hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
場所を選ばず身体への負荷が少ない起立動作姿勢推定システムの開発

臨床現場や日常生活での利用を考慮した簡便な起立動作の姿勢推定システムの開発を目的とする研究である.胸部につけた慣性センサと,圧力センサや超音波センサを内蔵した靴型計測装置,信号処理コンピュータの3つから構成されるシステムを開発した.研究の結果,各センサのデータと作成した人体リンクモデルから起立動作時の姿勢を推定でき,姿勢から筋出力の推定も可能であった.ただし,使用したソフトウエアの制限により,筋出力のリアルタイム推定は実現できなかった.起立動作時の姿勢推定手法の開発について以下の3項目を実施した.「屈曲相における臀部離床タイミングの推定」については,起立開始時の体幹角度の推定と体幹角度変化の推定の二つを行った.まず,起立開始時の体幹角度については,足底圧からの推定を行った.足底圧からの体幹角度推定モデルを作り,床反力データから求めた体幹角度とモーションキャプチャから求めた体幹角度を比較した.その結果,5度程度の誤差で推定できることがわかった.そして,可搬型の足底圧計測装置を作り,その足底圧値から推定を行ったところ10度程度の誤差で体幹角度の推定を行えた.次に,体幹角度変化の推定については,慣性センサの加速度成分,角速度成分,両者の平均値,の3種類のデータを用いた場合の誤差を比較した.その結果,加速度と角速度成分の平均値を用いた場合に,体幹の移動速度の影響を受けにくいことがわかった.「伸展相における臀部離床後の重心位置の推定」については,ひずみゲージと圧力センサを組み合わせることで,足底圧力の推定値の精度向上と圧力中心位置の推定精度向上を試みた.他の研究成果を参考に,試行錯誤的に様々なセンサ配置を試したところ,2つのひずみゲージと9つの圧力センサを組み合わせることで,精度良く計測できることがわかった.「伸展相における姿勢推定」については,新しいリンクモデルを開発し,腰部と膝部の角度推定を試みた.腰部と膝部の角度が高精度で推定できると全身の姿勢が推定可能となる.モーションキャプチャシステムによる角度を真値として角度推定精度を調べたところ,5度程度の誤差となった.(1a)屈曲相における臀部離床タイミングの推定:起立開始時の体幹角度の推定と体幹角度変化の推定の二つを行った.まず,起立開始時の体幹角度については,体幹に取り付けた慣性センサからでは推定を行うことができないことがわかったため,足底圧からの推定を試みた.足底圧からの体幹角度推定モデルを作り,床反力データをもとに推定を行いモーションキャプチャシステムの計測値を真値として精度を求めた.その結果,5度程度の誤差で推定できることがわかった.そして,可搬型の足底圧計測装置を作り,その足底圧値から推定を行ったところ10度程度の誤差で体幹角度の推定を行えた.次に,体幹角度変化の推定については,慣性センサの加速度成分,角速度成分,両者の平均値,の3種類のデータを用いた場合の誤差を比較した.その結果,加速度と角速度成分の平均値を用いた場合に,体幹の移動速度の影響を受けにくいことがわかった.(1b)伸展相における臀部離床後の重心位置の推定:センサ配置や個数を変えた足底圧計測装置を作り,推定圧力値の精度により最適な計測装置の開発を試みた.しかし,どのような方法であっても大きな誤差が生じたため,ひずみゲージと圧力センサを組み合わせることで,圧力推定値の精度向上と圧力中心位置の推定精度向上を試みた.他の研究成果を参考に,試行錯誤的に様々なセンサ配置を試したところ,2つのひずみゲージと9つの圧力センサを組み合わせることで,精度良く計測できることがわかった.(1c)伸展相における姿勢推定:新しいリンクモデルを開発し,腰部と膝部の角度推定を試みた.腰部と膝部の角度が高精度で推定できると全身の姿勢が推定可能となる.モーションキャプチャシステムによる角度を真値として角度推定精度を調べたところ,5度程度の誤差となった.(1)靴型計測装置の改良:どのような場所でも姿勢の推定を実現するため,重心位置推定に必要な両足相対位置および足底圧力を計測できるセンサ内蔵の靴型計測装置を試作した.両足間距離の計測は,超音波センサを使って行うが,そのセンサ数,センサ位置,センサ取り付け角度を音波の伝搬解析手法を用いて求めた.そして,センサデータから両足間距離を算出する際の各センサ出力の重み付けに関して,ニューラルネットワークによって最適値を求めた.足の回転角度は,慣性センサを用いて行うが,センサデータからの角度算出を拡張カルマンフィルタによって求めた.ただし,ヨー角度については,所定の精度を得られなかった.成果を基に,靴型計測装置を試作した.(2)伸展相における姿勢推定の改良:昨年度から進めている伸展相における姿勢推定を改良した.新しいリンクモデルを開発し,足関節と膝関節の角度推定を試みた.胸部に取り付けた慣性センサデータをもとに,リンクモデルで両関節角度を推定したところ,モーションキャプチャシステムによる角度を真値として角度推定精度を調べたところ,5度程度の誤差となった.(3)起立動作支援装置の試作および筋骨格系モデルの試用:研究開発中の姿勢推定システムの評価のために,椅子座面昇降装置の制御を試みる.その準備段階として,椅子座面昇降機構の開発と筋骨格系モデルを導入した.

