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セメント廃材及び石炭灰の有効利用による新規晶析型多孔質脱リン材の開発

メカノケミカル処理したワラストナイトを炭酸化処理して得られる硬化体に多孔性付与材としてフライアッシュ,カルシウム放出源として廃セメントを添加した場合,リン除去特性がワラストナイト単独で炭酸化処理して得られる硬化体に比較して著しく向上した.これは,廃セメントからリン除去に必要なカルシウムイオンが効率的に供給されるためであると考えられる.しかし,炭酸化温度が低い場合にはリン含有溶液のpHが著しく上昇し,微細なハイドロキシアパタイトの沈殿が生成した.また,炭酸化温度が高い場合には処理温度が低い場合に比較して著しくリン除去率が低下した.これは,セメント中の水酸化カルシウムが炭酸化により炭酸カルシウムに変化するため,カルシウムの溶出量が減少するためと考えられる.したがって,セメント廃材をカルシウム放出源として用いる場合には,炭酸化処理条件を厳密に制御することが必要となる.一方,建築用廃材として多量に放出される廃石膏をカルシウム放出源として添加した場合には,炭酸化処理の程度に依存せず,石膏が安定で,かつ,リン含有水溶液のpHの上昇も認められず安定して高いリン除去率が得られることが分かった.また,廃石膏を用いた場合には,炭酸化処理温度にかかわらず,微細な沈殿が発生せず,本研究で目的とする晶析型脱リン材としての応用が可能であることが分かった.更に,石膏を添加した場合には,ワラストナイト単独で作製した脱リン材の約25%の量で同等のリン除去能を得られることが分かった.本研究で開発した脱リン材に対して,耐久性を評価する目的でリン酸イオン含有水溶液への繰り返し浸漬実験を行ったところ,浸漬回数が増加するにつれて,リン除去能は著しく低下した.5回の浸漬で,初期のリン除去率に対して50%以下に低下することが確認出来た.しかし,リン除去能が低下した試料を0.005mol/lの塩酸で洗浄し,表面に析出したリン酸カルシウムを除去することによりリン除去能を初期の試料の約95%までリン除去能を回復させることができることが明らかになった.メカノケミカル処理したワラストナイトを炭酸化処理して得られる硬化体に多孔性付与材としてフライアッシュ,カルシウム放出源として廃セメントを添加した場合,リン除去特性がワラストナイト単独で炭酸化処理して得られる硬化体に比較して著しく向上した.これは,廃セメントからリン除去に必要なカルシウムイオンが効率的に供給されるためであると考えられる.しかし,炭酸化温度が低い場合にはリン含有溶液のpHが著しく上昇し,微細なハイドロキシアパタイトの沈殿が生成した.また,炭酸化温度が高い場合には処理温度が低い場合に比較して著しくリン除去率が低下した.これは,セメント中の水酸化カルシウムが炭酸化により炭酸カルシウムに変化するため,カルシウムの溶出量が減少するためと考えられる.したがって,セメント廃材をカルシウム放出源として用いる場合には,炭酸化処理条件を厳密に制御することが必要となる.一方,建築用廃材として多量に放出される廃石膏をカルシウム放出源として添加した場合には,炭酸化処理の程度に依存せず,石膏が安定で,かつ,リン含有水溶液のpHの上昇も認められず安定して高いリン除去率が得られることが分かった.また,廃石膏を用いた場合には,炭酸化処理温度にかかわらず,微細な沈殿が発生せず,本研究で目的とする晶析型脱リン材としての応用が可能であることが分かった.更に,石膏を添加した場合には,ワラストナイト単独で作製した脱リン材の約25%の量で同等のリン除去能を得られることが分かった.本研究で開発した脱リン材に対して,耐久性を評価する目的でリン酸イオン含有水溶液への繰り返し浸漬実験を行ったところ,浸漬回数が増加するにつれて,リン除去能は著しく低下した.5回の浸漬で,初期のリン除去率に対して50%以下に低下することが確認出来た.しかし,リン除去能が低下した試料を0.005mol/lの塩酸で洗浄し,表面に析出したリン酸カルシウムを除去することによりリン除去能を初期の試料の約95%までリン除去能を回復させることができることが明らかになった.メカノケミカル処理したワラストナイトを炭酸化処理して得られる硬化体に多孔性付与材としてフライアッシュ,カルシウム放出源として廃セメントを添加した場合,リン除去特性がワラストナイト単独で炭酸化処理して得られる硬化体に比較して著しく向上した.これは,廃セメントからリン除去に必要なカルシウムイオンが効率的に供給されるためであると考えられる.しかし,炭酸化温度が低い場合にはリン含有溶液のpHが著しく上昇し,微細なハイドロキシアパタイトの沈殿が生成した.また,炭酸化温度が高い場合には処理温度が低い場合に比較して著しくリン除去率が低下した.これは,セメント中の水酸化カルシウムが炭酸化により炭酸カルシウムに変化するため,カルシウムの溶出量が減少するためと考えられる.したがって,セメント廃材をカルシウム放出源として用いる場合には,炭酸化処理条件を厳密に制御することが必要となる.一方,建築用廃材として多量に放出される廃石膏をカルシウム放出源として添加した場合には,炭酸化処理の程度に依存せず,石膏が安定で,かつ,リン含有水溶液のpHの上昇も認められず安定して高いリン除去率が得られることが分かった.また,廃石膏を用いた場合には,炭酸化処理温度にかかわらず,微細な沈殿が発生せず,本研究で目的とする晶析型脱リン材としての応用が可能であることが分かった.今年度は,脱リン材としての初期性能は満足出来たと考えられ,次年度については耐久性,および更なるリン除去速度の向上について検討する.

メカノケミカル処理したワラストナイトを炭酸化処理して得られる硬化体に多孔性付与材としてフライアッシュ,カルシウム放出源として廃セメントを添加した場合,リン除去特性がワラストナイト単独で炭酸化処理して得られる硬化体に比較して著しく向上した.これは,廃セメントからリン除去に必要なカルシウムイオンが効率的に供給されるためであると考えられる.しかし,炭酸化温度が低い場合にはリン含有溶液のpHが著しく上昇し,微細なハイドロキシアパタイトの沈殿が生成した.また,炭酸化温度が高い場合には処理温度が低い場合に比較して著しくリン除去率が低下した.これは,セメント中の水酸化カルシウムが炭酸化により炭酸カルシウムに変化するため,カルシウムの溶出量が減少するためと考えられる.したがって,セメント廃材をカルシウム放出源として用いる場合には,炭酸化処理条件を厳密に制御することが必要となる.一方,建築用廃材として多量に放出される廃石膏をカルシウム放出源として添加した場合には,炭酸化処理の程度に依存せず,石膏が安定で,かつ,リン含有水溶液のpHの上昇も認められず安定して高いリン除去率が得られることが分かった.また,廃石膏を用いた場合には,炭酸化処理温度にかかわらず,微細な沈殿が発生せず,本研究で目的とする晶析型脱リン材としての応用が可能であることが分かった.更に,石膏を添加した場合には,ワラストナイト単独で作製した脱リン材の約25%の量で同等のリン除去能を得られることが分かった.本研究で開発した脱リン材に対して,耐久性を評価する目的でリン酸イオン含有水溶液への繰り返し浸漬実験を行ったところ,浸漬回数が増加するにつれて,リン除去能は著しく低下した.5回の浸漬で,初期のリン除去率に対して50%以下に低下することが確認出来た。しかし,リン除去能が低下した試料を0.005mol/lの塩酸で洗浄し,表面に析出したリン酸カルシウムを除去することによりリン除去能を初期の試料の約95%までリン除去能を回復させることができることが明らかになった.
脂質受容体CD36におけるリガンド結合の多様性とシグナル伝達の研究

