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菅本先生インタビュー(大阪大学運動器バイオマテリアル学講座)

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約3年前に、大阪大学の菅本一臣先生にインタビューに伺ったことがあり、その際の記事を掲載したサイトが閉鎖されてしまったので、許可を頂いて、拙ブログで再度掲載することにしました。 菅本先生は、整形外科の領域で10年以上積まれてきた経験をもとに、多岐に渡って活動されており、TeamLabと共同で開発した「 TeamLabBody 」をはじめ、様々な産業ともコラボレーションしています。とってもお話が面白くて、皆さんにも是非読んで欲しいなとおもいます。 6月にgaccoという オンライン講座 でTeamLabBodyを活用した講座も始まるそうなので、こちらも是非注目です。 菅本一臣先生 大阪大学大学院医学系研究科 運動器バイオマテリアル学講座教授 (研究室のHPは こちら )  <先生のプロフィール> 1972 年に大阪大学医学部医学科卒業。医学部臨床補助研修を経て、 10 数年間、いくつかの病院で整形外科医として勤務。特に関節治療を専門に活躍。その後、大阪大学にて研究職に。肩関節・膝関節、骨関節 3 次元動態解析、人工関節の開発、関節のバイオメカニクス、関節のキネマティクスについて研究をはじめる。約 10 年前、世界で初めて 3D 画像解析を用いた整形外科治療シミュレーション技術を開発し、以降様々な分野で実用化されている。今年3月には、 TeamLab と共同で、世界で初めて生きた人間の骨格を三次元的に再現したアプリケーション「 TeamLabBody 」をリリース。現在も運動器のバイオマテリアル研究において精力的に活動されている。(所属学会)日本リハビリテーション医学会 , 日本肩関節学会日本整形外科学会 , 日本リウマチ学会 , 日本股関節学会 , 日本臨床バイオメカニクス学会 , 日本バイオマテリアル学会 , 中部日本整形外科災害外科学会       <キャッチフレーズ・スローガン> 臨床の役に立たん研究をして何が面白いんだろう <インタビュー> 3 D 画像解析に着手するに至った経緯を教えて下さい。 大学を出てから 16 年間整形外科で医師をやっておりました。骨折や腰痛などの診療ですね。病...

骨格筋について

骨格筋の最も小さな単位は、筋原線維から構成されており、筋原線維があつまり筋線維となり、筋線維が束となって筋束となる。 筋原線維の収縮は アクチン と ミオシン の相互作用によって行われる。筋原線維があつまって出来る骨格筋線維は酸素を用いてミトコンドリアが活性化する好気的代謝を行う Ⅰ型 と嫌気的代謝を行う Ⅱ型 とがある。 Ⅰ型が姿勢維持など、瞬間的な収縮速度を必要とせず( 遅筋 )、ミオグロビンやミトコンドリアを多く含む( 赤筋 )。 Ⅱ型は瞬間的な収縮速度が速く( 速筋 )、ミオグロビンの量が少ない(白筋)。 身体の様々な部位によって、これらⅠ型、Ⅱ型に別れていて、日常生活の機能を果たしている。スポーツなら、ラケットの素振りはⅡ型の白い筋肉、身体の体勢維持はⅠ型の赤い筋肉である。(人間にも赤身と白身があるのだろうか・・?) 神経線維には、 運動神経線維 と 知覚神経線維 があり、割合は6割4割である。筋に収縮する命令を伝える遠心性線維が、運動神経線維であり、運動性神経線維とそこからでる胞体突起をあわせて 運動ニューロン と呼ぶ。 1つの筋線維は、通常1個の神経終板をもつが、2個以上持つ場合もある。1つの運動神経線維とこれに支配される筋線維をあわせて 運動単位 と呼ぶ。 運動単位で考えると、身体の部位によって、運動単位の大きさが様々なである。手のように細かい動きが必要な場所の場合は、筋線維や神経が細かく入り組んでおり、必要な運動機能が沢山あるので、運動単位自体が小さいが、臀部など細かい動きが必要な場所では、1つのニューロンで 200個以上の筋線維 を支配している場合がある。 知覚神経線維は、 知覚したインパルスを中枢神経に伝える 働きを持つ。 痛覚や筋肉の収縮・伸展の感覚を脳や脊髄に信号として送る求心性線維である。深部感覚は特に、筋紡錘が終末構造になっている。 筋肉の痛みであるとか、筋肉を動かした時の感覚はこの神経線維によって中枢神経に伝わり、「痛い」とか「しっくりくる」といったような感覚になる。 こうした用途によって異なる筋肉や、その動きの指令を司る神経によって、人は姿勢を維持したり歩いたりなどの日常的な活動ひとつひとつを行うことが出来る。 では、これらの筋肉の機能は何でコントロールされるか??基本的には 張力の大...

