hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌患者に使用可能な再建用再生骨の開発

本研究では癌患者において用いることの可能な再建材料を開発することを目的とした。骨膜より再生される骨では骨再生は5日目より確認され,骨量は1週目に最大量であった。足場素材として,人工材料のα-TCPを移植した実験では材料周囲に良好な骨造成が観察された。また生体組織足場素材として軟骨移植した実験では軟骨周囲に良好な骨形成を認めた。骨髄幹細胞の影響の検討では,骨髄幹細胞を移植することにより移植後3週において欠損部の骨形成が認められ6週において良好な骨再生が得られていた。再生骨を顎骨骨欠損部に移植した結果,骨欠損部は2週において修復されており,4週においても安定した状態が保たれていた。再建法として腸骨海綿骨細片とプレートによる移植術は形態のみならず咬合や咀嚼嚥下など機能的にも有効である。しかしこの方法では海綿骨が大量に必要であり,脂肪髄の多い高齢者では採取が困難で本法による再建が行えない患者も多い。また再生医療技術を用いて体外で組織再生を行い再建する方法も数多く研究されているが,これらの方法では細胞増殖を効率的に行わせるためb-FGFなど各種成長因子が用いられているが,各種成長因子は癌細胞への影響があるため癌患者においては使用が禁忌である。このため現在癌患者では有効な再建方法がないのが現状である。本研究では骨・軟骨膜の骨形成能と非培養生体内組織および安全性の担保された人工材料を用いて,癌患者において用いることの可能な再建材料を開発することを目的としている。平成27年度においては,「血管柄付き下腿骨膜における骨新生量の観察」および「骨膜からの骨形成過程に発現する骨形成関連遺伝子の分析」によりまず骨膜からの骨形成過程を検討した。「血管柄付き骨膜における骨新生量の検討」では血管柄付き骨膜移植のモデルとして,ラット腓骨の血管柄付き骨膜を用いて、その骨膜より再生される骨の状態を経時的に観察した。このモデルにより細片骨として移植するに適した再建材料として用いる際に重要である,再生される骨量が最大となる時期を決定した。「骨膜からの骨形成過程に発現する細胞および関連因子に対する分析」では骨形成過程で見られる骨芽細胞など骨形成に関与する細胞の発現部位をin situ hybridizationにより同定した。さらに骨形成のマーカーであるオステオカルシンおよびBMPの発現の経時的変化をRT-PCRを用いて分析し,骨形成過程における変化を検討した。これらの結果に基づき現在「足場素材としての人工材料の検討」および「軟骨細胞の骨再生に対する影響の検討」の研究を継続中である。本年度予定していた研究のうち,「血管柄付き骨膜における骨新生量の検討」では血管柄付き骨膜移植のモデルとして,ラット腓骨の血管柄付き骨膜を用いて、その骨膜より再生される骨の状態を経時的に観察した。これらの研究は計画した予定で行えている。これらの結果に基づき現在「足場素材としての人工材料の検討」および「軟骨細胞の骨再生に対する影響の検討」の研究を継続中であるが,この2研究においては,計画がやや遅れており次年度においても継続して研究を行う必要が生じている。現在顎骨再建は血管柄付き骨移植など各種方法が行われている。この中で再建法として腸骨海綿骨細片とプレートによる移植術は形態のみならず咬合や咀嚼嚥下など機能的にも有効である。その結果,移植材料として用いることが可能な再生骨として,骨膜からの骨再生は7日目において移植に適応した骨が得られることが確認された。平成28年度においては,下顎骨に作成した骨欠損部分に対してこの再生骨を移植して骨欠損部分の修復が可能化について検討を行った。その結果,骨欠損部への再生骨移植により良好な骨修復が得られた。また,骨再建材料として,軟骨についても検討を行っており,現時点では軟骨が移植後に骨へと変化していく過程について検討を行っている。更に,骨髄より得られた骨髄幹細胞を骨欠損部分へ移植することにより,骨欠損部分が修復する過程についても,再生骨および軟骨と同様に検討を行っている。

平成27年度の「血管柄付き骨膜における骨新生量の検討」および「骨膜からの骨形成過程に発現する細胞および関連因子に対する分析」の研究結果をふまえ,28年度では,血管柄付き骨膜移植のモデル腓骨の血管柄付き骨膜を用いて、その骨膜より再生された再生骨を細片骨として,下顎骨に作成した骨欠損部分に移植する実験を行い,再生骨において良好な骨修復が見られることを証明した。現在,同様に当初予定していた「軟骨細胞の骨再生に対する影響の検討」および「骨髄幹細胞の骨再生に対する影響の検討」の研究として,軟骨および下肢の長管骨より得られる骨髄幹細胞についてもその骨修復能力について検討を行っている。27年度に計画していた「足場素材としての人工材料の検討」については,足場素材を用いることなく骨膜からの骨再生により移植骨量が確保できたため,当初の計画を変更して骨欠損部への再生骨や軟骨など移植時に足場素材を同時に移植することにより,その有効性を検討する方法に計画を変更している。また,平成28年度に予定していた「線維芽細胞の骨再生に対する影響の検討」については,計画がやや遅れており次年度においても継続して研究を行う必要が生じている。顎顔面再建法として自家骨細片移植が用いられている。しかしこの方法では海綿骨が大量に必要であり,脂肪髄の多い高齢者では採取が困難で本法による再建が行えない患者も多い。また現在研究されている体外での組織再生による再建方法では各種成長因子が用いられているため癌患者においては適応することが出来ない。このため現在癌患者における低侵襲で有効な再建方法がないのが現状である。本研究では癌患者において用いることの可能な再建材料を開発することを目的とした。(A)骨膜より再生される骨量の経時的変化の検討:骨膜より再生される骨量を経時的に観察し,再建材料として用いるのに最適な骨量の得られる時期を決定した。その結果,骨膜からの骨再生は5日目より確認され骨量は1週目に最大量となった。(B)骨再生のための足場素材の検討:足場素材として人工材料を用いて材料を検討した。また生体内組織の骨再生足場素材として有効性についても検討を行った。人工材料としてα-TCPを移植した実験では移植後4週より移植した材料周囲に骨形成を認め,12週において良好な骨造成が観察された。また軟骨移植においては移植した軟骨周囲に良好な骨形成を認めた。(C)骨再生過程における骨髄幹細胞の影響の検討:骨髄幹細胞は骨組織再生に重要な要素である。足場素材に加え骨髄幹細胞を添加することにより,骨再生をより促進する可能性を検討した。顎骨骨欠損に骨髄幹細胞を移植後3週において欠損部の骨形成が認められ6週において良好な骨再生が得られていた。(D)生体内移植後の再生組織経時的変化の検討:骨再生に最適な条件を選択し,それにより得られた再生組織を採取し,再建部位へ移植し移植後の経時的な変化を検討した。再生1週目に移植された再生骨を顎骨骨欠損部に移植した結果,骨欠損部は2週において修復されており,4週においても安定した状態が保たれていた。骨膜より再生される骨では骨再生は5日目より確認され,骨量は1週目に最大量であった。
発育期の激しいスポーツ活動がカルニチン代謝に与える影響

