hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クラウドキャビテーションの動力学の解明と制御

液体中に存在する微小な空気泡が,周囲圧力の変動に伴い,急激に成長・崩壊するキャビテーション現象は,流体機械・機器の性能に大きな影響を与える.中でもポンプインペラ,舶用プロペラなど流体機器壁近傍におけるキャビテーションの崩壊現象は,機器の壊食(エロージョン)をもたらし,機器の性能に影響を与えるだけでなく,重大な事故にもつながり得る.エロージョンに関しては,これまで,単一気泡の崩壊による働撃波の発生,マイクロジェットの生成による働撃圧などが議論されてきたが,これらの圧力は実際のキャビテーションで計測されるものに比べてはるかに小さく,エロージョンのメカニズムを説明するには至っていない.一方,流体機器内で発生するキャビテーションの多くは,気泡が集合した気泡雲の状態で存在し,そのようなクラウドキャビテーションは壊食性が強く,クラウド崩壊時には,数GPaの高い圧力が発生することが実験的に分かっている.本研究では,このようなクラウドキャビテーションの動力学を解析するため,ミクロスケールの現象である個々の気泡内部の熱現象,メゾスケールの現象である気泡の配置,マクロスケールの現象であるクラウド内部の圧力波の挙動の関係について,スケール間の干渉を合理的に組み合わせた多重スケール解析を用いて解析を行った.解析に用いられた計算手法は,松本らにより独自に開発されたものである.この手法では,ミクロスケールの現象として,個々の気泡内部の熱・物質輸送を厳密に考慮し,気泡の体積変化および並進運動の方程式を精度良く計算する.一方,マクロの式としては,気泡を分散体として含む液体に対する質量,運動量の平均化方程式を解き,ミクロスケールを記述する個々の気泡に関する方程式と合理的にカップリングさせる.得られた計算結果より,気泡間相互作用により,クラウド崩壊時には単一気泡の崩壊時よりも,はるかに高い衝撃圧がクラウド中心近傍に発生することが示され,実験による高い圧力の発生のメカニズムに対して知見が得られた.さらに,液相部には張力を含む高周波の圧力変動が生じることなどが明らかとなった.液体中に存在する微小な空気泡が,周囲圧力の変動に伴い,急激に成長・崩壊するキャビテーション現象は,流体機械・機器の性能に大きな影響を与える.中でもポンプインペラ,舶用プロペラなど流体機器壁近傍におけるキャビテーションの崩壊現象は,機器の壊食(エロージョン)をもたらし,機器の性能に影響を与えるだけでなく,重大な事故にもつながり得る.エロージョンに関しては,これまで,単一気泡の崩壊による働撃波の発生,マイクロジェットの生成による働撃圧などが議論されてきたが,これらの圧力は実際のキャビテーションで計測されるものに比べてはるかに小さく,エロージョンのメカニズムを説明するには至っていない.一方,流体機器内で発生するキャビテーションの多くは,気泡が集合した気泡雲の状態で存在し,そのようなクラウドキャビテーションは壊食性が強く,クラウド崩壊時には,数GPaの高い圧力が発生することが実験的に分かっている.本研究では,このようなクラウドキャビテーションの動力学を解析するため,ミクロスケールの現象である個々の気泡内部の熱現象,メゾスケールの現象である気泡の配置,マクロスケールの現象であるクラウド内部の圧力波の挙動の関係について,スケール間の干渉を合理的に組み合わせた多重スケール解析を用いて解析を行った.解析に用いられた計算手法は,松本らにより独自に開発されたものである.この手法では,ミクロスケールの現象として,個々の気泡内部の熱・物質輸送を厳密に考慮し,気泡の体積変化および並進運動の方程式を精度良く計算する.一方,マクロの式としては,気泡を分散体として含む液体に対する質量,運動量の平均化方程式を解き,ミクロスケールを記述する個々の気泡に関する方程式と合理的にカップリングさせる.得られた計算結果より,気泡間相互作用により,クラウド崩壊時には単一気泡の崩壊時よりも,はるかに高い衝撃圧がクラウド中心近傍に発生することが示され,実験による高い圧力の発生のメカニズムに対して知見が得られた.さらに,液相部には張力を含む高周波の圧力変動が生じることなどが明らかとなった.研究は、大きく3つのグループに分けて行った。松本・高木のグループは、クラウドキャビテーションの崩壊挙動をシミュレートするための数値計算コードの開発と総括、加藤・山口は現有のキャビテーションタンネルを用いたクラウドキャビテーションの崩壊に関する実験、田村は没入型ディスプレイによるバーチャルリアリティ3次元可視化装置(CAVIN)を用いた3次元立体映像の構築を中心に行った。数値計算コードは、本研究で扱う翼周りキャビテーション流れでは、翼前縁近傍でのキャビテーション気泡の初生から成長、合体によるシートキャビテーションの形成、さらに翼面上でのシートキャビテーションの分裂によるクラウドキャビテーションの形成・崩壊の全過程を統一的に解くものを開発した。実験に関しては、翼面上の圧力分布の高精度測定に加えて、高速度カメラを用いたクラウドキャビテーションの3次元崩壊挙動の可視化を行った。この際、翼面に埋め込まれた圧力計からの信号を高速度カメラの信号と同期させることにより、クラウドの崩壊挙動と圧力の変化の同時計測を行い、数値計算結果の検証のためのデータ構築とクラウドキャビテーションによるエロージョン現像の解析を行った。クラウドキャビテーションの動力学の本質はその3次元性にある。そのような現象をシミュレートするための計算手法の開発や実験結果の解釈は、2次元的な映像だけでは困難なものとなる。そこで本年度は、実験において高速度カメラで撮影された映像を、現有の没入型ディスプレイによるバーチャルリアリティ3次元可視化装置(CAVIN)を用いて3次元立体映像へと再構築した。また数値計算手法の開発にもCAVINでの3次元可視化を積極的に利用し、より効率的に行った。

液体中に存在する微小な空気泡が,周囲圧力の変動に伴い,急激に成長・崩壊するキャビテーション現象は,流体機械・機器の性能に大きな影響を与える.中でもポンプインペラ,舶用プロペラなど流体機器壁近傍におけるキャビテーションの崩壊現象は,機器の壊食(エロージョン)をもたらし,機器の性能に影響を与えるだけでなく,重大な事故にもつながり得る.本研究では,これらの背景に基づき,翼周りのキャビテーション流れについて,翼前縁近傍でのキャビテーション気泡の初生から成長,さらに翼面上での流れとの相互作用によるクラウドキャビテーションの形成・崩壊の全過程を統一的に解くための数値計算手法の開発,および,実験による計算結果の検証と詳細な現象の解明を目的とし,研究を行ってきた.数値計算手法の開発に関しては,急激な体積変化を伴う流れの計算において存在する数値計算上の不安定が困難な課題であったが,種々の新しい手法を取り入れることにより,2次元および3次元の両方の場合についてコードの作成に成功した.特に2次元の場合には,実用的な計算時間で,安定に計算を行う手法の開発に成功した.実験とに比較に関しては,定性的な一致を得,現象の本質を捉えることに成功した.ただし,翼面上でのキャビテーション域の大きさに関しては,他の手法同様,数値計算結果が小さく見積もる傾向があり,キャビテーション流れの既存の多くの数値計算手法において共通の問題であることが認識された.
中性ロ-中間子の質量・巾は原子核内で変化するか

