hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロスケールにおける流動および伝熱特性に関する研究

本研究では超微小領域における流体の流動と熱伝達特性を包括的に明らかにする事を目的としている.本研究開始前は,実際の応用において重要となる3次元性の高い流路における流動特性や剥離を伴う流れの流動特性等についての実験的研究は行われておらず全く未知の状態であった.そこで,凹凸面を有するマイクロチャネルを製作し,その中での摩擦損失特性や剥離を伴う流れの流動特性を調べた.具体的には長さ約30mm,高さが約1mmの極めて微小な凹凸を持つマイクロチャネルなどを製作し,特に凹凸面の高さが摩擦損失特性に大きな影響を与えること,凹凸面の間隔や長さはの影響は比較的小さいことなどを明らかにした.また,凹凸が存在し,クヌッセン数が大きい場合には流れの剥離が抑制され,摩擦抵抗の減少幅は大きくなり、みかけの運動量適応係数を大きくした取り扱いが可能である事を明らかにした.また,超微小領域では従来の連続体的アプローチでは流れの正確な把握が難しくなるため,分子の動きを直接計算するモンテカルロ直接法(DSMC法)に新たに取り組み,上記実験の知見が正しい事を確認した.さらに,米国カリフォルニア大学ロサンゼルス校に滞在し,さらに高精度かつ微小な大きさの凹凸を製作する事によって,二層流特に液滴の運動の摩擦抵抗を劇的に減少させることができる事を明らかにした。本研究では超微小領域における流体の流動と熱伝達特性を包括的に明らかにする事を目的としている.本研究開始前は,実際の応用において重要となる3次元性の高い流路における流動特性や剥離を伴う流れの流動特性等についての実験的研究は行われておらず全く未知の状態であった.そこで,まず,今年度では凹凸面を有するマイクロチャネルを製作し,その中での摩擦損失特性や剥離を伴う流れの流動特性を調べた.具体的には長さ約30μm,高さが約1μmの極めて微小な凹凸を持つマイクロチャネルなどを製作し,特に凹凸面の高さが摩擦損失特性に大きな影響を与えること,凹凸面の間隔や長さはの影響は比較的小さいことなどを明らかにした.一方,マイクロスケールにおける流れ場,温度場のさらなる局所的な諸量(速度,温度,圧力)を計測する事は極めて困難である.そこで,DSMC法と呼ばれる分子全ての運動を考慮に入れる計算手法を取り入れた計算コードを新規に作成した.このDSMC法は,従来の連続体仮定に基づく解析や数値解析では不可能な極めて微小な領域の流れも極めて高い精度で調べることができる手法である.本年度は,まずこの新規コードの妥当性の検証と,上記実験と同じく,凹凸面を有するマイクロチャネル内流れの計算を行った.その結果は,実験の結果と定性的に一致し,本計算手法と,実験の妥当性を相互に検証することができた.本研究では超微小領域における流体の流動と熱伝達特性を包括的に明らかにする事を目的としている.本研究開始前は,実際の応用において重要となる3次元性の高い流路における流動特性や剥離を伴う流れの流動特性等についての実験的研究は行われておらず全く未知の状態であった.そこで,凹凸面を有するマイクロチャネルを製作し,その中での摩擦損失特性や剥離を伴う流れの流動特性を調べた.具体的には長さ約30mm,高さが約1mmの極めて微小な凹凸を持つマイクロチャネルなどを製作し,特に凹凸面の高さが摩擦損失特性に大きな影響を与えること,凹凸面の間隔や長さはの影響は比較的小さいことなどを明らかにした.また,凹凸が存在し,クヌッセン数が大きい場合には流れの剥離が抑制され,摩擦抵抗の減少幅は大きくなり、みかけの運動量適応係数を大きくした取り扱いが可能である事を明らかにした.また,超微小領域では従来の連続体的アプローチでは流れの正確な把握が難しくなるため,分子の動きを直接計算するモンテカルロ直接法(DSMC法)に新たに取り組み,上記実験の知見が正しい事を確認した.さらに,米国カリフォルニア大学ロサンゼルス校に滞在し,さらに高精度かつ微小な大きさの凹凸を製作する事によって,二層流特に液滴の運動の摩擦抵抗を劇的に減少させることができる事を明らかにした。
半導体２重量子ドット中の電子スピンを用いた量子ビットの高性能化と量子計算の実現

本研究の目標は、半導体量子ドット中の電子スピンを量子ビットとして用いた量子計算を実現することである。そのための技術的課題の克服や物理的検証を目指して研究を進めてきた。これまでに、微小磁石による局所磁場を利用することで、従来の報告値よりも1桁高速な120MHz以上のESR動作を実現、単一スピン操作において95%程度と高い忠実度を達成した。また単一電子スピンの位相を電極電圧で直接制御できることを示し、量子計算に有用な50MHzの位相操作を実証するなど、半導体量子ドット中の電子スピン量子ビットの性能の高さを示してきた。本年度は単一スピン量子ビットの量子操作実験に関してさらに解析を進めた。100MHzのESRを用いることで核スピンとの相互作用時間に比べて短い時間での操作が達成されており、そのラビ振動がこれまで観測されていたものとは質的に異なる振る舞いを見せていることを明らかにした。また、本研究で初めて同系で観測されたシェプロン紋様が、このような高速操作を実現した場合にのみ観測されることを理論的に明らかにした。またこれらの結果を踏まえ、量子計算に必要な量子誤り訂正の実証を見据えて、3量子ビット系の実装に取り組んだ。このために、高い制御性を備えた3重量子ドット試料を作製した。自由度の高い試料の調整時間を短縮するため、またスピン状態の単一検出を可能にするために、高速読み出しを可能にする高周波測定系を構築した。これにより量子ドット試料の特性評価に要する時間を従来の1割程度にまで短くできた。また、いくつかの3重量子ドットをスピン操作に必要な電子数状態に調整した。さらに構築した測定系における雑音強度と試料の信号強度から、忠実度99%のスピン検出に必要な時間を推定し、緩和時間に比べて非常に短い、4μs程度での検出が可能という見積もりをたてた。(抄録なし)本研究の最終目標は、半導体量子ドット中の電子スピンを量子ビットとして用いた量子計算を実現することである。そのための技術的課題の克服や物理的検証を目指して研究を進めてきており、今年度の研究は概ね計画に沿って実行された。研究は主に、二重量子ドットにおいて単一電子スピン共鳴実験を行うことによって進められた。測定には、高周波同軸線を備えた希釈冷凍機を用いた。試料には従来から用いられているガリウム砒素系横型二重量子ドットを採用したが、測定に先立って量子ドットの磁場特性を高めるためにデバイス構造に改良を施した。特に、米国カリフォルニア大学サンタバーバラ校のグループとの共同研究によって、基板表面近傍にありながらノイズ特性の良好な量子ドットデバイスの作製が実現した。希釈冷凍機温度において量子ドットデバイスを調整することでドット中の単一電子スピンに対する電子スピン共鳴(ESR)スペクトルを得ることに成功した。近接したドット間において電子スピンの感じている磁場の差として、従来のガリウム砒素系横型量子ドットで報告されていた値に対し約1桁大きい値を観測した。この磁場は高速操作時にスピン操作の独立性を担保するのに必要な磁場特性である。この値が大きいことから、用いた微小磁石の設計の有効性と、今回のデバイス構造の優位性が確認された。またESRスペクトル幅のESR駆動強度依存性を測定し、スピン回転速度が高速化されていることを示唆するデータを得た。この大きな磁場特性を利用することで、従来用いられてきた方法とは異なるスピン操作法が可能になると我々は考えた。そこで、この方法でスピン操作を行うために必要な条件を明らかにし、実際にデバイスでそれらの条件が満たされているかどうかを測定した。結果、得られた磁場特性はこれらを満たしており、従来の方法よりも高速なスピン操作が可能なものに相当することが分かった。本研究の最終目標は、半導体量子ドット中の電子スピンを量子ビットとして用いた量子計算を実現することである。これまでの研究で、微小磁石による局所磁場特性を改善した二重量子ドット試料において、単一電子スピン共鳴(ESR)の観測に成功し、そのスペクトルから量子ビットの高性能化に必要となる操作の高速化を示唆する結果が得られていた。しかしながら高周波測定系の技術的問題から、より直接的な時間領域での実験が難しい状況にあった。本年度は測定系の問題を解決することで、時間領域での高速スピン操作の実証実験を行った。まず、従来の報告値よりも1桁高速な120MHz以上のESR動作を実現した。この結果は、半導体量子ドット中の電子スピンをその集団位相緩和時間よりも1桁程度短い時間で操作できることを意味しており、半導体量子ドット中の電子スピン量子ビットの性能が高いことを実験的に示すものである。この量子ビット系のコヒーレンスを制限しているのは半導体母材中の核スピン集団との結合であることが知られており、従来報告されていたESRのラビ振動では、この核スピンの影響が位相シフト等として表れていた。今回観測した高速ESRのラビ振動ではこの影響が見られなかったことから、操作の高速化により演算の忠実度が向上していることが確かめられた。実際、ラビ振動の解析から、95%程度の高い忠実度が実現されていることが分かった。また、微小磁石による局所磁場を利用することで、単一電子スピンの位相を電極電圧で制御できることを示した。この操作は、量子計算に有用な位相ゲートとして動作する。時間分解実験から、この位相の変調速度は50MHzとわかった。

