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熊野くんの卒業研究がAnat Recに掲載

腹側からみた上肢(肩甲骨・上腕骨)の肢位

熊野くんの卒業研究のうち上肢の解析分がAnatomical Recに掲載されました。

胚子期後期から胎児期初期、中期についての上肢の肢位について、上腕骨と体幹、体幹と肩甲骨、肩甲骨と上腕と解剖学的にわけて検討しています。

  • 上腕の外転と屈曲ともに、CS20 で極大値を示し、外転は中期胎児期まで徐々に減少した。
  • 肩甲骨は、関節腔が頭側および腹側を向いた独特の位置を示した。
  • この独特な肩甲骨の位置は、肩甲骨_上腕関節の角度の鏡像的な変化により上腕の姿勢にほとんど影響を与えない。

Kumano Y, Tanaka S, Sakamoto R, Kanahashi T, Imai H, Yoneyama A, Yamada S, Takakuwa T. Upper arm posture during human embryonic and fetal development. Anatomical Rec 2022, 305 1682-1691, https://doi.org/10.1002/ar.24796

Abstract

The upper extremity posture is characteristic of each Carnegie stage (CS), particularly between CS18 and CS23. Morphogenesis of the shoulder joint complex largely contributes to posture, although the exact position of the shoulder joints has not been described. In the present study, the position of the upper arm was first quantitatively measured, and the contribution of the position of the shoulder girdle, including the scapula and glenohumeral (GH) joint, was then evaluated. Twenty-nine human fetal specimens from the Kyoto Collection were used in this study. The morphogenesis and three-dimensional position of the shoulder girdle and humerus were analyzed using phase-contrast X-ray computed tomography and magnetic resonance imaging. Both abduction and flexion of the upper arm displayed a local maximum at CS20. Abduction gradually decreased until the middle fetal period, which was a prominent feature. Flexion was less than 90° at the local maximum, which was discrepant between appearance and measurement value in our study. The scapular body exhibited a unique position, being oriented internally and in the upward direction, with the glenoid cavity oriented cranially and ventrally. However, this unique scapular position had little effect on the upper arm posture because the angle of the scapula on the thorax was canceled as the angle of the GH joint had changed to a mirror image of that angle. Our present study suggested that measuring the angle of the scapula on the thorax and that of the GH joint using sonography leads to improved staging of the human embryo.

Early fetal period MRI_DTI Atlasを作成中

Early fetal period DTI atlas (画面をクリック)

研究室で進めている胎児期初期の解析をまとめたサイトを現在立ち上げ中です。高解像度MRI_T1強調像を基盤にDTI画像、立体再構成像等の解析結果を順次発表してまいります。ご期待ください。

藤井さん、村中くんの博士論文がJ Anatの’top cited article (2020-21)’に選出

藤井さん、村中くんの研究がJ Anatomyの’top cited article (2020-21)’に選ばれました。多くの研究者に読んで、評価していただいた結果と思います。おめでとうございます。

44. Fujii S, Muranaka T, Matsubayash J, Yamada S, Yoneyama A, Takakuwa T. The bronchial tree of the human embryo: an analysis of variations in the bronchial segments. J Anatomy 2020, 237, 311-322. doi: 10.1111/joa.13199.

胚子の気管支の形成過程についての立体再構成像は、標準組織学(医学書院)の図に引用されました。

勝部先生の論文が2021年度の日本形成外科学会学術奨励賞を受賞

共同研究者の勝部先生の下記論文が2021年度の日本形成外科学会学術奨励賞基礎部門に選ばれました。おめでとうございます。

Katsube, M., S. Yamada, N. Utsunomiya, Y. Yamaguchi, T. Takakuwa, A. Yamamoto, H. Imai, et al. “A 3d Analysis of Growth Trajectory and Integration During Early Human Prenatal Facial Growth.” Sci Rep 11, no. 1 (Mar 25 2021): 6867. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85543-5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/33767268.

第127回日本解剖学会で発表しました

第127回日本解剖学会(2022.3.327-29)で発表しました。今年もon lineでした。

岩佐さんが学生セッション優秀賞に選ばれました。

ポスター討論

金橋 徹: 拡散テンソルイメージングを応用したヒト胚子期末から胎児期初期における横隔膜形成過程の解析

磯谷菜穂子: ヒト胚子期・胎児期初期の静脈管の形態観察と定量的解析 

福井成美: ヒト胎児期初期における左心房形態形成~左心耳の形成と肺静脈が左心房に取り込まれる過程~

石田かのん:ラット胎仔の膝関節における半月大腿靭帯の形態形成

SAIZONOU Marie-Ange: Understanding of development and differentiation of the epithelium on Urinary Collecting System (UCS) (urothelium) in human embryonic metanephros; comparison with the urinary duct and bladder