実験結果の解析平成7年核研で実施した^3He原子核を標的とする,π^+π^-生成実験のデータ解析を終了した.π^+π^-不変質量分布及び消失系の質量分布の決定,コヒーレントなρ^0生成とインコヒーレントなρ^0生成の2モードに事象を分類した.ρ^0生成反応に対するアクセプタンス補正を加え,生成断面積を決定できた.反応の現象論的モデル計算を実施,2モードそれぞれについて質量と巾の変化を調べた.以上のように.これまで知られでいなかった1GeV近辺の閾値近傍でのρ^0の光生成機構を始めて決定し,その質量・幅を決定した.結論(1)コヒーレント生成では,決定したρ^0の質量・巾の値は自由空間での値と同じであることを検証.(2)インコヒーレントな場合にはρ^0はピ一クとして観測できないことが判明.(3)インコヒーレントなモードでは,モデルを仮定し.不変質量分布を再現することができる.この場合質量変化が起きている可能性は否定できない.今後計画当初に比べ.更に多くの理論的研究(質量減少の大きさに違いがある)が発表されている.それにも関わらず.実施された原子核におけるρ^0質量測定実験は本研究のみである.カイラル対称性回復の兆しを探す本研究は大きな意義をもっていたことが分かる.研究は当初の計画に従い.TAGX(タグ・エックス)共同研究グループの協力を得て進めることができた.今後はインコヒーレントなモードでのモデル依存性の検討が課題である.1トリガー用シンチレータの改造:前方に集中し多重度の高い電磁過程を除くため、シンチレータを使った荷電粒子角分布測定・多重度測定を行う。今年度は標的周りを細い短冊型シンチレータで囲み、ファイバーで磁場外まで信号を取り出した。2シミュレーション:本研究専用計算機(UNIXワーク・ステーション)を導入できた。これによりシミュレーション・コードの開発が終了し、従来に比べ5倍以上の計算パワーを達成した。効率良い運動量決定プログラムの開発を進めている。3実験の実施と解析:核研電子シンクロトロンで実施したガンマ・ヘリウム核反応ρ^0生成実験データ解析を進め、π^+π^-不変質量分布から現象論的解析によりρ^0の質量・巾を決定しつつある。この結果(1)原子核標的では1GeV以下でもρ^0が生成されることが初めて実証できた。(2)生成断面積は10μb程度であり、ほぼ予想通りであった。計画当初に比べ、更に多くの理論的研究(質量減少の大きさに違いがある)が公表されているにも関わらず、実施された実験的研究は本研究のみである。この意味で、カイラル対称性回復の兆しを探す本研究は一層意義を深めている。中重核的実験が数ヶ月遅れている点を除けば、当初の計画に従い、TAGX(タグ・エックス)共同研究グループの協力を得てほぼ順調に進行している。当初不明であったρ^0の生成断面積が決定できたことは、本研究を進める上で大きな励みになっている。1軽核実験結果の解析:平成7年度核研電子シンクロトロンで実施したガンマ・ヘリウム核反応ρ^0生成実験のデータ解析を進め、π^+π^-不変質量分布を求めた.更にそのデータに現象論的解析を適応することにより,これまで知られていなかった閾値近傍でのρ^0の光生成機構を決定し,その質量・巾を決定した.この結果以下の結論が得られている.(1)1GeV近辺でρ^0がコヒーレントに生成されることが初めて実証できた.(2)決定したρ^0質量・巾の値は自由空間での値と同じであることを検証した.(3)インコヒーレントなρ^0生成も存在することを示した.この場合の質量決定を進めている.2炭素核実験の実施:平成8年度は前方に集中し多重度の高い電磁過程を除くため,高速トリガーを導入,データ収集速度の向上を図った後,炭素核からのρ^0生成実験を実施した.軽核に較べ高いQED過程に起因するバックグランドがあったが、測定装置の改善により克服した.データ解析が進行している。計画当初に比べ、更に多くの理論的研究(質量減少の大きさに違いがある)が発表されている.それにも関わらず,実施されたρ^0質量測定実験は本研究のみである。この意味で、カイラル対称性回復の兆しを探す本研究は一層その意義深めている。研究は当初の計画に従い、TAGX(タグ・エックス)共同研究グループの協力を得て順調に進行している。軽核でのρ^0生成についての結論が得られつつあることは本研究を進める上で大きな励みになっている。実験結果の解析平成7年核研で実施した^3He原子核を標的とする,π^+π^-生成実験のデータ解析を終了した.π^+π^-不変質量分布及び消失系の質量分布の決定,コヒーレントなρ^0生成とインコヒーレントなρ^0生成の2モードに事象を分類した.ρ^0生成反応に対するアクセプタンス補正を加え,生成断面積を決定できた.反応の現象論的モデル計算を実施,2モードそれぞれについて質量と巾の変化を調べた.以上のように.これまで知られでいなかった1GeV近辺の閾値近傍でのρ^0の光生成機構を始めて決定し,その質量・幅を決定した.結論(1)コヒーレント生成では,決定したρ^0の質量・巾の値は自由空間での値と同じであることを検証.

