスリン分泌の抑制を認めた。一方、高濃度KClによるグルカゴン分泌には何ら影響も及ぼさなかったことから、この効果は膵β細胞に対する特異的なものと考えられた。遊離脂肪酸を産生する脂肪細胞には内分泌細胞との類似点が多く、種々の生理活性物質(TNF-α,レフチン,アディホネクチンなど)を血中に放出している。そこで脂肪細胞に人為的にインスリン遺伝子を発現させ「膵β細胞化」を試みた。興味深いことに、このインスリン遺伝子産物はGLUT4小胞内に発現し、かつ変換酵素furinの作用によりインスリンまで変換されることが判明した。そこでその系を肥満2型糖尿病モデルKKAyマウスの皮下脂肪に導入したところ、耐糖能の明らかな改善を認め、この効果は少なくとも2週間は持続した。脂肪細胞への膵β細胞機能の移入により糖毒性が解除され、膵β細胞自体の機能を改善することが期待される。研究代表者らは,膵β細胞由来のMIN6細胞を用いて遊離脂肪酸のプロインスリンからインスリンへのプロセシングおよびインスリン分泌に及ぼす影響について経時的に検討した.プロインスリンからインスリンへのプロセシングは遊離脂肪酸暴露1時間後より有意に遅延し,インスリン分泌は8時間後に減少を認めた.遊離脂肪酸によるプロインスリンからインスリンへのプロセシングの障害はグルコース刺激に対するインスリン分泌抑制に比しより早期に認められた.したがって,糖尿病にみられる相対的な高プロインスリン血症の成因に,遊離脂肪酸の直接的かつ速やかなプロセシング機構に対する障害が,密接に関与している可能性が考えられた.このプロインスリンのプロセシングに重要な役割を果たしているインスリン分泌顆粒および細胞質内のCa^<2+>濃度及びpHの変化を測定することにより,遊離脂肪酸によるプロインスリンのプロセシングの遅延がCa^<2+>上昇の障害によるものかpHの変化によるものかその分子機構を明らかにする目的で,遊離脂肪酸存在下に培養したMIN6細胞を用い,蛍光指示薬であるfura-2を用いた系により,細胞質内カルシウムイオン濃度の経時的な変化を現在検討中である.また,インスリン分泌顆粒内Ca^<2+>濃度を測定するため,phogrin分子にaequorinを結合させて細胞内に導入する系を確立中である.さらに分泌顆粒膜のCa^<2+>濃度変化を検討するため,Ca^<2+>の蛍光指示薬であるいわゆるyellow 'camereon'(Ycam2)をphgrin分子に結合したphgrin-Ycam2を導入する系を確立する.研究代表者らは,膵β細胞由来のMIN6細胞を用いて遊離脂肪酸のプロインスリンからインスリンへのプロセシングおよびインスリン分泌に及ぼす影響について経時的に検討し,またfura-2を用いて細胞質内のCa-<2+>濃度を測定した.プロインスリンからインスリンへのプロセシングは遊離脂肪酸暴露1時間後より有意に遅延し,インスリン分泌は8時間後に減少を認めた.また,相対的なプロインスリン分泌の増加を認めた.

このことより遊離脂肪酸はインスリン分泌抑制に比べ,プロインスリンからインスリンへのプロセシングの障害により早期から影響を与えることが示された.したがって,糖尿病にみられる相対的な高プロインスリン血症の成因に,遊離脂肪酸が直接的かつ速やかにプロセシング機構に障害を与え,密接に関与している可能性が考えられた.このプロセシングに重要な役割を果たしているインスリン分泌顆粒および細胞質内のCa^<2+>濃度及びpHの変化を測定することにより,遊離脂肪酸によるプロセシングの障害がCa^<2+>濃度の上昇の障害によるものかpHの変化によるものかその分子機構を明らかにする目的で,まず遊離脂肪酸存在下に培養したMIN6細胞を用い,蛍光指示薬であるfura-2を用いて細胞質内のCa^<2+>濃度を測定した.現在継続測定中ではあるが,遊離脂肪酸は細胞質内カルシウムイオン濃度には有意な変化は認めなかった.そこで分泌穎粒膜Ca^<2+>濃度を測定するため,Ca^<2+>の蛍光指示薬であるいわゆるyellow 'camereon'(Ycam2)をphogrin分子に結合したphogrin-Ycam2を導入する系を確立する.インスリンを生合成し分泌する膵β細胞自身が、インスリン受容体を発現するインスリン標的細胞である事実が示されている。一方膵β細胞にはインスリンシグナリングのkey moleculeの1つであるPPARγの発現が認めれているものの、その生理的役割については未だ明らかではない。高濃度の遊離脂肪酸の存在下に培養された膵ラ氏島では、PPARγの発現が過剰となることが報告されている。また肥満2型糖尿病モデルで、実際に高脂血症をともなうことが知られているZDFラットにおいて、膵β細胞でのPPARγ発現が増大している事実も観察されている。そこで人為的に膵ラ氏島に対しアデノウィルスの発現系を用いてPPARγを過剰発現させ、グルコースならびに高濃度KCl刺激に対するグルカゴン分泌に及ぼす影響について検討を加えた。その結果、(1)11.1mMならびに16.7mMグルコース刺激に対するインスリン分泌は、PPARγ過剰発現群で明らかな抑制が認められた。(2)20mMならびに30mM KCl刺激に対するインスリン分泌も、過剰発現群で明らかな抑制が認められた。しかしながら、インスリン含量については対照との間に有意差は認められなかった(3)30mM KCl刺激に対するグルカゴン分泌には両群間で差は認められなかった。以上より、膵β細胞でのPPARγの過剰発現は、インスリン分泌能に対し明らかな抑制効果を示した。一方、グルカゴン分泌能には何らの影響も及ぼさなかったことから、この効果は膵β細胞に対する特異的なものであると考えられた。さらに高濃度KCl刺激により細胞膜が脱分極している条件下においてもインスリン分泌が明らかに抑制されたことから、インスリン分泌機構のなかでも主として細胞内カルシウム上昇以降の分泌顆粒放出系に対し直接的な作用を及ぼすものと考えられた。
