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保育ソーシャルワーカー導入に向けた養成支援システム構築に関する実証研究

本研究は, 2年間にわたり,わが国における保育ソーシャルワーカーの導入に焦点を当てて,より高度な専門職の育成をも含めた一連の養成支援システム(富山モデル)の構築を目的に研究を行った。まず, 1年目は,保育現場等におけるソーシャルワーカーの必要性に関する文献調査と実態調査を行い,保育ソーシャルワーカーとして備えるべき効果的な援助的要素を抽出し,これをもとに養成カリキュラムの基礎資料を作成した。2年目は,基礎資料をもとに,養成カリキュラムの内容と指定履修科目の確定ならびに各科目のシラバス作成までを含めた一連の保育ソーシャルワーク教育課程の構築と設置の提案を行った。研究初年度にあたる平成27年度は,(1)保育現場等におけるソーシャルワーカーの配置の必要性に関する文献調査と学会の動向把握,実態調査,(2)実態調査等からの保育ソーシャルワーカーが備えるべき効果的な援助要素の抽出の検討,(3)援助要素をもとに,保育ソーシャルワーカー養成カリキュラムの検討を行った。具体的な各成果は,以下のとおりである。(1)国内外の保育ソーシャルワーク関連の論文のすべてのとりまとめ作業を行った。具体的には,「保育」「ソーシャルワーク」の2つのキーワードを含むすべての論文のabstractをデータベース化し,レビューを作成した。また,富山県高岡市保育士会研究部会と協力し,市内すべての保育所に対して保護者へのアンケート調査を実施し,子どもや保護者を取り巻く実態把握とソーシャルサポートの必要性について調査を行った。その成果は,県の保育士会総会で研究発表(2016年5月28日)されることになった。(2)実態調査から保育ソーシャルワーカーが備えるべき効果的な援助要素として、1「他の専門職との連携・協働力」、2「ネットワーク力」、3「関係機関・サービス活用力」、4「社会資源の発掘力」、5「アウトリーチ力」、6「コーデネーション力」といった保育場面におけるケアマネジメントの総合力が効果的な援助的要素として明らかとなった。(3)教材開発の1つとして、日本保育ソーシャルワーク学会事務局(九州ルーテル学院大学)と連携して,日本保育ソーシャルワーク学会編『保育ソーシャルワーク学研究叢書(晃洋書房)』の具体的な構想作成に入った。(4)「保育ソーシャルワーカー養成」のためのカリキュラム内容とシラバスの具体的な検討に入った。4つの観点から「おおむね順調に進展している」ことの理由を説明する。本研究をPEST分析したところ、まず1点目の政治的要因からの評価については、高岡市保育士会研究部会との協働によるスムーズな実施体制に努めてきたことから、「おおむね順調に進展している」と考えられる。2点目の経済的要因からの評価については、「やや遅れている」と言わざるを得ない。初年度は文献調査や実態調査のまとめに追われる等、内的作業が中心でもあったことから、本格的な成果物に向けての適切な予算の執行が遅れてしまったと考えられるためである。最終年度である2年目に成果を残すためにも、スムーズな予算の執行を行うこととする。3点目の社会的要因からの評価については、スクールソーシャルワーカーの増員が言われている中、新たに保育分野も職域として開拓し、ソーシャルワークを確立させていこうと試みていることから、まさにパイオニア的研究であり、チャレンジ性もある研究としては、「おおむね順調に進展している」と考えられる。4点目の技術的要因からの評価についても、効果的な援助要素の抽出から「保育ソーシャルワーカー養成」のためのカリキュラム内容とシラバスの具体的な検討が本格的に開始され、富山発の保育現場への保育ソーシャルワーカーの導入の検討と人材育成を含めた一連のシステム(富山モデル)の構築を目指す中では、「おおむね順調に進展している」と考えられる。以上のことから、総合評価として、「おおむね順調に進展している」とした。本研究は,わが国への保育ソーシャルワーカーの導入に焦点を当てた,より高度な専門職育成をも含めた一連の養成支援システム(富山モデル)構築を目的に,2年間研究を行った。1年目は,5点の成果があった。(1)「保育」と「ソーシャルワーク」を含むabstractをデータベース化,レビューを作成した。(2)富山県高岡市保育士会と連携し,市内全保育所へ保護者アンケートを実施,ソーシャルサポートの視点から研究を行い,その成果が県保育士会総会で発表された。(3)保育ソーシャルワーカーが保有すべき効果的援助要素は,「他の専門職との連携・協働力」,「ネットワーク力」,「関係機関・サービス活用力」,「社会資源の発掘力」,「アウトリーチ力」,「コーデネーション力」の6つとした。(4)「保育ソーシャルワーカー養成」の具体的カリキュラムやシラバスの検討を開始した。(5)日本保育ソーシャルワーク学会編『保育ソーシャルワーク学研究叢書(晃洋書房)』という教科書の教材開発に着手した。2年目は,4点の成果があった。(1)日本保育ソーシャルワーク学会「初級保育ソーシャルワーカー養成研修」をもとに,大学独自の養成カリキュラムの体系化を図った。(2)学部の既存科目である「子ども育成論」,「子ども育成専門演習」に加え,「保育ソーシャルワーク論」,「保育ソーシャルワーク演習」,「保育ソーシャルワーカー実習指導」,「保育ソーシャルワーカー実習」という新たな4科目を含む教育課程を考案し,シラバスを作成した。(3)富山県における保育ソーシャルワーカーの養成から配置までの一連のシステム構築の提案を行った。なかでも「子育て世代包括支援センター」への配置を提示した。(4)一連の研究プロセスをPEST(政治的,経済的,社会的,技術的要因)分析にて総括し,日本「性とこころ」関連問題学会第9回学術研究大会において口頭発表する。