従来のESRを用いた位相ゲートでは3操作を組み合わせる必要があるのに対し、この位相ゲートは1操作で済むことから、π/8回転など回転角度が小さい位相ゲートをより高速に実装することが可能となった。本研究の目標は、半導体量子ドット中の電子スピンを量子ビットとして用いた量子計算を実現することである。そのための技術的課題の克服や物理的検証を目指して研究を進めてきた。これまでに、微小磁石による局所磁場を利用することで、従来の報告値よりも1桁高速な120MHz以上のESR動作を実現、単一スピン操作において95%程度と高い忠実度を達成した。また単一電子スピンの位相を電極電圧で直接制御できることを示し、量子計算に有用な50MHzの位相操作を実証するなど、半導体量子ドット中の電子スピン量子ビットの性能の高さを示してきた。本年度は単一スピン量子ビットの量子操作実験に関してさらに解析を進めた。100MHzのESRを用いることで核スピンとの相互作用時間に比べて短い時間での操作が達成されており、そのラビ振動がこれまで観測されていたものとは質的に異なる振る舞いを見せていることを明らかにした。また、本研究で初めて同系で観測されたシェプロン紋様が、このような高速操作を実現した場合にのみ観測されることを理論的に明らかにした。またこれらの結果を踏まえ、量子計算に必要な量子誤り訂正の実証を見据えて、3量子ビット系の実装に取り組んだ。このために、高い制御性を備えた3重量子ドット試料を作製した。自由度の高い試料の調整時間を短縮するため、またスピン状態の単一検出を可能にするために、高速読み出しを可能にする高周波測定系を構築した。これにより量子ドット試料の特性評価に要する時間を従来の1割程度にまで短くできた。また、いくつかの3重量子ドットをスピン操作に必要な電子数状態に調整した。さらに構築した測定系における雑音強度と試料の信号強度から、忠実度99%のスピン検出に必要な時間を推定し、緩和時間に比べて非常に短い、4μs程度での検出が可能という見積もりをたてた。震災の影響によりやむなく実験を中断した影響はあったが、当該年度目標の主幹であるESRの高速化が達成されており、おおむね順調である。量子ゲート操作の実現については時間分解測定において技術上の課題が残っているものの、必要特性が達成されていることが別アプローチにより確認された。本年度までに、半導体量子ドット中の電子スピン量子ビット操作の位相緩和時間内での高速動作を実証することができた。これは本研究の最終目標である同系での量子計算の実現において、基幹となる技術である。今後は時間分解測定の実施による量子計算実験と、スピン状態読み出しの高速化について取り組んでいく予定である。前者については、従来の測定系での技術的課題である、特定周波数帯での透過率増大を解決した測定系での実験をすでに開始している。後者については新技術の導入が必要となるが、すでに基礎技術の習得をおおむね終えており、今後は測定装置の実装を行うことを予定している。電子スピンの高速動作を用いて、量子状態トモグラフィーやより複雑な量子ゲニト、量子回路を実装していく予定である。このためには高速読み出しが必要となると考えられ、これまでにそのための準備を独立に行ってきた。
外来個体群の侵入・分散に伴う淡水エビ類の遺伝子汚染と共生システムの攪乱