老化モデルトランスジェニックマウスにおけるミクログリア活性化の機構と役割

平成16年度17年度の2年間において、我々は、アルツハイマー病(Alzheimer's disease : AD)のモデル動物である2つのtransgenic(Tg)mice、1)脳にアミロイドβ蛋白(amyloid βprotein:Aβ)沈着を認めるTg2576 mice(APPsw mice)と2)変異tau R406Wを有するtauを過剰発現するTg mice(TauR406W mice)において、痴呆の成り立ち、痴呆関連細胞・分子の変化とミクログリアの変化を実験的に検討した。Tau R406W miceでは、F4/80陽性のミクログリアが、大脳皮質、扁桃体、海馬において、non-TGと比較して有意に増加していることが示された。ミクログリアの増加(microgliosis)は、tauの著明な蓄積やastrocytosisと相関することが示され、扁桃体では、ミクログリアの増加とともに高度の神経細胞減少が認められた。一方、Tg2576 miceの検討では、マウスの記憶学習障害が、Aβdimerが1ipid raftに蓄積する6ヶ月で起こること、さらにマウスの長期記憶障害は、7.75カ月から始まることが示された。これらの研究により、Tg2576 miceでは、6および7.75カ月に注意してミクログリアを検討する必要性が明らかとなった。APPswではprematurecored plaqueが生後7ヶ月から出現するが、そのplaque周囲に細胞内Aβ42を有するニューロンないしミクログリアが存在することが蛍光抗体法で示され、Aβアミロイド沈着初期からのミクログリアの関与が示唆された。次に我々は、ミクログリア活性化とαシヌクレイン(α-syn)およびtau蓄積との関連を明らかにするために、α-syn変異Tg miceと変異tau P301Lを有するtauを過剰発現するTg mice脳を病理学的に検討した。その結果、ミクログリアの活性化はα-synやtau沈着と密接に関係するが、α-synやtau自体が直接的な活性化因子となることはないことが示された。我々は今年度、アルツハイマー病(Alzheimer's disease:AD)のモデル動物である2っのtransgenic(Tg)mice、1)脳にアミロイドβ蛋白(amyloid protein:Aβ)沈着を認めるTg2576mice(APPsw mice)と2)変異tau R406Wを有するtauを過剰発現するTg mice(Tau R406W mice)において、痴呆の成り立ち、痴呆関連細胞・分子の変化とミクログリアの変化を実験的に検討した。Tau R406Wmiceでは、F4/80陽性のミクログリアが、大脳皮質、扁桃体、海馬において、non-TGと比較して有意に増加していることが示された(Am J Pathol 166:521,2005)。一方、Tg2576 miceの検討では、マウスの記憶学習障害が、Aβdimerがlipid raftに蓄積する6ヶ月で起こること(J Neurosci 24:3801,2004)、さらにマウスの長期記憶障害は、7.75ヵ月から始まること(Neurobiol Aging 25:483,2004)が示された。

これらの研究により、Tg2576 miceでは、6および7.75ヵ月に注意してミクログリアを検討する必要性が明らかとなった。パーキンソン病(Parkinson's disease:PD)のモデル動物として期待されているα-synuclein変異Tg(α-synTG)におけるミクログリア活性化の検討も行なった。その結果、α-synの沈着早期においてはミクログリアの活性化は認められないことが示唆された。我々は今年度、老化モデルtransgenic (Tg) miceを用いて、microgliaと老化に関する関連を検討し、その結果を論文発表、学会報告した。1)ミクログリア活性化とαシヌクレイン(α-syn)蓄積との関連を明らかにするために、ヒトαシヌクレイノパチー(PD, DLB, MSA)脳組織とα-syn変異Tg mice脳を病理学的に検討した。その結果、グリア細胞内αシヌクレインの異常蓄積は、オリゴデンドロサイトやアストロサイトと異なり、ミクログリアでは生じていないことが示唆された。ヒトαシヌクレイノパチーにおけるミクログリア活性化の程度は様々であり、病変部灰白質では貪食能や神経障害性因子(iNOS)を発現する活性化ミクログリアが神経細胞脱死と関連して出現することが示された。さらに神経細胞内α-syn沈着周囲ではミクログリアは充分に活性化されていないことが、ヒト脳およびTg mice脳で示された(Neuropathology 2005,Amsterdam)。2)アミロイドβ蛋白(amyloid βprotein : Aβ)沈着を認めるTg2576mice (APPsw mice)を用い、老人斑とミクログリアの関係を経時的に検索した。その結果、APPswではpremature cored plaqueが生後7ヶ月から出現し、そのplaque周囲に細胞内Aβ42を有するニューロンないしミクログリアが存在することが蛍光抗体法で示され、Aβアミロイド沈着初期からのミクログリアの関与が示唆された(Neurosci Lett 395:37,2005)。3)ヒトtauopathy脳と変異tau P301Lを有するtauを過剰発現するTg miceにおいて、ミクログリアの活性化はtau沈着と密接に関係するが、NFTやPickbody自体が直接的な活性化因子となることはないことが示された(第16回国際神経病理学会発表予定、米国)。
微分可能写像の大域的位相不変量に関する研究