CD36は陰性荷電を持つ脂質(酸化LDLやリン脂質リポソーム)の結合部位を持つ。我々の研究室で作成した抗CD36モノクローナル抗体GS95は、既知の抗CD36モノクローナル抗体OKM5やFA6-152とエピトープは近接しているが、OKM5やFA6-152が酸化LDLのみの結合を抑制するのに対し、酸化LDLと隣脂質リポソームの両方の結合を抑制するという特徴をもつ。そこで、変異型CD36を細胞に発現させ、GS95の結合能の低下を指標として、リン脂質リポソームの結合部位を明らかにすることを試みた。モノクローナル抗体がmouseCD36に反応しないことを利用したmouse-humanキメラCD36cDNAと、脂質の結合に関係する陽性荷電を持つアミノ酸を置換したCD36cDNAを作り、発現ベクターに組み込み、COS細胞に導入した。FA6-152とOKM5はエピトープがあると報告されている#155-170mouse型キメラCD36発現細胞で結合能が低下したが、GS95の結合はその近傍をmouse型に変えたキメラCD36発現細胞でも低下しなかった。陽性荷電を持つリジン、アルギニンを荷電を持たないアラニンに置換したCD36発現細胞を使った結果は、アミノ酸配列#162-178と#228-243のリジン、アルギニンのアラニン置換型のCD36を発現するCOS細胞へのGS95の結合は低下しなかったが、#403-407のリジン、アルギニンのアラニン置換型CD36発現COS細胞へのGS95の結合はわずかだが低下し、この部分が脂質の結合に関係している可能性が考えられた。CD36は陰性荷電を持つ酸化LDLやリン脂質リポソームの結合部位を持つ。CD36のアミノ酸配列#155-183にエピトープを持つモノクローナル抗体OKM5は、酸化LDLとCD36の結合を抑制することが報告されている。我々の作成した抗CD36モノクローナル抗体GS95は、OKM5と異なり、酸化LDLのみならずリン脂質リポソームとCD36の結合も抑制する。GS95とQKM5のエピトープは、近接してはいるが異なる。CD36上のGS95、及びリン脂質リポソーム結合部位を検討した。1.抗CD36モノクローナル抗体GS95はマウスCD36には反応しないことと、モノクローナル抗体とCD36由来ペプチドによる脂質阻害実験の結果にもとづいて、GS95とリン脂質リポソーム結合部位を予測し、ヒトCD36のアミノ酸配列#155-170、#170-183と#393-409をマウスCD36に置換したcDNAを作成した。2.3つの変異型と野生型CD36cDNAをCOS7細胞に導入し、安定に発現する株を得た。発現は抗CD36ポリクローナル抗体で確認した。野生型CD36発現COS7細胞へのリン脂質リポソームの結合は発現量に比例した。3.CD36のアミノ酸配列#155-183にエピトープを持つOKM5とFA6-152は#155-170マウス型CD36発現COS細胞には全く結合せず、エピトープが確認されたが、GS95はどの変異型CD36にも結合した。4・変異型CD36発現COS細胞へのリン脂質リポソームは#393-409マウス型CD36発現COS胞で減少した。我々の研究室で作成した抗CD36モノクローナル抗体

GS95は、既知の抗CD36モノクローナル抗体OKM5やFA6-152とエピトープは近接しているが、OKM5やFA6-152が酸化LDLのみの結合を抑制するのに対し、酸化LDLと隣脂質リポソームの両方の結合を抑制するという特徴をもつ。そこで、変異型CD36を細胞に発現させ、GS95の結合能の低下を指標として、リン脂質リポソームの結合部位を明らかにすることを試みた。モノクローナル抗体がmouseCD36に反応しないことを利用したmouse-humanキメラCD36cDNAと、脂質の結合に関係する陽性荷電を持つアミノ酸を置換したCD36cDNAを作り、発現ベクターに組み込み、COS細胞に導入した。FA6-152とOKM5はエピトープがあると報告されている#155-170mouse型キメラCD36発現細胞で結合能が低下したが、GS95の結合はその近傍をmouse型に変えたキメラCD36発現細胞でも低下しなかった。陽性荷電を持つリジン、アルギニンを荷電を持たないアラニンに置換したCD36発現細胞を使った結果は、アミノ酸配列#162-178と#228-243のリジン、アルギニンのアラニン置換型のCD36を発現するCOS細胞へのGS95の結合は低下しなかったが、#403-407のリジン、アルギニンのアラニン置換型CD36発現COS細胞へのGS95の結合はわずかだが低下し、この部分が脂質の結合に関係している可能性が考えられた。
癌の浸潤転移を規定する脈管内及びリンバ節転移腫瘍成分癌細胞・間質細胞の特性の解析

1.浸潤性乳管癌(Invasive ductal carcinoma, IDC)巣内線維化巣(Fibrotic focus, FF)を構成する線維芽細胞の増殖能が、IDC患者の予後を推測する上で非常に重要な予後因子となることを後ろ向き検討により証明した。今回さらに439例のIDC症例による前向き検討において、IDCにおけるFFの存在が、浸潤性乳管癌の重要な予後因子となることを確認し、さらにFF長径が8mmを越えるIDC症例はリンパ節転移の有無、ホルモン受容体蛋白発現の有無で層別化を行った検討において腫瘍再発率、遠隔臓器転移率がFFの長径が8mm以下のIDC症例に比べ有意に高いことを証明した。2.潰瘍型進行大腸癌において腫瘍厚が予後を反映することを証明したが、今回の検討においてその腫瘍厚を規定しているのは腫瘍細胞の増殖能ではなく、腫瘍間質線維芽細胞、細血管内皮細胞の増殖能であることを明らかとし、後者2者増殖能がリンパ節、肝臓等の遠隔臓器転移に密接に関係していることを証明した。3.IDCにおいてリンパ管腫瘍塞栓、静脈腫瘍塞栓およびリンパ節転移腫瘍の性状を検討し、それら成分の性状がIDCの増殖・進展にどの様な影響を与えるのか前向き検討を行った。その結果、核分裂数・アポトーシス数が多い脈管腫瘍塞栓成分および器質化静脈塞栓を有するIDC症例は、これらの所見を認めないIDC症例に比べ、有意に予後が不良であった。また、リンパ節転移腫瘍性状では、腫瘍細胞核分裂数、リンパ節外浸潤およびリンパ節外腫瘍塞栓の有無が重要な予後因子となることを明らかとした。4.IDCの腫瘍原発成分、脈管腫瘍塞栓成分、リンパ節転移癌成分の組織学的性状からなる予後分類を作成した(Primary tumor-Vessel tumor-Nodal tumor(PVN)分類)。PVN分類と既知のIDCの組織学的予後分類であるpTNM分類、Nottingham Prognostic Index(NPI)分類、組織異型度との比較検討を行った。その結果、PVN分類はリンパ節転移の有無、腫瘍ホルモン受容体発現の有無、腫瘍径の大小に関わらず、pTNM分類、NPI分類、組織異型度に勝る予後分類であることが判明した。1-4の検討は、腫瘍間質細胞、脈管内腫瘍成分、リンパ節転移腫瘍成分がIDC並びに進行大腸癌の浸潤・転移において重要な役割を担っていることを初めて明らかにしたものであり、これら腫瘍成分に基づく予後分類がIDC患者の再発、死亡を最も正確に推測する上で有用であることを初めて証明したものである。

