hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯科用コーンビームＣＴにおける指標となる骨密度測定用ファントムの開発

近年、歯科界においてインプラント治療の普及により、診断および予後を一般の診療所で行えるよう小型の歯科用CTが開発され、多くの診療所で導入されている。しかし、歯科用CTは従来の医科用CTと異なり、絶対値であるCT値が存在しないため、治療において重要である骨密度の増減を知るための客観的な指標がない。従って、画像上のピクセル値を参考として骨密度の変化を推定しているが、このピクセル値は撮影領域に含まれる周囲の構造のX線透過性により、たとえ同じ部位であっても変動するため、骨量を推定することは非常に難しい。本研究では、歯科用CTで当該部位と同時撮影により正確な骨密度を測定できるファントムの開発を行った。放射線学分野において、骨密度の参照体として骨と近似したX線減弱係数を有するアルミニウムをしようしており、アルミニウムを階段状に組み上げたもの(アルミニウムステップウェッジ)を被写体と同時撮影し、画像分析することでX線不透過性の評価を行っている。しかしながら、この手法では、アルミニウム相当厚さの計測は可能であるが、骨の厚さに関しては相関性が得られない。したがって、骨の厚さを計測するには、計測する骨と同等のカルシウム密度を有するファントムが必要であると考えられる。また、歯科分野では、治療した部位と健全な歯質をX線撮影により鑑別するためX線不透過性(造影性)が付与されているが、添加された造影剤の種類および量とX線不透過性の関係に関して明らかでない。そこで、今年度の研究では、使用されているアルミニウムに代わり、下顎骨皮質骨相当のカルシウム密度(500mg/cm3)を持つ、ハイドロキシアパタイト顆粒を造影剤として用いた造影剤の分散が均一なステップウェッジの作製を行った。また、同時に、歯科材料で造影剤として用いられているチタン、ストロンチウム、ジルコニウム、バリウムおよびビスマスの評価も行うため、チタン粉末、炭酸ストロンチウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウムおよび酸化ビスマスを用い、アルミニウム相当厚さが約1.0mmに相当する添加量で同様に造影剤の分散が均一なステップウェッジの作製を行った。上記ステップウェッジの1ステップあたりの厚さは約0.5mmであり、最大で10ステップの約5mm厚さまで計測が可能である。今後、上記ステップウェッジの画像解析および評価を行い、アルミニウムステップウェッジと比較することにより、新しい骨密度評価の基準を確立する可能性が大きいと考える。放射線学分野において、骨密度の参照体として骨と近似したX線減弱係数を有するアルミニウムを使用しており、アルミニウムを階段状に組み上げたもの(アルミニウムステップウェッジ)を被写体と同時撮影し、画像分析することでX線不透過性の評価を行っている。そこで、今年度の研究では、昨年度作製した、アルミニウム参照体にかわる骨密度参照体である、ハイドロキシアパタイト顆粒を造影剤として用いたファントムの画像解析および評価を行った。造影剤として用いたハイドロキシアパタイトの分散は均一であり、かつ、目標である下顎骨皮質骨相当のカルシウム密度である500 mg/cm3を優に超える700 mg/cm3までファントムのカルシウム密度を上げることが可能となった。このことは、カルシウム密度を近似式で内挿値として求めることが可能で、骨密度参照体として非常に良好な結果を得られた。しかしながら、この度作製したファントムを、医療用CTで骨密度参照体として使用するには問題はないが、μCTでは造影剤の顆粒が大きすぎ、かつ、分散が不均一であった。したがって、今後の目標は、μCTでも使用可能で、かつ、カルシウム密度を700 mg/cm3以上有するファントムの作製、および、そのファントムを用いたステップウェッジを作製する予定である。放射線学分野において、骨密度の参照体として骨と近似したX線減弱係数を有するアルミニウムを使用しており、アルミニウムを階段状に組み上げたもの(アルミニウムステップウェッジ)を被写体と同時に撮影し、画像分析することでX線不透過性の評価を行っている。また、歯科分野では、治療した部位と健全な歯質をX線撮影により鑑別するため修復材料にX線不透過性(造影性)が付与されているが、添加された造影剤の種類および添加した量とX線不透過性の関係は明らかでない。そこで、今年度の研究では、昨年度作製した、アルミニウム参照体にかわる骨密度参照体である、ハイドロキシアパタイト顆粒を造影剤として用いたファントムの改良およびそのファントムを用いたステップウェッジの作製を行った。今回の成果では、ハイドロキシアパタイト顆粒の分散を均一にするため、分散剤のPMMAの粒径がサブミクロンのものを使用し、かつ、ハイドロキシアパタイト顆粒の粒径も昨年度用いたものより小さいものを使用した。また、カルシウム密度の上限を800 mg/cm3と目標値の700 mg/cm3以上に引き上げることに成功した。

近年、歯科界においてインプラント治療の普及により、診断および予後を一般の診療所で行えるよう小型の歯科用CTが開発され、多くの診療所で導入されている。しかし、歯科用CTは従来の医科用CTと異なり、絶対値であるCT値が存在しないため、治療において重要である骨密度の増減を知るための客観的な指標がない。従って、画像上のピクセル値を参考として骨密度の変化を推定しているが、このピクセル値は撮影領域に含まれる周囲の構造のX線透過性により、たとえ同じ部位であっても変動するため、骨量を推定することは非常に難しい。本研究では、歯科用CTで当該部位と同時撮影により正確な骨密度を測定できるファントムの開発を行った。現在、骨密度参照体として昨年度作製したファントムの画像分析および評価を行ったことで、医療用CTで骨密度参照体として使用するには問題はないが、μCTでは造影剤の顆粒が大きすぎ、かつ、分散が不均一であることが判明し、新たにファントムの改良に取り組むことができた。最新のファントムではカルシウム密度を700 mg/cm3以上に引き上げることが可能になった。歯科理工学今後の目標は、μCTでも使用可能で、かつ、カルシウム密度を700 mg/cm3以上有するファントムの作製、および、そのファントムを用いたステップウェッジを作製する予定である。骨密度参照体として、歯科用材料に添加されている造影剤を用いた分散が均一なステップウェッジおよび下顎骨皮質骨相当のカルシウム密度(500mg/cm3)の造影剤の分散が均一なステップウェッジを約0.5mm厚で10段階のものを作製することに成功した。これにより、歯科分野でのレントゲン撮影検査における骨密度の計測がアルミニウムに比べより正確になると考えられるためである。現在、英文での論文投稿の準備を進めており、今年度中に投稿ができなかったため、英文校正および論文投稿のために確保していた経費が、次年度使用額として生じてしまった。上記作製したステップウェッジを歯科用X線撮影装置で撮影後、画像解析を行い、X線不透過性の評価を行う予定である。また、同時に、海面骨相当のカルシウム密度のステップウェッジの作製を行い、同様に分析および評価を行う。今まで作製した歯科用コーンビームCT用骨密度測定ファントムに関し、添加しているハイドロキシアパタイト顆粒の粒径が大きいことにより、医科用CTでの使用には耐えうるが、μCTに関しては上記理由により、カルシウム含有量が低いものでは指標とするには問題があるため、新たに成分を考慮し作製を行う予定である。可能な限り速やかに上記論文投稿を行う予定である。今年度は、所属が3回変わったために、研究に必要な備品および消耗品の執行を一部見送ったために次年度使用額が生じてしまった。研究に必要なPCがサポート対象外になってしまったため、新しいOSが導入されたPCを購入予定である。また、本研究に必要とされる新規薬剤の購入を行う予定である。
光・電子スピン結合の理論

