hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クラマース多重項による四元数的ベリー接続の理論と物理的応用への挑戦

系に固有のクラマース縮退による多重項に対して定義される幾何学的位相に関する四元数的ベリー接続ならびに位相不変量のZ2-量子化に対する理論は、近年研究代表者によりその基礎的部分が構築された。本研究ではこの新規かつ独創的な芽生え期の発想を理論的に深く追求し,発展させた。一つの具体的な例としてはSp(1)ゲージ対称性をもつ異方的なパイロクロア系を一般次元の模型の一つとして構築し、そこでのトポロジカルな現象を詳しく解析した。Dysonによる一連の研究以来、四元数(Quaternion)が時間反転対称性を持つ系では本質的に重要であることはよく知られているが、系に固有のクラマース縮退による多重項に対して定義される幾何学的位相(ベリー位相の拡張)に関する四元数表示を用いたZ2-量子化に対する一般理論を申請者は近年公表した。本研究はこの申請者の新規かつ独創的な芽生え期の発想を理論的に深く追求し,その基礎を確立することを第一の目標とする。本年度はその具体的な例としてSp(1)ゲージ対称性をもつ異方的なパイロクロア系を構築し、その上でのトポロジカルな現象を詳しく解析した。その結果は日本物理学会他、国際会議等で発表するとともに、現在論文執筆中である。また、ベリー位相の一般論の下で、有限形状グラフェンにおいてZ2ベリー位相を用いたボンド秩序変数を構築し、多くの芳香族化合物に対してタイトバインディング近似の下で理論を適用し、局在状態とその再構成の観点から具体的な研究を遂行した。これに関しても日本物理学会でその成果を公表すると共に論文執筆中であり、国際会議等でも発表の予定である。上述のように時間反転対称な系における四元数的ベリー接続の意義とその有効性は確立しつつあるが、この系におけるエッジ状態の四元数的記述に関しては、現在、理論を構築しつつある段階である。特にトポロジカルに非自明な系において広く成立すると信じられている「バルクエッジ対応」の概念も四元数的手法により時間反転対称な系への拡張できると考えられるが、その具体化の作業を現在行っているところである。なお、本研究の基礎となるベリー接続を用いたトポロジカル秩序変数の定義とその有効性に関しては日本物理学会誌に解説を執筆すると共に、多くの招待講演を行った。四元数の時間反転対称な系での意義、特にベリー接続との関係を確立するために、申請者による独自の理論(出版済み)の拡張、ならびに具体的な模型における適用を念頭に置いた理論の整備を行った。一般に物理系が完全に任意の場合、十分に複雑な系の基底状態間の準位交差は禁止されるので、量子化する位相不変量は自明な値のみをとる。特にパラメター空間の次元が奇の場合に定義されるベリー位相とその高次元の対応物は、一般には量子化せず任意の実数値をとるが、系が時間反転対称性、電子正孔対称性、ZQ対称性等の系の固有の対称性の存在下においては、特殊な値に量子化し得る。これが、我々の量子化ベリー位相に対する一般の視点である。この量子化ベリー位相に対して相の対称性の視点から新たな理解を得るとともにいわゆる短距離もつれ相(Short range entangled phase)としての議論を明確にした。関しては米国サンタバーバラ理論物理学研究所ならびに京都大学理論物理学研究所における研究集会における招待講演において、その成果を公表するとともに、現在その内容を整備し論文を執筆中である。時間反転対称かつ粒子数が奇な系において生ずるクラマース縮退の下でのベリー接続に関しては、その基礎的な理論を精緻な形に展開するとともに、具体的な模型での適用を念頭に数値計算にも適した形に整備しつつある。また、バルクエッジ対応との関連を明らかとすべく幾つかの具体的な模型に対して具体的な検討も進め研究最終年度にむけ、具体的な研究を進めている。クラマース縮退のある系でのベリー接続に関しての理論の完備に関しては、順調に進展し、具体的な物理系に対して適用可能な形になっている。特に数値計算に適した形の理論も予定外のアイデアが発見され具体的な検討を行っている段階であり、当初の計画をこえた研究の進展状況にある。また、具体的な模型に関する適用に関しても、本研究に適したもので、かつ物理的にも極めて有意義な模型を見いだすことに成功し、この系に対して具体的な検討を行っているところである。この点からみても当初の予定を越えた進展状況にあると考える。当初計画通り、計画した研究を推進し、理論の完成と具体的な模型での有効性の確認を目指すとともに、研究最終年度であることを考え、研究成果の公表を目指し、関連する国際的な研究集会、ワークショップ等において情報公開するとともに論文として広く成果を周知する計画である。次年度は当初の計画どおりクラマース縮退をともなったベリー接続の理論の完成をめざし、その一般論の結果を具体的な物理系の模型に対して適用し、その有効性を明らかとする計画である。そのための数値計算関連の予算ならびに関連研究者との研究交流、国際研究集会出席等の旅費に研究費を支出する予定である。
末端重合性反応基を持つ高分子の新規な単独重合法の開発と応用研究

α-メチルスチレン基を片末端に持つ末端重合性高分子の新規な単独平衡アニオン重合法を開発し、それを用いて構造が精密に制御された分岐高分子を合成するための基礎的研究を行った。1.末端重合性高分子の合成: α-メチルスチレンを高真空下、ブレークシール法でアニオン重合し、成長末端をp-クロロ-α-メチルスチレンで停止させて、分子量分布の目安であるMw/Mn値が1.10以下であり、数平均分子量Mnが2000から8000までの数種類の末端重合性高分子(マクロモノマー)を合成することに成功した。2.単独平衡アニオン重合: 1で得られる試料のテトラヒドロフラン溶液に高真空下、n-ブチルリチウムを加え、-10°Cで20分間保持して、系内に残存する不純物をn-ブチルリチウムで精製した。その後、この溶液を天井温度以下である-78°Cに下げて、末端重合性高分子の単独成長反応を行った。重合溶液はカルバニオンに特徴的な赤色を示し、この色はメタノールを添加すると瞬時に消えたことより、末端重合性高分子がリビングアニオン重合していることを初めて確認した。3.分岐高分子の合成と分子特性化: 2の手法により合成した単独重合体を低角度光散乱光度計付きゲルパーミネーションクロマトグラフィGPCで測定して、重量平均分子量Mwを測定したところ、Mwが1-50x10^3の試料を得、GPCより求めた分子量との比較より、単独重合体は星型高分子であることを確認した。仕込みモノマー量と開始剤量から計算できる計算分子量とMwとの比より開始剤効率を求めたところ、その値は0.1-0.6であり、開始剤効率は重合容器の内壁の表面と末端重合性高分子粉末の表面に付着している不純物の量により定量的に記述でき、新規重合法の開発に成功した。
What do you understand? Toward tracking user expertise using eye tracking

