hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時間遅れを考慮した感染症モデルを含む非線形システムの大域安定性解析

時間遅れを含む感染症モデルにおいて、McCluskey(2010)が与えたSIR感染症モデルにおけるLyapunov汎関数の構成法を、ある非線形接触項を含む遅れつきウイルス感染症モデルにおける内部平衡点の大域漸近安定性の解析に応用した。さらには、open problemとされていたSEIR感染症モデルにおける内部平衡点の大域安定性条件に関する部分解決を行った。具体的には、単調反復法(変数の上極限,下極限の評価値により構成される反復列が平衡点に収束するための係数条件を考察する方法)を適用することで、感染係数が十分に大きい場合に内部平衡点が大域漸近安定であることを示し,Beretta, Breda(2011)が与えた十分条件の改善も行った。また、Lyapunov関数を適切に構成することで、multi-groupを持つ感染症モデルの大域的力学挙動に関する成果も得た。具体的には、相異なる地域区画間の移動を考慮したSIR感染症モデルやSIRS感染症モデルにおける内部平衡店の大域漸近安定性がそれぞれ挙げられる。さらに、感受性個体群がLogistic成長に従う仮定を考慮したSIR感染症モデルにおいて、非線形接触項(特に飽和型接触項)に含まれる時間遅れがシステムのHopf分岐を引き起こすための基本再生産数に関する閾値条件を得た。具体的には、内部平衡点まわりの線型化によって得られる特性方程式の根の実部符号の変化に着目し、基本再生産数がある閾値より大きい場合に、漸近安定な内部平衡点が時間遅れの長さによって不安定化されることを示した。また、連続時間SIRSモデルに対応する、後退オイラー法によって離散化された差分方程式の解のダイナミクスに関する成果を得た。具体的には、Lyapunov関数の時間微分における対数関数項の式変形の適切な差分化に着目することによって、正値性条件を加えた方程式における内部平衡点の大域漸近安定性を得た。Lyapunov汎関数の構成法および単調反復法の双方を応用することで、6編にわたる研究論文の成果を得た。特に、最近得られたmulti-groupモデルにおける内部平衡点の安定性解析においては、東京大学数理科学研究科の國谷紀良博士(PD)の積極的な貢献もあり、他の感染症モデルの大域解析にも応用して得られる研究成果を引き続き投稿予定である。近年、感染個体群の密度に依存する接触項における非線形関数の単調性について多くの討論がなされてきた。特に、時間遅れがない場合、接触関数が非単調であっても、内部平衡点が存在するならば常に大域漸近安定である結果が知られている。本課題において用いたLyapunov汎関数や単調反復法を、非単調な接触項をもつ感染症モデルの大域力学挙動の解析にも引き続き応用することで、基本再生産数を用いて得られる閾値原理の理論的解釈を感染症の蔓延に対する防止策策定に役立てたい。1.pure-delayタイプの協力型Lotka-Vblterraモデルにおけるパーマネンス解析時間遅れを持たない種内競争項を含まないpure-delayタイプの協力型Lotka-Vblterraモデルにおいて、Lu and Takeuchi(1994)やWang and Ma(1991)らの研究に端を発する境界Lyapunov汎関数法を応用することで、Nakata and Muroya(2010)が与えた、システムがパーマネンスであるための十分条件の改善を行った。時間遅れに依存しないパーマネンス条件を得たことで、種内・種外における相互協力の世代幅が長くとも個体群密度が爆発することなく、時間終局的に種が共存することを理論的に示した。2.非線形接触項と時間遅れをもつ感染症モデルにおける内部平衡点の大域漸近安定性時間遅れつきSIR(Susceptible-Infected-Recovered)モデルにおける内部平衡点の大域安定性を示すために与えたLyapunov汎関数の構成法を応用し、ある単調性条件を満たす非線形接触項を含む時間遅れつきモデルにおける内部平衡点の大域漸近安定性を得た。さらには、回復個体群の免疫損失を考慮したSIRS(Susceptible-Infected-Recovered-Susceptible)モデルにおいて、open problemであった内部平衡点の大域安定性条件に関する部分解決を上記手法の発展により行った。具体的には、適切な汎関数を構成することで、免疫損失率が十分小さいならば、SIRSモデルの内部平衡点が存在すれば(遅れの長さに依存せず)常に大域漸近安定であることを示した。特に、基本再生産数が1に十分近いならば、任意の免疫損失率に対してモデルの内部平衡点は大域漸近安定である。さらには、単調反復法(モデル変数の上極限と下極限により構成された反復列が内部平衡点に収束するための係数条件を考察する方法)の適用により、免疫損失率が十分大きいならば、SIRSモデルの内部平衡点が大域漸近安定であることも示した。具体的には、単調反復法(変数の上極限,下極限の評価値により構成される反復列が平衡点に収束するための係数条件を考察する方法)を適用することで、感染係数が十分に大きい場合に内部平衡点が大域

漸近安定であることを示し,Beretta, Breda(2011)が与えた十分条件の改善も行った。また、Lyapunov関数を適切に構成することで、multi-groupを持つ感染症モデルの大域的力学挙動に関する成果も得た。具体的には、相異なる地域区画間の移動を考慮したSIR感染症モデルやSIRS感染症モデルにおける内部平衡店の大域漸近安定性がそれぞれ挙げられる。さらに、感受性個体群がLogistic成長に従う仮定を考慮したSIR感染症モデルにおいて、非線形接触項(特に飽和型接触項)に含まれる時間遅れがシステムのHopf分岐を引き起こすための基本再生産数に関する閾値条件を得た。具体的には、内部平衡点まわりの線型化によって得られる特性方程式の根の実部符号の変化に着目し、基本再生産数がある閾値より大きい場合に、漸近安定な内部平衡点が時間遅れの長さによって不安定化されることを示した。また、連続時間SIRSモデルに対応する、後退オイラー法によって離散化された差分方程式の解のダイナミクスに関する成果を得た。具体的には、Lyapunov関数の時間微分における対数関数項の式変形の適切な差分化に着目することによって、正値性条件を加えた方程式における内部平衡点の大域漸近安定性を得た。非線形接触項が単調でない、時間遅れつきSIRSモデルにおける内部平衡点の安定性解析においても単調反復法を適用することで、免疫損失率が十分大きいならば、モデルの内部平衡点が大域漸近安定であることを示した2編の論文を投稿し、出版した。この手法はSIRSモデルにとどまらず、他の感染症モデルの大域解析にも応用可能であり、それらの研究成果を引き続き査読付き国際誌へ投稿する予定である。Lyapunov汎関数の構成法および単調反復法の双方を応用することで、6編にわたる研究論文の成果を得た。特に、最近得られたmulti-groupモデルにおける内部平衡点の安定性解析においては、東京大学数理科学研究科の國谷紀良博士(PD)の積極的な貢献もあり、他の感染症モデルの大域解析にも応用して得られる研究成果を引き続き投稿予定である。感染個体群あるいは回復個体群が免疫損失等によって再び感受性個体群に変化する感染ダイナミクスを考察する際、時間遅れの大きさが内部平衡点の大域安定性条件にもたらす変化については、未だに多くの未解決問題を残している。本課題において用いたLyapunov汎関数や単調反復法を多くのmulti-groupモデルにおける平衡点の大域解析にも応用しながら、上記課題の解決過程で得られる基本再生産数を用いた理論的解釈を感染症蔓延に対する防止策策定に役立てる構えである。近年、感染個体群の密度に依存する接触項における非線形関数の単調性について多くの討論がなされてきた。特に、時間遅れがない場合、接触関数が非単調であっても、内部平衡点が存在するならば常に大域漸近安定である結果が知られている。本課題において用いたLyapunov汎関数や単調反復法を、非単調な接触項をもつ感染症モデルの大域力学挙動の解析にも引き続き応用することで、基本再生産数を用いて得られる閾値原理の理論的解釈を感染症の蔓延に対する防止策策定に役立てたい。
小売業の国際比較-複数均衡の可能性