平成9年度はカルニチン、及びその前駆体であるブチロベタイン、トリメチルlジンの少量のサンプルからの測定をタンデムマススペクトロメトリーを用いて行う方法を確立した。平成10年度はその方法を用いて、スポーツ活動による血中、尿中のカルニチン及びその前駆体の変動を明らかにした。そこで、平成11年度はカルニチン欠乏がスポーツ活動にどのような影響を与え、その際カルニチン代謝はどうなるのかを検討した。1.ピバリン酸を含む抗生物質投与のスポーツ活動への影響ピバリン酸はカルニチン欠乏を来すことが知られている。吸収を促進するためピバリン酸を含む抗生物質が広く用いられているが、そのスポーツ活動への影響については検討されていない。大学女子バスケットボール部員を対象に、1週間ピバリン酸を含む抗生物質投与を行った。抗生物質服用後にCK,LDHなどの筋逸脱酵素の上昇がみられた。ケトン体産生能は軽度増加傾向がみられた。カルニチン代謝では、抗生物質投与後に血中遊離カルニチンは軽度低下し、ブチロベタイン、アセチルカルニチン、ピバロイルカルニチンは増加し、運動によりアセチルカルニチン、ピバロイルカルニチンは増加した。今回みられた筋逸脱酵素の上昇が抗生物質服用によるものか、運動練習によるものかは不明であるが、抗生物質の投与がカルニチン欠乏を介してスポーツ活動に影響を来す可能性を示しており、今後慎重に検討する必要がある。2.スポーツ選手における脂肪酸代謝の種目間の差異について男女中学生の陸上競技部員のうち、短距離系と長距離系の選手について運動負荷実験を行い、経時的に採血し脂質代謝を検討した。運動強度の増加に伴い、有酸素運動であるケトン体産生は低下し、運動中止後に再上昇した。男女の比較では女子の方が低下は少なく、種目の比較では長距離系の方が低下は少なかった。発育期の激しいスポーツ活動がカルニチンにどの様な影響を与えるかを検討するために以下2つの実験を行った。(1)クラブ活動前後での代謝変動大学男子バレーボール部員10名を対象としてクラブ活動前後での血液、尿を採取し、生化学的検討を行った。運動時間は2時間で運動強度はRMR6から8程度であり、平成9年11月に行った。運動前後で血液中のミオグロビンは有意に上昇した。脂質代謝では遊離脂肪酸、総ケトン体は著名に上昇したが、乳酸の上昇はみられなかった。カルニチン代謝では運動によりアセチルカルニチンは有意に上昇したが、遊離カルニチンには有意な変化はみられなかった。カルニチン前駆体であるブチロベタインは運動後に上昇した。トリメチルリジンについては現在の所測定できていない。(2)運動負荷試験での代謝変動小学校高学年から成人までを対象として自転車エルゴメーターによる運動負荷試験を行った。負荷方法は毎分20ワットのランプ負荷を行い、開始前から2分毎に静脈の留置針より採血を行った。生化学的検討では運動負荷により遊離脂肪酸やケトン体は上昇しなかったが、乳酸は上昇した。カルニチン代謝については現在検討中である。以上から、脂肪酸がエネルギーとして動員される運動においてはカルニチン代謝が短時間のうちでも変動することが示唆され、恒常性を保つために前駆体の動員もおこなわれるのではないかと推測された。今後、他のアシルカルニチンやトリメチルリジンについても検討を行う予定である。1)トリメチルリジンの測定法の開発

カルニチン前駆体の一つであるトリメチルリジンについては、遊離カルニチン、アシルカルニチン、ブチロベタインなどの測定の際に用いたタンデムマススペクトルによる方法を用いて測定した場合にこれまでの報告値の数倍程度高値となった。この原因について検討したところ、血液など生体試料中に存在するアミノ酸の一種でトリメチルリジンと同じ分子量を持つホモアルギニンによる妨害のためであることが判明した。そこで、試料をプロピル化した後アセチル化する事により分子量の異なった物質とし、再度タンデムマススペクトルによる分析を行ったところ、ほぼ報告値と同様の値となった。現在の所、感度としては微量の血清サンプル測定には十分ではないのでクリーンアップ等を含めて測定法の再度の検討を行っている。2)運動負荷試験でのカルニチン代謝中学生のうち、一般のものと特に優れた運動成績を有するものとで運動負荷試験を行った。運動優良群では有意に最大酸素摂取量、最大負荷量が高かった。運動負荷試験は20ワット/分のランプ負荷で行ったが、前半は有酸素運動および無酸素運動との混合であり後半はほぼ無酸素運動に近いものとなる。この際に脂肪酸酸化はむしろ抑制されケトン体産生は抑制された。運動優良群のほうが抑制の程度は軽かった。カルニチン代謝については現在検討中であるが、あまり大きな変化は無さそうである。小児期のトレーニングが運動時の有酸素能の向上をもたらすと考えられ、今後これらのトレーニング効果においてカルニチン代謝がどのように関わっているかを明らかにしていきたい。1.ピバリン酸を含む抗生物質投与のスポーツ活動への影響ピバリン酸はカルニチン欠乏を来すことが知られている。吸収を促進するためピバリン酸を含む抗生物質が広く用いられているが、そのスポーツ活動への影響については検討されていない。大学女子バスケットボール部員を対象に、1週間ピバリン酸を含む抗生物質投与を行った。抗生物質服用後にCK,LDHなどの筋逸脱酵素の上昇がみられた。ケトン体産生能は軽度増加傾向がみられた。カルニチン代謝では、抗生物質投与後に血中遊離カルニチンは軽度低下し、ブチロベタイン、アセチルカルニチン、ピバロイルカルニチンは増加し、運動によりアセチルカルニチン、ピバロイルカルニチンは増加した。今回みられた筋逸脱酵素の上昇が抗生物質服用によるものか、運動練習によるものかは不明であるが、抗生物質の投与がカルニチン欠乏を介してスポーツ活動に影響を来す可能性を示しており、今後慎重に検討する必要がある。2.スポーツ選手における脂肪酸代謝の種目間の差異について男女中学生の陸上競技部員のうち、短距離系と長距離系の選手について運動負荷試験を行い、経時的に採血し脂質代謝を検討した。運動強度の増加に伴い、有酸素運動であるケトン体産生は低下し、運動中止後に再上昇した。男女の比較では女子の方が低下は少なく、種目の比較では長距離系の方が低下は少なかった。3.学会発表と論文の作成これまでのデータをまとめ学会発表を行い、論文にまとめた。
移動体通信のための大都市空間における電磁波伝搬の予測に関する研究