本研究は容易に身につけられるセンシングデバイスを使い、特に熟練者の認知活動をトラッキングし、理解する手立てを得ることを目標としています。認知活動の抽出だけでなくアイ・ウェアコンピューティングに特化した新たな研究領域を定義し、より自然な認知活動の理解やトラッキング手法の開発を目的としています。本研究成果として論文発表(学術雑誌2、著書1、学会発表12)だけでなくACM,UbiCompでワークショップを2014, 2015年と開催しドイツで主催したDagstuhl Seminarではアイ・ウェアコンピューティングという新たなコンセプトを打ち出した専門家と討議し新たな研究領域定義に貢献しました本研究は容易に身につけられるセンシングデバイスを使い、特に熟練者の認知活動をトラッキングし、理解する手立てを得ることを目標としています。本研究成果として論文発表(学術雑誌2、著書1、学会発表12)だけでなくACM,UbiCompでワークショップを2014, 2015年と開催しドイツで主催したDagstuhl Seminarではアイ・ウェアコンピューティングという新たなコンセプトを打ち出した専門家と討議し新たな研究領域定義に貢献しました
FMRI、NIRSの結果から考える経頭蓋磁気刺激による失語症改善促進の研究

近年、経頭蓋磁気刺激(以下TMS)が脳卒中後遺症の治療目的で用いられている。特に、低頻度TMSを適用し、適用部位から対側大脳への大脳半球間抑制を軽減させ、結果的に非適用大脳の活動性を上昇させようとの考え方が注目されている。失語症患者に治療的TMSを導入する場合、言語機能を代償している部位をTMSに先立って機能的MRIで明らかにし、代償部位の対側に低頻度TMSを適用することが望ましいと考えられる。特に、低頻度TMSを適用し、適用部位から対側大脳への大脳半球問抑制を軽減させ、結果的に非適用大脳の活動性を上昇させようとの考え方が注目されている。失語症患者に治療的TMSを導入する場合、言語機能を代償している部位をTMSに先立って機能的MRIで明らかにし、代償部位の対側(mirror region)に低頻度丁MSを適用することが望ましいと考えられる。よってこの考え方が正しいのかどうか検討をした。対象は、運動性失語を呈する脳卒中患者のうち、すでにプラトー状態にある患者4名。痙攣の既往がある患者、脳波検査で異常波が確認された患者は対象から除外した。対象に対して復唱課題による機能的MRIを施行、これで言語機能の主たる代償部位を判定し、そのmirrorregionに低頻度TMSを適用した(1ヘルツ20分のセッションを1日2回で計10セッション)。TMS適用の前後で、SLTAなどによる言語機能評価を行い、治療により言語機能がいかに変化したかを検討した。患者並びに家族のVASの評価も行い満足度の評価も行った。機能的MRIの結果から、2名は右大脳半球に、2名は左大脳半球に低頻度TMSを適用した。全例に言語機能の改善を認め、患者並びに家族のVASの結果も改善を認めた。失語症患者に対して治療的にrTMSを用いる場合、施行に先立ってFM田で機能代償部位を診断することが有用であり、その結果に基づいて、代償部位への抑制を軽減させるよう低頻度rTMSを適用することで、言語機能の代償が促進される可能性が示唆された。失語症患者に対して治療的にrTMSを用いる場合、施行に先立ってFMRIで機能代償部位を診断することが有用であり、その結果に基づいて、代償部位の対側(mirror region)に低頻度rTMSを適用することで、言語機能の代償が促進される可能性がある。我々は、感覚性失語症患者2名に対して治療的rTMSの長期的適応を試み良好な結果を得た。対象は、いずれもが発症後6カ月以上経過した感覚性失語を呈する患者であり、rTMS治療を開始する時点においては、通常の言語療法介入にもかかわらず、回復がプラトーになっていた。右大脳の代償機能賦活を促すことを目的として、左大脳Wernicke野への1Hz低頻度rTMSを6日間の入院治療下で計10セッション、退院後は毎週1回のペースで3ヶ月間(計12セッション)行った。これに加えて通常の言語療法も各rTMSセッション終了後に引き続き60分間行った。これによって、3ヶ月間の外来治療終了時においては、入院治療開始前と比して、聴力理解能力の指標となるTokenテストのスコア向上およびSLTAの聴覚・視覚理解項目の改善が確認された。過去においては、我々が試みたごとく失語症患者に対して数カ月という長期にわたって治療的rTMSを適応した報告は知られていないが、これらの結果から判断すると長期にわたってrTMSを適用することで、脳の可塑性が高まり、その状態をより長く持続させることができる可能性があると思われた。そして、言語療法を併用したことでその効果の有用性が確固たるものになったと考える。失語症患者に対して治療的にrTMSを用いる場合、施行に先立ってFMRIで機能代償部位を診断することが有用であり、その結果に基づいて、代償部位の対側大脳半球に低頻度rTMSを適用することで、言語機能の代償が促進されるとする報告が最近増えてきた。低頻度rTMS治療を開始する時点において、通常の言語療法介入にもかかわらず、回復がプラトーになっている発症後15カ月以上経過した失語症を呈する患者20名を対象とした。復唱をタスクとしてfMRIをおこない、左右どちらの大脳半球が優位に失語症回復にかかわっているかを判断した。また、失語症のタイプを運動性優位もしくは感覚性優位であるかを診断した。磁気刺激の部位は下前頭回もしくは上側頭回とした。つまり、磁気刺激の部位を4か所の部位(失語症のタイプで下前頭回ないし上側頭回であるかを判断し、fMRIで左右を決めた)から選択した。11日間の入院期間中、10日間、低頻度rTMSを40分行い、そのあと60分の言語聴覚療法を施行した。言語評価は、短期評価と長期評価とし、入退院時と退院後1カ月で行った。

11名の運動性優位の失語症患者において、有意差をもって重症度の是非にかかわらず言語機能は改善をしていた。9名の感覚性優位の失語症患者においては、中等度・軽度の患者においては言語機能の改善を認めたが、重症度が重度の患者においては、言語機能の変化はほとんどなかった。今後さらに長期的な経過における評価が必要と考えられるが、rTMSとfMRIを使用した磁気刺激部位の設定による磁気刺激療法と言語治療の組み合わせは、安全で効果があるものと考えられた。特に運動性失語を呈する失語症患者には有効であると考えられた。
団体規制法と結社の自由：憲法原理を踏まえた体系構築に向けて