(2)インコヒーレントな場合にはρ^0はピ一クとして観測できないことが判明.(3)インコヒーレントなモードでは,モデルを仮定し.不変質量分布を再現することができる.この場合質量変化が起きている可能性は否定できない.今後計画当初に比べ.更に多くの理論的研究(質量減少の大きさに違いがある)が発表されている.それにも関わらず.実施された原子核におけるρ^0質量測定実験は本研究のみである.カイラル対称性回復の兆しを探す本研究は大きな意義をもっていたことが分かる.研究は当初の計画に従い.TAGX(タグ・エックス)共同研究グループの協力を得て進めることができた.今後はインコヒーレントなモードでのモデル依存性の検討が課題である.
内包フラーレン類の有機化学的合成法の開発

(1)分子手術法による水素内包C60の合成:(a)開口フラーレンの合成と水素の100%導入:フラーレン60と1,2,4-トリアジン誘導体との環化付加を含む液相熱反応により8員環開口部をもつフラーレン誘導体を合成し、この開口部を光化学的酸素酸化反応で12員環に拡大し、さらにTDAE共存下、硫黄との熱反応によって、硫黄を含む13員環開口部をもつC60誘導体を合成した。これに高圧水素を作用させて、水素分子を骨格内部に100%導入することに初めて成功した。これについて放射光X線回折を行いMEM法で解析した結果、水素分子はフラーレン骨格の中央部に位置していることが判った。(b)開口部の修復:骨格内部に水素分子を保持したまま、開口部の硫黄原子を酸化と引き続く光化学反応によって除去し、続いて、開口部の2個のカルボニル基を還元的にカップリングさせることによって、開口部を8員環まで縮小、最後に、熱反応によって一挙に開口部を閉鎖し、これまでに例のない、水素分子を内包したフラーレン、H2@C60を合成することに初めて成功した。(2)分子手術法による水素内包C70の合成:フラーレンC70とピリダジン誘導体との熱反応を用い、上記と全く同様の操作によって、水素内包フラーレン、H2@C70を合成した。この場合には2分子の水素を内包したフラーレン、(H2)2@C70も低収率ながら単離することに成功した(3)水素内包C60の性質:水素内包フラーレンH2@C60の内部水素と外側のパイ電子系との問の相互作用は極めて小さいことが、13C NMRおよび電気化学的測定により示された。(4)ヘリウム内包C60の性質:上記と同様の方法により、水素に代わってヘリウム原子を内包したC60を合成した。この場合、開口フラーレンに対するヘリウムの導入には高圧は必要とせず、またヘリウムの導入によってC60の性質は何ら変化しないことも明らかとなった。以下に述べる「分子手術」とも呼ばれる手法を用いて、水素分子を内包したフラーレン、H2@C60の合成に初めて成功した。まず、開口フラーレンを合成し、これに水素分子を導入した。すなわちフラーレンC60と1,2,4-トリアジン誘導体との液相熱反応を利用してC60表面に8員環の開口部を設け、さらに光化学的な酸素酸化反応によってこの開口部を12員環に拡大、さらに、電子供与体であるTDAEの共存下、単体硫黄と反応させることによって開口部に硫黄を入れて13員環とした上で、高圧水素を作用させることによって、水素分子を100%内包した開口フラーレン(H2@ATOCFと略称)を合成した。このH2@ATOCFはMALDI TOF質量分析において、レーザー強度を高めると、気相において自発的に開口部を閉じることが認められた。次いで、この開口フラーレン、H2@ATOCFの開口部の硫黄原子を、スルフィドに酸化した後、可視光線の照射による光化学反応によってSOとして脱離・除去して、内包した水素分子を保持したまま、12員環開口体へと変換した。さらに、開口部の2個のカルボニル基をマクマリー反応によって結合させることにより、やはり内包水素を100%保持したまま、8員環開口体へと変換した。

このように開口部を縮小することにより、内包された水素分子の放出は困難となり、最終的には、水素を内包した8員環開口体を真空中で熱反応(340°C)にかけることにより、分子内転位および脱離反応によって、67%収率で、目的とする水素内包フラーレン、H2@C60を合成することに初めて成功した。このH2@C60は9%だけ、空のC60を含んでいたが、リサイクル液体クロマトグラフィーにより、100%純粋なH2@C60に精製することができた。こうして初めて合成されたH2@C60は、質量分析、核磁気共鳴、赤外ならびに紫外スペクトルなどによって、その性質を明らかにした。内包された水素分子と外側のフラーレンのπ共役系との間の電子的相互作用は小さく、Van der Waals相互作用の影響の方が大きいことが示された。(1)分子手術法による水素内包C70の合成:(a)開口フラーレンの合成と水素の100%導入:フラーレンC70とピリダジン誘導体との熱反応を利用して8員環開口部をもつフラーレン誘導体を合成し、この開口部を光化学的酸素酸化反応で12員環に拡大、さらに開口部への硫黄の導入により、最も大きな開口部をもつC70誘導体を合成した。これに高圧水素を作用させ、水素分子を骨格内部に100%導入することに初めて成功した。さらにNMR分析によってこの内97%は1個の水素分子、3%は2個の水素分子を内包していることが判った。水素分子2個入りの誘導体を分離し低温温度可変NMRにより、2個の水素分子が互いに速い位置交換を起こしていることを見出した。(b)開口部の修復:骨格内部に水素分子を保持したまま、開口部の硫黄原子を酸化と引き続く光化学反応によって除去し、続いて開口部の2個のカルボニル基を還元的にカップリングさせることによって、開口部を8員環まで縮小、最後に、熱反応によって一挙に開口部を閉鎖し、これまでに例のない、1個または2個の水素分子を内包したフラーレン、H2@C70および(H2)2@C70を合成することに初めて成功した。(2)水素内包C70の性質:内部に1個または2個の水素分子を封入することによって、外側のC70骨格のパイ電子系は、特にベルト位部分でより顕著な電子的あるいはvan der Waals相互作用の影響をもつことが、13C NMRおよびIRスペクトル測定の結果から明らかとなった。(3)水素内包C60の性質:先に合成した水素内包フラーレンH2@C60の内部水素と外側のパイ電子系との間の相互作用は極めて小さいことが13C NMRおよび電気化学的測定により示された。一方、カリウムによるドーピングを行い、極低温における超伝導の発現について検討した結果、超伝導発現の臨界温度は15.7Kと、空のC60の場合よりも低下することが明らかとなった。
ナノ凹凸構造を利用した物理的固体蓄電体の創製と環境調和型エネルギー開発への貢献

ナノ凹凸表面構造を活用した物理的固体蓄電体は,申請者等の新しい発見である.本研究は,この発芽した新規な物理的固体蓄電体の充放電特性を向上させ,本原理を用いた実用的蓄電システムの構築か実現可能であることを明示することを目的とする.蓄電原理の解明,蓄電体の強度信頼性の確保,蓄電体要素の作製法の最適化に関する検討を通し,積層技術を活用することにより高性能な蓄電デバイスを創製する.開発する物理的固体蓄電体を用いてLEDを1secの時間点灯させることを目指す.ナノ凹凸表面構造を活用した物理的固体蓄電体は,申請者等の新しい発見である.本研究は,この発芽した新規な物理的固体蓄電体の充放電特性を向上させ,本原理を用いた実用的蓄電システムの構築か実現可能であることを明示することを目的とする.蓄電原理の解明,蓄電体の強度信頼性の確保,蓄電体要素の作製法の最適化に関する検討を通し,積層技術を活用することにより高性能な蓄電デバイスを創製する.開発する物理的固体蓄電体を用いてLEDを1secの時間点灯させることを目指す.
RNA高次構造を検出可能な超効率的RNA検出プローブの開発