大都市の電波伝搬を予測・解析する上で重要なのは,建築物の壁等による散乱問題である.このことから,建物の壁における散乱についてまず検討した.最初に壁部のクラックにおける散乱現象の解析から,クラックの深さを推定する方法を考案し,測定も行うことにより,その手法の妥当性を調べた.複雑な形状をした都市空間における電波散乱を効率的に解析する手法として,Adaptive Shooting and Bouncing Rays(適応SBR)法を提案し,建物を多角形近似し,建物の壁からの反射特性を導体近似で考えることにより,2次元平面内の解析を行い,その結果の可視化を行った.解析に際しては,多重反射回数や多重回折回数をどのくらい制限しても,最終結果に影響しないか,またどのくらいサンプル数かあれば,空間的な電磁界分布を把握するのに十分かといった基礎データを獲得した.またその手法の結果の妥当性を調べるために,Finite Difference Time Domain(FDTD)法による解析結果との比較を行った.また実際の大学キャンパス周辺の地理情報に基づいた建築物の情報を用い,設置されている1.9GHz帯のPHS小型基地局からの基地局情報信号の電界強度を実測し,解析した理論予測結果との比較も行った.その結果,本解析手法の妥当性を確認することができた.さらに本解析手法をより現実に近い3次元空間における解析に使うための高速計算アルゴリズムの考案やデータ入出力の工夫,解析結果の可視化表現の工夫や検討を試み,将来の大規模空間の解析のための貴重な知見を得た.大都市の電波伝搬を予測・解析する上で重要なのは,建築物の壁等による散乱問題である.このことから,建物の壁における散乱についてまず検討した.最初に壁部のクラックにおける散乱現象の解析から,クラックの深さを推定する方法を考案し,測定も行うことにより,その手法の妥当性を調べた.複雑な形状をした都市空間における電波散乱を効率的に解析する手法として,Adaptive Shooting and Bouncing Rays(適応SBR)法を提案し,建物を多角形近似し,建物の壁からの反射特性を導体近似で考えることにより,2次元平面内の解析を行い,その結果の可視化を行った.解析に際しては,多重反射回数や多重回折回数をどのくらい制限しても,最終結果に影響しないか,またどのくらいサンプル数かあれば,空間的な電磁界分布を把握するのに十分かといった基礎データを獲得した.またその手法の結果の妥当性を調べるために,Finite Difference Time Domain(FDTD)法による解析結果との比較を行った.また実際の大学キャンパス周辺の地理情報に基づいた建築物の情報を用い,設置されている1.9GHz帯のPHS小型基地局からの基地局情報信号の電界強度を実測し,解析した理論予測結果との比較も行った.その結果,本解析手法の妥当性を確認することができた.さらに本解析手法をより現実に近い3次元空間における解析に使うための高速計算アルゴリズムの考案やデータ入出力の工夫,解析結果の可視化表現の工夫や検討を試み,将来の大規模空間の解析のための貴重な知見を得た.大都市部の伝搬を光線理論で解析する上で一番重要なのは,建築物の壁等による多重反射の問題である.反射量は,その建造物のビル壁の材質,表面等で変化し,また周波数分散性があるので,周波数によっても,また入射角によっても反射,透過率が変化するので,多種多様の媒質による散乱解析は難しい.都市部の高層建築物は,そのほとんどが,鉄筋コンクリートでできているため,移動体通信に用いる高周波の電磁波に対して,それらの建築物は損失誘電体と考えることができる.今年度の解析においては,移動体通信によって使用される周波数帯においては建築材料における誘電体損失が大きいため,その反射諸特性は,導体近似が可能であると考えて,まず二次元平面内の解析とその結果の可視化について検討を行った.その結果反射回数や回折回数をどのくらい制限しても解析に影響が出ないか,またどのくらいのサンプル数があれば,空間的な電磁界分布を把握できるかという目安がわかってきた.それに基づき,解析アルゴリズムを構築して,国内外の国際会議や学会で発表し,他の研究者からの意見も頂いている.また本解析法による計算結果の妥当性を調べるために,他の解析手法による計算や実測地との比較も検討し始めている.次年度においては,さらなる計算精度の向上や計算速度の高速化を目指スためのアルゴリズムの改良,可視化の方法の考案,二次元からより現実的な三次元空間に拡張するための手法の検討をする.さらに現在,建築物は導体近似で計算しているが,実験的に建築材料の電気的なパラメータの推定や得られた電気的定数を用いた計算を行う予定である.昨年度に開発した二次元の適応SBR法(Shooting and Bouncing Rays Method)による電磁波散乱・伝搬解析手法について,計算時間を短縮する工夫や建築物の壁による多重反射の回数ならびに建築物の角における多重エッジ回折の回数等の影響について調査した.またその妥当性を調べるために,FDTD法(Finite Difference Time Domain Method)による解析結果と比較を行った.また実際の大学キャンパス周辺の地理情報に基づいた建築物の情報を用い,設置されている1.9GHz帯のPHS小型基地局からの基地局情報信号の電界強度を実測し,適応SBR法で解析した理論予想結果と比較し,解析手法の妥当性を検討した.さらに解析プログラムのための入出力を容易にし,結果の可視化表現の工夫も行っている.二次元空間から,より現実に近い三次元空間における適応SBR法の解析を行うために,より高速な計算が可能なアルゴリズムの開発が必要となる.