本研究は, 2年間にわたり,わが国における保育ソーシャルワーカーの導入に焦点を当てて,より高度な専門職の育成をも含めた一連の養成支援システム(富山モデル)の構築を目的に研究を行った。まず, 1年目は,保育現場等におけるソーシャルワーカーの必要性に関する文献調査と実態調査を行い,保育ソーシャルワーカーとして備えるべき効果的な援助的要素を抽出し,これをもとに養成カリキュラムの基礎資料を作成した。2年目は,基礎資料をもとに,養成カリキュラムの内容と指定履修科目の確定ならびに各科目のシラバス作成までを含めた一連の保育ソーシャルワーク教育課程の構築と設置の提案を行った。自己点検にもとづいた結果、本研究の今後の推進方策について2点を挙げた。最終年度にあたる今後1年間の研究期間を充実させて、適切に本研究を推進させていきたいと考えている。まず1点目は、「保育ソーシャルワーカー養成カリキュラム」の内容の確定と教材開発の確定である。当初は、一般社団法人日本社会福祉士養成校協会加盟の大学等(262校)に対し、「保育ソーシャルワーク教育課程カリキュラム作成に伴う全国調査」を実施し、教材開発につなげていくとしていたが、日本保育ソーシャルワーク学会との連携により、教材開発を行っていくこととし、現在順調に、日本保育ソーシャルワーク学会編『保育ソーシャルワーク学研究叢書(晃洋書房)』の作成にとりかかるところである。2点目は、人材育成をも含めた一連の養成支援システム(富山モデル)の構築とその普及策の提案である。どのようなカリキュラムで、そのような配置方法がより効果的なのか、そして波及効果を大きく導き出すには、どのようにソーシャルアクションを行う必要があるのかを保育士会や社会福祉士会と連携しながら、実践レベル(意見交換等)での検討と提案を行い、富山モデルを普及させたいと考えている。ソーシャルワーク2年間の研究期間ということを念頭に、もっとスピードアップを図るべきであったと考えている。文献調査や実態調査の段どりやまとめといった、自らによる内的作業に大きな時間をとってしまった。結果的には、全体の準備を滞らせ、本格的な成果物に向けての適切な予算の執行を遅らせてしまったことが大きな要因と考えている。最終年度である2年目に成果を残すためにも、まず「保育ソーシャルワーカー養成カリキュラム」の内容の確定作業と教材開発の確定作業について、人件費・謝金を適切に執行し、また研究協力者とも連携しながら、迅速に取り組みたいと考えている。次に、人材育成をも含めた一連の養成支援システム(富山モデル)の構築とその普及策の提案に関する報告書等の作成について、印刷製本費等を適切に執行し、富山モデルの普及に努めていきたいと考えている。
脳卒中ＣＴ画像に及ぼす線量効果

本申請研究の主たる目的は、CT検査における被ばく線量(重要臓器線量)と画質との関係を明らかにした上で、脳卒中CT検査における至適プロトコル確立のための基礎情報を与えることである。この目的を達成するために二種類の脳卒中ファントムを作成し、これを被検体として実験を行った。重要臓器線量の一つである水晶体線量は、撮像条件に比例して増加した。そこでこの結果を念頭に置き、脳動脈瘤の検出能を評価したところ、逐次近似法と呼ばれる画像再構成法は、水晶体線量の軽減と画質改善に役立つことが示された。さらに、これとは別の方法であるDual-Energyスキャンは、脳梗塞を検出する上で有益な検査法であることが示された。申請研究の主たる目的は、脳卒中CT検査における被ばく線量(重要臓器線量)と画質との関係を明らかにし、最適プロトコル確立のための基礎情報を与えることである。本年度は逐次近似CT画像に注目し、頭部CTアンギオ検査における画質と被ばくとの関係について検討した。その成果概要を以下に示す。本研究では、様々な撮像条件(X線管電圧:80-140kV、実効mAs値:49-350mAs)で得られたCTA画像を逐次近似処理した上で、血管像のコントラスト分解能及び鮮鋭度の定量評価を行った。逐次近似処理したCTA画像は、従来のCTA画像よりもノイズは少なく、コントラスト分解能も改善された。しかし、その処理割合を40%以上にしても、ほとんどコントラスト分解能の改善は認められなかった。一方、鮮鋭度に関しては処理割合が40%以上で急激に低下し、血管輪郭は不鮮鋭となった。これらの結果から、逐次近似の処理割合は、40%程度が妥当であることが示された。さらに、この傾向は、どの撮像条件においても同様であった。昨年度、申請者等は重要臓器線量の1つである水晶体線量が、X線管電圧の減少と共に軽減することを明らかにした。そこで、CTA検査時における被ばく線量軽減を目的に、管電圧80kV、実効mAs値350mAs(最大出力)で得られた逐次近似CTA画像と従来の撮像条件で得られたCTA画像との比較を行った。逐次近似処理割合40%で得られたCTA画像のコントラスト分解能は、従来の撮像条件で得られたものよりも1.5倍高くなり、鮮鋭度も3.2倍程度改善された。これとは対照的に、水晶体線量は従来の撮像条件よりも、20-30%程度軽減された。以上の結果から、管電圧を80kV、実効mAs値を最大、逐次近似処理割合を40%程度にすることにより、良好な画質になることが示唆された。なお、この逐次近似画像の画質解析で学術奨励賞を受賞した。本申請研究の主たる目的は、脳卒中CT検査における被ばく線量(水晶体線量)と画質との関係を明らかにし、最適プロトコル確立のための基礎情報を与えることである。本年度は、超急性期脳梗塞の検出に主眼を置き、撮像法の違いによる検出能への影響について詳細に検討した。その主な成果を以下に示す。本研究では、初年度に作成した早期虚血性脳梗塞ファントムを様々な条件で撮像し、これを評価対象画像として採用した。さらに、デュアルエナジスキャン(80kV及び140kV)で得られた仮想単色CT画像も評価対象とし、これらの画質特性をもとに、病変検出能の違いを検討した。その具体的な検討項目は1.撮像条件と水晶体線量との関係2.CNRによるコントラスト分解能の評価3.エントロピー解析である。水晶体線量は管電圧及び管電流と共に直線的に増加した。一般に、超急性期脳梗塞を検出する際、高電圧・高電流撮像法を用いてCT検査が行われているが、この方法でCT検査を行った場合、ルーチン条件よりも、約1.8倍水晶体線量が高くなった。これと同じ結果はデュアルエナジスキャンでも確認された。一方、画質評価に関しては、これとは対照的な結果となり、高電圧・高電流撮像法やデュアルエナジスキャンを行うことで、コントラスト分解能は、共に改善した。しかし、その効果には大きな違いがあり、高電圧・高電流撮像法よりも、デュアルエナジスキャンを実施した方が、約1.6倍CNRが高くなった。さらに、これらの撮像法で取得したCT画像の平均情報量を求めたところ、デュアルエナジスキャンを行った時に、最も多くの病変情報が含まれていた。これはデュアルエナジスキャンを実施することにより、ビームハードニング効果が、効果的に抑制されたことと深く関連していると推察した。以上の結果から、デュアルエナジスキャンは、超急性期脳梗塞を検出する上で有益な撮像法であることが示唆された。