スピン系の光による制御の最も顕著な例として、光誘起磁性相転移-反強磁性絶縁体と強磁性金属の間の光による転移現象-を量子シミュレーションによって初めて捉えることに成功した。これにより、種々の非自明な時空パターン形成や、多重電子正孔対生成、非可逆性などの新しい現象を見出した。また、巨大なスピンホール効果の理論に注力し、Au金属系における不純物の電子状態を第一原理計算、および量子モンテカルロ計算で明らかにするとともに、軌道に依存した近藤効果がスキュー散乱を通じて大きなスピンホール角をもたらすことを見出した。この結果は、実験とも良い符合を示した。スピン・軌道相互作用を用いることで、磁場を使わない電場や光のみによるスピン操作の学理を確立するために、光スピンと固体中のスピン流の結合についての理論を発展させる。具体的には、(1)巨大スピンホール効果の理論、(2)光照射によるスピン生成とその後の実時間、実空間ダイナミックスの理論的計算・実験結果の検討、(3)トポロジカル絶縁体を用いたスピントロニクスの理論的開拓、(4)半導体、絶縁体、金属におけるスピン流を介した磁気電気光学効果の理論、(5)磁性金属における電流・スピン流とスピンダイナミックスの関係、(6)超伝導体におけるスピン流、などをテーマとする。金属におけるスピンホール効果の理論を発展させ、Ptにおける内因性機構の大きさを第一原理計算から評価し、実験とほぼ一致する結果を得た。また、その電子状態を詳細に検討しX点およびL点近傍の縮退構造が共鳴的にスピンホール伝導率に寄与していることを見出した。一方、金で最近見出されている異常に大きなスピンホール効果を、スキュー散乱による外因性機構で解析する試みを行った。不純物を記述するアンダーソン模型が満たすべき条件を絞り込み、単なる仮想束縛状態の形成だけではなく、近藤ピークの出現が必要であることを明らかにした。不純物周りの電子状態計算を行い、金の中の鉄不純物がその候補となることを見出した。これらは金属系のスピンホール効果の設計学理を建設する上で基本となる仕事である。光とスピン流の関連では、励起子のスピンホール効果の理論を発展させた。アルカリハライドや亜酸化銅の励起子状態をスピン軌道相互作用と交換相互作用の両者を取り入れて解析することで、その縮退構造を重心の運動量空間で見出し、その近傍での非可換ベリーゲージ場を計算した。トラップによる加速の下でこのゲージ場により生じる異常速度を評価し、その結果生じる波束の重心の横ずれの量を見出した。これは約100nmのオーダーになり、しかもルミネッセンス光の偏光によって逆方向にずれるという性質を持つことから、観測可能である。このような、幾何学的な原因で誘起される速度の実時間・実空間観測は極めて意義深いものであると考えられる。また、同時に結晶歪みを交流で加えることでやはり励起子の横ずれが同じ周波数で生じることも見出した。スピンと電子が結合した系の光励起とその量子ダイナミックスの理論的研究を行なった。磁性体では、磁気秩序変数であるスピンの場と、電子系が結合して時間変化する。この問題に対して、反強磁性絶縁体状態を基底状態とする二重交換模型に対して電子系の量子力学的時間発展と、スピン系の古典的なLandau-Lifshitz-Gilbert方程式による時間発展を連立して解くことで、光励起後の緩和過程を調べた。その結果、緩和は4つのステージを通して起こることがわかった。まず、初期過程(I)では、スピンの微小な振動が誘起され、対応して伝導帯の状態間でゆっくりとした電子遷移がおこる。スピンの振幅が大きくなり、伝導帯の中で緩和が加速するステージ(II)を通じて、励起電子は伝導帯の底へと到達する。その次には、特定のスピンが反転を起こし、そのサイトに空間的に局在した電子状態がギャップ内に形成され、このギャップ内状態を通じて伝導帯から価電子帯への電子遷移がおこる(ステージ(III))。その後、価電子帯の中で比較的ゆっくりと緩和が起きる(ステージ(IV))。これらの過程を通じて、スピンと電子系の時空構造が「自己組織化」を起こして量子遷移を起こすことを見出した。つまり、電子の遷移に対応する周波数の差でスピン系の運動が駆動され、それが電子系の遷移を引き起こすという構造が、空間的なパターンを作りながら自己生成する。しばしば仮定される断熱近似がこの量子ダイナミクスでは使えないこと、量子力学が、空間的不均一性を引き起こすこと、など多くの重要な知見が得られた。スピンと電子の結合系の動的側面について、以下の成果を得た。1.電子系は量子力学的な時間発展を行い、スピン系は古典的な運動方程式に従う2重交換模型で、数値シミュレーションを行い、光励起によって絶縁体・金属転移が起こる様子をとらえることに成功した。

