hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者の体型と歩行パターンに応じた生活行動範囲回復の為のセルフケアプログラム開発

高齢者総合的機能評価等ともあわせ、生活歴、元々の生活圏、生活習慣、運動習慣、現在の日常生活状況、行動範囲、歩容状態などをアセスメント項目として検討していたが、神経所見などについては専門医などの助言を得ながらスクリーニング項目を盛り込む必要があることについて、現在最終的なまとめを行っている。作成したアセスメント項目は、健康高齢者や介護予防事業などに関わっているエキスパートに評価を依頼し、妥当性を高めている。
ジャズダンスにおけるアイソレーション動作の動作ならびに筋電図的研究

本研究の目的は,体育科におけるダンスの動作,具体的には,ジャズダンスにおけるアイソレーション動作(胸・腰・肩)について,運動構造を明らかにすることであった。本報告では,本年度の結果に加えて,3年間の研究の成果を総括する。ジャズダンスの技術習熟段階の異なる被験者(熟練者,非熟練者)を対象として,ビデオカメラで被験者(左右肩峰等にマーク)の正面・背面より動作を撮影・録画し,その映像をコンピューター画面にスーパーインポーズして自作のプログラムによりスティックピクチャーを求めて動作*分析を行った。筋電図記録は,多用途万能型脳波計を用い,皮膚表面誘導法により記録し分析した。肩のアイソレーション動作では,熟練者は肩のみの独立的な上下動が明瞭であったが,非熟練者は可動範囲が小さく,またスムーズな動きが見られなかった(11年度)。腰の動作では,熟練者は膝から腰部を動かし,そして腰のみの独立的な左右動が明瞭であったが,非熟練者は上体が傾いたり捻ったりしてそれらは明瞭でなかった。以上のように,アイソレーション動作の動作分析の新たな知見を得ることができた点で有意義な結果であった。なお,課題動作の特性から現有装置では,微細な分析部位や3次元的な分析等,分析方法に限界があることが分かった。一方,胸のアイソレーション動作では,脊柱動態の人類学的観点(椎体の棘突起にマーク)を取り入れ,以下のような新たな知見が得られた(第19回スポーツ教育学会で発表)。動作分析の結果より,熟練者は背柱を湾曲させて平行に動かしていたが,非熟練者はこのような湾曲は認められなかった。筋電図結果より,胸の右方向へのアイソレーション動作において左の頚最長筋と胸最長筋の上・中部(T1T9)の収縮と,それに伴う反対側の頚最長筋および胸最長筋上部の伸張反射による収縮により,上部のしぼみを含めたC7からT12にかけての湾曲が形成されること等,固有背筋の活動様式について一定の推察を行うことでき,これまでにない萌芽的な研究成果をあげることができたと思われる。本研究の目的は、体育科におけるダンスの動作(ジャスダンスにおける胸のアイソレーション動作)について、運動構造を明らかにすることであった。被験者は、ジャズダンスの技術習熟段階の異なる熟練者(インストラクター)、非熟練者(経験者、未経験者)であった。動作の記録方法は、1.動作映像:被験者の脊柱の椎体の棘突起上にマーク(熟練者一名によるX線写真との照合済み)し、ビデオカメラで被験者の背面より撮影・録画し、コンピュータでスティックピクチャーを求めた。計測点:左右肩峰2点,左右腸骨稜2点,脊柱18点(第7頚椎,第1第12胸椎,第1第5腰椎)2.筋電図記録:データレコーダ(皮膚表面誘導法)に記録された筋活動電位変化をA/D変化し、パーソナルコンピュータで分析した。(被験筋:固有背筋上の5点,第3,第6,第9,第12胸椎(T3,T6,T9,T12)、第3腰椎(L3)をはさんだ左右合計10点)。〈結果・考察〉スティックピクチャーによる動作分析結果から、熟練者は脊柱を湾曲させて平行に動かしていることが明らかになった。しかし、非熟練者については、このような湾曲は認められなかった。筋電図結果をみると、熟練者は、右方向にアイソレーション動作をした際には、左のT3T9、右のL3に大きな放電がみられた。この放電は、スティックピクチャーの脊柱の動きに、湾曲が出始めたころからその放電も大きくなっていた。このことから、左のT3T9の筋群は、脊柱の左屈曲に直接関与していると考えられる。また、左右両方の動作においてもL3に放電が認められ、これは、腰の固定に作用しているとともにT12からL5にかけての湾曲を形成するためのものであると考えられる。今回、以上のように、萌芽的な分析・検討を行うことができた。本研究の目的は,体育科におけるダンスの動作,具体的には,ジャズダンスにおけるアイソレーション動作について,運動構造を明らかにすることであった。被験者は,ジャズダンスの技術習熟段階の異なる熟練者(インストラクター),非熟練者(経験者,未経験者)であった。課題動作は腰のアイソレーション動作であった。動作の記録方法は,ビデオカメラで被験者(左右肩峰,左右腸骨稜,左右膝蓋骨等にマーク)の正面・背面より撮影・録画した。その動作映像を,コンピューター画面にスーパーインポーズして、スティックピクチャーを求めた。スティックピクチャーによる動作分析結果から,熟練者は頭部、上肢、躯間はほとんど動かさないようにして膝から腰部を動かしており、腰の独立的な左右動が明瞭であることが明らかになった。しかし,非熟練者については,上体が傾いたり、捻ったりして腰の独立的な左右動が明瞭でなく、熟練者のような動きは認められなかった。このような分析結果から、腰のアイソレーションについては、その課題動作の特性から動作分析の方法に限界があることが明らかになった。すなわち、上記のような動作分析は2次元(X軸・Y軸)的であり、微細な分析観点からは、腰部や膝、または上体の動きがZ軸上にもあると考えられ、3次元的な分析の必要性が認められる。現有の施設・設備等では、このような分析にはその方法には限界があり、今後の課題としたい。しかしながら,今回,以上のような萌芽的な分析・検討を行うことができた。