さらに、これとは別の方法であるDual-Energyスキャンは、脳梗塞を検出する上で有益な検査法であることが示された。本申請研究の主たる目的は、脳卒中CT検査における被ばく線量(重要臓器線量)とCT画像の画質との関係を明らかにし、最適プロトコル確立のための基礎情報を与えることである。本年度は、CTアンギオ検査(CTA検査)に主眼を置き、脳動脈瘤検出に必要な線量とCTA画像の画質について検討した。その研究概要を以下に示す。1.脳梗塞ファントムの作製2.三次元(3D)-CTA画像の画質と線量との関係項目1に関しては、申請者が所属する大学の医師教員の意見を参考に脳梗塞部位を決定し、さらに、論文等に記載されている脳梗塞部のCT値や大きさをもとに図面作製等を行った。その結果、CT画像上の急性期脳梗塞部位、つまりEarly CT Signが忠実に再現でき、解剖学的にも人体と等価な頭部ファントムが完成した。それ故、脳梗塞部の検出を検討する上で有益な頭部ファントムになると思われる。次に、項目2についてであるが、当初の計画通り、様々な撮像条件(X線管電圧:80-140kV、実効mAs値:49-350mAs)で重要臓器の一つである水晶体の吸収線量(水晶体線量)を測定した。水晶体線量はX線管電圧及び実効mAs値の上昇と共に増加した。そこで、単位吸収線量当たりどれぐらいの画像情報が得られるかを検討するため、申請代表者が考案したBRR解析法を用いて3D-CTA画像の画質を評価した。BRR(=情報利得/水晶体線量、単位:bit/mGy)はX線管電圧の上昇と共に減少する傾向を示した。また、実効mAs値を増加させても、それに見合った情報は得られず、80kV、252mAs(メーカー推奨値)で最大BRR値となった。以上の結果から、X線管電圧を80kV、実効mAs値をメーカー推奨値程度に設定した上で3D-CTA検査を行うことが望ましいと結論づけ、無闇に実効mAs値を増加させても余計な被ばくが増加するだけであることが判明した。本年度は逐次近似CTA画像に注目し、頭部CTアンギオ検査における画質と被ばくとの関係について検討した。これまで逐次近似処理を施すと、CT画像は不鮮鋭になると言われてきた。しかし、これはあくまでも主観的な評価結果であり、定量的なものではない。このように定量的な評価が行われていない理由として、鮮鋭度の定量評価法が存在しないことが挙げられる。そこで前年度末から、申請代表者を中心に鮮鋭度評価法の理論構築を始め、様々な問題点を検討した後、臨床画像にも適用可能な鮮鋭度評価法を考案した。(Toepliz行列を用いた鮮鋭度評価法)これを用いて、逐次近似CTA画像の鮮鋭度を評価したところ、「研究実績の概要」で述べたように、逐次近似処理割合を増加させると、ある地点で鮮鋭度が急激に低下すると言う事実を定量的に突き止めた。これは言うまでもなく、新しい知見であると言える。また、申請者らが以前考案したCNR評価法(Gauss法によるCNR解析法)を用いて、コントラスト分解能を評価したところ、処理割合を40%以上にしても、コントラスト分解能はあまり改善されないことがわかった。つまり、ある割合以上、逐次近似処理しても、ただ、血管輪郭が不鮮鋭になるだけで、それに見合ったコントラスト分解能が得られないことが定量的に示され、最適撮像条件を検討する上で、一つの有益な情報を与えたのではないかと思われる。以上の内容は国内で開催された学会やシンポジウム等で発表し、「研究実績の概要」で述べたように、その一部は受賞対象となった。
現実的クォーク模型によるクォーク多体系の統一的理解の研究

バリオン間相互作用に関して現実的記述を与えるクォーク模型と同じ枠組みにおいて、ハイペロンまで含めたバリオン8重項による3体バリオン系のノルム核の固有値問題を解くことにより、各種3体バリオン系におけるクォーク・パウリ効果による斥力的効果の評価を行った。3核子系、ΛNN系においては目立ったクォーク・パウリ効果は見られなかったが、ΣNN(I=2)系、ΞΞΞ系においてはクォーク・パウリ効果による強い斥力的効果が見られることがわかった。このことは中性子星の内部構造において必要と考えられているフレイバーに依存しない斥力的効果に対して、クォーク・パウリ効果はその候補にはなりえないことを示唆している。クォーク多体系の統一的理解には欠かせない、クォークによるパウリの排他原理の働き方について、これまで知られてきた2重粒子系(6クォーク系)における結果を整理するとともに、さらなる拡張として、3重粒子系(9クォーク系)においてどのような振る舞いをするかについて調べることを目的として、当該年度において我々は、そのために必要な解析的な計算を行ってきた。とりわけこれまでも調べられてきた核力(陽子、中性子だけからなる系において機能する力)に留まらず、ストレンジクォークを含んだハイペロン(Λ粒子、Σ粒子、Ξ粒子、Ω粒子)をも考慮した2重粒子系・3重粒子系についての計算を行い、2重粒子系については全ての組合せについての結果を得ることができた。3重粒子系においては、その計算量が飛躍的に増大するため、かなりの手間と時間がかかっているが、9クォークからなる粒子系の分類上、最も単純な対称性を持つ3核子系とΞΞΞ系については確かな計算結果が得られ、その成果を研究会及び学会において口頭発表した。その内容は、3核子系については、これまでも先行研究において報告されたものと同様に、パウリの排他原理はそれほど強く働かないという結果だったが、今回世界で始めて計算されたΞΞΞ系においては、エネルギー的に最も低い状態である基底状態では比較的強いパウリの排他原理の効果が確認された。今現在も計算は進行中であり、とりわけ宇宙空間に浮かぶ原子核と言われている中性子星の内部においてその存在が確実視されている他のハイペロンたち(Λ粒子、Σ粒子)からなる3バリオン系におけるパウリの排他原理の働き方について、その結果が得られようとしている。これまでに我々京都ー新潟グループが提唱してきた現実的クォーク模型重粒子間相互作用fss2の改善版を構築するに当たって、改善すべき箇所の修正かつ実験データの再現という厳しい制約を可能たらしめるために、これまで我々の模型において考慮されていなかったクォーク形状因子の効果を取り入れることを検討した。重粒子間相互作用におけるその効果の解析的な形を求め、それを取り込んだプログラムコードを開発した。これによって、クォーク形状因子を適切なパラメータとして用いることによる、新模型の構築の可能性を広げた。クォーク多体系の統一的理解をより広い視野から捉えるために、クォーク3体系(重粒子)、6体系(重粒子2体系)に加えて、9体系(重粒子3体系)に関するクォーク模型による記述を検討した。3重粒子系におけるパウリ効果を評価するために、共鳴群法(RGM)規格化核の計算を行った。これまでは3核子系(スピン・アイソスピンSU(4)対称性)における計算結果しか報告されていないため、今回は重粒子八重項全体での3重粒子系(スピン・フレイバーSU(6)対称性)における計算を実行し、RGM規格化核のスピン・フレイバー・カラー因子の解析的な形までを求めた。クォーク9体系のパウリ効果を調べる過程において、重粒子十重項を含めた完全に一般的な重粒子2体系におけるパウリ効果についても調べた。これは高エネルギー加速器研究機構の高橋仁氏を中心にJーPARC実験施設において計画されているΩN散乱実験に対する理論側からの情報として、11月の岐阜高山で開催された研究会において高橋氏との議論において要望されたものであり、その結果は後日同氏に対して報告された。クォーク多体系の統一的理解には欠かせない、クォークによるパウリの排他原理の働き方について、3重粒子系(9クォーク系)においてどのような振る舞いをするかについて調べることを目的として、前年度に引き続き当該年度においても我々は、そのために必要な解析的な計算を行ってきた。前年度までに結果を得られた3核子(NNN)系とΞΞΞ系に加えて、宇宙空間に浮かぶ原子核と言われている中性子星の内部においてその存在が確実視されている他のハイペロンたち(Λ粒子、Σ粒子)からなる3重粒子系におけるパウリの排他原理の働き方についての結果を得ることができた。