絶縁体の反強磁性スピン配置が、電子系によって乱されはじめ、それによってギャップ内電子状態が発生し、これが雪崩現象的に起きる様子があきらかとなった。また、光励起状態に電場を印加し、フォトカレントが自発的に空間分布を持つことを見出した。2.マルチフェロイックマンガン酸化物スパイラル磁性体のミクロなスピン模型の光学応答の数値シミュレーションを行った。スピン模型として相図を再現するように、スピン軌道相互作用、磁気異方性などを含む詳細なものを採用することで、従来謎であったマグノンの線形応答の光学スペクトルの実験、特に低エネルギー側のピーク構造をほぼ完全に再現することに成功した。これに基づき、中性子散乱スペクトルを予言し、実験の提案を行った。また、強励起効果として、光誘起磁気構造変化を見出した。3.2次元トポロジカル絶縁体のエッジモード2つの間に電子間相互作用が働いたときに、新しい1次元量子液体状態が現れることを見出した。これは、「電子分裂」した状態に電子間相互作用が、「糊」として働いたときに、分裂する前とは全く異なった状態が実現することを示した最初の例である。また、3次元トポロジカル絶縁体の上に張り付けた強磁性体の磁化ダイナミックスを支配する運動方程式の導出を行った。これを用いて強磁性共鳴の解析を行い、従来にない数多くの特徴を見出した。スピン系の動的側面について以下の成果を得た。1、保存則を満たす一般化したスピン密度、スピン流密度を理論的に構築できるかを検討し、その結果、非可換量子場の理論で発展してきた手法を応用することで、実際に保存量を作ることに成功した、,乱れたRashba系の数値シミュレーションを行い、確かに一般化した全スピンが保存していることを確かめた。さらに進んで、この保存則から導かれる新しい現象"スピン軌道エコー"の理論的提案を行った。これは、スピン軌道相互作用の強さを断熱的にゼロヘと変化させると、一度緩和したスピンが復活するというもので、この過程も数値シミュレーションによって実証することができた。これらはスピントロニクスにおけるスピン情報の保持という観点から最も基本的な知見である。2、近藤効果がスピンホール効果を増強する可能性について検討した。金の中の鉄磁不純物の示す軌道依存近藤効果を量子モンテカルロ計篇を用いて調べ、スピン揺らぎがスピン軌道相互作用の効果を増強し、大きなスピンホール角をもたらすことを示した。この計算結果は、高梨グループの実験的研究と良い符合を示している。さらに進んでPtの不純物が表面近傍に存在したときに、同様の機構が働くことを第一原理状態計算と量子モンテカルロ計算を組み合わせることで明らかにした。この結果も高梨グループの最近の実験結果をよく説明することがわかった。これは、スピンホール効果の巨大化の指針を与えるものである。3、3次元トポロジカル絶縁体の表面状態における磁性を理論的に検討した。ドメイン壁や渦糸構造が電荷を持つこと、磁性不純物によってすべての表面状態が局在することを見出した。前者は、電場による磁性制御の可能性を与えるもので、後者は従来困難とされてきたトポロジカル電気磁気効果の実現可能性を大きく進展させる成果である。
反応性有機ビラジカルの熱発光の機構解明と新規発光システムへの展開

ジフェニルメチレンシクロプロパン類(1)のγ線誘起熱発光の機構を検討し,発光種がトリメチレンメタン型励起ビラジカル(2^<・・*>)であることを明らかにした.さらに,X線照射でも熱発光の観測を行い,1の熱発光における置換基効果を検討した,その結果,2^<・・*>は捻れ型分子構造・分離型電子構造をもっていること,また,2^<・・*>のアリルラジカル骨格は2^<・・*>の発光過程に大きな影響を与えないことを明らかにした.ジフェニルメチレンシクロプロパン類(1)のγ線誘起熱発光の機構を検討し,発光種がトリメチレンメタン型励起ビラジカル(2^<・・*>)であることを明らかにした.さらに,X線照射でも熱発光の観測を行い,1の熱発光における置換基効果を検討した,その結果,2^<・・*>は捻れ型分子構造・分離型電子構造をもっていること,また,2^<・・*>のアリルラジカル骨格は2^<・・*>の発光過程に大きな影響を与えないことを明らかにした.平成19年度は、(1)ジアリールメチレンシクロプロパン類(1)を初めとする種々の化合物の熱発光観測とその機構解明、に的を絞り、主に次の(A)(D)の研究を実施した.(A)メチレンシクロプロパン(1、ジフェニル体)の熱発光の機構解明(A-1)分光学的評価(A-2)重水素ラベルしたジフェニル体1(d_2-1)を用いての生成物解析(A-3)エネルギーダイアグラムによる評価(A-4)理論計算による評価(B)種々のアリール基をもつ1の合成(目的の項参照),熱発光の観測,および置換基効果の検討(C)励起ジフェニルエチルラジカル(4^<.*>)の発光の観測、置換基効果の検討(D)データ解析、1の熱発光に関する総括その結果、(1)発光種が励起トリメチレンメタン(TMM)型励起ビラジカル(2^<..*>)であることを明らかにした.(2)γ線照射直後の低温マトリックスには、ラジカルカチオン(1^<.+>と2^<.+>)とラジカルアニオン(1^<.->と2^<.->)が発生していると考えられ、実際にTMM型ラジカルカチオン2^<.+>とTMM型ラジカルアニオン2^<.->が吸収スペクトルで観測された.(3)TMM型励起ビラジカル(2^<..*>)はラジカルカチオンとラジカルアニオンの逆電子移動(電荷再結合)で生成することを明らかにした.(4)TMM型励起ビラジカル(2^<..*>)を与えるラジカルカチオンとラジカルアニオンの組み合わせとしては、(1^<.+>と1^<.->)、(1^<.+>と2^<.->)、(2^<.+>と1^<.->)、(2^<.+>と2^<.->)の4組が形式上考えられるが、このうち(2^<.+>と2^<.->)は2^<..*>を与え得ないこと、その一方、(2^<.+>と1^<.->)が最も2^<..*>を与える可能性が高いことを明らかにした.従来は,熱発光のためにガンマ線照射を行っていたが,種々の議論から,より低エネルギーのエックス線照射実験でも理論上は熱発光が観測されることが示唆された.もし,これが達成できるならば,より簡便に熱発光実験が可能になり.本研究のさらに効率的な研究展開が期待できる.そこで,平成20年度は,ジフェニルメチレンシクロプロパン類(1)のメチルテトラヒドロフラン(MTHF)のマトリックスのエックス線照射-昇温実験による熱発光の観測を,次の二つの条件で試みた.その結果,条件1の場合には熱発光が観測され,501および533nmに極大をもつ発光スペクトルが観測された.そのスペクトルは,ガンマ線照射-昇温実験の場合のそれ(発光極大,501および533nm)とよく似ており,エックス線照射でもガンマ線照射と同じく,トリメチレンメタン(TMM)型励起ビラジカル(2^<●●*>)が発生し,それが発光することが強く示唆された.なお,この場合には,肉眼で発光を観測できたがその強度はガンマ線照射のそれに比べ弱く,発光のCCDカメラによる記録には及ばなかった.これを解決すべく,条件2では,はより強いエックス線解析装置の線源を用いた.その結果,肉眼でわずかに確認できるほどの発光は観測されたが条件1にくらべ弱く,熱発光スペクトルの測定,CCDカメラによる記録には及ばなかった.以上のように,原理的にはエックス線照射でも熱発光スペクトルの観測が可能であることが分かった.反応機構は,ガンマ線照射のそれとほぼ同じであると考えられる.現状では,発光強度に問題があるので,今後は実験条件を再検討し,発光強度の向上を図る.本年度は,昨年確立したX線照射による方法(特許出願)を用いて,ジフェニルメチレンシクロプロパン(1)の熱発光における置換基効果を検討した.まず77Kにおいて20mMの1を含むメチルシクロヘキサンマトリクスに2時間のX線照射後,アニーリングを行うと,励起三重項トリメチレンメタン(2^***)のTL(λTL-501nm)観測に成功した.