そこでこうした高速計算法の調査や検討も行っている.無線LANを用いた室内伝搬の様子を調べる上で,壁を通過する透過波は,部屋や廊下を越えた空間への伝搬を推定する上で重要である.昨年開発した解析手法は,建物の壁を導体近似し,また建物外の伝搬を想定していたために,透過波の計算はできなかった.今回透過波の影響も考慮できるように各種建物壁材の誘電率・導電率を測定し,透過波を解析する検討も開始した.昨年度に建築物を多角形近似し,それらの壁を導体とした近似解析を,開発した適応SBR法(Shooting and Bouncing Rays Method)によって行っていたが,今年度は電磁波散乱・伝搬解析の精度をさらに上げるために,建築物の壁を損失誘電体と考えることにより,建物の反射をより正確に扱う工夫をした.また建物による散乱現象を詳細に調べていくうちに,壁に存在するクラックによる特異な散乱パターンから,そのクラックの深さを非接触で推定することができることに注目し,その推定方法について確立した.適応SBR法については,二次元空間から,より現実に近い三次元空間における解析を行うために,より高速な計算が可能なアルゴリズムの開発が必要となるため,こうした高速計算のためのアルゴリズムの検討も行った.さらに無線LANを用いた室内伝搬推定や壁を透過する透過波の伝搬推定が行えるように,解析手法を拡張し,無線LAN基地局からの電波伝搬状況の推定や,屋外にある小型PHS基地局の電波が,室内にどのように伝搬するかを解析し,実測結果と比較した.
脳血管疾患診断支援のための仮想血管操作システムの開発

本研究は脳血管疾患診断支援システムの構築を目標とし、脳血管に仮想的に触れることのできるシステムを構築することを目的とする。本目的のため、当該研究において「仮想空間内の血管を操作するためのユーザインターフェイスの研究・開発」、「仮想空間内における血管振舞いのモデリング」を行い、Webカメラとマーカを用いた3次元ポインティングシステムおよびリンクモデルを用いた血管振舞いモデルを提案した。本目的のため、当該研究において「仮想空間内の血管を操作するためのユーザインターフェースの研究・開発」、「仮想空間内における血管形状および振舞いのモデリング」を行う。当該年度は、後者の課題を行った。血管形状は、Computed tomography angiography (CTA)画像から抽出されたボリュームデータをそのまま用いて表現するが、血管操作による移動後の血管は、血管芯線を中心とする円柱モデルによりモデリングを行った。血管抽出について、血管芯線位置および径情報を利用した血管抽出法を提案した。本成果を第31回に本医用画像工学会大会にて発表した。血管の振舞いは、血管芯線の点列をノードとみなし、ノード間をリンクで連結したリンクモデルを提案した。ノードを中心にリンクが回転することにより、血管の振舞いを表現する。また、血管を操作する本システムの実現可能性の確認を行った。本成果は、電子情報通信学会医用画像研究会(1月)にて発表した。さらに、血管芯線位置および径情報の推定について、推定精度を評価し、International Forum on Medical Imaging in Asiaおよび電子情報通信学会医用画像研究会(1月)にて発表した。当該研究により、頭部CTA画像における脳血管に仮想的に触れることのできるシステムを構築するための必要要素を実現した。それらを組み合わせて一つのシステムとして、実際の臨床での有用性の確認が今後の課題となるが、本システムはこれまでにない診断支援法を提案しており、診断の効率化はもとより、手術計画の効率化、インフォームド・コンセントとしての利用などが期待できる。本研究は脳血管疾患診断支援システムの構築を目標とし、当該研究は頭部CTA画像における脳血管に仮想的に触れ、操作することのできるシステムを構築することを目的とする。本目的を達成するため、「仮想空間内の血管を操作するためのユーザインターフェースの研究・開発」および「仮想空間内における血管形状および振舞いのモデリング」を行う。研究計画にしたがい、当該年度は、前者のユーザインターフェースの研究・開発を行った。本システムは、パソコン、立体映像対応モニタ、Webカメラ、血管操作のためのユーザインターフェースとなるマーカ付きスティック、仮想空間の基準座標を定義する四角形のマーカからなり、極めて簡便で安価な構成である。当該年度にて、本システムを構築し、血管操作のためのスティックに付けられたマーカをWebカメラにて認識し、実空間におけるスティックと同じ動作をするポインターを仮想空間内に表現することができた。当初、血管操作のためのスティックに付けられたマーカとして、球状物体を考えていたが、仮想空間の基準座標定義用マーカと同様の四角形マーカを採用した。本成果を第30回日本医用画像工学会大会にて発表した。四角形マーカを用いることにより、仮想空間の基準座標定義用マーカの認識と同じ認識手法を採用することができる。本インターフェースは、2次元ポインティングデバイスであるマウスにとって代わる3次元ポインティングデバイスであり、仮想的に血管を操作するために重要な役割を果たす。また、血管モデルを作成する際に必要となる血管の位置および径の推定について、推定精度を評価し、血管の位置および径をよく推定できていることを確認した。本成果は電子情報通信学会医用画像研究会(1月)にて発表した。血管の位置および径情報は血管モデルの形状の再現精度にかかわるため、これらの推定精度を評価することは重要である。研究計画にしたがい、「仮想空間内の血管を操作するためのユーザインターフェースの研究・開発」を行い、実際に当該システムを構築し、血管操作のためのスティックに付けられたマーカをWebカメラにて認識し、実空間上のスティックと同じ動作をするポインターを仮想空間内に表現できることを確認した。ただし、スティックに付けられたマーカおよび基準座標定義用マーカの位置および姿勢の推定精度については今後検討する予定である。また、1台のWebカメラを用いる手法がうまくいかない場合に備え、2台のWebカメラを用いたスティックの位置および姿勢の推定も行った。1台のカメラのみを用いる場合と異なり、スティックの位置および姿勢を認識するためのマーカを用いずに血管操作用スティックの位置および姿勢を推定できることを確認している。さらに、次年度に着手する予定である「仮想空間内における血管形状および振舞いのモデリング」についても、脳血管を模した簡単なデータを用意し、基礎的な検討をすでに始めている。以上より、当該研究は、おおむね順調に進展しているといえる。研究計画にしたがい「仮想空間内における血管形状および振舞いのモデリング」を行う予定である。血管の形状モデリングについては、血管の表面のみをモデル化するサーフェイスモデルを採用する。