本研究課題の全体構想は、憲法上の結社の自由の観点から非営利団体に関する規範群を再編し、日本において、公法・私法の枠組みを超えた「結社法(非営利団体法)」という新たな法領域を開拓することである。その中で本研究は、団体に関する1存立規制、2活動支援、3団体規制に体系化される「結社法」構想において重要な一部を構成する3団体規制を取り上げて、その理論的分析と体系構築を試みた。具体的には団体に対する様々な公法的規制を、憲法が保障する結社の自由にかかわる問題として位置づけることで、既存の団体規制法を憲法的視点から点検するとともに、規制類型に応じた憲法上の要請(実体面・手続面)を明らかにした。その中で、本研究は、上記「結社法」構想の重要な一部を構成する「団体規制法」を取り上げて、その理論的分析と体系構築を試みる。平成27年度は、(I)存立規制制度、(II)活動支援制度、(III)公的規制措置(団体規制)からなる結社法体系のうち、(III)を取り上げる予定で日仏の比較法研究を進めていた。そのような中、2015年11月13日のパリ同時多発テロ事件が発生し、それを受けて、従来の緊急事態法が改正され、新たに団体の強制解散制度が緊急措置として盛り込まれた。フランスではもともと1936年の戦闘団体禁止法および2006年のフーリガン禁止法によって行政による強制解散が認められていたが、改正緊急事態法ではさらに手続的要件が緩和された行政解散制度が認められることになった。この制度は緊急事態下で適用されていくつかの団体が解散され、それに対する行政訴訟が提起されている。また、改正緊急事態法での強制解散制度の合憲性が憲法院でも審査された。団体規制のうち最も厳しい措置である行政による強制解散は、緊急事態下での必要な措置であるとはいえ、結社の自由との間に強度の緊張関係をもたらす。そこで、年度の後半では、進行中の事案であるが、改正緊急事態法で導入された強制解散制度と結社の自由との関係を、具体的な裁判例を通じて検討する作業を行った。資料の収集と分析が順調に進んでいる。また、研究計画に該当する事例が比較法の対象であるフランスで発生したことにより、分析対象が拡大し、問題の広がりを認識することができた。本研究課題の全体構想は、憲法上の結社の自由の観点から非営利団体に関する規範群を再編し、日本において、公法・私法の枠組みを超えた「結社法(非営利団体法)という新たな法領域を開拓することである。平成28年度は、(I)存立規制制度、(II)活動支援制度、(III)公的規制措置(団体規制)からなる結社法体系のうち、平成27年度に引き続き、(III)の団体規制法のあり方の研究を進めた。具体的には、フランスの改正緊急事態法の下での団体規制およびその裁判的救済について、制度的な側面と裁判的な側面の両方について分析と検討を行った。とりわけ、宗教団体に対する強制解散および礼拝所の閉鎖措置は団体に対する強度の抑圧的措置であるため、その合法性・合憲性や事後の裁判的救済のあり方を探ることは、団体規制法の全体像を明らかにするために不可欠の作業である。この研究成果は、平成29年度の早い段階で論文として公表する予定である。他方、団体法理の一つとして、団体の内部問題と司法審査との関係が問題となるが、平成28年度では、「憲法判例の射程」を明らかにするというテーマの下、最高裁の「部分社会の法理」の内容と射程を明らかにする作業を行った。同論稿は、横大道聡編著『憲法判例の射程』(弘文堂、2017年)に収められている。また、平成28年度の特筆すべき研究成果として、研究課題の内容を含む憲法概説書を公刊した(片桐直人・井上武史・大林啓吾『一歩先への憲法入門』(有斐閣、2016年))。また、平成28年度の研究成果を平成29年度初頭に論文として公表できる見込みも立っており、研究結果が確実に成果公表につながっている。さらに、平成28年度には部分社会の法理に関する論稿も公表しており、研究課題に関して幅広い視点からの検討を進めることができた。最終年度である平成30年度は、本研究課題の目的である、結社の自由という憲法原理を踏まえた団体規制法の体系構築作業の一環として、宗教団体規制の日仏比較を行った。フランスでは裁判所が宣告する司法的解散制度と並んで、行政が宣告する行政的解散制度が存在している。行政的解散制度は伝統的には暴力的団体に適用されてきたが、2015年パリ同時多発テロ事件以後は、テロとの関連性からイスラム原理主義団体への適用が多数みられる。しかしその適用事例を見ると、行政による拡大解釈による解散例が見られる一方で、行政裁判所であるコンセイユ・デタが事後的に違法と判断している例があり、規制とその統制のあり方について特徴ある動きを見せていることが明らかになった。日本でも団体規制法として破壊活動防止法による解散指定制度があるが、いまだ適用された例はない。むしろ日本の憲法学では、違憲論が根強く主張されている。

しかし、フランス団体規制法と比べると、日本の団体規制の度合いが特段に強いという訳ではなく、むしろ破防法の解散指定要件の方が厳格であり、だからこそ適用が難しいのではないかという認識に至った。そこで本研究では、フランス法の知見に照らして、日本の団体規制法を批判的に見直し、その合理化のための視座を示しただけでなく、具体的な論点についての検討も行った。また、団体規制の必要は緊急事態において増大する。この点についても、パリ同時多発テロ事件以後に強化された緊急事態法による団体規制の内容と適用・運用を参考にすることにより、平時だけでなく、非常時を視野に入れた団体規制法のあり方を探ることができたと考えている。本研究課題の全体構想は、憲法上の結社の自由の観点から非営利団体に関する規範群を再編し、日本において、公法・私法の枠組みを超えた「結社法(非営利団体法)」という新たな法領域を開拓することである。その中で本研究は、団体に関する1存立規制、2活動支援、3団体規制に体系化される「結社法」構想において重要な一部を構成する3団体規制を取り上げて、その理論的分析と体系構築を試みた。具体的には団体に対する様々な公法的規制を、憲法が保障する結社の自由にかかわる問題として位置づけることで、既存の団体規制法を憲法的視点から点検するとともに、規制類型に応じた憲法上の要請(実体面・手続面)を明らかにした。本研究課題に関する報告を機会が与えられたので、その準備および報告後の質疑応答を通じて、問題への認識を深めたい。フランスでの改正緊急事態法による団体強制解散制度は、非常事態での結社の自由保障のあり方を示すものであり、保障の限界を探るうえで格好の素材である。引き続きこの問題の検討と分析を行うことにしたい。図らずもフランスで緊急事態宣言が継続していることにより、それに伴って団体規制制度と裁判例が相次いで出現しているが、これらは、団体法理や団体規制法の姿を掴むのに格好の素材となっている。平成29年度も引き続き、フランス団体法制を参考にして比較法研究を進めるが、最終年度ということもあり、日本法への示唆についての考察も進めていきたいと考えている。憲法学
超音波造影剤を用いたウサギ脳内血流の評価