椅子座面昇降機構については,空気圧およびモータによって前後,上下,角度変化を実現する機構を開発した.ただし,位置制御を正確に行えていない問題点がある.また,筋骨格系モデルについては,ソフトウエアに慣れるため,歩行動作の人体モデルを作り,筋出力の推定などを試みた.(1)靴型計測装置の改良:まず,両足間距離の計測のための超音波センサの個数,取り付け位置,取り付け角度を,音波の伝搬解析手法を用いて求めた.音波伝搬の解析プログラムを開発し,伝播時間,電波強度を基に,センサ数等を定めた.そして,センサデータから両足間距離を算出する際の各センサ出力の重み付けに関して,ニューラルネットワークによって最適値を求めた.その結果,足位置については,3センチ程度の誤差で推定が可能となった.次に,足の回転角度については,衝撃等の外乱やドリフトに誤差を減らすために,慣性センサデータに拡張カルマンフィルタを適用して,推定を行った.その結果,ロール,ピッチについては精度良く推定できたものの,ヨー角度については,足の動きが想定以下であったため,センサ感度等のため,所定の精度を得られなかった.最後に,上記の成果を基に,靴型計測装置を試作した.ただし,技術的な問題のためリアルタイム動作可能なシステムは完成していない.(2)伸展相における姿勢推定の改良:慣性センサの上下方向の移動を加味した新しいリンクモデルを開発し,伸展相の姿勢を定義する足関節と膝関節の角度推定を試みた.体幹の動きは胸部に取り付けた慣性センサから取得し,人体リンクモデルにより,両関節角度を推定した.モーションキャプチャシステムによる角度を真値として推定精度を調べたところ,被験者10名に対し5度程度の誤差で推定可能であることがわかった.(3)起立動作支援装置の試作および筋骨格系モデルの試用:椅子座面昇降機構については,空気圧およびモータによって前後,上下,角度変化を実現する機構を開発した.ただし,空気圧を用いているため,姿勢変化に伴う荷重の増減により位置や角度が変化し,位置制御を正確に行えていない.筋骨格シミュレータについては,試みに歩行動作の人体モデルを作り,歩行時の床反力,筋出力の推定を行った.臨床現場や日常生活での利用を考慮した簡便な起立動作の姿勢推定システムの開発を目的とする研究である.胸部につけた慣性センサと,圧力センサや超音波センサを内蔵した靴型計測装置,信号処理コンピュータの3つから構成されるシステムを開発した.研究の結果,各センサのデータと作成した人体リンクモデルから起立動作時の姿勢を推定でき,姿勢から筋出力の推定も可能であった.ただし,使用したソフトウエアの制限により,筋出力のリアルタイム推定は実現できなかった.(1)足のヨー角度推定方法の開発:どのような場所でも動作姿勢の推定を実現する靴型計測装置の開発を進めており,その未解決課題であった足のヨー角度の推定を試みた.超音波センサを足内側面に2ヶずつ設置し,両足間距離を測ることで,ヨー角度の推定は可能であった.ただ,試作靴型計測装置のハードウエアの制限,具体的には無線送受信装置の限界のため,今回は実装を見送ることとした.(2)姿勢推定システムのリアルタイム化:昨年までは,様々な計測環境で,様々なソフトウエアを使って姿勢計測を行っていた.これを統合し,1つのコンピュータで,リアルタイムに処理できるようにした.(3)椅子座面昇降機構の位置制御方法の開発:空気圧を用いて,椅子座面の高さや角度を変化させる際,正確な位置の制御を行うことが難しい問題があった.
デフォルト知識を含む論理プログラムの順序化と帰納推論への応用に関する研究

本研究では不完全なデフォルト知識を含むデフォルト理論や論理プログラムにおいて、プログラムから導かれる情報の内容を区別し、異なるプログラムの間で情報量を比較し、プログラムを順序化するための理論的枠組を構築した。具体的にはデフォルト理論から帰結される論理式に対して、束構造を持つ多値論理に基づく論理的解釈を与え、複数のデフォルト理論をそれぞれが帰結する情報の確からしさによって順序化を行った。また、デフォルト知識を含む非単調な論理プログラムに対して同様の順序化手法を適用し、多値論理の意味論の下でのプログラムの性質を議論した。さらに本研究の応用事例として、デフォルト知識を含む論理プログラムから帰納推論を行う際に順序化構造に基づいてプログラムを帰納的に一般化する方法を検討した。本手法によると一般に不完全な情報を含む背景知識から、与えられた事例を説明するデフォルト規則を帰納的に生成するプロセスが論理的に形式化されることが示された。本研究の今後の展開としては、マルチエージェントシステムのように複数の異なる情報源が存在する状況において、これらの情報源を比較・評価し、より信頼できる情報源を選別して優先的にコミュニケーションを行うための協調問題解決への応用などが考えられる。一階述語論理においては、与えられた述語理論が含む情報は理論から導かれる論理的帰結として定義される。ここで述語理論の論理的帰結は確定的で、より多くの事実を導く理論ほど情報量が多いと考えられる。一方、デフォルト論理のように一般に不完全な情報を含む理論では、述語論理の場合と異なり、デフォルト理論からの帰結には確定的情報の他に不確定なデフォルト情報が含まれる。従って、デフォルト理論間で情報を比較するためには、デフォルト理論から帰結される異なる種類の情報を区別し、情報量を比較するための枠組が必要になる。そこで本研究では、デフォルト理論に含まれる情報を多値論理を使って種別化する手法を導入した。導入された多値論理は双方向束(bilattice)の構造を持ち、デフォルト拡張に含まれる任意の論理式に多値論理に基づく解釈を与える。次に、こうした多値解釈に基づくデフォルト理論間の順序関係を導入し、異なるデフォルト理論を情報量の観点から相対的に比較するための枠組を定式化した。さらに、本手法を論理プログラミングに適用し、デフォルト知識を含む論理プログラムを順序化する手法を示した。本研究の応用としては、デフォルト知識を含む論理プログラムから帰納推論を行う際に、帰納的一般化の基となるプログラムの順序化の理論を与えることが出来る。また、マルチエージェントシステムのように複数の異なる情報源が存在する状況で、これらの情報源を比較・評価し、より信頼できる情報源を選別し優先的にコミュニケーションを行うといった協調問題解決への応用も考えられる。
非共同性眼球運動の臨床的研究

まず光刺激呈示のためのソフトを作成し、光刺激呈示装置を既存の眼球運動測定装置と連絡することができた。刺激呈示は視野内の数箇所を選びランダムに行うようにでき、また刺激呈示の順序や眼球運動測定開始時点もある範囲内で自由に設定できるようになった。正常値設定のための正常人のデータは中枢性輻輳運動障害患者のデータと共に現在ほぼ分析できているが開散麻痺患者については途中である。現在の所、交通外傷後遺症としても多い輻輳不全患者の輻輳運動障害の状態と、訓練によるその改善パターンが明確になった。正常人では輻輳刺激が呈示されると衝動性眼球運動の混入はあっても僅かで、ほとんど純粋に輻輳運動のみで反応する。同じ刺激に対する輻輳不全患者の輻輳運動は、正常人とは異なり、大きな衝動性眼球運動が混入しているか、まず衝動性眼球運動のみで刺激に反応している。輻輳速度自体も正常人よりも遅い。これが視能訓練により輻輳運動速度は早くなったが大きな衝動性眼球運動が混入すること自体は変わらなかった。脳幹部に存在する輻輳運動に関与する神経細胞には純粋の輻輳運動を行わせる神経細胞と、衝動性眼球運動と関連して輻輳運動を行わせる神経細胞があるとの説がある。輻輳不全患者は相対的に前者の神経細胞の機能低下によるものであり、視能訓練は後者の神経細胞の機能亢進を図ることにより輻輳運動の改善をみたのではないかと推測させるデータであった。この新知見は平成6年6月国際神経眼科学会で発表の予定である。
中国における肝内結石症病態の追跡調査と民族差