このTLスペクトルは,1,1-ジフェニルエチルラジカル(3^*)の光励起発光スペクトル(λPL=522nm,Fig.1b)と波長はやや異なるものの酷似しており,^32^***の発蛍光団は部分骨格である3^**とほぼ同じであると考えられる.また,2^***と3^**の発光について,フェニル基のパラ位の置換基効果を検討したところ,それぞれの置換基効果の程度はほぼ同じであった.このことから,2^***は捻れ型分子構造・分離型電子構造をもっていることが示唆されだ.また,2^***のアリルラジカル骨格は発光過程に大きな影響を与えないことが示唆された.これらの結論は,2^**と3^*の密度反感数理論計算によっても支持された.困難な課題ではあるが,今後,2^***についても検討が必要である.さらに,本研究では,ダブルレーザー(Nd:YAG 355/355nm)を用いた1室温・塩化メチレン中における^32^***の発光特性についても検討した.興味深いことに,その発光波長は,上記メチルシクロヘキサンマトリクス中における発光にくらべ20nm程,長波長シフトしていた.今後,なぜこのようなシフトが起きるのかを検討する必要がある.
歯周病がメタボリックシンドロームの病態に及ぼす分子メカニズムの解明

歯周病とメタボリックシンドロームとの関連性とその病態に及ぼすメカニズムを解明することを目的とした。疫学研究では、動脈硬化性疾患のリスク因子として高血圧と歯周病が有意であり、歯周病に罹患しているとある種の炎症性サイトカインや接着因子が高いことを示した。また、マウスモデル実験では、高脂肪食で歯周病原性菌に感染させると炎症性サイトカインの上昇や動脈硬化の傾向がみられた。細胞モデル実験では、歯周病原性菌の感染により歯肉上皮細胞の細胞周期に影響を及ぼすことを明らかにした。本年度は,メタボリックシンドローム患者および健常者を対象とした断面疫学研究を行った。対象者は,大阪大学医学部附属病院受診者のうち,メタボリックシンドローム判定基準を満たす者100名にコントロールとして健常者24名を加えた計124名とした。メタボリックシンドロームの判定は肥満,血圧高値,血清脂質異常,空腹時血糖の各項目を用いて行い,歯周病の診断は,臨床的アタッチメントレベルが4mm以上の部位を歯周病有病部位とし,歯周病有病部位割合が上位25パーセンタイルに含まれる者を歯周病有病者とした。また,循環器疾患の既往に関しては,冠動脈硬化症,脳血管障害および閉塞性動脈硬化症について問診を行った。メタボリックシンドロームと歯周病の関連性については,空腹時血糖が〓110mg/dLの群で有意に歯周病有病部位割合が高かった。次に,各メタボリック判定基準項目と歯肉溝滲出液および血中のバイオマーカーとの関連性を調べたところ,肥満,血清脂質異常および空腹時血糖と有意に関連するバイオマーカーは多かったが,血圧高値と関連を示すものは少なく,また,血清脂質異常および空腹時血糖の2項目のみと関連するバイオマーカーは全く認めなかった。歯周病有病者では,歯肉溝滲出液および血中のIGF-1が有意に高かったが.この項目はメタボリックシンドローム判定基準項目とは関連を示さなかった。血中のレプチンも歯周病有病者で高く,これは肥満でのみ有意に高かった。さらに,循環器疾患の有無を従属変数とし,各メタボリック判定基準項目および歯周病有病者を独立変数とした多重ロジスティック分析を行ったところ,循環器疾患に対する有意のリスクを示したのは,肥満と歯周病有病者であることが明らかとなり,そのオッズ比はそれぞれ6.85と6.42であった。来年度は,唾液中の歯周病細菌および呼気物質の解析データを加えてさらに疫学的解析を進めると共に,マウスモデルおよび細胞モデルを用いた,in vitroの面からもアプローチしていく予定である。本年度は,疫学的にメタボリックシンドロームおよび糖尿病と歯周病との関連性を調べ,さらに,そのメカニズムをマウスモデルによって解析することを試みた。対象者を糖尿病患者98名および健常者24名とし,全測定部位のアタッチメントレベルが上位25パーセンタイルに含まれるものを歯周病有病者としてメタボリックシンドローム構成因子との関連性を調べたところ高血圧群および高血糖群において有意に歯周病有病者の割合が高かった。さらに,動脈硬化性疾患のリスク因子をロジスティック回帰分析によって調べた結果,高惣圧および歯周病有病が有意のリスク因子であることが明らかとなり,オッズ比はそれぞれ8.1と4.0であった。さらに糖尿病患者のうち歯周病有病群は健常群に比して有意に動脈硬化性疾患の既往が多く,また,血清中のICAM-1,過酸化脂質および歯肉溝浸出液中のCRPが有意に高かった。これは,歯周病が炎症性サイトカインおよび接着因子を介して動脈硬化性疾患に関与していることを示唆している。次に,メタボリックシンドロームの動物モデルを作成し,歯周病細菌の感染が炎症性サイトカィンおよびアテローム性動脈硬化症形成に及ぼす影響を調べた。マウスを通常食群および高脂肪食群に分け,さらにそれぞれの群をP.gingivalis感染群と非感染群に分けた。高脂肪食群では感染の有無に関わらず,通常食群より著しい体重増加と高いコレステロール値を示した。高脂肪食群および感染群では通常食を与えた非感染群に比して,IL-6やTNFαの増加といった炎症性サイトカインの増加およびアテローム性動脈硬化が形成される傾向を認め,特に,高脂肪食を与えた感染群では他の群と比してそれらの傾向が著明であったことから,歯周病はメタボリックシンドロームによる炎症性サイトカインの増加促進に関与することで動脈硬化性疾患の発生に影響を与えている可能性が示唆された現在は宿主側の免疫反応やアテローム硬化性機序を細胞レベルで検討中である。

本年度はマウスモデルによってメタポリックシンドロームを増悪させる可能性が示唆された歯周病原性菌Porphyromonas gingivalisのバイオフイルムモデルをin vitroで構築し.バイオフイルム形成においてP.gingivalisの主たる病原因子である線毛とプロテアーゼが果たす役割について.種々の変異株を用いて多面的に検討した。その結果.2種類の異なる長さの線毛のうち.長線毛は同菌の固層への定着を促進するが短線毛の存在は影響しないこと.菌体外マトリックス産生には共に抑制的に働くことが明らかとなった。さらに.同菌の長線毛と結合能を有する口腔常在菌Streptococcus oralis菌体表層タンパクであるglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseのアミノ酸配列18残基を合成して得られたペプチドにより.P.gingivalisとS.oralisとの混合バイオフイルム形成が阻害されることが示された。また.歯周病原性バイオフィルムの構成に重要な役割を果たすFusobacterium nucleatumの表層タンパクである40kDa-FomAが.唾液タンパク質スタセリン由来のペプチドYQPVPEと強く結合することが明らかとなり.さらに.40kDa-FomA欠損変異体を作製し結合実験に用いたところ.YQpVPEとの結合活性を失ったことからその重要性を確認することができた。そして.FomAを抗原タンパクとして.また.コレラトキシンをアジュバントとしてマウスに免疫したところ.唾液中に著しい抗FomA抗体の産生が確認され.スタセリンで被覆されたプレートへのF.nucleatumの結合を阻害した。これらのことから.口腔内におけるF.nucleatumバイオフィルム形成阻害において.40kDa-FomA特異的な免疫が効果的な方法であることが示唆された。
職場集団を対象としたストレスコーピング教育研修の効果評価に関する研究

