hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放電により生成する励起酸素で発振するヨウ素レーザの開発と生体組織融合への応用

ついで、共振ミラーを取り付け発振出力を計測した結果、出力としてはmW未満であったが、6倍の増幅現象(発振)を計測した。(4)レーザによる組織融合を用いた微小血管吻合実験を行った。ラット腹部大動脈を対象に、適切なレーザ照射エネルギの設定と吻合成功率、動脈瘤形成率の算出を行った。その結果、吻合成功率は縫合糸による吻合と有意差はなかったが、動脈瘤形成率ではレーザによる吻合で、より多い傾向が見られた。阿南高専では、改良型励起酸素発生器(DSOG-4)、共振ミラー、プレッシャボード、アライメント用光学システムなどを購入、製作し実験を行った。徳島大学では、YAGレーザーによる組織融合を用いた微小血管吻合実験を引き続き行った。(1)励起酸素の生成では、放電ノズルを通過するときの酸素の乖離量を少なくすることに主眼をおいた。実験は、混合ガスの割合および投入位置を変数とし、種々の条件で実施した。結果、他の混合ガスを放電ノズル上流より投入してプラズマ化し、ノズル通過後の比較的エネルギー分布の均一なプラズマ中(放電ノズル下流)に酸素を混合することで酸素励起率23%が得られた。これにより、発振の阻害要因である酸素原子の生成を、大幅に減少できた。(2)DSOG-4を用い発振実験を行った。ミラー透過率、ヨウ素インジェクタ形状・寸法・位置、プレッシャ条件などを変数とし、共振ミラー出力側に設置した光スペアナにより、ヨウ素原子からの放射強度およびスペクトル形状を計測した。昨年6倍の増幅現象を計測し、今年度はmWレベルの発振出力を目標に実験を続けているが、現時点では増幅率は約200倍と、昨年度より大幅に(2桁)向上したが、目標達成には至っていない。ただヨウ素原子の自然放出光スペクトルの上部に、発振閾値の境界上で見られるクランピング現象によるシャープな山形が計測され、目標達成まであと一歩の所にあると考えている。(3)昨年度の血管吻合結果では、レーザーによる吻合成功率は縫合糸による吻合と有意差はなかったが、動脈瘤形成率ではレーザーによる吻合でより多い傾向が見られた。本年度は、レーザー照射後に腹部膜性結合組織で吻合部を包むように巻き込む群を作成し検討した。その結果、同群では吻合部動脈瘤の発生は15例中1例も見られなかった。この方法は、レーザーによる血管吻合を補強するのに、たいへん有用であると考えられる。阿南高専では、昨年度製作した励起酸素発生器(DSOG-4)の性能試験と、生成した励起酸素を発振エネルギに効果的に利用するための発振器部改良を行い、mW出力の達成を目指した。徳島大学では、引き続きYAGレーザによる組織融合を用いた微小血管吻合実験を行った。(1)励起酸素の生成では、理論モデルより求められる最適条件E/N=10^<-16>Vcm^2オーダの電界領域を作った中で、高い励起率(理論最大50%)を得るべく、13年度に引き続きDSOG-4を用いて実験を行った。プラズマ中への酸素混合をポイントに種々条件のもと実験を行ったが、出力取出しに必要な25%の壁をわずかながら突破できなかった。(2)この励起率のもとで発振実験を行った。出力を得るためには励起酸素を効果的に発振に利用すること、即ちa.ヨウ素分子の解離に利用しない(外部放電エネルギで解離),b.発振の閾値を下げる(レーザガスの冷却),も重要な要因である。
超高圧下アニ-ルと圧力・温度差比例降下法によるヘテロ構造の熱不整欠陥の抑制

本年度は、まず圧力下におけるヘテロエピタキシヤル構造の熱不整について検討し、熱不整欠陥を除去するためには、弾性歪を線形の熱膨張係数の中に繰り込んだ等価的な熱膨張係数を膜と基板とで一致させれば良いことを明らかにした。また、与えられている物性デ-タに基づいて、必要な圧力を理論的に導き、線形近似の下ではSi/Ge系では1°Cの温度変化当り30気圧(3MPa)、Si/GaAs系では42気圧(4.2MPa)が必要なことを明らかにした。次に、ピストン・シリンダ型の圧力装置を用いて超高圧を発生し、Si/Ge系について成長実験を行った。圧力媒体としてはArを用い、圧力容器内に小形の電気炉を設置した。試料はSi(100)基板上に室温で非晶質Ge膜を真空蒸着したもので、400°C付近の温度で電気炉アニ-ルすることにより、固相状態で膜をヘテロエピタキシャル成長させた。Ge膜厚は160nmおよび850nmである。アニ-ル時の圧力を常圧から2.1GPaまで、温度を375°Cから460°Cまで変えて行った実験より、(1)残留歪は圧力の増加と共に直線的に減少すること、(2)その値は、常圧アニ-ルでは約ー0.3%であったものが、2.1GPaのアニ-ルでは約ー0.05%に減少すること、(3)膜厚が850nmと厚い場合には、高圧アニ-ルすることにより膜の結晶性が劣化するが、膜厚が薄い場合には顕著な観測されないことなどを明らかにした。最後に、以上の結果に基づいて、Ge/Si系の残留歪は、400°Cアニ-ルにおいて約2.5GPaの圧力でほぼ0となるとの結論を導いた。
高精度GPS技術を用いた小型自律飛行ロボットによる情報収集手法の開発