血管の位置および径情報の推定精度がよいことから、血管形状も精度よく再現されることが期待されるが、血管形状がサーフェイスモデルによって精度よく再現されない場合に備え、頭部CTA画像をそのまま用いるボリュームモデルについても検討する。現在は、頭部CTA画像から自動的に血管のみを精度よく抽出することができないため、手作業により血管の抽出を行うが、推定された血管の位置および径情報を利用し、画像処理による自動血管抽出も検討する。当該研究において、脳血管の位置情報とは血管心線の点列の位置情報に相当する。血管の振舞いモデリングについて、血管の中心点を質点とみなし、質点同士をバネで連結した「バネ質点モデル」を採用する。上述のとおり、すでに基礎的な検討は行っている。バネ質点モデルは血管が伸縮するモデルとなるため、場合によっては血管の直感的な仮想操作の妨げとなることが考えられる。そこで、さらに研究計画にはないが血管の中心点をノードとみなし、ノード同士をリンクで連結した「リンクモデル」についても検討を行う。さまざまな形状の脳血管に対して、これらのモデルの血管の振舞いを比較、検討し、改善していく予定である。さらに、当該年度に開発した仮想空間内の血管を操作するためのユーザインターフェースシステムと組み合わせ、実際の操作性について検討する。協力関係にある同県内の医科大学の先生にも意見をうかがい、当該システムを改善していく予定である。年度末には、本研究助成により得られた結果や今後の課題について最終的な考察を行い、成果を国内外の医用画像工学分野の学会で発表するとともに、国内外の同分野の研究論文誌に論文を投稿する。提案する血管の振舞いモデルにしたがい、血管操作用デバイスによって触られた血管をリアルタイムに動かす必要があるが、遅延なく描画できる処理能力を有する定評のあるグラフィックボードを早期に購入する。開発したシステムの操作性等の評価を目的に、協力関係にある同県内の医科大学の先生と意見交換を行うため、2回程度の出張旅費が必要である。また、成果の発表を行う上で学会参加費、旅費および論文別刷り代が必要である。当該年度の残額は214円であるが、助成金を預けている銀行の解約手続きを行っていないため、研究費残額が少額の場合に限り許される他の使途制限のない経費と合わせて物品を購入することができず、過不足なく助成金を使用することが困難であった。本残額は少額であるため、次年度の上記研究経費のいずれかに充当する予定である。
1960年以降のアメリカ演劇におけるインターカルチュラリズムの諸問題の研究

本研究の目的は、演劇における異文化受容の問題を検証し、その中で現在のアメリカ舞台芸術において問題となるインターカルチュラリズムの諸問題を明らかにすることにある。研究計画としては、現代アメリカ舞台芸術において、異文化受容がインターカルチュラリズムとして意識されるに至った経緯の必然性を概観し、その理論的裏付けを、ポストモダニズム、多元主義、オリエンタリズムなど、今日的文脈において試み、また個々の作品を検証することにより、60年代以降のアメリカ演劇の流れの中で、芸術表現形式としての文脈における政治的、社会的、文化的問題意識と演劇思想の関わりを標榜するというものである。このため本年度は、20世紀の西欧・アメリカ演劇、クロス/マルチカルチャーの演劇、ポストモダニズム理論、文化批評に関する研究書、学術雑誌を通読することから始め、とくにアメリカにおけるアルト-、ブレヒトの受容解釈を、文化とそのポリティクスという視点から新たに捉え直す作業を行ない、所属短期大学の紀要に論文として発表した。一方、インターカルチュラルな作品を検証するにあたっては、ダリル・チンの論文中のリストを参考に、劇評、論文を考察し、あらためて、異文化引用の際に底流するアメリカ的な「ランドスケープ」の概念(cf.G.スタイン)の検証の必要性を確認した他、来日したリ-・ブルーア-にこの視点からインタヴューをした。また文化における「ポリティクス」の概念を鑑みるにあたり、政府の文化政策が保守的な価値観であるとの認識を前提に前衛芸術の発展をみたヨーロッパと、合衆国では文化という認識が大きく異なり、必然的に芸術における政治性についての認識やスタンス及び方法論も大きく異なることが判明した。ベルリンの壁崩壊後、ポスト植民地といわれる時代にあり民族紛争が激化する中で、民族と文化という視点も含め今後の課題としてインターカルチュラリズムの演劇研究を続けたい。
竹はなぜ急速にその勢力を広げ始めたか―竹林拡大の実態と侵入生態の解明

外国からの筍の輸入増大や、建築資材としての竹材の需要低下に伴い、近年、西日本各地で放置竹林が増えている。放置竹林は里山や植林地に侵入して樹木を圧倒・駆逐するばかりでなく、景観の悪化や斜面崩壊などの原因となり、社会的問題になっている。そこで有効な竹林管理の手法を確立するため、(1)竹林の分布実態の把握と、(2)地下茎伸長による生態侵略機構の解明、(3)竹林の維持機構のモデル化などを試みた。対象は岐阜市周辺とした。(1)では、Landsat衛星ETM+画像、IKONOS画像、航空写真、気球写真などを用いて、分布域と現存量を新しい手法で解析した。その結果、季節別のLandsat画像を比較すると、冬季の画像が最も竹林抽出に適していること、また、空間分解能が高いIKONOS画像と波長分解能が高いLandsat画像による複合画像は、小規模に分布する竹林を精度高く検出できること、などを明らかにした。1975年と2000年の航空写真と地理情報解析から、竹林数は変化が少ないが1haを超す大型竹林がふえ、美濃地方の竹林面積は大幅に増加していることが示唆された。(2)地下部の侵入戦略については、徳山ダム予定地で10m四方を約50cmの深さで掘り出し、1年間の地下茎伸長量の計測や節間伸長の規則性などを調べた。その結果、節間長の季節性から年間伸長量を約2m弱と推定した。また、地下茎分布のデジタル写真を画像解析し、地下部重を推定した結果、1平米あたり3.53kgと推定した。アロメトリ法で推定した地上部は地上部は2.37kgであったことから、徳山での竹の平均現存量は5.90kg/m2、T/R比は0.67で、ススキ並みであった。(3)竹林生態系管理のためにコンパートメントモデルを作成した。ここでは個体群動態と資源量を予測するモデルの構築概念と、それに必要な竹桿の生態学的寿命解析とアロメトリ解析を行い、実際にどのように管理すればよいかを検討した。45地点の現地調査と2種類の高分解能衛星画像解析の結果、以下の点が明らかになった。(1)高解像度衛星IKONOSと中解像度衛星Landsatの複合画像によって、岐阜市及び各務原市143平方キロ内の竹林域を高精度で抽出した。(2)地上部刈り取り、地下部掘り取り調査で、地上部は胸高直径を用いた相対生長式、地下部は写真からの画像解析で、精度良くバイオマスを推定できた。(3)これらの結果を基に研究対象域内に分布する竹林分布図を作成した。また現在の竹林分布面積は84ha、地上部バイオマスは7485tと推定した。(4)地下部の調査から地下茎の分布様式と伸長量(23m/年)が明らかになり,発筍節の予測が可能になった。(5)20年前の航空写真を判読し、現在の竹林分布と比較したところ、竹林の規模が大型化し、分布域が山腹などを中心に拡大していることが判った。(6)竹林の適正管理を行うため、竹の単位面積当たりの本数の変化を予測するモデルのプロトタイプ図を作成した。モデルは、地上桿の生態学的生命表と人為的伐採処理に基づいた個体群動態を予測可能である。このほか、研究の途中段階で開発された新たな技術として以下の点が挙げられる。(1)異なる4時期の人工衛星LandsatTM画像を解析して、竹林抽出に最も適した季節を探したところ、広葉樹が落葉している冬季が良いことが判った。(2)空間分解能が高いIKONOS衛星画像と、波長分解能が高いLandsatTM画像をHIS変換手法を使って融合させると、どちらか一方で解析した場合より明瞭な画像が得られ、かつバイオマスの推定も高精度になった。