平成19年度は職場集団を対象にストレスコーピング教育研修を行い、コーピングに関する知識の向上、ストレス反応の低下等を指標としてその効果を検討することを目的とした。前年度までに作成されたコーピングに関する知識を問う質問票とコーピング尺度(CopingOrientation to Problems Experienced Questionnaire : COPE)、および、職業性ストレス簡易調査票のストレッサー尺度、ストレス反応尺度、ソーシャルサポート尺度、満足感尺度を使用した。ストレスコーピング教育研修前のプリテストでは、これらの質問紙を全対象者に実施した。研修では講義形式でコーピングに関する知識を教育するのみの群と、講義に加えてコーピングの修正方法に関する実技指導を行った群の2群を設定し、受講者を無作為に割り当てた。フォローアップのための質問紙調査は、研修実施直後、および、研修終74ケ月後にそれぞれ実施した。群および調査時期を要因とする繰り返しのある二要因配置分散分析を行った結果、群と調査時期の交互作用はどの指標においても有意ではなかった。一方、調査時期の主効果が認められ、研修を受講することによって、「認知の歪みの特徴を知る」、「日常的にストレスや健康を管理する」、「モデリングの方法を理解する」などのコーピングの知識面が研修実施直後に有意に高まることが明らかになった。ただし、これらの知識については4ケ月後には研修実施前の水準にまで回帰しており、知識を持続させるためには、継続的なコーピング研修の実施が必要であると考えられた。平成17年度は,職場集団を対象としたストレスコーピング教育研修の効果評価を行うための準備として,以下の2つの研究を実施した.1.コーピングに関する知識を問う問題集の作成ストレスコーピング教育研修によって向上が期待されるコーピングに関する知識を問う質問票の作成を行った.既存の研究やストレス・メンタルヘルスに関する教育プログラムなどを参考に,コーピングの知識を問うための質問項目を合計179項目収集・作成した.KJ法を用いて項目の集約を行い,62項目版の仮質問票が作成された.この仮質問票を国内のコーピング研究者134名に送付して修正意見等を求めたところ,42名から回答が得られた.得られた修正意見等を踏まえ項目の削除・追加・修正を行い,最終的に36項目で構成される問題集が作成された.2.新たなコーピング測定尺度の作成原著者の許可を得て,国外で頻繁に使用されているコーピング尺度の邦訳を行った.複数の研究者が日本語訳を行い,その後訳語の一致・不一致等について検討した.日本語訳された質問紙は,いままでの過程にまったく関与しない他の研究者と,心理学を専門とする翻訳業者とによって再英訳が行われた.原曲と再英訳された質問項目との不一致については,複数の研究者で協議を行うとともに,原著者にも意見を求め,最終的な日本語訳を決定した.以上の手続きを踏まえて,新しい日本語版のコーピング尺度が作成された.本尺度の信頼性・妥当性については,次年度以降に検討する予定である。平成18年度は質問紙法による調査研究を中心に実施した.まず,昨年度作成したコーピングに関する知識を問う質問票を警備会社に勤務する警備員55名に実施し,各質問項目に対する正答率を算出した.その結果,モデリングの方法に関する質問や,認知の歪みに関する質問などでは正答率が60%程度であり,適度な難易度であると考えられた.一方,「ストレス対処の対象とするストレッサーを明確にする」などの質問では正答率が90%程度と高く,質問文の難易度をより高める必要性があると考えられた.次に,昨年度邦訳したコーピング尺度について,信頼性・妥当性の検討を行った.中学校・高校の教員1,000名を対象に調査を実施し,344名から回答が得られた.信頼性は,α信頼性係数によって検討した.その結果,値の範囲は0.40-0.90であった.一部,α信頼性係数の値が低い下位尺度が認められたが,その値は原版のα信頼性係数の値と同程度であった.妥当性については,既存のコーピング測定尺度であるCoping Inventory for Stressful Situations日本語版(古川ら,1993)との基準関連妥当性,および,Rosenbergのセルフエスティーム尺度日本語版(山本ら,1982),Carver et al.(1989)のコントロール感尺度との構成概念妥当性の2点から検討した.分析の結果,いずれの尺度とも予想される有意な相関係数の値が得られた.なお,日本語版と英語版の違いによる回答の不一致がないかを検討したところ,各下位尺度の得点に有意な差は認められなかった.本年度にこれらの質問紙が作成されたことから,次年度に実施されるコーピング教育研究の効果評価に使用できる準備が整った.平成19年度は職場集団を対象にストレスコーピング教育研修を行い、コーピングに関する知識の向上、ストレス反応の低下等を指標としてその効果を検討することを目的とした。

フォローアップのための質問紙調査は、研修実施直後、および、研修終74ケ月後にそれぞれ実施した。群および調査時期を要因とする繰り返しのある二要因配置分散分析を行った結果、群と調査時期の交互作用はどの指標においても有意ではなかった。一方、調査時期の主効果が認められ、研修を受講することによって、「認知の歪みの特徴を知る」、「日常的にストレスや健康を管理する」、「モデリングの方法を理解する」などのコーピングの知識面が研修実施直後に有意に高まることが明らかになった。ただし、これらの知識については4ケ月後には研修実施前の水準にまで回帰しており、知識を持続させるためには、継続的なコーピング研修の実施が必要であると考えられた。
反転対称中心を持たない希土類金属ガレートの合成と特性評価