小型自律飛行ロボット(UAV)を用いた情報収集では,災害時の運用や,地形の観測・変化をとらえる上で,地上の三次元地形図の計測が求められる.昨年度から継続して平成23年度は,小型UAVとGPSを用いた,高精度な位置推定手法と,地上の三次元地形図を作成手法の構築とその精度検証を行った.具体的には,GPSを用いた測位の高精度化のために,マルチパスと呼ばれる電波の識別による衛星測位の高精度化手法,また,タイトカップリングと呼ばれるセンサデータの複合手法の研究を行った.タイトカップリングによる複合では,観測量を1つ1つの衛星からの擬似距離,擬似距離変化率とすることで,衛星数が測位計算に必要な4個以下になっても,位置が推定できるという特徴がある.以上の手法を地上試験により評価した結果,マルチパス誤差を低減し,かつ利用性が向上することを確認した.さらに,小型UAVに搭載した単眼カメラから得られる空撮画像とGPS,慣性センサの複合による地上の三次元地形図を自動生成するSLAM(Simultaneous Localization And Mapping)アルゴリズムの構築を行った.この作成した三次元地形図の精度評価として,実環境試験において作成した三次元地形図と,有人航空機におけるレーザ測量結果を比較することで,作成した三次元地形図の精度評価を行った.この結果高さ方向のRMS誤差が1.4mとなり,小型UAVを用いて高精度に地形図が作成できることを確認した.さらに,このようにして小型UAVで収集した上空からの情報を,GIS(Geographic Information System)に統合することで,情報の共有と容易な閲覧を可能とした.小型自律飛行ロボット(UAV)を用いて,高精度な地上の三次元地図を作成するための要素技術開発を行った.具体的には,複数のGPSアンテナを用いた小型UAVの姿勢推定技術の開発と,空撮画像を用いた小型UAVの姿勢補正技術,さらに地上のモザイク画像地図を自動生成する手法の構築を行った.GPSを用いた姿勢推定技術では,複数台のGPSアンテナと受信機を用い,拡張カルマンフィルタを用いた位置姿勢推定フィルタの実験を行った.地上試験を行った結果,複数台のGPSにより,精度良くUAVの位置姿勢を推定するための見通しを得た.また,GPSと複合し,空撮画像を用いてUAVの位置姿勢をより高精度に推定するために,画像上の特徴点を観測量としたSLAM(Simultaneous Localization And Mapping)アルゴリズムの構築を行った.これは,小型UAVに搭載したGPS,慣性センサ,さらに空撮画像を複合することで,小型UAVの姿勢推定精度の向上を目指すものである.具体的には空撮映像からSIFT(Scale Invariant Feature Transform)特徴点を自動抽出,マッチングすることで,画像の幾何的な拘束を用いて小型UAVの位置姿勢の推定を行った.さらに,推定したUAVの位置姿勢を用いて,地上の数値標高モデル(DEM)上に空撮画像を投影することで,モザイク画像地図の自動作成を行った.これより,二次元の画像ではあるものの,地上の地物情報を効果的に把握することが可能となった.今後はこれらの成果をもとに,地上の三次元地図の作成を行う予定である.小型自律飛行ロボット(UAV)を用いた情報収集では,災害時の運用や,地形の観測・変化をとらえる上で,地上の三次元地形図の計測が求められる.そこで運用が容易な小型UAVを用いて高精度な地上の三次元地形図を作成するための要素技術開発を行った.具体的には,UAVに搭載したGPS,慣性センサ,そして単眼カメラによる空撮画像を複合した,SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)アルゴリズムの構築を行った.三次元地図作成にはUAVの位置姿勢をより高精度に推定することが必要であるが,これは,空撮画像による画像特徴を観測することでUAVの位置姿勢を補正し,さらに画像特徴の三次元座標を求めることで地形図を作成するものである.空撮映像からSIFT(Scale Invariant Feature Transform)特徴点を自動抽出,さらにロバストな画像特徴の対応付けを行うことで,画像の幾何的な拘束を用いて小型UAVの位置姿勢の補正するカルマンフィルタを構築した.さらに,三角測量の原理を用いて画像特徴の三次元座標を求め,これをカルマンフィルタの状態量に追加することで,高精度な三次元地形図の作成を行った.実環境試験により作成した三次元地形図の精度評価を行い,既存の航空測量による地形図と比較を行った結果,高精度に地形図が作成できることを確認した.これにより小型UAVを用いて地上の三次元地形の把握が可能となり,新たな情報収集の手法を構築した.小型自律飛行ロボット(UAV)を用いた情報収集では,災害時の運用や,地形の観測・変化をとらえる上で,地上の三次元地形図の計測が求められる.昨年度から継続して平成23年度は,小型UAVとGPSを用いた,高精度な位置推定手法と,地上の三次元地形図を作成手法の構築とその精度検証を行った.具体的には,GPSを用いた測位の高精度化のために,マルチパスと呼ばれる電波の識別による衛星測位の高精度化手法,また,タイトカップリングと呼ばれるセンサデータの複合手法の研究を行った.タイトカップリングによる複合では,観測量を1つ1つの衛星からの擬似距離,擬似距離変化率とすることで,衛星数が測位計算に必要な4個以下になっても,位置が推定できるという特徴がある.以上の手法を地上試験により評価した結果,マルチパス誤差を低減し,かつ利用性が向上することを確認した.

さらに,小型UAVに搭載した単眼カメラから得られる空撮画像とGPS,慣性センサの複合による地上の三次元地形図を自動生成するSLAM(Simultaneous Localization And Mapping)アルゴリズムの構築を行った.この作成した三次元地形図の精度評価として,実環境試験において作成した三次元地形図と,有人航空機におけるレーザ測量結果を比較することで,作成した三次元地形図の精度評価を行った.この結果高さ方向のRMS誤差が1.4mとなり,小型UAVを用いて高精度に地形図が作成できることを確認した.さらに,このようにして小型UAVで収集した上空からの情報を,GIS(Geographic Information System)に統合することで,情報の共有と容易な閲覧を可能とした.
試料回転法による有機固体用逆光電子分光装置の開発