今回さらに439例のIDC症例による前向き検討において、IDCにおけるFFの存在が、浸潤性乳管癌の重要な予後因子となることを確認した。この検討において、FFの長径が重要であることが判明し、FF長径が8mmを越えるIDC症例は、リンパ節転移の有無、ホルモン受容体蛋白発現の有無で層別化を行った検討において、腫瘍再発率、遠隔臓器転移率がFFの長径が8mm以下のIDC症例に比べ有意に高いことを証明した。2.潰瘍型進行大腸癌において腫瘍厚が予後を反映することを証明したが、今回の検討においてその腫瘍厚を規定しているのは腫瘍細胞の増殖能ではなく、腫瘍間質線維芽細胞、細血管内皮細胞の増殖能であることを明らかとし、後者2者増殖能がリンパ節、肝臓等の遠隔臓器転移に密接に関係していることを証明した。3.IDCにおいてリンパ管腫瘍塞栓、静脈腫瘍塞栓およびリンパ節転移腫瘍の性状を検討し、それら成分の性状がIDCの増殖・進展にどの様な影響を与えるのか前向き検討を行った。その結果、核分裂数及びアポトーシス数が多いリンパ管並びに静脈腫瘍塞栓成分を有するIDC症例は、これら腫瘍成分の核分裂数、アポトーシス数が少ないIDC症例に比べ、有意に予後が不良であることが明らかとなった。また、リンパ節転移腫瘍性状では、腫瘍細胞核分裂数、リンパ節外浸潤およびリンパ節外腫瘍塞栓の有無が重要な予後因子となることを明らかとした。1-3の検討は、腫瘍間質細胞、脈管内腫瘍成分、リンパ節転移腫瘍成分がIDC並びに進行大腸癌の浸潤・転移において重要な役割を担っていることを初めて明らかにしたものである。1.浸潤性乳管癌(Invasive ductal carcinoma, IDC)巣内線維化巣(Fibrotic focus, FF)を構成する線維芽細胞の増殖能が、IDC患者の予後を推測する上で非常に重要な予後因子となることを後ろ向き検討により証明した。今回さらに439例のIDC症例による前向き検討において、IDCにおけるFFの存在が、浸潤性乳管癌の重要な予後因子となることを確認し、さらにFF長径が8mmを越えるIDC症例はリンパ節転移の有無、ホルモン受容体蛋白発現の有無で層別化を行った検討において腫瘍再発率、遠隔臓器転移率がFFの長径が8mm以下のIDC症例に比べ有意に高いことを証明した。その結果、核分裂数・アポトーシス数が多い脈管腫瘍塞栓成分および器質化静脈塞栓を有するIDC症例は、これらの所見を認めないIDC症例に比べ、有意に予後が不良であった。4.IDCの腫瘍原発成分、脈管腫瘍塞栓成分、リンパ節転移癌成分の組織学的性状からなる予後分類を作成した(Primary tumor-Vessel tumor-Nodal tumor(PVN)分類)。
大腸癌の肝・肺転移機序及び治療法の確立に関する研究

われわれは癌の転移メカニズムの解明とそれに基づく分子標的治療を目指して以前より検討してきた.特に癌細胞の原発巣における浸潤から脈管内侵入の過程における間質との相互作用は、転移成立に重要な鍵を握ると思われ、細胞接着に関する分子群を中心に検討してきた.これまで接着分子としてはlaminin、vitronectin、E-cadherin、β1-integrin、type IV collagen由来の尿中GGH(glucosyl-galactosyl-hydroxylysine)、MMP-2、MMP-9を対象としてきた.それぞれ肝転移群は非肝転移群に比し、術前より高値を示しており、転移予測の分子マーカーとしての意義があると思われた.平成14年はさらに接着分子としてはfibronectinを、サイトカインとの関連ではTGF-βに加えEGF、HGF/c-metを対象に加え検討開始した.また、肝・肺転移モデルにおける転移能の変化を引き続き細胞株を用いて親株→転移株においてmacroarrayで検索した.転移メカニズムにおける細胞接着系の関与を実証するため、蛋白レベルの発現解析につなげる予定である.われわれは癌の転移メカニズムの解明とそれに基づく分子標的治療を目指して以前より検討してきた.特に癌細胞の原発巣における浸潤から脈管内侵入の過程における間質との相互作用は、転移成立に重要な鍵を握ると思われ、細胞接着に関する分子群を中心に検討してきた.これまで接着分子としてはlaminin、vitronectin、E-cadherin、β1-integrin、type IV collagen由来の尿中GGH(glucosyl-galactosyl-hydroxylysine)、MMP-2、MMP-9を対象としてきた.それぞれ肝転移群は非肝転移群に比し、術前より高値を示しており、転移予測の分子マーカーとしての意義があると思われた.平成14年はさらに接着分子としてはfibronectinを、サイトカインとの関連ではTGF-βに加えEGF、HGF/c-metを対象に加え検討開始した.また、肝・肺転移モデルにおける転移能の変化を引き続き細胞株を用いて親株→転移株においてmacroarrayで検索した.転移メカニズムにおける細胞接着系の関与を実証するため、蛋白レベルの発現解析につなげる予定である.大腸癌肝転移機序の研究において(平成211年度)は癌浸潤転移成立過程での癌細胞と細胞接着分子の関係に着目し、細胞外マトリックス構成成分であるlaminin、vitronectin、E-cadherinやこれらをリガンドとするintegrin、type IV collagen由来の尿中GGH(glucosyl-galactosyl-hydroxylysine)につき、転移能や悪性度評価の指標として臨床検体について検討し報告してきた。今回平成12年度より肺転移機序も含めたテーマに拡大し、12年度は肝・肺転移モデルにおける検討を開始した。これは大腸癌の予後を左右する肝や肺への転移形式が、肝→肺では解釈できない事例が多く、肝転移巣のコントロールだけを施行しても予後改善率低迷するからである。転移モデル作成にあたってはまずラット由来の大腸癌細胞を用い肝転移能を高め、次いで同じ株で肺生着能の獲得を目指した。最終的に肝・肺ともに生着転移能を獲得した細胞株を樹立し、盲腸への同所移植で肝転移形成を認めるモデルの完成に到った。各転移組織はH.E.染色のみならずlaminin、VEGF、TGF-β、MMP-2、MMP-9、β-catenin、TNF-αなどの免疫組織学的染色にて検索中である。次年度は肝転移巣をコントロールできれば肺転移巣成立まで生存させ得るので、その工夫に努力目標をおいている。これまでの大腸癌転移メカニズムの研究において癌細胞と細胞接着分子との関連を中心に検討し、laminin、vitronectin、E-cadherin、β1-integrin、type IV collagen由来の尿中GGH(glucosyl-galactosyl-hydroxylysine)、さらにTGF-β、MMP-2、MMP-9、につき研究してきた.転移能や悪性度評価さらには予後予測因子としての意義を検討するため、この中で最も症例を追っているlamininについて術前血清値と術後35年の予後を対比した.コントロール群は257.9±92.1、非肝転移大腸癌群585.2±252.5、同時性肝転移群644.4±292.9、異時性肝転移群695.6±255.2ng/mlであり、肝転移群と非肝転移群との間に有意差を認めた(p=0.0472).さらに予後においては生存群597.0±266.6、死亡群713.1±275.5ng/mlであり、明らかな有意差を認めた(p=0.0007).これをもとに生存と死亡の境界となるcut off値を求めるROC分析を行ったところ、530.0ng/mlが診断効率の上でも最適であることが判明した.よって術前値で530.0ng/ml以上の症例は予後不良となることが示唆された.一方、肝・肺転移モデルにおける転移能の変化を細胞株で親株→転移株においてmacroarrayで検索開始した.どういう遺伝子プロファイル発現の変化を呈するか次年度は深く掘り下げたい.また、肝・肺転移モデルにおける転移能の変化を細胞株で親株→転移株においてmacroarrayで検索した.単独転移に比し肝・肺転移株でγ-catenin、Integrinβ4、TGF-βなどの遺伝子の高発現を認めた.このように転移メカニズムにおける細胞接着系の関与を実証するため、蛋白レベルの発現解析を行っていきたい.
画像処理による金属および金属基複合材料の組織定量化法の開発