結晶構造に対称中心を持たないGd_3GaO_6について、単結晶による誘電特性と非線形光学特性の検討と、RE_3GaO_6(RE:希土類金属)の合成を行い、斜方晶系で空間群Cmc2_1の単一相として得られた試料について、誘電特性評価を平成13年度の研究で行った。今年度はGd_3GaO_6母相に発光元素としてEu^<3+>とTb^<3+>を付活した固溶体試料を合成し、螢光特性の評価を行った。試料は各種希土類酸化物と酸化ガリウム粉末を、化学組成として(Gd_<1-x>Eu_x)_3GaO_6と(Gd_<1-x>Tb_x)_3GaO_6なるように所定量秤量し、混合した後、ペレット状に成形し、空気中1400°Cで10時間焼成して固溶体試料を作製した。螢光特性は、分光螢光光度計で励起と発光スペクトルを室温で測定した。(Gd_<1-x>Eux)_3GaO_6の格子定数と格子体積は、いずれも付活元素Eu^<3+>濃度の増加とともに増加した。これはEu^<3+>のイオン半径(0.950A°)がGd_<3+>のイオン半径(0.938A°)に比べて大きいためである。一方、(Gd_<1-x>Tbx)_3GaO_6固溶体では、Tb^<3+>のイオン半径(0.923A°)が小さいので、Tb^<3+>の増加とともに格子定数と格子体積は減少した。(Gd_<1-x>Eux)_3GaO_6は紫外線の照射により橙色の発光を示した。254nm励起による611nmの発光スペクトルx=0.1付近で最大発光強度を示し、結晶中には2.2x10^<21>個cm^<-3>のEu^<3+>が取りこまれていることが判明した。一方、(Gd_<1-x>Tbx)_3GaO_6は紫外線の照射で緑色に発光し、色純度は良好であった。275nm励起による542nmのスペクトルはx=0.1付近で最大発光強度を示し、その強度は実用螢光体であるZnS (Cu, Al)の約25%で、結晶中に2.2×10^<21>個cm^<-3>のTb^<3+>が取り込まれていることが判明した。マルテンサイト型変態を有する希土類金属アルミノガレートの熱物性評価の研究で発見した結晶構造に対称中心を持たないGd_3GaO_6について、単結晶試料による誘電特性と非線形光学特性の検討とRE_3GaO_6(Re:希土類金属)の合成を行い、斜方晶系で空間郡Cmc2_1の単一相として得られた試料について、誘電特性評価を行なった。試料は、各種希土類酸化物と酸化ガリウム粉末を所定量秤量し,混合した後、ペレット状に成形し、空気中1673Kで10時間焼成することで作製した。得られた試料を粉砕し、粉末X線回折像を測定することで相同定を行なった。また浮遊帯域溶融炉を用いて、Gd_3GaO_6の単結晶を作製した。非線形光学特性を調べるため、粉末試料にNd:YAGレーザー(波長1.065μm;赤色)を照射し、発生する第2高調波(波長0.532μm;緑色)の強度をZnOの発光強度と比較した。単一相RE_3GaO_6焼結体を用い、インピーダンスアナライザーで周波数10kHz10MHz、室温1073Kにおける誘電率を測定した。Gd_3GaO_6単結晶棒をc軸に垂直に切り出し、鏡面研磨後、誘電率顕微鏡を用いて圧電分極軸方向の分布を観察した。Re_3GaO_6はRE=Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Erで単一相試料が合成できた。各粉末試料より発生した第2次高調波の強度はZnOと同程度であった。Gd_3GaO_6焼結体の誘電特性評価の結果、比誘電率と誘電正接は温室付近でほぼ一定であるが、600K付近で誘電正接が、900K付近で比誘電率がそれぞれ急激に上昇し、誘電正接は900K付近で緩やかに下降しはじめた。この傾向は他の希土類金属ガレート試料でも同様であった。浮遊帯域溶融法で作製したGd_3GaO_6単結晶についてX線極点図測定より、成長方向がc軸方向であることが判明した。(001)面に切り出した試料について、2X2mm領域を非線形誘電率顕微鏡で観察したところ、ほぼ一様な極性をもつことがわかったが、2X2X5mm試料の圧電定数を求めることが出来なかった。結晶構造に対称中心を持たないGd_3GaO_6について、単結晶による誘電特性と非線形

光学特性の検討と、RE_3GaO_6(RE:希土類金属)の合成を行い、斜方晶系で空間群Cmc2_1の単一相として得られた試料について、誘電特性評価を平成13年度の研究で行った。今年度はGd_3GaO_6母相に発光元素としてEu^<3+>とTb^<3+>を付活した固溶体試料を合成し、螢光特性の評価を行った。試料は各種希土類酸化物と酸化ガリウム粉末を、化学組成として(Gd_<1-x>Eu_x)_3GaO_6と(Gd_<1-x>Tb_x)_3GaO_6なるように所定量秤量し、混合した後、ペレット状に成形し、空気中1400°Cで10時間焼成して固溶体試料を作製した。螢光特性は、分光螢光光度計で励起と発光スペクトルを室温で測定した。(Gd_<1-x>Eux)_3GaO_6の格子定数と格子体積は、いずれも付活元素Eu^<3+>濃度の増加とともに増加した。これはEu^<3+>のイオン半径(0.950A°)がGd_<3+>のイオン半径(0.938A°)に比べて大きいためである。一方、(Gd_<1-x>Tbx)_3GaO_6固溶体では、Tb^<3+>のイオン半径(0.923A°)が小さいので、Tb^<3+>の増加とともに格子定数と格子体積は減少した。(Gd_<1-x>Eux)_3GaO_6は紫外線の照射により橙色の発光を示した。254nm励起による611nmの発光スペクトルx=0.1付近で最大発光強度を示し、結晶中には2.2x10^<21>個cm^<-3>のEu^<3+>が取りこまれていることが判明した。一方、(Gd_<1-x>Tbx)_3GaO_6は紫外線の照射で緑色に発光し、色純度は良好であった。275nm励起による542nmのスペクトルはx=0.1付近で最大発光強度を示し、その強度は実用螢光体であるZnS (Cu, Al)の約25%で、結晶中に2.2×10^<21>個cm^<-3>のTb^<3+>が取り込まれていることが判明した。
日本アルプスにおける岩盤重力変形による地形・景観形成システムの解明