超音波造影剤による脳のパーフュージョン評価の可否を検詞するため、正常ウサギ脳においえる超音波造影剤ガラクトース・パルミチン酸混合物を用いた脳内血流の描出能を検討した。1.正常ウサギでの検討麻酔下にウサギ頭蓋骨性虫部に骨欠損を作成し、同部を超音波窓とした。超音波造影剤は外頸静脈より300-500mg/ml(ヒトに臨床的に投与されている量の1-1.5倍)を投与し、5-12Mhzのリニア型プローブを用いてパワードプラ法およびB-モードハーモニックイメージにて観察した。パワードプラ法では末梢動脈の描出能は向上したが、脳実質内に点状の増強効果は明瞭をみたが、後述のB-モードハーモニックイメージほど明らかな脳実質内の増強効果は得られなかった。B.モードハーモニックイメージでは、500msec/1frameのフレームレートで、造影剤の注入直後のファーストパスにおいて、脳実質内に増強効果を認めた。増強効果は500-2000msec/1frameにフレームレートを上げるほど増加したが、造影剤注入を終了すると速やかに消退した。超音波造影剤ガラクトース・パルミチン酸混合物を投与し、B-モードハーモニックイメージを用いることで、脳実質の血流が評価可能と考える。しかし、造影剤はpoolingせず、造影剤が脳血流関門をこえず、脳を通過していくのみであることが推測された。2.虚血モデルでの検討次に麻酔下開頭下にウサギ中大脳動脈を焼却し虚血モデルを作成して、超音波造影剤ガラクトース・パルミチン酸混合物による増強効果を観察した。虚血モデル作成直後から、B-モードハーモニックイメージで脳の増強効果は失われた。脳主幹動脈閉塞時の血流低下を超音波造影剤で観察可能であると考える。正常ウサギ脳において超音波造影剤ガラクトース・パルミチンサン混合物を用いた脳内血流のパワードプラ、Bモードハーモニックイメージによる描出能を評価を行った。ウサギ頭蓋骨正中部に径2cmの骨欠損部を作成し、同部を音響窓とした。ウサギ外頚静脈に留置針を置き、造影剤を投与した。超音波造影剤ガラクトース・パルミチンサン混合物の濃度は通常ヒトで用いる300mg/m1を用いた。プローブは4-7MHzセクタ型、5-12MHzリニア型、2-4MHzセクタ型を用いた。パワードブラ法では通常ヒト乳児に用いる4-7MHzセクタ型プローブでは空間分解能が劣ったため、5-12MHzのリニアタイプに変更した。造影剤量、投与法は様々な方法の検討から2m1/3kgを点滴にてゆっくり滴下するのが至適であった。パワードプラにて経静脈性の投与にておける末梢動脈の描出能が向上した。造影前には主動脈と尖通枝の観察のみ可能であったが、造影後にはより末梢の動脈から脳室周囲の深部静脈への環流の観察が可能であった。しかし脳実質内の増強効果はパワードプラ法では得られなかった。Bモードハーモニックイメージについては、今回用いた装置HDI5000においてはBモードハーモニックイメージが2-4MHzセクタ型プローブでしか得られなかった。造影剤は2m1/3kg静脈投与が至適と考えられた。フレームレートは様々な検討から、300msec/1frameでは、パワードプラよりも細小の動脈の観察が可能で、1000msec/1fameでは脳実質内様の染まりが観察可能であった。

しかし、この周波数では空間分解能が低く詳細な検討はできなかった。またウサギの脳は厚みが2cm程度であるため、ハーモニックでのフォーカスの中心に脳実質を持ってくることが困難であった。脱気水のボーラスを用いた検討を行う予定である。超音波造影剤による脳のパーフュージョン評価の可否を検討するため、正常ウサギ脳においえる超音波造影剤ガラクトース・パルミチン酸混合物を用いた脳内血流の描出能を検討した。1.正常ウサギでの検討麻酔下にウサギ頭蓋骨性虫部に骨欠損を作成し、同部を超音波窓とした。超音波造影剤は外頚静脈より300-500mg/ml(ヒトに臨床的に投与されている量の1-1.5倍)を投与し、5-12Mhzのリニア型プローブを用いてパワードブラ法およびB-モードハーモニックイメージにて観察した。パワードブラ法では末梢動脈の描出能は向上したが、脳実質内に点状の増強効果は明瞭をみたが、後述のB-モードハーモニックイメージほど明らかな脳実質内の増強効果は得られなかった。B-モードハーモニックイメージでは、500msec/1frameのフレームレートで、造影剤の注入直後のファーストパスにおいて、脳実質内に増強効果を認めた。増強効果は500-2000msec/1frameにフレームレートを上げるほど増加したが、造影剤注入を終了すると速やかに消退した。超音波造影剤ガラクトース・パルミチン酸混合物を投与し、B-モードハーモニックイメージを用いることで、脳実質の血流が評価可能と考える。しかし、造影剤はpoolingせず、造影剤が脳血流関門をこえず、脳を通過していくのみであることが推測された。2.虚血モデルでの検討次に麻酔下開頭下にウサギ中大脳動脈を焼却し虚血モデルを作成して、超音波造影剤ガラクトース・パルミチン酸混合物による増強効果を観察した。虚血モデル作成直後から、B-モードハーモニックイメージで脳の増強効果は失われた。脳主幹動脈閉塞時の血流低下を超音波造影剤で観察可能であると考える。
ひずみセンサーを応用した無酸素雰囲気中で動作する水素ガスセンサの開発