本研究の目的は,体育科におけるダンスの動作,具体的には,ジャズダンスにおけるアイソレーション動作(胸・腰・肩)について,運動構造を明らかにすることであった。本報告では,本年度の結果に加えて,3年間の研究の成果を総括する。ジャズダンスの技術習熟段階の異なる被験者(熟練者,非熟練者)を対象として,ビデオカメラで被験者(左右肩峰等にマーク)の正面・背面より動作を撮影・録画し,その映像をコンピューター画面にスーパーインポーズして自作のプログラムによりスティックピクチャーを求めて動作*分析を行った。筋電図記録は,多用途万能型脳波計を用い,皮膚表面誘導法により記録し分析した。肩のアイソレーション動作では,熟練者は肩のみの独立的な上下動が明瞭であったが,非熟練者は可動範囲が小さく,またスムーズな動きが見られなかった(11年度)。腰の動作では,熟練者は膝から腰部を動かし,そして腰のみの独立的な左右動が明瞭であったが,非熟練者は上体が傾いたり捻ったりしてそれらは明瞭でなかった。以上のように,アイソレーション動作の動作分析の新たな知見を得ることができた点で有意義な結果であった。なお,課題動作の特性から現有装置では,微細な分析部位や3次元的な分析等,分析方法に限界があることが分かった。一方,胸のアイソレーション動作では,脊柱動態の人類学的観点(椎体の棘突起にマーク)を取り入れ,以下のような新たな知見が得られた(第19回スポーツ教育学会で発表)。動作分析の結果より,熟練者は背柱を湾曲させて平行に動かしていたが,非熟練者はこのような湾曲は認められなかった。筋電図結果より,胸の右方向へのアイソレーション動作において左の頚最長筋と胸最長筋の上・中部(T1T9)の収縮と,それに伴う反対側の頚最長筋および胸最長筋上部の伸張反射による収縮により,上部のしぼみを含めたC7からT12にかけての湾曲が形成されること等,固有背筋の活動様式について一定の推察を行うことでき,これまでにない萌芽的な研究成果をあげることができたと思われる。
銅酸化物粒界接合界面における局所電子・磁気特性の評価

超伝導体中の磁束量子の直接観察は同材料の応用上極めて重要であり、これまで様々な手法が開発されてきた。本研究では、nTレベルの高い磁場感度を持つ走査型SQUID顕微鏡(SSQM)を用いて、高温超伝導体(BiSrCaCuO(BSCCO)及びBiPbSrCaCuO(BPSCCO))中の磁束量子観察を行ったので報告する。単結晶試料は、いずれもフロ-ティングゾーン法により合成した。磁化率より見積もった超伝導転移温度(Tc)は、77K(BSCCO)及び65K(BPSCCO)であった。試料は環境磁場(20mG)中で冷却し、3KにおいてSSQM測定を行った。微小SQUIDリングの内径は7.5mmであり、試料面に垂直方向の磁場(Bz)を検出する。BSCCOのab面上で観測されたSSQM像から、ほぼランダムに配列したボルテックスが認められた。測定された磁場値を個々のボルテックスの周囲で積算することにより、それぞれが磁束量子であることを確認した。ボルテックスの断面図に対し理論曲線をフィッティングした結果、試料-SQUIDリング間距離zを5.5mmと仮定すると、実験結果をほぼ再現できた。BPSCCO層断面においては、ジョセフソンボルテックスが観測された。lc>>labに対応して、ボルテックスは層に平行方向に伸びていた。このジョセフソンボルテックスの層方向のプロファイルについても同様に解析した結果、lc=9.5mm、z=6.5mmという値を得た。このlcは、文献値(10mm)と非常に良い一致を示した。
赤血球型5-アミノレブリン酸合成酵素KOヘテロマウスの晩発性発癌の分子機構解明

赤血球型5-アミノレブリン酸合成酵素KOヘテロマウス(ALAS-E+/-)に観察される晩発性発癌について,純系化されたALAS-E+/-とp53癌抑制遺伝子破壊マウスおよびH-ras癌遺伝子トランスジェニックマウス(H-ras Tg)とを交配させ複合変異マウスを作成することで,癌化を加速させ,バックグランドや老化の影響を最小限にした系で,その分子基盤の解析を行い,未知の発癌感受性コントロール機構の解明を目指している.現時点ではB6純系化済ALAS-E+/-およびALAS-E+/-::p53+/-を作出し,発癌に関するコホートスタディを行っているが,今年度は経過観察中である.一方,組織解析の結果から,発癌以外にもALAS-E+/-マウスにおいて腎尿細管細胞における鉄の沈着が頻発することがわかった.この異常はヘムオキシゲナーゼ1遺伝子破壊マウスでも認められることから,ALAS-E+/-マウスにおけるHO-1ストレス防御系の異常(基質であるヘムの供給不全)による発癌感受性の亢進の可能性が示された.赤血球型5-アミノレブリン酸合成酵素KOヘテロマウス(ALAS-E+/-)に観察される晩発性発癌について,純系化されたALAS-E+/-とp53癌抑制遺伝子破壊マウスおよびH-ras癌遺伝子トランスジェニックマウス(H-ras Tg)とを交配させ複合変異マウスを作成することで,癌化を加速させ,バックグランドや老化の影響を最小限にした系で,その分子基盤の解析を行い,未知の発癌感受性コントロール機構の解明を目指している.現時点ではB6純系化済ALAS-E+/-およびALAS-E+/-::p53+/-を作出し,発癌に関するコホートスタディを行っているが,今年度は経過観察中である.一方,組織解析の結果から,発癌以外にもALAS-E+/-マウスにおいて腎尿細管細胞における鉄の沈着が頻発することがわかった.この異常はヘムオキシゲナーゼ1遺伝子破壊マウスでも認められることから,ALAS-E+/-マウスにおけるHO-1ストレス防御系の異常(基質であるヘムの供給不全)による発癌感受性の亢進の可能性が示された.
バンド3の三次元結晶構造解析と陰イオン透過分子機序の解明