日本アルプスの高山帯・亜高山帯に発達する地形・地質現象のうち、岩盤重力変形(Deep-Seated Gravitational Slope Deformation;DSGSD)と大規模地すべりに焦点を当て、これらが更新世後期から完新世にかけての山岳の景観形成にどれほど重要な役割を果たしてきたのかを、地形学・第四紀地質学の観点で明らかにすることを本研究全体の目的とした。2018年度(最終年度)は、北アルプス白馬岳、同鹿島槍ヶ岳、同爺ヶ岳、同槍・穂高連峰、中央アルプス駒ヶ岳、同大棚入山、南アルプス甲斐駒ヶ岳等の山域において、地上写真撮影ならびにドローンを用いた低高度空中写真撮影を行い、DSGSDと大規模地すべりの地形学的・地生態学的諸相の解析に必要な画像データおよび地形測量データを収集した。あわせて、周辺に発達する氷河地形や周氷河地形の観察と簡易測量も行った。他方、本年度に計画していたチャーター航空機による広域の空撮は、諸事情で実施できなかった。この他、北アルプス西穂高岳におけるDSGSD起源の線状凹地埋積物の掘削調査や、これまでに得てきた植物化石等の炭素年代測定も実施した。全研究期間を通じて、DSGSDや大規模地すべりが地形発達のみならず植生発達にも影響することが日本アルプスの全域で判明するとともに、活断層に近接した事例(南アルプス・鳳凰山ドンドコ沢や甘利山等)では逆に古地震の影響を受けてきたことも理解された。4年間の研究成果は、査読付き学会論文や一般向け解説記事として順次公表してきた。また日本地理学会や日本地球惑星科学連合大会、日本第四紀学会、日本山の科学会等で発表してきた。山地における岩盤の重力変形(DSGSD: Deep seated gravitational slope deformation)が斜面崩壊や景観形成に果たす効果を評価・検討するために,山梨県櫛形山地,御坂山地,巨摩山地,長野県上高地及び新潟県糸魚川市朝日岳を対象とした野外調査と室内解析を実施した.特に,櫛形山地と御坂山地,巨摩山地では地質記載,簡易ボーリング掘削,年代測定及びGIS解析などを詳細かつ総合的に行い,DSGSDの発現状況や発達過程を明らかにした.また上高地では,これまで未発見であったDSGSD性の岩盤崩壊堆積物を新たに見いだし,平成28年度以降の精査に向けた準備に着手した.朝日岳では最終氷期(酸素同位体ステージ4-2)の圏谷壁に発生した中規模崩壊と,崩壊の先駆現象であるDSGSDに着目し,いわゆるパラグレーシャル(解氷後)地形変化の実態を検討した.この他,飛騨山地のほぼ全域と赤石山地北部の空中写真撮影を実施し,両山域で1000枚を超える斜め空中写真を撮影した.現在,これらの写真を使った地形解析を進めつつある.軽飛行機のチャーターによる(=国土地理院や林野庁等の空中写真に頼らない)空中写真撮影の有効性が確認できた.研究成果は学会誌への投稿や紀要等での出版を通じて公表しつつある.また日本地球惑星科学連合2015年大会や第19回国際第四紀学連合大会(INQUA),2015年度日本地理学会春季大会等でも口頭及びポスターにて発表し,参加者との意見・情報交換を行った.とりわけ,INQUAでは上高地のDSGSDとそれに関連した崩壊現象を海外の研究者に現場で紹介する巡検(見学旅行)案内者を担当し,多数のコメントや助言を得ることができた.またINQUAの発表セッションを通じて知り合った海外研究者と,海外のDSGSDに関する情報交換を始めた.平成27年度研究実施計画に記載した項目の大半が予定どおりに進行している.一方,空中写真判読等に基づく地形学図や植生図の作成は作業時間の確保が難しかったために,やや遅れている.前年度に引き続き、北アルプス朝日岳(糸魚川市)や同上高地(松本市)、南アルプス甘利山(韮崎市)、同櫛形山(南アルプス市)において、岩盤重力変形とその影響を受けた地形及び植生等の景観形成に関する野外調査・室内解析を実施した。朝日岳では氷河地形学及び地すべり地形学、第四紀土壌学の専門家らを交えた共同調査を行い、地すべり地形・堆積物の認定や氷河地形・堆積物との識別をめぐる議論と情報交換を行った。また上高地では、明神岳南面において最近数100年以内に発生したと考えられる重力変形性の岩盤崩壊事象を新たに発見し、岩屑の移送経路の復元や地形・地質の記載を完了した。櫛形山と甘利山では、線状凹地における簡易ボーリング掘削を行い、柱状土質資料を得た。同地では地すべり堆積物のテフロクロノロジーに有用な御嶽火山系の諸テフラや、地すべり性堰き止め湖沼堆積物を発見し、テフラについては岩石記載や物理化学分析を、湖沼堆積物については花粉分析等を実施した。この他、南アルプス中・南部を対象に空中写真撮影を実施し、線状凹地などの岩盤重力変形地形やそれに類似する周氷河性地形を多数の地点で確認した。研究成果は学会誌への投稿や紀要等の出版を通じて公表し(またはその準備を行い)つつある。また、日本地球惑星科学連合や日本第四紀学会、日本植生史学会、日本地理学会などにおいて口頭・ポスター形式で発表し、参加者との意見・情報交換を行った。平成28年度研究実施計画に記載した項目の大半が予定どおりに進行している。櫛形山等で得た柱状土質資料の記載と分析がやや遅れている。南アルプスの前縁山地である山梨県

巨摩山地において、地すべり地形、ならびに岩盤重力変形現象とそれに起因する地形(線状凹地や低崖列)の地形学・地質学的調査を重点的に実施した。特に、甘利山・千頭星山では野外・室内双方のデータに基づく微・小スケールの地形分類を行い、地すべり地形・岩盤重力変形地形を中心とする地形分布図を作成した。また大規模地すべり地=3カ所、線状凹地=1カ所における掘削調査を実施し、広域テフラ(火山灰)や年代測定試料の採取に成功した。例えば、甘利山東面の桐沢地すべり地では約9.5万年前の広域テフラ=御岳第1を含む地すべり性堰き止め湖沼堆積物が発見され、更新世中期に遡る古期地すべり現象の存在が明らかとなった。また同東面の堅沢地すべり地では、地すべり移動体上面に形成された閉塞凹地の埋積層から約3.1万年前の広域テフラ=姶良丹沢が検出された。この結果、更新世後期における地すべり活動の可能性が浮上した。さらに、甘利山山頂の線状凹地埋積層からは、完新世中期の14Cー較正暦年代を示す木片が見出され、甘利山南面の御庵沢流域では完新世中期に発生した大規模地すべりとそれに関連した堰き止め湖沼堆積物が発見された。以上のように、巨摩山地では更新世中期から完新世に至る約10万年以上の期間において、山体の各所で岩盤重力変形とそれに起因する大規模地すべりが発生してきたことが判明した。中部日本の大起伏・高標高・非氷食山地では、主に岩盤重力変形と地すべりにより山地の景観発達の枠組みが決定されているといえる。この他、山梨県北杜市白州町において、大規模地すべり移動体から御嶽火山起源と推定される更新世後期のテフラを発見した。研究成果は、2018年日本地理学会春季大会や日本地球惑星科学連合2018年大会等で発表したほか、論文も公表した。本務先における教育校務等の増加のため、野外調査に充てることのできる時間を当初の計画より減らさざるをえなかった。このため巨摩山地における地形・地質調査をもっぱら行うのみとなり、その他の山域まで調査を拡充することが難しかった。ただし「5.研究実績の概要」に記したように、巨摩山地における新たな発見項目は多く、研究成果は当初の予想以上のものであった。他方、次の問題が生じた。平成29年度には日本アルプス全域における空撮(地形観察)及び測量(標高数値データ獲得)のため、長野県松本空港よりセスナ機をチャーターしての飛行を予定していた。しかし委託予定先の民間航空会社の営業自粛等のため、空撮等が実施できなかった。この対応については、次項以下で述べる。日本アルプスの高山帯・亜高山帯に発達する地形・地質現象のうち、岩盤重力変形(Deep-Seated Gravitational Slope Deformation;DSGSD)と大規模地すべりに焦点を当て、これらが更新世後期から完新世にかけての山岳の景観形成にどれほど重要な役割を果たしてきたのかを、地形学・第四紀地質学の観点で明らかにすることを本研究全体の目的とした。2018年度(最終年度)は、北アルプス白馬岳、同鹿島槍ヶ岳、同爺ヶ岳、同槍・穂高連峰、中央アルプス駒ヶ岳、同大棚入山、南アルプス甲斐駒ヶ岳等の山域において、地上写真撮影ならびにドローンを用いた低高度空中写真撮影を行い、DSGSDと大規模地すべりの地形学的・地生態学的諸相の解析に必要な画像データおよび地形測量データを収集した。あわせて、周辺に発達する氷河地形や周氷河地形の観察と簡易測量も行った。
肩甲帯に着目した上肢運動のバイオメカニクス