また、地下茎分布のデジタル写真を画像解析し、地下部重を推定した結果、1平米あたり3.53kgと推定した。アロメトリ法で推定した地上部は地上部は2.37kgであったことから、徳山での竹の平均現存量は5.90kg/m2、T/R比は0.67で、ススキ並みであった。(3)竹林生態系管理のためにコンパートメントモデルを作成した。ここでは個体群動態と資源量を予測するモデルの構築概念と、それに必要な竹桿の生態学的寿命解析とアロメトリ解析を行い、実際にどのように管理すればよいかを検討した。
ピロプラズマ原虫の地域特異性に関する研究

本年度の研究実施計画に基づき1.中国・河南地方の牛より採取したBabesia種の血液を人為的に摘脾した牛にダニ吸血によって感染させ日本のBabesia種と比較した結果以下のことが明らかとなった.1)臨床学的に、2)原虫のダニ伝播様式において、3)牛末梢血液における原虫の出現時期において、4)原虫の形態学的に、さらに日本の牛より分離し、我々が作製したBabesia ovata抗体液を用いた螢光抗体染色所見においても中国・河南地方の牛より採取したBabesia種はBabesia ovataで有ることが明らかとなった.2.南京地方の犬より採取した種の血液を摘脾した犬に人為的に接種し、感染させ経時的に観察を行ない日本の犬Babesia種と比較を行った結果以下のことが明らかとなった.1)臨床学的に、2)原虫のダニ伝播様式において、3)犬末梢血液における原虫の出現時期において、4)原虫の形態学的に、さらに日本の犬より分離し、我々が作製したBabesia gibsoni抗体液を用いた螢光抗体染色所見においても中国・南京地方の犬より採取したBabesia種はBabesia gibsoniであることが明らかとなった.平成78年度にかけて中国の主として東北、西北、華中地方におけるピロプラズマ原虫の実態を調査するとともに、日本の同原虫との比較を試み、中国の牛一種、犬一種のバベシア種を同定することができた.世界的にみても本病に対する抜本的対策は未だ解決されていない.日本、中国においてもピロプラズマ病治療剤として数種の製剤が用いられているが、原虫の抵抗性の獲得、副作用等の面から十分な効果が得られていない場合が多い.これらの現況を踏まえ、前年度の成績も含めて、日本、中国のピロプラズマ原虫の地域特異性を考慮し、アジア諸国の文献的データとともに総合的に考察すると現時点では1.感染耐過大動物の移動および未汚染地域から汚染地域への大動物の導入に際しては、厳重なる検査を実施し、十分注意が必要で有る.2.特に牛に関しては予備放牧を実施し、放牧馴致の徹底をはかり、さらに定期的検診による早期発見と抗バベシア剤、抗タイレリア剤の適期応用、総合的管理技術の改善が望まれる.3.免疫学的予防法としては感染血液の接種法が考えられるが変異株その安全性の面から現時点では種々の問題が残されているので、その実施にあたっては推奨されていない.今後ますますグローバルな経済的交流が密に展開されていくなかで、本原虫の地域特異性を明らかにしていくことは、本原虫疾患の適確な診断と治療そして予防法を確立するために大変重要なテーマであると考える.本年度の研究実施計画に基づき1.中国・河南地方の牛より採取したBabesia種の血液を人為的に摘脾した牛にダニ吸血によって感染させ日本のBabesia種と比較した結果以下のことが明らかとなった.1)臨床学的に、2)原虫のダニ伝播様式において、3)牛末梢血液における原虫の出現時期において、4)原虫の形態学的に、さらに日本の牛より分離し、我々が作製したBabesia ovata抗体液を用いた螢光抗体染色所見においても中国・河南地方の牛より採取したBabesia種はBabesia ovataで有ることが明らかとなった.2.南京地方の犬より採取した種の血液を摘脾した犬に人為的に接種し、感染させ経時的に観察を行ない日本の犬Babesia種と比較を行った結果以下のことが明らかとなった.1)臨床学的に、2)原虫のダニ伝播様式において、3)犬末梢血液における原虫の出現時期において、4)原虫の形態学的に、さらに日本の犬より分離し、我々が作製したBabesia gibsoni抗体液を用いた螢光抗体染色所見においても中国・南京地方の犬より採取したBabesia種はBabesia gibsoniであることが明らかとなった.平成78年度にかけて中国の主として東北、西北、華中地方におけるピロプラズマ原虫の実態を調査するとともに、日本の同原虫との比較を試み、中国の牛一種、犬一種のバベシア種を同定することができた.世界的にみても本病に対する抜本的対策は未だ解決されていない.日本、中国においてもピロプラズマ病治療剤として数種の製剤が用いられているが、原虫の抵抗性の獲得、副作用等の面から十分な効果が得られていない場合が多い.これらの現況を踏まえ、前年度の成績も含めて、日本、中国のピロプラズマ原虫の地域特異性を考慮し、アジア諸国の文献的データとともに総合的に考察すると現時点では1.感染耐過大動物の移動および未汚染地域から汚染地域への大動物の導入に際しては、厳重なる検査を実施し、十分注意が必要で有る.2.特に牛に関しては予備放牧を実施し、放牧馴致の徹底をはかり、さらに定期的検診による早期発見と抗バベシア剤、抗タイレリア剤の適期応用、総合的管理技術の改善が望まれる.3.免疫学的予防法としては感染血液の接種法が考えられるが変異株その安全性の面から現時点では種々の問題が残されているので、その実施にあたっては推奨されていない.今後ますますグローバルな経済的交流が密に展開されていくなかで、本原虫の地域特異性を明らかにしていくことは、本原虫疾患の適確な診断と治療そして予防法を確立するために大変重要なテーマであると考える.本年度の主たる目的通り1.中国(今回は、主として華中地方)におけるピロプラズマ原虫感染の実態を疫学的に調査することができた.