2000年以降、濱崎らはヒト赤血球よりバンド3の膜貫通ドメインを単一に精製する方法を確立し、2005年から小林らとバンド3の結晶構造解析に向けて共同研究がスタートした。20082010年の基盤研究(B)(代表者小林)では、バンド3に対する構造認識抗体を作製し、アニオン輸送の阻害剤を噛ませて外向き型に固定化したバンド3/抗体(Fab)複合体を結晶化した。その結果、マイクロフォーカスビームやピクセル検出器を用いた低振動角測定/ラインスキャンをはじめとしたビームラインの特長を生かして3.4Åを超える分解能でデータを収集することに成功した。現在、分解能3.4Åの電子密度図に対しモデル構築と精密化を進めている。結晶条件の大規模スクリーニングは自動結晶化ロボット(モスキート)を使用した。結晶化・最適化は膜タンパク質専用の条件(MemSys,MemGold)を使用した(Methods and results in crystallization of membrane protein. Ed. S. Iwata, Int. Univ. Line, 2003)。膜タンパク質を結晶化するには、界面活性剤のミセル中に膜タンパク質を取り込んだ状態で結晶化する必要がある。この状態では膜タンパク質の疎水的な表面は特定の構造をもたないミセルで覆われているため、結晶格子の形成に寄与できない。従って膜の外に飛び出した親水性部分が大きい膜タンパク質ほど結晶化しやすい傾向がある。そこで、村田、小林らは、赤血球から精製したバンド3をリポソームに再構築して免疫することで、抗バンド3モノクローナル抗体を作製することに成功した。得られた抗体は、精製バンド3と結合しWestern Blotに反応のしない(変性バンド3には結合しない)立体構造を認識できる抗体であることが分かった。現在、得られた6種類の抗体のFabフラグメントと精製バンド3を共結晶することで親水性部分を拡大し、結晶化効率の向上を試みている。これらの抗体を用いて結晶化条件の最適化とスクリーニングを継続する。結晶化・最適化は膜タンパク質専用の条件(MemSys, MemGold)を使用した(Methods and results in crystallization of membrane protein. Ed. S. Iwata, Int. Univ. Line, 2003)。そこで、村田、小林らは、赤血球から精製したバンド3をリボソームに再構築して免疫することで、抗バンド3モノクローナル抗体を作製することに成功した。現在、得られた6種類の抗体のFabフラグメントと精製バンド3を共結晶することで親水性部分を拡大し、結晶化効率の向上を試みた。これらの抗体を用いて結晶化条件の最適化とスクリーニングを行ったところ、1種類の抗体で分解能3.0-3.5Åの結晶を得ることができ、回折データを収集した。水銀を用いた重原子置換法により、位相を決定してモデリングを試みた。その結果、バンド3は阻害剤により外向き構造で固定化され、ダイマーを形成していた。抗体はバンド3の細胞外領域を認識していた。現在、論文を作成している。
免疫寛容誘導の分子機構の解明と免疫疾患におけるその原因解明及び治療法への応用

TGF-βシグナルはT細胞を始めとする様々な細胞においてSmad familyと呼ばれる分子群とそれ以外の分子群を介したものとに大別され、前者はSmad2或いはSmad3がSmad4と複合体を形成して核内にシグナルを伝達する。我々はT細胞特異的Smad2欠損(Smad2cKO)マウスを作製し、更にこれを用いて、Smad2/3-double KO(DKO)マウスを作製した。DKOマウスは生後一ヶ月以内に死亡した。これは主に肝臓における重篤な炎症のためであり、in vivoでもSmad2/3が重複して炎症抑制に寄与することが示された。in vitroにおいてSmad2或いはSmad3単独欠損T細胞は、TGF-b存在下においてFoxp3(制御性T細胞の分化制御因子)陽性のiTregの誘導が減弱し、両欠損T細胞では完全に消失した。したがってTGFβによるFoxp3の誘導はSmad2/3が重複して必須であることを示している。次にFoxp3の誘導がTGFβの免疫抑制機能に必須かどうかを調べるためにscurfyマウスを用いた。このマウスは機能的なFoxp3を欠損している。ScurfyマウスにTGFβを連日投与したところ致死的な炎症が抑制された。血中の炎症性サイトカインの濃度もTGFβ投与によって低下した。また試験管内でもTGFβはFoxp3が存在しなくてもThl分化を抑制し得た。すなわちTGFβはFoxp3に依存しないメカニズムで炎症や炎症性サイトカインの産生を抑制しうることが示された。サイトカインはヘルパーT細胞の分化の決定に重要な役割を果たす。我々はサイトカインシグナル制御分子SOCS1遺伝子欠損マウスの解析を通してSOCS1がヘルパーT細胞分化に重要な役割を果たすことを示して来た。我々はまずT細胞特異的SOCS1欠損マウス(cKO)を作成、樹立した。SOCS1欠損CD4陽性T細胞は主としてTh1へと分化し、Th17への分化はわずかであった。SOCS1-/-IFNγ-/-T細胞は正常にTh17に分化することから、この表現型は主としてIFN-γに依存していることが明らかとなった。SOCS1欠損T細胞ではSTAT3の活性化が減弱し、SOCS3の強い誘導が認められた。IFNγ欠損T細胞ではSOCS3の誘導は認められずSTAT3の活性化も強かった。さらにSOCS3を強制発現するT細胞ではTh17分化が抑制されEAEの発症も軽微であった。以上の結果からSTAT1により強く誘導されるSOCS3が、Th17分化が低下するメカニズムのひとつであると結論づけた。さらにSOCS1欠損T細胞ではTGFβ-Smadシグナルが障害されていた。例えばSOCS1欠損T細胞ではTGFβによるIFNγ産生の抑制効果が減弱していた。またRORγtはTGFβによって濃度依存性に誘導されるが、SOCS1欠損T細胞ではTGFβによるRORγtの誘導が障害されていた。以上の結果はSOCS1が欠損することでIFNγによるTGFβ-Smadのシグナル抑制効果が強力に現れ、SOCS1欠損T細胞においてTGFβシグナルが抑制されていることを示している。以上の結果よりSOCS1はIFNγ-STAT1経路を適切に抑制し、IL-6-STAT3経路およびTGFβ-Smad経路が正常に進行するために必要であることが明らかとなった。現在Smad2コンデショナルノックアウトマウスの解析を精力的に行っている。このマウスを中心にSTATがどのようにSmad転写活性を制御するのか、その分子機構を明らかにしたい。TGF-bシグナルはT細胞を始めとする様々な細胞においてSmadfamilyと呼ばれる分子群とそれ以外の分子群を介したものとに大別され、前者はSmad2或いはSmad3がSmad4と複合体を形成して核内にシグナルを伝達する。一方、Th17に関しては、その分化制御因子であるRORgtの誘導は、mRNAレベルでは何れのSmad欠損T細胞においても野生型と同等であった。しかし、蛋白レベル、すなわちIL-17産生細胞はSmad欠損細胞で著しい分化障害を認めた。このTh17分化における相克する知見は、Smad欠損細胞においてIFNgやIL-4等のTh17分化に抑制的に作用するTh1/Th2サイトカイン産生が上昇することに由来することを見出した。又、以前よりTGF-bはTh1やTh2といった他のエフェクターT細胞分化を抑制することが報告されているが、この現象もSmad2、Smad3の単独欠損T細胞では部分的に障害され、両欠損T細胞では完全に認められなかった。しかも、炎症性サイトカインの抑制性転写因子でもあるFoxp3欠損マウスを用いることで、従来の考えと異なり、その誘導はTGF-bを介したTh1/2分化抑制に必須ではなく、Smadの直接的転写制御が重要であることを細胞、個体レベルで見出した。