石川葵:ヒト胎児期における膝関節発生の三次元的解析

藤井瀬菜: ヒト胚子期における気管支樹の三次元的変化の定量的検討

学生セッション

岩佐結生: MRIを用いたヒト胎児の腹直筋・錐体筋形成過程の解析 *学生セッション優秀賞

中井尚一; ヒト胎児の主要血管径および血行動態の胎齢に伴う変化

 

2021年度修士論文発表会が行われました

掛谷さん、黄さんの修士論文発表会が行われました。(2/3-2/4 杉浦ホール於)

今年度も発表者と審査委員と少人数の教員のみがホールに集まり、他の視聴者は遠隔で聴講するという形になりました。お疲れ様でした。

Return of the intestinal loop and superior mesenteric artery to the abdominal coelom after physiological umbilical herniation.

生理的臍帯ヘルニアの還納過程における3次元的解析  掛谷真樹

Fixation of the colorectum in the abdominal coelom during normal human development

ヒト胎児期における大腸の還納、固定時期の解析 黄 柔婷

 

内容を詳しく

2021年度総合医療科学コース卒業研究発表会が行われました

4回生の卒業研究発表会が、基礎系、理工系、臨床系にわかれて行われました(2022.1.26-28,杉浦ホール)。

今年も、教員数名以外は遠隔での参加の形でした。練習通り、制限時間いっぱいに発表できてよかったと思います。

発表者の皆さん、ご苦労様でした。

ヒト胎児期における手根骨の三次元的解析 石毛浩太
MRIを用いたヒト胎児の腹直筋形成過程の解析 岩佐結生
ヒト胎児期における足根骨の三次元解析 木村健太郎
ヒト胎児の主要血管径および血行動態の胎齢に伴う変化 中井 尚一
ヒト胎児期における咽頭の形態形成の観察 古田万紀子

2021年度;修士論文概要

Return of the intestinal loop and superior mesenteric artery to the abdominal coelom after physiological umbilical herniation
生理的臍帯ヘルニアの還納過程における3次元的解析  掛谷真樹

【背景】ヒトの胎児では、発生過程で一時中腸が腹腔から臍帯内へと脱出する(生理的臍帯ヘルニア)。頭殿長(Crown Rump Length: CRL)40mm 前後に中腸は腹腔に還納するが、還納過程の中腸、特に小腸の位置、形態や還納後の位置については不明な点が多い。本研究では、腸管の詳細な還納方法を明らかにするため、小腸の還納の順序・還納方法、還納後の腸管の位置関係の変化の検討を行った。また、小腸・結腸を栄養し、その成長に大きく関係すると考えられる上腸間膜動脈(Superior mesenteric artery: SMA)の検討も行った。

【方法】ドイツゲッティンゲン大学が保管するヒト胎児標本群 Blechschmidt CollectionのうちCRL30.0-50.0mm の標本計10個体の連続組織切片をデジタル化したものから、十二指腸起始部から肛門までの腸管とSMAの立体再構成像とその中心線を作成した。この中心線をもとに腸管について1)ヘルニア還納に伴う位置変化の観察、2)臍帯輪通過時の腸管の観察と屈曲度の解析を行った。SMAの小腸枝の分岐を指標に小腸を十二指腸側から4つの領域A-Dに区分してその位置、形態変化を検討した。また、SMAについて1)ヘルニア還納に伴う形態変化の観察、2)小腸枝の長さを用いた定量的解析を行った。

【結果】腸管について:1)位置変化の観察;生理的臍帯ヘルニア期に、十二指腸側の領域Aは一部のみ脱出し、その他の3領域は全体が脱出した。還納時、回腸末端部が最後に還納し、還納後には十二指腸から順に腹腔右側から左側へと占領区域を変えて位置した。2)臍帯輪を通る腸管は全例上行脚と下行脚2本であった。また、腸管は臍帯内・腹腔内ではループ状に曲線を描いて存在するのに対し、臍帯輪を通過する時は屈曲が小さく直線的であった。SMAについて:1)ヘルニア期に広がりを見せなかった小腸枝は、還納期になると腹腔左上から右下にかけて扇状に広がった。2)第4小腸枝が最長であること、第8小腸枝までとそれ以降の小腸枝とで長さや分岐の傾向が異なった。

【結論】生理的臍帯ヘルニアの還納方法は、臍帯腔に脱出して二次腸ループを形成していた腸管が一度直線状になって臍帯輪を通過して腹腔に戻り、腹腔内で再び二次腸ループを形成するという可能性が示された。また、ヘルニア還納に伴うSMAの形態変化や、個体間で共通するSMAの小腸枝の特徴を明らかにした。

