hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハンズフリー発声支援装置に関する研究

喉頭がんなどにより発声困難になった方々が用いる電気式人工喉頭に関して、まず、手首や指のわずかな動きで抑揚を制御できるインタフェースを開発し、次に、装置を小型軽量化して手で保持することなく首に安定して装着可能な構造の人工喉頭を試作した。これらの結果を用いて、トータルシステムのユーザー評価実験を行った結果、新しい発声支援装置として使用が可能と思われるとの良好な評価結果が得られ、装置の有効性が確認できた。1.ハンズフリーピッチ制御手法の研究:平成24年度に行った前腕の動きを用いた抑揚制御方法と従来のボタン式人工喉頭制御方法との比較実験を行った結果、自然性で提案手法が有意に改良されていることを確認した。また、ユーザーの要望である目立たない操作を実現するため、指の動きを用いた抑揚制御方法を新たに試作し評価を行った結果、前腕の場合と同様に自然性の改善が確認できた。2.人工喉頭部・口唇センサー部の研究喉に装着する振動体に関して、目立たない装置開発のため、小型振動体を試作し、これを複数用いた方式の実験を行った。その結果、ネックバンドを用いた場合の振動体のフィッティングに関する課題が明確になった。次に、人工喉頭部用の振動スピーカに与える駆動信号の検討を行った。その結果、駆動信号に実際の発声音声から抽出したLPC残差波を用いることで、Rosenberg波よりも自然性が向上することを主観評価実験により確認した。またLPC残差波を抽出する際、/a/や/u/などの母音から抽出したLPC残差波を用いるとより肉声に近くなることが分かった。一方、筆談に代わる発話手段として、携帯端末上で文字入力を行い合成音声で発話を実現するシステムの開発を行った。iPad/iPhone上での実装を完了し、プロトタイプとしての動作を確認した。口唇センサー部に関しては、目立たない小型ワイヤレスマイクの試作を行い、装着感、音質、遅延の影響などについて銀鈴会の方々による評価を実施した。その結果、遅延の少ないワイヤレス拡声および簡易な音声強調によりユーザーからの良好な評価を確認した。1.基本概念モデルの構築:先ず、喉頭摘出者団体の(社)銀鈴会の方々への調査を通じて、日常生活における課題の把握、整理を実施した。121名(男性105名、女性16名)の方へのアンケートで、機器の使用頻度、使用環境、使いやすさなどの観点から課題をまとめた。抽出された課題に基づき、ハンズフリー、抑揚付与機能、軽量、小型、目立たない外観のシステムの開発を目標とし、前腕の動きでON/OFF機能および抑揚制御機能を行う基本仕様をまとめた。また、人工喉頭部はネックバンドで首に固定する方法を基本とした。2.ハンズフリーピッチ制御手法の研究:過去のインタフェース技術を調査し上記の基本仕様を満足する動きセンサとして筋電位センサおよび加速度センサの基礎実験を行い、3軸加速度センサ+ARMマイコンを用いたコントローラを試作した。人工喉頭のON/OFF、所望のピッチレンジの選択、ピッチ制御の各機能を一次試作機により実現し、簡易評価の結果、30分程度の練習時間で、発話が可能になることを確認した。3.人工喉頭部および口唇センサー部の研究:人工喉頭部の課題として、振動音の低減、適切な位置への装着方法の検討が必要であることが明確となった。また、人工喉頭部用に振動スピーカを使用し駆動信号にRosenberg波を用いることで低域での音圧レベルと周波数特性の改善を確認した。支援システムとして筆談にも対応するため、言語モデルを用いた文字入力方式の開発を行い良好な特性を確認した。また、音声強調方式の検討を行うため、(社)銀鈴会にて電気式人工喉頭を用いた発話10名、および食道発声10名による発話の収録を行った。口唇センサー部に関しては、耳かけ型超小型マイク、および、外耳道マイクの評価を実施中である。最終年度に実施した研究の成果:平成26年度は、トータルシステムの機能プロトタイプ構築および評価を実施した。先ず、喉頭摘出者団体である(社)銀鈴会の方々への試作装置の装着感調査に基づき、課題の把握、整理を実施した。その結果、外観、装着の安定度、個々人のスイートスポット位置(人工喉頭装着場所)の違いへの対応が支援装置実現のための主要課題であることが明確となった。抽出された課題に基づき、試作人工喉頭の小型化、装着部の小型軽量化を行った。次に、前腕あるいは指先の動きによる抑揚制御機能と、拡声のための喉頭マイクによる人工喉頭音声の拡声機能を付加して、トータルシステムの実験を銀鈴会にて実施した。その結果、改良したトータルシステムの使用感評価として、「活用できそうである」という肯定的な意見が得られた。以上の成果により、ハンズフリー発声支援装置の構築に関して、その実現の方向が明確となった。この成果は、平成27年3月の電子情報通信学会総合大会にて報告し、「ユーザーの評価をしっかりと行って取り入れている」などの意見をいただいた。

研究期間全体を通じた成果:人工喉頭の抑揚制御に関しては、加速度センサを用いて、前腕の動き、および指の動きによる抑揚制御方式を実現した。ピッチパタン生成は藤崎モデルのフレーズ成分を用いている。また、人工喉頭は、小型、軽量化し、細いネックバンドによる装着で安定性と外観の違和感低減を行った。さらに、食道発声、人工喉頭の両方式に必要な拡声機能を喉頭マイクを用いて実現し、実用性の見通しを得た。平成24年度26年度を通じて、常に銀鈴会と連携して評価を行うことで目指すべき研究の方向性を常に確認し、トータルシステムの構築、評価までを達成できた。音声信号処理本研究の目的は、喉頭癌などによる喉頭摘出者が電気式人工喉頭を発声の補助器具として用いる場合、1.ハンズフリーでの機器操作、2.アクセント付与や疑問文のためのピッチ制御、3.豊かな音量での会話、が可能な発声支援装置の開発である。1および2に関しては、3軸加速度センサ+ARMマイコンを用いた前腕コントローラおよび指先コントローラを試作した。人工喉頭のON/OFF、所望のピッチレンジの選択、ピッチ制御の各機能を実現し、また、振動体の駆動波形に関しての改良も行い、従来の電気式人工喉頭に比べて、自然性が勝っていることを確認した。この内容に関して、学会発表3件、論文2件、解説記事1件を発表した。従って、1および2に関しては、当初の計画以上に進展している。3に関しては、拡声機能について、ワイヤレスマイク、ワイヤレススピーカーによる試作・評価を繰り返し、(社)銀鈴会にて使用感評価を実施した。従って、3に関しては、おおむね順調に進展している。本研究の目的は、喉頭癌などによる喉頭摘出者が電気式人工喉頭を発声の補助器具として用いる場合、1.ハンズフリーでの機器操作、2.アクセント付与や疑問文のためのピッチ制御、3.豊かな音量での会話、が可能な発声支援装置の開発である。1および2に関しては、過去のインタフェース技術を調査し、動きセンサとして筋電位センサおよび加速度センサの基礎実験を行い、3軸加速度センサ+ARMマイコンを用いたコントローラを試作した。人工喉頭のON/OFF、所望のピッチレンジの選択、ピッチ制御の各機能を実現し、簡易評価の結果、30分程度の練習時間で、発話が可能になることを確認した。この内容に関して、学会発表3件を行った。3に関しては、先ず、人工喉頭発声の音声データベースを構築し、骨導マイク、外耳道マイクなどを用いた雑音抑制の評価を行った。その結果、外耳道マイクでの周波数特性が他のマイクよりも良好な特性を示すことが分かった。また、拡声機能については、ワイヤレスマイク、ワイヤレススピーカーによる一次試作を行い、(社)銀鈴会にて使用感評価を実施した。平成26年度は、平成25年度に行った基本概念モデル検討に基づき、ハンズフリーピッチ制御手法および人工喉頭部、口唇センサー部の試作実験結果を踏まえて、各部の改良を行う。喉に当てる振動体部分は、小型、軽量、低雑音が期待できるモーター駆動方式の検討を従来の振動体の改良と並行して行う。口唇センサ部については、遅延の少ない小型ワイヤレスユニットを用いた試作・評価を行う。
広域・大規模地震災害時の研究的情報トリアージと調査行動戦略策定のための環境構築