以上より、我々はTGF-bシグナルがiTregとTh17の誘導においてそれぞれSmad依存性と非依存性のメカニズムを介すること、Smad2とSmad3が重複性の機能を有し、相補的であることを初めて明らかにした。TGF-βシグナルはT細胞を始めとする様々な細胞においてSmad familyと呼ばれる分子群とそれ以外の分子群を介したものとに大別され、前者はSmad2或いはSmad3がSmad4と複合体を形成して核内にシグナルを伝達する。我々はT細胞特異的Smad2欠損(Smad2cKO)マウスを作製し、更にこれを用いて、Smad2/3-double KO(DKO)マウスを作製した。DKOマウスは生後一ヶ月以内に死亡した。これは主に肝臓における重篤な炎症のためであり、in vivoでもSmad2/3が重複して炎症抑制に寄与することが示された。in vitroにおいてSmad2或いはSmad3単独欠損T細胞は、TGF-b存在下においてFoxp3(制御性T細胞の分化制御因子)陽性のiTregの誘導が減弱し、両欠損T細胞では完全に消失した。したがってTGFβによるFoxp3の誘導はSmad2/3が重複して必須であることを示している。次にFoxp3の誘導がTGFβの免疫抑制機能に必須かどうかを調べるためにscurfyマウスを用いた。このマウスは機能的なFoxp3を欠損している。ScurfyマウスにTGFβを連日投与したところ致死的な炎症が抑制された。血中の炎症性サイトカインの濃度もTGFβ投与によって低下した。また試験管内でもTGFβはFoxp3が存在しなくてもThl分化を抑制し得た。すなわちTGFβはFoxp3に依存しないメカニズムで炎症や炎症性サイトカインの産生を抑制しうることが示された。
流体力学による人物流解析に基づく混雑環境下人物追跡

混雑環境下での人物群の行動解析についてこれまで盛んに研究されている.多くの従来手法における問題は,非常に混雑した環境下では人物の動きは類似するため,個々の人物を区別することが難しいことである.これに対し本研究では,流体力学の考え方に基づき,人物群が形成するマクロな動きの流れを解析し,人物行動解析に応用することを検討した.具体的には,映像からの人物群(流れ場)領域の抽出とその流れ場の解析という二つの課題について取り組んだ.検討の結果,流れ場によるモデリングによる混雑環境下人物行動解析についての知見を得た.また,残された課題について整理した.本研究では,混雑環境下での人物の行動解析を目的としている.具体的には,人物群が形成する動きの流れを,流体力学の考え方に基づき解析することで,新たな人物追跡手法を創出することである.平成26年度の研究実施計画では,人物群が形成する流れの特性の把握,流体力学の知見による流れ場のモデル化についての検討としていた.このような研究計画に基づき,以下のような検討を行った.最初に,流体力学に関する基礎知識の習得に努めた.これと同時に,流れ場の運動方程式として知られるNavier-Stokes方程式の数値計算手法についての調査,知識の習得を行った.この後,数値計算による流れ場の基本的な振る舞いの確認のため,簡単な流れ場の数値シミュレーションを行った.その結果,流体力学に基づく流れ場の数値解析に関する基本的な知識を習得することができたと考える.得られた知識をもとに,実際の混雑環境映像への数値解析法の適用についての検討を行った.しかしながら,実際の映像では流れ場としてモデル化できる領域が映像中のどこに存在するかわからない.これに対処するために,映像中のシーンの解析を行った.具体的には,画像認識分野でよく知られるオプティカルフローと呼ばれるアルゴリズムによりまず速度場を計算した.得られる速度場に基づき,Superpixelと呼ばれる領域分割手法を拡張し,映像に適用することで,数値解析すべき対象領域(流れ場)の推定を行った.いくつかの混雑環境下映像について検証した結果,良好な結果が得られた.推定された対象領域について,Navier-Stokes方程式の数値計算手法の適用を試みた.しかしながら,単純に適用しただけでは,定性的に正しいと考えられるような結果は得られなかった.なぜ正しい結果が得られなかったかについて,現在検証中である.本研究では,混雑環境下での人物群の行動解析を目的としている.具体的には,人物群が形成する動きの流れを,流体力学の考え方に基づき解析することで,新たな人物追跡手法を創出することである.平成27年度の研究実施計画では,前年度における検討を踏まえ,流体力学の知見による人物群の動きの流れのモデル化についての検討・人物追跡への応用としていた.このような研究計画に基づき,以下のような検討を行った.前年度に引き続き,流れ場を表現するための数値計算に関する知識の習得,シミュレーションについて調査,検証を行った.数値計算のための初期条件,境界条件の設定が不適切である場合,数値計算に失敗することを理解することができた.また,流れ場を効率的に表現するための方法(スタッガード格子による表現)を検討した結果,より数値解析の理解が深まったと考える.前年度では,映像中のどこに群集による流れがあるかを推定するために,映像中のシーン解析を行った.本年度では,この結果をもとに,対象領域(群集の動き領域)に対して流れ場の数値計算手法の適用を試みた.前年度において良好な結果が得られなかった理由として,境界条件の適切な設定がなされていなかったと考える.そこで,最初に流れ場の運動方程式に基づき,境界条件の推定を行った.推定された境界条件のもと,数値計算を適用した結果,定性的に正しいであろう結果を確認することができた.そして,いくつかの単純な群集の動きのモデル化ができることを確認することができた.平成27年度の研究実施計画では,前年度における検討を踏まえ,流体力学の知見による人物群の動きにより形成される流れ場のモデル化についての検討・人物追跡への応用としていた.平成27年度以降に検討予定であった混雑映像からの対象領域推定を前年度に行ったことにより,本年度では,平成26年度に十分に取り組むことができなかった,数値解析法の実動画への適用・検討を円滑に行うことができた.その結果,上述したように,単純な群集の動きについてモデル化できることを確認することができた.しかしながら,複雑な動きを示す実動画での検証,ならびに人物追跡への応用については,十分な検討を行うことができなかった.主な理由として,流体力学の数値解析手法についての習得が不十分であったことが考えられる.前年度までのシミュレーション法により基本的な流れ場の解析をいくつか行った際,うまく動作しないケースがあった.このような問題解決のための知識の習得や検証に多くの時間を要してしまった.以上のような理由から,平成27年度の実施計画に比べ少々遅れた状況にある.平成28年度では,検討している方式の有効性を検証・確認し,研究成果をまとめるために注力していく.本研究では,混雑環境下での人物群の行動解析を目的としている.具体的には,人物群が形成する動きの流れを,流体力学の考え方に基づき解析することで,新たな人物追跡手法を創出することである.平成27年度以降の研究実施計画では,流体力学の観点による人物群の動きの流れのモデル化を行い,これを活用することで,人物追跡技術の検討を行うものとしていた.平成28年度は,以下のような検討を行った.