本研究の目的は、大きな変革期を迎えている日本の小売市場について、比較制度分析の観点から分析することにあった。本研究の作業は三つに分けられる。すなわち、第一に日本の小売市場の均衡を正確に把握する作業、第二に日本の小売市場を相対化させるための諸外国の小売市場の均衡を正確に把握する作業、そして第三にこれらの異なる市場の均衡メカニズムを共通の枠組みで説明するための理論的フレームワークを構築する作業である。研究最終年度にあたる本年度は、各作業のまとめを行った。第一の作業においては、業態間の分業と競争の状態を整理した。具体的な業態としては、総合スーパー(GMS)、百貨店、専門店チェーン、地域スーパー、個人経営商店を取り上げた。業態間の代替・補完関係を明確にした上で、具体的な店舗がそれぞれどの業態に分類されるかを見た。具体的な店舗間の分業と競争状態を見ることにより、実際の均衡を見ることができた点は成果があったと思われる。ただし、小売業は変化の激しい産業である。実際に店舗の入れ替わりも早い。今回の研究期間中には総合スーパーと百貨店の含併も起きた。均衡の安定性をどのように評価するかは、今後の課題としたい。第二の作業においては、ニューヨーク、香港、バンコクの比較を整理した。今回の研究においては、対象を都市型小売業に絞った。これは、研究の進行につれて、人口集積地域である都市とそれ以外の地域においては、小売業の展開に根本的な違いが生じていることが明らかとなったためである。都市型独自の店舗が一定の力を発揮する点で、各都市の小売業は共通点を持っていた。しかし、グローバル型の小売業のシェア進捗も、各都市において差こそあれ着実に進行しつつある。これが新たな均一均衡への移行期であるかの判断は、時間をおく必要がある。第三の作業においては、小売業における分業と競争のメカニズムの整理を行った。小売業は複数の業態が同様の商品を扱っているという特長がある。このためマルチマーケット・コンタクトの概念が重要となる。しかも小売業の競争は静学的ではなく動学的(ダイナミック)なものである。このため、ダイナミック・マルチマーケット・コンタクトのモデルの構築が必要となる。今回の研究では、実際の小売市場の複数均衡を完全に説明できるモデルの構築までは至らなかったが、これらの概念を用いて、上記の現象のいくつかを説明できることを確認した。本研究の目的は、大きな変革期を迎えている日本の小売市場を比較制度分析の観点から分析することにあった。この分析には3つの作業が必要となってくる。第一は、日本の小売市場の変化する現在を捉える作業である。第二には、比較対象となる諸国の小売市場の特性がどのような方向に変化しているかを捉える作業である。第三には、そうした内外の変化を共通の枠組みで説明する理論的フレームワークを構築する作業である。本年度の研究は第一と第二の作業を行ってきた。第一の作業から得られた結果は以下である。日本の小売市場においては、既存企業における優勝劣敗の傾向がはっきりしてきている。地方都市において、車を利用する広い商圏を対象とするメガストアが、従来型の個人商店(具体的には、専門的な個人商店が連携した商店街やよろず屋の発展形であるミニスーパーなど)にとって代わりつつある。他方、人口の集中する都市圏においては、徒歩など比較的狭い商圏を対象とした食品スーパーが、大型総合小売店(GMS)を凌駕する勢いを示している。すなわち地域条件によって交通手段が異なることから商圏に違いが生じ、この結果小売市場の均衡に違いが生じてきていることが観察される。第二の作業は上述の第一の作業の結果を補完する意味で行われた。まず、バンコク(タイ国)において、都市型小売業の調査を行った。バンコクにおいては人口の集中する都市部にもかかわらず車を利用する広い商圏を対象としたメガストアの台頭がみられた。これはテスコやカルフールさらにはジャスコなど海外大型資本による店舗が中心となっている。他方、ニューヨーク(米国)においては、マンハッタンのみを商圏とする食品スーパーが他の米国地方都市に数多くあるGMSの参入を許さないほど台頭していた。これらの結果から、都市における小売市場の均衡には複数のものがあることがわかった。これをふまえて、それぞれの諸国においてどのようにしてそうした均衡が形成されたかを分析し、それを日本における小売市場の変化と比較することが来年度以降の課題である。本年度の研究は第二と第三の作業を行ってきた。第二の作業から得られた結果は以下である。まず、米国内においては、チェーン・オペレーションのさらなる進展が見られた。百貨店においては、既存二大勢力が合併の方向に向かっている。これは、需要リスクの高いハイファッションを中心に取り扱っている百貨店業態においても、GMSにおけるウォルマートに見られるようなグローバルな商品調達、標準化された販売オペレーションを追及する動きである。(資料調査になるが、欧州でもGMS業態において合併・連携の動きが見られる)このことから、多品種商品を取り扱う業態におけるひとつのスタンダードが確立してきている可能性がある。