90年代に入り、結び目等をはじめとする低次元多様体間のgeneric写像のトポロジーと特異点に関する研究が再燃している.そこで本件において、閉曲面M^2からEuclid平面R^2へのC^∞安定写像の大域的位相型に関する研究を行った.特に、V.A.Vassilievによる結び目不変量、V.I.Arnoldによる平面曲線不変量の構成方法を基に、安定写像f:M→R^2のisotopy同値類に対する「次数1のVassiliev型不変量」の構成を行った.即ち、A-有限確定多重写像芽R^2,S→R^2,0の分類(A-codim.=3,4)を行い、分類結果と分岐図式の解析から得られるVassiliev複体のhomologyを計算し、非自明な興味深いisotopy不変量を導くことができた.この新しい不変量は、特異値集合(輪郭線)D(f)をplane wave frontとみなすとき、ArnoldのJ^+-理論に深く関連するものと考えられる.しかし、現時点でまだ不明な点が多く、これらを解明する事がこれからの課題である.また、閉曲面MからR^4へのgeneric immerson、2次元結び目やその射影等に関するVassiliev型不変量を見つけること等も今後の問題として考えられ、低次元トポロジーの研究者と情報交換を進めている状況である.上記結果の一部は、平成9年1月に開催された京大数理解研・研究集会「実特異点のトポロジーと周辺話題(代表:佐伯修氏(広島大))」において発表した.数理研講究録に本研究に関する解説を載せる予定である(さらに数編の論文を準備中).この他にも、有限型複素解析的写像f:M→Nのdegenerate locus S(f)のホモロジー特性類(Chern-Schwartz-MacPerson class、Chern-Mather classなど)に関する研究、およびconstructible functionの位相的ラドン変換に関する研究を進めた.90年代に入り、結び目等をはじめとする低次元多様体間のgeneric写像のトポロジーと特異点に関する研究が再燃している.そこで本件において、閉曲面M^2からEuclid平面R^2へのC^∞安定写像の大域的位相型に関する研究を行った.特に、V.A.Vassilievによる結び目不変量、V.I.Arnoldによる平面曲線不変量の構成方法を基に、安定写像f:M→R^2のisotopy同値類に対する「次数1のVassiliev型不変量」の構成を行った.即ち、A-有限確定多重写像芽R^2,S→R^2,0の分類(A-codim.=3,4)を行い、分類結果と分岐図式の解析から得られるVassiliev複体のhomologyを計算し、非自明な興味深いisotopy不変量を導くことができた.この新しい不変量は、特異値集合(輪郭線)D(f)をplane wave frontとみなすとき、ArnoldのJ^+-理論に深く関連するものと考えられる.しかし、現時点でまだ不明な点が多く、これらを解明する事がこれからの課題である.また、閉曲面MからR^4へのgeneric immerson、2次元結び目やその射影等に関するVassiliev型不変量を見つけること等も今後の問題として考えられ、低次元トポロジーの研究者と情報交換を進めている状況である.上記結果の一部は、平成9年1月に開催された京大数理解研・研究集会「実特異点のトポロジーと周辺話題(代表:佐伯修氏(広島大))」において発表した.数理研講究録に本研究に関する解説を載せる予定である(さらに数編の論文を準備中).この他にも、有限型複素解析的写像f:M→Nのdegenerate locus S(f)のホモロジー特性類(Chern-Schwartz-MacPerson class、Chern-Mather classなど)に関する研究、およびconstructible functionの位相的ラドン変換に関する研究を進めた.
光弾性と逆解析を用いた三次元応力場計測のための基礎的研究

本申請では,載荷に伴い材料内部に生じる応力場の時刻歴を非接触・非破壊で計測することを目的とし,光弾性の原理を用いた実験装置の開発と,実験結果を用いて三次元応力場を逆解析する手法の開発を試みた.本申請の初年度では,準静的に載荷される材料中で動的に破壊が進行する前の三次元応力場の計測・逆解析手法の開発を目指して研究を遂行した.特に,逆解析においてはテンソル場トモグラフィーという全く新しい手法を開発することを目指した.さらに本申請最終年度である本年度は計測のための実験装置の開発と超高速ビデオカメラによる動的載荷時の光弾性パターンの記録を行った.以下に研究実績をまとめる.研究手法は実験および解析からなる.実験では,材料を多方向から一定波長の光でスキャンし,載荷とともに変化する三次元応力状態に対応する光弾性パターンを,それぞれの入射方向について時系列画像データとして記録する.このための実験装置のプロトタイプの製作・動的現象計測の準備を終えた.解析においては,「材料内の応力状態の入射方向における射影を光路に沿って積分した情報」を反映する光弾性パターンの変化に基づいて材料内部の各点での応力状態の時刻歴を逆解析する手法を開発した.この手法はテンソル場トモグラフィーの特徴でもある強い非線形性を克服する手段として,応力増分に関する線型化を試みたものであり,従来用いられてきた手法とは本質的に異なるものである.この手法の適用により,任意の三次元応力場の非破壊計測が可能となる.本研究の成果のうち,特に逆解析手法に関してはInternational Journal (Mechanics of Materials)に掲載された.現在,実験データに基づく逆解析を遂行中であり,この結果に関してもInternational Journalに投稿予定の論文を執筆中である.