(1)マイクロマシニングで作成したダイアフラムを用いた水素ガスセンサの作成(1)SOI基板を用いたバルクマイクロマシニングによるダイアフラム構造の作成電気学会で行っているSOI-MICS(SOI基板を用いたバルクマイクロマシン試作サービス)が本年稼動する予定があったため,チップの設計を行い準備をしていたが,最終的には試作サービスが動かず,チップを作ることができなかった.このためSOI基板を加工してダイアフラム構造を作成する検討を行った.本年度は全自動式開閉式管状炉(EPKRO-11K)および石英管電気炉を購入し,熱酸化プロセスおよび不純物拡散プロセスの実験的検討を行った.その結果,熱酸化プロセスについてはほぼ希望どおりのパラメータを実現できるようになったが,不純物拡散についてはまだ充分にコントロールできていない.また立体構造を作るために必要な異方性エッチングを行うために恒温槽を購入し,TMAHによってSOI基板の基板側をエッチングし,ほぼダイアフラム構造が作成できるようになった.今後は不純物拡散プロセスがコントロールできるようにパラメータを決定し,SOI基板を用いた水素ガスセンサ作成する.(2)表面マイクロマシンを用いた片持梁型センサの構造の検討表面マイクロマシニングによって作成した片持梁型水素ガスセンサアレイを多数組み合わせることにより,単独の片持梁で見られた,水素のない状態でもパターンが見えてしまう,という問題を解決した.あわせて,片持梁の組み合わせ方法を工夫することにより応答する水素ガス圧力をコントロールすることができることを明らかにした.この結果は2003年9月および2004年3月の応用物理学会において研究発表を行っている.(3)水素ガスセンシング特性に及ぼすPtおよび温度の効果の検討水素ガスを効率的に検出するためには被毒を軽減し,応答特性を良好なものにする必要がある.これらの点をPd・Ptを用いた抵抗式水素ガスセンサを用いて検討した.その結果,Pdに加えてPtを利用すること,温度を20°C程度上昇させることが非常に有効であることを明らかにした.この結果は応用物理学会東北支部にて発表している.(1)市販のひずみセンサーを用いた水素ガスセンサーの試作24×4×0.08mmの薄いガラス基板上にPd合金薄膜を厚さ100nmに真空蒸着し、その裏側にひずみセンサー(東京測器研究所,FLA-5-8-1L)をエポキシ樹脂で接着し水素ガスセンサーを作成した.水素圧力を0.1,1,10,100,600Torrと変化させてひずみセンサーからの信号を計測したところ,水素圧力変化に応じて出力が変化することが明らかになった.しかしながら上記のひずみセンサーは支持材に合成樹脂を使用しており,それ自身が水素ガスを吸蔵してしまいセンサ特性を乱してしまうという問題が新たにわかった.この問題を解決するため,ガラス基板上にCr蒸着により直接ひずみセンサーを作成する方法を検討中である.(2)表面マイクロマシンを用いた片持梁型センサの作成電気学会の表面マイクロマシン作成サービスを利用して片持梁型水素ガスセンサアレイを試作した.当初ダイアフラム構造を作成する予定であったが,利用できるプロセスでは作成後の処理に問題があり,ダイアフラム構造は容易には実現できないことがわかったためである.作成した片持梁型水素ガスセンサアレイの特性を調べたところ,このデバイスは水素ガスの定量にはあまり向かないが,簡易に水素ガスの存在を知る用途に用いることが可能であることが明らかになった.この結果は2003年3月の電気学会全国大会において研究発表を行っている.(3)理論的検討Pd合金とガラス及び金属,特にばね性の強い燐青銅合金を用いた水素ガスセンサについて,その動作をコンピューターシミュレーション及び実験を行った.その結果,Pd/金属構造のものよりもPd/ガラス構造のもののほうが水素に対する感度が高いことが明らかになった.しかし,金属を基板に用いたものでは,梁の長さを延長することが容易であるといった別の利点が存在することもまた明らかになった.(1)マイクロマシニングで作成したダイアフラムを用いた水素ガスセンサの作成(1)SOI基板を用いたバルクマイクロマシニングによるダイアフラム構造の作成電気学会で行っているSOI-MICS(SOI基板を用いたバルクマイクロマシン試作サービス)が本年稼動する予定があったため,チップの設計を行い準備をしていたが,最終的には試作サービスが動かず,チップを作ることができなかった.このためSOI基板を加工してダイアフラム構造を作成する検討を行った.本年度は全自動式開閉式管状炉(EPKRO-11K)および石英管電気炉を購入し,熱酸化プロセスおよび不純物拡散プロセスの実験的検討を行った.その結果,熱酸化プロセスについてはほぼ希望どおりのパラメータを実現できるようになったが,不純物拡散についてはまだ充分にコントロールできていない.また立体構造を作るために必要な異方性エッチングを行うために恒温槽を購入し,TMAHによってSOI基板の基板側をエッチングし,ほぼダイアフラム構造が作成できるようになった.今後は不純物拡散プロセスがコントロールできるようにパラメータを決定し,SOI基板を用いた水素ガスセンサ作成する.(2)表面マイクロマシンを用いた片持梁型センサの構造の検討表面マイクロマシニングによって作成した片持梁型水素ガスセンサアレイを多数組み合わせることにより,単独の片持梁で見られた,水素のない状態でもパターンが見えてしまう,という問題を解決した.あわせて,片持梁の組み合わせ方法を工夫することにより応答する水素ガス圧力をコントロールすることができることを明らかにした.

この結果は2003年9月および2004年3月の応用物理学会において研究発表を行っている.(3)水素ガスセンシング特性に及ぼすPtおよび温度の効果の検討水素ガスを効率的に検出するためには被毒を軽減し,応答特性を良好なものにする必要がある.これらの点をPd・Ptを用いた抵抗式水素ガスセンサを用いて検討した.その結果,Pdに加えてPtを利用すること,温度を20°C程度上昇させることが非常に有効であることを明らかにした.この結果は応用物理学会東北支部にて発表している.
衛星リモ-トセンシングデ-タを用いた都市内緑地のモニタリング

都市内の緑地をグロ-バルに評価する上で重要な植生指数の物理的、生物的意味を明らかにすること、および植生指数や植生指数に基づいて行った植生分類の精度が地表面傾斜から受ける影響について検討した。(安岡)緑被率については、画素内の緑被率推定問題と画像全体からの緑量推定問題とを分離し、正準相関分析に基づく手法と、緑被画素抽出処理に基づき植物による年間純生産量単位で地域の緑量推定する手法とを開発した。(松尾)さらに、緑地画素の抽出に必要なセンサの空間分解能の検討を行ない、センサの空間分解能が2mよりも劣る場合には、1つの画素に複数のカテゴリが含まれるミクセルが40%以上となり、ミクセルの増加が原因となって分類精度が低下することがわかった。ピュアピクセルとミクセルを別々に分類する新しい分類手法を開発し、分類精度が向上することを確認した。(梅干野)都市内の緑地分布の時間的変化抽出を行うのにまず必要な画像重ね合わせ手法と、時間変化抽出法について検討した。最小限(34点)のGCP対を与えるだけで自動的に画像の重ね合わせを行う手法を開発し、幾何学的な歪の程度によらず1画素以内の精度で重ね合わせが行えることを確認した。また、多重時刻・多重分光画像から時間変化情報を抽出するために必要な、画素濃度に対しするゲイン・オフセット補正、雑音の影響の低減、さらに次元圧縮について検討し、新しいアルゴリズムを開発している。(花泉)一方、2時期の画像デ-タをそれぞれ分類して結果が異なるクラスになる場合に経時変化があったとする手法についても、トレ-ニングデ-タの不安定性や画像に含まれる雑音などの影響を補正して結果を安定化させる手法の検討を行ない、トレ-ニングデ-タの共通化と、多層分類画像の使用によって安定した経時変化抽出の行えることを示した。(竹内)都市内の緑地をグロ-バルに評価する上で重要な植生指数の物理的、生物的意味を明らかにすること、および植生指数や植生指数に基づいて行った植生分類の精度が地表面傾斜から受ける影響について検討した。(竹内)
精神病院における認知症高齢者の治療・療養環境のあり方に関する研究