この背景には、百貨店という業態が専門店チェーンとすみわけが不明確になってきている状況もある。これは、米国内と同様に日本でも見られる状況でもある。さらに、米国内において、昨年調査をかけた都市型小売業にも大きな変化が起きていた。たとえば、都市型小売業の聖地とされてきたNYCにおいても郊外に大型チェーン店の台頭が見られる。このことは、これまで云われてきた都市型小売業と郊外型小売業とのすみわけが徐々に崩れてきていることを示している。第三の作業は、昨年の第一の作業と去年と今年にわたる第二の作業をもとに、試行的に行われた。小売業は、同様の商品を複数の業態が取り扱っているという特性がある。そして、求めたいのは、そうした複数の業態の均衡状態が複数ある理由である。これを考える手がかりとして、「マルチマーケット・コンタクト」の概念を用いて、モデル構築を試みた。マルチ・マーケットをダイナミックな枠組みでモデル化する作業は来年度に引き続いて行われる予定である。本研究の目的は、大きな変革期を迎えている日本の小売市場について、比較制度分析の観点から分析することにあった。本研究の作業は三つに分けられる。すなわち、第一に日本の小売市場の均衡を正確に把握する作業、第二に日本の小売市場を相対化させるための諸外国の小売市場の均衡を正確に把握する作業、そして第三にこれらの異なる市場の均衡メカニズムを共通の枠組みで説明するための理論的フレームワークを構築する作業である。研究最終年度にあたる本年度は、各作業のまとめを行った。第一の作業においては、業態間の分業と競争の状態を整理した。具体的な業態としては、総合スーパー(GMS)、百貨店、専門店チェーン、地域スーパー、個人経営商店を取り上げた。業態間の代替・補完関係を明確にした上で、具体的な店舗がそれぞれどの業態に分類されるかを見た。具体的な店舗間の分業と競争状態を見ることにより、実際の均衡を見ることができた点は成果があったと思われる。ただし、小売業は変化の激しい産業である。実際に店舗の入れ替わりも早い。今回の研究期間中には総合スーパーと百貨店の含併も起きた。均衡の安定性をどのように評価するかは、今後の課題としたい。第二の作業においては、ニューヨーク、香港、バンコクの比較を整理した。今回の研究においては、対象を都市型小売業に絞った。これは、研究の進行につれて、人口集積地域である都市とそれ以外の地域においては、小売業の展開に根本的な違いが生じていることが明らかとなったためである。都市型独自の店舗が一定の力を発揮する点で、各都市の小売業は共通点を持っていた。しかし、グローバル型の小売業のシェア進捗も、各都市において差こそあれ着実に進行しつつある。これが新たな均一均衡への移行期であるかの判断は、時間をおく必要がある。第三の作業においては、小売業における分業と競争のメカニズムの整理を行った。
リポクオリティが演出する膜の形態と性質

1)ホスファチジルセリン(PS)を解析するための凍結割断レプリカ標識法を確立した。この方法でマウス胎仔線維芽細胞(MEF)を調べたところ、従来の理解とは異なり、小胞体膜では細胞質側膜葉にPSが多く、内腔側膜葉には少ないことが明らかになった。一方、核膜ではPSは両膜葉にほぼ同程度に存在した。出芽酵母では小胞体膜、核膜とも両膜葉にPSが分布した。A23187をMEFに作用させると、小胞体膜の内腔側膜葉のPS増加とともに、核膜の非内腔側膜葉のPSが著しく増加した。TMEM16Kを欠損させたMEFでは、A23187による変化はほとんど見られなくなり、TMEM16Kを再導入すると回復した。これらの結果よりTMEM16Kがカルシウム依存性に活性化し、小胞体におけるPS分布を変化させることが明らかになった。2)エンドフィリンの脂質膜切断に関して、同定した脂肪酸が細胞の膜において含まれているかどうか、有田班との共同研究による質量分析解析により同定した。脂肪酸のちがいを認識するアミノ酸の作用機序を調べるために、X線小角散乱などにより変異がタンパク質の立体構造に与える影響を調べたところ、タンパク質の全体構造に変化は見られず、表面電荷が脂質膜へのタンパク質の挿入度を調節していることがわかった。細胞突起形成に関わるBARタンパク質であるMTSS1は、エンドフィリンに脂質膜を切断することが示されたので、アミノ酸に変異を導入し、切断機序を解析したところ、エンドフィリンとMTSS1の局在する膜曲率の違いを反映した機序を見出した。さらに、MTSSS1による細胞外小胞に含まれるリゾリン脂質が、実際にMTSS1による脂質膜の小胞化に寄与していることを試験管内で確かめた。ARDに関しては、ANKHD1の同定した脂質膜切断活性を変化させるアミノ酸残基の変異体の細胞機能における役割を調べた。ホスファチジルセリンの細胞内分布をナノレベルで解析する方法を確立し、その方法を用いることによってホスファチジルセリンの分布変化を引き起こす分子機構を解明することができた。前年度に確立したホスファチジルセリンの解析方法を用いて、さらに詳細に生体膜での現象を解析する。1)細胞内物質輸送など多様な現象に関与するホスファチジルイノシトール3,5-二燐酸(PtdIns(3,5)P2)の局在を急速凍結・凍結割断レプリカ標識電子顕微鏡法で解析するための方法を新たに開発した。プローブとして出芽酵母ATG18にGST, 4xFLAGのタグを付加したリコンビナント蛋白質を精製し、抗FLAG抗体、プロテインA標識金コロイドを用いて可視化した。上記プローブはホスファチジルイノシトール3燐酸(PtdIns3P)にも結合を示すが、過剰量のp40phoxのPXドメインを共存させてPtdIns3Pとの反応を抑制した。この方法を用いることにより、出芽酵母では高浸透圧処理した際に形成される液胞膜のラフト様ドメインにPtdIns(3,5)P2が集中すること、一方、哺乳類細胞ではにPtdIns(3,5)P2は管・小胞状構造を示すエンドソームの小胞部分に集まり、管状部分にはほとんど存在しないことなどを見出した。2)BARタンパク質の中から、脂質膜への挿入部位を持つと推定されるタンパク質としてendophilinに注目した。BARドメインは、ダイマーとして機能するが、ほとんどのBARドメインと脂質膜の相互作用は、塩基性アミノ酸残基と酸性脂質の間の静電的な相互作用によっている。BARドメインの中でもendophilinは特に、その両端及び中央部に両親媒性部位を持つ。この両親媒性部位は、二重層からなる脂質膜の一層に挿入されることから、脂肪酸の多様性を認識できる可能性がある。本年度の研究では、様々な組織より抽出された脂質とendophilinの結合を調べたところ、脂質膜との結合や、結合の結果生じる脂質膜の形態の違いを見出した。また、ARDを含むタンパク質の中にも、脂質の組成により異なる結合を示すものを見出した。すなわち、endophilinやARDを含むタンパク質は、組織により異なるリポクオティの違いを認識できる可能性がある。本年度は新たな膜脂質可視化法の開発に成功し、またリポクオリティの違いを認識できる可能性のある蛋白質を見出した。いずれも翌年度以降の研究の発展に直結する成果であると言える。1)急速凍結・凍結割断レプリカ標識法でホスファチジルセリン(PS)の分布をナノレベルで可視化する方法を確立した。異なる燐脂質で作製したリポソームの凍結割断レプリカを用いることにより、evectin2のPHドメインとGSTを融合させたリコンビナントタンパク質がPSを特異的に標識し、PS含量に依存して標識強度が変化することを確認した。この方法を哺乳類細胞、酵母細胞に用いることにより、従来の方法では検出できなかった小胞体膜の細胞質側膜葉にPSが存在することを見だし、小胞体膜のPSが両葉にほぼ対称性に存在することを明らかにした。また細胞膜では機能的関連が注目されている哺乳類カベオラと酵母MCCにおいて、周囲の細胞膜領域とは異なる特異な分布を示すことを見出した。2) BARドメインやアンキリンリピートドメイン(ARD)のリポクオリティに依存した結合に関して、既に調べた組織抽出脂質の脂肪酸組成のちがいを有田班との共同研究により質量分析により同定した。その結果、脂肪酸の飽和度や、脂質の種類は、同一組織でも動物種により異なることがわかった。