平成30年度は蛍光光度の高い2-aminothiophenol (AT)プローブの反応部位となる新規ヌクレオシド誘導体のデザインと合成を行い、その蛍光特性について評価する。種々検討を行った結果、これまでの研究により明らかとなっていた、MeO基をアミノ基のパラ位に導入した誘導体が強い蛍光を示すことを明らかにした。また、本誘導体合成時に合成上のいくつかの問題点の解決を試みた。1)鍵反応となるHeck反応の収率について、これまでの方法ではカップリング、脱保護、還元の3工程で20%程度の収率であったのを、アミノ基の保護基、反応条件(Pd触媒、リガンド、溶媒等)を検討することで、40%程度まで向上させることに成功した。2)チオールの保護基、アミノ基の保護基の脱保護条件について検討したところ、チオールの保護基は温和な塩基性条件で脱保護可能なのに対し、アミノ基の保護基は少し過激な塩基性条件が必要であった。このまま、DNA合成機へ導入すると、合成後のDNAの脱保護操作がかなり煩雑になることが予想されたので、チオールの保護基をジスルフィド型へと変換することにより、DNA合成、精製後の使用直前にチオールを脱保護して用いることとした。このような手法はすでにDNAへのチオール基導入に用いられているため、有効であると考えられる。実際のチオール保護基の変換は種々検討の結果、1工程で収率>90%で行うことができた。検討後、さらに合成を進めMeO基をアミノ基のパラ位に導入した誘導体のホスホロアミダイトユニットをDNA合成に必要な十分量合成することに成功した。現在DNA合成の検討を行っているところである。前年度の検討で残っていた合成上のいくつかの問題点も解決できた。スキームがほぼ確立できたため、種々の誘導体のホスホロアミダイトユニットの合成もスムーズに行うことができる。また、DNA合成の検討を行うこともできた。そのため概ね順調に推進していると考えられる。平成30年度に合成したホスホロアミダイトユニットを用いて合成したDNAによる反応性の検討と標的であるRNAの高次構造の異なるものを用いて、プローブに加えて用いるサポート鎖の検討を行う。また、確立した合成スキームを用いてさらに検出感度の良い誘導体の検討を行う。最終的には生細胞内で微量RNAの検出を行い、その高次構造の推定を行う。平成29年度は5-formyl-2′-deoxyuridine (foU)プローブと特異的に反応する2-aminothiophenol (AT)プローブの反応部位となる新規ヌクレオシド誘導体のデザインと合成を行う。本研究ではAT骨格を核酸塩基部に導入した“C-ヌクレオシド"を合成する。チオール導入はのちに温和な塩基性条件下にて脱保護可能なアルキルチオールを用いることとした。C-ヌクレオシドの合成はHeck反応を用いて行うこととし、足がかりとなるヨード基をAT骨格に導入した。種々検討の結果、チオールの導入及びHeck反応によるC-ヌクレオシドの合成に成功した。Heck反応については収率に改善の余地を残すものの、まずは必要なヌクレオシド及びDNA合成機へと導入するためのホスホロアミダイトユニットの合成を進めた。ホスホロアミダイトユニットの合成に際し、アミノ基の保護基の検討を行った。検討の結果、Phenoxyacetyl基を用いることでDNA合成に耐えうることを明らかにした。さらに無保護のヌクレオシド体の合成を行い、逆相HPLCを用いて生成を行うことで、目的のヌクレオシドを獲得することができた。得られたヌクレオシドと別途合成したfoUヌクレオシドを用いて想定したベンゾチアゾール環形成反応が起こるかを検討した。この際に得られるベンゾチアゾール環含有ユニットはDNAを用いて反応を行った際の標品となる。また、もう一方のユニットであるfoUのホスホロアミダイトユニットの合成も行い、十分量のユニットを得ることができた。平成29年度は研究代表者の所属機関が変わり、研究室内での実験環境を整えるのに時間がかかってしまった。しかし、年度の後半より順調に研究を推進することができたため、概ね順調に進展させることができた。

実際のチオール保護基の変換は種々検討の結果、1工程で収率>90%で行うことができた。検討後、さらに合成を進めMeO基をアミノ基のパラ位に導入した誘導体のホスホロアミダイトユニットをDNA合成に必要な十分量合成することに成功した。現在DNA合成の検討を行っているところである。前年度の検討で残っていた合成上のいくつかの問題点も解決できた。スキームがほぼ確立できたため、種々の誘導体のホスホロアミダイトユニットの合成もスムーズに行うことができる。また、DNA合成の検討を行うこともできた。そのため概ね順調に推進していると考えられる。平成29年度に合成したホスホロアミダイトユニットを用いてDNA合成を進める。DNA合成機は現所属機関にはないため、依頼合成を含めて検討することとする。同時に平成29年度に確立した合成スキームを用いて、他の誘導体合成を進める。先行した修飾DNAを用いて、プローブとしての反応性検討を行う。また、プローブの性質について二本鎖融解温度や蛍光特性について検討する。これらの検討の中で最も優れた誘導体を選択する。さらに標的であるRNAの高次構造の異なるものを用いて、プローブに加えて用いるサポート鎖の検討を行う。最終的には生細胞内で微量RNAの検出を行い、その高次構造の推定を行う。平成30年度に合成したホスホロアミダイトユニットを用いて合成したDNAによる反応性の検討と標的であるRNAの高次構造の異なるものを用いて、プローブに加えて用いるサポート鎖の検討を行う。また、確立した合成スキームを用いてさらに検出感度の良い誘導体の検討を行う。研究代表者の所属機関が変わったため、当該年度の前半は予定していたほど、研究に時間を割くことができなかった。また、設備についても当該研究に使用するために整備する必要があったため、次年度への使用金額が生じた。平成30年度は精力的に当該研究を進めるため、前年度に購入できなかった物品費として合わせて使用していく予定である。前年度に引き続き、当該研究に使用する設備について整備する必要があったため、次年度への使用金額が生じた。また、予定していた学会への参加が都合がつかず、旅費を使用しなかったため、次年度への使用金額が生じた。令和元年度はより精力的に当該研究を進めるため、前年度に購入できなかった物品費として合わせて使用していく予定である。
血管内皮前駆細胞移植による一過性脳虚血後の血管発生の神経機能回復