金属および金属基複合材料中の第2相の組織形態はその材料の機械的性質に大きな影響を与える。その組織形態を定量的に評価するための手法として3次元・2次元局所粒数(LN3D・LN2D)および画像の平均自由行程(IMFP)の提案行い,さらに,それらを自動的に測定するためのソフトウェア群(機械学習を含む)の開発を行った。また,その測定値の統計的意味をコンピューター・シミュレーションにより明らかにし,さらに,材料の機械的性質とその測定値の関係について調査を行った。本年度は2次元局所粒数(LN2D)を用いて粒子分散複合材料の第2相の空間分布を測定するためのソフトウェア(ImageLN2D)を開発した。粒子分散複合材料の顕微鏡組織から第2相の重心位置を自動的に検出するためには,先ず画像の2値化処理を行う必要がある。2値化処理の成否は,その後得られる測定値に大きな影響を与えるため,2値化処理を最適に行うことは非常に重要である。ImageLN2Dではノイズ除去のためにブラー,ガウシアン,メディアン,バイラテラルフィルターを選択することができ,また,2値化には単純閾値処理,大津の方法,適応的閾値処理を選択することができる。LN2Dを測定するためには2値化された像からさらに第2相の輪郭を抽出する必要がある。輪郭抽出はマトリックス相と第2相が完全に分離していない場合,適切に実行されないので,相を完全に分離をするために2値化像に対してモルフォロジー演算を行う必要が出てくる。ImageLN2Dではオープニング処理を行う。しかしながら,実際に得られた顕微鏡組織像では上述した処理を適切に組み合わせても相を完全に分離することが難しいため,ImageLN2Dでは手動で輪郭を修正できる機能を追加している。第2相の輪郭が適切に抽出できれば,容易に重心の位置を求めることができ,それを使ってLN2Dの測定を行う。測定されたLN2Dの頻度分布はグラフ表示でき,また,粒子のサイズ分布のグラフ表示もできる。画像処理にはインテル社が開発したオープンソースのライブラリOpenCVを用いた。また,LN2D計測のためにC言語のライブラリを新たに開発した。グラフィカルユーザインタフェースの開発にはC#言語を用いた。昨年度は2次元局所粒数(LN2D)を用いて粒子分散型複合材料の第2相の空間分布を測定するためのソフトウェア(ImageLN2D)を開発した。しかしながら,実際に得られた顕微鏡組織像ではフィルタリング,2値化,輪郭抽出,モルフォロジー演算等の画像処理を適切に組み合わせても第2相を完全に分離することが難しく,ImageLN2Dでは手動で輪郭を修正しなければならなかった。そこで,より高精度に第2相を分離するために,機械学習を用いた画像処理の適用について検討を行った。機械学習ではまず画像から得られたデータから前処理により変換された特徴量を解析する。これまでにSIFT,SURF,Haar-Like,LBP,HOGといった特徴量の抽出方法が提案され,これらを改良または組み合わせた特徴量についても研究が行われている。どの特徴量を用いるかにより第2相の検出率は変化し,認識する画像の種類や状態に応じて適切な方法を選択する必要がある。本年度はHarr-Like,LBP,HOGを用いた機械学習による画像認識の適用可能性について検討を行った。機械学習にはインテル社が開発したオープンソースのライブラリOpenCVを用いた。電気伝導シミュレーションを行うことで実際の組織写真から金属基粒子分散型複合材料の電気伝導率を算出できるプログラムの開発を行った。しかし,組織写真は二次元情報であり,実際に測定される三次元での電気伝導率と等価ではないと予想され,その関係についての研究はあまり行われていない。そこで,コンピュータ内に三次元の複合材料組織を想定して電気伝導シミュレーションを行うことで電気伝導率を算出し,さらにその二次元断面の材料組織での電気伝導率を算出することでそれらの統計的関係を調査した。粒子分散型複合材料の組織写真から画像処理により第2相を高精度に分離するために,Harr-Like,LBP,HOGを用いた機械学習による画像認識の適用可能性について検討を行った。しかしながら,検出率はまだ十分とは言えず,現時点で粒子分散型複合材料の第2相の空間分布を測定するためのソフトウェア(ImageLN2D)にそれを組み込むことは難しい。また,画像の平均自由行程(IMFP)を測定するためのソフトウェア(ImageIMFP)の開発は完了していない。ただし,電気伝導シミュレーションを行うことで実際の組織写真から金属基粒子分散型複合材料の電気伝導率を算出できるプログラムの開発を行い,その研究成果を投稿論文に発表した。画像の平均自由行程(IMFP)を測定するためのソフトウェアの開発を行った。画像の平均自由行程は2相材料の転位運動の容易さを示す指標であり,次のように測定する。(1)画像中にランダムな始点Aを決める。(2)始点Aからランダムな方向に進み第2相に到達するまでの距離をaとし,aを「画像の自由行程」とする。ただし,画像の端に到達した場合は測定をやり直す。(3)設定したサンプル数(300万回程度)になるまで(1)(2)の測定を繰り返して頻度分布を作り、頻度分布から「画像の平均自由行程」を求める。Al-Si系合金の鋳造組織に対してIMFPの測定を行い,機械的性質との関係について調査を行った。また,2次元局所粒数(LN2D)によって粒子分散型複合材料の第2相の空間分布を測定するためのソフトウェアにIMFPを測定する機能の統合を行った。