脂肪酸の組成を変化させた再構成リポソームを合成脂質により作成し、BARドメインやARDの結合を調べることで、BARドメインやARDの結合とリポクオリティの関連を調べた。その結果、BARドメインを含むタンパク質のうち、エンドサイトーシスに関わるエンドフィリンは、両親媒性ヘリックスの挿入により不飽和脂肪酸依存的に脂質膜を切断することを明らかにした。ARDに関しては、ANKHD1に注目し、エンドソームに関する小胞輸送に関与すること、また、ANKHD1と脂質膜の相互作用は、脂質組成に大きく依存することを見出した。これらのタンパク質の脂質膜との相互作用は、リポクオリティによって大きく変化することが示唆された。ホスファチジルセリンを標識する方法を確立し、リポクオリティについて従来の方法では得られなかった新たな知見を得ることができた。またBARドメインやアンキリンリピートドメインと脂質膜の相互作用がリポクオリティによって変化することを見だし、BARドメインを含むタンパク質であるエンドフィリンの新たな機能を明らかにした。1)前年度に確立したホスファチジルセリン(PS)の分布をナノレベルで可視化するための電子顕微鏡法を用いて、哺乳類細胞と出芽酵母におけるPS分布を詳細に解析した。その結果、出芽酵母では小胞体膜、内外核膜に差がなく、いずれも膜の両葉にほぼ同レベルのPSがあるのに対し、哺乳類細胞では小胞体膜の細胞質側膜葉にほぼ限局して高レベルのPSがあり、その一方、内外核膜では両葉とも低レベルで非対称性はなかった。これらの結果は哺乳類細胞と出芽酵母のPS分布に差があることを示し、哺乳類細胞では連続する小胞体膜と核膜の間でPSの拡散を妨げる何らかの機構があることが示唆された。2)エンドフィリンの脂質膜切断に関して、エンドフィリンが高い切断活性を示す脂肪酸を同定した。さらに脂肪酸のちがいを認識するアミノ酸を、両親媒性部位のアミノ酸残基に変異を導入することで調べた。その結果、両親媒性ヘリックスのアミノ酸だけでなく、脂質膜とタンパク質の間の静電的相互作用を担うアミノ酸も重要であることがわかった。細胞突起形成に関わるBARタンパク質であるMTSS1は、両親媒性ヘリックスを持つことから、脂質膜の切断活性を検討したところ、脂質膜を切断することが示された。MTSS1が細胞において形成する細胞突起は、頻度が少ないものの、静的な培地中でも実際に切断され、さらに、培地の流れによって切断が増強されることがわかった。切断された小胞の有田班との共同研究による解析から、この切断はリゾリン脂質によって増強されることがわかった。ARDに関しては、ANKHD1の両親媒性ヘリックスに注目し、変異を導入し作用機序を調べた。当初の計画通りに進展しただけでなく、予期しなかった新たな発見も得られ、今後さらに大きな展開が期待できるため。1)ホスファチジルセリン(PS)を解析するための凍結割断レプリカ標識法を確立した。この方法でマウス胎仔線維芽細胞(MEF)を調べたところ、従来の理解とは異なり、小胞体膜では細胞質側膜葉にPSが多く、内腔側膜葉には少ないことが明らかになった。一方、核膜ではPSは両膜葉にほぼ同程度に存在した。出芽酵母では小胞体膜、核膜とも両膜葉にPSが分布した。
脳性麻痺児リーチ動作の神経基盤に関する研究