日本に侵入したと推測されるカワリヌマエビ属を遺伝解析した結果、2つのクレードに分かれた。クレードIは日本在来亜種ミナミヌマエビと分布域が重なったが、クレードIIは日本と中国の両方にみられた。雄の外部形態からも、前者は在来、後者は外来種と判断された。日本の4地点では両クレードが混在し、外来種との交雑による遺伝子撹乱の可能性が示された。聞き取り結果と合わせると、日本のカワリヌマエビ属は中国の華中・華北地域、近年、兵庫県で発見された共生種ヒルミミズは華中地域から導入された可能性が高い。1.日本に侵入しているカワリヌマエビ属および共生動物の由来を調べるため、中国で現地調査を行い、河南省1地点、広東省4地点でカワリヌマエビ属と中国原産のヒルミミズを含む共生動物を採集した。2.中国の標本と日本国内の標本(ミナミヌマエビ分布域内の西日本18地点と、分布域外の北海道、東日本の3地点)のカワリヌマエビ属のmtDNAを解析し、COI遺伝子522塩基の配列を決定し、系統解析を行った。その結果、得られたハプロタイプは比較的高い確率で支持される2クレード(IとII)に分かれた。Iは国内のハプロタイプのみから構成され、IIは国内と中国の両方のハプロタイプで構成されていた。3.この結果から、Iが在来(=ミナミヌマエビ)の系統、IIが外来の系統と考えられ、日本に外来のカワリヌマエビ属が侵入・定着している可能性は極めて高いことが示された。国内でのクレード分布を検討したところ、ミナミヌマエビの自然分布域内では18個体群中7個体群は在来クレード、7個体群で外来クレードが検出、また4個体群で両クレードが混在し、在来ミナミヌマエビとの交雑による遺伝子汚染の可能性が示された。一方、分布域外の個体群はすべて外来クレードだった。4.中国で採集されたカワリヌマエビ属から、ヒルミミズ類、ツノウズムシ類、ヒルガタワムシ類の3種類の外部共生者が見いだされ、ヒルミミズ類については日本で発見された種と同一種であることを確認した。ヒルミミズが付着していた4地点では、ホストの8-17%はヒルミミズとツノウズムシの両者を共生させており、両者の共生数には相関はなかった。また現地での生体観察でも、一方が他者を排除する行動は観察されなかった.ヒルミミズの原産地でツノウズムシと共存が確認されたことから、外来と考えられる日本のカワリヌマエビ個体群でも、在来の共生者との新たな関係ができる可能性があることがわかった。5.日本と世界の外来ヒルミミズに関する知見を整理し、論文に著した.6.京都府深泥池のカワリヌマエビ属が定着に成功した要因を考察し、図書に著した。1.日本に侵入しているカワリヌマエビ属および共生動物の由来を調べるため、中国、台湾で現地調査を行った。その結果、中国福建省9地点、台湾島10地点でカワリヌマエビ属を採集し、福建省からは共生動物としてエビヤドリツノムシとエビヤドリモ、台湾からはエビヤドリツノムシとヒルミミズ類を確認した。ヒルミミズ類は台湾からの初記録である。台湾での調査によって、ヒルミミズの宿主はこれまで知られているカワリヌマエビ属だけでなくヌマエビ属にまで及んでいること、およびヒルミミズ類とエビヤドリツノムシ類とは同一のエビ個体上で共存する場合があることが確認された。2.共生動物ヒルミミズの由来を調べるため、宮古島の地下水系で新たな調査を実施し、琉球列島に固有のサキシマヌマエビの体表からヒルミミズ類を採集した.このヒルミミズ標本は今後、形態観察とDNA解析によって、その分類学的位置を明らかにする予定である.3.平成19度にCO I遺伝子の分析を行った日本および中国のカワリヌマエビ属標本について、16SrRNAの系統解析を行ったところ、CO I遺伝子と同様に全ハプロタイプがIとIIの2グレードから構成され、Iは国内めハプロタイプ(在来系統)のみ、IIは国内と中国のハプロタイプ(外来系統)で構成されることが再確認できた。さらに、1サイトの欠失・挿入によって簡単に両グレードを識別することが可能となった。また、福建省の9集団113個体についても同様の系統解析を行い、形態的特徴も併せて調べた。その結果、8集団のハプロタイプは全てクレードIIに含まれ、全ての雄の第3・4胸脚前節が湾曲し、外来個体群特有の形態的特徴を示した。

しかし、残る1集団では全個体がグレードIのハプロタイプを有し、殆どの雄個体の前節は湾曲せず、日本在来のミナミヌマエビ亜種群に属することが示唆された。どの個体も在来亜種と酷似しており、もし、これらの集団が輸入され国内に放逐されれば、現状の形態や系統情報では捉えきれない侵入が起きる可能性があると考えられる。4.カワリヌマエビ属の輸入実態および国内での販売ルートについて聞き取りを行った結果、主に関西国際空港を経由して輸入され、その後、釣り餌業者、ペットショップおよびインターネット販売の3ルートで日本全域に販売されていることが確認された。日本に侵入している外来カワリヌマエビ属Neocaridina spp.とその共生動物の由来を調べるため、輸出入業者への聞き取りに基づき、その産地と推定される中国浙江省をはじめ長江流域の3つの省でカワリヌマエビ属の採集を行なった。のべ9地点でカワリヌマエビ属を採集し、各地点および過去に韓国で採集した標本について6-22個体のmtDNACOIおよび16SrRNA遺伝子の配列(合計995塩基)を調べた。その結果、浙江省を含めた中国のサンプルのハプロタイプには、これまで国内各地のカワリヌマエビ属で検出されてきた外来クレードが高頻度で含まれていた。また、韓国のサンプルにはこれまで在来と考えてきたクレードに属するハプロタイプが検出された。このことは韓国のカワリヌマエビが在来カワリヌマエビと遺伝的に近縁であることを意味しており、mtDNAだけでは捉えきれない侵入も生じている可能性が示唆された。また安徽省(1地点)と浙江省(2地点)のカワリヌマエビ属から、ヒルミミズ類Holtodrilus truncatusの出現が確認された。ヒルミミズがカワリヌマエビ属に共生する割合は最大37%で、出現したいずれの地点でもツノウズムシ類Scutariella spp.が同所的に見られた。この状況は、カワリヌマエビの外来個体群が侵入していると推測されている兵庫県菅生川水系での観察結果とよく似ていた。過去3年間の調査で採集されたヒルミミズの国内個体群(兵庫県、和歌山県、宮古島)と中国個体群(広東省、浙江省)についてmtDNAの解析を行ったところ、兵庫県の個体群が浙江省の個体群と最も近縁な位置にあることがわかった。この結果は、宿主のカワリヌマエビ属で推定された結果と整合性があった。これらのDNA分析の結果から判断して、これまでの聞き取り調査によって推定されてきた外来カワリヌマエビ属の侵入経路はほぼ正しいものと考えられた。
研削液の動圧を利用した外周刃ブレード刃先のアクティブ制御