統合したソフトウェアではLN2DおよびIMFPに加えて第2相のサイズ分布,アスペクト比および配向性を測定することができる。熱伝導シミュレーションを行うことで実際の組織写真から金属基粒子分散型複合材料の有効熱伝導率を算出できるプログラムの開発を行った。しかし,組織写真は二次元情報であり,実際に測定される三次元での有効熱伝導率と等価ではないと予想され,その関係についての研究はあまり行われていない。そこで,コンピュータ内に三次元の複合材料組織を想定して熱伝導シミュレーションを行うことで有効熱伝導率を算出し,さらにその二次元断面の材料組織での有効熱伝導率を算出することでそれらの統計的関係を調査した。金属および金属基複合材料中の第2相の組織形態はその材料の機械的性質に大きな影響を与える。その組織形態を定量的に評価するための手法として3次元・2次元局所粒数(LN3D・LN2D)および画像の平均自由行程(IMFP)の提案行い,さらに,それらを自動的に測定するためのソフトウェア群(機械学習を含む)の開発を行った。また,その測定値の統計的意味をコンピューター・シミュレーションにより明らかにし,さらに,材料の機械的性質とその測定値の関係について調査を行った。2次元局所粒数(LN2D)を用いて粒子分散複合材料の第2相の空間分布を測定するためのソフトウェア(ImageLN2D)の開発を行った。また,それを用いてAl-TiB2粒子分散複合材料の空間分布の測定を行った。粒子分散型複合材料の組織写真から画像処理により第2相を高精度に分離するために,SHIF,SURF,ORB,KAZE,BRISK等の特徴量の適用可能性について検討を行う。画像の平均自由行程(IMFP)を測定するためのソフトウェア(ImageIMFP)の開発を完了させる。熱伝導シミュレーションを行うことで実際の組織写真から金属基粒子分散型複合材料の有効熱伝導率を算出できるプログラムの開発を行う。また,コンピュータ内に三次元の複合材料組織を想定して熱伝導シミュレーションを行うことで有効熱伝導率を算出し,さらにその二次元断面の材料組織での有効熱伝導率を算出することでそれらの統計的関係を調査する。複合材料2次元局所粒数(LN2D)を用いて粒子分散複合材料の第2相の空間分布を測定するためのソフトウェア(ImageLN2D)のマニュアルを整備して公開する。コンピューター・シミュレーションによる3次元局所粒数(LN3D)およびLN2Dの統計的関係の調査を行う。また,画像の平均自由行程(IMFP)を測定するためのソフトウェア(ImageIMFP)の開発を行う。コンピューター・シミュレーションによるIMFPと転位運動の平均自由行程の統計的関係の調査を行う。国際会議での発表を行わなかった。2つの国際会議(ICCM20,ASMP2015)に参加予定。
エバネッセント波マッハ・ツェンダー干渉計による壁面近接場におけ流動の可視化

壁面に沿う流れは,流体が物体におよぼす抵抗や,流体と壁面間の熱,物質移動に強い影響をおよぼすことが知られている.その構造の解明は,流体機器の高効率化にとどまらず,伝熱促進や反応促進,蒸発や凝縮の制御を行う上で極めて重要な課題の一つである.本研究では,この流体構造の解明のために,壁面極近傍(壁面上サブミクロン下,「壁面近接場」と呼ぶ)における壁面剪断応力の可視化を目的とし,その実現に向けてエバネッセント波マッハ・ツェンダー干渉計を提案,その有用性の実験的検討を行ってきた.平成15年度では,誘電体プリズム表面でエバネッセント波を生じさせ,検査流体として用いた液体ポリマーとの間で生じる光弾性効果を利用して,剪断応力を可視化しようとした.しかし,観察光が,液体ポリマー中をエバネッセント波として伝播する距離が短く,剪断応力により生じる位相差が十分に生じず,剪断応力を可視化できなかった.それを踏まえ本平成16年度では,誘電体プリズム上に光弾性効果の大きいポリマー薄膜をおくことで,薄膜中を伝播する観察光で,薄膜上の流体運動で2次的に生じる薄膜内の剪断応力を,マッハ・ツェンダー干渉計で計測することを試みた.その結果,高い壁面剪断応力が生じる場合には,その応力が可視化できる可能性を確認できたが,プリズムを含む可視化光学系の剛性が十分でないと,観察される干渉縞に,光学系のたわみの影響が現れ,精度良く応力場を観察することができなかった.そこで本年はさらに,偏光を利用する光弾性手法を本光学系に導入し,剪断応力場の可視化を試みた.その結果,高い壁面剪断応力が生じる場合には,応力を可視化することができた.壁面に沿う流れは,流体が物体におよぼす抵抗や,流体と壁面間の熱,物質移動に強い影響をおよぼすことが知られている.その構造の解明は,流体機器の高効率化にとどまらず,伝熱促進や反応促進,蒸発や凝縮の制御を行う上で極めて重要な課題の一つである.本研究では,この流体構造の解明のために,壁面極近傍(壁面上サブミクロン下,「壁面近接場」と呼ぶ)における壁面剪断応力の可視化を目的とし,その実現に向けてエバネッセント波マッハ・ツェンダー干渉計を提案,その有用性の実験的検討を行ってきた.平成15年度では,誘電体プリズム表面でエバネッセント波を生じさせ,検査流体として用いた液体ポリマーとの間で生じる光弾性効果を利用して,剪断応力を可視化しようとした.しかし,観察光が,液体ポリマー中をエバネッセント波として伝播する距離が短く,剪断応力により生じる位相差が十分に生じず,剪断応力を可視化できなかった.それを踏まえ本平成16年度では,誘電体プリズム上に光弾性効果の大きいポリマー薄膜をおくことで,薄膜中を伝播する観察光で,薄膜上の流体運動で2次的に生じる薄膜内の剪断応力を,マッハ・ツェンダー干渉計で計測することを試みた.その結果,高い壁面剪断応力が生じる場合には,その応力が可視化できる可能性を確認できたが,プリズムを含む可視化光学系の剛性が十分でないと,観察される干渉縞に,光学系のたわみの影響が現れ,精度良く応力場を観察することができなかった.そこで本年はさらに,偏光を利用する光弾性手法を本光学系に導入し,剪断応力場の可視化を試みた.その結果,高い壁面剪断応力が生じる場合には,応力を可視化することができた.壁面に沿う流れは,流体が物体におよぼす抵抗や,流体と壁面間の熱,物質移動に強い影響をおよぼすことが知られている.その構造の解明は,流体機器の高効率化にとどまらず,伝熱促進や反応促進,蒸発や凝縮の制御を行う上で極めて重要な課題の一つである.本研究では,この流体構造の解明のために,壁面極近傍(壁面上サブミクロン下,「壁面近接場」と呼ぶ)における壁面剪断応力の可視化を目的とし,その実現に向けてエバネッセント波マッハ・ツェンダー干渉計を提案,その有用性の実験的検討を行っている.この可視化手法では,通常のマッハ・ツェンダー干渉計の観測部に台形の誘電体プリズムが置き,観測光束を台形プリズム側面から入射して,その表面で全反射した後,プリズムを出て参照光束と干渉させる.このとき,台形プリズム表面に観測光束のエバネッセント波が励起される.本平成15年度では,プリズム表面上に液体状のポリマーを流し,壁面(プリズム表面)との摩擦で生じる剪断力の大きさに応じて変わるポリマーの屈折率変化を,マッハ・ツェンダー干渉計で読み取れるかを調べた.その結果,観測光束がエバネッセント波として液体中を通過する距離が短く,剪断力に伴う屈折率変化では,マッハツェンダー干渉計で計測できるほどの十分な位相変化が生じないことが明らかとなった.干渉計測に十分な屈折率変化を与える光弾性定数の大きさについて検討した.なお,プリズム表面にポリマーの薄膜を置くことで,光弾性効果を示す液体ポリマー等を被観測流体とする必要のない新たな可視化計測手法を提案した.壁面に沿う流れは,流体が物体におよぼす抵抗や,流体と壁面間の熱,物質移動に強い影響をおよぼすことが知られている.その構造の解明は,流体機器の高効率化にとどまらず,伝熱促進や反応促進,蒸発や凝縮の制御を行う上で極めて重要な課題の一つである.