精神科病院の認知症病棟に入院している認知症高齢者を調査対象とした研究においては、日本の精神科病棟に入院している認知症高齢者の生活実態を明らかにすることが出来た。精神科病院の認知症病棟は、短期的な治療を通して、患者の状態を落ち着かせるための機能を果たすことに主眼を置くべきであり、治療後はグループホームなどの居住施設に移転させ、往診等を通してサポートしていく形が望ましいであることを今後の方向性として提言することに至った。本研究は研究期間内において、以下の3つの課題を明らかにしていくことを目的とした。1)わが国における精神科病院の認知症病棟の入院患者の属性及び生活実態を把握。2)認知症病棟の平面構成の類型化と患者の治療プロセス及び生活実態を踏まえた空間的あり方の提言。3)海外の先進的取り組み事例の検証と、それに基づく認知症高齢者のための医療とケアとの連携モデルの提示。具体的に、下記の流れで研究を進めていく計画であった。(1)病棟種別に見た患者の基本属性及び病棟の空間構成との関わりの考察(2)空間利用を中心とした生活実態の把握(3)治療プロセスを通して見た空間・環境の働きかけの検証・考察(4)「社会復帰」を最終目的とした、精神科病院における認知症専門病棟の空間的計画知見の提案精神科病院の認知症病棟に入院している認知症高齢者を調査対象とした研究においては、日本の精神科病棟に入院している認知症高齢者の生活実態を明らかにすることが出来た。今年度は宮城県のN病院を対象として調査を行った。N病院は、1つの病棟が4つのクラスターから構成されており、1階は認知症病棟、2階は2ユニットの精神療養病棟、3階は精神一般病棟である。また、精神一般病棟のみ個室の構成が他と違い完全個室になっている。今回は異なる病棟患者の空間利用状況の相違及び在院期間の違いよる患者の生活行動の変化を明らかにすることを目的としている。調査は2008年9月11日に療養病棟、25日に認知症病棟及び精神一般病棟を対象に行い、820時の間に15分ごとに患者全員の位置と行為を平面図に記入する行動観察調査を主な調査方法とした。すべての病棟で在院期間が5年以上を経過している患者が6割以上おり、患者の大半力弐長期入院患者といえる。今回の調査を通して、以下のことが明らかになった。(1)個室の構成が完全個室型の一般病棟では、病室内およびそのまわりでは患者が交流をもてる空間がないため、デイ空間が主に患者の交流の場所としてとらえられる傾向がある。(2)在院期間と患者の交流時間割合において、在院期間が長い患者は他人との交流時間が少ない傾向にあり、実際の調査時の様子を見ると、そういった患者は一人で好きなことをするか、寝たきりあるいはコミュニケーションがまったくとれない状態である。(3)認知症病棟のような高齢の患者が多い病棟は、在院期間が長いほど高齢である可能性が高いので、その活動レベルは在院期間が長いほど低くなる。したがってその行動タイプは、自室滞在型あるいは共用滞在型が増え、利用する空間が最低限の空間に収まってくるのではないかと考えられる。(4)精神療養病棟西のような患者全体の活動レベルが高い病棟では、在院期間が長くなるにつれて患者の活動範囲が広がり、病棟内の多くの空間を利用する傾向にある。来年度からは全国範囲のアンケート調査および行動観察調査を行う予定である。今年度に行った研究内容は以下に示す。1.時系列的(1980年代現在)に我が国の精神科病院の病棟構成及び平面プランの変化を捉えた。病棟を管理方式によって区分し、精神科病院の役割を「隔離・収容」として捉えていた状況は90年代から大きく変化し、疾患別での病棟区分が主流になったことが明らかになった。空間計画においては、病棟構成の多様化、ユニット化、病室の個室化といった傾向がみられた。しかし、専門病棟に対して、疾患や症状に対応した建築計画的配慮が十分されているといえない状況が浮き彫りとなった。2.急性期治療病棟、認知症病棟、依存症病棟など、各種病棟を持ち、先進的な取り組みをなされている病院(5か所)を対象にヒアリングを行い、患者の症状、治療段階の相違によって、空間利用のニーズが異なり、空間に求める要件も異なることが明らかになった。よって、今後の病棟計画においてはより症状等に対するきめ細かい配慮が必要であるとの結論に至った。3.精神医療に対する考え方や治療・療養環境づくりの在り方について、フィンランドを中心として、海外の先進事例へのヒアリングを行った。精神病床を減らし、訪問看護を中心とした地域医療によって患者の生活をサポートするシステムづくりが積極的に推進されている。また、精神科病棟においては入院期間を2週間として、メンタルケアの立場としての治療環境づくりを目指している。4.福島県のA病院にて、行動観察調査及び治療プロセスの追跡調査を行った。今年度は主に4床室と個室を利用している患者における共用空間利用の違いを中心に調査を行った。調査は次年度まだ継続する予定をしており、患者を個別的に追跡し、治療プロセスと空間利用との関わりを明らかにしていく。