肝内結石症は治療が極めて困難で再発を繰り返し、また高率に肝内胆管癌を合併する難治疾患の一つであるが、その成因、治療、予防に関する研究は極めて立遅れている。肝内結石症は我国を含めて東アジアに多く、特に中国は本症の頻発国の一つである。東教室においては昭和55年及び56年度より東アジアにおける肝内結石症の疫学調査を開始し(課題番号504152、56043046)、東南アジアにおける中国系住民間に肝内結石症頻度に多大の差があり台湾でもっとも高くシンガポ-ルで最低でかつ軽度の症例が多いという事実を見いだした。このような事実より肝内結石症の成因においては環境因子が占める役割が大であると考えられた。従って昭和58年59年60年61年度(課題番号58041053、59043048、61041061、62043057)に中国各地における肝内結石症の頻度及び病態を調査し、今回はその後5年間を経過したため前回対象例のその後の追跡調査を行い胆管形態の変化などの病態の変遷を追跡すると同時に新しい症例の集積を行った。すなわち昭和58年から61年にかけて収集した肝内結石症101例(中国医科大学61例、北京協和医科大学40例)につきアンケ-ト調査を主体として前回調査後の経過の把握に務めた。その結果、肝内結石症の全胆石症に対する頻度は沈阻などの地方都市で高く北京などの都市化が進んだ地域では低かった。性比は男女大体同数であった。年令当たり頻度には顕著な差があり沈阻などの地方都市では20才代、北京などの都市部は40才代にピ-クが存在していた。病態でも極めて大きな差があり地方都市では肝内外胆管に結石が存在する症例が90%を占めていたが、都市部では75%に留まっていた。肝内結石症において肝外胆管に存在する結石の多くは肝内胆管より落下したものと考えられ、従って地方都市では進行した肝内結石症が多いものと解される。左右肝葉別結石分布は地方では両葉に結石が存在する場合が多いのに反し都市部では左葉に限局するものがかなり存在し、我国における肝内結石症の場合と近かった。肝内胆管狭窄の頻度及び存在部位では両者に大差は認められなかったが、肝内胆管狭窄が存在する事が多かった。すなわち中国各地ではその間に肝内結石症の病態の差が認められ北部地域(沈阻)及び都会(北京)では肝内結石症の頻度は比較的低くかつ高度進行例は少なかったが、南部地域(重慶)では頻度が極めて高くかつ高度進行例が多く、昭和55年56年に調査を行った東南アジアにおける肝内結石症の疫学調査研究の際の台湾のそれと類似していた。かくの如く地方都市では肝内結石症の頻度が高くかつ進行した例が多いがこの事実は肝内結石発生における環境因子の重要性を示唆している。[新彊地区における胆石症の特徴]新彊地区は多民族混住地域として知られ全人口の60%を13のいわゆる小数民族がしめその内訳はウイグル族、カザフ族が大部分を占めるもののその他回族、キルギス族、タジク族、ウズベク族、シボ族、タタ-ル族、満族、ダフ-ル族、ロシア族、サラ-ル族、ツ族、ドンシヤン族などが居住する。今回はその首都ウルムチの新彊医学附属医院において調査を行ったところ、入院患者はウイグル族と漢族がそれぞれ50%と40%を占め、残りの10%がカザフ族、回族、シベ族、蒙古族であった。胆石症は胆嚢結石が大部分を占め80%はコレステロ-ル石であった。肝内結石症は極めて少なく全胆石症の1%を占めるのみであったが、これは実際の頻度が低いのみならず診断法が不十分なためとも考えられ今後の検討を要する。

性比は男女大体同数であった。年令当たり頻度には顕著な差があり沈阻などの地方都市では20才代、北京などの都市部は40才代にピ-クが存在していた。病態でも極めて大きな差があり地方都市では肝内外胆管に結石が存在する症例が90%を占めていたが、都市部では75%に留まっていた。肝内結石症において肝外胆管に存在する結石の多くは肝内胆管より落下したものと考えられ、従って地方都市では進行した肝内結石症が多いものと解される。左右肝葉別結石分布は地方では両葉に結石が存在する場合が多いのに反し都市部では左葉に限局するものがかなり存在し、我国における肝内結石症の場合と近かった。肝内胆管狭窄の頻度及び存在部位では両者に大差は認められなかったが、肝内胆管狭窄が存在する事が多かった。すなわち中国各地ではその間に肝内結石症の病態の差が認められ北部地域(沈阻)及び都会(北京)では肝内結石症の頻度は比較的低くかつ高度進行例は少なかったが、南部地域(重慶)では頻度が極めて高くかつ高度進行例が多く、昭和55年56年に調査を行った東南アジアにおける肝内結石症の疫学調査研究の際の台湾のそれと類似していた。かくの如く地方都市では肝内結石症の頻度が高くかつ進行した例が多いがこの事実は肝内結石発生における環境因子の重要性を示唆している。[新彊地区における胆石症の特徴]新彊地区は多民族混住地域として知られ全人口の60%を13のいわゆる小数民族がしめその内訳はウイグル族、カザフ族が大部分を占めるもののその他回族、キルギス族、タジク族、ウズベク族、シボ族、タタ-ル族、満族、ダフ-ル族、ロシア族、サラ-ル族、ツ族、ドンシヤン族などが居住する。今回はその首都ウルムチの新彊医学附属医院において調査を行ったところ、入院患者はウイグル族と漢族がそれぞれ50%と40%を占め、残りの10%がカザフ族、回族、シベ族、蒙古族であった。胆石症は胆嚢結石が大部分を占め80%はコレステロ-ル石であった。肝内結石症は極めて少なく全胆石症の1%を占めるのみであったが、これは実際の頻度が低いのみならず診断法が不十分なためとも考えられ今後の検討を要する。
新しい肺保存液の開発とADF/h Thioredoxineのラジカルスカベンジャー効果

現在、臨床肺移植の問題点は移植後の慢性拒絶反応に加えドナー肺の不足が最大のものである。臨床上、肺保存の安全限界が10時間しかないため緊急手術として行われていること、また移植直後に起こる再潅流障害により肺水腫や呼吸不全が生じることが問題として残っているため、良好な肺保存液の開発と再潅流障害の防止のための検討が必要と考え研究を開始した。肺保存は、臨床的にはユーロコリンズが用いられているが、我々はサーモプロテクテイブな物質である糖類トレハロースを含み、グルコネートを陰イオン源にヒドロキシエチル澱粉(Hydroxy Ethyl Starch,HES)を膠質浸透圧源にした細胞外組成のET-Kyoto液と細胞内組成のIT-Kyoto液の2種類の臓器保存液を作製した。その結果、ET-Kyoto液の20時間犬保存における有効性が示され、30時間犬保存においてもUW液に比べ保存液として優れていることが示された。よって、現在報告されている保存液では最も優秀なUE液に比べ、より優れた国産の肺保存液を開発し得た。また、ADF(Adult T Cell Leukemia derlved Factor)は、生体内の酸化還元を調節する人サイオレドキシンであり、活性酸素スカベンジング活性を有することが明らかにされている。従って、ADFが肺の再潅流障害を軽減する可能性があると考え、動物モデルにおいてその効果について検討した。ADFは、ラットやラビットの再潅流モデル、犬の同種肺移植における肺障害モデルで肺機能を改善し、再潅流障害を抑制することが示された。また、活性酸素の測定結果からADFは有効なラジカルスカベンジャーであることが証明された。この効果はN-アセチルシステインと比較しても強力で、ADFが酸化ストレスに対して有用な生体防御物質になりうることが証明されたことは臨床肺移植を安全に行うためにも有意義である。肺保存に対するトレハロースの有効性:ユーロコリンズ液(ECS)とグルコースに換え3.5重量%トレハロースの両者を用いて12時間保存肺移植を行なった。トレハロース群はユーロコリンズ群と比較し、術後、移植肺のPaO2が有意(p<0.05)にで良好であった(Surgery,accepted)。ついでtrehaloseを糖質源に、Gluconateを陰イオン源に、HESを膠質浸透圧源にした低K_+、高Na_+の細胞外組成の新しい肺保存液ET-K液を開発し、20時間冷所保存を行った。対照としたECS(±PgE1)群と比較し有意に(p<0.05)ET-K群が良好な肺機能を示した。続いて、48時間保存実験を行ったが、術後6時間の経過観察で、PaO2が100mmHg前後であった。現在、。燐酸バッファーを強力にする時、Gluconateを減量したところ保存能が悪化したので、構成要素の分析を行いながらET-K液のバッファー機能強化と陰イオン源の有効な組成を検討している。ADFThioredoxinは104個のアミノ酸からなる2つのSH基を有する還元物質であり、その作用にラジカルスカベンジャー活性がある。ラットのマッチドペアー法による肺再潅障害実験で30μg/gのADFを投与した。ADF投与群は非投与群に比較し有意に良好なPaO2を示した(p<0.05)。再灌流