マウスに一過性脳虚血を作成し、血流再開の直後に経動脈的に別のマウスから採取した骨髄単核球を移植した。急性期に移植細胞はレシピエントマウスの脳内で確認できなかったが、慢性期では、非移植群に比して移植群において虚血巣の血管新生が有意に促進していた。新生された血管の血管内皮細胞はドナーマウス由来の細胞ではなく、レシピエントマウス由来であることが確認された。しかしながら、移植群で行動学的に有意な改善は得られなかった。【平成19年度の計画であった中大脳動脈の一過性閉塞における造影CTに関して】本年までの研究(若手(B)平成17-18年度)により確立した、一過性脳虚血モデルにおいて、再還流後に、同じく外頚動脈から内頚動脈へのカテーテル挿入状態で経動脈的にヨード造影剤を注入しCTの撮影を行った。また、中大脳動脈の塞栓における血流の低下を確認するために中大脳動脈閉塞下に造影剤の全身投与(心腔内投与)を行い、頭蓋内における血流の左右差を比較した。結果は、閉塞中には患側の造影効果は有意に減弱していた。また再還流後の経動脈投与では患側に造影効果が高くなっていることが確認でき、細胞や薬剤の経動脈内投与の有効性の可能性が示唆された。これについては論文投稿準備中である。また移植細胞の動向に関して、トランスジェニックマウス(CAG-GFPマウス)をドナー細胞としてラベルし、移植後早期(30分)に移植細胞の生着を確認したところ、脳内には確認できず、肝臓・肺・牌臓での細胞が確認された。頭蓋内には生着せずに、脳内のレシピエントの細胞を刺激し、血管新生を促進している可能性が考えられた。またレシピエントとしてトランスジェニックマウス(CAG-GFPマウス)を用いて、野生型からの骨髄由来細胞を移植し、新生された血管内皮細胞がレシピエント由来であることを確認中である。これが確認できれば、上記(新生血管はドナーの細胞由来ではなく、ドナーの細胞に刺激されてレシピエント由来の細胞から作られる)の裏付けができると考えられる。昨年度までの研究により確立した一過性脳虚血モデルを用いて、虚血後の再還流に引き続き、経動脈的に骨髄単核球の細胞移植を行った。これにより、血管新生が促進されることを統計学的に示した。臨床において、脳梗塞超急性期に血栓溶解療法を行い脳血管の再開通を試みているが、今回の結果から、血栓溶解療法に引き続きに細胞移植を追加することによって、血管新生が促進する可能性が示唆された。また新たに生じた血管が移植によって補われた細胞から形成されているのか、移植によって内在性の細胞が活性化され血管形成に関与するのかを、Green Fluorescent Protem(GFP)を発現するトランスジェニックマウス(CAG-GFPマウス)を用いて検討した。虚血・再還流用のマウス(レシピエント)と移植細胞を採取するマウス(ドナー)とにおいて、CAG-GFPマウスと野生型マウスとを組み合わせ、新生された血管内皮細胞がドナー由来ではなく、レシピエント由来の細胞から形成されていることを発見し、論文発表を行った。また、移植した細胞は短期の時点ですでに経動脈的に脳内に移植されているにもかかわらず、すでに脳内にとどまっていないことが判明し、虚血状態における移植細胞が何らかの液性因子の活性化に関与している可能性が示唆された。また機能障害に関する改善には、移植群と非移植群とで有意差を認めなかった。今後、細胞移植の投与量、経路(経静脈投与と経動脈投与の違い)や時期(再還流から投与までの時間)に関して、また神経再生につながるさらなる研究が必要と考えられた。
高い不斉誘起能を持つ新規複素環ユニット開発

新しい不斉触媒の構造の最適化と高度な不斉誘起能を有する光学活性アミンの反応試剤としての有用性は言を待たない.特に不斉塩基触媒,求核触媒,金属錯体触媒上の配位子など,不斉触媒としての利用を目的とし,新規な光学活性アミンの開発を検討した.不斉アミン試剤の基本骨格として最も重要なシンコナアルカロイド類に範を取り,橋頭位にキラル中心窒素を有する光学活性ビシクロ3級アミンの探索を,コンビナトリアル手法によって実施した結果,pyrrolo[1,2-c]imidazolone骨格を新規な基本不斉ユニットとして見いだした.また,同骨格を基本とする光学活性アミノホスフィンを配位子とするPd錯体触媒を開発した.この新規不斉Pd錯体触媒は両親媒性高分子ゲルへの固定化により水中機能性固定化不斉触媒へと展開され,アリル位置換反応において高い有効性を示した.具体的には1級アミン,光学活性環状アミノ酸,アルデヒドの3種のモジュールを2度の脱水縮合によって容易に目的ビシクロアミンへと導いた.3種のモジュールは多くの出発原料を容易に入手可能であり,我々は約100種のメンバーから構成されるライブラリーをコンビナトリアルに構築した.得られた光学活性アミン・ライブラリーの不斉試剤としての機能は,ジエチル亜鉛によるアルデヒドのアルキル化,およびメソ型環状酸無水物の不斉場選択的ヘミエステル化において評価した.その結果pyrrolo[1,2-c]imidazolone骨格が高い不斉誘起能を示す新規基本不斉アミン・ユニットとして見いだされた.新しい不斉触媒の構造の最適化と高度な不斉誘起能を有する光学活性アミンの反応試剤としての有用性は言を待たない.特に不斉塩基触媒,求核触媒,金属錯体触媒上の配位子など,不斉触媒としての利用を目的とし,新規な光学活性アミンの開発を検討した.不斉アミン試剤の基本骨格として最も重要なシンコナアルカロイド類に範を取り,橋頭位にキラル中心窒素を有する光学活性ビシクロ3級アミンの探索を,コンビナトリアル手法によって実施した結果,pyrrolo[1,2-c]imidazolone骨格を新規な基本不斉ユニットとして見いだした.また,同骨格を基本とする光学活性アミノホスフィンを配位子とするPd錯体触媒を開発した.この新規不斉Pd錯体触媒は両親媒性高分子ゲルへの固定化により水中機能性固定化不斉触媒へと展開され,アリル位置換反応において高い有効性を示した.具体的には1級アミン,光学活性環状アミノ酸,アルデヒドの3種のモジュールを2度の脱水縮合によって容易に目的ビシクロアミンへと導いた.3種のモジュールは多くの出発原料を容易に入手可能であり,我々は約100種のメンバーから構成されるライブラリーをコンビナトリアルに構築した.得られた光学活性アミン・ライブラリーの不斉試剤としての機能は,ジエチル亜鉛によるアルデヒドのアルキル化,およびメソ型環状酸無水物の不斉場選択的ヘミエステル化において評価した.その結果pyrrolo[1,2-c]imidazolone骨格が高い不斉誘起能を示す新規基本不斉アミン・ユニットとして見いだされた.
密教的世界観を基盤とする和歌会・和歌伝授資料の総合的調査とその基盤的研究