外周刃ブレードによるスライシング加工では,加工中に生じるブレードのたわみが切断精度に多大な影響を与える.そうしたブレードのたわみは,ブレードの偏摩耗,刃先の切れ味のアンバランスなど,様々な要因によってもたらさる.切断にあたってそれらの要因を完全に排除することは現在の技術では困難である.そこで本研究では,ブレードガイドを用いてブレードのたわみをアクティブ制御する方法について検討した.ブレードガイドは,外周刃ブレードによるセルフカットで製作した.はじめの実験では,固定したブレードガイドが切断精度に与える影響を調べた.厚さ0.1mmのオールブレードタイプの電鋳ダイヤモンドブレードにセラミックス製のブレードガイドを装着し,厚さ2mmのアルチックを切断した結果,ブレードガイドを用いることでブレードのたわみが抑制され,切断軌道の偏位が低減することがわかった.その効果は,ブレード側面とガイド面間に生じたくさび状隙間に研削液が流入し,そこに生じた動圧によって得られると考えた.次に,上記実験をモデル化し,理論解析によってブレードガイドが切断精度に与える影響を調べ,ブレードガイドを用いない場合に比べ,ブレードガイドを用いた場合は切断軌道の偏位が2/3程度に抑えられることを示した.さらに,ブレードのたわみを渦電流式変位センサでモニターし,たわみ量に基づいてブレードガイドの位置を積層型圧電素子で変化させるシステムを試作し,その制御方法について検討した.ブレードガイドの位置Z_Gと研削点でのブレードのたわみZ_Wと渦電流式変位センサからの出力Z_Sの間には一義的関係があることが実験から明らかになり,Z_GとZ_WとZ_Sの間にF(Z_G, Z_S, Z_W)=0なる関係があるとき,F(Z_G, Z_S, 0)=0が満足されるようにZ_Gを変化させれば切断軌道の偏位を抑制できることがわかった.外周刃ブレードによるスライシング加工では,加工中に生じるブレードのたわみが切断精度に多大な影響を与える.そうしたブレードのたわみは,ブレードの偏摩耗,刃先の切れ味のアンバランスなど,様々な要因によってもたらさる.切断にあたってそれらの要因を完全に排除することは現在の技術では困難である.そこで本研究では,ブレードガイドを用いてブレードのたわみをアクティブ制御する方法について検討した.ブレードガイドは,外周刃ブレードによるセルフカットで製作した.はじめの実験では,固定したブレードガイドが切断精度に与える影響を調べた.厚さ0.1mmのオールブレードタイプの電鋳ダイヤモンドブレードにセラミックス製のブレードガイドを装着し,厚さ2mmのアルチックを切断した結果,ブレードガイドを用いることでブレードのたわみが抑制され,切断軌道の偏位が低減することがわかった.その効果は,ブレード側面とガイド面間に生じたくさび状隙間に研削液が流入し,そこに生じた動圧によって得られると考えた.次に,上記実験をモデル化し,理論解析によってブレードガイドが切断精度に与える影響を調べ,ブレードガイドを用いない場合に比べ,ブレードガイドを用いた場合は切断軌道の偏位が2/3程度に抑えられることを示した.さらに,ブレードのたわみを渦電流式変位センサでモニターし,たわみ量に基づいてブレードガイドの位置を積層型圧電素子で変化させるシステムを試作し,その制御方法について検討した.ブレードガイドの位置Z_Gと研削点でのブレードのたわみZ_Wと渦電流式変位センサからの出力Z_Sの間には一義的関係があることが実験から明らかになり,Z_GとZ_WとZ_Sの間にF(Z_G, Z_S, Z_W)=0なる関係があるとき,F(Z_G, Z_S, 0)=0が満足されるようにZ_Gを変化させれば切断軌道の偏位を抑制できることがわかった.外周刃ブレードによるスライシング加工では,加工中に生じるブレードのたわみが切断精度に影響を与える主たる要因となっている.ブレードのたわみは様々な要因によってもたらされるため,それらを完全に排除することは困難である.したがって,ブレードのたわみをスライシング加工中にアクティブに制御するシステムの開発が必要である.本研究では,外周刃のたわみをアクティブ制御する実験装置のメカ部の設計・製作および制御装置の設計・製作を行った.外周刃ブレードのたわみを制御するためには,ブレードのたわみ量を計測する部分とたわみをアクティブに変化させるアクチュエータ部が必要である.ブレードのたわみ計測には直径2mmの渦電流式変位センサを用いた.また,アクチュエータとしては圧電素子を使用し,その先端にブレードガイドを設けた.ブレードのたわみは,このブレードガイドにより,研削液の膜を介して非接触で変化させられるようにした.変位センサおよびブレードガイドはリニアガイドによる剛性の高いスライドテーブルに固定し,ブレードの着脱が容易に行えるようにした.制御装置はノート型パソコンとIOカードおよび制御ボックスから構成される.制御ボックスには,渦電流式変位センサからの出力を増幅するためのアンプと高周波成分をカットするローパスフィルタおよび圧電素子を駆動するためのアンプが内蔵されている.IOカードにはDA変換器とAD変換器が内蔵されており,それぞれ,渦電流変位センサからの出力の読み込み,圧電素子への駆動電圧の出力に用いている.システム全体を制御するソフトウエアの開発にあたっては,圧電素子を駆動する際の非線形性が補正されるように配慮した.外周刃ブレードによるスライシング加工では加工中に生じるブレードのたわみが切断精度に影響を与える主たる要因となっている。ブレードのたわみは様々な要因によってもたらされるため,それらを完全に排除することは困難である。

したがって,ブレードのたわみをスライシング加工中にアクティプに制御するシステムの開発が必要である。昨年度は,ブレードのたわみをアクティブに制御するための装置を試作したが,本年度はアクティブな制御は行わず,ブレードのたわみの制御部であるブレードガイドがブレードのたわみに与える影響を調べた。外周刃ブレード自身によってガイド部材にスリット加工を行い,それをそのままアライメント調整無しでブレードガイドとして使用する方法を試みた。厚さ0.1mmのオールブレードタイプの電鋳ダイヤモンドブレードにセラミックス製のブレードガイドを装着し,厚さ2mmのアルチックを工作物として切断実験を行い,以下の結果を得た。(1)ブレードガイドを用いることでブレードのたわみが抑制され,切断軌道の偏位が安定して低減することがわかった。(2)ブレードガイドを用いることで切断幅が安定して低減することがわかった。(3)ブレードガイドを用いた場合,切断回数の増加に伴って切断軌道の偏位や切断幅が徐々に減少した。(4)チッピングサイズに対してブレードガイドはほとんど影響を与えないことがわかった。(5)ブレードガイドがブレードのたわみを抑制する主な理由として,ブレード側面とガイド面間のくさぴ状の隙間に流入する研削液の動圧が考えられる。外周刃ブレードによるスライシング加工では,加工中に生じるブレードのたわみが切断精度に影響を与える主たる要因となっている.ブレードのたわみは様々な要因によってもたらされるため,それらを完全に排除することは困難である.したがって,ブレードのたわみをスライシング加工中にアクティブに制御するシステムの開発が必要である.昨年度は,ブレードガイドのアクティブな制御は行わず,ブレードのたわみの制御部であるブレードガイドがブレードのたわみに与える影響を調べた.その結果,ブレードガイドをアクティブに制御しなくても,切断精度をある程度向上できることがわかった.本年度の前半は,昨年度の実験結果を理論的に考察した.具体的には,これまでに開発してきたスライシング加工中のブレードのたわみ挙動解析手法を用い,ブレードガイドが切断精度に与える影響について調べた.その結果ブレードガイドを用いない場合に比べ,ブレードガイドを用いた場合は切断軌道の偏位を2/3程度に抑えることができることが理論的にわかった.年度後半は,積層型圧電アクチュエータと平行板ばねによってブレードガイドを刃厚方向に精密に駆動し,ブレードガイドの駆動量Gd,切断軌道の偏位量Wd,変位センサ位置におけるブレードのたわみ量Sdの3つの変数の関係について調べる実験を行い,その結果に基づいて制御方法を検討した.実験の結果,Gd, Wd, Sdの間には,近似的に次式で与えられる関係があることがわかった.したがって,スライシング加工中にK_3Gd+K_1Sd+K_0の値を監視し,それがゼロになるようにGdを制御すれぱ切断精度を向上させることができるといえる.
ダイナミクスを考慮した柔軟・しなやか・安全な能動的探索行動設計