関節の機能

整形外科学は、 運動器の治療を通して患者のQOLを保障する 診療分野の一つである。 運動器には主に、骨格系と骨格筋があり、これらは立つ、座る、歩くといった運動を司っている。そして、これらを統御するのは脳や脊髄から伸びる神経系である。そして、これらの運動は、我々の日常生活を営む為にも欠かせない存在である。 病理の典型としては、痛みやしびれといったものがあり、様々な発生機序が考えられる。 関節には運動と支持の性質があり、関節運動が平滑に行われる為に関節軟骨の組成と滑液が存在する。 これら骨や関節が適切に描出される為にポジショニングや角度などは知っておかなければいけない。 分類としては以下の通り ①部位別:体幹・四肢の全て ②器官別:脊椎・脊髄末梢神経・関節・手足 ③病態別:先天性疾患・変形・炎症・骨軟部腫瘍・加齢変性・骨折・脱臼などの外傷。 関節リウマチの治療、スポーツ医学、リハビリテーションなどは整形外科の範囲になる。 治療手技としては、四肢・体幹の解剖・運動機能を確認して、疾病や損傷における特有の症状や所見を確認する。X線写真や造影検査により骨格を確認。軟部をMRIで確認することが出来る。現在では三次元CTやMRIがよく用いられるようになっている。 また、同時に生化学検査を行って疑わしい疾患をみたり、 電気生理学検査、核医学検査、歩行分析 などを行う。 主目的としては、 運動機能の回復であり、解剖学的復元ではない。 つまり元通りの体に戻らなくてもまずは、歩いたり動いたり出来るような体にしようということが主目的になる。切った貼ったでなく、保存療法(理学療法)が求められることもある。

骨の構造について

<骨の各部位> 骨は骨膜と骨質と骨髄からなる。 骨膜は繊維性結合組織で、骨の保護を行い、骨の栄養供給を栄養孔を通じてフォルクマン管より行っている。 骨質は緻密骨と海綿骨に分かれており、緻密骨はハバース系という円柱形の構造をしており、内部にハバース管という管が縦に通っていて、フォルクマン管と直行するような形で連絡している。海綿骨は多数の空洞をもった骨端部分である。 <骨の代謝と成長> 骨は細胞であるので、代謝と成長を行う。 代謝は主にホルモン、カルシウム、運動に寄る負荷で行われる。ホルモンは主にカルシトニン・副甲状腺ホルモン・ビタミンD3が関係している。骨は成人の場合、全体の3〜5%が吸収と再形成を繰り返しており、破骨細胞と骨芽細胞によりリモデリングしている。リモデリングが機能していない場合は、骨粗鬆症になる。 また、成長は軟骨内骨化と結合組織性骨化がある。軟骨内骨化は幼児期の硝子軟骨から徐々に軟骨内が石灰化し、海綿骨が形成されていくプロセスである。これは縦に成長し、骨膜が骨化することでだんだん骨が太くなっていく。子供の頃は骨端部に骨端軟骨の部分がX線撮影では濃度が低く出るため、骨と骨の間が離れているように見えるが、これは内骨化のプロセスの段階だからである。成熟した骨は骨端軟骨は消滅し、骨端線が残る。 一方、結合組織性(膜内骨化)骨化は、皮質骨が骨膜から形成され、横径成長を行う。