肺組織中のSOD、Gluthathion Peroxdase,脂質過酸化物の量は、ADF投与群で非投与群に比較し有意に低値を示した(p<0.05)。FK506大量投与による免疫寛解誘導:免疫抑制剤の検討ではFK506とCyAの併用群は各々の単独使用群より有意に良好な拒絶反応抑制効果を示したので、FK506大量投与による免疫寛容誘導の実験を行い(トロント)、通常量の10倍を投与したところ、30日間免疫抑制が不要であった。1.ユーロコリンズ液のグルコースにかわりトレハロースが加えられた液で12時間保存犬肺が良好な肺機能を示し、トレハロースの有効性が証明された(Hirata T et al.Surgery,1994)。そこで、ユーロコリンズ液イオン組成で7%或は10%トレハロースが加えられた液を用いて20時間犬肺保存後、左肺移植を行なったところ、7%トレハロースが加えられた液は10%より良好であっり、最適トレハロースの濃度は7%以下と考えられたが、それでさえ充分な肺保存効果を示さず、ユーロコリンズ液イオン組成液の限界が明らかとなった。そこで、クロライドシフト(塩素による水分子の細胞内移動)を来さない陰イオンとしてグルコネートを、膠質浸透圧源にHESを、糖質としてトレハロースを含む細胞外液型ET-K液と細胞内液型IT-K液の2種類の臓器保存液を作成し、20時間の犬肺保存実験を行った。この結果、細胞外液型ET-K液は細胞内液型IT-K液やユーロコリンズ液と比較し有意に良好なPaO2値を示し、良好な肺保存効果を認めた。2.ADFによる肺再灌流障害の防止:大腸菌レコンビナントで作成した人サイオレドキシン(ADF:30mg/kg)を用いて、ラット肺動脈75分間クランプ実験による再灌流障害の予防もしくは減弱化を検討したところ、ADF投与群で有意にPaO2値が良好であった(H.Yokomise etal.Respiration,1994,accepted)。同様の実験を、兎、犬で行っている。3.FK506大量投与による犬移植肺の免疫寛容導入:トロント大学と共同で行った。通常使用量の10倍を投与すると、30日間の免疫寛容があったが、それ以後は肺は拒絶された(T.Hiraietal:Ann Thoraic Surgery;1993/09 accepted)。現在、臨床肺移植の問題点は移植後の慢性拒絶反応に加えドナー肺の不足が最大のものである。臨床上、肺保存の安全限界が10時間しかないため緊急手術として行われていること、また移植直後に起こる再灌流障害により肺水腫や呼吸不全が生じることが問題として残っているため、良好な肺保存液の開発と再潅流障害の防止のための検討が必要と考え研究を開始した。肺保存は、臨床的にはユーロコリンズが用いられているが、我々はサーモプロテクテイブな物質である糖類トレハロースを含み、グルコネートを陰イオン源にヒドロキシエチル澱粉(Hydroxy Ethyl Starch,HES)を膠質浸透圧源にした細胞外組成のET-Kyoto液と細胞内組成のIT-Kyoto液の2種類の臓器保存液を作製した。その結果、ET-Kyoto液の20時間犬保存における有効性が示され、30時間犬保存においてもUW液に比べ保存液として優れていることが示された。よって、現在報告されている保存液では最も優秀なUW液に比べ、より優れた国産の肺保存液を開発し得た。
低酸素誘発性肺高血圧症における肺動脈内皮機能障害および血管肥厚の分子機構