本申請では、載荷に伴い材料内部に生じる応力場の時刻歴を非接触・非破壊で計測することを目的とし、光弾性の原理を用いた実験装置の開発と、実験結果を用いて三次元応力場を逆解析する手法の開発を試みた。研究の最終目標は材料の破壊過程における応力場の変化を詳細に追跡することであるが、第一段階として、今回の交付希望期間内では、準静的に載荷される材料中で動的に破壊が進行する前の三次元応力場の計測・逆解析手法の開発を目指して研究を遂行した。特に、逆解析においてはテンソル場トモグラフィーという全く新しい手法を開発することを目指した。以下に研究実績をまとめる。研究手法は実験および解析からなる。実験では、材料を多方向から一定波長の光でスキャンし、載荷とともに変化する三次元応力状態に対応する光弾性パターンを、それぞれの入射方向について時系列画像データとして記録する。このための光学系・載荷系それぞれの基本設計と装置のプロトタイプの製作を終えた。解析においては、「材料内の応力状態の入射方向における射影を光路に沿って積分した情報」を反映する光弾性パターンの変化に基づいて材料内部の各点での応力状態の時刻歴を逆解析する手法を開発した。この手法はテンソル場トモグラフィーの特徴でもある強い非線形性を克服する手段として、応力増分に関する線型化を試みたものであり、従来用いられてきた2次元光弾性手法の拡張(応力凍結法・散乱光法)や、弱い三次元性の仮定に基づく手法(Integrated photoelasticity)とは本質的に異なるものである。この手法の適用により、任意の三次元応力場の非破壊計測が可能となる。現在までに、この手法に基づく数値実験で、三次元応力場逆解析に成功している。これら、逆解析手法の開発と数値解析結果をあわせてInternational Journalに投稿予定の論文を執筆中である。本申請では,載荷に伴い材料内部に生じる応力場の時刻歴を非接触・非破壊で計測することを目的とし,光弾性の原理を用いた実験装置の開発と,実験結果を用いて三次元応力場を逆解析する手法の開発を試みた.本申請の初年度では,準静的に載荷される材料中で動的に破壊が進行する前の三次元応力場の計測・逆解析手法の開発を目指して研究を遂行した.特に,逆解析においてはテンソル場トモグラフィーという全く新しい手法を開発することを目指した.さらに本申請最終年度である本年度は計測のための実験装置の開発と超高速ビデオカメラによる動的載荷時の光弾性パターンの記録を行った.以下に研究実績をまとめる.研究手法は実験および解析からなる.実験では,材料を多方向から一定波長の光でスキャンし,載荷とともに変化する三次元応力状態に対応する光弾性パターンを,それぞれの入射方向について時系列画像データとして記録する.このための実験装置のプロトタイプの製作・動的現象計測の準備を終えた.解析においては,「材料内の応力状態の入射方向における射影を光路に沿って積分した情報」を反映する光弾性パターンの変化に基づいて材料内部の各点での応力状態の時刻歴を逆解析する手法を開発した.この手法はテンソル場トモグラフィーの特徴でもある強い非線形性を克服する手段として,応力増分に関する線型化を試みたものであり,従来用いられてきた手法とは本質的に異なるものである.この手法の適用により,任意の三次元応力場の非破壊計測が可能となる.本研究の成果のうち,特に逆解析手法に関してはInternational Journal (Mechanics of Materials)に掲載された.現在,実験データに基づく逆解析を遂行中であり,この結果に関してもInternational Journalに投稿予定の論文を執筆中である.
心移植を前程とした人工心臓の臨床使用に関する基礎的研究

1)心臓移植を前提とした補助人工心臓(VAD)のブリッジ使用に対する自動制御システムを用いて拡張期に駆動するcounter pulsation駆動(CP)と収縮期に駆動するcoーpulsation駆動(CO-P)の際の腎交感神経活動を計測するシステムの確立を行なった。実験動物に関しては成山羊を使用したが、腎交感神経は発達が悪く神経情報をとれる神経は5例とも確認されなかった。雑種成犬では腎動脈に並走する交感神経が容易に得られた。交感神経情報を得るための電極は、白金タングステンなど種々の電極を比較したが、ステンレス製電極が最も良い情報が得られた。CP駆動はCOP駆動に比して交感神経の活動は緩和され、腎不全の駆動に有利であると判明した。2)雑種成犬を用いた両心バイパスを東北大型VADで行い、生体心の人為細動下での腎交感神経活動を記録した。腎血流量が充分に得られると考えられた駆動条件下では低流量時に比べて交感神経活動は充分に抑制されていた。したがって腎機能を保持するかまたは不全腎の機能の回復をはかるための人工心臓の駆動条件は交感神経活動の抑制現象が大きな目安となり得ることがわかった。3)TAH群とVAD群のブリッジ使用に対しての制御システムはその評価システムを含めほぼ完成している。安定した心拍出量の確保と制御の容易さに関してはTAHが有利である。完全埋込み型TAHの場合は心移植とほぼ同程度の時間とriskがあるが、VAD単独の場合は外科的侵襲が少なく体外循環を使用しなくても済む場合があり、ポンプが一ケで済むなどの有利な点が多いものと判断された。今年度は主に心臓移植へのブリッジ使用に対する補助人工心臓(VAD )および完全人工心臓(TAH)システムの確立とその至適駆動を行なうためのシステムの自動化を目的としたコンピュータシステムの開発について研究した。開発したVADシステムは空気圧駆動サック型で送脱血カニューレとポンプ本体およびそれらを結合する人工弁内蔵コネクターより構成され、それらが各々独立したいわゆるパーツ化を実現した。このパーツ化は長時間使用時の部分適な交換を可能にした。人工弁は自作のボール弁を用いて、VADシステムの完全国産化を実現した。このVADシステムを7頭の成山羊に応用し、全例予定した30日間を血栓形成なしで経過した。