1.A病院を対象に、継続的な行動観察調査を行い、認知症病棟を含めた精神科専門病棟における患者の治療プロセス及び生活実態を明らかにし、それに踏まえた空間的あり方への提言ができた。・病棟(疾患)種別における空間利用状況の特徴を明らかにすることができた。急性期病棟と回復期病棟では同じ統合失調症患者が中心であるが、在院期間が短い前者の方が共用空間の利用や、患者同士のコミュニケーション行為が多くみられた。一方、救急病棟は比較的状態が不安定な患者が多いため、共用空間滞在率は高くはない。また、ストレスケア病棟は、同様な空間構成をもつ急性期病棟や救急病棟と比べ共用空間の滞在率は低く、s-priやpri領域がストレスケア系疾患の患者に好まれる傾向があると言える。・個室と共用空間の利用傾向及び段階的空間構成の意義への考察を通して、疾患種別における空間構成のあり方についての知見を得ることが出来た。うつ病患者が中心のストレスケア病棟においては個室やs-pri領域がよく利用されていた。また、入院初期の患者が多い救急病棟では、状態が不安定な患者による逸脱行為がs-pri領域で多く観察された。これらの結果から、上記の様な患者にとっては、病室(pri領域)や病室そばのs-pri領域の関係性が重要であると考えられる。ストレスケア系疾患を持つ患者にとって、小規模な共用空間を点在させた方が病棟環境としては適切といえる。また、急性期病棟以外は食堂で比較的大きな集まりが形成されることは少なく、s-pub領域における空間の広さはそれほど重要ではない。よって、疾患種別における空間ニーズが異なることが明らかになり、治療段階に伴い、行動範囲が私から公へ社会性の段階的移行を意図して計画されている段階的空間構成はすべての病棟に適応するとは言えない。2.オランダ(アムステルダム)及びスイス(チューリッヒ)の認知症高齢者・若年性認知症患者のための治療・療養(ケア)施設を視察し、スタッフへのヒアリングも合わせて行った。今年度は本研究の最終年度であり、まずはこれまでの調査結果をまとめ、一部の成果を日本建築学会論文集への投稿を果たした。また、フィールドワークによる調査も継続しており、今年度は1950年代に建設され、我が国の精神科病院を代表する病院の建て替えによって開設された病院の全病棟を対象に行動観察調査を行った。これまでの調査を通して、精神科病院に入院している患者は共用空間を自ら意味づけしながら利用していることが明らかになった。今年度では、精神疾患を持つ患者が共用空間をどのように意味づけ、どのように利用し、意味づけと空間利用の関わりを探った。また、治療段階に伴う空間利用の広がりを追跡し、患者の空間への認識プロセスを明らかにして、精神科病棟の空間構成に対する提言を行った。新規調査を行った病院も段階的な空間構成を持つが、病棟は疾患種別ではなく、治療段階によって区分されている点において、これまでの調査対象と異なる。調査はこの点に着目し、同様な空間構成を持つ急性期病棟、慢性期病棟、社会復帰病棟における患者の空間利用、スタッフとの関わりについての考察を行った。その結果を以下に要約する。
次世代マルチメディア・コンパイラ技術の研究開発

アルゴリズムレベルでのプログラム記述を可能とするフィルム言語による記述からプログラムを自動生成するのに必要なコンパイラ技術の研究について、本年度は、テンプレート・プログラムの構成の一部変更、コンパイラの試作、フィルム言語による記述とコンパイル結果の関係を表示するためのIntegrated Viewの試作を行った。フィルム言語からプログラムを自動生成するための要がテンプレート・プログラムであるが、昨年度までの実験結果に基づきテンプレート・プログラムの構成を一部変更したため、それに伴い、これまでに作成したテンプレート・プログラムを修正した。この新しいテンプレート・プログラムを用いてコンパイラを試作した。昨年度に開発したエディターを用いて指定のデータ構造にschemeとsceneを選択すると、対応するテンプレート・プログラムが選択され、必要なパラメータが調整される仕組みである。このように生成されたプログラムをそのままの形で通常のコンパイラでコンパイルした場合にエラーを発生することはないが、ユーザーが手動で加えた変更や追加した計算式がエラーを発生する場合がある。その時は、そのエラーをフィルム言語の中で表示する必要がある。そこで、通常のコンパイラが発生するエラー・メッセージを解析しフィルム言語上でそのエラーを表示するためのユーザー・インタフェースを作成した。このインタフェースは、フィルム言語が表すアルゴリズムの骨格とプログラム内で用いる計算式等を統合して表示することで、コンパイラが発生したエラーをフィルム言語と関連づけて表示することを可能にしている。これらの成果は、現在開発中のフィルム言語に基づく新しいプログラミング環境に今後実装する予定である。フィルム言語を実行可能コードにコンパイルする技術を実現するため以下の研究と実装を行った:1.フィルムによって定義される計算の骨格を組み立てるのに用いるテンプレート・プログラムとテンプレート・コントロールファイルを20組作成した。2.これらのテンプレート・プログラムを用いて、一つのアルゴリズムに対して、複数のテンプレート・プログラムを準備し、その中からフィルム定義の内容に応じて適切なテンプレート・プログラムとテンプレート・コントロールファイルを選択する手法についての実験を行った。実験の結果、大まかな手法を開発した。今後、この手法をより多くのアルゴリズムに対してテストをしながら、精度と効率の向上を目指す。3.フィルム定義の内容に応じて、テンプレート・コントロールファイルを編集するためのエディターを開発・実装した。テンプレート・コントロールファイルにはテンプレート・プログラムの動作を決める制御用変数が定義されており、フィルム定義を読み取り、どの変数を編集するか判断し、値を自動的に変更することができる。現段階では、比較的単純な定義について扱える状態であるが、今後、より現実的なパターンに対応できるように機能を拡張する。4.テンプレート・プログラムに埋め込む数式など計算式の構文、整合性をチェックする独自の手法について調査を行った。複数のテンプレート・プログラムで用いる大域変数の管理、入れ子になったテンプレート・ファイルでの変数の依存関係の管理に有効な手法を今後開発する必要がある。次世代マルチメディア言語であるフィルム言語によって指定された計算を、実行可能なプログラム・コードに変換するためのコンパイラ技術について以下の研究と開発を行った:1.昨年度はデータ構造としてグリッド構造を持つ計算のためのテンプレート・プログラムとテンプレート・コントロール・ファイルを作成したが、本年度はグラフ構造を持つ計算のためのテンプレート・プログラムとテンプレート・コントロール・ファイルを20組作成した。その結果、グラフ構造を持つ計算では、計算全体を幾つかのより小さな計算パターンの組み合わせによって表すほうが効率的であることが確かめられた。もっとも小さな計算の単位をsceneとし、幾つかのsceneによって表される計算をschemeと呼ぶことにし、よって計算の指定もこれらschemeとsceneを中心に行うことにした。2.フィルム言語で計算を指定する際、用意されているテンプレート・プログラムの種類や各テンプレート・プログラムが表す計算の単位によって、指定しなければならない情報や指定できるものが限られてくる。したがって、どのようなテンプレート・プログラムが用意されているかによって適切な操作を可能とするフィルム言語のエディターが必要である。これまでに、上記schemeとsceneの単位で計算を指定できるエディターの試作版の開発を完了し、テストと改良を行っている。3.上記で述べたテンプレート・プログラムはあくまでも計算の骨格であり、計算の指定を完成するにはユーザが変数や数式を入力しなければならない。ユーザはフィルム言語を通して計算を指定しているため、これら変数や数式が原因でコンパイル時にエラーが出た場合、そのまちがいをフィルム言語上で示さなければならない。そのために必要なメタデータの定義と連携方法を設計・検証した。
多層格子シミュレーションによる連星系原始惑星円盤と周連星円盤の理論的研究