本研究は、未曾有の被害が予測されているこの大震災に対して、有限かつ変動するヒト・コト・モノ・カネで、莫大な情報量の中から学術的に重要な被害調査情報を取捨選択するための、いわば「データトリアージ」と効率的な被災調査行動戦略の策定を、満足化手法により実現しようとするものである。研究成果としては、過去の地震被害調査状況調査の取りまとめや、被害予測等に必要なデータの収集とデータベース化とともに、WebGISによる公開システム等について検討した。さらに、2011年東日本大震災関連の情報収集に努め、情報集約拠点を設置した。また、戦略立案システム構築にあたって必要となる、想定東海地震、東南海地震、南海地震の地震動評価やこれらを用いて災害時に重要施設となる小学校の被害予測を行った。本研究は、想定東海地震、東南海地震、南海地震、三河地震等による未曾有の被害に対して、有限かつ変動するヒト・コト・モノ・カネで、莫大な情報量の中から学術的に重要な被害調査情報を取捨選択するための、いわば「データトリアージ」と効率的な被災調査行動戦略の策定を、満足化手法により実現しようとするものである。1944年東南海地震、及び1946年南海地震から既に半世紀以上経過し、都市や町も大きく変貌してきている。このような状況で、巨大地震が発生した場合の被害を的確に予測することは非常に難しい。広範囲に被害が及ぶと、被害調査を実施する地域が拡大する反面、被害調査のための研究者や利用機材は限られる。また、調査中にもう一つ地震が発生した場合には、新たな被害が発生するとともに、調査可能な研究者が減り、被害調査体制がさらに手薄になって、多くの貴重な学術的情報を喪失することが危惧される。この状況を回避するためには、貴重な学術的情報をできるだけ喪失しないための戦略(緊急を要する情報と猶予のある情報を判別し、何を選択し、何を捨てるか)、いわばデータトリアージと被害調査戦略を、変化する与条件に応じて即座に策定する必要がある。その方法論の構築が本研究の目的である。本年度は、1923年関東地震以降、これまでの被害地震における論文調査・整理を行うとともに、日本全国の研究者分布等についてデータ収集を行った。また、発災時の被害情報データ収集の有力なツールとして最新携帯端末の活用可能性やこれを用いた情報共有システムについて検討を始めた。本研究は、想定東海地震、東南海地震、南海地震、三河地震等による未曾有の広域・複合災害に対して、有限かつ変動するヒト・コト・モノ・カネで、莫大な情報量の中から学術的に重要な被害調査情報を取捨選択するための、いわば「データトリアージ」と効率的な被災調査行動戦略の策定を、満足化手法により実現しようとするものである。平成H22年度は、評価に必要なデータ収集、及びデータベース化を進めた。なお、平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震に関する現時点までの情報についても収集を行っている。また、被害調査を効果的に進めるため、地震発生時の地震観測点(地盤・建物)、観測記録情報、震度分布、建物、交通インフラ等の被害状況が迅速に提示可能な仕組み作りを行った。さらに、地震観測記録を分かり易く表示するシステムも構築した。また、満足化手法による被害状況、地域に応じた調査項目の優先順位付けと効率的な調査体制の提示、地震発生時の地震観測点(地盤・建物)、観測記録情報、震度分布、建物、交通インフラの被害状況等を与条件として、得られたデータベースを基に、貴重な学術的情報をできるだけ喪失しないための戦略(被害調査の優先順位や調査体制)を複数示すことができる手法のプロトタイプ構築に着手した。最後に、想定東海地震、東南海地震、南海地震、三河地震を想定したシミュレーションを実施するにあたり、これらに対する地震動予測を行った。

この状況を回避するためには、貴重な学術的情報をできるだけ喪失しないための戦略(緊急を要する情報と猶予のある情報を判別し、何を選択し、何を捨てるか)、いわばデータトリアージと被害調査戦略を、変化する与条件に応じて即座に策定する必要がある。平成23年度は、平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震に関する情報収集をH22年度に引き続いて行った。また、関係者に対して発災時対応についてのヒアリングを行った。この地震はこれまでない広域・複合災害であり、平成23年4月時点でも規模の大きな余震が頻発している。この震災に対する活動を詳細に分析することは、次の想定東海地震、東南海地震、南海地震、あるいは付随して起こり得る周辺の内陸地震等による大震災時の対応に貴重な情報が得られると考えている。また、被害調査を効果的に進めるため、WebGISによる調査データ管理・公開システムの試作を行った。次に、想定東海地震、東南海地震、南海地震の地震動予測結果を用いて、災害時に重要施設となる小学校の被害予測を行った。
マグマの流動現象に関与する分子輸送係数の測定と動的メルト構造の解明

地球深部におけるマグマ過程の理解のためには、マグマ物性に関する知識は欠かす事ができない。同時にマグマ物性はマグマ構造にも密接に関係しているため、物性の解析を通してマグマ構造についての知見を得る事もできる。このような目的意識の元に、我々はアルカリ火山岩と透輝石-灰長石組成メルトの物性測定を行った。測定した物性は1気圧下における粘度、密度、熱膨張率、表面張力であり、更にDi64An36組成に対しては高圧下での粘度、密度も測定した。これらの物性測定の為に、備品として電子天秤、電気炉上昇装置、白金球を購入した。現在、予定した全組成に対して測定が完了している物性は、低温での密度、熱膨張率であり、他の物性値も得られているメルトは5組成である。従って、充分な議論が可能な現状ではないが、それでもいくつかの重要な結論が得られつつある。すなわち、1.Di-Anメルトにおいて、An成分が増すと、粘度、ガラス転移温度は増大し、密度、熱膨張率、自由体積等は減少する。2.同時に、An増に従って、IRスペクトル上において確認される構成珪酸単位は、より重含度の大きな種類のものが増している。3.従って、1.に記した物性値の変化はメルト中での網目構造の発達に関係しているものと判断される。4.低温(ガラス状態)高温に至る粘度変化はアレニウス型のモデル丈では説明できず、自由体積型のモデルも加えて検討しなければならない。5.液体の剛体球モデルに基づき、1気圧下での熱膨張率、表面張力から等温圧縮率を算出したところ、高圧下での密度測定結果に調和的であった。
前頭葉性運動失調症の臨床放射線学的検討-ataxic hemiparesisとの関連について-