密教的世界観に基づく思想や儀礼を知的基盤として著された和歌の伝授と和歌会に関するテキストの調査と比較検討を行い,併せて,それらテキストの日本中世から近世の古典学における価値や意義について報告を行った。具体的には,古今伝受に関わる座敷図と古層の切紙類の伝本調査と比較検討,和歌会の作法や次第を記した古層のテキスト類の伝本調査と比較検討を行い,それらのテキストの生成する思想的基盤や享受史上の特質等について分析を行った。本研究は、関連資料の総合的調査とその分析に基づく資料そのものに関する研究及び史的研究の2段階で構想されているが、開始年度である本年度は、本研究の基盤となる資料である『竹園抄』(和歌会に関する作法書)、『古今灌頂』(和歌に関わる伝授書)に関する資料調査とその検討を重点的に行った。『竹園抄』については、真言宗寺院に現存する伝本を含め20本あまりの伝本を閲覧・調査した。『古今灌頂』については、改変本であり興味深い図像資料を含む京都大学附属図書館蔵本他の伝本を中心に、8本あまりの調査を行った。和歌伝授に関する図像資料(座敷図等)については、財団法人正宗文庫所蔵の軸物1軸及び禁裏伝来資料についてもマイクロ複写等により調査を行った(上記資料については、現在も調査途上であるが、順次成果報告を行ってゆきたい)。また、上記資料の調査途上で、上記資料とともに併せて考える必要が生じた和歌伝授に関わる切紙類(和歌伝授の際の秘伝を記した資料)についても伝本調査と資料比較を行った。本年度は、本研究の検討課題の基盤をなす資料である『竹園抄』(和歌会の作法を記した伝書)、『古今灌頂』(和歌に関わる伝授書)に関する資料調査とその検討を継続した。『竹園抄』については、真言宗寺院に伝来した伝本を含む関連資料の閲覧・調査を継続した。和歌伝授に関する図像資料(伝授の際の座敷絵図等)や関連文書については、禁裏伝来の諸資料や堂上公家に伝来した資料群(久世家伝来本、三条西家伝来本等)について実物資料・マイクロ複写等により調査を行った。また、資料調査の途上で、上記資料とともに併せて考える必要が生じた和歌伝授に関わる切紙類(和歌伝授の際の秘伝を記した資料)についても、前年度に引き続き諸伝本の調査と資料の比較検討を行った(なお、切紙類に記された内容についての検討の成果の一部については二点の論文として成文化し報告した)。日本古典の受容と変容、また、古典受容に対する宗教勢力の影響関係に関するテーマは、在外の日本文化研究者においても高い関心が寄せられている分野であり、本研究に基づく研究成果の一部については、European Association for Japanese Studies (EAJS)主催の13th International Conference of EAJS, Tallinn University, Estonia,2011において報告を予定している。本研究は、関連資料の総合的調査とその分析に基づく資料そのものに関する研究及び史的研究の2段階で構想されているが、最終年度である本年度は、従来の調査に基づく情報や知見の整理を行い、その史的評価等についての報告を行った。また、『竹園抄』、『古今灌頂』、和歌伝授に関する図像資料(座敷図等)に加え、歌学伝授に際し授受された切紙類(和歌伝授の際の秘伝を記した資料)のうち、密教的世界観に基づき著された諸資料を相対化させる意味でも興味深い資料といえる中世神道に関わる知見に基づき作成された資料についても伝本調査と資料比較の範囲を拡大して概括的な調査と報告を行った。
膜障害に焦点を当てた高分子Aβオリゴマーの毒性機序に関する検討

アミロイドβ蛋白(amyloid β-protein: Aβ)の凝集は、アルツハイマー病(AD)(Alzheimer's disease: AD)の病態に深く関わっているが、特に老人斑として蓄積する凝集最終段階である成熟線維より中間凝集体であるオリゴマーやプロトフィブリルの毒性に注目が集まっている(オリゴマー仮説)。しかし、その機序に関してはまだ不明瞭な点が多い。本研究では、ADの病態解明、新たな根本的予防・治療法の開発に向けて、Aβのプロトフィブリル(高分子オリゴマー)を抽出・作成し、神経毒性(細胞、iPS細胞、シナプス)とその機序(特に細胞膜障害の観点から)を検討する。
バベシア原虫でのライブイメージング実験系の開発

バベシア原虫で緑色蛍光タンパク質(GFP)を安定発現する実験系を構築して、同原虫でのライブイメージング実験系を確立した。(1)薬剤耐性遺伝子(hdhfr)と選択薬剤(WR99210)を応用してBabesia bovisでGFPを安定発現する実験系を構築した。また同原虫の遺伝子をノックアウトする実験にも初めて成功した。(2)GFP発現原虫のin vitro培養系を用いてタイムラプス解析を行い、バベシア原虫メロゾイトが滑走運動を行うことを初めて明らかにした。また、滑走運動の意義を考察するため、赤血球をウシのものに置換した重度複合免疫不全(SCID)マウスを用いたライブイメージング実験系も構築した。1.SCIDマウス感染実験系の作成:SCID-Boマウス(ウシ赤血球を移入したSCIDマウス)を作製し、緑色蛍光タンパク質(GFP)安定発現Babesia bovis(GFP発現原虫)の感染実験をおこなった。SCID-Boマウスでの原虫感染赤血球比率(寄生率)は、感染赤血球の接種後4日目には10%に達し、その後低下した。共焦点レーザー顕微鏡を用いたライブイメージング観察により、肺や肝臓等マウス諸臓器においてGFP発現原虫が観察され、赤血球外において滑走運動を行うメロゾイトも観察された。SCID-Boモデルは今後メロゾイトの滑走運動を解析する上で有用なツールと成り得ると考えられる。2.チオレドキシンペルオキシダーゼ(BbTPx-1)遺伝子ノックアウトB. bovisの表現型観察: BbTPx-1遺伝子ノックアウト原虫(BbTPx-1 KO)のin vitro増殖を野生型(WT)と比較した。BbTPx-1 KOは無処理培地でのin vitro培養においてWTと同等に増殖した。培地へパラコート(活性酸素ドナー)を添加すると、BbTPx-1 KOの増殖は阻害されたが、その程度はWTと同等であった。一方、培地へのニトロプルシドナトリウム(活性窒素ドナー)添加において、BbTPx-1 KOの増殖は、WTに比較して有意に阻害された。このことから、BbTPx-1の活性窒素種(RNS)還元における役割が考察された。(2)遺伝子ノックアウト系の確立:B.bovisチオレドキシンペルオキシダーゼ(BbTPx-1)のノックアウトを試みた。DHFR-gfpの両端にBbtpx-1の5'及び3'配列を組み込んだコンストラクトを作製し、原虫細胞に導入した。薬剤選択とクローニングの後、Bbtpx-1遺伝子座の破壊及びBbTPx-1の欠失をサザンブロット法及びウエスタンブロット法で確認した。(3)GFP発現原虫を用いたバイオイメージング解析: GFP安定発現B. bovisのメロゾイトが赤血球より遊出し、赤血球に接着・侵入する過程についてタイムラプス解析を行った。その結果、バベシア原虫メロゾイトは滑走運動を行うことが初めて明らかとなった。また、滑走運動はトキソプラズマ原虫タキゾイトのヘリカルグライディング(旋回滑走)に類似していること、またその駆動系がアクチンミオシンモーターであることが明らかになった。現在、滑走運動の意義を考察するため、赤血球置換SCIDマウスを用いたバイオイメージング実験を進めている。GFP安定発現バベシアの作出、遺伝子ノックアウト系の確立に成功し、GFP発現原虫を用いたバイオイメージング解析にも着手することができたため。昨年度に引き続き、バベシア原虫でのライブイメージング実験系を確立して、同原虫での基礎生物学研究の基盤を調えることを目的として研究を推進する。該当無し。
ハンドジェスチャ操作によるロケーションベース方式のAR協調作業支援システムの開発