具体的には、中性子星内部においてまず現出すると考えられているΛ粒子1個が加わる(ΛNN系)ことによるパウリの排他原理の効果はそれほど強いものではなく、比較的斥力効果は期待できないことがわかったが、一方でΣ粒子1個が加わる(ΣNN系)ことによるパウリ効果は大きく、ΞΞΞ系と同様な斥力効果が得られることがわかった。しかしながら3重粒子に跨がる反対称化によって生じる3体効果については、ΛNN系においては斥力的な寄与を与えている。いわゆるハイペロンが中性子星内部に現れた際に感じるのではないかと提唱されている「ハイペロンを含む普遍的な斥力的3体バリオン(重粒子)力」としては、9クォーク系(3重粒子系)におけるパウリの排他原理による斥力的効果は、候補とはなり得ず、他の相互作用の要素が必要であろうとの認識を導き出した。これらの成果については研究会及び学会の場において口頭発表を行い、現在論文を執筆中である。原子核理論当初計画されていたような、統一的な力の働き方を記述するハミルトニアンは得られていないが、その代わり当初予定していた6クォーク系を超えた9クォーク系まで拡張した計算が順調に進められている。平成24年度は、これまでに我々が提唱してきた現実的クォーク模型重粒子間相互作用fss2の改善版を構築して、そのハミルトニアンを用いてハドロンの基底状態を評価することを主眼としていた。実際の進展状況は、新模型構築までには至っていないが、そのための適切なパラメータとして用いる事ができるクォーク形状因子を取り込んだ形のクォーク模型重粒子相互作用の枠組みを完成させ、そのプログラムコードを開発し、これまでとは異なるスタンスのパラメータサーチを行える環境を整えている。また、ひとたび新模型を構築できれば、そのハミルトニアンを用いてすぐにハドロンの基底状態を計算できる確率論的変分法のプログラムコードも、すでに用意できている。新模型の構築がまだ達成されていない代わりに、本研究本来の目的である「クォーク模型によるクォーク多体系の統一的理解」に対して更に広い視野から捉えるために、当初のクォーク3体系(重粒子)と6体系(重粒子2体系)に加えて、9体系(重粒子3体系)に関する研究にも着手した。このテーマについては従来、世界的にも3核子系においてしか研究されておらず、一般的な重粒子系に拡張してこれがなされれば全く新しい結果を得ることになる。平成24年度が終了した時点において、すでに共鳴群法(RGM)規格化核のスピン・フレイバー・カラー因子の解析的な形を求めた段階まで進んでおり、これにより9クォーク系(すなわち3重粒子系)におけるパウリ効果を調べることができる枠組みを構築できたことになる。現在、軌道に乗りつつある9クォーク系の計算を、今後も進めていく予定である。とりわけこのストレンジクォークを含んだ9クォーク系の計算は、現在注目を集めている、宇宙空間に浮かぶ原子核であるところの中性子星の内部構造を解明するために不可欠とみられている3バリオン力の機構を理解する上で重要な知見が得られることが期待できる。今後はクォークによるパウリの排他原理の働きだけでなく、クォーク間に働く力も考慮した計算も進めていきたい。本研究「現実的クォーク模型によるクォーク多体系の統一的理解の研究」は、「現実的クォーク模型の構築」と「クォーク模型によるクォーク多体系の統一的理解」という2つのテーマがある。
無痛症患者の遺伝子学的解析による新規痛み関連分子の検索

常染色体劣性遺伝と考えられる、知能が正常で、熱傷を繰り返す、先天性無痛症患者家系を発見した。既知の先天性無痛症の臨床症状と一致しない部分があるため、この患者の遺伝子学的解析と生理学的検査を行った。本研究は、当院倫理委員会の承認を受けて行った。生理学的検査では、振動覚と熱刺激に対する感覚閾値および痛み閾値が正常対照の95%以上と有意に上昇していた。神経伝導速度は正常だった。遺伝子学的解析から、Nav1.7をコードするSCN9Aが、本患者家系の無痛症の候補遺伝子と考えられた。SCN9AのDNAシーケンスの結果、exon10において、c.1144T>Gのホモ接合のミスセンス変異が検出された。先天性無痛症は、痛覚が消失する稀な遺伝性の疾患であるが、原因遺伝子によっては温度覚・交感神経の機能消失や精神発達遅滞を伴うこともある。我々は、常染色体劣性遺伝と考えられる、高齢の先天性無痛症患者家系を発見した。これまでに報告されている先天性無痛症の臨床症状と一致しない部分があるため、この患者の遺伝子学的解析と生理学的検査を行った。5Mbを超過するLOH領域は9か所検出された。その領域内に存在する遺伝子と既知の先天性無痛症原因遺伝子を照合したところ、Nav1.7をコードするSCN9Aが合致した。SCN9AのDNAシーケンスの結果、exon10において、1144T>Gのホモ接合のミスセンス変異が検出された。熱刺激に対する感覚閾値および痛み閾値は、56°C以上と極度に高かったが、熱傷の危険がありそれ以上の検査はできなかった。冷刺激に対しても感覚鈍麻が認められた.振動覚とSSRは正常だった。神経伝導速度は低下していた。これまでに報告されているSCN9Aの遺伝子変異はナンセンス変異が多い。本患者ではミスセンス変異により機能変化が生じており、この部位がNav1.7の機能に重要な部分である可能性が高い。先天性無痛症は、痛覚が消失する稀な遺伝性の疾患である。前年度は、この患者家系の方、1名にオリゴヌクレオチドSNP arrayを行って、原因遺伝子を絞り込んだ。原因遺伝子が含まれている可能性が高い、5Mbを超えるloss of heterozygosity (LOH)領域は、9つ存在した。その中に、Nav1.7をコードするSCN9Aが含まれており、ミスセンス変異が生じていることを発見した。今年度は、さらに同家系の別の無痛症患者の方に協力を依頼し、同様の検査を行った。2名に共通するLOH領域は2か所存在した。その中にSCN9Aも含まれており、同じ部位に変異があることが確認された。また、詳細な生理学的検査により、2名とも、正常対照と比較し、熱刺激による痛みの感覚閾値の上昇(感覚鈍麻)と振動覚の閾値の上昇が認められた。また、C線維刺激による体性感覚誘発電位を測定したが、誘発脳波は測定できず、痛みを感じていないことが他覚的にも証明された。このミスセンス変異がNaチャネルに機能異常を生じさせているかを検討するための、in vitroでの電気生理学的解析を開始した。SCN9Aの発現プラスミドの譲渡を依頼して、プラスミドを入手した。また、このプラスミドをもとに、患者と同様の変異を持つ発現プラスミドを作成した。これらをHEK293細胞にGFPとともに強制発現させ、電気生理学的な解析を行っている。神経科学平成25年度の到達目標は、原因遺伝子の同定であった。交付申請書に記載した、既知の無痛症原因遺伝子すべてをクローニングしてシーケンスするという方法よりも、常染色体劣性遺伝病の候補遺伝子を効率よく絞り込める研究手法を用い、原因遺伝子、および遺伝子変異を同定することができた。また、患者の生理学的検査も並行して行うことができており、結果も矛盾しないため、おおむね順調に進展していると言ってよい。今後は、予定通り、変異を含む遺伝子を細胞に強制発現させ、in vitroでの電気生理学的解析を行う。Naチャネルの機能に変化が生じ、侵害刺激に対しての反応が減弱しているであろうことを確認する。患者および患者家系の保因者にも協力を得て、詳細な生理学的検査を追加して行う予定である。当初の予定より、効率よく候補遺伝子と変異を同定できたため、解析にかかる費用が少なくて済んだことにより次年度使用額が生じた。