本研究では,この流体構造の解明のために,壁面極近傍(壁面上サブミクロン下,「壁面近接場」と呼ぶ)における壁面剪断応力の可視化を目的とし,その実現に向けてエバネッセント波マッハ・ツェンダー干渉計を提案,その有用性の実験的検討を行ってきた.平成15年度では,誘電体プリズム表面でエバネッセント波を生じさせ,検査流体として用いた液体ポリマーとの間で生じる光弾性効果を利用して,剪断応力を可視化しようとした.しかし,観察光が,液体ポリマー中をエバネッセント波として伝播する距離が短く,剪断応力により生じる位相差が十分に生じず,剪断応力を可視化できなかった.それを踏まえ平成16年度は,誘電体プリズム上に光弾性効果の大きいポリマー薄膜をおくことで,薄膜中を伝播する観察光で,薄膜上の流体運動で2次的に生じる薄膜内の剪断応力を,マッハ・ツェンダー干渉計で計測することを試みた.その結果,高い壁面剪断応力が生じる場合には,その応力が可視化できる可能性を確認できたが,プリズムを含む可視化光学系の剛性が十分でないと,観察される干渉縞に,光学系のたわみの影響が現れ,精度良く応力場を観察することができなかった.そこで本年はさらに,偏光を利用する光弾性手法を本光学系に導入し,剪断応力場の可視化を試みた.その結果,高い壁面剪断応力が生じる場合には,応力を可視化することができた.
陽子非弾性散乱を用いた中性子ドリップライン領域における核変形の研究

本研究は、中性子ドリップライン近傍核の陽子非弾性散乱の実験によって核変形度を求め、極限中性子過剰核における核変形・密度分布、魔法数の消失や新魔法数に代表される殻構造の変容、クラスター構造との関連性等を調べることを目的として行われた。非弾性散乱によって主として第一2^+準位を励起し、そのエネルギー、スピン・パリティ、遷移強度、核変形度を導き出した。実験では逆運動学での陽子非弾性散乱を主として測定するため、前方放出粒子について高い角度分解能が要求される。我々は本研究で新たに多重粒子測定用ドリフトチェンバーを開発し、これを利用することにより高い確度で移行核運動量を決定できるようになり、また粒子識別能力も格段に向上した。実験は理化学研究所の不安定核ビームラインを用いて行われ、^<11,14>Be,^<18,19>C,^<15,17>Bなどのドリップライン近傍核について、陽子および^<12>C標的による非弾性散乱を行い、束縛準位についてはインビームガンマ法を用い、非束縛準位については不変質量法を用いてエネルギースペクトルおよび散乱角度分布を導出した。その結果、^<17>B,^<14>Beといった中性子ハロー構造を持っており注目されながら、これまで励起準位が1つも知られていなかったドリップライン核について、第一励起準位の発見に成功した。これらの準位についてはその生成断面積、角度分布から変形度や核スピンも決定した。この結果^<17>B,^<14>Beについて、異常な有効電荷、変形性が示唆されている。その他の核についても新しい準位の発見や遷移確率の導出が行われ、この領域での変形の様子が明らかにされつつある。今後の展開としては、アイソスカラー標的として理想的なアルファ標的による非弾性散乱との比較から、陽子分布、中性子分布の独立決定を行うことを目指している。これにより中性子過剰領域特有の2フェルミ流体の独立した励起モードなどの新しい多体系のダイナミクスへと繋がる可能性がある。本研究では中性子過剰核を液体水素標的と衝突させ、第一2+励起準位を特定し、さらに励起エネルギー、角度分布、強度の解析から変形度を同定することを目的としている。特にドリップライン近傍で第一励起準位が非束縛領域に位置するため測定が困難であった領域(14Be等)を中心に研究を進める。陽子で励起された後の分解粒子の運動量測定から励起準位の質量を組む方法を取る。散乱角度は運動量ベクトル方向の精密測定によって行う。15年度はこの実験を実現させるため、1)散乱角度測定用のドリフトチェンバーの設計および製作、2)束縛準位測定による変形度特定法の開発の2点を重点的に研究した。1)ドリフトチェンバーの設計、製作荷電粒子の散乱角度を測定するためのドリフトチェンバーの設計、製作を行った。三次元的に粒子を検出するため、X(水平方向)用4面、U, V(斜め+-45度方向)2面ずつから成る構造にし、製作した。実際に製作したものについて、出力シグナルを宇宙線やガンマ線ソースを用いてチェックを始めている。これまでのところ、問題なく作動している。今後、ビームによるチェックを行い、水素標的を用いた本実験を14Be,19Cについて行うことになっている。中性子過剰核15B,17Bの炭素標的による非弾性散乱を行い、束縛した第一励起状態の励起エネルギーをガンマ線の同時測定によって求めた。