運動機能における大脳・小脳連関に関与していると思われる交叉性小脳萎縮と失調性片麻痺を検討し、前頭葉性運動失調の発現機序について考察した。1.大脳脳血管障害における交叉性小脳萎縮:一側の大脳脳血管障害の患者130例を対象とし、X線CTを用いて交叉性小脳萎縮について検討した。交叉性小脳萎縮は130例中(6.2%)に認められた。8例の内訳は前頭葉と側頭葉を含んだ脳梗塞が6例と脳出血が2例(被殻1例、視床1例)であった。交叉性小脳萎縮の発現機序は皮質橋小脳路の順行性変性や小脳歯状核遠心系の逆行性変性が考えられているが、交叉性小脳萎縮が認められた8例中5例では大脳病変側の大脳脚と橋底部の萎縮がみられたのに対し、小脳萎縮側の小脳歯状核の萎縮を示唆する第四脳室の拡大・変形はいずれの例にもみられなかった。以上の結果から、交叉性小脳萎縮の発現機序として、とくに前頭葉・側頭葉からの皮質橋小脳路の順行性変性が示唆された。2.大脳脚病変による失調症片麻痺:MRI検査で一側の大脳脚の中央部に限局した脱髄巣を有し、病巣と反対側に失調症片麻痺を呈した多発性硬化症の2例を検討した。失調症片麻痺の発現機序は交叉性小脳萎縮と同様な機序や潜在性深部知覚障害の関与が考えられている。本例の病変はMRI上、大脳脚に限局し、上小脳脚交叉部や赤核には及んでおらず、小脳歯状核遠心系の関与は否定的であった。潜在性深部知覚障害の関与も、母指探し試験や体性感覚誘発電位の結果から否定的であった。失調性片麻痺は橋底部病変や内包後脚・放線冠部病変が責任病巣と考えられているが、中脳の大脳脚病変によっても生じうるものであり、その機序として皮質橋小脳路の障害が考えられた。運動機能における大脳・小脳連関の一つと考えられる前頭葉性運動失調の可能性を臨床適に検討した. 1.crossed cerebellar atrophy(交叉性小脳萎縮)について,大脳の脳血管障害患者130例を対象とし, X線CTを用いて交叉性小脳萎縮の有無と小脳性運動失調の有無を検討した.その結果, 130例中7例(5.4%)で交叉性小脳萎縮が認められた.7例はいずれも慢性期のものであり,交叉性小脳萎縮がみられた側ではいずれも中等度から高度な片麻痺を有しており,臨床的な小脳性運動失調の評価は困難であった.7例の大脳病変の内訳は, 1例が被殻出血, 6例が脳梗塞であり, 6例の脳梗塞部位は前頭葉・側頭葉の皮質・皮質下白質または内包・大脳基低核であり,比較的広範囲にわたっていた.交叉性小脳萎縮の機序は皮質橋路の順行性変性,または小脳遠心系の逆行性変性が考えられるが,交叉性小脳

萎縮がみられた7例中5例では大脳病変側の大脳脚と橋底部の萎縮を伴い,小脳萎縮側の小脳歯状核の萎縮を示唆する第四脳室の拡大はどの例にもみられず,交叉性小脳萎縮の機序としては前者が強く示唆された.今後は,皮質病変を詳細に検討し,前頭葉病変との関係を確認する予定である. PETによるdiaschisisとの関係も検討中である.2.ataxic hemiparesis(失調性片麻痺)について, MRI検査で,一側の大脳脚に限局した脱髄巣により,失調性片麻痺を呈した2例を検討した.失調性片麻痺の機序は交叉性小脳萎縮と同様な機序,さらに潜在性深部感覚障害の関与が考えられるが,本例の病変は上小脳脚交叉部や赤核には及んでおらず,小脳遠心系の関与は否定的であった.潜在性深部感覚障害の関与も本性感覚誘発電位(SEP)から否定された.失調性片麻痺は橋底部病変,内包後脚・放射冠病変のほかに中脳の大脳脚病変によっても生じるものであり,機序として皮質橋路の障害が考えられた.運動機能における大脳・小脳連関に関与していると思われる交叉性小脳萎縮と失調性片麻痺を検討し、前頭葉性運動失調の発現機序について考察した。1.交叉性小脳萎縮:一側の大脳脳血管障害の患者130例を対象とし、X線CTを用いて交叉性小脳萎縮の有無と大脳の病変局在との関係を検討した。交叉性小脳萎縮は130例中8例(6.2%)に認められた。8例の内訳は前頭葉と側頭葉を含んだ脳梗塞が6例で脳出血が2例(被殻1例と視床1例)であった。交叉性小脳萎縮の発現機序は皮質橋小脳路の順行性変性や小脳歯状核遠心系の逆行性編成が考えられているが、交叉性小脳萎縮が認められた8例中5例では、大脳病変側の大脳脚と橋底部の萎縮がみられたのに対し、小脳萎縮側の小脳歯状核の萎縮を示唆する第四脳室の拡大や変形はいずれの例でもみられなかった。以上の結果から、交叉性小脳萎縮の発現機序として、とくに前頭葉・側頭葉からの皮質橋小脳路の順行性変性が示唆された。なお、8例いずれも片麻痺が高度であったことから、臨床的な小脳性運動失調の評価は困難であった。2.失調性片麻痺:MRI検査で一側の大脳脚の中央部に限局した脱髄巣を有し、病巣と反対側に失調性片麻痺を呈した多発性硬化症の2例を検討した。失調性片麻痺の発現機序は交叉性小脳萎縮と同様な機序や潜在性深部知覚障害の関与が考えられている。本例の病変はMRI上、大脳脚に限局し、上小脳脚交叉部や赤核には及んでおらず、小脳歯状核遠心系の関与は否定的であった。潜在性深部知覚障害の関与も、母指探し試験の結果や体性感覚誘発電位(SEP)の結果から否定的であった。失調性片麻痺は橋底部病変や内包後脚・放射冠病変が責任病巣と考えられているが、中脳の大脳脚病変によっても生じうるものであり、その機序として皮質橋小脳路の障害が考えられた。
統合失調症をもつ訪問看護利用者に対する認知機能障害ケアプログラムの開発