in vivoでの解析を詳細におこなえるよう、前年度未使用額と合わせた研究費を、各種ウイルスベクターの作成費用や、遺伝子改変マウスの作成等に使用する予定である。
骨格筋に存在するインスリン分泌機構が加齢性筋萎縮の予防あるいは形成に関わる可能性

加齢に伴う骨格筋量の減少および筋力の低下はサルコペニアと呼ばれ、高齢者の生活の質を低下させるだけでなく、様々な疾病に対する抵抗力を減少させる。日本は世界に先駆け未曽有の超高齢化社会を迎えており、サルコペニアの抑制が、医療費の低減・要介護の回避・健康寿命の延伸といった諸問題の解決に必須と考えられている。インスリンはタンパク質合成促進作用を持つホルモンで、膵臓のβ細胞で産生される。骨格筋は膵臓から分泌されたインスリンが作用する最も大きな標的臓器であり、加齢に伴うインスリン感受性の低下(インスリン抵抗性の増大)が、筋量および筋力を低下させる原因と考えられるようになってきた。申請者はこれまでに、骨格筋から分泌されるホルモンの網羅的探索を進めてきた。その過程で、膵臓にしか存在しないとされてきたインスリンが、骨格筋でも産生・分泌されている証拠を複数得た。骨格筋が、膵臓から分泌されるインスリンの単なる受け手ではなく、自身でもインスリンを産生・分泌しているとなれば、これまでのサルコペニア成立機序とその予防・治療法の常識は覆されることになる。加えて、以下に示す3つの重要な問いが生じる。(1)骨格筋のインスリンは、筋量・筋力の決定因子か?(2)骨格筋のインスリン含有量や分泌能力は、加齢とともに減少するか?(3)骨格筋のインスリンを標的とした、サルコペニア予防・治療は可能か?本研究は、上記の問いの答えを得ることを目的とする。CRISPR/Cas9法を用いたゲノム編集技術を応用することによって、インスリンを産生できない培養骨格筋細胞を樹立することができた。最初はマウス骨格筋から単離した筋サテライト細胞を用いて試みたが、比較的剥がれやすい性質と増殖能力の低さが問題となった。そこで、それぞれについて比較的高い能力を持つC2C12骨格筋細胞株に切り替えてインスリン遺伝子の点変異作製を行ったところ、バルクではあるが実験に使用可能な細胞株が得られた。C2C12細胞はマウス由来で、マウスには2つのインスリン遺伝子があり(インスリン1、インスリン2)、それらの塩基配列は非常に似ているため、一種類のガイドRNAを用意することで、両方の遺伝子に点変異を加えインスリン産生を阻害することが確かめらた。インスリン産生を阻害された骨格筋細胞は、少なくとも増殖能力に関しては正常で、実験に使用できることが明らかになった。正常な筋細胞を用いて、インスリンの産生・分泌能力が亢進する条件を探索する。検討する条件は、筋収縮(筋培養細胞に運動させるモデル)、インスリン感受性増強剤(チアゾリン薬、ビグアナイド薬、等)、低栄養条件(低グルコース・アミノ酸濃度)、種々の化合物(東京大学創薬機構化合物スクリーニングを利用)である。また、正常な筋細胞に薬剤等で筋萎縮を誘導した際に、上記で検討したインスリン分泌を亢進させる条件を組み合わせると、萎縮が抑制されるかを明らかにする。加えて、同様の実験を、CRISPR/Cas9法によってインスリン産生を阻害した細胞株でも行い、これらによって、骨格筋のインスリン産生・分泌の能力に着目したサルコペニアの新予防・治療法の可能性を検証する。インスリン産生を阻害された骨格

筋細胞は、少なくとも増殖能力に関しては正常で、実験に使用できることが明らかになった。正常な筋細胞を用いて、インスリンの産生・分泌能力が亢進する条件を探索する。検討する条件は、筋収縮(筋培養細胞に運動させるモデル)、インスリン感受性増強剤(チアゾリン薬、ビグアナイド薬、等)、低栄養条件(低グルコース・アミノ酸濃度)、種々の化合物(東京大学創薬機構化合物スクリーニングを利用)である。また、正常な筋細胞に薬剤等で筋萎縮を誘導した際に、上記で検討したインスリン分泌を亢進させる条件を組み合わせると、萎縮が抑制されるかを明らかにする。加えて、同様の実験を、CRISPR/Cas9法によってインスリン産生を阻害した細胞株でも行い、これらによって、骨格筋のインスリン産生・分泌の能力に着目したサルコペニアの新予防・治療法の可能性を検証する。骨格筋細胞に対して、糖代謝改善薬および筋萎縮促進薬/抑制薬を使用する実験を次年度に繰り越したため、それらの薬品を購入するための物品費も、次年度に繰り越した。
高周波変調を利用した核四極共鳴の高感度化の研究