最終年度である今年度は,当初行っていた特別支援学校に通学する脳性麻痺児のリーチ動作解析に関する研究を国際誌に発表し,博士号取得に至った.本研究はこれまで定量化されていなかった肩関節屈曲角度の違いによる脳性麻痺児のリーチ軌跡の変化を明らかにすることを目的として行い,その結果特に重度脳性麻痺児では肩関節の屈曲角度がリーチ軌跡に影響を与える事を明らかにした.この論文は痙直型脳性麻痺児のリーチ運動障害機構の解明に貢献し,脳性麻痺児の上肢機能障害に対するリハビリテーション方法論の発展に寄与するところが多いと考えている.さらに,昨年度に引き続き,鏡治療効果に注目して脳性麻痺者の健常側の上肢運動動作を鏡に映して麻痺側の上肢に重ねて見た時に生じる脳活動について脳磁図計(MEG)を用いて検索した.その結果,鏡像を見ながらの上肢運動によって脳性麻痺者の両側大脳半球が活性化される可能性が示唆されており,これは臨床上で重要な知見であると考えている.この脳活動に関する研究については,現在,論文を作成しており,国際誌への発表を行う予定である.このように鏡像を用いた運動がより大脳半球を活性化できることが明らかになれば,これまであまり効果的なリハビリテーション手法が報告されていない成人の脳性麻痺者に対して新たな手法を開発する糸口になることが期待できる.今後はまずは脳性麻痺者の上肢機能障害の神経機構の解明とその機能改善の可能性についてさらに研究を発展させ,続いて脳性麻痺児でも検討を行う事で,より効果的なリハビリテーション手法の開発や学校場面を含む日常生活のADL向上に寄与することが可能になると考えている.本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究は当初脳性麻痺児の上肢運動時における大脳の支配領域を解明することを目的に、functional MRIを用いてその際の脳活動を測定することを計画していた。しかし、実際にfMRIでの計画を検討したところいくつかの問題点が考えられた。一つはfMRIでの計測では肘関節や肩関節といったリーチ動作に必要な関節が計測しづらいこと。もう一つはその為に検討していたジョイスティックを用いた方法では通常のリーチ動作への応用が難しい事である。そこで、計画を変更し、脳磁場計測法:Magnetoencephalography(MEG)を採用する事とした。この計測法は、脳神経の活動により発生した磁場を測定するものであり、計測機器の特徴として、fMRIよりも時間分解能が高いという特徴を持つ。しかし、本計測機器を用いても肩関節は脳磁場を計測する上で脳に近い事からノイズを発生する可能性が高い事が予備実験で判明したため、まずは上肢運動の特徴を理解する目的で手指の運動から計測を開始する事とした。そのような前段階をふまえた上で、当該年度は倫理委員会の書類を作成するための予備実験と倫理委員会の書類作成、そして健常成人における計測を行った。現在は健常成人にて得られたデータの解析を進めると同時に、脳性麻痺者のリクルートを行っているところである。これらの方法を用いることで、脳性麻痺児のリーチ動作時の脳活動を観察することができ、さらに色々な指示を与えることによって、脳性麻痺児の上肢機能障害の神経基盤を明らかにすることが可能であると考えている。本年度は脳性麻痺児の上肢機能障害の神経基盤を明らかにすることを目的に,脳性麻痺者の上肢運動時,特に手指の運動に関する脳磁場計測から開始した.対象者を痙直型脳性麻痺者で社会生活を営んでいるものと限定したために被験者募集に若干の困難を来したが,最低目標人数の計測までは到達出来ている.また新しい理学療法の検討という当初の目標より,計測時の条件として鏡を取り入れ,鏡の有無によってどのように脳活動が変化するのかを探索する事とした.この方法はMirror Therapyといわれ,主に脳卒中後の片麻痺患者で有効性が見られている治療法である.データは現在解析中であるが,鏡の有無に関する有意な差が見られると予想している.また,本年度は昨年度までに行なった健常者の計測に関して解析を行なった.その結果,健常者でも鏡を用いることにより,非運動肢を支配する大脳半球運動野に有意な脳磁場反応が見られたほか,頭頂葉に強い反応が見られ,これは鏡を使う事による視覚と運動野のミスマッチが起きているために生じるのではないかと推察している.これらの結果は学会で発表し,現在は現在計測中である脳性麻痺者とのデータを合わせた論文執筆に取りかかっているところである.脳性麻痺者データはまだ不十分ではあるが,鏡の有無だけに限らず,健常者とも異なる反応が見られており,まずは未だに報告がない脳性麻痺者の最初の報告が出来,脳性麻痺者への新しい理学療法の検討に繋がるのではないかと期待している.最終年度である今年度は,当初行っていた特別支援学校に通学する脳性麻痺児のリーチ動作解析に関する研究を国際誌に発表し,博士号取得に至った.本研究はこれまで定量化されていなかった肩関節屈曲角度の違いによる脳性麻痺児のリーチ軌跡の変化を明らかにすることを目的として行い,その結果特に重度脳性麻痺児では肩関節の屈曲角度がリーチ軌跡に影響を与える事を明らかにした.この論文は痙直型脳性麻痺児のリーチ運動障害機構の解明に貢献し,脳性麻痺児の上肢機能障害に対するリハビリテーション方法論の発展に寄与するところが多いと考えている.

さらに,昨年度に引き続き,鏡治療効果に注目して脳性麻痺者の健常側の上肢運動動作を鏡に映して麻痺側の上肢に重ねて見た時に生じる脳活動について脳磁図計(MEG)を用いて検索した.その結果,鏡像を見ながらの上肢運動によって脳性麻痺者の両側大脳半球が活性化される可能性が示唆されており,これは臨床上で重要な知見であると考えている.この脳活動に関する研究については,現在,論文を作成しており,国際誌への発表を行う予定である.このように鏡像を用いた運動がより大脳半球を活性化できることが明らかになれば,これまであまり効果的なリハビリテーション手法が報告されていない成人の脳性麻痺者に対して新たな手法を開発する糸口になることが期待できる.今後はまずは脳性麻痺者の上肢機能障害の神経機構の解明とその機能改善の可能性についてさらに研究を発展させ,続いて脳性麻痺児でも検討を行う事で,より効果的なリハビリテーション手法の開発や学校場面を含む日常生活のADL向上に寄与することが可能になると考えている.本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。当初、fMRIを使った研究を計画していたが、リーチ動作時の脳活動をより詳細に時間経過を追って解析できるMEGを使用することにした。その為に、計測技術の習得および倫理委員会への申請などに若干の時間が必要となったが、現在は、順調にデータ取得が行えている。脳性麻痺者のリクルートも順調であり,今後は学会発表や論文発表が行えると考えている。今年度は鏡治療効果に注目し,脳性麻痺者の健常側の上肢運動動作を鏡に映して麻痺側の上肢に重ねて見た時に生じる脳活動について脳磁図計(MEG)を用いで計測した.また,昨年度計測した健常者のデータに関する学会報告を行なえた.本年度は脳性麻痺者の計測に取りかかる予定である。その終了後、比較群として脳卒中後片麻痺者に関する計測も検討しており、同時進行で成人での計測終了後、健常児・脳性麻痺児に関する計測も予定している。問題点としては脳卒中患者や健常児のリクルートに関してまだ十分な保証が得られていないところであるが、いくつか候補があがっているので、それらを進めて行きたいと考えている。発表等に関しては、今後は脳性麻痺者の計測が終了したところで健常者と比較しての発表、さらに脳卒中片麻痺者との比較、小児での計測結果の発表などを予定している。来年度は脳性麻痺者の解析を行ない,その上で健常者のデータと比較し,学会誌に発表しようと考えている.その後,より鏡による効果が著明であるとされる脳卒中後片麻痺者に関する計測も検討しており,これにより,より脳性麻痺者に特化した理学療法の検討を行なう予定である.当初は脳性麻痺児での計測も同時に検討していた.しかし,今年度の計測において発達がある程度止まった成人の脳性麻痺者においてもかなり様々な反応が得られる事が明らかになっており,発達中の脳性麻痺児の反応が十分に考察出来るかどうかは現在担当指導教官や共同研究者と議論を重ねているところである.
放射線被ばく教育が画像検査依頼に与える影響の研究