本研究は、マルチモーダルセンサ情報に基づくロボットの環境認識技術の一つとして、ロボットのダイナミクスに基づく環境認識のための柔軟・しなやか・安全な能動的探索行動設計を目的とする。そのために、最適制御に基づく能動的探索行動設計法の検討を行っている。平成27年度は、マルチモーダルセンサ情報の効率的な取り扱い方法を検討し、その成果を論文として発表した。またロボットによる知覚のための特徴抽出法やモデリング法の現状について調査するため、国際会議に参加し必要な情報収集を行った。本年度は基礎的なアルゴリズム検討を目的としており、具体的に検討するべき事項は大きく分けて以下の2つである。まず1つ目はマルチモーダルセンサ情報の効率的な取り扱い法である。これに対して、多様体学習法に基づく状態空間モデルの同定法を提案し、人工データに基づく検証とモーションキャプチャデータによる検証を通して提案手法の有効性を確認した。この成果を英文誌に投稿し受理され、現在印刷中である。モーションキャプチャデータに対する有効性を確認したことで、ロボットの関節角度情報に対する次元削減や特徴抽出に対する有効性も期待できると考えている。また、提案アルゴリズムを触覚情報に適用することで、物体の硬さ推定に対する有効性も確認した。これら、センサ情報の取り扱いによる基礎的なアルゴリズムの検討により、過去の研究で提案した観測モデル構築法の拡張に対する知見を得た。これらの知見をまとめ、ロボットによる能動的物体認識タスクを通して有効性を確認しているところであり、英文誌への投稿を予定している。2つ目の検討事項はしなやかなロボットの探索行動を自動設計するための最適制御法の基礎的検討である。これに対しては様々な文献を調査しており、国際会議での情報収集など行ったが、現時点ではまとまった成果は得られておらず、これは今後の課題としたい。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
歯周組織再生効果増強を目指した幹細胞ーサイトカイン治療の創生

本研究では、間葉系幹細胞を用いた細胞治療とサイトカイン治療の歯周組織再生効果増強の可能性を検討した。その結果、脂肪組織由来幹細胞(ADSC)の足場材として、顆粒径; 500-1000μmのβ-3リン酸カルシウムとフィブリンゲルが有用であることが明らかとなった。そして、ADSCや骨髄由来間葉系幹細胞の培養上清のプロテオーム解析の結果、Periostinが歯周組織再生に関与している可能性が示唆された。また、ビーグル犬の開窓モデルにおいて、FGF-2投与により骨再生が観察された。以上の結果より、細胞治療とサイトカイン治療を組み合わせることにより、歯周組織再生効果が増強される可能性が示唆された。平成27年度は、ビーグル犬に上顎両側犬歯および前臼歯に人工的開窓モデルを作成し、0.3%FGF-2含有ハイドロキシプロピルセルロース(HPC)製剤を試験群に、反対側(対照群)にはHPCのみを投与し、両群の臨床的観察を行った。その結果、両群ともに歯肉の裂開や退縮は認められず、FGF-2製剤投与群においても歯肉増殖などの異常所見は観察されなかった。現在、製剤投与6週後にと殺し採取した組織片のマイクロCT解析による歯槽骨の再生状態の解析と、両群の歯槽骨、歯根膜、セメント質などの再生量を比較するため組織切片を作製中である。脂肪組織由来幹細胞(ADSC)をβーグリセロリン酸とアスコルビン酸を含有する石灰化誘導培地で長期培養することにより分化誘導し、ADSCからRNAを抽出し、逆転写反応後、Real-time PCR法により石灰化関連遺伝子および歯根膜特異的遺伝子発現を経時的に解析した。その結果、分化誘導したADSCにおいて、Runx2、骨シアロタンパク(BSP)やなどの石灰化関連遺伝子や歯根膜特異的遺伝子PLAP-1の発現上昇が検出され、ADSCの骨芽細胞や歯根膜細胞への分化能が確認できた。ヒトADSCを3日間培養し遠心分離した上清(ADSC -CM)の歯根膜細胞に及ぼす影響を解析した。その結果、ADSC-CMは歯根膜細胞の増殖には顕著な影響を与えなかったが、歯根膜細胞のアルカリフォスファターゼ(ALP)、Runx2、BSPおよびコラゲナーゼのmRNA発現を上昇させた。また、ADSC-CM添加により歯根膜細胞の石灰化ノジュール形成能の有意な亢進が観察され、ADSC由来の液性因子が歯根膜細胞の硬組織形成細胞への分化を促進する可能性が示唆された。平成27年度は、ビーグル犬の開窓モデルを用いたFGF-2の歯周組織再生効果の検討を実施した。また、脂肪組織由来幹細胞(ADSC)の骨芽細胞や歯根膜細胞への分化能が確認できた。さらに、ADSC由来の液性因子が歯根膜細胞の硬組織形成細胞への分化を促進する可能性を明らかにしたことから、平成27年度に予定していた計画を概ね計画通りに遂行できたと考えている。本年度は、ビーグル犬に上顎両側前臼歯に人工的開窓モデルを作成し、試験群には0.3%FGF-2含有ハイドロキシプロピルセルロース(HPC)製剤を、反対側(対照群)にはHPCのみを投与し、両群の臨床的観察とマイクロCT解析を行った。その結果、両群ともに歯肉の裂開や退縮などの臨床的治癒不全は認められず、FGF-2製剤投与群においても歯肉増殖などの異常所見は観察されなかった。そして、製剤投与6週後にと殺し採取した組織片のマイクロCT解析の結果、FGF-2製剤投与群は対照群に比べ開窓部の新生骨体積の増加が観察された。次年度は、ビーグル犬に上顎両側犬歯に人工的裂開モデルを作成し、開窓モデルと同様に臨床的観察とマイクロCT解析を行うとともに、組織切片を作製し、両群の歯槽骨、歯根膜、セメント質などの再生量を比較しFGF-2の歯周組織再生効果を検討する予定である。そして、間葉系細幹細胞(MSC)含有移植材に適した足場材を選定するため、マウス歯根膜細胞(MPDL)と種々の濃度のフィブリン製剤(ボルヒール)、アテロコラーゲンおよびハイドロキシプロピルセルロース(HPC)からなる移植材を作製し、臨床的操作性と賦形性を検討した。その結果、フィブリン製剤、23%アテロコラーゲンおよび高濃度(1000-4000mPa)ハイドロキシプロピルセルロース(HPC)を足場材とした移植材が臨床的に優れた操作性と賦形性を有していることが明らかとなった。また、ボルヒールと同様のフィブリン製剤であるベリプラストPを用いてMSC含有移植材の試作を行った結果、細胞懸濁液とフィブリン液およびトロンビン液を各々5:1の割合で混合し両液を混和することにより、適度な操作性と賦形性を有する移植材が作成できることが明らかとなった。本年度は、予定通りビーグル犬の開窓モデルを用いたFGF-2の歯周組織再生効果の検討を実施した。また現在、裂開モデルを用いたFGF-2の歯周組織再生効果の検討に着手しており、ビーグル犬を用いた歯周組織再生実験に関しては、予定通り遂行できている。また、間葉系細幹細胞含有移植材に適した足場材の検討に関しても本年度は予定していた内容を達成した。マウス歯根