核四極子共鳴(NQR)は、隠匿された爆発物等を検知できる現象として有望である。その検出感度が不十分なため、検知範囲が狭かったことが実用化の課題であった。本研究では検知可能範囲を広げるため、NQRの送受信の改良によって高感度化することを目的とした。まず、送信系の改良によって対象物質の共鳴周波数で高周波を変調することで、励起効率の向上を目指したが、実験的には励起効率が大変低かった。そこで、送受信系のアンテナ構造・シーケンスの最適化によって感度向上を進めた。その結果、高感度化が可能となったので、その成果を踏まえて地雷探知機を試作し、南米コロンビア共和国での実証試験にて埋設地雷の実用的検知に成功した。本研究は、指向性の高い高周波のキャリア信号に励起パルス信号を変調して送信することにより、核四極共鳴現象(NQR)を従来よりも遠隔で検出することを目指して、高周波変調を用いた励起パルスの送信法を新規に開発し、NQR信号検出の高感度化を図ることを目的としている。平成25年度は、指向性が高くなるマイクロ波程度の高周波キャリア信号をベース信号の励起パルス信号により変調した電波(励起パルス変調波)を送信することで、NQR応答が起きるかどうかを検証するため、変調送信システムを構築した。まず、所有していたファンクションジェネレータ(帯域50MHz)の外部変調機能を利用することにより、所有しているNQRコンソールと同期させることも可能なAM変調のシステムを構築した。NQR信号の取得に際し、適切に電波を送信できているかどうか確認するため、従来型の磁界アンテナの代わりに、電界アンテナを用い、水晶振動子(QCM)を試料として予備実験を行った。送信した電波によって圧電応答が起き、QCMに付帯している電極から直接的に電圧信号として検出することができる。このとき、変調した電波によってベース信号の成分が観察されれば、非線形応答が起きたことになる。送信される電波は、アンテナから高周波のキャリア成分と、励起するベース信号由来のサイドバンド成分のみが送信されるのが理想的である。当初は、ベース信号の成分が観察されたが、これは非線形応答ではなく、送信系のアンプ等の歪みによって、ベース信号そのものが送信電波に含まれていることが判明した。送信電波からベース信号を除去するため、アクティブおよびパッシブ型のフィルタ、コイルとコンデンサからなる共振器とを比較し、共振器型が適していることが分かった。この予備検討をもとに、購入した帯域3GHzの信号発生器を基に、変調システムを再構築し、NQR信号確認を進めているところである。VHF帯の周波数を有する搬送波を対象物質の核四極共鳴(NQR)周波数で変調してアンテナより送信し、発生した近傍磁界パルスによりNQR応答を計測するシステムを構築した。この時、変調せずに近傍磁界を送信する通常のNQRで必要な強度よりも十分強い近傍磁界を送信する必要がある。そのためには、アンプによる増幅だけでは不十分で、非常にQの高い磁場型アンテナを用いる必要がある。しかし、Qの高い磁場型アンテナを用いると、逆に送信可能な帯域が狭くなる。このため、単純な磁場型アンテナを用いて変調波を入力した場合には、変調度が大幅に低下してしまう結果となった。これでは、NQR信号の計測は期待できないので、新たに2重コイル型アンテナを考案した。この各コイルの共振周波数を搬送波とサイドバンドに割り当て、同時に別々の周波数で送信することで、第一段階目標のNQR周波数で変調した近傍磁界の送信に成功した。さらに、高出力で送信できるように高周波アンプの選定を進めた。また、高周波の送信アンテナとは別に、NQR周波数の共振を有する受信アンテナも配置し、モデル試料としてHMTを用いて原理実証実験を進め、計測に悪影響を及ぼすアンプ由来ノイズの低減も行った。本研究では、核四極共鳴(NQR)信号を高感度に検出することを目的に、高周波の搬送波を対象物質のNQR周波数(低周波)で変調してアンテナより送信しNQR信号を測定する計画であった。昨年度に完成させた高周波変調が可能な送受信系において借用していた高周波パワーアンプを広帯域なものに置き換え、VHF帯の搬送波をRF帯(1 MHz)で変調し送信することができるようにシステムを発展させ、当初の計画通り高周波変調NQR励起波を送信することに成功した。しかし、高周波ではケーブル等で放電しやすくなることもあり、例えば35 MHz程度でも送信できる最大電力は60Wが限度であった。また、開発したシステムでAM変調することにより送信することができた励起波では、搬送波の電力Pcと片方のサイドバンドの電力Psの比(Ps/Pc)は1%未満であった。このようにNQRの励起に課題があったことや、想定よりもNQR応答の非線形性が小さいことも原因として考えられるが、今回の研究リソースの範囲では明瞭な応答を観測できるところまで至らなかった。そこで、送信系の改良も継続的に進めたが、高感度化という目的を達成するために他の手法を探索した。アンテナの送信および受信感度を向上させるため、超伝導線材で共振アンテナを作製することなども検討した。銅コイルときのQ値と大差なかったため、銅コイルで感度を向上できるようにアンテナ構造自体を改良した。また、パルスシーケンスの変更および最適化等を行った。その結果、感度の向上に成功し、手製地雷に用いられる硝酸アンモニウムを対象とした場合、検出可能距離を2倍に向上できた。さらに、可搬型装置を開発して南米コロンビアに持ち込み、現地の研究協力者とともに実地で地雷検知の実験をした。

実用的に検出できることを確かめ、現地で継続的に研究・使用してもらっている。高感度化という目的は達成できたと考えている。核四極子共鳴(NQR)は、隠匿された爆発物等を検知できる現象として有望である。その検出感度が不十分なため、検知範囲が狭かったことが実用化の課題であった。本研究では検知可能範囲を広げるため、NQRの送受信の改良によって高感度化することを目的とした。まず、送信系の改良によって対象物質の共鳴周波数で高周波を変調することで、励起効率の向上を目指したが、実験的には励起効率が大変低かった。そこで、送受信系のアンテナ構造・シーケンスの最適化によって感度向上を進めた。その結果、高感度化が可能となったので、その成果を踏まえて地雷探知機を試作し、南米コロンビア共和国での実証試験にて埋設地雷の実用的検知に成功した。当初計画にあったように、一般的なNQRスペクトロメータを用いて、それより出力される通常のNQR測定パルスを、高周波変調して送信し、2重コイル型アンテナを新規採用することにより、変調状態を保ったまま近傍磁界の送信が可能になった。2重コイル型アンテナの場合、空間で磁界をミキシングしていることになるため、位置による変調度に違いが出るという影響が顕著に現れ、試料に均一に照射できていない。このためアンテナのさらなる改良を進める計画である。27年度が最終年度であるため、記入しない。計測工学変調波の変調度が位置によって変わる問題を解決するため、サンプル内で均一な励起条件になるようにアンテナの改良を行う。具体的には、一つのアンテナから、広帯域の変調波を送信できるようにするため、1つのアンテナで2つ以上の共振をもつQの高いアンテナを開発する。また、NQR励起には、物質の非線形性が前提条件になっているが、磁場強度が大きくないと効率的な励起は起きない可能性が高い。そのため、100W程度の送信が可能なように、送信系の改良を進め、NQR検出装置の試作を行う。さらに、受信アンテナは送信側と全く共振周波数が異なるが、単純な配置では送信側の影響を受けることがわかっており、その影響を抑えてNQR信号の効率的に捉える必要もあり、受信アンテナの構造・配置も検討する。こうして、理想的な状況で変調波を送信できるようにして励起条件の最適化も進め、最終的に高周波変調波によるNQR励起を確認することを目指す。予定にしたがって、NQR共鳴の周波数を変調周波数とし、よりたかい周波数のキャリア信号と組み合わせる実験にとりかかっている。サブGHzのキャリアをMHzで変調する高周波発振装置をくみたて、その評価を進めた。高周波のミキシングは目的通りにできたが、波形のひずみがあり、低周波領域にもひずみの影響が出ている。このひずみの影響を取り除く必要があることが明確となってきており、次年度では、フィルター類などの追加によるシステム改良を進め、NQR共鳴を励起させる高周波変調信号の発生装置の完成に進める予定である。本研究では高出力なアンプを用いる必要がある。
無機ナノ粒子を用いた放射線治療増感効果の最適化の検討