本研究の目的は、試料を回転させることにより入射電子線損傷を緩和し、簡便に有機固体の逆光電子スペクトルを測定できる装置を開発することである.具体的には以下のように研究を進めた.1)広島大学谷口グループの設計した逆光電子分光装置をひな型として、有機固体用に配慮し基本設計を行った。この際、入射電子線損傷を軽源するため、イ)電子銃の焦点をずらすことにより電子ビームを発散させ試料表面上での電流密度を低減する.ロ)試料基板ができるだけ光を遮らないようにする、などに留意して設計を進めた.2)装置を組み立て、金の蒸着膜を標準試料として用い、装置の調整を進めた.真空ポンプが超高真空対応でないため清浄な金表面が得られなかったので、文献のスペクトルを完全には再現できなかったが、無機固体に対してはほぼ正常に動作することを確認した.3)試料回転部を組み込み、同様の調整を行い、モーターによるシグナルへのノイズの混入を極力低減するように計測系の整備を行った.現在、入射電子線損傷に比較的耐性があるフタロシアニンを用いて、有機固体用としての調整を進めている.特に、試料膜の膜厚、試料の回転速度、入射電子線の電流密度などの各種条件の最適化を進めている.本研究の目的は、試料を回転させることにより入射電子線損傷を緩和し、簡便に有機固体の逆光電子スペクトルを測定できる装置を開発することである.具体的には以下のように研究を進めた.1)広島大学谷口グループの設計した逆光電子分光装置をひな型として、有機固体用に配慮し基本設計を行った。この際、入射電子線損傷を軽源するため、イ)電子銃の焦点をずらすことにより電子ビームを発散させ試料表面上での電流密度を低減する.ロ)試料基板ができるだけ光を遮らないようにする、などに留意して設計を進めた.2)装置を組み立て、金の蒸着膜を標準試料として用い、装置の調整を進めた.真空ポンプが超高真空対応でないため清浄な金表面が得られなかったので、文献のスペクトルを完全には再現できなかったが、無機固体に対してはほぼ正常に動作することを確認した.3)試料回転部を組み込み、同様の調整を行い、モーターによるシグナルへのノイズの混入を極力低減するように計測系の整備を行った.現在、入射電子線損傷に比較的耐性があるフタロシアニンを用いて、有機固体用としての調整を進めている.特に、試料膜の膜厚、試料の回転速度、入射電子線の電流密度などの各種条件の最適化を進めている.
音声の構造的表象と機械学習に基づく頑健・高精度な発音分析と外国語教育への応用

本研究では,音声の構造的表象に基づく発音構造分析を外国語教育,特に発音教育支援に応用することを検討した。その結果,1)構造的表象と機械学習に基づく,より少数の発声を用いた頑健な発音分析技術の構築,2)学習者コーパスのIPAラベリングによる拡充,3)母語話者・非母語話者による発音に対する高精度分類技術の構築,4)分類結果の教育用インタフェースの予備的検討を行うことができた。対象言語としては,1)は日本人による中国語発声を対象にし,2)4)では,母国語を問わず,英語音声を対象にして研究を進めた。これらの成果は対象言語への依存性は少ないため,任意の言語に対して応用可能である。本研究では,音声の構造的表象に基づく発音構造分析を外国語教育,特に発音教育支援に応用することを研究目的としている。より具体的には,1)構造的表象と機械学習に基づく,少数の発声を用いた頑健な発音分析技術の構築,2)学習者コーパスのIPAラベリングを通した拡充,3)学習者音声の発音に基づく高精度分類技術の構築,4)教育コンテンツの作成などがある。本年度は初年度であり,1)及び3)に力点を置いて研究を推進した。音声の構造的表象は,話者の体格や年齢に起因する声色のバイアスを音声特徴から除去することを目的として提案されており,これの精緻化と,機械学習との融合により高精度な発音習熟度推定技術を構築し,雑誌論文として発表することができた。また,上記バイアスを発声から除去できると,残された音声特徴には発音の訛りに関する情報が浮き彫りになり,この特徴量を使うと発音訛りに基づく話者分類が可能となる。通常話者分類とは,男女や年齢といった軸で話者が分類されるが,構造特徴に基づけば,発音差異に基づく話者分類が可能となる。本年度は帰国子女による米語発音と,日本語訛りを意図的に強く出した日本人英語発音を,母音に関して用意し,これらを使って,発音差異に基づく学習者分類が可能であることを実験的に示すことができた(雑誌論文として発表)。しかしこれらは非常に人工的なデータ,実験環境となっており,世界中の英語学習者の様々に訛った英語発音(即ちリアルデータ)による話者分類の検討が今後必要である。より具体的には,1)構造的表象と機械学習に基づく,少数の発声を用いた頑健な発音分析技術の構築,2)学習者コーパスのIPAラベリングを通した拡充,3)学習者音声を対象にした発音に基づく高精度分類技術の構築,4)教育コンテンツの作成,などがある。本年度は二年目である。本年度は技術的には,A)日本人の中国語学習を対象にした音声の構造解析の検討,及び,B)雑音下での発音習熟度推定について検討した。また,教育インフラや技術インフラの拡充の意味で,C)ERJ(English Read by Japanese)コーパスを対象としたIPAラベリングにも注力した。より具体的には,1)構造的表象と機械学習に基づく,少数の発声を用いた頑健な発音分析技術の構築,2)学習者コーパスのIPAラベリングを通した拡充,3)学習者音声を対象にした発音に基づく高精度分類技術の構築,4)教育コンテンツの作成,である。1)に関しては,日本人による中国語発声や,全世界の英語利用者による英語発声に対して発音構造解析を行ない,その結果と機械学習に基づく識別器を適用することで,良好な結果を得ることができた。発音構造解析は少量データ利用時はその動作が不安定になる傾向があったが,これをUniversal Background ModelとMAP適応を用いて,事前知識を効果的に使うことで解決した。2)に関しては,先行研究で構築した日本人英語の聞き取り調査(聞き誤り調査)時に用いた音声のIPA書き起こしを完成させた。これは,日本人英語がどのように聞き取られているのかの貴重な資料となる。3)に関しては,発音構造の応用として検討を行なった。世界中の英語利用者に特定パラグラフを読ませた,Speech Accent Archive (SAA)コーパスを用い,話者を単位とした発音クラスタリングを実施し,良好な結果を得た。4)に関しては,クラスタリング結果を学習者に呈示するなどのインタフェースを検討したが,実際の英語教育の現場に提供できる教材開発には至らなかった。しかし,世界諸英語分類結果の効果的な利用法について,英語教育関係者と密な議論を交わすことができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。音声工学26年度が最終年度であるため、記入しない。

雑誌論文を二編発表するなど,順調に研究は遂行されている。また,国際会議にて,CALL (Computer-Aided Language Learning)のtutorial講演を行なったり,構造表象による外国語発音分析に関する招待講演を依頼されるなど,通常の学会発表以外の研究成果の告知作業も順調に行なわれている。来年度は,1)構造的表象と機械学習に基づく,少数の発声を用いた頑健な発音分析技術の構築,2)学習者コーパスのIPAラベリングを通した拡充,3)学習者音声の発音に基づく高精度分類技術の構築,4)教育コンテンツの作成などの目標のうち,1), 2), 3)を中心的に遂行する予定である。4)は最終年度に行なう。初年度,二年目と,4つの研究目標の中で,1), 2), 3)を念頭に研究を行なってきた。来年度は4)を対象にした研究開発を行う予定である。
高周波振動流を用いた生体臓器血流制御法の薬物輸送システムへの応用に関する研究