現在肺高血圧症を含む多くの血管病態に、ウイルスベクターを用いての遺伝子治療法が有効であると考えられ、基礎レベルでの研究が進んでいる。しかしその遺伝子導入効率の低さ、ベクター感染によって誘起される血管壁の炎症が問題となり、現在のところ血管病変に対する遺伝子治療は禁忌である。これらの背景を踏まえ、本年度は、血管内皮細胞をターゲットとした遺伝子導入法の改良について検討した。ウサギ肺動脈組織培養標本を用い、アデノウイルス感染による血管内皮細胞機能障害機構の解析と遺伝子導入に対するDexamethasone (DEX)の作用を検討した。1.5×108-1.5×109PFU/mlのβ-galactosidase adenovirus vector (β-gal-Ad)を肺動脈組織培養標本に感染させると、β-galは血管内皮細胞において濃度依存的に発現した。しかし、7.5×108 PFU/ml β-galAd感染により内皮依存性弛緩反応障害が観察され、形態観察において内皮細胞はアポトーシスを起こし、内弾性板より剥離していることが観察された。RT-PCRの結果これらの障害は内皮細胞内の炎症(IL-1β、TNFα、IFNα、VCAM-1、ICAM-1 mRNA発現上昇)を伴っていることが分かった。3μM DEXをβ-gal-Ad感染と同時、さらに感染後処置するとサイトカイン発現は抑制され、内皮細胞の形態と機能を維持したままβ-galの発現量は大幅に上昇することが分かった。また人単離血管内皮細胞さらにはラットを用いた個体レベルでの遺伝子導入実験においてもDEXの遺伝子導入率向上効果は確認された以上の成績より、血管内皮細胞には細胞特異的に抗アデノウイルス感染機構が存在し、かつ遺伝子導入効率に抑制をかけていること、さらにDEXは感染による内皮障害を抑制し遺伝子導入効率を有意に上げることがわかった。これら本研究で得られた成果は、肺高血圧を含む様々な血管病態治療の展開だけでなく遺伝子導入効率の改善と言う点から、あらゆる血管基礎研究にも大きく寄与するものと思われる。血管内皮細胞から産生されるNOは平滑筋細胞の増殖抑制作用を持つことから、NO産生障害が肺高血圧病態形成に大きく関与することが報告されている。昨年度は、肺動脈器官培養モデルを用いて、低酸素環境下に血管を暴露すると、内皮細胞の形態変化に伴って、NO合成酵素(eNOS)とその活性化に関わる細胞膜構造蛋白質の局在が変化し、NO産生能が低下することを明らかにした。本年度は、in vivoの系として低酸素誘発肺高血圧モデルラットを作成し、低酸素暴露による肺動脈内皮細胞のeNOS活性障害の分子機構をより詳細に検討し、以下の点を明らかにした。1、1週間低酸素負荷したラットから摘出した肺動脈においても、内皮細胞の形態は変化し、NO産生量は減少していた。2、eNOS活性はCa^<2+>-calmodulinにより制御されるが、同病態モデル肺動脈内皮細胞において、受容体刺激によるカルシウム流入機構の障害が観察された。3、近年、eNOSの活性は、HSP90との結合、細胞膜構造蛋白質caveolin-1からの解離、さらにはAktなどのリン酸化酵素によるeNOS-Ser^<1177>のリン酸化などの複雑な制御を受けていることがin vitroの系で解明されてきた。肺高血圧モデルラット肺動脈内皮細胞において、eNOSの活性化を制御するこれらの機能蛋白質群(caveolin-1、calmodulin、HSP90)とeNOSの相互関係異常、さらにそれに続くeNOS活性のリン酸化制御系に異常が観察された。本年度の研究成果から、eNOSとcaveolin-1などの蛋白質間相互作用とeNOSのリン酸化制御機構が、病態生理学的にもNO産生機構に重要な機能を果たしていることが初めて明らかされ、新しい治療戦略の基礎となる可能性が示唆された。肺高血圧は慢性気道閉塞疾患や僧帽弁狭窄など生体が低酸素状態になる心肺疾患に併発する。現在簡便かつ有効な治療薬が存在せず、新たな治療法に関する研究には多くの関心が寄せられている。血管内皮細胞から産生されるNOは血管平滑筋を弛緩させ、その増殖を抑制する作用をもつことから、肺高血圧患者で観察される肺動脈NO産生障害はその病態進行に重要な役割を果たしていると考えられている。昨年度までに、長期低酸素負荷肺高血圧モデルラットの肺動脈を用いて長期低酸素負荷により誘発される肺動脈内皮機能障害が内皮細胞の形態変化、蛋白質の細胞内局在変化を伴ったCa^<2+>流入機構の異常、NO合成系に関わる機能蛋白質とNO合成酵素(eNOS)の相互関係異常などによることを示した。本年度は上記のモデルを用いた新たな治療薬の評価、開拓を目的とし、近年様々な血管保護作用を持つことが示唆されているHMG-CoA還元酵素阻害剤、フルバスタチンの肺高血圧に対する治療効果を検討し、以下の点を明らかとした。1、フルバスタチン投与は、1-3週間低酸素負荷したラットに観察される肺高血圧(右心肥大、肺動脈圧亢進、肺動脈肥厚)の発生、進行を有意に抑制した。2、肺動脈内皮細胞に対するフルバスタチンの治療効果を検討した結果、フルバスタチンは肺高血圧ラットに観察される、肺動脈内皮細胞の萎縮やeNOS蛋白質翻訳以降の異常を改善することにより、肺動脈内皮細胞のNO産生障害を回復させた。

本年度の研究成果はHMG-CoA還元酵素阻害剤が肺動脈内皮細胞機能に保護効果をもち、肺高血圧治療薬として有用である事を初めて明らかにしたものであり、今後の新しい治療薬戦略の基礎となると考えられる。現在肺高血圧症を含む多くの血管病態に、ウイルスベクターを用いての遺伝子治療法が有効であると考えられ、基礎レベルでの研究が進んでいる。しかしその遺伝子導入効率の低さ、ベクター感染によって誘起される血管壁の炎症が問題となり、現在のところ血管病変に対する遺伝子治療は禁忌である。これらの背景を踏まえ、本年度は、血管内皮細胞をターゲットとした遺伝子導入法の改良について検討した。ウサギ肺動脈組織培養標本を用い、アデノウイルス感染による血管内皮細胞機能障害機構の解析と遺伝子導入に対するDexamethasone (DEX)の作用を検討した。1.5×108-1.5×109PFU/mlのβ-galactosidase adenovirus vector (β-gal-Ad)を肺動脈組織培養標本に感染させると、β-galは血管内皮細胞において濃度依存的に発現した。しかし、7.5×108 PFU/ml β-galAd感染により内皮依存性弛緩反応障害が観察され、形態観察において内皮細胞はアポトーシスを起こし、内弾性板より剥離していることが観察された。RT-PCRの結果これらの障害は内皮細胞内の炎症(IL-1β、TNFα、IFNα、VCAM-1、ICAM-1 mRNA発現上昇)を伴っていることが分かった。3μM DEXをβ-gal-Ad感染と同時、さらに感染後処置するとサイトカイン発現は抑制され、内皮細胞の形態と機能を維持したままβ-galの発現量は大幅に上昇することが分かった。また人単離血管内皮細胞さらにはラットを用いた個体レベルでの遺伝子導入実験においてもDEXの遺伝子導入率向上効果は確認された以上の成績より、血管内皮細胞には細胞特異的に抗アデノウイルス感染機構が存在し、かつ遺伝子導入効率に抑制をかけていること、さらにDEXは感染による内皮障害を抑制し遺伝子導入効率を有意に上げることがわかった。これら本研究で得られた成果は、肺高血圧を含む様々な血管病態治療の展開だけでなく遺伝子導入効率の改善と言う点から、あらゆる血管基礎研究にも大きく寄与するものと思われる。
呼気ガスコントロールとＢＯＬＤ　ｆＭＲＩによる脳血流変化の検討