申請者らは独自に合成した過酸化チタンナノ粒子がX線照射により活性酸素種(ROS)を生成し、細胞・動物実験で放射線増感効果が得られることを報告した。そこで本研究では、過酸化チタンナノ粒子と金ナノ粒子との比較を中心に検討した。Cell-free系(ナノ粒子と溶媒のみの系)での、双方のナノ粒子にX線を照射し、ROS特異性を持ついくつかの試薬を用いてROSの定量行った。金ナノ粒子では放射線照射によるヒロドキシラジカルの産生が認められたが、過酸化水素の発生は過酸化チタンナノ粒子でより多量に認められた。いずれのナノ粒子においてもスパーオキシドの発生は僅かであった。ナノ粒子の細胞内取り込みと増殖抑制の評価は、ヒト膵臓がん細胞株であるMIAPaCa2細胞を用いて放射線照射と併せて実施した。金ナノ粒子、過酸化チタンナノ粒子では共に細胞内の取り込みは認められたが、放射線照射によるアポトーシスの誘導は金ナノ粒子では僅かであり、過酸化チタンナノ粒子では増強が認められた。コロニーアッセイを用いた細胞増殖抑制効果に関してもアポトーシスの結果と一致して、過酸化チタンナノ粒子でより強く認められた。さらに、双方のナノ粒子をMIAPaCa2を用いたXenograftモデルの腫瘍に対して局注したが、X線照射併用による腫瘍増殖抑制効果は金ナノ粒子に比較して、過酸化チタンナノ粒子でより強く認められた。これらの細胞実験、動物実験の結果は、過酸化チタンナノ粒子による過酸化水素の発生と放射線照射による過酸化水素の更なる発生に起因すると考えられるが、それに反応するようにMIAPaCa2細胞にカタラーゼやグルタチオンなどの抗酸化系酵素の誘導が確認出来た。ナノ粒子の物性評価に関しては、ほぼ100%達成出来ている。Cell-free系でのX線照射によるROS生成量測定に関しても100%達成出来ている。In vitroでのナノ粒子の細胞内取り込みと毒性の評価とIn vivoでのX線照射併用による抗腫瘍効果の検証も一種類の細胞株を用いて確認出来ているが、今後複数の細胞株でも検証できればなお明確になると考えている。過酸化チタンナノ粒子の表面抗原の検討と、ナノ粒子を臨床試験でも使用可能な容易GMP準拠で合成していくことが望まれる。更に非臨床試験をGLP準拠施設で実施し、Phase I試験を目指す。ナノ粒子の取り込みによる細胞内のオルガネラの変化や、エクソソーム放出反応を検討する目的で、超遠心装置とスイングロータを共同購入し、その経費の一部を計上したため。
船体構造の損傷モニタリングセンサーの開発

最近,インテリジェント構造あるいはスマート構造と呼ばれる知能化構造への関心が高まっている。本研究では知能化構造への接近の一つである犠牲試験片取り付けによる構造モニタリングについて研究を行ったものである。犠牲試験片取付け法とは,構造部材の応力が拡大伝達されるように工夫した小型試験片を,構造物に設置して一定期間モニタリングを行い,犠牲試験片に生じた疲労損傷状態から,構造物の疲労損傷時期や応力状態を推定する方法である。本研究では,構造物に接着で取付ける方式の2種類の亀裂伝播型犠牲試験片を開発した。一つは,構造物の疲労損傷予知を目的とした標準型の犠牲試験片である。もう一つは,構造物の長期応力度推定を目的とした高感度犠牲試験片である。応力推定は歪ゲージのように応力履歴そのものをモニタリングするのではなく,応力の負荷過程を犠牲試験片に疲労損傷として蓄積し,犠牲試験片の疲労損傷状況をモニタリングして,構造物の長期応力度を推定するものである。2種類の犠牲試験片を試作し,平滑材,切欠き材および溶接継手に設置して,一定応力振幅および指数分布のランダム荷重下で疲労試験を行い,開発した犠牲試験片の性能を証明するとともに,犠牲試験片のモニタリング結果から,構造物の疲労寿命や長期応力度を推定する手法を明らかにした。また,犠牲試験片の実船実験も行った。研究成果は学会論文集に報告するとともに,2件の国有特許申請も行った。1)構造物の疲労損傷予知モニタリングのための犠牲試験片,特許番号2799431号.2)構造物の長期応力度モニタリングのための犠牲試験片およびその使用方法,出願番号358725号.最近,インテリジェント構造あるいはスマート構造と呼ばれる知能化構造への関心が高まっている。1)構造物の疲労損傷予知モニタリングのための犠牲試験片,特許番号2799431号.2)構造物の長期応力度モニタリングのための犠牲試験片およびその使用方法,出願番号358725号.構造物の疲労損傷予知モニタリングのための犠牲試験片を開発した。犠牲試験片とは、構造物に設置した場合、構造物よりも十分早期に疲労損傷が発生するように工夫した小型の疲労試験片である。犠牲試験片に生じた損傷から,構造物の疲労損傷時期を予測することを目的とする。提案した犠牲試験片の本体は、中央に人工亀裂を有する薄板平板である。本体は長さ60mm,幅10mm、厚さ0.25mmで、構造物と同じ材料から作製してある。人工亀裂を含む中央部は非常に薄いテフロンフィルムで巻き,その後、全体を2枚の透明エポキシ樹脂薄板に挟んで接着してある。完成後の犠牲試験片厚さは約1mmである。これを構造部材のホットスポット近傍に接着して使用する。モニタリングは現場顕微鏡などを用いて,透明樹脂の上から亀裂を観察することで行う。開発した犠牲試験片は、平板試験片および切欠き試験片,および溶接継手に設置し,軸荷重下て疲労試験を行った。実験の結果,提案した犠牲試験片は安定した疲労特性を示すことが明らかになった。得られた主な結果は次のようである。1)完全両振りの軸力疲労試験において,犠牲試験片は座屈や剥離を生じない。2)犠牲試験片の応力集中率は亀裂発生に対して約6程度あり、応力集中率がこれ以下の場所に設置すれば寿命予知に適用できる。3)試作した犠牲試験片は,亀裂発生から破断に至るまでの十分長いモニタリング期間を有する。なお本犠牲試験片は,「構造物の疲労損傷予知モニタリングのための犠牲試験片」という名称で特許公開されている(特開平09-304240号)。本研究では知能化構造への接近の一つである犠牲試験片取り付けによる構造モニタリングについて研究を行った。本研究では,構造物に接着で取付ける亀裂伝播型の犠牲試験片を開発した。本体は,長さ方向