高周波振動流は約1040Hzに主力周波数成分を持つ単一波である。自然心と比較して高い領域の振動により各臓器間の血流分配に影響を与えることができ、人工的血液循環として用いた場合、有効な薬物輸送系が構築できる可能性を有している。本研究では振動流による人為的血液循環を行い、生体血管系における各種血行動態を計測した。体血管抵抗は循環血液量と大動脈圧、中心静脈圧より算出されるが、振動流ポンプによる人為的血液循環の開始により自然心のコントロール値と比較して低値を示すことが確認された。これは、振動流の加振効果により血管壁の緊張度が調節され、抵抗が低下し、血流量が上昇したものと考えられた。また、成山羊の総頚動脈血流量に関する検討より、振動流の駆動周波数を調節した場合、ポンプ送血量を一定に保ったまま総頚動脈血流分配率が変化し、頭頚部の血液循環を能動的にコントロールできる可能性が示された。振動流の血管系への影響を示す指標として血管インピーダンスの算出を行った結果、生体血管系では、分岐、屈曲、狭窄等による脈波の反射があり、インピーダンス値に反映されていることが確認された。特に部位別に計測した入力インピーダンス値の検討から、各種臓器にはそれぞれ固有の物性に依存した周波数特性があると考えられた。振動流の駆動周波数を目的臓器の周波数特性に適合するように調節し、循環条件を整えることで臓器間の血流分配を人為的に調節し、振動流による生理的共振現象を惹起する事で、標的臓器の血流増加を図り、有効な薬物輸送にあずかれるものと考えられた。平成7年度の研究計画より、高周波振動流を発生可能な血液ポンプを製作し、実験的研究に供した。対外循環に主眼をおいた人工心肺用血液ポンプとして「デイスポ-サブル型振動流ポンプ」を作製し、ポンプ振動管の長さ、直径、振動周波数とポンプ性能の関係を詳細に検討した。生理的共振周波数の検討のために、山羊を用いた完全対外循環実験データを検討し、特に血管入力インピーダンス特性を計測することにより、生体血管系の周波数特性を検討した。振動流ポンプの発展・改良も平行して進められ、ポンプ流入口と流出口の形状を、滑らかなデザインに変更した新型ポンプを作製した。ポンプ駆動部であるリニアモーター式電磁駆動部の冷却効率も改善され、慢性動物実験に用いられた。安静覚醒時の生体に高周波振動流を灌流した際の生体血管系の反応について検討し、生理的共振現象の検討を行った。これらの実験的研究により、生体血管系の入力インピーダンスが反射波の影響下に上下変動する事が考えられ、これら反射波の発生部位である血管分岐部の位置関係とマッチングする周波数帯の血流を選択することにより、生理的共振現象を励起する事が可能ではないかと考えられた。そして、このような周波数帯の血流により、血管分岐部における血流分配を調節し、臓器血流をコントロールする事が可能となるのではないかと考えられた。平成8年度の研究計画に基づき、生理的共振周波数の同定に関する実験的研究を行い、薬物輸送システムとしての応用を目標とした。生体に対して1040Hzという比較的高い周波数による人工的血流を付加するために、血液循環用ポンプとして振動流型血液ポンプを作成した。振動流を生体血液循環に有効に導入するために、血液循環方式として完全体外循環及び左心補助循環の2方式を採用した。振動流ポンプは管軸方向に往復運動する振動管の吐出側に逆流防止弁を取り付けた構造を有している。本研究では、振動管の運動機構としてリニアモーター型アクチュエーターを用い、支持機構を介して電磁気力による往復運動を振動管に伝える構造を開発した。このため、体外循環型の振動流ポンプでは振動間とリニアモーター型アクチュエーター部分の分離が可能となり、生体血液と直接接触する振動管のディスポ-ザブル化が可能となった。

また、左心補助循環用の血液ポンプでは流出入口の血液隔壁の構造を立体的な曲面形状を有するものとし、血液に対する機械的損傷および血流停滞による血栓形勢を防止することを目的として設計を行った。これらのポンプにより、実験動物を用いた性能評価実験を行い血液ポンプとしての性能の向上を図るとともに、体血流分布に与える振動流の効果について検討を加えた。特に左心補助循環実験では周波数解析装置を用いた血行動態解析を行い、自然心による拍動流に振動流の補助血流が有効に付加されている様子が確認された。また、振動流による人工的血液循環中の自律神経系の活動等にも検討を加え、生理的共振周波数の同定及び、体血流分布に与える血流振動周波数の関係等について研究を進めた。高周波振動流は約1040Hzに主力周波数成分を持つ単一波である。自然心と比較して高い領域の振動により各臓器間の血流分配に影響を与えることができ、人工的血液循環として用いた場合、有効な薬物輸送系が構築できる可能性を有している。本研究では振動流による人為的血液循環を行い、生体血管系における各種血行動態を計測した。体血管抵抗は循環血液量と大動脈圧、中心静脈圧より算出されるが、振動流ポンプによる人為的血液循環の開始により自然心のコントロール値と比較して低値を示すことが確認された。これは、振動流の加振効果により血管壁の緊張度が調節され、抵抗が低下し、血流量が上昇したものと考えられた。また、成山羊の総頚動脈血流量に関する検討より、振動流の駆動周波数を調節した場合、ポンプ送血量を一定に保ったまま総頚動脈血流分配率が変化し、頭頚部の血液循環を能動的にコントロールできる可能性が示された。振動流の血管系への影響を示す指標として血管インピーダンスの算出を行った結果、生体血管系では、分岐、屈曲、狭窄等による脈波の反射があり、インピーダンス値に反映されていることが確認された。特に部位別に計測した入力インピーダンス値の検討から、各種臓器にはそれぞれ固有の物性に依存した周波数特性があると考えられた。振動流の駆動周波数を目的臓器の周波数特性に適合するように調節し、循環条件を整えることで臓器間の血流分配を人為的に調節し、振動流による生理的共振現象を惹起する事で、標的臓器の血流増加を図り、有効な薬物輸送にあずかれるものと考えられた。
IL-22による歯周病細菌の感染制御のための基礎的研究