最初に,これまで検討してきた速度場と圧力場を交互に推定する数値計算手法を,実際の群集映像へ適用した.しかしながら,実際の人物群の動きは,設定した境界条件や初期条件に沿うような動き方を必ずしもしない.これにより,流れ場の時間発展に伴い,計算される圧力場・速度場について,所望の結果を得ることができないことがわかった.そこで,速度場の計算には,画像認識における基礎技術である,オプティカルフロー計算手法の適用を試みた.オプティカルフローにより解析される速度場は,観測される画像から計算される.そのため,流体の運動方程式を解く際に重要となる初期条件や境界条件の影響を受けない.これにより,時間発展に伴う計算誤差を軽減できると考えられる.計算されたオプティカルフロー速度場を用いて,運動方程式を数値的に解くことにより,圧力場の計算を行うこととした.現在,このような画像認識に基づく処理と流体力学による数値計算処理を組み合わせた方式の検討を進めている.これと同時に,境界条件の設定方法が適切かどうかについても検討を進めている.平成27年度以降の研究実施計画では,流体力学の観点による人物群の動きの流れのモデル化を行い,これを活用した人物追跡技術の検討としていた.これに対し,現在までの達成度は,群集映像のモデル化についての検討を行っている段階である.研究実施計画と照らし合わせると,現在までの達成度としては遅れている.これは,上述したように,実際の群集映像は必ずしも初期条件や境界条件に即した動きをしないためである.現在適用している数値計算手法は,速度場と圧力場を交互に計算する.そのため,時間発展するにつれて,誤差が累積されてしまう.これにより,速度場,圧力場が正しく計算されない.このような問題に対処するために,画像認識技術と組み合わせた数値計算法について検討している.これまでの検討により,流れ場の解析について想定よりも多くの要因を考慮する必要があることがわかった.平成29年度は,これまでの検討により得られた知見を踏まえ,流れ場の解析について慎重に検討していく.本研究では,混雑環境下での人物群の行動解析を目的としている.具体的には,人物群が形成する動きの流れを,流体力学の考え方に基づき解析することで,新たな人物追跡手法を創出することである.最初に,流体力学に関する基礎知識,数値計算手法を習得した.基礎検討により得られた知見に基づき,画像認識分野における基礎技術であるオプティカルフローによる計算結果を,数値解析における速度場として利用することを試みた.しかしながら,所望の数値解析結果を得ることはできなかった.原因として,流れ場領域の抽出性能が不十分なのではないかと考えた.この性能が低下すると,数値解析において重要な境界領域の設定が正しく行えない.これは,数値解析の性能の低下に繋がる.これに対処するために,これまでの検討より得られた知見を活かし,人物群の動きの領域(前景領域)の抽出性能の向上について検討した.具体的には,計算される速度場上での動きの境界領域を推定し,これを手掛かりにグラフカットと呼ばれる領域分割手法を適用する方式を考案した.この結果,高精度な領域抽出が実現できることを確認した.
携帯型体動検出器を用いた老人ホーム入所者の睡眠に関する研究

【はじめに】介護老人保腱施設入所者の睡眠の質を検討した.調査の同意が得られた者に対して,腕時計型体動検出装置(アクチウォッチ:ITC社製)で得られる終夜睡眠時間と昼夜を併せたすべての睡眠時間を測定し,高齢者の睡眠データベースを構築することとした.【対象と方法】群馬県および埼玉県の6施設入所者その他を対象者とした.明らかな精神疾患は有していないが,昼間もベッド上で過ごす場合が少なからず見受けられた.対象者の日常の行動には制限を加えなかった.施設介護者と本研究者が,アクチウォッチを対象者の非利き腕手首に装着した.また,記録の読み取りは本研究者が行った.アクチウオッチからデータを抽出後,表計算ソフトウェア「エクセル」により終夜睡眠時間(分),および昼夜睡眠時間(分)を計算させ,さらに統計解析ソフト「SPSS」で基礎集計を行った.【結果およびまとめ】延べ1540夜のデータを得ることができた.終夜睡眠時間は118539分,432±75(平均値±1標準偏差)であった.また,主にベッド上で生活する方がいたため,昼夜睡眠時間は4601289分,1000±234(平均値±1標準偏差)であった.睡眠構築を見ると,夜間の睡眠が分断され,昼夜を問わず睡眠覚醒を繰り返す典型的な「多相性睡眠パタン」が多く見られた.この対象者の生理学的睡眠はきわめて浅いものと推定されるが,睡眠ポリグラフを記録していないので詳細は不明である.一方,睡眠覚醒リズムが保たれ,夜間覚醒がほとんど見られない方もいた.4年間の事例を総括しデータベースを構築することができたので,施設入所者の睡眠状況につきさらに詳細な報告を早急に行う予定である.【はじめに】介護老人保腱施設入所者の睡眠の質を検討した.調査の同意が得られた者に対して,腕時計型体動検出装置(アクチウォッチ:ITC社製)で得られる終夜睡眠時間と昼夜を併せたすべての睡眠時間を測定し,高齢者の睡眠データベースを構築することとした.【対象と方法】群馬県および埼玉県の6施設入所者その他を対象者とした.明らかな精神疾患は有していないが,昼間もベッド上で過ごす場合が少なからず見受けられた.対象者の日常の行動には制限を加えなかった.施設介護者と本研究者が,アクチウォッチを対象者の非利き腕手首に装着した.また,記録の読み取りは本研究者が行った.アクチウオッチからデータを抽出後,表計算ソフトウェア「エクセル」により終夜睡眠時間(分),および昼夜睡眠時間(分)を計算させ,さらに統計解析ソフト「SPSS」で基礎集計を行った.【結果およびまとめ】延べ1540夜のデータを得ることができた.終夜睡眠時間は118539分,432±75(平均値±1標準偏差)であった.また,主にベッド上で生活する方がいたため,昼夜睡眠時間は4601289分,1000±234(平均値±1標準偏差)であった.睡眠構築を見ると,夜間の睡眠が分断され,昼夜を問わず睡眠覚醒を繰り返す典型的な「多相性睡眠パタン」が多く見られた.この対象者の生理学的睡眠はきわめて浅いものと推定されるが,睡眠ポリグラフを記録していないので詳細は不明である.一方,睡眠覚醒リズムが保たれ,夜間覚醒がほとんど見られない方もいた.4年間の事例を総括しデータベースを構築することができたので,施設入所者の睡眠状況につきさらに詳細な報告を早急に行う予定である.【はじめに】特別養護老人ホーム入所者の睡眠の質を大数例で検討した.調査の同意が得られた者に対して,腕時計型体動検出装置(アクチウォッチ:ITC社製)で得られる終夜睡眠時間と昼夜を併せたすべての睡眠時間を測定し,自覚的睡眠感も聞きとりして,高齢者の睡眠データベースを構築することとした.【対象と方法】群馬県内大間々町「のぞみの苑」入所者を対象者とした.明らかな精神疾患は有していないが,70歳以上のため,昼間もベッド上で過ごす場合が少なからず見受けられた.測定期間は9月12月で,連続夜の場合,始めの1夜は「初夜効果」を考えて解析から除いた.なお,対象者の日常の行動には制限を加えなかった.施設介護者と本研究者が,アクチウォッチを対象者の非利き腕手首に装着した.また,二週間ごとに記録の読み取りと再装着も施設介護者と本研究者が行った.アクチウオッチからデータを抽出後,表計算ソフトウェア「エクセル」により終夜睡眠時間(分),および昼夜睡眠時間(分)を計算させ,さらに統計解析ソフト「SPSS」で基礎集計を行った.【結果およびまとめ】平成16年度は,延べ150夜のデータを得ることができた.自覚的睡眠の良否を聞き取り調査したが,いずれも満足しているとの回答であった.眠剤は服用していなかった.終夜睡眠時間は132539分,371±91分(平均値±1標準偏差)であった.また,今回,ベッド上で生活する状況であったため,昼夜睡眠時間は4701239分,895±153分であった.睡眠構築を見ると,夜間の睡眠が分断され,昼夜を問わず睡眠覚醒を繰り返す典型的な「多相性睡眠パタン」であった.