2018年度は、訪問看護において使用可能な認知機能のアセスメントと、それにもとづくケア方法を検討し、テキストを作成することを目標に研究を実施した。訪問看護制度の時間的制約を考慮し、1020分程度で完了し、神経認知領域を網羅的に評価できるアセスメントとしての検査を、医学・看護学・心理学領域の英語論文による文献レビュー、あわせてワシントン大学看護学部精神看護学分野准教授(Psychiatric Mental Health Nurse Practitioner)からの助言を得て選定した。その結果、高齢者の認知症スクリーニングに用いられてきたMontreal Cognitive Assessment(MoCA)が、統合失調症における高度あるいは軽度の認知機能障害に高い判別率を示し、検査方法も簡便で10分程度で完了することが明らかとなった。邦語のMoCA-Jもすでに信頼性と妥当性が検証されていることから、この検査が統合失調症をもつ在宅療養者の認知機能障害の有無を把握するのに適切だと思われた。ケア方法は、注意力、情報処理、作業記憶、非言語・言語の流暢性、反応抑制、計画、持続注意、セット転換能力、視覚構成能力、視覚空間認識推論、抽象概念、視覚記憶等の認知機能領域を矯正する、紙ベースのドリル形式やオンラインゲームなどが、慢性統合失調症をもつ在宅療養者に対する介入として活用できる可能性がある。統合失調症をもつ在宅療養者への支援に関する先行研究の介入期間は、8週間から16週間であり、実施回数や費やす時間は週2回(日)から5回(日)、1回40分から1時間を要していたであったので、訪問看護時以外に療養者が自宅で自習できる内容である必要性が示された。現在、上記の結果をまとめて、研修用のテキストを作成している。研修テキストは現在作成中これから2019年度研究予定であるテキスト内容の実用可能性や研修方法を精練し、研修プログラムをできると考える。ワシントン大学看護学部Dr.Kozukiへの情報収集渡航費を2名分計上していたが、事情により1名しか渡航できなかった。
重症患者の正しいせん妄評価の普及のための疫学調査とせん妄発症メカニズムの病態解明

人工呼吸されたICU患者のせん妄発症率と転帰への影響を検討した。ICUせん妄は死亡率と関連せず、昏睡も認めた患者の抜管までの時間とICU日数を短縮した。せん患者では、血清インターロイキン-6、プロカルシトニンが高値であったが、せん妄に関連した因子は年齢とミダゾラム・フェンタニルの使用であった。1.当施設での臨床研究(重症患者のせん妄発症のメカニズムの解明)対象:当大学医学部附属病院先進救急医療センターに入室し,人工呼吸管理を受けた患者.(1)選択基準:20歳以上(2)除外基準:意識レベルの回復が見込めない患者(蘇生後脳症,脳幹出血など),入室以前に認知症,精神発達遅滞,神経筋疾患,精神疾患を有していた患者.その他,担当医が不適切と判断した患者.方法:抜管前後にCAM-ICU日本語版でせん妄評価を行う.全症例に書面で同意を得た後に開始する.(1)評価項目:APACHEIIスコア,SOFAスコア(多臓器不全のスコア),年齢,性別,診断,人工呼吸日数,鎮静薬・鎮痛薬の種類と投与量(ミダゾラム/プロポフォール/デクスメデトミジン,ブトルファノール/フェンタニル),ステロイド薬の種類と量,人工呼吸器以外の機器の装着(血液浄化法,大動脈内バルーンパンピング,経皮的循環補助など),感染症の有無,カテコラミン使用の有無,ICU滞在日数,転帰.(2)測定項目:日常検査(血液生化学検査,末梢血検査,出血傾向検査,動脈血ガス分析,ポータブル胸部X線写真)と血清プロカルシトニン濃度,血清抗コリン活性(SAA),血清各種サイトカイン濃度などの特殊検査(抜管2時間前と抜管後24時間の2点の血清を凍結保存).22年度の症例数は18人.現在も進行中である.2.国内のICUでの疫学研究(せんの妄の評価ツールを用いた診断法の普及,国内のICUせん妄の発症率を調べる疫学研究).対象:ICUに入室した20歳以上の人工呼吸管理を受けた患者.除外患者は意識レベルの回復が見込めない患者(蘇生後脳症,脳幹出血など),入室以前に認知症,精神発達遅滞,神経筋疾患,精神疾患を有していた患者とする.方法:全ICU入室期間中,CAM-ICU日本語版を用いて1日数回せん妄評価を行う.配布した入力ソフトまたは紙媒体に入力してもらい回収する.この疫学研究の倫理委員会への申請は各施設に一任する.調査期間は6月1日7月31日または10月1日11月30日の2ピリオドとし,どちらのピリオドを選択するか参加施設に一任する.日本集中治療医学会の応募研究(A)に採用され,国内の定評のあるICUから参加の意思表示をもらい,随時,メールにて疫学研究について発信中である.現在のエントリー施設数は,34である.1.当施設での臨床研究(重症患者のせん妄発症のメカニズムの解明)対象:当大学医学部附属病院先進救急医療センターに入室し,人工呼吸管理を受けた患者.(1)選択基準:20歳以上(2)除外基準:意識レベルの回復が見込めない患者(蘇生後脳症,脳幹出血など),入室以前に認知症,精神発達遅滞,神経筋疾患,精神疾患を有していた患者.その他,担当医が不適切と判断した患者.方法:抜管前後にCAM-ICU日本語版でせん妄評価を行う.全症例に書面で同意を得た後に開始する.(1)評価項目:APACHEllスコア,SOFAスコア(多臓器不全のスコア),年齢,性別,診断,人工呼吸日数,鎮静薬・鎮痛薬の種類と投与量(ミダゾラム/プロポフォール/デクスメデトミジン,ブトルファノール/フェンタニル),ステロイド薬の種類と量,人工呼吸器以外の機器の装着(血液浄化法,大動脈内バルーンパンピング,経皮的循環補助など),感染症の有無,カテコラミン使用の有無,ICU滞在日数,転帰.(2)測定項目:日常検査(血液生化学検査,末梢血検査,出血傾向検査,動脈血ガス分析,ポータブル胸部X線写真)と血清プロカルシトニン濃度,血清各種サイトカイン濃度(IL-6,IL-8,IL-10)などの特殊検査(抜管2時間前と抜管後24時間の2点の血清を凍結保存).23年度までの症例数は28人,現在データ解析中である.2.国内のICUでの疫学研究(せん妄の評価ツールを用いた診断法の普及,国内のICUせん妄の発症率を調べる疫学研究)対象:ICUに入室した20歳以上の人工呼吸管理を受けた患者.除外患者は意識レベルの回復が見込めない患者(蘇生後脳症,脳幹出血など),入室以前に認知症,精神発達遅滞,神経筋疾患,精神疾患を有していた患者とする.方法:全ICU入室期間中,CAM-ICU日本語版を用いて1日数回せん妄評価を行う.配布した入力ソフトまたは紙媒体に入力してもらい回収する.