歯周病細菌は歯周組織の細胞内に侵入,増殖し,歯周病の進行と慢性化に深く関わると考えられている。それらの細胞内侵入細菌の制御のために,本研究はIL-22に着目し,その感染防御に及ぼす影響を調べた。IL-22はin vitroで歯肉上皮細胞の分化を抑制し,抗菌ペプチド産生も抑制することが明らかになった。一方,IL-22はPorphyromonas gingivalisの歯肉上皮細胞への付着性あるいは侵入性を抑制する傾向があった。より詳細な検討が必要であるが,IL-22がP.gingivalisに対する感染防御に影響を及ぼす可能性が示唆された。本研究の目的は抗菌ペプチド産生を誘導するIL-22に着目し,それらの細菌感染に対する防御に及ぼす影響を明らかにすることである。本年度はIL-22が抗菌ペプチド産生に及ぼす影響を評価した。IL-22が消化管や気道,皮膚といった外界に接する組織の上皮細胞に対して抗菌ペプチド産生を誘導することは明らかにされている。歯周組織において我々はこれまでに歯肉上皮細胞および歯肉線維芽細胞がIL-22レセプターを高発現していることを見出してきたことから,これらの細胞においてIL-22によって誘導される抗菌ペプチドを広く調べた。抗菌ペプチドとしては,カルプロテクチン(S100A8/A9),ディフェンシン,RegIII γ,リポカリン2 ( LCN2 )について調べた。IL-22刺激後,これらの抗菌ペプチドの遺伝子発現をリアルタイムRT-PCRで,タンパク発現をウエスタンブロットで評価した。その結果,歯肉上皮細胞および歯肉線維芽細胞においてLCN2の発現レベルがIL-22によって強く誘導されることが明らかになった。LCN2は一部の細菌に対して鉄の取り込みを妨げることによって腸内細菌叢を変えるという報告がある。歯周病細菌感染においても重要な役割を果たしている可能性があることから,さらに詳細な解析を進める予定である。インターロイキン22(IL-22)は,免疫細胞から産生されるサイトカインで,非免疫系の上皮細胞などに発現するレセプターを介して,組織再生や感染防御にかかわる事が知られている。我々はこれまでに歯周組織を構成する歯肉上皮細胞や歯肉線維芽細胞はIL-22レセプターを発現し,組織再生にかかわることを明らかにしてきた。本研究はIL-22の歯周病細菌の感染防御に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。本年度は,P.gingivalisの歯肉上皮細胞への付着性あるいは侵入性に対するIL-22の影響を評価した。歯肉上皮細胞をFITC標識したP.gingivalis ATCC33277株とガラスボトムdish上で共培養し,蛍光色素の細胞内局在を共焦点レーザースキャン蛍光顕微鏡で観察した。その結果,IL-22の存在下で培養した歯肉上皮細胞は,非存在下の場合と比較してP.gingivalisの付着性あるいは侵入性に違いがあることが観察された。この違いを定量的に評価するために,FITC標識したP.gingivalis ATCC33277株と一定時間共培養した歯肉上皮細胞をFACS Caliburで解析した。IL-22存在下で培養した歯肉上皮細胞は,非存在下の場合と比較して蛍光強度が低かった。これらのことは,IL-22が歯肉上皮細胞においてP.gingivalisの細胞内侵入性あるいは付着性に影響を及ぼしている可能性を示唆している。今後さらにその詳細の解明を進めていく必要がある。歯周病細菌の培養および蛍光標識の系,および細菌と歯肉上皮細胞との共培養の系を確立するのに時間を要したが,おおむね順調である。我々はこれまでに歯周組織を構成する歯肉上皮細胞や歯肉線維芽細胞が発現するIL-22レセプターの機能を明らかにしてきた。本研究は,IL-22が歯周病細菌の細胞内侵入性に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。昨年度までに,IL-22が代表的な歯周病細菌であるPorphyromonas gingivalis (P.g.)の歯肉上皮細胞への付着,侵入に影響を及ぼす可能性を,蛍光標識したP.g.を用いて,共焦点レーザースキャン蛍光顕微鏡による観察およびFACS Caliburによる解析により明らかにした。本年度は,さらにP.g.の細胞内侵入性におけるIL-22の影響を評価するために,歯肉上皮細胞の細胞株であるCa9-22細胞株用いてP.g. W83株およびATCC33277株を感染させ,antibiotic protection assayを行った。その結果,IL-22存在下ではP.g.のCa9-22細胞への侵入性が抑えられる傾向があった。今後そのメカニズムを解明していく予定である。

IL-22はin vitroで歯肉上皮細胞の分化を抑制し,抗菌ペプチド産生も抑制することが明らかになった。一方,IL-22はPorphyromonas gingivalisの歯肉上皮細胞への付着性あるいは侵入性を抑制する傾向があった。より詳細な検討が必要であるが,IL-22がP.gingivalisに対する感染防御に影響を及ぼす可能性が示唆された。本年度は研究代表者が異動したため、研究体制を整えるのに時間を要した。そのため,当初の計画であったIL-22によって誘導される抗菌ペプチド産生性の解析がやや遅れている。また,歯周病細菌の細胞内侵入に関する実験系もまだ確立できていない。今年度確立した実験系を用いて,IL-22が歯肉上皮細胞のP.gingivalisに対する防御に及ぼす影響の機序を解明する。歯周病態学IL-22が歯肉上皮細胞および歯肉線維芽細胞の抗菌ペプチド産生性に及ぼす影響をさらに幅広く詳細に評価する必要がある。また、これらの細胞に対する歯周病細菌の細胞内侵入性にIL-22が及ぼす影響を評価する。実験系の確立に予定よりも時間を要したため。今年度は当初予定より研究が進まなかったため。1)細菌培養における試薬・消耗品,2)細胞の培養における試薬・消耗品,3)各種タンパク発現を定量するための生化学的試薬・抗体類を購入するために主に使用する。前年度に引き続きIL-22が抗菌ペプチド産生に及ぼす影響を評価するために主に抗体などの試薬の購入に充てる。
集合管癌の進行にかかわるゲノム異常の同定