2.南京農業大学、浙江農業大学、中国農業科学院上海家畜寄生虫病研究所、蘇州市獣医衛生監督所を訪問し関係者との本研究についての協力体制を整えることが出来た.3.ピロプラズマ原虫、媒介ダニとも季節的定期出現性があることから年間を通しての採材が必要になる、今回訪問した華中地方における主なる研究機関より大変好意的に本研究に対して協力の意を得ることができた。特に南京農業大学よりは平成8年度における原虫、ダニのサンプリングに対し具体的計画を実施に移すべく準備を開始したとの報告が届いている.以下の知見が得られた.華中地方におけるピロプラズマ原虫の感染は比較的牛、水牛に多くみられ、馬、犬にも若干見られるがその疫学調査の実態は明らかにされていない。華中地方におけるピロプラズマ原虫については牛、馬、犬にみられるもその種の同定に関してはほとんど不明のままである.華中地方におけるピロプラズマ原虫を媒介していると考えられるダニに関して数種以上いると考えられるがその疫学調査の実態は不明である.1.中国・河南地方における牛Babesia原虫の同定:同地域の牛より採取したBabesia種の血液を人為的にダニ吸血法によって摘脾した牛に感染させた。すなわち、日本のBabesia種と比較したところ、以下に示す成績を得た。1)臨床学的に、2)原虫のダニ伝播様式において、3)牛末梢血液における原虫の出現時期において、4)原虫の形態学的に、さらに、5)日本の牛より分離したBabesia ovataに対する特異的な抗体液を用いた蛍光抗体染色などのいずれにおいても、中国・河南地方の牛より採取したBabesia種は日本のBabesiaと同じ所見を示し、これがBabesia ovataであると同定された。2.中国・南京地方におけるBabesia原虫の同定:同地域のBabesia感染犬の血液を摘脾した犬に人為的に接種して感染させ、経時的に観察を行ない、日本の犬Babesia種と比較を行ったところ、以下に示す成績を得た。すなわち、犬末梢血液内には、その赤血球内におよそ3つの型、すなわち、round-from, ring-from, small rod shape-fromのメロゾイトの形態が観察された。また、日本および中国・南京地方のBabesia感染犬では、1)臨床学的に、2)原虫のダニ伝播様式において、3)犬末梢血液における原虫の出現時期において、4)原虫の形態学的に、さらに、5)日本の犬より分離したBabesia ovataに対する特異的な抗体液を用いた蛍光抗体染色などのいずれの所見おいても、中国・南京地方の犬より採取したBabesia原虫はBabesia gibsoniであることが明らかとなった。
外国人家事支援人材に対する日本語教育・日本語学習支援プログラムの開発

平成30年度は、まず、すでに作成していた「外国人家事支援人材日本語Can-Do(案)」に対して、その後の状況の変化や研究の進展により必要となった修正を施し、「外国人家事支援人材日本語Can-Do(第4版)」を作成した。その上で、外国人家事支援人材が行う仕事内容の詳細とそこでもとめられる日本語能力を明らかにし、外国人家事支援人材に対する日本語教育・日本語学習支援を開発するための基礎資料を得ることを目的とし、上記「外国人家事支援人材日本語Can-Do(第4版)」で挙げられている各項目に対するこれまでの業務経験の有無、現状の言語能力での業務の難易度、業務上の必要性、及び外国人家事支援人材の属性や自身の日本語能力に対する自己評価などを問う「家事支援業務に関するアンケート調査」の日本語版を作成した。さらに、今後のアンケート調査実施に向けて、調査用紙と調査同意書の外国語への翻訳、関係各所への協力要請、及び、調査実施のために必要となる個人情報保護等に関する学内手続きの申請に向けた準備を行った。これに加えて外国人家事支援人材が行う業務のうち、すでに作成している「掃除」「洗濯」領域での業務で必要となる語彙・表現リストの修正を行うとともに、本研究で作成を予定している語彙・表現リストのうち特に「炊事」領域で必要となる語彙・表現リストの作成に向けた資料収集、及び収集した資料の電子化作業を行った。更に、外国人家事支援人材受け入れに関する政府や関係機関の最新の動向等について情報収集を行った。「業務遂行上必要となる日本語能力の優先順位の明確化と外国人家事支援人事に対する日本語教育シラバスの改善」を目標に外国人家事支援人材に対するアンケート調査の実施を予定していたが、「家事支援業務に関するアンケート調査」書類(日本語版)の作成後、外国語への翻訳業者の選定が予想以上に難航したこと、及びアンケート調査の実施に際して学内で行う必要がある「人を対象とする研究」実施計画等審査に際し、アンケート調査対象者からの内諾書の提出が必要であり、この内諾書の作成に時間を要したこと、及び内諾書の外国語への翻訳ができなかったことにより、当初計画で予定していた外国人家事支援人材へのアンケート調査を実施することができなかった。これにより、外国人家事支援人材の受け入れを行う適合事業者への調査等も十分に行うことができず、「外国人家事支援人材に対する就業前研修の実態把握、問題点の分析」「外国人家事支援人材の業務遂行状況の把握」も限定的なものとなった。当初予定では平成30年度に行う予定であった「業務遂行上必要となる日本語能力の優先順位の明確化と外国人家事支援人事に対する日本語教育シラバスの改善」、及びその前提となるアンケート調査対象者からの内諾書の作成、及び「家事支援業務に関するアンケート調査」書類(日本語版)と「内諾書」の外国語への翻訳、アンケート調査の協力を依頼している家事支援事業実施企業へのアンケート調査方法の提示とアンケート調査の実施を至急行う。調査実施後は、結果を分析し、当初計画において平成31年度に行う計画であった「就業前研修における日本語教育カリキュラムの策定と教材・教具等の開発」、及び「就業前研修用日本語教育カリキュラム及び教材・教具等の評価と改善」を引き続き行う。