体内呼吸系、循環系、代謝系パラメータなどから構築した体内二酸化炭素(CO2)、酸素(O2)運搬モデルからシミュレータを作成し、そのシミュレータを組み込んだ自動呼気二酸化炭素、酸素分圧(PETCO2&O2)独立コントロールシステムを作成した。このコントロールシステムを用いて、自発呼吸被験者に対してPETCO2&O2コントロール実験を行い、綿密に独立してPETCO2&O2のコントロールができることを確認し、同法を確立した。被験者にPETCO2&O2ステップチェンジを行いながらBOLD fMRIを撮影し、PETCO2&O2値と脳血流との関係を検討している。呼気終末二酸化炭素分圧(PETCO2)&呼気終末酸素分圧(PETO2)値には、機能的残気量、死腔量、肺内シャントなど呼吸系パラメータ、心拍出量、組織血流量など循環系パラメータ、酸素消費量、二酸化炭素産生量など代謝系パラメータなど多くの因子が影響する。正確なPETCO2&O2コントロールのためには、これらの要素を組み込んだ体内CO2およびO2トランスポートモデルが必要となる。この理論的CO2およびO2トランスポートモデルを作成し、システムエンジニアと共同でプログラミングソフトLabviewTM(National instruments)を用いてコンピュータプログラム化を行った。そのCO2およびO2トランスポートモデルからシミュレータを作成し、シミュレータを組み込んだCO2およびO2自動コントロールシステムを作成した。被験者(健常ボランティア)に対して、このシステムを用いてPETCO2&O2 step up & down control法による実験を実施し、精密なPETCO2&O2コントロール法を確立した。自発呼吸下では吸入ガス濃度の変化に伴い、呼吸パターンや一回換気量が変化し、PaCO2とPaO2は互いに影響するため、それらを独立して正確にコントロールすることは困難であったが、応募者らのシステムは被験者自発呼吸の換気量や呼吸数、呼吸パターンの変化に関わらずシンプルな呼吸回路を用いてPETCO2&O2の精密なコントロールを可能にした。本研究の目的は動脈血二酸化炭素分圧(PaCO2)、酸素分圧(PaO2)レベルの正確な自動コントロール法を確立し、そのコントロール法を用いてPaCO2&O2を綿密にコントロールし、PaCO2&O2を独立して人為的にアップダウンさせ、BOLD fMRIにより脳血流の変化を調査することである。このため、PaCO2、PaO2を非侵襲的に近似できる呼気二酸化炭素分圧&酸素分圧(PETCO2&O2)値を正確にコントロール方法を確立した。体内呼吸系(機能的残気量、死腔量、肺内シャント)、循環系(心拍出量、組織血流量)、代謝系パラメータ(酸素消費量、二酸化炭素産生量)などから、体内CO2およびO2トランスポートモデルからシミュレータを作成し、コンピュータプログラム化を行った。そのシミュレータを組み込んだ自動PETCO2&O2独立コントロールシステムを作成した。この自動PETCO2&O2独立コントロールシステムを使用して、被験者に対してPETCO2&O2コントロール実験を実施し、綿密にPETCO2&O2をコントロールできることを確認し、同法を確立した。自発呼吸ヒトにおいてPETCO2&O2を独立してコントロールするのは非常に困難であったが、この綿密なPETCO2&O2独立コントロール法は今までになく、それを可能にし、今後の呼吸生理学の発展に寄与すると考えられる。今後、この自動PETCO2&O2コントロールシステムを使用して、被験者に対してPETCO2とPETO2を独立してアップダウンステップチェンジを行い、BOLD fMRIを撮影し、その撮像データから、PETCO2&O2値とグローバルな血流変化および脳幹部など局所的な脳血流変化との関係を検討していく計画である。PETCO2&O2値には、機能的残気量、死腔量、肺内シャントなど呼吸系パラメータ、心拍出量、組織血流量など循環系パラメータ、酸素消費量、二酸化炭素産生量など代謝系パラメータなど多くの因子が影響する。正確なPETCO2&O2コントロールのためには、これらを各個人毎にシミュレートする必要がある。PaCO2&O2の高低によりfMRIを用いた脳血流変化を調べるためには、MR室で利用できる精密なPETCO2&O2コントロール法を確立する必要がある。平成23年度中に購入する予定であった吸入ガスコントロールシステムの機器の供給が遅れているため、まずプログラミングソフトLabviewTM(National instruments)を用いてCO2&O2トランスポートモデルからシミュレータを作成し、コンピュータプログラム化を行った。吸入ガスコントロールシステムを取得次第、そのコンピュータプログラムを組み込むことにより、PETCO2&O2コントロール実験を実施できる。また、fMRIの担当放射線科医に連絡をとり、この研究についての打ち合わせを行った。正確なPETCO2&O2コントロールのため、CO2およびO2トランスポートモデルを作成し、システムエンジニアと共同でコンピュータプログラム化を行った。このシステムを用いてPETCO2&O2

step up & down control法による実験を実施し、精密なPETCO2&O2コントロール法を確立したが、PETCO2&O2コントロール下におけるfunctional MRIの撮像まではまだ至っておらず、準備段階である。平成23年度中に購入する予定であった吸入ガスコントロールシステムの機器の供給が購入先の都合で、遅れているため、PETCO2&O2コントロール実験を実施できていない。その前段階であるプログラミングソフトLabviewTM(National instruments)を用いてCO2&O2トランスポートモデルからシミュレータを作成し、コンピュータプログラム化までは行っている。吸入ガスコントロールシステム機器を取得でき次第、そのコンピュータプログラムを機器に組み込み、コントロール実験を実施することができる。精密なPETCO2&O2コントロール法を確立後、PETCO2&O2コントロール下におけるfunctional MRIの撮像のために精通した専門の放射線科医の協力が必要であるが、十分な協力を得られていない。専門の放射線科医の協力を得られるよう鋭意努力する。十分な協力が得られない場合には、院外の放射線科医にも協力を依頼する。吸入ガスコントロールシステムの購入先にその迅速な供給を要請する。吸入ガスコントロールシステム機器を取得でき次第、そのコンピュータプログラムを機器に組み込む。消耗品である呼吸回路、ガスチューブ、サンプリングチューブなどや吸入ガス調整用およびキャリブレーション用の酸素、二酸化炭素混合ガス特殊ボンベなどを購入し、被験者にPETCO2&O2コントロール実験を実施し、精密なPETCO2&O2コントロールの確立を急ぐ。精密なPETCO2&O2コントロールシステムの確立後、PETCO2&O2コントロール中のfMRIによる脳血流変化を調べる実験を行うため、担当放射線科医と頻回に打ち合わせを行い、実験実施に持っていく。CO2およびO2自動コントロールシステムによる精密なPETCO2&O2コントロール法による実験を実施するために、呼吸回路など消耗品を購入する。精密なPETCO2&O2コントロール下にfunctional MRIの撮像を行い、PETCO2&O2 step up & down変化に対する脳血流の変化を分析する。初年度に購入できなかった吸入ガスコントロールシステム機器を次年度に購入するため、初年度の230万円の交付は次年度に繰り越して使用する。研究被験者20名を予定しており、消耗品として、市販のSGD Circuitと呼吸回路、ガスチューブ、サンプリングチューブなど研究者使用分、予備を含めて、60セット程度必要で、また、吸入ガス調整用およびキャリブレーション用の酸素、二酸化炭素混合ガス特殊ボンベが必要である。
実験的肝毛頭虫症におけるクリオグロブリン血症と糸球体腎症の病態解明