生理学的睡眠はきわめて浅いものと推定されるが,睡眠ポリグラフを記録していないので,その内容は不明である.事例を積み重ねて,データベース構築に努力したい.【はじめに】介護老人保健施設入所者の睡眠の質を大数例で検討した.調査の同意が得られた者に対して,腕時計型体動検出装置(アクチウォッチ:ITC社製)で得られる終夜睡眠時間と昼夜を併せたすべての睡眠時間を測定し,自覚的睡眠感も聞きとりして,高齢者の睡眠データベースを構築することとした.【対象と方法】群馬県太田市「八休苑」入所者を対象者とした.明らかな精神疾患は有していないが,70歳以上のため,昼間もベッド上で過ごす場合が少なからず見受けられた.測定期間は10月11月で,連続夜の場合,始めの1夜は「初夜効果」を考えて解析から除いた.なお,対象者の日常の行動には制限を加えなかった.施設介護者と本研究者が,アクチウォッチを対象者の非利き腕手首に装着した.また,二週間ごとに記録の読み取りと再装着も施設介護者と本研究者が行った.アクチウオッチからデータを抽出後,表計算ソフトウェア「エクセル」により終夜睡眠時間(分),および昼夜睡眠時間(分)を計算させ,さらに統計解析ソフト「SPSS」で基礎集計を行った.【結果およびまとめ】平成17年度は,延べ160夜のデータを得ることができた.自覚的睡眠の良否を聞き取り調査したが,いずれも満足しているとの回答であった.眠剤は服用していなかった.終夜睡眠時間は279522分,443±47分(平均値±1標準偏差)であった.また,今回,主にベッド上で生活する方もいたため,昼夜睡眠時間は4001212分,876±210分であった.睡眠構築を見ると,夜間の睡眠が分断され,昼夜を問わず睡眠覚醒を繰り返す典型的な「多相性睡眠パタン」が多くみられた.生理学的睡眠はきわめて浅いものと推定されるが,睡眠ポリグラフを記録していないので,その内容は不明である.事例を積み重ねて,データベース構築に努力したい.【はじめに】介護老人保健施設入所者の睡眠の質を検討した.調査の同意が得られた者に対して,腕時計型体動検出装置(アクチウォッチ:ITC社製)で得られる終夜睡眠時間と昼夜を併せたすべての睡眠時間を測定し,高齢者の睡眠データベースを構築することとした.【対象と方法】群馬県みどり市「サンホープ笠懸」,および埼玉県秩父市「介護老人保健施設うらら」入所者を対象者とした.明らかな精神疾患は有していないが,70歳以上のため,昼間もベッド上で過ごす場合が少なからず見受けられた.測定期間は5月11月で,対象者の日常の行動には制限を加えなかった.施設介護者と本研究者が,アクチウォッチを対象者の非利き腕手首に装着した.また,二週間ごとに記録の読み取りと再装着も施設介護者と本研究者が行った.アクチウオッチからデータを抽出後,表計算ソフトウェア「エクセル」により終夜睡眠時間(分),および昼夜睡眠時間(分)を計算させ,さらに統計解析ソフト「SPSS」で基礎集計を行った.【結果およびまとめ】平成18年度は,延べ102夜のデータを得ることができた.自覚的睡眠の良否を聞き取り調査したが,いずれも不眠を訴えるものはいなかった.終夜睡眠時間は314499分,432±36分(平均値±1標準偏差)であった.また,今回も,主にベッド上で生活する方がいたため,昼夜睡眠時間は6491075分,870±79分であった.睡眠構築を見ると,夜間の睡眠が分断され,昼夜を問わず睡眠覚醒を繰り返す典型的な「多相性睡眠パタン」もあり,生理学的睡眠はきわめて浅いものと推定されるが,睡眠ポリグラフを記録していないので,その内容は不明である.
Ｍｕｓｅ細胞を用いた早期成熟骨再生法の開発