この疫学研究の倫理委員会への申請は各施設に一任する.調査期間は6月1日7月31日または10月1日11月30日の2ピリオドとし,どちらのピリオドを選択するか参加施設に一任する.日本集中治療医学会の応募研究(A)に採用され,国内の定評のあるICUから参加の意思表示をもらい,終了した.現在のエントリー施設数は,25である.現在データ解析中である.1.当施設での臨床研究【目的】CAM-ICUでのせん妄評価により,人工呼吸患者をせん妄群と非せん妄群に分け,せん妄に関連するバイオマーカーと因子を検討する。【方法】2010年7月2011年10月にICUに入室した成人人工呼吸患者を対象に,抜管時とその24時間後にRASSとCAM-ICUで鎮静・せん妄評価を行い,同時に生理学的パラメータを記録した。また,2点で院内ルーチン検査と血液検体保存によるサイトカイン,コルチゾール,プロカルシトニン(PCT)などの特殊検査を行った。【結果】せん妄群は12人,非せん妄群は16人であった。2群間で有意差のあったのは,APACHEIIスコア,ミダゾラムの使用,フェンタニルの使用,抜管時・24時間後のRASSスコア,抜管時SOFAスコア,抜管時PCT値,24時間後IL-6値であった。多重ロジステック回帰分析の結果,年齢,ミダゾラムの使用,フェンタニルの使用がせん妄の関連因子であった。2.国内のICUでの疫学研究【目的】日本の人工呼吸されたICU患者のせん妄発症率と転帰への影響を検討する。【方法】24のICUが参加し,2011年の2か月間で180人を登録した。RASSとCAM-ICUで鎮静・せん妄評価を行い,28日転帰,抜管までの日数,ICU日数に対するせん妄または昏睡の影響をCox比例ハザードモデルで解析した。【結果】挿管理由について,大手術(37%),心血管疾患(18%),呼吸器疾患(18%),感染症(8%)であり,115人(64%)がせん妄を発症した。15人(8%)が死亡し,そのうち7人は昏睡のみ,残り8人は昏睡とせん妄を認めた。せん妄のみまたは認知障害を認めなかった患者,すなわちICUで昏睡の認められなかった患者は死亡しなかった。せん妄は昏睡も認めた患者において抜管までの時間短縮とICU日数の短縮に関連していた。準備に十分時間をかけたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究1と2の解析を行い、国際学会で成果を発表し、論文にまとめる。
越境する「中国帰国者」の生活世界―包摂と排除をめぐる境界文化の社会学的研究―

本研究の目的は、越境する「中国帰国者」の生活世界の実態や、彼(女)らをめぐる包摂と排除のメカニズムを明らかにしつつ、それに関する社会学的分析や境界文化の「分厚い記述」を目指すことである。本年度は、特別研究員の最終年度にあたり、これまでの研究成果をふまえて補充調査を行いつつ、最終まとめを行った。調査活動に関しては、具体的に、台湾の外交資料館と国史資料館、中国の外交部等の資料館や中国国家図書館、および、日本の外務省資料館で資料調査し、戦後も中国に取り残された日本人政策や日本人社会の実態について整理した。またハルビン市周辺に居住している中国残留日本人についても調査した。これらの調査活動とは別に、今年度は、中国帰国者のアイデンティティのパフォーマティヴィティに関する論考を二本発表した。一本目は、「中国残留日本人」の呼称を手掛かりに、中国残留日本人のアイデンティティの社会的構築過程を明らかにしつつ、具体的な語りの分析をとおして、そのアイデンティティのパフォーマティヴィティには政治的、社会的、対自的の三つの位相があることを指摘した。もう一本は、中国残留日本人と個別引揚者のアイデンティティのパフォーマティヴィティに関する比較分析をとおして、中国残留日本人という法的カテゴリーが当事者のアイデンティティに与える影響を明らかにした。さらに、今年度やこれまでの研究データを総合して、中国帰国者をめぐる包摂と排除に関する歴史社会学的な分析や、中国帰国者をめぐる表象と実践の境界文化に関する社会学的分析を行った。本年度は、戦後中国の対中国居住日本人政策を明らかにするため、中華人民共和国外交部資料館(北京市)、東北三省(主に黒竜江省と吉林省)や山東省(青島市)を中心に史料調査と収集を実施した。また国内では、京都市中国帰国者の集住地を中心に、ボランティアとして支援活動に携わりながら、参与観察や個別の聞取り調査をおこなった。これらの調査成果を基に、本年度は、共同研究会(2回)やシンポジウム(2回)及び学会(3回)で計7回研究報告し、論稿(聞書き4本、雑誌1本、論文3本、書評1本)などを計9本まとめた。本年度の研究活動や研究成果によって、以下の研究課題について考察した。(1)満洲移民の離散戦前中国に住んでいた日本人は、戦後、日本や中国だけではなく、他の国へ渡った人もいたことを指摘した。(2)引揚者のコミュニティ引揚者は、戦後、中国で留まった時の形態(一般、戦犯、留用)や日本に帰還した時期の違いによって、異なるコミュニティを形成し、それぞれのコミュニティに異なる満洲の記憶が語られていったことを指摘した。(3)中国残留日本人の歴史的形成中国残留日本人の形成を戦後日本の国民統合政策特に引揚げ事業に焦点を絞って考察し、未帰還者問題が国内政治化していくプロセスを追うことで、その包摂と排除のメカニズムを明らかにした。(4)中国帰国者の国籍と戸籍問題(3)と関連して、中国帰国者の国籍と戸籍問題について考察し、中国帰国者の法的地位や法制度における包摂と排除のメカニズムを明らかにした。本年度は、昨年度の研究調査成果をふまえつつ、中国の外交部等の資料館や中国国家図書館、および、日本の外務省資料館で資料調査をおこない、戦後も引き続き中国に居住していた日本人に関する日中両国の政策について整理した。また関西地域の中国帰国者コミュニティを中心に、聞き取り調査もおこなった。これらの調査成果を基に、本年度は、研究報告を1回おこなったほか、論考4本、聞き書き4本や雑誌1本を発表した。具体的には主に、以下の研究課題について考察した。(1)戦後の中国にいた日本人に対する中国側の政策がどのように形成されたのかを中国側の資料を用いて、明らかにした。(2)国家賠償訴訟運動での「中国帰国者」の活動について考察し、「中国帰国者」というエスニック・グループが表出していった歴史/社会的プロセスを明らかにした。(3)「中国残留日本人」の呼称とライフストーリーを手掛かりとして、そのアイデンティティの社会的構築過程について考察し、残留日本人らのアイデンティティのパフォーマティヴィティが政治的、社会的、対自的の三つの位相にわたって実践されていることを指摘した。これをふまえた上で、「中国帰国者」の生活世界を捉えるには、三つの位相を総合的に考察していく必要性があることを主張した。

これらの調査活動とは別に、今年度は、中国帰国者のアイデンティティのパフォーマティヴィティに関する論考を二本発表した。一本目は、「中国残留日本人」の呼称を手掛かりに、中国残留日本人のアイデンティティの社会的構築過程を明らかにしつつ、具体的な語りの分析をとおして、そのアイデンティティのパフォーマティヴィティには政治的、社会的、対自的の三つの位相があることを指摘した。もう一本は、中国残留日本人と個別引揚者のアイデンティティのパフォーマティヴィティに関する比較分析をとおして、中国残留日本人という法的カテゴリーが当事者のアイデンティティに与える影響を明らかにした。さらに、今年度やこれまでの研究データを総合して、中国帰国者をめぐる包摂と排除に関する歴史社会学的な分析や、中国帰国者をめぐる表象と実践の境界文化に関する社会学的分析を行った。
核酸関連分子の効率合成と新機能の創成