本研究において、肝毛頭虫((C. hepatica)の虫卵経口接種による実験的クリオグロブリン(CG)血症マウスモデルを確立し、本病態がモノクローナルなIgM型RFとポリクローナルなIgAから構成されるII型CG血症であることを証明した。また、CG血症発症の初期段階には、虫体刺激によるIgM RF産生B-1a細胞の選択的増殖の過程があり、発症には、1) IgM RF産生細胞として脾臓B-1a細胞、2) IgM RF産生B-1a細胞の増殖、3)IgM産生のトリガーとしての特異抗原、4) CG血症の促進因子としてIL5が必須であることを示した。肝毛頭虫(C. hepatica)感染マウスの脾臓では、IgMκ陽性細胞がIgMλ陽性細胞に比べて優位に増加しており、モノクローナルに増殖するIgMκ陽性細胞が、IgM型RFを産生することが示唆された。増殖細胞を同定するために、8週齢雌のBALB/cマウスにC.hepatica虫卵を経口接種し、接種後24日に脾臓のリンパ球についてフローサイトメトリー及び共焦点顕微鏡により解析した。その結果、リンパ濾胞周囲で増加するB細胞は、μ鎖+κ鎖+CD45R/220+CD5+の性質を持つB-1a細胞であり、このB-1a細胞の増加がクリオグロブリン(CG)血症の発症に関与していることが示唆された。また、B-1a細胞にはIL-5受容体が発現していた。昨年度の研究で、本モデルではTh2型に偏向した宿主免疫状態がIL-5の上昇を介してCG形成に促進的に働くことを見出しており、この結果から、CG血症の病態形成にはC. hepatica感染によりTh2に偏向した免疫状態がB-1a細胞に発現するIL-5受容体を介して直接的に関与していることが示唆された。また、C. hepatica抗原とCG産生の関連性を明らかにするため、CG及び糸球体に沈着する免疫グロブリンの虫体に対する反応性を解析した。C. hepatica虫体可溶性画分を試料とし、感染マウス血清、CG可溶化物及び糸球体抽出物中のIgMを一次抗体として用いてウエスタンブロッティングを行った。また、血清及びCGの虫体への反応性を間接蛍光抗体法(IIF)により検出した。接種後30日の全ての個体のCG及び糸球体抽出物は、55kDaの虫体抗原に特異的に反応した。また、IIFでCGは、虫体の体壁細胞に特異的に結合した。以上の結果から、虫体の特異抗原に対するモノクローナルなIgMの産生がCG血症の発症に重要であることが示唆された。感染マウスにおけるクリオグロブリン(CG)産生細胞の選択的増殖の機序を解明することを目的とし、1.CGを形成するIgMが認識する虫体特異抗原(感染マウス血清およびCGを用いた虫体抗原に対するwestern blottingおよび虫体標本を用いた免疫蛍光法)、2.IgM RF産生細胞の性状(リンパ球マーカーを用いたフローサイトメトリ-および脾臓の免疫蛍光法、単離リンパ球に対する抗原刺激試験)、3.CG産生細胞の増殖促進因子(血中サイトカインのELISA、BALB/cとC57BL/6、IL-5トランスジェニックマウスを用いた虫体抗原刺激実験)、の解析を行った。その結果、CGは虫体特異抗原に対して結合するIgMで構成されることが示された。また、脾臓赤脾髄でμ鎖+κ鎖+CD45R /B220+CD5+のB-1a細胞が増殖しており、単離B-1a細胞は虫体抗原刺激により約1,100bpのIgM可変領域mRNAを発現する細胞群が増殖し、約75kDaの虫体抗原に特異的に結合するIgMの産生を亢進したことから、虫体刺激によって選択的に増殖した脾臓のIgM+&#61547;+ B-1a細胞がCG産生細胞であることが示唆された。さらに、感染後のCG産生および血中IgMRF産生がC57BL/6と比べBALB/cマウスで血中IL-5の上昇を伴って優位に高値を示したこと、虫体抗原刺激によってIL-5トランスジェニックマウスでのみCG血症が惹起されたことから、感染によるTh2免疫応答は、IL5を上昇させるために重要であり、CG血症の進行に必須の因子はIL5であることが示された。また、本モデルでは虫卵接種後24日以降に血中CG量が減弱することにから、IgM RF産生B-1a細胞の増殖抑制機序に焦点をあて、増殖抑制因子であるStra13の単離B-1a細胞におけるmRNAのRT-PCRを行った。その結果、この抑制機序が可逆的であることが示唆され、虫体の特異抗原がStra13発現制御に関与していることが考えられた。

また、CG血症発症の初期段階には、虫体刺激によるIgM RF産生B-1a細胞の選択的増殖の過程があり、発症には、1) IgM RF産生細胞として脾臓B-1a細胞、2) IgM RF産生B-1a細胞の増殖、3)IgM産生のトリガーとしての特異抗原、4) CG血症の促進因子としてIL5が必須であることを示した。主に免疫応答の異なる系統のマウスを用いてCapillaria hepatic (C. hepatica)実験を行い、以下のの成果を得た。1)CG血症:ICRマウスにおける感染実験により、クリオグロブリン(CG)血症は、モノクロナルなIgMリュウマトイド因子(RF)とIgAから構成される2型混合型CG血症を発症する事を示した。2)系統差:ICRマウス、C57BL(Th1型)、BALB/c(Th2型)マウスを用い実験において、、BALB/cにおいてCG血症の早期発症や重度化が認められ、Th2型免疫反応がCG産生機序に深く関与することを示した。3)CG:感染20日および24日の血清にCGを検出し、ウェスタンブロッティングでIg重鎖mu;鎖を検出した。20日では、CGシングルの強度はBALB>ICR>C57BLで、特にBALB/cで顕著に増加していた。24日ではICR>BALB>C57BLであった。4)血清中のサイトカイン:感染20日のBALB/cでIL-10(Th1)およびIL-4、IL-5、IL-13(Th2)の上昇、24日のC57BLでIL-10(Th1)およびIL-5、IL-13(Th2)上昇を認めた。Th17サイトカインは20日、24日のBALB/c、C57BLでIL-6の上昇を認めた。IL-5は、コントロールで検出されず、ICRでは20日、24日で検出されほぼ同程度であった。C57BLでは24日で上昇していた。BALB/cは20日で顕著に上昇していた。5)抗体産生細胞:BALB/cの脾臓で、IgM+κ+細胞が顕著に増加していた。この細胞は濾胞周囲に分布し、モノクローナルなIgM+κ+細胞の増加が示唆された。6)CGのRF活性:血清RFは20日では全群においてコントロールと比較して上昇していたが、BALB/cマウスにおいてのみ、コントロールと比較して有意な増加した。平成23年度の研究から、24年度の推進方策として計画していた、1)糸球体に沈着したCGあるいは血清中のCGがある特定の分子量の虫体抗原と特異的に反応する抗体に由来するものであること、2)それらの抗体が、虫体内の体壁構造に特異的に結合する事が明らかになった。また、3)これらの抗体はBー1細胞という特殊なB細胞由来であり、その増殖にILー5が関与している事も明らかになった。これらの事から平成25年度の研究の方向付けが明確になり、当初の研究計画にほぼ近い形で実験が進められると考えられる。申請時の計画通り、主に免疫応答の異なる系統のマウスを用いてCapillaria hepatic (C. hepatica)実験を行い成果を得ることが出来た。1)CG血症:C. hepatica感染実験によるクリオグロブリン(CG)血症は、モノクロナルなIgMリュウマトイド因子(RF)とIgAから構成される2型混合型CG血症を発症する事を示した。2)系統差:ICRマウス、C57BL(Th1型)、BALB/c(Th2型)マウスを用い実験においてTh2型免疫反応がCG産生機序に深く関与することを示した。3)CG血症:感染20日および24日の血清にCGを検出し、20日では、CGシングルの強度はBALB>ICR>C57BLで、特にBALB/cで顕著に増加していた。Th17
体外調節型可変式肺動脈絞扼デバイスの開発