若い連星系での原始惑星円盤へのガス降着を明らかにする新しい数値シミュレーション手法(参照速度法)を開発した。従来の計算法では、重力が強いために、主星や伴星の周囲で計算が破綻しやすかった。この問題を解決するため、参照速度法ではガスの速度(u)を、重力と釣り合う回転成分(w)とそこからの差(v)の2成分に分ける。成分(w)は既知として与えるので、成分(v)の時間変化を記述する方程式をたてると、見かけの重力は極めて小さくなる。これを基礎方程式とするので、参照速度法では極めて高精度の結果を得ることができる。参照速度法によるシミュレーションでは、原始惑星系円盤に発生する渦状衝撃波も鮮明に捉えている。この渦状衝撃波が発生したのは、相手の星の潮汐力によるものと解釈できる。このような構造が鮮明に捉えられたのは、新しい手法の有効性を示す証拠である。また周連星円盤では渦状衝撃波が、連星の公転周期の7割程度の時間尺度で振動することや、その振動が数十公転周期で増幅・減衰することも明らかになった。渦状衝撃波の振動は従来の手法でも捉えられていたが、その振幅の進化までは捉えられていなかった。このシミュレーション手法と結果については、学会で口頭発表するとともに、学術雑誌(ApJ)に投稿した。また眞山氏ほか国立天文台のグループが、近赤外線コロナグラフにより対応する若い連星を観測したので、主星と伴星の質量比を観測天体と揃えたシミュレーションを行い、比較した。観測とシミュレーションのどちらにも主星円盤と伴星円盤をつなぐブリッジが見られた。この成果については眞山氏が筆頭著者として論文を学術雑誌に投稿した。関連する研究として、動的圧縮による星形成に関する論文を学術雑誌に発表した。数値シミュレーションにより連星糸でのガス降着を行ったが、利用可能な計算機ではまだ能力不足で、主星や伴星の近くで重力を人為的に弱くせざるを得なかった。それによる影響は低いと信じているが、対抗する研究グループからはこの点について批判を受けている。平成20年度に国立天文台のスーパーコンピュータが高速になるので、これを利用して疑義のないシミュレーションを行う準備を進めた。またすばる望遠鏡を使い若い連星を近赤外線で観測している研究者より、私たちのこれまでのシミュレーションとよく似た像が得られたという情報を受けたので、これについて検討した。確かに腕状の反射物質分布や、伴星から主星への流れと見なせる構造など、シミュレーションと似た構造が見られることが確認できた。より子細に検討する価値があるので、この連星と合うよう連星比を合わせたシミュレーションを開始した。さらに関連する問題として、乱流により分子雲が圧縮され星が形成される可能性を相似解を用いて調べた。圧縮が強い場合には、圧縮されたガスの自己重力による崩壊とそれに続く星形成が予想される。そのような崩壊は、圧縮するガスの落下速度と質量固着率が臨界値を超したときに起こることが示された。また落下速度が速い場合、自己重力系の典型的な質量であるジーンズ質量より小さい星が形成されることが示唆された(Astrophysical Journalに投稿中)。
超音波とレーザー光線の併用による矯正学的歯の移動促進に関する研究

半導体レーザーと超音波エネルギーによる歯の移動促進効果を検討するために、1)半導体レーザーを各種動物組織に照射し、透過してくるエネルギーを測定し、組織の厚さに対する透過率を求めた。また、各種動物組織がレーザー照射を受けた際の透過側におけるエネルギー密度を測定し、半導体レーザーの組織透過性、組織の違いによる吸収、散乱の様相について検討を加えた。2)超音波エネルギーの生体ラットの歯への伝達様相を測定した。3)ラット上顎臼歯に矯正力を与え、さらに超音波振動とレーザー光を単独もしくは併用して投与したときの、歯周組織の組織学的検討をおこなった。【結果】1)エネルギー透過率の測定では、全ての組織において組織の厚さにしたがう指数関数的なエネルギーの減衰を認め、この減衰の仕方は各組織固有のもので、散乱の要素を含んではいるが、Lambert-Beerの法則に近いものと考えられた。2)観察群での振動の様相から、生体に投与された振動周波数とは全く異なる振動が観察された。矯正力による歯周組織の変化により、振幅・周波数とも増大することが示唆された。3)ソフト・レーザーの照射により矯正学的歯の移動に伴う歯根膜の再生や歯槽骨の添加が促進されることが充分に伺われた。また骨吸収系が励起されている可能性も否定できない。次に、超音波振動は矯正力により歯にたいしては歯周組織のみならず歯髄にたいしても破壊的に作用し、その修復過程を著しく疎外することが判明した。また、投与にたいする反応の個体差が大きく、コントロールの困難な点にも問題がある。組織の修復機転と同調させるためには、ソフト・レーザーのような修復作用を促進する作用をもつ処置と併用するなどの必要があろう。半導体レ-ザ-と超音波エネルギ-による歯の移動促進効果を検討するために、ウイスタ-系のラット15匹を用いた予備実験を行った。歯の移動はWaldo法による上顎第一臼歯の近心移動で、超音波実験群では矯正移動開始時に1Wの出力の超音波振動を1分間加え、一方レ-ザ-群では60mWの連続波を2分間加えた。1ー2週間後に屠殺固定後、HE染色法にて組織学的観察した。【結果】超音波エネルギ-群において、歯の移動に伴う炎症変化の組織像に、対象群との差が認められた。しかし本法では歯周組織の炎症変化に個体差が強く、また実験中の溺死や装置の脱落による最終的評価数の減少も生じ、明確な結論は得られなかったが、矯正装置や超音波チップの改善について具体的な示唆が得られた。またレ-ザ-の生体組織到達度を検討するため、半導体レ-ザ-が組識(ウシ・ヒト下顎骨、ヒト静脈血、ウシ咬筋・脂肪)を透過する時の吸収と拡散による減光度、ならびに透過側でのエネルギ-密度を測定した。【結果】半導体レ-ザ-(波長:780nm)の生体組織内での減光率がもとめられた。半導体レ-ザ-エネルギ-は、組織の厚さに応じた減衰を示したが、その減光率は組織により異なり、拡散現象あるいは吸収現象の比率にも著しい組織間差があることが示唆された。詳細は平成3年度第3回レ-ザ-歯学研究会(於:福岡)において発表した。一方、超音波エネルギ-の組織内伝達について検討するための予備実験として、ラットの乾燥頭蓋を固定し、露出した上顎臼歯に超音波振動を与えるときの歯の振動をレ-ザ-発振部ならびCCD受光部からなる振動計測法により直接計測した。計測結果はFF変換されたうえで周波数分析された。【結果】歯の振動は乾燥頭蓋においては充分計測可能で、主に付加振動と同周波数で振動する様相が観察された。