中央部に人工亀裂を有する厚さ0.25mmの金属薄板で,スリットを含む中央部をフッ素樹脂フィルムで巻き,全体を2枚のエポキシ樹脂薄板に挟んで接着したものである。犠牲試験片を試作し,平滑材,切欠き材および溶接継手に設置して,一定応力振幅および指数分布のランダム荷重下で疲労試験を行った。実験の結果,開発した犠牲試験片は応力集中率が6程度あり,疲労損傷予知に利用できることが明らかになった。これを標準型としてさらに,高感度の犠牲試験片の開発を行った。試行を繰り返し最終的に,非常に小さい応力振幅で作動する犠牲試験片の開発に成功した。この高感度犠牲試験片は,疲労損傷予知だけでなく,設置部位の長期応力度の推定にも利用できる。すなわち,歪ゲージのように応力履歴そのものをモニタリングするのではなく,応力の負荷過程を犠牲試験片に疲労損傷として蓄積し,犠牲試験片の疲労損傷状況をモニタリングして,構造物の長期応力度を推定するものである。以上の研究に対して,2件の特許申請を行った。1)構造物の疲労損傷予知モニタリングのための犠牲試験片,特許番号2799431号.2)構造物の長期応力度モニタリングのための犠牲試験片およびその使用方法,出願番号358725号.
オープンプラットフォーム型まちづくり計画・デザインの戦略的アセスメント技術の開発

地区レベルのまちづくりが個別的に計画、実施される事に起因する都市像の不連続化や断片化また激変化を回避するために、地区単位・プロジェクト単位の個別まちづくりの計画・事業内容と広域的な市街地環境の目標像とを有機的に関連づけ、計画内容の相互評価を行い異なる計画スケールのまちづくりをマネジメントする「オープンプラットフォーム型まちづくり計画・デザインの戦略的アセスメント技術」の研究・開発を行った。本研究は、地区レベルのまちづくりが個別的に計画、実施される事に起因する都市像の不連続化や断片化また激変化を回避するために、地区単位・プロジェクト単位の個別まちづくりの計画・事業内容と広域的な市街地環境の目標像とを有機的に関連づけ、計画内容の相互評価を行って異なる計画スケールのまちづくりを連携推進(マネジメント)する「オープンプラットフォーム型まちづくり計画・デザインの戦略的アセスメント」技術の研究開発を目的としている。本年度は、研究対象地区における過去の地区まちづくりプロジェクト、市街地整備・開発事業等について基礎調査を行い、これらの結果から地域に固有のまちづくり空間タイプ(市街地更新の空間単位、居住環境の変容単位)の抽出と構成原理を明らかにした。このまちづくり空間タイプと構成原理に基づき、地域毎の市街地空間と居住環境の変化プロセスモデルを構築した。<居住系・工業系・商業系の用途混在型市街地の市街地更新実態の調査によるまちづくりモニタリングデータベース事例の作成>まちづくり計画によって形成される市街地空間像、居住環境を3次元データとしてGIS基盤のまちづくりモニタリングデータベースの事例として作成した。これらのデータはまちづくり主体の参加による市街地更新の計画シナリオの検討など、実践的な計画立案プロセスで多様な市街地空間イメージの再環化に用いられる。<GIS技術を用いた3次元の市街地空間像・居住環境イメージのデータファイル開発>既成市街地の空間スケールで把握可能な、多様なまちづくりプロジェクトを逐次的にデータベースに蓄積するとともに、これらによって生じる市街地空間と居住環境の変化を、GIS技術を用いた地理学情報と連動する3次元の空間データファイルの事例として開発し、視覚的情報として計画アセスメントの評価指標・基準開発に必要なフォーマットとして試行、その妥当性を検討した。まちづくり計画のアセスメントに適用する空間評価指標、物的環境評価指標(意匠要素、景観要素ほか)と基準(定量的、定性的)設定に関する研究開発とその有効性の検証まちづくり計画の戦略的アセスメントの評価指標は、市民と協働で行うまちづくりの計画検討・立案プロセスで提示される創造的な将来都市像や目標市街地像を、映像・画像シミュレーション技術を用いて複数のまちづくりシナリオとして視覚化し、それらを構成する建築や都市の空間要素や物的環境を指標化して、都市スケールの市街地空間や居住環境にどのような影響と変化をもたらすのか、選択可能な複数のまちづくりシナリオとして事前に評価する戦略的な計画指標として開発する点である。平成20年度は、福島県・白河市および東京都・駒込地域を対象に、地域に固有の歴史的建築タイプと、街区、沿道、市街地スケールの景観・空間特徴を、意匠要素、景観要素ごとに記録、データベース化し、それらを定性的に評価した。これらの要素は地域の関係者によって進められる景観まちづくりにおいて、複数の選択可能なまちづくり案を相互に比較し、実際の景観改善の取り組みに反映するための設計指針や将来の地区計画策定を目指す事前計画シミュレーションとして有効性を確認することができた。資源調査では、研究期間限定の遠隔研究地点を白河市内に設け、そこと中核研究地である研究代表者の所属機関(早稲田大学理工学術院)との間を高速情報ネットワークシステムで結び、多地点間でのリアルタイムな協働研究を可能とする連携研究体制を構築した。その上で、これを利用し計画アセスメント指標の基礎となる多様な市街地空間要素、居住環境要素をデータ抽出し、計画アセスメント指標として体系化するとともに、地元での市民ワークショプを合計4回開催して、市民の計画的視点から利用可能なまちづくり計画基準として方法論化した。研究対象地区(東京都・駒込地域、福島県・白河市中心市街地ほか)で実施した市街地空間・景観および居住環境とその建築タイプの詳細調査データを基に、既存市街地の3次元空間モニタリングデータベースを完成させた。次に市民・住民まちづくりワークショップで検討・立案された複数のまちづくりシナリオの内容を、高度なVRLM技術を駆使して仮想空間情報として視覚映像化し、これを用いて地区の将来像を事前評価しまちづくりの計画立案へフィードバックする戦略的計画アセスメントとして応用した。この中では将来像評価のための指標と基準(ガイドライン指標・基準)を抽出し、まちづくり計画へ応用する妥当性を検証した。研究では住民・市民、関係権利者、都市計画専門等の発意と創造力を地区単位のまちづくり計画へ反映し、複数のまちづくり計画を相互かつ有機的に協調化する地区マネジメント型の都計画支援システムとして統合化した。具体的には、白河市の研究事例では旧城下町中心市街地における駅前市街地景観、眺望景観、歩行景観およびそれらの連続景観の評価のため、概ね8m四方の1/100の大型都市模型を製作し、超小型CCDカメラを用いた簡易型デザインシミュレーション装置を用いて景観保全・再生の指標と基準を策定し、その有効性を市民参加のプロセスで検証した。また、同地区で進行中の中心市街地活性化まちづくりの計画と景観評価とを相互評価し、計画内容の戦略的アセスメントを行なった。

他方、旧奥州街道沿道で進められる歴史まちづくりでは、明治・大正・昭和初期の建築の保全、再生のための計画指標と基準を立案し、それに基づくまち並み再生のVRLM映像を製作した。ワークショップ参加者が将来の沿道空間を仮想体験することが可能となるとともに、個々の建物ごとに進む漸進的なまちづくりの成果を逐次反映するオープンプラットフォーム型の計画支援技術としてシステム開発に成功した。