さらにVADおよびTAHシステムの至適駆動を目的とし、自動化を計るために、パーソナルコンピュータを用いた心臓駆動用ディジタル制御システムを試作した。このシステムはブリッジ使用中の種々の循環動態に自動的に対応するための適応制御機構、管理機能、解析機能を有する。またこれらの機能は互いに並列に動作するように設計してあるため、ソフトウェアへは多重割り込みが可能である。このシステムを用いた成山羊の急性実験により、抹消血管抵抗の変動(昇圧剤、降圧剤の投与による)とVAD駆動を自然心臓の拡張期および収縮期のどの位相にも駆動する方法(CP:C ounter-pulsationおよびCOP:Co-pulsation)により、薬剤を用いないで左心室に対する流出路抵抗を変化させた循環動態に対する安定した定値流量の自動制御を行った。その結果、大巾な各種循環動態の変化に対しても充分に数心拍で追従し得るシステムであると評価された。またこれらの循環動態の変動時に腎機能への直接的な支配に関与すると思われる腎交感神経活動を直接測定し、VADによる大動脈圧の上昇にはインパルス発生を抑圧する方向に働くことが証明され、不全腎への対応の一つの指標になり得ることがわかった。1)心臓移植へのブリッジ使用に対する補助人工心臓(VAD)および完全人工心臓(TAH)システムの確立とその至適駆動を行なうためのシステムの自動化を目的としたコンピュ-タシステムの開発について研究した。

開発したVADシステムは空気圧駆動サック型で送脱血カニュ-レとポンプ本体およびそれらを結合する人工弁内蔵コネクタ-より構成され、それらが各々独立したいわゆるパ-ツ化を実現した。このパ-ツ化は長時間使用時の部分的な交換を可能にした。人工弁は自作のボ-ル弁を用いて、VADシステムの完全国産化を実現した。このVADシステムを7頭の成山羊に応用し、全例予定した30日間を血栓形成なしで経過した。2)VADおよびTAHシステムの至適駆動を目的とし、自動化を計るため、パ-ソナルコンピュ-タを用いた人工心臓駆動用ディジタル制御システムを試作した。このシステムはブリッジ使用中の種々の循環動態に自動的に対応するための適応制御機構、管理機能、解析機能を有する。またこれらの機能は互いに並列に動作刷るように設計してあるため、ソフトウェアへは多重割り込みが可能である。このシステムを用いた成山羊の急性実験により、末梢血管抵抗の変動(昇圧剤、降圧剤の投与による)とVAD駆動を自然心臓の拡張期および収縮期のどの位相にも駆動する方法(CP:counterpulsationおよびCOP:co-pulsation)により、薬剤を用いないで左心室に対する流出路抵抗を変化させた循環動態に対する安定した定値流量の自動制御を行った。その結果、大幅な各種循環動態の変化に対しても充分に数心拍で追従し得るシステムであると評価された。またこれらの循環動態の変動時に腎機能への直接的な支配に関与すると思われる腎交感神経活動を直接測定し、VADによる大動脈圧の上昇にはインパルス発生を抑制する方向に働くことが証明され、不全腎への対応の一つの指標になり得ることがわかった。
神経ペプチドの家畜の脳内に於ける変動並びに下垂体ホルモン放出に及ぼす影響

1.神経ペプチドが家畜の黄体形成ホルモン(LH)、プロラクチン(PRL)、及び成長ホルモン(GH)の放出に及ぼす影響をみるため、屠場において牛の視床下部及び下垂体を採取して潅流系にかけた。山羊も研究室において材料を採取し、同様に実験に供した。神経ペプチドのうち試験に用いたのはvasoactive intestinal peptide(VIP)、Substance P(SP)、GH放出因子(GRF)、コレシストキニン(CCK)、ペプタイドヒスチジンイソロイシン(PHI)、AngiotensinII(AII)で、そのほか牛の下垂体後葉抽出物も試験に用いた。潅流液に含まれるLH、PRL、及びGHはラジオイムノアッセイ(RIA)で測定した。(1)VIPは牛の下垂体前葉に直接作用して10^<-6>Mから10^<-8>Mまでの濃度で、用量に依存したGHを放出し、10^<-6>Mから10^<-7>MではLHを放出した。GRFは10^<-6>Mから10^<-11>Mまでの濃度でGHを放出し、10^<-6>Mから10^<-8>Mまでの濃度では、VIPと異り、潅流中止後にも少くとも80分間は高濃度のGHを放出した。(2)山羊では、同様の潅流系においてVIPは10^<-6>Mから10^<-9>Mの濃度で用量に依存したGHを放出した。(3)去勢雄牛の視床下部一下垂体のin vitro潅流系にCCKを作用させると10^<-8>MではLHの放出を抑制し、10^<-6>Mでは逆にLHの放出を増加させた。(4)PRL放出に関しては、視床下部ー下垂体のin vitro潅流系で、ラットでPRL放出能があるとされるVIP、SPPHI、CCK、AIIのうちSPは逆にPRL放出を抑制し、他のペプチドは無効であった。著しいPRL放出を起こしたのは下垂体後葉抽出物のみで、この抽出物の中に真のPRL放出因子が含まれる可能性が高い。2.シバヤギの脳室内にVIPを注入するとPRLが放出された。3.子豚とシバヤギの視床下部内にPush-Pullカニューレを挿入して脳内を潅流し、潅流液のLHRHをRIAで測定すると、脳内のLHRHは脈動状に放出することを発見した。1.神経ペプチドが家畜の下垂体黄体形成ホルモン(LH),プロラクチン(PRL)及び成長ホルモン(GH)の放出に及ぼす影響をみるため,屠場において牛の視床下部及び下垂体を採取して潅流系にかけた.神経ペプチドのうち試験に用いたのはvasoactive intestinal peptide(VIP),Substance P(SP)LH放出ホルモン(LHRH)及びGH放出ホルモン(GRF)などであった.