申請者は,本研究課題において,不斉リン原子を有する核酸類縁体の立体選択的な新規合成手法(オキサザホスホリジン法)の開発を行った。立体化学的に純粋な新規環状ホスホロアミダイトユニットの合成法を確立し,その反応機構の詳細を非経験的分子軌道計算によって明らかにした。また,立体化学的に純粋な環状ホスホロアミダイトと求核性の低い新規酸性活性化剤を用いて高度にジアステレオ選択的なインターヌクレオチド結合生成反応を実現した。さらに,この方法を固相法に応用し,立体が制御されたホスホロチオエートDNAの合成に成功した。特に,立体選択的合成反応に関しては,収率,立体選択性に関して当初の目標を達成することができ,十分実用性の高い方法論を確立することができた。今後,本研究の方法によって合成されたリン原子の立体が厳密に制御された核酸類縁体は,アンチセンス法やアンチジーン法などに用いる核酸医薬としてその活用が大いに期待できる。一方,申請者は,新しいタイプのリン原子修飾核酸として有望視されているボラノホスフェートDNAの新規合成法を確立することにも成功した。これまでボラノホスフェートDNAは,合成上の制約からチミジル酸誘導体しか合成例のなかったが,本研究によってはじめて4種類の核酸塩基を含むオリゴマーの固相合成に成功した。さらに,相補的な塩基配列を有するDNAおよびRNAとの二重鎖形成能を評価したところ,DNAよりもRNA相補鎖とより安定な二重鎖を形成することを明らかにした。12量体の場合,ボラノホスフェートDNA・RNA二重鎖は生理的条件下で45°C以上のTm値を示したことから,今後,アンチセンス核酸としての利用が大いに期待できる。最近申請者は,核酸塩基およびリン酸部位に保護基を必要としない新しい核酸分子構築法である,「塩基部無保護H-ホスホネート法」を開発した。核酸には水酸基,アミノ基,リン酸基といった反応性に富む官能基が多数存在するために,化学合成に際してこれらの官能基に適当な保護基を導入しておく必要がある。特に,従来の核酸合成法では,アミノ基とリン酸基には塩基性条件下除去される保護基が導入されているために,保護基の除去条件,すなわち塩基性条件下で分解してしまうような核酸誘導体は合成できなかった。たとえば,修飾塩基を含む核酸分子やインターヌクレオチドのリン酸ジエステル結合を修飾した非天然型の人工核酸,反応性に富む官能基を有する機能性核酸誘導体の多くは,塩基性条件下で不安定であり,従来法では合成できない場合が多い。そこで,申請が開発した保護基を用いない核酸分子構築法を用いれば,過酷な保護基の除去反応を行う必要がなくなるので,これまで合成できなかった新しい構造と機能をもつ様々な核酸誘導体が合成可能となる。本年度は,無保護法の特徴を最大限に生かし,N-アシル化されたDNAフラグメントの一般的合成法を確立し,N-アシル基を有するDNAフラグメントと相補的な塩基配列を持つオリゴマーとの二重鎖形成能を詳細に調べた。この研究結果から,核酸の新しい機能化の手段として,アミノ基にアミド結合を介して種々の官能基を導入できる可能性を開拓することができた。また,機能性官能基を有する新規核酸誘導体の合成反応として,無保護法による光クロスリンク能を有する2-アジドデオキシアデノシンを含むオリゴマーの一般的合成法を確立し,二重鎖形成能や光クロスリンク能を詳細に調べた。今後,2-アジドデオキシアデノシンを含むオリゴマーは,DNA/DAN相互作用,DNA/RNA相互作用やDNA/タンパク質相互作用を調べるための新しいツールとして期待される。

核酸の構造を改変して新しい機能を創成するための手法の一つに,インターヌクレオチド結合の化学的修飾がある。本年度は,「核酸関連分子の効率的合成と新機能の創成」という研究課題の中で,不斉リン原子を有する核酸類縁体の効率的かつ立体選択的な新規合成手法(オキサザホスホリジン法)の開発を集中的に行った。まず,キラルな1,2-アミノアルコールを不斉源とする新規ヌクレオシド環状ホスホロアミダイト(光学純度>99.9%)の立体選択的合成法を確立した。この方法における立体選択性発現の機構を,非経験的分子軌道計算によって詳細に解析し,従来知られていなかった新しい反応機構を明らかにすることができた。次に,エピマー化を伴わない立体特異的縮合反応を実現できる新規酸性活性化試薬の開発および液相法によるジヌクレオシドホスホロチオエートの立体選択的合成に成功した。この方法を用いると,99.5%以上の高いジアステレオ選択性で望みの立体配置を有する二量体を自由につくり分けることができた。二量体の立体選択的生成反応も,非経験的分子軌道計算により解析し,新しい反応機構を提唱することができた。さらに,4種類の核酸塩基を有するモノマービルディングブロックの合成とそれらを用いる立体選択的縮合反応を検討し,良好な立体選択性で二量体を得た。これらの手法を固相法に応用し,立体化学が厳密に制御されたホスホロチオエートDNAオリゴマー(2 10量体)の合成に成功した。これらの立体化学的に純粋なホスホロチオエートDNAは,優れたアンチセンス核酸としての応用が期待される。申請者は,これまでに不斉リン原子を有する核酸類縁体の立体選択的な新規合成手法(オキサザホスホリジン法)の開発を行ってきた。これまでに明らかになっているオキサザホスホリジン法の問題点は,(1)モノマー合成におけるジアステレオ選択性が93-96%であり,100%立体化学的に純粋なモノマーを得るためにはシリカゲルカラムクロマトグラフィーによる分離精製が必要であること。(2)シリカゲルカラムクロマトグラフィーによるモノマーの単離収率が62-77%と改善の余地があること。(3)固相合成における平均縮合収率が97-98%と改善の余地があること。(4)固相合成における縮合反応のジアステレオ選択性が94-95%と改善の余地があること,などである。本年度はこれらの問題点を克服可能とする新しい不斉補助基の開発を行った。また,オキサザホスホリジン法を用いるホスホロチオエートRNAの立体選択的合成反応についても検討した。モノマー合成反応のジアステレオ選択性を向上させるために,種々の不斉補助基の骨格を検討したところ,新規の二環式ホスフィチル化剤と2'-デオキシヌクレオシドの反応が高立体選択的に進行し99:1以上のジアステレオマー比で得られることがわかった。さらに,得られた新規二環式モノマーとヌクレオシドの縮合反応はやはり99:1以上のジアステレオ選択性で進行し,目的とする立化学的に純粋な2量体を合成することができた。今回新たに開発した不斉補助基をRNA誘導体の立体選択的合成に適用したところ,ほぼ完全な立体選択性で対応するRNA誘導体を合成することができた。本年度の成果は,従来のオキサザホスホリジン法を飛躍的に改良するものであり,立体が制御された長鎖核酸類縁体の合成に極めて有効であると思われる。
各種慢性疾患モデルの重症度に及ぼす必須脂肪酸バランスの影響