本研究では、鎖骨・肩甲骨からなる肩甲帯の三次元動作解析を行うことにより、より詳細な肩関節運動を明らかにすることを目的とした。まず、光学式三次元動作解析装置を用いて、肩甲帯角度が上肢挙上角度と挙上方向の違いにより異なることを明らかにした。次いで、肩関節疾患患者を対象に、磁気式三次元動作解析装置を用いて結髪動作を解析した。患者は健常成人と異なる肩甲帯角度を示した本研究の結果、正常な肩甲帯の動きが上肢挙上角度・方向で異なることが明らかとなり、患者の肩関節動作解析する上で基礎となる知見を得ることができた。これまでのバイオメカニクス研究の多くは、上腕セグメントが体幹セグメントに「肩甲上腕関節」を介して接続しているというモデルを用いている。実際の体幹と上腕の間には、鎖骨および肩甲骨からなる肩甲帯というセグメントが存在しており、肩甲帯が機能的に運動することによって、スポーツ動作における巧みな上肢運動を可能にしている。そこで本研究は、肩甲帯特に鎖骨に注目し、上肢挙上時の鎖骨・肩甲骨の関係性、挙上面による運動の違いを明らかにすることを目的とした。健常成人11名を対象に、前額面、肩甲面、矢状面での上肢挙上運動において上肢下垂位から最大挙上位までの鎖骨および肩甲骨(肩甲帯)運動にっいて三次元動作解析を行った。結果、前額面での挙上(肩外転)では、矢状面のそれに比べて鎖骨挙上・後退角度が上肢挙上初期に有意に大きい値を示した。肩甲骨の上方回旋・後傾角度も有意に大きく、また、前額面挙上90°まで肩甲骨は後退方向へ動いた。矢状面での挙上(肩屈曲)では、挙上初期に鎖骨には動きが生じず、肩甲骨は初期から前方牽引された。また、矢状面での鎖骨・肩甲骨の角度変化は、前額面での上肢挙上よりも遅れて開始され、特に上肢挙上120°までは鎖骨・肩甲骨角度は矢状面の方が前額面よりも小さかった。このことから、上肢挙上中期までの矢状面における肩甲帯(鎖骨・肩甲骨)運動は、他の面でのそれに比べ、角度変化が少ないことから、容易な運動であると示唆された。本研究結果は、上肢挙上面による肩甲帯運動の違いを上肢下垂位から最大挙上位までの範囲で明らかにしたものであり、特にこれまで注目されることの少なかった鎖骨の動態についても明らかにした。これらの知見は、肩関節疾患患者の治療あるいはスポーツ選手における傷害予防に役立つものであり、リハビリテーションあるいはスポーツ現場における臨床的意義はあると考えられる。腱板断裂(大断裂)患者1名と肩関節疾患のない健常者11名を被験者として、日常生活動作時の肩甲骨・鎖骨・上腕骨の動作を電磁式モーションキャプチャーシステム(Polhemus社製Liberty)にて測定し、胸郭、鎖骨、肩甲骨および上腕骨の動作について三次元解析を行った。方法;(1)結髪動作立位にて、両手で後頭部を触れる動作(すなわち髪を結える動作)、(2)結帯動作立位にて、両手を背部(第4腰椎レベル)へ回す動作(すなわち帯を締める動作)を測定した。静止立位(上肢下垂位)をスタート肢位とし、3秒間で結髪・結帯動作位置まで上肢を動かし、1秒その肢位を保持、3秒で上肢下垂位に戻る動作をそれぞれ3回実施し、肩甲骨・鎖骨の平均角度を算出した。結果;結髪動作については、腱板断裂患者の方が、肩甲骨上方回旋・後傾・外旋角度および鎖骨後方並進・挙上角度は大きい値を示した。一方、健常群の方が上腕骨の挙上角度が大きかった。結帯動作については、腱板断裂患者の方が、肩甲骨上方回旋・後傾・外旋および鎖骨後方並進角度が大きい値を示した。考察;腱板を断裂している患者における肩甲上腕関節の機能は低下しているため、健常群よりも上腕骨の挙上角度が小さいが、肩甲骨・鎖骨を大きく動かすことにより、肩甲上腕関節の動きを代償していることが示唆された。したがって、腱板断裂患者においては、肩甲帯の機能を向上させることにより結髪・結帯動作といった日常生活動作レベルの動作は可能になることが示唆された。この知見は、リハビリテーションにおけるプログラム立案にあたり、重要な臨床的意義をもつと考えられる。肩関節疾患のない健常者12名を被験者として、上肢挙上動作時の肩甲骨動作を光学式モーションキャプチャーシステム(VICON)を用いて測定し、三次元動作解析することにより上肢挙上面による肩甲骨運動の違いを検討した。

方法;座位にて、屈曲動作(矢状面挙上)、肩甲面挙上動作(肩甲面は前額面の30°前方の面)および外転動作(前額面挙上)を測定した。上肢挙上角度は0°(上肢下垂位)、30°、60°、90°、120°、150°、180°とし、各挙上角度において静止した肢位を測定した。反射マーカーは頸切痕、剣状突起、第7頚椎棘突起、第10胸椎棘突起、肩甲棘内側三角、下角、肩峰に貼付した。マーカーと肩甲骨のずれによる誤差を解消するため、各上肢挙上位において、肩甲骨マーカーを貼り直して測定し、胸郭セグメントに対する肩甲骨セグメントの角度を算出した。結果;上方回旋角度は、上肢挙上60°から150°において、外転動作の方が屈曲動作よりも有意に大きく、後傾角度は、90°から150°にかけて外転動作の方が屈曲動作よりも大きな角度を示した。一方、内外旋角度については、上肢挙上90°までは、外転動作では肩甲骨は外旋、屈曲動作では内旋した一方、90°以降は、外転動作においては内旋方向へ動き、屈曲動作では内旋位を維持した。なお、肩甲面挙上動作時の肩甲骨角度は屈曲動作と外転動作の間の値をとった。加えて、180°では肩甲骨の各角度に有意な差は生じなかった。肩甲骨は、上腕骨頭を求心位に保ち、かつ、肩峰下インピンジメントが生じないように、上肢の挙上方向によりその角度を変化させるが、上肢最大挙上位では上肢挙上面に関わらず同一の角度へ収束すると考えられた。正常な肩甲骨動作を明らかにしたこの知見は、肩関節疾患患者の評価およびリハビリテーションにおけるプログラム立案にあたり、重要な臨床的意義をもつと考えられる。