近年我が国では、画像検査利用の増加に伴って、医療被ばくに対する国や国民の意識が高まっている。一方で、放射線画像検査には明確な便益があるため、医療被ばくに対しては画一的な線量限度は設けられていない。そのため、個々の症例に柔軟に対応し、診断能を失わない範囲で、被ばく線量を最小限に抑えることが求められている。CT検査において、同じ検査部位であっても、検査の目的によって撮影プロトコルの内容は細かく異なり、被ばく線量も異なる。ところが検査を依頼する医師は通常、そのような撮影法の詳細には精通しておらず、時に、適切な理由を伴わずに被ばく線量の高い撮影プロトコルが要求されることがある。本研究では被ばく線量管理ソフト(Dose Watch ; GEヘルスケア)の導入前後で、小児頭部単純CT検査の被ばく線量情報の提供・教育ならびに撮影プロトコル内容の最適化を行い、それぞれ連続30症例のCTDIvolとDLPの平均値を年齢毎に比較した。また、撮影プロトコル内容は、DRL's 2015の小児CT診断参考レベルの年齢区分(1歳未満、15歳、610歳)ならびに撮影方法(non-helical scan、helical scan、volumescan)をもとに最適化を行った。導入前と比較し、被ばく線量情報の提供・教育ならびに撮影プロトコル内容の最適化を行ったことで、CTDIvo1、DLPともに約23%(1歳未満、15歳、610歳の3群の平均値)の被ばく線量の低減が図られた。また、導入後のCTDIvo1、DLPはDRL's 2015の75パーセンタイル値のそれぞれ約55%、約76%であった。放射線被ばく教育と撮影プロトコルの最適化を行うことで、被ばく線量の低減化を実現できることを明らかにした。また、被ばく線量を管理する時に、被ばく線量管理ソフトを用いることは有用であった。
ケロイド発生病態におけるエピジェネティクス制御の検討

HDAC阻害剤がケロイド細胞に及ぼす遺伝子発現の変動を検討した。HDAC阻害剤としてTrichostatin A (TSA)を選択し、マイクロアレイで解析した。その結果、正常真皮線維芽細胞と比較しWnt3Aなどがケロイド特異的に変動していた。さらに遺伝子カスケード解析で、上流にCREBBP/p300などが関与した可能性を見出した。一方、細胞外マトリックスを中心にRTーPCRで遺伝子発現を検討し、TSA投与後COL1A2やVersicanなどが低下し、MMP3が増加することを見出した。以上より、TSAはケロイドの発生抑制をもたらす可能性が示唆されたが、詳細なメカニズム解明が望まれる。肥厚性瘢痕・ケロイドでは病変部に細胞外マトリックスの過剰沈着が認められる。本研究ではエピジェネティクスの代表分子であるhistonedeacetylase (HDAC)に着目した。ケロイド組織由来細胞と正常皮膚線維芽細胞にHDAC阻害剤を添加し、細胞数やアポトーシスの検討を行い、細胞外マトリックスや転写因子の遺伝子発現をin vitroで検討した。まず、HDAC阻害剤としてTrichostatin A (TSA)とSuberoylanilide hytdroxamic acid (SAHA)を用い、濃度と反応時間を振り分け、ケロイド細胞と皮膚線維芽細胞の細胞数をカウントした。その結果、いずれの細胞でも濃度依存性および時間依存性に細胞数が減少した。またMTS assay法では濃度時間依存性にシグナル値が低下し、アポトーシスが誘導されていることが示唆された。上記実験の結果から、TSA,SAHAともに0.6μM、反応時間1日を至適濃度反応時間と判断した。次に、ケロイド細胞と皮膚線維芽細胞を2サンプルずつ培養後、TSAを上記至適濃度反応時間で添加し、RNAを採取後マイクロアレイで解析を行い双方の遺伝子発現を比較した。その結果、2サンプルで共通してケロイド細胞特異的に発現が変動した遺伝子を747種同定した。中にはWnt3AやADAM8などが含まれていた。GO解析やNLP nework解析では、Wnt signalingやACE inhibitor pathway経路に関する遺伝子発現が増加しており、DNA増幅やcell cycleに関与する遺伝子発現が低下していた。続いて、Biobase社ならびにCytoline solutions社による遺伝子カスケード解析を行い、上流の遺伝子発現を検討した。その結果、CEBPA, CBPなどの因子が上流に関与していることが示唆された。本研究ではエピジェネティクスの代表分子であるhistonedeacetylase (HDAC)に着目し、HDAC阻害剤がケロイド組織由来細胞に与える影響を検討した。まず、HDAC阻害剤としてTrichostatin A (TSA)を選択した。はじめにMTS assay法で細胞毒性を調べた結果、TSAは0.6μM、反応時間24時間が至適と判断した。続いてケロイド細胞と皮膚線維芽細胞を2サンプルずつ培養後、TSAを上記濃度反応時間で添加し、RNAを採取後マイクロアレイで解析を行った。まず、細胞外マトリックスを中心に遺伝子変動データの解析を行った。その結果、AggrecanやMMP-3がTSAの影響を強く受けることを見出した。続いてAggrecanとMMP-3に加え、COL1A2やVersicanなどケロイド組織で増えている細胞外マトリックスを加え、TSAがケロイド細胞に与える影響をRT-PCR法で検証した。その結果、VersicanはTSA投与後ケロイド組織で特に発現が低下し、逆にMMP-3はTSA投与によりケロイド組織で発現が極めて上昇することを見出した。一方で、別の視点からケロイド細胞特異的に発現が変動した遺伝子に着目し解析を行ったところ、Wnt3やADAM8など747種の遺伝子が変動していた。候補遺伝子について、Cytoline solutions社による遺伝子カスケード解析を行い上流の遺伝子発現を検討したところCEBPA, CBP/p300などの因子が上流に関与していることが示唆された。皮膚科学HDAC阻害剤による遺伝子変動は広範囲に及ぶことからケロイド特異的な遺伝子の候補を選択するためのマイクロアレイデータの解析に時間を要したため。1.マイクロアレイを複数回行い、得られたデータの再現性を確認する。次にマイクロアレイのデーターを元にサンプル数を増やし、Wnt3AやADAM8などケロイド特異的に変動した遺伝子のmRNA発現を詳細に検討する。またWestern blot法などで蛋白レベルでの変動を確認する。また、候補遺伝子の特異抗体を購入し、免疫染色を行いin vivoでの発現の有無を検討する。2. Wnt3AやADAM8などケロイド特異的に変動した遺伝子の機能を解析する。候補遺伝子のsiRNA