本研究では、1ARマーカーに依存しない、ハンドジェスチャの直観的操作によるロケーションベース方式のAR協調作業支援システムを提案する。22名の複数人がAR協調作業を行うときを想定し3m×4m程度の作業範囲で、支援ができるハンドジェスチャ認識を研究する。3ユーザ同士の位置関係の計測にはロケーションベース方式を利用し、各ユーザが生成・操作したVRオブジェクト及びGUIの情報を仮想空間内に共有できるシステムを構築する。4ハンドジェスチャにより情報を伝える協調作業システムの作業効率を評価実験により向上させることを目的としている。平成30年度では、モデリング作業にはキューブ単位の積み木のようなモデリングを対象とし、キューブ操作は専用コントローラ操作を用意した。相手とのコミュニケーションを円滑に行うため、アバターを表示させ、3Dペンによる直接的な指示手法を提案し、固定イラストチャットにより簡単な意思疎通を行えるようにした。複数人が同時に作業する場所においても作業をリドゥおよびアンドゥできるようなシステムを実現するため、命令に操作者IDを含めて送ることでキューブの占有者を決定させるようにした。提案システムを評価するため、NASA-TLXのメンタルワークロード測定を用いた。結果として、全体的に10段階評価において7周辺の評価が得られ複数人同時作業が円滑に行えていることが確認できたが、標準偏差も全体的に約±1の振れ幅が表れていることから操作性などの観点から作業者がどれだけ作業に慣れるかによって変化していることが分かった。22名3名の複数人がAR協調作業を行うときを想定し3m×4m程度の作業範囲で、支援ができるハンドジェスチャ認識を研究する。4ハンドジェスチャにより情報を伝えるAR協調作業システムの作業効率を評価実験により向上させることを目的としている。平成27年度では、1ロケーションベース方式のARシステムでは、HMDの頭部にハンドジェスチャカメラと反射マーカーを装着した試作品を製作した。2モーションキャプチャ及びデータ解析では、ユーザごとの特定テンプレートを作成し、ユーザの位置関係を計算した。3ハンドジェスチャ認識と分析では、基本操作に使用するジェスチャと認識率を確認した。4ARコンテンツ制作では、応用コンテンツに必要なVRオブジェクト及びGUI環境をデザインした。ハンドジェスチャの直感的な操作を用いたロケーションベースAR方式によるAR作業支援システムの構築を行った.認識できる「掴む」と「離す」の2つハンドジェスチャによりオブジェクトの移動および生成・削除だけでなく,マーカ方式では不可能であったオブジェクトの広範囲にわたる移動を可能にした.本研究では、1ARマーカーに依存しない、ハンドジェスチャの直観的操作によるロケーションベース方式のAR協調作業支援システムを提案する。平成28年度では、12名が同時に作業空間の共有を可能とさせるために、ロケーションベースAR方式を採用し、ユーザ同士がハンズフリーの状態でCGを操作しあえる空間の設計と実装を行った。ユーザの位置と視線を取得する方法として、光学式モーションキャプチャーシステムを使用した。2深度センサーとモーションキャプチャーシステムを組み合わせることにより、ユーザの手の位置をグローバル座標系に変換することで、ユーザが操作しようとするオブジェクトを適切に判断し、オブジェクトの操作を可能にした。3また、ハンドジェスチャと画面上に表示されるGUIを組み合わせることで、ユーザはオブジェクトの生成・移動・削除の3つの操作が可能となった。4評価実験として、システムの取得する手の座標の誤差とハンドジェスチャによるオブジェクト操作の成功率を調べた。本研究では、ロケーションベースAR方式と深度センサーを組み合わせたオブジェクト操作手法の提案、およびそれを用いた協調作業支援空間を実装した。提案システムの評価実験として、深度センサーとモーションキャプチャーシステムを組み合わせた手の座標取得における誤差とハンドジェスチャとGUIを組み合わせたオブジェクト操作の成功率について行った。その結果から、提案システムが取得しているユーザの手の位置は、平均で4cmの誤差が生じていることがわかった。また、この結果から、10cm程度の大きさのオブジェクトでの操作の認識率を調べたところ、90%以上の認識率を出すことができた。この結果から、今回実装したシステムは、10cm程度の大きさのオブジェクトの操作に関しては、有用であることがわかった。平成29年度では、1提案システムを応用したアプリケーションとして、2名でブロックを作業空間内に配置することのできるモデリングシステムを構築し、応用システムに関する評価実験を行い、提案手法の実用化に向けての有用性に関して検証を行った。