(1)VIPは10^<-7>M及び10^<-6>Mの濃度で牛の下垂体LHを有意に放出した.(2)このVIPを潅流した場合,視床下部を潅流した液が引き続いて下垂体前葉を潅流するいわゆる連続潅流の場合にも,下垂体前葉のみの単独潅流の場合にもLHを放出したので,VIPは下垂体に直接作用してLHを放出させることが明らかになった.(3)下垂体のみの単独潅流を行った場合にVIP抗血清を潅流液に加えると,LHの放出は有意に抑制された.このことから下垂体前葉に内在するVIPが下垂体LHの放出を刺激することも明らかになった.(4)VIPのLH放出力はLHRHと比べると低かった.(5)VIPは下垂体の潅流液に加えるとPRLを放出するが,その放出力は弱いことがわかった. (6)SPは下垂体の潅流液に加えるとPRLの放出を抑制することがわかった.しかしLHについては,その反応が明瞭でなく,追加実験が必要である.(7)VIPは下垂体前葉の潅流系に加えると,GHを放出することが明らかになった.この放出力はnGRFD21-29D2の10^<-7>Mと同様に強力であった.このVIPの濃度は10^<-7>Mであった.2.シバヤギの脳室内にVIPを注入すると血漿中のLH,PRL及びGHのうちでPRLのみが放出された.3.シバヤギの視床下部にPushーpullカニューレを挿入して脳内を潅流し,10分毎に潅流液をとり,LHRHを測定するとLHRHは脈動状に放出されることが明らかになった.4.3と同様な方法で子豚の視床下部内のLHRHの濃度変化を調べると,脈動状の放出を発見した.1.神経ペプチドの家畜の黄体形成ホルモン(LH)、プロラチン(PRL)、及び成長ホルモン(GH)の放出に及ぼす影響をみるため、屠場において牛の視床下部及び下垂体を採取した潅流系にかけた。牛と同じ反芻動物で牛の実験モデルとされている山羊も研究室において材料を採取し、同様に実験に供した。神経ペプチドのうち試験に用いたのはvasoactive intestinal peptide(VIP)、Substance P(SP)、GH放出因子(GRF)、コレシストキニン(CCK)、ペプタイドヒスチジンイソロイシン(PHI)、セクレチン、Angiotensin II(AII)で、そのほか牛の下垂体後葉抽出物も試験に用いた。潅流液に含まれるLH、PRL及びGHはラジオイムノアッセイ(RIA)で測定した。(1)潅流系において、VIPは牛の下垂体前葉を直接作用して10^<-6>Mから10^<-8>Mまでの濃度で用量に依存したGHを放出したが、VIPの潅流中止後には直ちにGH放出量は低下した。これに対しGRFは10^<-6>Mから10^<-11>Mまでの濃度で、用量に依存したGH放出を起こした。また10^<-6>Mから10^<-8>Mまでの濃度ではGRFの潅流中止後にも、少なくとも80分間は高濃度のGHを放出し続けることが明らかになった。(2)山羊では同様の潅流系において、VIPは10^<-6>Mから10^<-9>Mの濃度で用量に依存したGHの放出を起こした。(3)去勢雄牛の視床下部-下垂体のin vitro潅流系にCCKを作用させたことろ、10^<-8>Mの濃度ではLHの放出を有意に抑制した。しかし、10^<-6>Mの濃度では逆にLHの放出を有意に増加させた。これらの中間のCCK濃度10^<-7>Mでは極めて弱いLH放出を示したのみであっ。(4)PRL放出に関しては、視床下部-下垂体のin vitro潅流系ににいて神経ペプチドのうち、SPは抑制、ラットではPRL放出能力があるとされるVIP、CCK、PHI、AIIは無効であった。著しいPRL放出を起こしたのは下垂体後葉抽出物のみであった。この抽出物中に牛のプロラクチン放出因子が含まれる可能性が高い。
演劇表現活動を取り入れた児童英語カリキュラム開発・実施

本研究は、福岡市小学校英語活動の発展を目指し、演劇表現活動を取り入れた児童英語カリキュラム開発・実施の提案である。本研究は、第一に「演劇の一環であるEducational Drama教授法を取り入れた小学校英語活動の推進」を行った。この課程では、「ドラマの手法/Educational Drama(演劇表現活動)」を使った英語活動カリキュラムを導入した。このカリキュラムの「開発」「実行」「振り返り」の作業を文部科学省「小学校における英語活動等に関する国際理解活動推進拠点校」である福岡市横手小学校の教員と共に行った。本研究代表者は、6年生2クラスの英語活動に長期にわたって参加し、教員と児童に直接現場で指導した。その結果、言語学習中心であった英語活動が活性化され、英語を「覚える」活動ではなく、英語でコミュニケーションをとる「楽しさ」を実感できる活動へ変わった。また、英語に苦手意識があった児童や、学習意欲が低かった児童も、生徒主体の「ドラマの手法」特に「なりきる」ことを通して、「自己再発見」「他者再発見」ができ、積極的に授業に参加する姿が見られた。本研究者が現場で直接指導することで、先生方が日頃抱える英語活動に対する不安が解消され、担任中心で行う英語のコミュニケーション活動への取り組み方を直に伝えることができた。第二に「小学校英語活動分野においての教員教育・研修」を福岡市立小学校教員が主催する「英語活動サークル」や「英語活動研究委員会」の定例会にて行った。そこでは「ドラマの手法」を用いたオーストラリアでの外国語教育の事例や、横手小学校の実践経過報告を発表した。19年6月30日に行われた横手小学校英語活動公開授業にて、「ドラマの手法」を取り入れたカリキュラムを起用した6年生の授業を400人近くの教育関係者が見学し、児童の活き活きとした積極的な姿からこのカリキュラムの成果を実感した。さらに「ドラマの手法」を広く理解してもらう為に、Japan Drama/Theatre and Education Association(JADEA)の学会を設立し、20年2月14日15日の両日にJADEAシンポジウムを開催した。オーストラリアや台湾から著名な教育者を招き講演とワークショップを行い、本研究者も横手小学校の教員と共に本研究結果発表を行った。シンポジウムには、教育関係者をはじめ大学生や一般市民、多数の方々が参加された。