集合管癌は腎がんの中でも稀な組織型である。組織学的に浸潤性腎盂癌やpapillary RCC等との鑑別が困難であるとされている。我々はそれぞれの組織型毎の症例を集積し、それぞれアレイCGH解析を行った。その結果、集合管癌では4,9,13,14,18,22番など多くの染色体領域でゲノムの欠損を認めた。これらゲノム異常のpatternは、浸潤性腎盂癌やpapillary RCCと明らかに異なっていた。上記の種々の組織型30例のcluster analysisでは、大きく3つのsubgroupに分かれた。ゲノム異常によって、上記疾患の鑑別となり得る。本研究では、集合管癌症例のゲノムプロファイルをアレイCGH法によって解析し、浸潤性腎盂癌、乳頭状腎癌ならびにMucinous tubular and spindlecell carcinoma (MTSCC)ゲノムプロファイルと比較することによって、集合管癌に特異的なゲノム異常(特定の遺伝子の増幅あるいは欠失)を同定し、アレイCGHによる鑑別診断マーカー(ゲノムコピー数異常)を同定する。アレイCGH解析によって、特定したゲノム異常領域の中で、増幅領域において発現亢進する遺伝子ならびに欠失領域において発現低下する遺伝子を特定する。また、アレイCGH解析によって、特定したゲノム異常領域の中で、増幅領域において発現亢進する遺伝子ならびに欠失領域において発現低下する遺伝子を特定する。そのために、アレイCGH解析した症例についてmRNA発現をマイクロアレイを用いて網羅的に解析して(トランスクリプトーム解析)、コピー数異常によって発現亢進または低下する遺伝子を特定する。それによって、集合管癌と他の浸潤性腎盂癌、乳頭状腎癌ならびにMucinous tubular and spindle cell carcinoma (MTSCC)の鑑別に有用な遺伝子を特定され、その遺伝子発現を鑑別に有用なマーカーとして集合管癌の診断マーカーとして活用する。集合管癌に特異的なゲノム異常を同定し、アレイCGHによる鑑別診断マーカー(ゲノムコピー数異常)を同定中である。本研究では、集合管癌症例のゲノムプロファイルをアレイCGH法によって解析し鑑別診断マーカーを同定する。これまでに既にpreliminaryな研究を開始している。これまで9例の集合管癌症例のパラフィン包埋組織を用いてアレイCGH解析を行いそのゲノムプロファイルを解析したところ、集合管癌では特徴的なゲノムプロファイルパターンを示すことを見出している。データは未だpreliminaryなものではあるが、これまで集合管癌の網羅的高解像度のゲノムプロファイルを明らかにした報告は全くないことから、これらのデータからいくつかのマーカー候補が想定される。上図に示すように、集合管癌のみのゲノム異常は、8q, 17qの増幅と、1p, 3p, 4pq, 6q, 9pq, 11q, 13q, 14q, 18q, 22qの欠失を50%以上で認めた。また、集合管癌と組織学的に鑑別が困難であった浸潤性腎盂癌、乳頭状腎癌ならびにMTSCC症例も集積しているため、これらのゲノムコピー数異常も未だpreliminaryではあるが解析がほぼ終了しており、比較予定である。腎癌分子病理これまでに既にpreliminaryな研究を開始している。これまで9例の集合管癌症例のパラフィン包埋組織を用いてアレイCGH解析を行いそのゲノムプロファイルを解析したところ、集合管癌ゲノムプロファイルパターンを見出している。mRNA発現の研究について、臨床検体収集が困難であることから研究が遅延したためmRNA発現をマイクロアレイを用いて網羅的に解析して(トランスクリプトーム解析)のための試薬、機材などに使用する。
環状化合物の反応を利用した熱および光増感電子移動Cope転位の機構解明の研究

本研究の主題である「カチオンラジカル環化-ビラジカル開裂機構」に対し物理化学的手法による検証を最初に行った。まずレーザーフラッシュフォトリシス法等により、鍵中間体の一つであるシクロヘキサ-1,4-ジイルカチオンラジカル2^+が光増感電子移動反応で生成している事を確認した。次に、光音響測熱法によりこの中間体のイオンペアの実験的なエネルギー評価を行ない、熱反応速度論と酸加還元電位から求めたエネルギーダイアグラムの裏付けをとった。次に環状ジアゼン4を合成し、その電子移動反応を種々の条件下で行った。その結果、4は光誘起電子移動反応によってのみ定量的に1を与え、光を用いない電子移動条件ではプロトン脱離等のイオン反応を経てタ-フェニル等が生成することがわかった。また、d_4-4の光反応ではd_4-1とd_4-1'の2種を与えたが、その生成比52:48は2における開環課過程の速度重水素効果に対するDewarらの計算値と一致した。これらは、電子移動Cope転位の開環課程がカチオンラジカル2^+ではなくビラジカル2から起きている事を示す何よりの証拠で、上記機構の妥当性が示された。またこれは、1の熱Cope転位機構としてDewarらが主張する段階的ラジカル機構のうち、少なくとも開環課程は妥当であることを示す結果で非常に興味深い。更にこの結果は、従来は抑制の対象でしかなかった増感剤アニオンラジカルからの逆電子移動過程が、電子移動Cope転位においては必要不可欠のものである事を示すもので、有機電子移動反応に重要な知見を与えた。本研究では合成の検討のみに終わった3の反応も含め、今後はより汎い系へ展開し、電子移動Cope転位、さらには熱Cope転位の機構を明らかにしていく予定で、次年度以降の研究課題としたい。尚、研究進行状況と現有設備との関係から、設備備品として反応速度解析の為のコンピューターを購入した。
高齢者就業の新たな調整型支援システムの構築に関する総合的研究