角度分布の解析からスピンの同定を行い、また、断面積から変形度を導出した。それらを殻模型と比較している。この解析方法は陽子の非弾性散乱にも応用可能である。本研究では、ドリップライン付近の超中性子過剰核^<19>C,^<14>Be等の陽子非弾性散乱を行い、これらの核の未知の励起状態を特定し、そのエネルギー・スピンを同定すること、さらに、非弾性散乱断面積から遷移強度を導出し、核変形度を求めることを目指してきた。こうした励起準位や核変形の情報は中性子過剰領域における魔法数の変化や中性子ハローなどのエキゾチック構造発現のメカニズムを探る上で鍵となるものである。この研究では、実験に先駆けて、核スピンの同定に重要な役割を果たす角度分解能の高いドリフトチェンバーを開発した。このドリフトチェンバーは陽子標的直後に置かれ、非弾性散乱の角分布を高精度で測定できる能力を持つ。実際に、オフライン、オンライン実験の結果、角度分解能として1.8mrad(1シグマ)という必要十分な分解能をもっことがわかった。本実験は理化学研究所のRIPS不安定核ビームコースで行われ、2次ビームとして、^<19>C,^<14>Be、^<17>B,^<18>C,^<17>Cのビームについて非弾性散乱の測定を行った。束縛励起準位についてはインビームγ線分光法により、また、非束縛励起準位については不変質量法により測定した。実験の結果、^<14>Be核に新たな非束縛準位の状態を示唆する結果を得た。これは中性子過剰ベリリウム核における魔法数の破れの問題を解明する上で重要な成果である。また、その他の核についても何本か新しいγ線遷移が確認されている。弾性散乱のデータも副産物として得られており、不安定核の光学ポテンシャル決定も可能となる。現在、さらに、これらのデータの詳細解析を進めつつあるところである。
1910年代,天津都市社会における行財政機構と地域有力者の役割に関する基礎的研究

本研究計画では、20世紀初頭における天津の都市行政の実施過程において商会や地方議会が都市の管理システムに対し如何に関与したのかを検証し、さらにこうした課題の基礎的作業として天津史関係の中文・邦文目録を作成することを目的としていた。1.『天津史研究目録』作成については、研究期間中、邦文による論文・刊行物の調査に限定した。パソコンを駆使した調査は継続中だが、日本および中国における資料調査の結果、これまで指摘されなかった資料を含め、論文1,051点、書籍900点をリストアップでき、その成果の一端を報告した(天津地域史研究会第3回大会報告「“天津地域史研究会"の対外交流の成果」)2.20世紀初頭の天津都市社会をめぐる状況を明らかにするため、省政府による各種政策や商会の活動を中心に、まず清末の天津経済の実態を検討した。その結果、袁世凱の経済政策は、通説とは異なり、商会との協力関係を形成できたうえ、天津の貿易赤字削減に一定程度効果があったことが明らかになった(「清末、直隷省における貿易構造と経済政策」)3.民初における都市機構の整備をめぐる天津商人の活動は、近年販売されたマイクロフイルム『天津商報』を購入し検証した結果、上海など華南地域における先行研究の結論とは異なり、省政府の政策意図に呼応するものであったことを解明した。4.『大公報』によれば、都市行政整備の過程で、天津の商会や地方議会は省政府の補助的役割をはたすにとどまったこと、また都市の管理システムは依然ギルド的紐帯に依存したため、これを近代的制度の導入によっても代替し得なかったことなどが明らかになりつつある。
一般化した確率過程に基づくオンライン学習の漸近的解析

強化学習における経験系列(状態,行動,報酬の時系列)やクラスタ分析に使われるデータは,一般に非定常・非エルゴードな確率過程に従う.本研究では,そのような一般的な系列・データに対しても有効な漸近的性質を使って,(1)マルチエージェントシステムの強化学習における漸近的性質,(2)強化学習によって収益の最大化が可能な確率的決定過程のクラス,(3)階層クラスタ分析におけるクラスタ間の新しい非類似度についての研究を行った.強化学習における経験系列(状態,行動,報酬の時系列)やクラスタ分析に使われるデータは,一般に非定常・非エルゴードな確率過程に従う.本研究では,そのような一般的な系列・データに対しても有効な漸近的性質を使って,(1)マルチエージェントシステムの強化学習における漸近的性質,(2)強化学習によって収益の最大化が可能な確率的決定過程のクラス,(3)階層クラスタ分析におけるクラスタ間の新しい非類似度についての研究を行った.オンライン学習として,マルチエージェントシステムの強化学習を研究した.マルチエージェントシステムとは,複数のエージェントが,互いに協調することにより,ある与えられたタスクに関して最適な政策を学習するような枠組みである.その枠組みが従う確率過程としては,Temporal Difference学習などの代表的な強化学習アルゴリズムが適用し易いなどの理由から,マルコフ決定過程がよく使われる.よって,本研究では,定常エルゴードマルコフ決定過程に従うマルチエージェントシステムにおいて成立する漸近的性質を示し,最適政策の学習によりシステム全体の収益が最大化される過程を確率的な観点から明らかにした.次に,標本の母集団が混合分布モデルに基づく場合の階層クラスタリングについて研究をした.階層クラスタリングとは,ある適当な標本(もしくはクラスタ)間の非類似度を定義し,その非類似度に従い標本を分類する教師なし学習である.標本の母集団が混合分布モデルの場合,各標本はそれぞれの部分母集団の確率分布に従うので,このような標本の生成過程は一般に非定常,非エルゴードとなる.従来では,混合分布モデルに基づく母集団の標本に対して,理論的な妥当性がある非類似度が存在しなかった.そこで,本研究ではSanoyの定理を混合分布モデルに応用することで,情報源符号化および統計的仮説検定という意味で理論的に妥当な非類似度を提案した.また,人工データおよび実データを使った階層クラスタリングにおいて,提案した非類似度は,従来の非類似度と比較して優れた結果を与えることを示した.階層クラスタ分析は,統針データから母集団のある傾向を分析するためによく使われる.本研究では,階層クラスタ分析における標本のラベル(分類値)の階層性をボトムアップ的に推定することを目的とした,新しいクラスタ(標本の集合)間の非類似度を提案した。この非類似度は,標本の母集団が混合モデルである場合に,ある種の情報理論的な妥当性を持っている。実際のデータに対するクラスタ分析の成果として,窓ガラスなどのガラス成分データや音声を構成する音素データの階層構造を同定する際に,提案した非類似度が有効であることを計算機実験により示した。曲線整合とは,与えられた二つの曲線に対して,一方の曲線上のある点とそれに対応するもう一方の曲線上の点を見つけることで,パターン認識分野での幅広い応用が期待される。例えば,曲線を手書き文字さすれば文字認識に,曲線を画像の輪郭とすれば画像認識や形状解析に応用することができる。本研究では,元は同じ二つの曲線のうちの一方が区分的に相似に変形しても適当な曲線整合をとることが可能なアルゴリズムを導き,タブレット入力による手書き曲線を使った計算機実験によってアルゴリズムの有効性を確かめた。この成果の一部は,情報科学技術レターズに掲載された。強化学習とはエージェントと環境の相互の枠組みのことで,通常はある確率的決定過程によって記述される.エージェントは,その確率的決定過程に従い,行動選択-実行-状態遷移を繰り返しながら,収益と呼ばれるスカラー量を最大化するような行動選択の方法を学習する.相互作用の枠組みが定常エルゴードマルコフ決定過程に従うならば,ある意味で最適な動選択の方法を学習するためのアルゴリズム(Q-learninなど)が良く知られている.そのため,強化学習をある問題に対して応用するには,相互作用の枠組みが定常エルゴードマルコフ定過程に従うと仮定してしまうことがほとんどである.しかしながら,実際には,その相互作用の枠組みは定常性・エルゴード性・マルコフ性を満たしていないことが多い.にもかかわらず,そのような問題に対して,そもそも強化学習を応用することの有効性やある最適な行動選択の方法を学習するアルゴリズムが存在するかどうかについてはよくわかっていない.本研究では,情報理論的な視点から,漸近等分割性と収益最大化の関係を明らかにすることによって,収益の最大化が可能な確率的決定過程のクラスを導出した.また,そのクラスは定常エルゴードマルコフ決定過程よりも広いことがわかった.そのクラスに含まれないような確率的決定過程では収益最大化が不可能であるため,そのクラスはある問題に対して強化学習を応用することが有効であるかどうかを判断するのに有益な情報を与える.この成果は,人工知能分野の主要な国際会議であるIAT2008で.
質保証と安全性を重視した看護学生の臨床実習前から新人までの看護実践教育の在り方