中枢ニューロンに対する内因性ペプチドの作用機序-素量解析とノイズ解析

1.テンジクネズミの海馬体から、その長軸に直角に薄切片を作製し人工液中に保った。この薄切片のCA3野の錐体細胞から細胞内電位を記録しつつ、樹状突起分布領域にグルタミン酸(Glu)やガンマアミノ酪酸(GABA)を多管徴小ピペットから電気泳動的に放出して脱分極を発生させた。GluやGABAと同時にDアラニンユメチオニン5エンケファリンアミド(Enk)を放出しても、GluやGABAによる脱分極は影響を受けなかった。また、低Ca液中で苔状線維を電気刺激しさらに、多管徴小ピペット先端からCaを放出せしめることによってピペット先端近傍のシナプスだけを活動させ、それによってCA3野の錐体細胞に興奮性シナプス後電位(EPSP)を発生させた。このEPSPもEnk放出によって影響を受けなかった。したがって、オピオイドペプチドはCA3野の錐体細胞のシナプス伝達を調節する作用はもっていないという結論に達した。2.嗅皮質においてNアセチルアスパルチルグルタミン酸(NAAG)の興奮作用が2アミノ4ホスホノ酪酸(APB)によって遮断されることから、NAAGが嗅皮質における興奮性伝達物質であろうと示唆されている。海馬体においても、苔状線維刺激によってCA3野に誘発される興奮は低濃度のAPBによって遮断されることが知られているので、NAAGがこの経路の伝達物質である可能性が考えられる。上記の方法によってNAAGをCA3野ニューロンに適用すると強い興奮が発生した。約25%のニューロンにおいてAPBはこの興奮を抑制したが、他のニューロンにおいてAPBはNAAG興奮を抑制しなかった。しかしAPBはすべてのニューロンにおいて、苔状線維刺激による興奮を遮断した。したがってAPBのシナプス伝達遮断作用は、NAAG受容体の抑制によるのではないと結論できる。
動的イメージングによる破骨細胞機能の生理的制御機構の解明と新規骨疾患治療法の開発

本研究では、生体内で骨を融解・吸収する特殊な能力をもつ破骨細胞の分化・成熟・機能に残された多くの謎を解決するために、動的イメージング技術を駆使し統合的な解明を行うと同時に、それに基づいて破骨細胞を標的とする新たな作用機序の薬物開発を行った。この結果、特に血中脂質メディエーターS1Pが破骨細胞の遊走を制御していることを明らかにし、S1P受容体アゴニストが骨吸収を抑制することを動的イメージングにより明らかにした。本研究により、破骨細胞分化の生理的・病理的調節に関する基礎的成果に留まらず、新たな骨疾患治療薬開発に道を拓く成果がもたらされた。新しいイメージング技術を駆使して、関節リウマチや骨粗鬆症などの骨吸収性疾患の病理形成に中心的な役割を果たしている破骨細胞の分化・機能の生理的制御機構を解明し、新たな骨吸収抑制薬の創薬を目指す本計画研究の1年目にあたる平成20年度は、タイムラプス顕微鏡を用いた破骨細胞機能(分化・融合・遊走)の動的イメージングの基盤技術を整備して、安定的にこれらを測定するシステムを構築することに成功した。またこれにより、スフィンゴシン1リン酸やCXCL12などのケモカインによる破骨細胞遊走機能の制御について詳細な検討を行った。さらに、これらを標的とする薬剤を、卵巣摘出マウス(閉経後骨粗鬆症モデル)や、コラーゲン誘導関節炎マウスに投与して、これらのケモカイン標的薬剤が、病的骨吸収を有意に抑制することが分かり、新しい骨吸収抑制薬として期待できることが明らかになった。さらに破骨細胞の融合過程における細胞運動についてタイムラプス顕微鏡を用いた動的イメージングの検討を行い、破骨細胞の融合・多核化の際に、前駆細胞同士が精力的な遊走能を示すほかに、突起を出しあって融合を促進していることが分かり、さらに阻害剤を用いた解析により、この遊走・細胞運動が、破骨細胞前駆細胞によってオートクラインされるケモカインCCL3によって制御されていることを解明した。今後はさらに、これらの成果に基づいて破骨細胞を標的とする新たな作用機序の薬物開発を目指す。生体内で骨を融解・吸収する特殊な能力をもつ破骨細胞の分化・成熟・機能に残された多くの謎を解決するために、本計画研究では、破骨細胞の融合・巨細胞化機構、生理的調節機構、前駆細胞の骨表面への遊走調節機構の3つの具体的なポイントに絞り、動的イメージング技術を駆使し統合的な解明を行うと同時に、さらにこの成果に基づいて破骨細胞を標的とする新たな作用機序の薬物開発を目指した。特に2年目計画の2年目である本年度は、昨年度に得られた成果を元に、破骨細胞機能制御に関わる分子メカニズムの解明を目指すとともに、新たな骨吸収抑制薬の開発の可能性について詳細な検討を行った。本研究で明らかにした分子機構としては、脂質メディエーターS1Pによる破骨細胞前駆細胞の遊走・分化の制御、その他の骨髄内ケモカインによる破骨細胞の遊走・成熟の制御、分化誘導調節因子であるRGS18の機能発現、細胞融合調節因子であるテトラスパニンファミリーなどであるが、特にS1Pについては、そのアゴニストが、リンパ球のS1P1受容体に作用する免疫抑制剤として臨床応用されているが、本研究ではこれが破骨細胞前駆細胞の遊走を制御し、骨吸収を抑制することを動的イメージングを用いて明らかにした(Ishii et al., Nature, 2009)。さらに動物実験モデルなどを駆使して、骨吸収と自己免疫を併せ持つような関節リウマチの治療として極めて有効であることを証明した。本研究により、破骨細胞分化の生理的・病理的調節に関する多数の基礎的成果に留まらず、な臨床応用が照準に入った新たな骨免疫疾患治療薬の開発に道を拓く医学的成果をもたらされた。