首都圏における求職高齢者のおかれている立場は一様ではなく、所得や家族環境の格差は顕著でありその健康への影響も大きく、求職活動へのニーズが大きいことが明らかとなっている。特に長期求職者の中には経済面、家庭面、健康面、生活面等において複合的な課題を抱えた人たちが多く含まれることが明らかとなった。こうした対応が難しい群に対して、求職活動を入り口として、生きがいを含めた就業支援と共に経済支援、生活支援、健康支援等といった総合的な観点から長期的・継続的な対応が求められる。生活困窮者自立支援や社会福祉協議会といった他の地域資源とも連携した支援を検討する必要があることを明らかにした。本年度は7月末の交付申請後、3か年に亘る研究の初年度として基盤づくりを行った。研究1の大規模郵送調査は平成27年度の実施を予定しており、本年度は平成25年度実施調査について予備的分析により質問項目の検討を行うと共に、新たな人材(臨時職員)2名の採用を行い実施体制の構築に努めた。研究2の就労支援施設における求職者縦断調査では、初回調査の回答者が235名に達し、対象者の新規獲得について一旦終了した。追跡調査の回答者数は年度末時点でF1(2週)152名、F2(6週)138名、F3(14週)115名、F4(26週)97名、F5(38週)80名となっている。途中時点での分析結果について日本公衆衛生学会総会、日本応用老年学会大会において報告を行った。研究3では11月に作業部会のメンバー、運営方針について準備会を開催して合意形成を行い、その後3回の研究会を開催した。学識者として日本大学稲葉陽二教授、ダイヤ高齢社会研究財団石橋智昭研究部長、城西大学塚本成美教授、十文字学園大学佐藤陽教授、人材派遣協会河邉彰男統括研究員の5名より専門的見地からの見解を伺った。内3回は一般セミナー形式で実施した。ダイヤ財団、日本総合研究所、東京しごと財団、板橋区社会福祉協議会、桜美林大学、東京大学からそれぞれ高齢者就業に関心を持つ研究者実務家の参加があった。雇用企業調査においては新たに倫理審査を受け、高齢者求人を出している5社(ユニバーサル企業、ベアーズ、デイサービス邑、国際視覚障害者援護協会、アイデン)に対してインタビュー調査を実施した。研究4においては地域の関連機関と連携した孤立予防、社会参加を目的と設定し新たに倫理審査を受け、調査モニター42名に対してインテークを実施した。また大田区高齢福祉課の協力を得て蒲田西特別出張所会議室を借り受け、現在11名が継続的に臨床心理士によるカウンセリングを受けている。本年度は3か年に亘る研究の中間年として、昨年度の調査継続と今年度新たな調査を実施するとともに、一部既に明らかになってきた知見についての研究報告・発表を進めた。研究1の大規模郵送調査は2015年7月8月において大田区入新井地区において8075名を対象として実施。有効回答者数5020人(62.2%)であった。結果概要については自治体向け報告済。今後分析結果を論文化予定。研究2の就労支援施設、求職者縦断調査では初回調査者235名に対し、F1(2週後)197人、F2(6週)179人、F3(14週)158人、F4(26週)144人、F5(38週)130人となり、求職活動の過程に関する分析を実施。論文投稿済。研究3では、作業部会の活動に関してホームページを開設し情報発信を行った(https://sites.google.com/site/elderlyemployment/)。また研究会を年度内6回開催し、うち4回を外部講師(田尻孝二先生、日本高齢者生活協同組合連合会副会長:渡辺吉靖先生、公益財団法人東京しごと財団しごとセンター課高齢者就労支援係係長:実歳美幸先生、株式会社テンポスバスターズ前人材事業部部長:松田文子先生、大原記念労働科学研究所特別研究員)に講演を頂き検討を行った。それぞれの検討結果をまとめ次年度に書籍の出版を計画中である。研究4では地域の関連機関と調整の結果、求職者の生活の様子に関する実態の把握はできたが、本研究単独での介入については施策との整合性が合わず発展性が乏しいと判断し、地域連携による支援の在り方についての検討へと方向転換を行った。併せて東京都社会福祉協議会、東京しごと財団の協力を得て東京都の高齢者就労支援施策に関する経緯をまとめ学会報告を行った。研究成果の報告としては査読付き論文3本(内国際誌2本)、総説2本、学会発表7件、講演・シンポジウム等2件を行った。本年度は中間年として計画の実施と一部研究成果の発信が期待されるが、研究1、2、3の大規模郵送調査、求職者縦断調査、研究会について概ね計画通りに進展、情報発信ができている。研究4の介入研究については地域施策との調整から、本研究での単独介入の中止と言う判断を行ったが、その分のエフォートを地域連携の在り方に関する検討(関連機関との調整、歴史的な経緯の検討、地域包括ケアシステムや生活困窮者自立支援法など他の施策との整合性の確認)に振り向けることで、全体として理想的な支援の在り方の検討は進んでいると考える。また現段階での研究成果の論文化等による報告についても順調に行っている。研究1では、2015年7月8月、東京都A区のB地域包括支援センター

管内に居住する65歳以上の高齢者のうち要介護4以上の人、施設に入所している人を除く8,075人全員を対象に郵送式質問紙調査を実施し、そのうち5,020人から回答を得た(62.2%)。研究2では、高齢者就労支援施設である大田区いきいき仕事ステーションに加え板橋区の同等施設も対象として、初めて求職者登録を行った来所者に対して、無作為に初回調査の調査票(ベースライン調査:BL)を配布した。調査票配布期間は2013年1月28日から2015年3月31日までで、生活状況や健康状態について明らかにするための調査を行った。その後、初回調査の回答者それぞれに対して、2、6、14、26、38週後の計5回に亘り、郵送式の縦断追跡調査(F1-F5)を行った。調査票を配布した合計は387人中、235人から回答があった(回答率60.7%)。追跡調査の回答者数はそれぞれF1:197人(83.8%)、F2:179人(90.9%)、F3:158人(88.3%)、F4:144人(91.1%)、F5:130人(90.3%)であった。研究3では研究メンバーを中心とし、3年間で合計12回の研究会を開催した。2回の学会でのシンポジウムの開催とシンポジウム「持続可能な社会へ向けた高齢者就業の展望」を実施した。シンポジウムの登壇者は3部18人、参加者は45人に及んだ。研究4では求職者の中で特に対処が難しいと考えられる長期求職者に対する支援方法を検討するために、郵送調査回答者の内、初来所から38週後も就職に立っていない人10名を第一群、未就業のまま回答が遅延している人32名を第二群として個別相談面接の案内を発送し、面接希望者11名(平均年齢63.3歳、男性6名、女性5名、生活保護受給者2名)に対して個別面接を実施した。首都圏における求職高齢者のおかれている立場は一様ではなく、所得や家族環境の格差は顕著でありその健康への影響も大きく、求職活動へのニーズが大きいことが明らかとなっている。特に長期求職者の中には経済面、家庭面、健康面、生活面等において複合的な課題を抱えた人たちが多く含まれることが明らかとなった。こうした対応が難しい群に対して、求職活動を入り口として、生きがいを含めた就業支援と共に経済支援、生活支援、健康支援等といった総合的な観点から長期的・継続的な対応が求められる。生活困窮者自立支援や社会福祉協議会といった他の地域資源とも連携した支援を検討する必要があることを明らかにした。本年度は研究全体の基盤づくりとして、各研究の実施方針や体制構築に腐心したが、倫理審査の通過状況、人員体制を含め計画通り達成している。またそれぞれの数値目標についても順調に達成している。研究1では本年度単体で必要とされる明確なアウトプットはないが、実施について既に行政と協議を進めており、調査対象者のリストを預かる準備を行っている。研究2の縦断調査では初回調査の回答者数について既に予定通り確保された。今後追跡途中で予想される脱落者を見込んでも回答者数150名は確保できる見通しである。また途中脱落者数が予想以上になった場合にも新規獲得者を追加できる準備体制がある。研究3の作業部会では予定通りの回数を実施し、実施・運営方法、人選について十分に協議が行えている。また5名の学識者、専門家のインタビューについても順調に協力が得られた。実施したセミナーでも高齢者就労に関わる実務家、専門家からの参加が得られた。
真空機器における支持絶縁物の最適設計に関する基礎研究