作成による発現抑制、もしくは遺伝子発現増強を行い、細胞外マトリックスや線維化に関与する因子の発現の変化をマイクロアレイなどで評価する。3. Ex vivoケロイドモデルマウスを用い、HDAC阻害剤の濃度を振り、連日3-4日間局所に投与する。その後マウスの皮下に埋め込んだケロイド組織を経時的に採取し、膠原線維や細胞外マトリックスの発現を免疫染色で検討し、mRNAの発現もRT-PCR法で評価する。同時に、In vitro条件下で得られたWnt3AやADAM8などのケロイド組織特異的な遺伝子の発現がex vivoでも変動しているかRT-PCR法で検討する。H26年度もマイクロアレイを複数回行い、ケロイド特異的に発現している候補分子の再現性を確認する。ケロイド特異的な遺伝子の発現を検討するため、プライマー、プローブのデザインが必要である。次に、siRNAの作成や導入などに費用を要する。また、Ex vivoモデルマウスの維持費が必要である。マイクロアレイ100万円、プライマー・プローブのデザイン30万円、siRNAの作成・導入85万円、Ex vivoモデルマウスの維持費80万円
初唐・盛唐期の敦煌における極楽イメージの形成について-阿弥陀浄土変相や観経変相にみる九品往生の表現を中心に-

阿弥陀浄土変相や観経變相は、初唐期に極楽浄土の景観が整備され、盛唐期に外縁に各種図像を付帯・配置するようになる。その形成過程において、「浄土三部経」や善導『観経疏』など、各種の浄土経思想が大きく関与するというのが従来の考え方であり、敦煌の場合も、その考え方を大きく逸脱することはないとされてきた。しかし、初唐・盛唐期の敦煌における阿弥陀浄土変相と観経変相について調査をすすめた結果、浄土教思想によって基本的な大枠は構成されるものの、図像の細部にいたっっては必ずしもその限りではないことが明らかとなってきた。具体的な事例を以下にあげる。1)観経変相日想観図にみられる夕陽の表現前漢以来の伝統的な日輪のモチーフによって観経変相日想観図における夕陽を表現する方法で、第217窟北壁・第45窟北壁・第171窟など、かなり多くの観経変想壁画に認められる。2)観経変想日想観図にみられる山水表現3)観経変相下品往生図にみられる地獄の情景本来、九品往生図は極楽へ往生するための9種類の方法を図像化したものである。ところが、来迎引接式の九品往生図の下品往生に限って、地獄における情景が混入されることが明らかとなった。すなわち第431窟南壁の九品往生図壁画(初唐)、第171窟北壁・第216窟北壁などの観経変相壁画(盛唐)がその例としてあげられる。これらの表現が敦煌独自によるものか、あるいは中国中央の影響によるものか、その究明が今後の課題である。
主要AGE構造体の同定とその臨床への応用

生体には様々な翻訳後修飾の機構が存在するが、メイラード反応は特に糖尿病合併症、動脈硬化症といった加齢に伴って発症頻度が増加する病態との関与が強く指摘されている。申請者はメイラード反応後期生成物であるAdvanced glycation end products(AGE)の生成メカニズムを分子レベルで解析している。平成17年度の研究成果より、(1)我々が発見したglycolaldehyde由来新規AGE構造体であるGA-pyridineが糖尿病性腎症の糸球体に蓄積し、さらにその蓄積度は病態の進行に伴って促進していることから、腎症の進展にはglycolaldehydeによる蛋白の修飾が関与していることが明らかとなった。(2)腎症モデルラットにおいて、腎症の進展に伴って糸球体にAGE構造体の一つであるPentosidineが蓄積することが明らかとなり、GA-pyridineと同様、腎症の進展にはAGEによる蛋白の翻訳後修飾が関与している可能性が示唆された。(3)システインとフマル酸とのadductである(2-succinyl)cysteine(2SC)を同定した。本構造がヒト血清アルブミン等に存在することから、生体でクレブスサイクルによる蛋白の翻訳後修飾が進行していることを明らかにした。(4)肺胞II型細胞株として知られるA549細胞に発現するAGE受容体を解析した結果、本細胞には以前に我々がAGE受容体として報告したscavenger receptorfamilyとは異なる新規のAGE受容体が発現していることが明らかとなった。申請者はメイラード反応後期生成物であるAdvanced glycation end products (AGE)の生成メカニズムを分子レベルで解析している。平成16年度の研究成果より、(1)AGE生成における主要な中間体として知られる3-deoxyglucosone(3-DG)からN^ε-(carboxymethyl)lysine (CML)とイミダゾロンが主要生成物として、また、ピラリンとペントシジンがマイナー産物として生成することを確認し、CMLとイミダゾロンは動脈硬化巣に顕著に蓄積していることから、動脈硬化病巣では3-DGによる蛋白のAGE化が進行していることが示された。(2)従来、CMLの生体内局在を検討する目的で、抗CML抗体である6D12が頻繁に利用されてきたが、本抗体はCMLのみならず、N^ε-(carboxyethyl)lysine (CEL)とも高い交叉反応性を示すことが明らかとなったため、新規にCML特異的なモノクローナル抗体(CMS-10)を作製し、免疫化学的なCML測定系を開発した。その結果、ヒトのレンズ蛋白にはCMLが加齢に伴って顕著に蓄積することが免疫化学的に証明された。(3)以前、申請者はglycolaldehydeから生成する新規AGE構造体としてGA-pyridineを同定し、本構造体が動脈硬化部位に蓄積することを報告している。今回、GA-pyridineが糖尿病性腎症の糸球体に蓄積し、さらにその蓄積度は病態の進行に伴って促進していることから、腎症の進展にはglycolaldehydeによる蛋白の修飾が関与していることが明らかとなった。
強化された画像誘導と革新的ロボット技術の融合による画期的低侵襲治療システムの開発