膜細胞(MPDL)とフィブリン製剤、23%アテロコラーゲンおよびハイドロキシプロピルセルロース(HPC)およびβ-3リン酸カルシウム(β-TCP)を組み合わせ作成した移植材の中から臨床的な操作性と賦形性に優れた移植材を選定し、移植材中におけるMPDLの細胞数および生存率をコンフォーカル顕微鏡で検討した。その結果、MPDLとフィブリン製剤を組み合わせた移植材が細胞数および細胞生存率ともに最も高かった。そして、β-TCP基材とする移植材では、β-TCPの顆粒表面への細胞接着が認められ細胞生存率も中程度であったが、移植材に含まれる細胞数は少なかった。一方、アテロコラーゲンやHPCを含む移植材は細胞生存率が低い傾向が認められた。脂肪組織由来間葉系幹細胞(ADSC)、骨髄由来間葉系幹細胞(BMSC)およびヒト線維芽細胞(FB)を無血清培地で培養後、回収した培養上清(ADSC-CM、BMSC-CM、FB-CM)中のタンパク質をショットガンプロテオーム解析を用いて網羅的に解析した。その結果、ADSC-CM、BMSC-CM、FB-CMにはそれぞれ437、618、474種のタンパク質が検出され、各上清に特異的に検出されたタンパク質はそれぞれ21、191、57種であった。そして、ADSC-CMおよびBMSC-CMにおいて、FB-CMに比べPeriostinが多く検出された。ビーグル犬の歯槽骨裂開および開窓モデルを用いて、0.3%線維芽細胞増殖因子(FGF-2)の歯周組織再生効果を検討した。その結果、開窓モデルではHPCのみを投与した対照群に比べFGF-2投与群において骨再生が観察された。一方、裂開モデルではFGF-2投与群の一部に歯槽骨再生が認められたが、全体的には両郡とも著明な骨再生は認められなかった。本研究では、間葉系幹細胞を用いた細胞治療とサイトカイン治療の歯周組織再生効果増強の可能性を検討した。その結果、脂肪組織由来幹細胞(ADSC)の足場材として、顆粒径; 500-1000μmのβ-3リン酸カルシウムとフィブリンゲルが有用であることが明らかとなった。そして、ADSCや骨髄由来間葉系幹細胞の培養上清のプロテオーム解析の結果、Periostinが歯周組織再生に関与している可能性が示唆された。また、ビーグル犬の開窓モデルにおいて、FGF-2投与により骨再生が観察された。以上の結果より、細胞治療とサイトカイン治療を組み合わせることにより、歯周組織再生効果が増強される可能性が示唆された。平成28年度以降は、平成27年度に行ったビーグル犬の開窓モデルに対するFGF-2の歯周組織再生効果をX線的および組織学的に検討する。そして、脂肪組織由来幹細胞(ADSC)の培養上清中の液性因子の歯根膜細胞に及ぼす影響についてのプロテオーム解析を計画している。また、ADSC含有移植剤に適した足場材について検討するため、β-TCPなどの骨補填材などの性状とADSCの生存率や含有可能細胞数との関連性についての検討を計画している。次年度は最終年度となるため、平成28年度に行ったビーグル犬の歯周組織欠損モデルに対するFGF-2の歯周組織再生効果を詳細に解析し、重度歯周組織欠損に対するFGF-2の適応条件について考察する予定である。そして、MSC含有移植材に適した足場材の検討結果より、足場材とβ-TCPなどの骨補填材を組み合わせた至適移植材について検討を加える予定である。また、計画に若干の遅延が生じている間葉系幹細胞培養上清(MSC-CM)のプロテオーム解析に関しては、次年度の早期に本解析を計画している。29年度が最終年度であるため、記入しない。歯周病学29年度が最終年度であるため、記入しない。
左心房容量負荷モデルにおける肺静脈の電気生理学的特性

左心房容量負荷に伴う肺静脈の電気生理学的特性の変化を検討した。左房容量負荷モデルとして、人工血管を用いた左鎖骨下動脈肺動脈短絡術を行った。雑種成犬を対象として本実験モデルを作成した。全頭において著明な左房拡大と進行性のうっ血性心不全がみられた。一部の動物は、高度の肺うっ血のために実験モデル作製1-2週後に死亡した。他の耐術動物においては、進行性の左房・肺静脈拡大にもかかわらず心不全は代償され4週以上の生存が可能であった。鎖骨下動脈肺動脈短絡作成後4週で肺静脈の伝導速度の測定を行った。肺静脈伝導速度の測定には特別にデザインした多極電極を使用した。肺動脈だけでなく、肺静脈左房移行部の電位も記録するように電極を作製した。電極を肺静脈抹消により肺静脈-左房内に挿入し、肺静脈ペーシング中の肺静脈伝導速度を測定した。ペーシング刺激は挿入した電極から行った。各肺静脈で伝導速度を測定した。各肺動脈の径を測定するとともに実験終了後に肺静脈内の心房筋の進展(sleeve)の程度を病理学的に計測した。肺静脈拡大に伴って、肺静脈短軸方向での伝達速度の低下が認められた。長軸方向での伝達速度の変化にばらつきがあり一定の傾向は見られなかった。病理学的にも、鎖骨下動脈肺動脈短絡に伴って肺静脈短軸方向に心房筋が薄くなり、一部には線維化を伴っていた。これが伝達速度低下の原因と考えられた。2点間の伝達速度は局所興奮時間の差を距離で除することによって測定される。したがって、拡大による伝達速度の低下が距離の増大によるものか心房筋の組織学的変化によるものかはさらに検討を必要とする。摘出心房筋の灌流モデルでの計測が必要であると考えた。本年度は、左心房容量負荷モデルの確立と肺静脈伝導速度測定用の電極デザインと試作を行った。左房容量負荷モデルとしては、人工血管を用いた鎖骨下動脈肺動脈短絡術を採用した。一部の動物は、高度の肺うっ血のために実験モデル作製1-2後に死亡した。よって左心房容量負荷モデルは、左房・肺静脈の拡大に伴う心房細動の実験モデルとして使用可能と判断された。次に、肺静脈伝導速度測定用に多極電極を各種デザイン、試作し、試用した。肺静脈だけでなく、肺静脈左房移行部の電位も記録するように電極を作製した。肺静脈末梢から電極カテーテルを挿入した場合にはこの肺静脈左房移行部の電位記録が不確実になることが判明した。左房自由壁から、あるいは経心房中隔的に電極を挿入留置することによりこの肺静脈左房移行部の電位記録がより確実になることが確認された。電極の形状としては、バスケット型の多極電極がもっとも本研究の測定に適していると判断された。