真空機器の電気絶縁において最弱点となるのが高電圧部分を支える固体絶縁物(スペーサ)の表面である。絶縁物表面は陰極からの電界放出電子の衝突によって帯電し、これをきっかけとして沿面放電を起こす。本研究は帯電を考慮して合理的にスペーサを設計しょうとするもので、その基礎として陰極表面の埋め込みプローブを用いて帯電から絶縁破壊までの過程をオンラインで追尾した。また、帯電のシミュレーションを行って実験結果と比較検討した。平成11年度にはアルミナセラミクス、アクリル樹脂、テフロンの3種類の材料で円柱および円錐台形スペーサを作成し、また、その表面粗さをサブミクロンから数十ミクロンの範囲に変えて帯電特性および破壊電圧特性を調べた。その結果、アルミナおよびアクリルでは表面粗さが大きくなるほど帯電しにくくなり、粗さ約3ミクロン以上では帯電しにくくなることがわかった。また、粗さの増大とともに破壊電圧が上昇し、帯電特性と破壊電圧特性が密接に関係していることが確認できた。さらに、帯電特性はスペーサの材料によって大きく変わることが明らかになった。すなわち、テフロン製のスペーサでは、実験に用いた粗さの範囲ではほとんど帯電しないことがわかった。テフロンでは破壊電圧も他に比べて高くなり、破壊直前の高電界でのみ弱い帯電が見られた。平成12年度はコンパクトで絶縁性能に優れたスペーサ形状を開発するため、上記3種類の材料のうち加工が容易なアクリル材料について、帯電に影響し易い陰極近傍のスペーサ形状と帯電・放電の関係を調べた。すなわち、円柱形スペーサの陰極側の一部を円錐台形に広げたり、切り込みを付けたりした。また、その部分の表面を粗くして帯電特性および破壊電圧特性を調べた。その結果、円錐台付きスペーサは帯電しにくく破壊電圧が高いこと、切り込み付きスペーサは、切り込みの角度が30度以上で、切り込みの陰極からの高さが5mm以上であれば帯電しにくく破壊電圧が高いことが分かった。さらに、切り込み部の表面を粗くすると5mm以下でも帯電しにくくなり、破壊電圧は円錐台付きスペーサや、表面の滑らかな切り込み付きスペーサよりも高くなることが分かった。これらにより、コンパクトなスペーサの設計法が明らかになった。絶縁物表面は陰極からの電子の衝突によって帯電し、これをきっかけとして沿面放電を起こす。本研究は、固体絶縁物表面の帯電を考慮してスペーサを合理的に設計しようとするもので、その基礎として陰極表面の埋め込みプローブを用いて帯電から絶縁破壊までの過程をオンラインで追尾する計測法を採用し、これによって種々の絶縁物(アルミナセラミクス、アクリル樹脂、テフロン樹脂)の絶縁破壊と帯電との関係を明らかにしようとしている。特に、表面粗さや加熱処理の影響など、スペーサの表面状態が帯電に及ぼす影響を明らかにすることが本年度の主眼である。本年度はこれまでに、上記3種類の材料で円柱および円錐台形スペーサを作成し、また、その表面粗さをサブミクロンから数十ミクロンの範囲に変えて帯電特性および破壊電圧特性を調べた。

また、粗さの増大とともに破壊電圧が上昇し、帯電特性と破壊電圧特性が密接に関係していることが確認できた。さらに、帯電特性はスペーサの材料によって大きく変わることが明らかになった。すなわち、テフロン製のスペーサでは、実験に用いた粗さの範囲ではほとんど帯電しないことがわかった。テフロンでは破壊電圧も他に比べて高くなり、破壊直前の高電界でのみ弱い帯電が見られた。以上のように、本研究によって材料やその表面処理に関する選定の指針が明確になりつつあり、合理的で最適な支持絶縁物の設計が可能になると期待される。次年度には加熱処理など、他の表面処理の影響も明らかにする予定である。真空機器の電気絶縁において最弱点となるのが高電圧部分を支える固体絶縁物(スペーサ)の表面である。絶縁物表面は陰極からの電界放出電子の衝突によって帯電し、これをきっかけとして沿面放電を起こす。本研究は、固体絶縁物表面の帯電を考慮してスペーサを合理的に設計しょうとするもので、その基礎として陰極表面の埋め込みプローブを用いて帯電から絶縁破壊までの過程をオンラインで追尾した。また、帯電のシミュレーションを行って比較検討した。これによって種々の絶縁物(アルミナセラミクス、アクリル樹脂、テフロン樹脂)の帯電特性を調べるとともに、帯電特性と絶縁破壊特性との関係を明らかにした。特に、スペーサの形状と表面の粗さが帯電・放電に及ぼす影響を明らかにした。本年度はコンパクトで絶縁性能に優れたスペーサ形状を開発するため、上記3種類の材料のうち加工が容易なアクリル材料について、帯電に影響し易い陰極近傍のスペーサ形状と帯電・放電の関係を調べた。すなわち、円柱形スペーサの陰極側の一部を円錐台形に広げたり、切り込みを付けたりした。また、その部分の表面を粗くして帯電特性および破壊電圧特性を調べた。その結果、円錐台付きスペーサは帯電しにくく破壊電圧が高いこと、切り込み付きスペーサは、切り込みの角度が30度以上で、切り込みの陰極からの高さが5mm以上であれば帯電しにくく破壊電圧が高いことが分かった。さらに、切り込み部の表面を粗くすると5mm以下でも帯電しにくくなり、破壊電圧は円錐台付きスペーサや、表面の滑らかな切り込み付きスペーサよりも高くなることが分かった。これらにより、コンパクトなスペーサの設計法が明らかになった。