可変式肺動脈絞扼テープの開発テープの内側にシリコンバルーンを装着し,バルーンにはシリコンチューブを連結して対側にリザーバーを接続した。テープの両端には小孔を設け縫合固定用とし、またX線不透過のマーカーを装着して留置後にX線透視下に位置確認ができるようにした。このテープを血管に巻き付け縫合固定し,リザーバー内に蒸留水を注入することでバルーンを膨張させ血管を絞扼できる構造とした。動物実験体重1520kgの成犬6頭を用いてペントバルビタール全身麻酔、気管内挿管、人工呼吸下に胸骨正中切開にて心臓に到達し、主肺動脈に可変式肺動脈絞扼テープを巻き付け固定した後、リザーバーから蒸留水を注入してバルーンを膨張させて肺動脈を絞扼した。リザーバー内への蒸留水注入量によって絞扼の程度を変化させ、主肺動脈に血管内超音波(IVUS)カテーテルを留置し絞扼部の形態を観察し、右室および続扼部末梢の肺動脈に留置したカテーテルを用いて絞扼部位の中枢および未梢の血圧を測定した。結果:絞扼部圧較差(平均±標準偏差)はリザーバー注入量0.5ml:14.3±12.3mmHg、1.0ml:18.8±11.9mmHg、1.5mHg25.9±20.2mmHgで注入量の差による有意差は認めなかった。またIVUSによる形態検討では、絞扼部断面の長径/短径比は絞扼前:1.2±0.1、リザーバー注入量0.5ml:1.3±0.1、1.0ml:1.5±0.2、1.5ml:1.4±0.1で有意に楕円の度合いを増すが、肺動脈壁が局所に変形、突出する部分はなくほぼ均等に絞扼されると考えられた。結論バルーンの拡張により血管壁がほぼ均等に絞扼され、十分な効果が得られた。現段階で絞扼がどの程度の期間にわたって維持可能かまた、体内埋込み後に調節可能かについては不明であり、臨床応用の可能性を含めて更なる検討が必要である。1.可変式肺動脈絞扼テープの開発0.6mm厚シリコンテープにシリコンバルーンを装着し,テープの両端には小孔を設け縫合固定用とした.またテープにはX線不透過のマーカーを装着し術後にX線透視下に位置確認ができるようにした.バルーンにはシリコンチューブをつけ対側に皮下に埋没できるリザーバーを接続した.このテープを血管に巻き付け縫合固定し,リザーバーより蒸留水を注入することでバルーンを膨張させ血管を絞扼できる構造となっている.

2.動物実験方法:体重1520Kgの成犬を用い,ラボナール全身麻酔,気管内挿管,人工呼吸下に胸骨正中切開にて心臓に到達し、主肺動脈に可変式肺動脈絞扼テープを巻き付け、リザーバーから生理食塩水を注入してバルーンを膨張させて肺動脈を絞扼する.絞扼の程度を変化させ、右室および絞扼部末梢の肺動脈に留置したカテーテルを用いて絞扼部位の中枢および末梢の血圧を測定しまた、絞扼部肺動脈に血管内超音波(IVUS)カテーテルを留置し絞扼部の形態を観察した.結果:バルーンの拡張により血管壁がほぼ均等に絞扼されることがIVUSにてわかったが、絞扼の程度を強めるとバルーンが直線上に延びて絞扼テープが肺動脈からはずれてしまう現象がみられた。現在、テープの材質を変えて改良型絞扼テープの試作中である。1.可変式肺動脈絞扼テープの改良テープの内側にシリコンバルーンを装着し,テープの両端には小孔を設け縫合固定用とした.またテープにはX線不透過のマーカーを装着し術後にX線透視下に位置確認ができるようにした.バルーンにはシリコンチューブをつけ対側に皮下に埋没できるリザーバーを接続した.このテープを血管に巻き付け縫合固定し,リザーバーより蒸留水を注入することでバルーンを膨張させ血管を絞扼できる構造となっている.動物実験にて絞扼の程度を強めるとバルーンが直線上に延びて絞扼テープが肺動脈からはずれてしまう現象がみられたためテープの強度を強化した改良型絞扼テープを開発した。2.動物実験体重1520kgの成犬を用い,ラボナール全身麻酔,気管内挿管,人工呼吸下に胸骨正中切開にて心臓に到達し、主肺動脈に可変式肺動脈絞扼テープを巻き付け、リザーバーから蒸留水を注入してバルーンを膨張させて肺動脈を絞扼する.絞扼の程度を変化させ、絞扼部肺動脈に血管内超音波(IVUS)カテーテルを留置し絞扼部の形態を観察し、右室および絞扼部末梢の肺動脈に留置したカテーテルを用いて絞扼部位の中枢および末梢の血圧を測定するとともにフローワイヤーを用いて絞扼前後での肺動脈内の流速も測定した。結果:バルーンの拡張により血管壁がほぼ均等に絞扼され、十分な効果が得られることがIVUSにてわかったが、1時間程度の絞扼でテープが伸びて絞扼が緩んでしまう現象が見られたためテープ内に鋼線を内蔵させたテープの伸張を防ぐ改良型テープの試作中である。1.可変式肺動脈絞扼テープの改良テープの内側にシリコンバルーンを装着し,バルーンにはシリコンチューブを連結して対側に皮下に埋没できるリザーバーを接続した。テープの両端には小孔を設け縫合固定用とし、またX線不透過のマーカーを装着して留置後にX線透視下に位置確認ができるようにした。このテープを血管に巻き付け縫合固定し,リザーバー内に蒸留水を注入することでバルーンを膨張させ血管を絞扼できる構造とした。今までの動物実験の結果、絞扼の程度を強めるとバルーンが直線上に延びて絞扼テープが肺動脈からはずれてしまう現象がみられたこと、また1時間程度の絞扼でテープ自体が伸びて絞扼が緩んでしまう現象が見られたことより強度を増したテープに改良した。2.動物実験体重15-20kgの成犬を用いてペントバルビタール全身麻酔、気管内挿管、人工呼吸下に胸骨正中切開にて心臓に到達し、主肺動脈に可変式肺動脈絞扼テープを巻き付け固定した後、リザーバーから蒸留水を注入してバルーンを膨張させて肺動脈を絞扼した。リザーバー内への蒸留水注入量によって絞扼の程度を変化させ、主肺動脈に血管内超音波(IVUS)カテーテルを留置し絞扼部の形態を観察し、右室および絞扼部末梢の肺動脈に留置したカテーテルを用いて絞扼部位の中枢および末梢の血圧を測定するとともにフローワイヤーを用いて絞扼前後での肺動脈内の流速も測定した。またカテーテル留置による圧測定はカテーテルの固定が不十分で計測値が不安定となることがあるためプレッシャーワイヤーを併用して圧測定を行った。結果:バルーンの拡張により血管壁がほぼ均等に絞扼され、十分な効果が得られた。ただし絞扼がどの程度軒間にわたって維持可能かまた、体内埋込み後に調節可能かについては現段階で不明であり今後、慢性実験で更なる検討をしていく。