動物の成長などに必須なリノ-ル酸と脳神経機能を高く保つ上で必須なαーリノレン酸の比は、各種の慢性疾患の重症度に影響を及ぼす。αーリノレン酸/リノ-ル酸比を上げる方が良い疾患は、ガン(乳ガン、大腸ガン、肺ガン、腎臓ガン、すい臓ガン、前立腺ガン、食道ガン、皮膚ガンなど)、アレルギ-症、血栓性疾患(心筋梗塞、脳梗塞、老人性痴呆症)、高血圧、脳出血などであった。抗一糸球体膜抗体による腎炎の症状は、高リノ-ル酸油食群の方が高αーリノレン酸油食群より弱かった。しかし、このような差は自己免疫疾患マウス(MRL)の腎炎症状ではみられなかった。一方、エンドトキシンーガラクトサミン併用によるショック症状は高リノ-ル酸油食で抑えられたが、エンドトキシン単独投与の肝炎症状では差がみられなかった。腎炎、エンドトキシンショックの場合には食餌αーリノレン酸/リノ-ル酸比の影響は複雑であったが、明らかに、リノ-ル酸由来のアイコサノイドが防御的に働いている急性の病態があることが、明かとなった。エンドトキシンの毒性は、主としてマクロファ-ジの腫瘍壊死因子(TNF)によるとされているが、高αーリノレン酸食群では高リノ-ル酸食油群に比べ、TNF産生量が10倍以上高かった。これが、エンドトキシンーガラクトサミン毒性の差をもたらした一因であると考えられる。同時にこの差が、高αーリノレン酸食の発ガン抑制作用の基礎となっていると考えられる。各種慢性疾患の予防効果を示す高αーリノレン酸(シソ油)食は、リノ-ル酸含量が少ないため、生殖生理に悪い影響を与える可能性が想定された。しかし妊娠期間、出産期間、出産数、仔の成長率などに異常はみられず、シソ油の安全性が確認された。本研究は食餌のαーリノレン酸/リノ-ル酸バランスがラットの老化時の学習能および寿命に及ぼす影響を評価することを目的とする。ラット(4週令)にシソ油(αーリノレン酸が多い)あるいはベニハナ油(リノ-ル酸が多い)を5%含む餌を与え、11週令で交配し、仔は3週令で離乳し、同じ餌で飼育した。親(雄)について平均生存期間を求め、仔がその80%に達した時点で、明度識別型学習能試験を課した。試験後、脳の過酸化脂質量、過酸化脂質産生能、およびリポフスチン量を定量した。親(F_0)の平均生存期間はベニハナ油群で24.5カ月、シソ油群で27.5カ月であった。そこで、19.7カ月で学習能試験を開始した。総反応数はシソ油群の方が有意に少なかったが、正反応率はシソ油群の方が有意に高かった。若令ラットと老齢ラットとでは正反応率は似ていた。すなわち、老齢ラットでもαーリノレン酸が多くリノ-ル酸が少ない餌を与えた方が、学習能が高いといえる。一方、αーリノレン酸の方がリノ-ル酸より3倍ほど自動酸化能が高いことから、シソ油の長期投与は脳の過酸化脂質量を上げる可能性が考えられた。ところが脳の過酸化脂質量、脳ミクロソ-ム分画における過酸化脂質生成速度には両群で差がなかった。他方、脳のリポフスチン量はシソ油群の方がベニハナ油群よりも多い傾向が見られた。

したがって老化とリポフスチン量は正の相関が無いといえる。以上、シソ油群がベニハナ油群より学習能が高く生存期間が長いという点で、リノ-ル酸が少なくαーリノレン酸の多い食餌が老化を抑制することがわかった。また、過酸化脂質やリポフスチン量は老化と正の相関が無いことがわかった。動物の成長などに必須なリノ-ル酸と脳神経機能を高く保つ上で必須なαーリノレン酸の比は、各種の慢性疾患の重症度に影響を及ぼす。αーリノレン酸/リノ-ル酸比を上げる方が良い疾患は、ガン(乳ガン、大腸ガン、肺ガン、腎臓ガン、すい臓ガン、前立腺ガン、食道ガン、皮膚ガンなど)、アレルギ-症、血栓性疾患(心筋梗塞、脳梗塞、老人性痴呆症)、高血圧、脳出血などであった。抗ー糸球体膜抗体による腎炎の症状は、高リノ-ル酸油食群の方が高αーリノレン酸油食群より弱かった。しかし、このような差は自己免疫疾患マウス(MRL)の腎炎症状ではみられなかった。一方、エンドトキシンーガラクトサミン併用によるショック症状は高リノ-ル酸油食で抑えられたが、エンドトキシン単独投与の肝炎症状では差がみられなかった。腎炎、エンドトキシンショックの場合には食餌αーリノレン酸/リノ-ル酸比の影響は複雑であったが、明らかに、リノ-ル酸由来のアイコサノイドが防御的に働いている急性の病態があることが、明かとなった。エンドトキシンの毒性は、主としてマクロファ-ジの腫瘍壊死因子(TNF)によるとされているが、高αーリノレン酸食群では高リノ-ル酸食油群に比べ、TNF産生量が10倍以上高かった。これが、エンドトキシンーガラクトサミン毒性の差をもたらした一因であると考えられる。同時にこの差が、高αーリノレン酸食の発ガン抑制作用の基礎となっていると考えられる。各種慢性疾患の予防効果を示す高αーリノレン酸(シソ油)食は、リノ-ル酸含量が少ないため、生殖生理に悪い影響を与える可能性が想定された。しかし妊娠期間、出産期間、出産数、仔の成長率などに異常はみられず、シソ油の安全性が確認された。
アレルギー性炎症に及ぼす高血糖およびRAGEの作用解析と治療応用への試み