マンモグラフィによる乳癌X線集検に伴う放射線リスク評価とリスクベネフィット解析

大分県の全医療施設を対象として、マンモグラフィによる乳癌集団検診の実態の調査を行った結果、一次乳癌検診を実施しているのは14施設、そのうちマンモグラフィを導入しているのは8施設であった。各施設の平均的乳腺線量は3mGy以下であったが、施設間で最大4.25倍の差があった。これは、対象年齢や記録系の相違によると考えられる。F-S系はCRにくらべて約2.4倍の線量があった。乳腺の線量推定は、入射面での線量を測定し、入射面の線量と乳腺の線量との関係をモンテカルロ法によって評価した結果で補正する方法が適切である。このために、モンテカルロ法を用いたEGS4コードを導入し、乳腺の線量評価法を行う方法を確立した。診断の適正化のためには、RMI製156ファントムを用いて画質評価を行い、線量との関係を調べた。画質評価は、日本乳癌検診学会ガイドラインに沿って、放射線技師8名と放射線科医師1名とで実施した。フィルムスクリーン系を用いた施設での線量は、CRを用いた施設の約2.4倍であったが、画質評価において、CRでは、腫瘤像は比較的良好な結果を示したのにかかわらず、総合評価は低かった。しかし、CRを用いる条件や施設によっても評価が異なったこともあり、CRとフィルムスクリーン系による画質と線量との関係を支配している要因についてさらに分析していく必要がある。放射線照射によって乳腺は感受性の高い組織としてしられているが、その放射線リスク評価には未解決の課題が多い。そこで、我々は、被曝年齢ごとの放射線誘発乳癌のリスクの推定するための乳癌発ガンモデルの理論的検討を行った。原曝被爆者データを基礎データとした解析結果から、birth cohort効果によって乳癌が増加していることをうまく説明できるモデルを作成し、日本における将来の乳癌発生率の推定にも利用できることがわかった。(1)マンモグラフィによる乳癌集団検診の実態の調査大分県の全医療施設を対象として、マンモグラフィによる乳癌集団検診の実態の調査を行った。調査項目は、使用しているX線装置、撮影条件など被検者の被ばく線量を左右する要因と、撮影対象者をどう選定しているかである。マンモグラフィを乳癌集団検診に実施している機関は少なく、そのほとんどが医師が認めた場合に検診を実施していることがわかった。乳がん家族歴や乳腺疾患既往歴のある者とする機関は少ないながらあった。撮影条件は、管電圧で25kVから40kVと分布し、mAs値は35から150と施設間の違いが大きかった。線量測定に協力してくれる施設において、被検者の被ばく線量の測定をファントムを利用して実施した。線量はmAs値が強く影響した結果、施設間の違いが認められた。(2)乳癌リスクの推定モデルの検討放射線照射によって乳腺は固形がんの中で最も感受性の高い組織としてしられている。また、乳癌は女性の閉経期との関係で年齢別発ガン率の傾向に変化が認められることが知られている。マンモグラフィの実施の正当化や最適化の判断に役立てるために、被曝年齢ごとの放射線誘発乳癌のリスクの推定するための乳癌発ガンモデルの理論的検討を行った。原爆被爆者データを基礎データとした解析結果から、birth cohort効果によって乳癌が増加していることをうまく説明できるモデルを作成し、日本における将来の乳癌発生率の推定にも利用できることがわかった。今後は、検診によって発見されたときの乳癌のステージを発ガンモデルでどう表現していくかをさらに検討する予定でいる。

(1)被ばく線量に及ぼす要因の分析昨年度の調査から、CRを利用している施設で線量が有意に低い結果を得たことから、十分な画質が得られているかどうかを調べるために、RMI製156ファントムを用いて画質評価を行い、線量との関係を調べた。画質評価は、日本乳癌検診学会ガイドラインに沿って、放射線技師8名と放射線科医師1名とで実施した。フィルムスクリーン系を用いた施設での線量は、CRを用いた施設の約2.4倍であったが、画質評価において、CRでは、腫瘤像は比較的良好な結果を示したのにかかわらず、総合評価は低かった。しかし、CRを用いる条件や施設によっても評価が異なったこともあり、CRとフィルムスクリーン系による画質と線量との関係を支配している要因についてさらに分析していく必要である。(2)モンテカルロ法による線量推定マンモグラフィは、20-30kVの低エネルギーX線を利用するために、乳腺における吸収線量の直接の測定が困難である。乳腺の線量推定は、入射面での線量を測定し、入射面の線量と乳腺の線量との関係をモンテカルロ法によって評価した結果で補正する方法が適切である。このために、モンテカルロ法を用いたEGS4コードを導入し、乳腺の線量評価法を行う方法を確立した。(3)放射線誘発乳がんのリスク推定広島・長崎の原爆被爆者コホートと米国のコホートとの間を比較した最近の研究によると、両者の絶対過剰リスクは統計的に有意ではないことが報告されている。このことは、コホートに依存するステージと放射線に依存するステージに何らかの関係があることを示唆するために、従来の我々の発がんモデルにおいて、放射線の作用をイニシエーションだけではない仮定を導入して比較検討した。