本研究の目的は、虚血環境下で機能を発揮し得る耐ストレス性の細胞を抽出し、それを自己fibringelに応用することで、予知性の高い骨再生法を開発することである。細胞源は歯科医が比較的アクセスしやすい歯根膜に求め、ヒト歯根膜細胞の培養中に短期間の重度低酸素環境下に細胞を晒すことで、耐ストレス性幹細胞群を抽出した。この細胞群は、未分化細胞関連因子を高発現しており、抽出後に再酸素化した条件下で骨、軟骨、脂肪の各成熟細胞への高い可塑性を発揮した。特に骨芽細胞分化への誘導性は高く、ラット頭蓋骨欠損モデルにおける移植実験においても、この細胞群とfbrin gelの複合体は生体内で高い骨誘導性を示した。本年度は、まず歯根膜細胞から酸素濃度0.1%かつlow glucoseの重度低酸素条件で生存する細胞の特性解析を行った。その結果、上記の低酸素条件に1224時間曝されることによりStro-1をはじめとする間葉系幹細胞(MSC)マーカー陽性の細胞群が濃縮され、さらにその中の細胞に多能性幹細胞のマーカーであるOct4やSox2、あるいはNanogの一過性の発現上昇を認めた。しかしながら、16時間以上の低酸素暴露によって、生存する細胞数が顕著に減り、通常酸素濃度に回復後も細胞の生存性が有意に低くなることが分かった。一方、12時間程度の暴露であれば、細胞の生存性に大きな影響を認めなかった。そのため、この条件にてヘテロな細胞群である培養歯根膜細胞から、ある程度均一な多能性幹細胞群が抽出できると考え、骨、軟骨、脂肪に分化誘導を行うこととした。そして、それぞれの分化培地にて、分化誘導を行ったところ、骨芽細胞に有意に分化誘導が可能であることが分かった。そのため、生体での骨誘導能を評価するため、移植実験を開始した。移植実験は、ラット頭蓋骨に骨欠損を作製し、低酸素条件後に回収した細胞をフィブリンゲルと組み合わせて移植を行う群と、低酸素条件後に骨芽細胞分化を行った細胞をフィブリンゲルと組み合わせて移植を行う群を作製し、低酸素条件を経ていない細胞群の試料と比較することとしした。実験は、移植を一通り終え、採取した試料に詳細な解析を加えているところである。近年、上顎洞底挙上術やGuided Bone Regeneration(GBR)などの骨造成術の発展とともにデンタルプラントの適応が拡大し、咀嚼障害に苦しむ患者の大きな福音となってきた。しかし、骨造成術を行った場合、骨の成熟まで長い治癒期間を要し、治療完了までの期間短縮が大きな課題となっている。本研究では、stressに強く、骨芽細胞系、血管内皮細胞系の両方に分化することができるMultilineage-differentiating Stress Enduring cells(Muse cells)と自己フィブリンゲルを用いた、骨の成熟期間を短縮し、かつ予知性が高い骨再生法の開発を目的とした。まずわれわれは、歯根膜組織からMuse cellsの分離をこころみて実験を開始した。ヒト歯根膜組織より、酵素処理を用いてPDLCsを単離し、10%FBS添加DMEMで培養を行い、semi-confluentに達したのちに継代し以後の実験に使用した。まず酸素吸収剤を用いて酸素濃度0.1%以下、炭酸ガス濃度5%以上の環境をつくりだし、かつlow glucoseの条件で培養を行い、通常の酸素濃度でかつlow glucoseまたはnonlow glucoseの条件で培養した群との比較検討を行った。その結果,酸素濃度0.1%かつlow glucoseの条件で培養することで、細胞が完全には死滅せずに効率よくStro-1陽性細胞が得られることが示唆された。研究計画では24年度に本研究ではMuse cellsの分離と、in vitroでの骨芽細胞系、血管内皮細胞系を含めた多方面への分化能の確認。さらにMuse/fibringel複合体のin vivoでの移植実験を計画していたが、現時点でヒト歯根膜細胞より分離した細胞を、酸素濃度0.1%かつlowglucoseの条件で培養することで、細胞が完全には死滅せずに効率よくStro-1陽性細胞が得られることが示唆されているものの、Muse cellsを分離するための完全な条件設定を確立するにはいたっていない。
分子生物学的観点から見た放散虫の系統分類と共生戦略