高血糖下で血中に増加する糖化タンパクであるAGEは、ヒト好塩基球のアポトーシスを誘導し、炎症性サイトカイン分泌を亢進した。ヒト好塩基球上にはAGEのレセプターであるRAGEの発現を認めた。RAGEのリガンドであるS100/A12の投与により、マウスの気道炎症が誘導された。アレルギーモデルマウスにおいて、S100/A12の投与により気管支肺胞洗浄液中の炎症性サイトカインの上昇を認めた。近年、全世界においてアレルギー性疾患が増加している一方で、先進国では食生活の変化がもたらしたメタボリック症候群、糖尿病を含めた生活習慣病に起因する二次性疾患や死亡の増加が問題となっている。呼吸器疾患においても肥満は喘息の増悪因子であり、難治性喘息患者においては、ステロイド薬の全身投与により二次的に糖尿病を含めた生活習慣病が発症する場合もある。そのような背景のもと本研究では、アレルギー性疾患と高血糖、メタボリック症候群の関連性を解明することを目的とした。高血糖下では血中に糖化タンパクの形成が促進し、全身性の炎症につながることが知られている。そこで本年度は、まず糖化タンパクの1種であるAGE-BSAをマウス尾静脈から全身投与し、気道炎症を解析した。AGE-BSAを投与したマウスとコントロールマウスとの間に、BAL総細胞数BAL細胞分画、アセチルコリンによる気道過敏性において有意な差を認めなかった。次にマウス肺において、AGE-BSAのレセプターであるRAGEの発現を解析した。肺組織のPCR、免疫染色、フローサイトメトリーにより、RAGEの発現を認めた。免疫染色の結果から、気道上皮細胞にRAGEの局在を認めた。また、培養ヒト気道上皮細胞をAGE-BSAで刺激するとRAGEの発現が増強した。以上、気道上皮細胞にRAGEの発現を認めたが、AGE-BSAの全身投与による気道炎症の増悪は認めなかった。RAGEには複数のリガンドが存在し、炎症への関与が示唆されていることから、来年度は他のリガンドの気道炎症への影響を解析すること、気道上皮細胞および炎症細胞のRAGE発現をより詳細に解析し、RAGE刺激による細胞動態の変化を解析する方針としている。近年、アレルギー疾患が増加している一方、食生活の変化がもたらしたメタボリック症候群、糖尿病を含む生活習慣病の増加が問題となっている。アレルギー疾患においても肥満は喘息の増悪因子であり、治療のためのステロイド薬の全身投与により二次的に糖尿病を含めた生活習慣病が発症し、治療が難しくなる場合もある。以上の背景のもと本研究では、アレルギー疾患と高血糖、メタボリック症候群の関連を解明することを目的とした。既に平成23年度の研究で、糖化タンパクの1種であるAGE-BSAのレセプター、RAGEが、マウス肺で発現していることを確認し、免疫染色によりRAGEは気道上皮細胞に局在して発現していること、培養ヒト気道上皮細胞をAGE-BSAで刺激するとRAGE発現が増強することを確認している。引き続き、炎症細胞のRAGE発現をより詳細に解析し、RAGE刺激による細胞動態の変化を解析する方針とした。アレルギー性炎症に関わる炎症細胞の一つである好塩基球をヒト末梢血から分離精製し、RAGEの発現を解析したところ、好塩基球細胞表面にほとんど認められなかったRAGEの発現がIL-3刺激により増強することを確認した。AGE-BSAによる刺激により、好塩基球のアポトーシスが誘導され、IL-6およびIL-8の産生が増強された。以上、高血糖下で増加する糖化タンパクが、好塩基球の機能を修飾することが示された。また、RAGEのリガンドであるS100/A12のin vivoにおける投与により、マウスの気道炎症が誘導された。以上の結果から、高血糖がアレルギー性炎症にRAGEを介して影響する可能性が示唆された。23年度が最終年度であるため、記入しない。
大規模非線形行列方程式を解くためのアルゴリズム実用化に関する研究

本研究では,大規模動的システムにおけるナッシュゲーム問題のナッシュ均衡を実現するために解く必要がある大規模非線形行列方程式に対して,解を求めるための数値計算アルゴリズムの実用化を行った.ニュートン法を適用するために,大規模非線形行列方程式の解の構造,及び存在性をニュートン・カントールビッチ定理よって明らかにした.その結果,低次元化されたシステムのリカッチ方程式と摂動項を含む連立型リカッチ方程式に対して,解の関係を新たに確立することができた.このとき,解の構造を保証する摂動パラメータの範囲も明らかにした.次に,ニュートン法に現れる大規模線形方程式を解くためのアルゴリズムを不動点アルゴリズムによって導出した.また,収束の証明には不動点定理を適用した.ニュートン・カントールビッチ定理,不動点定理を適用することにより,アルゴリズムの初期値に依存することなく,すばやく解を求めることが可能となった.さらに行列計算に必要なワークスペースの低次元化に成功した.最後に,得られた高近似ナッシュ戦略による評価関数の劣化の程度を解析的に明らかにした.その結果,摂動項が十分小さい場合,ナッシュ均衡を保証することが示された.本研究で提案される高近似ナッシュ戦略に対して,以下の有用な結果が得られた.i)数値計算アルゴリズムは二次収束を保証する.ii)実プラントのサブシステムの個数が幾つあっても,行列計算に必要とされる次元は各サブシステムの次元と等しい.iii)新たに得られた不動点アルゴリズムは,一次収束を保証する.iv)提案された設計手法は,サブシステムの個数に制限がないので,様々な実システムに対して広範囲に適用可能である.本研究では,電力システムのような実システムのナッシュ均衡を実現するために解く必要がある大規模非線形行列方程式に対して,解を求めるためのアルゴリズム実用化を目的としている.まず,大規模非線形行列方程式の解の構造を陰関数定理によって明らかにした.その結果,低次元化されたシステムのリカッチ方程式と摂動項を含む連立型リカッチ方程式に対して,解の関係を新たに確立することができた.次に,得られた連立型リカッチ方程式の解の構造式を応用することによって,不動点アルゴリズムの適用を行った.解の構造を解析的に導出したことで,アルゴリズムの初期値が効率よく選択でき,計算に必要なワークスペースの低次元化に成功した.さらに,得られたナッシュ戦略による評価関数の劣化の程度を解析的に明らかにした.その結果,摂動項が十分小さい場合,ナッシュ均衡を保証することが示された.本研究で提案される最適ナッシュ戦略に対して,以下の有用な結果が得られた.i)実プラントのサブシステムの個数が幾つあっても,計算に必要とされる次元は各サブシステムの次元と等しい.これは例えば,4次元の行列サイズをもつサブシステムが100,200,...あっても,数値計算に必要な次元は4であることを意味している.ii)新たに得られた不動点アルゴリズムは,一次収束を保証する.したがって,摂動項の値が十分小さければ,収束解を必ず得ることが可能である.iii)提案された設計手法は,従来法と比較して,サブシステムの個数に制限がないので,様々な実システムに対して広範囲に適用可能である.本研究の目的は大筋で達成可能な見込みであるが,不動点アルゴリズムが一次収束であることを考え,収束速度を改善するため,二次収束を保証するニュートン法の適用を行っている.現在までに,二次収束の証明が完了しており,計算アルゴリズムの低次元化にも成功している.本研究では,大規模動的システムにおけるナッシュゲーム問題のナッシュ均衡を実現するために解く必要がある大規模非線形行列方程式に対して,解を求めるための数値計算アルゴリズムの実用化を行った.ニュートン法を適用するために,大規模非線形行列方程式の解の構造,及び存在性をニュートン・カントールビッチ定理よって明らかにした.その結果,低次元化されたシステムのリカッチ方程式と摂動項を含む連立型リカッチ方程式に対して,解の関係を新たに確立することができた.このとき,解の構造を保証する摂動パラメータの範囲も明らかにした.次に,ニュートン法に現れる大規模線形方程式を解くためのアルゴリズムを不動点アルゴリズムによって導出した.また,収束の証明には不動点定理を適用した.ニュートン・カントールビッチ定理,不動点定理を適用することにより,アルゴリズムの初期値に依存することなく,すばやく解を求めることが可能となった.さらに行列計算に必要なワークスペースの低次元化に成功した.最後に,得られた高近似ナッシュ戦略による評価関数の劣化の程度を解析的に明らかにした.その結果,摂動項が十分小さい場合,ナッシュ均衡を保証することが示された.本研究で提案される高近似ナッシュ戦略に対して,以下の有用な結果が得られた.i)数値計算アルゴリズムは二次収束を保証する.ii)実プラントのサブシステムの個数が幾つあっても,行列計算に必要とされる次元は各サブシステムの次元と等しい.iii)新たに得られた不動点アルゴリズムは,一次収束を保証する.iv)提案された設計手法は,サブシステムの個数に制限がないので,様々な実システムに対して広範囲に適用可能である.