複数人が協調作業を行う上で、提案システムが有用であるかを検証するために、提案システムをベースとしたモデリングシステムを作成し、それに関してのユーザテストを行った。2遠く離れたところにいる作業者同士と共同作業する際、作業者全員が直接集まるためには時間や手間がかかってしまう。この対策として、ネットワークを介してVR空間を共有するといったシステムを導入した。このシステムを用いることで、あたかも遠くにいる人同士と同じ作業場で作業をしているかのような2名が同時に作業空間の共有できるロケーションベースVR方式のシステムも構築した。本研究では、提案システムを応用したアプリケーションとして、2名でブロックを作業空間内に配置することのできるモデリングシステムを構築した。提案システムの評価実験として、提案システムをベースとした、モデリングシステムを作成することで、提案手法の協調作業支援への有用性の検証を行った。アンケートの結果,以下のことが分かった。まず、上下左右の方向に対するブロックの移動よりも、正面方向への移動が難しいというものであった。これは、ブロックの変化の見え方が上下左右方向の移動と比べ少ないというものが原因であった。そこで、ブロックが移動した際には、音が出る仕組みを取り入れることが考えなれる。また、GUIを用いた操作方法に関しては、ほとんどの被験者が直観的な方法だと言った。しかし、被験者によっては、GUIの表示位置がブロックの移動を邪魔してしまうことが分かった。そこで、ユーザによってGUIの表示方法などをカスタマイズできるようにすることで、ユーザビリティの向上ができると考える。システム全体に関するアンケート結果としては、システムの改良において陰面処理の導入が必要であること、背景の映像とオブジェクトの同期が取れるように、システムを改良すること、協調作業をする上で相手の顔も見えたほうがいいという意見もあった。本研究では、1ARマーカーに依存しない、ハンドジェスチャの直観的操作によるロケーションベース方式のAR協調作業支援システムを提案する。22名の複数人がAR協調作業を行うときを想定し3m×4m程度の作業範囲で、支援ができるハンドジェスチャ認識を研究する。3ユーザ同士の位置関係の計測にはロケーションベース方式を利用し、各ユーザが生成・操作したVRオブジェクト及びGUIの情報を仮想空間内に共有できるシステムを構築する。4ハンドジェスチャにより情報を伝える協調作業システムの作業効率を評価実験により向上させることを目的としている。
4次元超音波エコーを用いた咀嚼時における舌の動態解析法の確立

前年度に続き、若年健康成人3名の被験者を追加し基礎データを増やした。前年度報告の通り、探触子をsweepingさせ立体構築を行うことは舌運動の様な俊敏な動作では構築画像が荒くなり定量的な解析が困難となってしまうため、今年度もsweepingを行わずX, Y, Z断面各々の解析に対してサンプル数を増やし解析を行った。被験食はコンビーフ5gとし、咀嚼時舌尖部移動距離、咀嚼時の作業則、非作業則での舌側縁移動距離と舌正中部の陥凹深度の計測を行った。前年度7名、今年度3名の計10名の被験者での測定結果について以下に示す。舌尖部移動距離4.2±1.4mmは、最大舌移動距離は作業則では安静時より平均値で下方へ12.9±1.2mm、上方へ2.2±0.3mm移動しており非作業側では平均値で下方へ2.3±0.4mm、上方へ1.8±0.4mm移動していた。舌正中部における陥凹の平均最大深度は12.1±2.1mmであった。以上より、咀嚼時舌尖部移動距離については過去に我々が行った水分嚥下時の同部位移動距離(2.1±0.5mm)よりも大きくなっていた。また、舌側縁の移動距離については作業側下方移動距離が他の部位と比較すると有意に大きいが、その他3部位(作業側上方、非作業側上下方)については有意な差は認めずほぼ同等の移動距離を示した。本研究結果はこれまで1断面では同時解析困難であった測定を同時に行うことが可能となり、咀嚼時舌運動計測の基礎的方法の一助と成り得る可能性が示唆された。平成26年度は咀嚼時舌運動を描出するため,周波数は過去の報告と同様の5.0MHzとし若年健康成人7名に対し顎下部(下顎第2小臼歯遠心と下顎第一大臼歯近心下)にコンベックス型探触子を設置し,咀嚼時前額断面(Y断面)における舌両側側縁と矢状断面(X断面)における舌正中部の陥凹形成を鮮明に描出できかを探索した.いずれの被験者においても4次元構築画像では探触子内部でのsweeping速度を最大としても舌運動速度に劣ってしまい静止時の解析は可能であるも運動時の解析は不可能であった.以上の結果より全被験者に対し4次元構築画像描出を行わず(sweepingさせない状態で)X断面,Y断面を同時に描出させると舌矢状断・前額断のタイムラグのない同時描出を行うことが可能であった.上記方法によりコンビーフを用いた咀嚼を左右いずれか被験者が任意に決定した側で行わせると,最大舌移動距離は作業側では安静時より平均値で下方へ13.2mm,上方へ2.3mm移動しており,非作業側においては下方へ2.1mm,上方へ1.6mm移動していた.また正中部の陥凹の平均最大深度は13.6mmであった.以上の結果より咀嚼時舌運動において作業側では上下運動幅の差が大きく特に下方への移動量が多い事が分かった.また非作業側では上下の運動範囲の差がほぼ無く作業側と比較すると運動範囲も有意に狭かった.今年度は咀嚼時のおける矢状面,前額断面における舌運動を同時比較することが可能となり,これまで1断面での評価のみであった咀嚼運動時の2断面同時評価が可能となった.前年度に続き、若年健康成人3名の被験者を追加し基礎データを増やした。

4次元構築画像において咀嚼時舌運動の速度に対して立体画像構築が追いつけないため4次元構築画像上での解析は断念したものの,3軸それぞれの解析を実施できることを見出し描出画像からX,Y断面での同時解析を実施できたことで研究計画に沿った描出を行うことができたことは評価できる.しかしZ断面での評価基準設定を行えておらず,更に他の被験食や咬合様式,咬合力等による影響まで含めた評価が今後の課題となる.エコーウインドウの設定は今年度同様とし,可変角度調節可能なスプリング付き探触子固定装置を用いて一定の位置で画像描出が行える様にする必要がある.また被験食の違いや摂取量の違いによる舌運動動態の変化の有無の検討を行う予定である.更に解析も現状設定している下顎第2小臼歯遠心と下顎第一大臼歯近心付近のみならず他の位置での設定も検討していきたい.また健常高齢者に対しても舌運動の差異があるかを兼用する必要があるため,被験者年齢群を高齢者群に設定し若年成人との比較を行う予定である.前年の研究成果と併せ咀嚼時の舌運動の多断面同時解析結果を学会発表や論文投稿を行う.解析用超音波エコーの探触子については現有のコンベックスタイプでの描出が問題無く実施できたことから今年度の新規の探触子購入の必要性がなくなった.しかし高齢者群のデータ採取の際は,ポータブルタイプの超音波エコーが必要となる可能性もあるため,次年度に計上した.今年度は健常若年成人に対し咀嚼時舌運動の多断面同時解析を実施した.本研究にて使用した超音波エコーは据置き式であり,健康高齢者とは言え、次年度に予定している被験者を研究施設へ搬送することは難しいと考えられる.その際の舌動態解析には今年度と同様の機能(4D画像構築可能)の持ち運び可能な超音波エコーが必要になるため、次年度にはそれらの研究遂行に必要な備品を計上する.たデータ採取上に必ず必要な消耗品である超音波エコー用ジェルパッド、超音波エコー用ジェル、更には容量の大きな画像保存のための画像保存用HDD、動作解析ソフト(HULINKS社製、i-Slution)や研究成果発表のための国内・国外学系への参加経費を引き続き計上した.またボランティアを被験者とするため、交通費を含めた若干の謝金を用意する予定である.