当初予定では平成30年度に行う予定であった「業務遂行上必要となる日本語能力の優先順位の明確化と外国人家事支援人事に対する日本語教育シラバスの改善」、及びその前提となるアンケート調査対象者からの内諾書の作成、及び「家事支援業務に関するアンケート調査」書類(日本語版)と「内諾書」の外国語への翻訳、アンケート調査の協力を依頼している家事支援事業実施企業へのアンケート調査方法の提示とアンケート調査の実施を至急行う。調査実施後は、結果を分析し、当初計画において平成31年度に行う計画であった「就業前研修における日本語教育カリキュラムの策定と教材・教具等の開発」、及び「就業前研修用日本語教育カリキュラム及び教材・教具等の評価と改善」を引き続き行う。「家事支援業務に関するアンケート調査」と調査実施のための「内諾書」の外国語への翻訳ができなかった。このため、当初予定していた翻訳・通訳等のための経費を支出することができなかった。この経費を次年度に繰り越し、翻訳を至急実施するとともに、当初計画において平成31年度に計画していた研究活動の遂行のための経費の執行をおこなう。
Evolution of the thermocline in the Indo Pacific Warm Pool during warmer climate phases of the late Neogene

本研究の目的浮遊性有虫の地球化学分析から得たデータと比較して放散虫種を過去の温度躍層の変化を復元する指標として確立して、そこからモンスーンシステムが大きく変化した後期中新世における熱帯インド洋の温度躍層の変化を復元して、モンスーンとの相互作用を議論する事である。その為にはドイツのキール大学との共同研究を行って、ドイツの研究船であるSonne R/VとIODP第353航海が採取した堆積物試料の分析を行う。
記憶を強化する新たな脳刺激法の開発：脳律動変調により認知症予備軍の進行を予防する

経頭蓋交流刺激(tACS)がエピソード記憶に影響を与えるかどうかは不明であり,左前頭前野(PFC)上に対するガンマ振動が長期記憶保持に影響するかは十分に調査されていないのが現状である.本研究では,左PFC上のtACSがエピソード記憶の認識を高めるかどうかについて検討することを目的とした.健常若年成人36名を対象とし,tACS群(18名,女性14名,平均年齢21.2±0.4歳)および疑似刺激群(18名,女性14名,平均年齢21.2±0.4歳)に無作為に割り当てた.対象者は,1日目の学習課題中ならびに2日目の認識課題中において,tACSまたは疑似刺激のいずれかを受けた.認識課題は1日目および7日目に行われ,反応精度は1日目,2日目,7日目のすべての時点において測定された.結果,tACS群の対象者は,疑似刺激対照群の対象者よりも長期記憶をよりよく保持することができた.これらの知見は,左PFCに対するtACSが健康若年成人におけるエピソード記憶の認識を高めることを示唆している.高齢者を対象とした研究が遅れている.高齢者を対象とした研究を進める.認知症者を増加させないためには,健常高齢者を認知症の前段階である軽度認知障害(MCI)に,MCIを認知症に進行させない予防法の確立が求められている.前頭前野に対して非侵襲的脳刺激を行うと記憶が強化される可能性が報告されているが,最適な刺激タイミングについては十分に明らかではない.本研究では非侵襲的脳刺激を用いて記憶の強固な固定を誘発するための刺激タイミングを探索し,記憶が減弱しかけてきた認知症予備軍に早い段階から介入し,記憶力を強化し,MCIや認知症への進行を水際で食い止めるための認知症予防プログラムの開発に必要な基礎データを提供することを目的とする.記憶が減弱しかけている高齢者の記憶課題トレーニングにおいて,記憶課題の実施前,実施中,実施後のどのタイミングで刺激するのが効果的なのかを明らかにするために,それぞれのタイミングで非侵襲的脳刺激を実施する.記憶課題は,心理実験ソフトを用いてモニター上にランダム提示された日本語単語を学習してもらい,課題同日,3日後,7日後にモニター上に提示して再生率と応答反応時間を計測し,3つのタイミング条件間で比較する.本年度は健常成人と健常高齢者を対象とし,記憶再生課題の再生率と応答時間の標準的データを収集した.今後は健常成人,健常高齢者,MCI予備軍の主観的記憶愁訴のある高齢者を対象に刺激タイミングの違いよる記憶再生の継時的変化を確認する予定である.本研究課題以外の総合的な業務環境の中で想定外の状況が生じたため,本研究課題の進捗に影響が生じてしまった.経頭蓋交流刺激(tACS)がエピソード記憶に影響を与えるかどうかは不明であり,左前頭前野(PFC)上に対するガンマ振動が長期記憶保持に影響するかは十分に調査されていないのが現状である.本研究では,左PFC上のtACSがエピソード記憶の認識を高めるかどうかについて検討することを目的とした.健常若年成人36名を対象とし,tACS群(18名,女性14名,平均年齢21.2±0.4歳)および疑似刺激群(18名,女性14名,平均年齢21.2±0.4歳)に無作為に割り当てた.対象者は,1日目の学習課題中ならびに2日目の認識課題中において,tACSまたは疑似刺激のいずれかを受けた.認識課題は1日目および7日目に行われ,反応精度は1日目,2日目,7日目のすべての時点において測定された.結果,tACS群の対象者は,疑似刺激対照群の対象者よりも長期記憶をよりよく保持することができた.これらの知見は,左PFCに対するtACSが健康若年成人におけるエピソード記憶の認識を高めることを示唆している.高齢者を対象とした研究が遅れている.健常高齢者およびMCI予備軍の主観的記憶愁訴のある高齢者を対象とし,刺激タイミングの違いを比較検討する.高齢者を対象とした研究を進める.対象者への謝金と実験機器の購入費として使用予定である.次年度は実験消耗品費に充当する.