臨床能力の質保証のため、医師資格のない医学生が臨床実習で行う医行為を定め、臨床実習開始前までに実施する共用試験(CBTとOSCE)を公的な制度とする方針が示された。一方看護学生は、臨床実習開始時に求められる能力が未確定であり、共用試験も実施されていない。加えて、看護学生は医学生と異なり、資格取得後の卒後研修期間がない。特に呼吸器や循環器領域は、医師らと連携した迅速で適切な臨床看護能力が必要である。新人看護職員研修が推奨されているが、卒前の看護基礎教育には、臨床現場で必要とされる臨床実践能力との乖離など、課題がある。そこで本研究は、看護学生と新人看護師の臨床看護能力の乖離と継続学習に焦点を当て、eラーニングとシミュレーションを組み合わせた学習プログラムを開発し、有効性を検証する。研究の構成は以下の14とする。構成1:学習プログラムの評価に有効な要素と方法を創出するために文献検討を行う。また、参加型学習の効果測定に関する研究の動向を把握し、教材に取り入れる。構成2:学習課題抽出として、循環領域に配属された10年目以上の看護師10名を対象に面接調査を行い、新人看護師に求められる重要行動を明確化する。加えて、新人看護師の職場環境調査を行う(I群)。構成3:看護場面への応用を意識し、学習プログラムを作成する。構成4:学習者評価の比較検討として、看護学生と新人看護師へ学習プログラムへの参加を募り、満足、臨床看護能力自己評価尺度等について学習プログラム実施前後で評価すると共に、新人看護師の職場環境調査を行い(II群)、職場環境を(I群)と比較検討する。昨年度は、構成1に取り組み、国立病院総合医学会、看護科学学会に参加し、学習プログラムの評価に有効な要素と方法を創出するために看護、医学、教育等の分野で文献を検索した。今後は構成2の調査および構成3の学習プログラムの開発を進める。当初の計画では、今年度に学習プログラムの評価に有効な要素と方法を創出するための文献検討と共に、参加型学習の効果測定に関する国外研究の動向把握を予定していた。今年度は、文献検討と共に、国立病院総合医学会や看護科学学会などに参加・発表するなど国内研究の動向を把握するとともに、国内で、国外の専門家から専門知識を得る機会を得た。そのため、計画以上に進展してはいないが、おおむね、計画通り進められていると考える。本研究課題の推進方策は、定期的な会議開催による研究者間の情報共有の円滑化である。今後は、本研究の構成2の調査および構成3の学習プログラムの開発を予定しているため、各役割を担う研究者間の緊密な会議を持つことで、調査の推進と、その結果の反映が円滑に進むと考える。定期的な会議推進のために、これまでの対面式会議のみならず、WEB会議や等も活用する。

今後は、本研究の構成2の調査および構成3の学習プログラムの開発を予定しているため、各役割を担う研究者間の緊密な会議を持つことで、調査の推進と、その結果の反映が円滑に進むと考える。定期的な会議推進のために、これまでの対面式会議のみならず、WEB会議や等も活用する。当該助成金が生じた状況では、2018年度内に国外学会に参加し、専門知識を収集する予定であった。今年度、国内で開催された学会やWEB会議で予定していた国外の専門家の専門知識を享受することができたが、国外学会でも発表には至らなかった。そこで2019年度は、未使用分と翌年度予定していた助成金と合わせて国外学会に発表するための資金とする。
細胞内情報伝達システムにおけるポリホスホイノシタイド合成酵素の役割

各種ホルモンやオータコイドがイノシトールリン脂質代謝亢進を促し、その生理作用を発現する情報伝達系の存在は広く知られている。その際の初期反応はホスファチジルイノシトール4,5-ビスホスフェイトのダイアシルグリセロールとイノシトール1,4,5-トリホスフェイトへのホスホリパーゼCによる分解である。しかしホスファチジルイノシトール4,5-ビスホスフェイトは微量にしか存在しないためホスホリパーゼCの分解によりたちまち涸渇してしまう。よってホルモン作用持続のためにはこの脂質を再合成するシステムが必要である。よって本プロジェクトではこのステップを司どるホスファチジルイノシトールキナーゼの精製を試み、又その性質を調べた。ラット脳の上清画分をまずAffigel-Blueカラムにかけ更にDEAE-Biogelにかけた後、Superose12でゲルロ過を行った。すると分子量12万,16万,30万,40万以上の、4種に分かれた。分子量12万のホスファチジルイノシトールキナーゼに関しては更に精製を進め電気泳動的に単一にまで精製した。その際、ゲルロ過後にATP-affinityクロマトを行い、最終的にはMonoQにかけた。比活性は1250倍に上昇し、至適PHは7.0で活性に【Mg^(24)】を要求した。基質としてはホスファチジルイノシトールのみをリン酸化し、ホスファチジルイノシトール4-ホスフェイト,ダイアシルグリセロールはリン酸化しなかった。モルモット好中球の活性化はcAMPによって抑制されるが、その作用はcAMPによるイノシトールリン脂質代謝亢進の阻害にあることを示し、更にイノシトールホスフェイトキナーゼのCAMPによる直接の阻害がその阻害の一因であることを証明した。