他の耐術動物においては、進行性の左房・肺静脈拡大にもかかわらず心不全は代償され4週以上の生存が可能であった。鎖骨下動脈肺動脈短絡作成後4週で肺静脈の伝導速度の測定を行った。肺静脈伝導速度の測定には特別にデザインした多極電極を使用した。肺静脈だけでなく、肺静脈左房移行部の電位も記録するように電極を作製した。電極を肺静脈抹消より肺静脈-左房内に挿入し、肺静脈ペーシング中の肺静脈伝導速度を測定した。ペーシング刺激は挿入した電極から行った。各肺静脈で伝導速度を測定した。各肺動脈の径を測定するとともに実験終了後に肺静脈内の心房筋の進展(sleeve)の程度を病理学的に計測した。肺静脈拡大に伴って、肺静脈短軸方向での伝導速度の低下が認められた。長軸方向での伝導速度の変化にはばらつきがあり一定の傾向は見られなかった。病理学的にも、鎖骨下動脈肺動脈短絡に伴って肺静脈単軸方向に心房筋が薄くなり、一部には線維化を伴っていた。これが伝導速度低下の原因と考えられた。2点間の伝導速度は局所興奮時間の差を距離で除することによって測定される。したがって、拡大による伝導速度の低下が距離の増大によるものか心房筋の組織学的変化によるものかはさらに検討を必要とする。摘出心房筋の灌流モデルでの計測が必要であると考えた。
経済犯罪の法的規制に関する研究―証券取引法及び独占禁止法上の犯罪を中心に―

本研究では、経済犯罪に係る法的規制のあり方について、インサイダー取引罪、相場操縦罪及び不当な取引制限の罪を素材に、比較法的視点を交えて検討した。EU諸国ではEU指針により、ドイツやフランスが証券取引規制について犯罪化を進めたこと、EU競争法は制裁金を中心とするが、イギリスではハードコア・カルテルに、ドイツでは入札談合について刑罰が科されうること、アメリカでは、経済犯罪に対して刑事罰を含めた多様な制裁が用意されていることなどの特色があり、これらの国々の運用実態についての分析を進めた。日本では、証券取引法に新たに課徴金制度が導入され、独占禁止法においても措置体系が抜本的に見直されたことから、法改正の動きに留意しながら、現行法の解釈論上の問題点を、判例・裁判例を素材に検討した。研究成果報告書では、このうち、わが国における上記犯罪の成立要件を、判例・裁判例の分析も交えて、具体的に検討した。具体的には、インサイダー取引罪の解釈において、判例・裁判例はかなり「実質的な」解釈方法を用いていること、村上ファンド事件では、未必の違法性の意識ともいえる心理状態を量刑上有利に考慮しているが、実務的感覚からは批判のあること、不当な取引制限の罪に関して、最近の裁判例はこれを継続犯として理解したが、実行行為を共同遂行と考える立場からは、そのような構成を取る必要もなく、また、実際の事案においても必ずしも継続犯とは言い切れないことなど、を指摘した。まず、わが国におけるインサイダー取引規制の問題状況の全体像を把握するため、インサイダー取引罪導入の際の議論状況を跡づけるとともに、インサイダー取引罪成立を認めた裁判例を検討した(この点については、以前に2つの最高裁判例を取り上げて考察したことがあるが、最近の問題状況も踏まえて、再検討することとしたものである)。また、証券取引等監視委員会の活動状況や証券取引所における自主規制の実態把握に努める一方で、この間に発生したライブドア事件など、具体的事例についても精力的に情報・資料を収集した。インサイダー取引罪の立法論議の中で、刑事実務家とりわけ検察官サイドから、罪刑法定主義の観点から刑罰法規を可能な限り詳細かつ具体的に記述すべきとの意見が強く、商法・証券取引法研究者からはむしろ刑罰法規に対する素朴な期待が強かったこと、近時は相次いで証券不祥事が発生したことから、同罪の解釈運用についてより実質的な観点が重視・強調されていることが明らかとなった。ドイツにおけるインサイダー取引規制については、犯罪の主体がわが国のように「第1次情報受領者」に限定されておらず、インサイダー情報の「漏示行為」や有価証券売買の「推奨行為」なども処罰範囲に取り込まれていること、法定刑も5年以下の自由刑とされていることなどからして、わが国より比較的厳しい法的対応を示していることが明らかになった。インサイダー取引については、全体としてドイツなどEU諸国のほうが日本より厳しい立法をしているかのようにも見えるが、最近では、わが国においてもライブドア事件などを契機に、証券犯罪の重罰化が議論されていることもあり、引き続き、比較検討していきたい。本年度も引き続き、インサイダー取引規制の問題状況の把握に努めるとともに、カルテル・入札談合規制の調査に着手した。インサイダー取引に関してはとくに、村上ファンド事件が発生したことから、本件の背景と経緯を追い、それが証券市場に与える影響等について若干の検討を行った。また、ドイツに引き続き、フランスにおけるインサイダー取引規制についても調査を深化させた。

その結果、フランスにおいては、(1)通貨金融法典において会社関係者等についての規定はあるものの情報受領者の規定がないことから、これらの者については会社関係者の共犯または蔵匿犯(recel)として処罰されうるにとどまること、他方で、内部情報利用COB規則は、会社関係者等から直接・間接に由来する情報をそれと知りつつ保有する者を規制の対象としていること、しかし、この要件の立証が必ずしも容易でないという問題点があること、(2)行為類型として、通貨金融法典において、内部者が、内部情報の公表前に取引を行うか、または行うことを許容すること(推奨行為など)、第三者に内部情報を伝達することが禁止されており、これらの違反行為について自然人および法人に対して刑事罰が科されることなどが明らかとなった。カルテル・入札談合規制については、まず、わが国の防衛庁燃料談合事件(最決平成17・11・21刑集59巻9号1597頁)について検討するとともに、橋梁談合事件その他の談合事件について分析を進め、わが国における官製談合防止のための論議を再検討した。さらにドイツおよびフランスにおける競争法全体の枠組みとカルテル・入札談合規制の実態について研究に着手し、目下のところ、とくにドイツにおける入札談合罪(ドイツ刑法298条)の導入に注目しつつ、EU諸国における競争法制裁の犯罪化の動向について、その意義を検討しているところである。本年度は、フランス競争法およびEU競争法の研究に精力を傾けながら,研究全体の取りまとめをも試みた。研究成果は現段階では未公表であるが,インサイダー取引規制に関する研究の部分から,順次公表していく予定である。本年度に進めた研究の内容として,(1)ドイツ競争制限法における入札談合・カルテル規制と入札談合罪(刑法298条)との関係について,刑法改正の立法経過や法実務の動きを検討するとともに、(2)フランス商法典における競争法関連規定を概観したうえで,入札談合・カルテル規制の実態について分析を進め,さらに,(3)EU競争法の全体像を探るべく,文献資料を整理した。本年度の研究においてとくに注目されるのは,フランス競争法(商法)においては,反競争的行為に対する競争評議会の行政的規制が重要な位置を占めており,2001年5月の法改正によって,制裁金が引き上げられるとともに,新たに制裁金減免制度が導入されたことである。この点は,ドイツ法では,カルテルをはじめとする競争制限的行為は秩序違反としてカルテル官庁による「行政的」規制が中心であり,他方で,入札談合についてこれを犯罪化した経緯があることとの対比において,加えて,わが国の独占禁止法における課徴金減免制度の導入との比較においても,さらに詳しく検討される必要がある。アメリカの反トラスト法については,制度の概観と基礎的情報の収集に止まり,未だ詳細な比較検討にまでは入れなかった。本年度内に研究全体の取りまとめ作業を行うまでには至らなかったが,この点は,順次研究成果を公表する中で果たしていきたい。
細径経直腸的超音波探触子を用いたリアルタイム排尿動態解析システムの開発