56.Kakeya M, Matsubayashi J, Kanahashi T, Männer J, Yamada S, Takakuwa T. The return process of physiological umbilical herniation in human fetuses: the possible role of the vascular tree and umbilical ring. J Anatomy 2022, 241(3), 846-859. https://doi.org/10.1111/joa.13720

Fixation of the colorectum in the abdominal coelom during normal human development
ヒト胎児期における大腸の還納、固定時期の解析 黄 柔婷

【背景】ヒトの中腸は、胚子期に一時的に臍帯腔に脱出し、頭臀長(CRL) 40 mm前後に、速やかに腹腔に還納する。その後、各部位の結腸は、所定の位置に固定する。しかしながら、各部位の結腸の還納や固定過程についての記載は、まだ十分とはいえない。

【対象と方法】京都大学大学院医学研究科附属先天異常標本解析センターに保管されているヒト胚子、胎児期初期標本のMRI画像データ40例 (ヘルニア期3例;移行期12例;還納期25例, 頭殿長(CRL)=22〜225mm)を対象とした。三次元画像解析ソフトAmiraを用いて腹膜腔と後腹膜腔に位置する諸器官の立体再構成像を作成し、1)結腸の走行の変化と周辺器官の関係を観察、2)結腸直腸各領域の長さの計測3)上行結腸(AC)と下行結腸(DC)の後腹膜への固定時期とその割合、を検討した。

【結果】ヘルニア期・移行期;CRL22mmでは、中腸ループの遠位肢の形状は、尿膜管と臍帯動脈に沿って走る正中矢状面上でほぼ直線状で、横行結腸(TC)とDCとの境界となる中腸と後腸の境界が、屈曲点として検出された。CRL26.8 mmでは、​​中腸の遠位端が胃と十二指腸・空腸移行部と近接し、湾曲を形成した。CRL32mmでは、​​矢状面から左に偏位した湾曲ループがみられた。直腸(Rt)は仙骨に沿った湾曲を示した。環納期; DCとS状結腸(SC)との境界はCRL50mmからみられ、AC,TC間の境界以外は識別可能であった。AC およびTCの走行は、右腎、肝、胃、十二指腸の位置に影響された。 つまりACは回盲部から右腎に沿って腹側、頭側へ、次に肝臓下面に沿って内側に、そして膵臓、十二指腸、そして胃の大きな湾曲に沿って走行した。固定開始前のDCの長さ(CRL 62 mm未満)は約3〜5 mmで伸長はみられなかった。 CRL62 mmでDCが後腹膜に融合し始めると、DCは、固定の進行と並行して伸長した。膵結腸靭帯は、CRL62mmのサンプルで検出された。CRL75mmで横隔膜結腸靭帯、CRL97mmで脾臓結腸靭帯が確認された。CRL105mm以上の標本でTCとACの境界は十二指腸と右腎臓に近い領域で顕著になった。同時期にAC後腹膜への融合は口腔側から肛門側に進行し、ACの長さも増加した。CRL 131mmの個体では、​​ACと肝臓の間の靭帯(肝結腸靭帯)が観察された。CRL 131mmでは、​​すべてのDCが後腹膜に融合したRtはCRLが増加すると、曲率の程度は徐々に減少し、 CRL131 mmのサンプルでは、​​Rtの形状はほぼ直線状になった。SCの長さは成長に応じて直線的に増加した。 CRLが180mm未満の標本では、​​SCの走行は不規則であったが、180mmを超えると、走行はU字型になった。

結直腸の全長は、CRLの増加と強い相関がみられた。中腸(AC + TC)および後腸(DC + SC + Rt)の比率は、ほぼ一定で平均44.0±3.5%および56.0±3.5%(CRL38.5 mm以上 n=32)であった。全領域が判別可能な個体(CRL105mm<, n=11)においてAC, TC, DC, SC, Rtの比率は、15.3±6.4%、42.1±7.9%、18.6±4.0%、24.0±4.5%, 23.3±3.7%であった。TCの比率が最も大きく、次いでSCであった。 ACとDCは同様の比率を示した。

【結論】胎児期初期から中期の結腸、直腸の走行、伸長について詳細なタイムラインを作成した。結腸直腸の走行は、腎臓、肝臓、膵臓、胃・十二指腸の影響を受けた。DC, ACの後腹膜固定は領域ごとの伸長に影響を与えた。胎児期中期の各領域の割合は、報告されている成人結腸直腸における各領域の割合とほぼ同様であった。周辺器官間の靭帯をいくつか特定できたが、結腸間膜等の間膜を正確に捉えることは難しく、周辺諸器官と影響する機序は、今後の課題と考える。得られたタイムラインは、今後、胎児検診や出生前診断における画像診断の際の標準値として臨床応用が期待される。