計算解剖学に基づくComputer assisted diagnosis(CAD)およびコンピュータナビゲーションシステムを搭載し、かつMRIのガントリ内で高磁場の影響をうけず作動する高画質の内視鏡を搭載した内視鏡マニピュレータおよび術野の移動と変形に対応できる能動穿刺マニピュレータを開発した。動物実験を通してその利用価値があることも客観的に証明できた。臨床応用に向けて、滅菌対応や消耗品区画設定などの基本設計を応用した設計変更を行っていく予定である。計算解剖学に基づくComputer assisted diagnosis(CAD)およびコンピュータナビゲーションシステムを搭載し、かつMRIのガントリ内で高磁場の影響をうけず作動し、MR画像にも影響を与えない高画質のMRI対応内視鏡を搭載した内視鏡マニピュレータおよびビジュアルサーボ制御による実時間穿刺経路修正プログラムを実装し、対象の移動と変形に対応できる能動穿刺マニピュレータを開発しつつある。現状では以下の結果が得られている。1)能動内視鏡マニピュレータの開発:単孔式内視鏡下手術を想定し、術中の視点・視野の自由な操作が可能となるよう汎用保持マニピュレータと外套管マニピュレータからなる能動内視鏡マニピュレータの開発を行った.外套管には圧縮コイルばねを用いて屈曲の2自由度を実現し,体内で自由に位置・姿勢が操作可能な計6自由度の構成とした。ジョイスティックによる動作検証により,位置移動,屈曲動作が可能であることが確認された。また、内視鏡は小型化されたステレオ視をもつもので、対象物を3次元立体画像復元が可能なものを新たに開発した。今後は術具マニピュレータとの統合によるin vivo実験を行い,システム全体の評価および改善を図っていく予定である。2)開発中の穿刺マニピュレータは,4個のDCモータとそれによって駆動される4自由度リンク機構からなる。駆動部はワイヤとアウターチューブを介してマニピュレータを自律動作させる。マニピュレータの動作は画像処理と強化学習を統合した制御系によって自律的に最適化される。3)Open MRIガントリ内の任意の場所、任意の方向のスライスをリアルタイムに作成する技術であるInteractive Scan Control(ISC)を実用化しシステム内に融合させるため、OpenMRI内のソフトウェアに対する基盤開発を行った。ファントムを使用した実験において有用性を検証することができ、臨床応用の可能性が示唆された。計算解剖学に基づくComputer assisted diagnosis (CAD)およびコンピュータナビゲーションシステムを搭載し、かつMRIのガントリ内で工事場の影響を受けず作動し、MR画像にも栄子湯を与えない高画質のMRI対応内視鏡を搭載した内視鏡マニピュレータおよびビジュアルサーボ制御による実時間穿刺経路修正プログラムを実装し、対象の移動と変形に対応できる能動穿刺マニピュレータを開発した。(1)能動内視鏡マニピュレータの開発:昨年度に開発された6自由度の内視鏡マニピュレータは、ジョイスティックによる動作検証により、操作可能であった。本年度は、当該マニュピレータと下記術具マニュピレータを統合し、ブタを用いたin vivo実験を行った。(2)術具マニュピレータ:昨年度に開発された術具マニュピレータは穿刺マニュピレータとして4自由度のリンク機構からなる。(1)の内視鏡マニュピレータと下記の画像誘導システムを用いて、統合システムを作成し、in vivo実験を行った。(3) OpenMRI画像誘導システム:昨年度開発されたinteractive Scan Control (ISC)を用いて、(1)および(2)のマニュピレータをOpen MRIを用いた画像誘導下に操作し、ブタを用いた穿刺実験を行った。MRI画像診断装置内で計算解剖学に基づくComputer assisted diagnosis (CAD)を実現すると同時にコンピュータナビゲーションシステムを搭載し、かつMRIのガントリ内で高磁場の影響を受けず作動し、MR画像にも影響を与えない高画質のMRI対応内視鏡および内視鏡マニピュレータを開発した。昨年度よりブタを用いたin vivo実験により若干の改良を加えてきた。本システムの革新的な機能は以下の通りである。(1)ビジュアルサポート制御による実時間穿刺経路修正プログラムを実装し、対象の移動と変形に対応できる機能が搭載されている。(2) MRIの磁場に影響されずほとんど画像にノイズのないモータを実装することに成功した。(3)ブタを用いたin vivo実験を繰り返すことにより徐々に改良を行い、患者と干渉しない形状がほぼ完成した。(4)穿刺経路の決定に柔軟性を持たせることとし、穿刺針に受動性がもたらされることになった。これにより現実に医師がマニュアル操作により穿刺するときの環境に近い状態を作り出すことが可能となった。(5)穿刺応力をリアルタイムに測定することにより穿刺の力と方向をより細かく設定することが可能となった。(6)本研究により開発されたInteractive Scan Control (ISC)はロボットが動作してから画像に反映されまで46秒の遅延が生じるが、MR画像前後探索機能を追加することによりマニュアル穿刺において操作性の向上が図られた。

臨床応用に耐えられるよう、各マニピュレータと画像誘導システムを用い、動物実験を繰り返し行い、統合システムの最適化を行っている状況である。27年度が最終年度であるため、記入しない。消化器外科本研究課題により計算解剖学に基づいたリアルタイム性の高い術中ナビゲーションシステムは、動物実験を通して、その利用価値があることも客観的に証拠できた。臨床応用に向けて、滅菌対応や消耗品区画設定などの基本設計を応用した設計変更を行う必要がある。他施設と共同でブレインストーミングなどを行い、アイデアの排出や、開発経験を共有しあうことに邁進する。臨床応用に耐えられるよう、術具マニピュレータを変更可能となる機構を搭載させているが、そのことにより若干の稼動域の制限が生じている。また、マニピュレーターの安定性と安全性を検証するため動物実験を繰り返し行なっている状況である。本年度開発した各マニピュレータは、いわゆる一点ものとして設計されたものであり、ギアやブッシュ等の交換部品を購入する必要があったが、実験に使用した後の分解清掃において、部品の消耗度合いが想定よりも少なく、交換に至らなかった事があげられる。本研究課題により計算解剖学に基づいたリアルタイム性の高い術中ナビゲーションシステムはその利用価値があることも客観的に証明できた。ただし臨床応用するには、まだ改良するべき点が存在している。今後はその改良点を一つ一つ克服するような形で研究を遂行していくと同時に、本研究課題で排出できた技術を応用することにより、新たな切り口から「新しいナビゲーション手法を応用した低侵襲診断治療システムの開発」という目的を達成する可能性も考慮する。他施設でブレインストーミングなどを行い、アイデアの排出にも邁進する。実験で交換が必要になった部品(ギアやブッシュ、断線したケーブル)等の購入および、本年度までの成果発表を行う。現時点での実験内容が現有の比較的旧式の手術器具で十分に対応可能であったため、初年度に重点的に計上していたMR対応内視鏡下手術器具(鉗子類、エネルギー源、モニタ、気腹装置)の購入の必要性が相対的に低下し、初年度内で購入するに至らなかったことがあげられる。MR対応内視鏡下手術器具(鉗子類、エネルギー源、モニタ、気腹装置)の開発や購入に充当する。