内圧尿流検査に代わる排尿動態検査として、前立腺超音波検査(TRUS)に使用する経直腸探触子を肛門内に挿入し、前立腺部尿道の開大を経時的に観察するvoiding TRUSの検査症例を蓄積した。前立腺肥大症を代表とする下部尿路閉塞症状を伴った症例の前立腺部尿道・膜様部尿道の開大様式のパターン解析の他、早期前立腺癌と診断され根治的前立腺全摘除術を施行された症例のなかで、術後尿失禁を有する症例と有さない症例、ならびに尿道狭窄症例に対し、同検査を施行し、膜様部尿道の開大様式のパターン解析を行った。正常例では排尿初期から膀胱頸部が良好に開大し、経時的にも、開大径終末にいたるまで、2-3cm程度、開大径が持続していた。開大径は膀胱頸部より、より抹消側になるに従い、短くなった。また、膀胱頸部から1cm以上の尿道側では、開大径の有意差を示さず、ほぼ同様に開口パターンをしめした。膀胱頸部の開大様式のなかで、開口径が尿流量測定の最大尿流率時に相関性を有することが示唆された。前立腺肥大症症例では、前立腺尿道全体の描出が困難であり、12秒から16秒まで追跡不能時間を認めた。膀胱頸部の開大までの延長が認められ、8秒時で各断面の口径が受動的にもっとも開大していた。前立腺全摘術後、正常例では膀胱頸部は排尿初期からほぼ定常的に開口しており、非手術正常例とほぼ各断面の経時的開口様式はきわめて近似しているのに対し、前立腺全摘術後、尿失禁、尿道狭窄例では、排尿前から膜様部尿道の短縮化を認め、尿道狭窄例では、頸部径が有意に短かった。前立腺全摘除術症例のなかで、術後尿失禁を有さない症例における膜様部尿道の開大様式は、前立腺を有し下部尿路閉塞を伴わない、いわゆる正常例のパターンに類似することが示唆された。内圧尿流検査に代わる排尿動態検査として、前立腺超音波検査(TRUS)に使用する経直腸探触子を肛門内に挿入し、前立腺部尿道の開大を経時的に観察する、voiding TRUSの検査症例を蓄積しつつある。初期報告では、前立腺肥大症を代表とする下部尿路閉塞症状を伴った症例に限定されていたが、本研究の開始に伴い、早期前立腺癌と診断され根治的前立腺全摘除術を施行された症例に対し、術後尿失禁を有する症例と有さない症例を大別し、同検査を施行し、前立腺摘出後の膜様部尿道の開大様式のパターン解析を行っている。本研究の細径経直腸的超音波探触子は、被験者による排尿時のアンケート調査でも生理的な排尿時と有意差を認めない非侵襲的検査であることが予想されていたが、下部尿路閉塞症例、前立腺全摘除術症例の如何に関わらず、ほぼ100%排尿可能であることがわかってきた。下部尿路閉塞症例のvoiding TRUSにおいて、排尿初期から終了にいたるまでの、経時的なurethral tractの各sectionの開大パターンの初期解析を行ったが、膀胱頸部の開口動態がもっとも大きく、括約筋部尿道に近づくにしたがって、小さくなることが示唆されている。今後、閉塞の程度の観点から開口動態の差異がないか検索していく予定である。

また、同症例の経尿道的前立腺切除術(TUR-P)で採取された膀胱頸部近傍部ならびに括約筋部近傍の組織を採取しており、次年度より免疫組織学的解析を施行する予定である。前立腺全摘除術症例のなかで、術後尿失禁を有さない症例における膜様部尿道の開大様式は、前立腺を有し、下部尿路閉塞を伴わない、いわゆる正常例のパターンに類似することが判明した。また術後著しい尿失禁を有する症例では、少数例の解析ではあるが、排尿前からの膀胱頚部の開大現象が観察された。今後、膜様部尿道長との相関性を解析する予定である。内圧尿流検査に代わる排尿動態検査として、前立腺超音波検査(TRUS)に使用する経直腸探触子を肛門内に挿入し、前立腺部尿道の開大を経時的に観察する、voiding TRUSの検査症例を蓄積した。初期報告では、前立腺肥大症を代表とする下部尿路閉塞症状を伴った症例に限定されていたが、本研究の開始に伴い、早期前立腺癌と診断され根治的前立腺全摘除術を施行された症例に対し、術後尿失禁を有する症例と有さない症例を大別し、同検査を施行し、前立腺摘出後の膜様部尿道の開大様式のパターン解析を行った。従来型の経直腸探触子は口径が大きいため、その刺激から16%の患者において排尿が不可能であったが、本研究の細径経直腸的超音波探触子は、被験者による排尿時のアンケート調査でも生理的な排尿時と有意差を認めない非侵襲的検査であることが明らかとなった。また、下部尿路閉塞症例、前立腺全摘除術症例の如何に関わらず、ほぼ100%排尿可能であった。正常例では排尿初期から膀胱頸部が良好に開大し、経時的にも、開大径終末にいたるまで、2-3cm程度、開大径が持続していた。開大径は膀胱頸部より、より抹消側になるに従い、短くなった。また、膀胱頸部から1cm以上の尿道側では、開大径の有意差を示さず、ほぼ同様に開口パターンをしめした。膀胱頸部の開大様式が尿流量測定の最大尿流率時に最も開口径が大きく相関性を有することが示唆された。前立腺肥大症症例では、前立腺尿道全体の描出が困難であり、12秒から16秒まで追跡不能時間を認めた。膀胱頸部の立ち上がりまでの延長が認められ、8秒時で各断面の口径が受動的にもっとも開大していた。前立腺全摘術後、正常例では膀胱頸部の開口径は排尿初期からほぼ定常的に開口しており、非手術正常例とほぼ各断面の経時的開口様式はきわめて近似しているのに対し、前立腺全摘術後、尿失禁、尿道狭窄例では、排尿前から膜様部尿道の短縮化を認め、尿道狭窄例では、頸部径が有意に短かった。前立腺全摘除術症例のなかで、術後尿失禁を有さない症例における膜様部尿道の開大様式は、前立腺を有し、下部尿路閉塞を伴わない、いわゆる正常例のパターンに類似することが示唆された。