Polycystinea綱,Phaeodarea綱,そして放散虫に共生する藻類の18S rDNAの塩基配列解析を行い,以下の結果を得た.・Polycystinea綱に共生する藻類の多様性これまで放散虫の共生藻は,超薄切片観察(Anderson,1983など)と分子解析(Gastand Caron 2001など)により渦鞭毛藻およびプラシノ藻が確認されていた.今回,Polycystinea綱に共生している藻類の18S rDNAの塩基配列解析を行った結果,ハプト藻とプラシノ藻が共生体として含まれていることを確認した.これにより,渦鞭毛藻,プラシノ藻の他に,今回初めてハプト藻が共生していることが明らかになった.ノルウェーに生息する放散虫の共生藻を分子解析した結果,珪藻類が共生していることが示されたが,餌の可能性もあると考える.今後,超薄切片観察も同時に行う予定である.共生藻に関してはさらに,採集時期が異なってもSpongaster tetraはプラシノ藻が共生していることが明らかになった.これまで,Polycystinea綱において共生藻類の選択が種特異的なものなのか,それとも柔軟性があるものなのか明らかにされていなかったが,本研究の結果,種特異的である可能性が高いことが示唆された.・放散虫の系統関係Polycystinea綱はAcantharea綱,そしてPhaeodarea綱に関しては,Polycystinea綱とAcantharea綱が単系統になり,Phaeodarea綱はこれら2綱とは近縁ではなく,Cercozoaに属するものと単系統を形成し,これまで用いられていた分類を支持しないという昨年の報告と同様の結果となった。2005年度は,Polycystinea綱2種,Phaeodarea綱3種,また,放散虫に共生する藻類4種の18S rDNAの塩基配列解析を行った.これらを用いて,真核生物内での放散虫の系統関係を調べたところ,Polycystinea綱はAcantharea綱と単系統を形成したが,Phaeodarea綱はその単系統には分岐せず,Cercozoaに属する種とともに単系統を形成した.さらにPolycystinea綱はAcantharea綱の関係を詳しく調べると,Polycystinea綱Spumellarida目の群体性と無殻単体性種は同じくPolycystinea綱のNassellarida目と,Spumellarida目のうちの有殻単体性種はAcantharea綱とそれぞれ単系統を形成した.KHtestおよびSH testを用いてこの結果を検定してみると,(1)Spumellarida目の群体性と無殻単体性およびNassellarida目,(2)Spumellarida目の有殻単体性,(3)Acantharea綱の少なくとも3つのグレードに分けられることが指示された.Phaeodarea綱については,遊走子の鞭毛の数や殻の形態的な特徴など,Cercozoaに属する種との類似性が見られること,また,Polycystinea綱については,Acantharea綱の殻と同成分のSrSO_4を含む遊走子をつくることなど,Acantharea綱との類似性が指摘されている(Anderson,1983).このことから,主に形態や殻の物質で行われてきた放散虫の分類に,分子の結果を加え,分類体系を見直す可能性があると考える.また,分子解析を用いてハプト藻とプラシノ藻,渦鞭毛藻類が共生していることを確認した.さらなる研究が必要だが,放散虫は種特異的に藻類と共生している可能性があると考えられる.Polycystinea綱,Phaeodarea綱,そして放散虫に共生する藻類の18S rDNAの塩基配列解析を行い,以下の結果を得た.・Polycystinea綱に共生する藻類の多様性これまで放散虫の共生藻は,超薄切片観察(Anderson,1983など)と分子解析(Gastand Caron 2001など)により渦鞭毛藻およびプラシノ藻が確認されていた.今回,Polycystinea綱に共生している藻類の18S rDNAの塩基配列解析を行った結果,ハプト藻とプラシノ藻が共生体として含まれていることを確認した.これにより,渦鞭毛藻,プラシノ藻の他に,今回初めてハプト藻が共生していることが明らかになった.ノルウェーに生息する放散虫の共生藻を分子解析した結果,珪藻類が共生していることが示されたが,餌の可能性もあると考える.今後,超薄切片観察も同時に行う予定である.共生藻に関してはさらに,採集時期が異なってもSpongaster tetraはプラシノ藻が共生していることが明らかになった.これまで,Polycystinea綱において共生藻類の選択が種特異的なものなのか,それとも柔軟性があるものなのか明らかにされていなかったが,本研究の結果,種特異的である可能性が高いことが示唆された.・放散虫の系統関係Polycystinea綱はAcantharea綱,そしてPhaeodarea綱に関しては,Polycystinea綱とAcantharea綱が単系統になり,Phaeodarea綱はこれら2綱とは近縁ではなく,Cercozoaに属するものと単系統を形成し,これまで用いられていた分類を支持しないという昨年の報告と同様の結果となった。
ボルト締結体の緩み検知用スマートワッシャに関する研究

本研究課題の目的は,機械構造物のボルト締結部に対して,その緩みを自動化および無人化されたシステムによって,検知することを目指した「圧電素子を用いたスマートワッシャの試作と緩み検知システムの構築」である.平成17年度は,実用的なボルト締結体緩み検知システムを検討を行った.スマートワッシャ最適設計手法について検討し,最適設計手法を検討した.また,使用環境,特に環境温度に対する影響について実験を行い考察した.得られた成果を以下に挙げる.1.恒温槽を使用した一定温度下における緩み検知実験について,昨年度の問題点を整理し,方法を見直した.その結果,温度の低下に伴い,ボルト部に機械的な熱収縮が発生し,軸力の増加傾向に相関があることが確認された.2.部分空間同定法によるスマートワッシャの固有振動数同定手法を見直し,精度改善を検討した.その結果,同定精度の改善が確認された.3.スマートワッシャを適用する締結体に適した寸法や材質を選択し検知感度の最適化を目指し,数値シミュレーションによる最適設計方法を検討した.本年度は検知原理の理論的証明を数値計算的に確認するにとどまった.4.スマートワッシャを遠隔から制御するためのWEBブラウザベース管理システムについて見直し修正を行った.今後は,高軸力領域での検知感度の向上を図るために,スマートワッシャの形状や材質に関して考慮した最適設計法の確立を目指す予定である.本研究課題の目的は,機械構造物のボルト締結部に対して,その緩みを自動化および無人化されたシステムによって,検知することを目指した「圧電素子を用いたスマートワッシャの試作と緩み検知システムの構築」である.平成15年度は,実験環境の再整備と固有振動数の同定手法の再検討を行い,緩み検知システムの再構築を行った.得られた成果を以下に挙げる.1.試作したスマートワッシャの諸特性を把握するために必要な実験環境の見直しを行い,実験装置・設備の準備および整備した.2.本研究で使用するワッシャ系の固有振動数を同定する手法として,これまでに代表者が他の対象に対して有効性を確認している部分空間同定法を適用した結果,従来よりも同定精度が向上および安定した.また,その際,最適な同定入力について検討した.3.ワッシャ形状と検出感度(固有振動数の低下率)との関係について,実験的な検討を行った.初期締め付け軸力の違いやワッシャ材質および寸法の相違などによる傾向を実験により,定量的に評価した.その結果,寸法による感度への影響が顕著であることが確認された.4.より実用的な適用例を考え,ボルト締結されたH型鋼に対して,本提案手法を適用した実験を行った.その結果,感度に難があるが,緩みの検知が可能であることが確認された.平成16年度は,平成15年度に得られた成果をもとに,解析的な検討および実用的な手法への改善等を行なう予定である.本研究課題の目的は,機械構造物のボルト締結部に対して,その緩みを自動化および無人化されたシステムによって,検知することを目指した「圧電素子を用いたスマートワッシャの試作と緩み検知システムの構築」である.平成16年度は,検知原理の妥当性に関する客観的な評価と使用環境が及ぼす検知精度の影響を評価した.また,遠隔管理システムの構築を行った.得られた成果を以下に挙げる.1.FFTアナライザにより,軸力に対するスマートワッシャの弾性振動に関する周波数特性変化を解析し,検知原理の客観的な評価を行った.2.恒温槽を導入し,一定温度下における実験を行った.その結果,氷点下以下の温度範囲では,締結部接触面が温度の影響を受け補正が必要であることを確認した.3.ワッシャ形状と検出感度(固有振動数の低下率)との関係について,同じ条件においても初期締付け軸力に対する固有振動数にばらつきが存在するため,同定された固有振動数を初期固有振動数で正規化を行ったところ,固有振動数の低下傾向は常に一定であることが確認された.4.スマートワッシャを遠隔から制御するためにTCP/IP通信を利用したWEBブラウザベースの管理システムを構築した.平成17年度は,スマートワッシャを適用する締結体に適した寸法や材質を選択し検知感度の最適化を目指し,数値シミュレーションによる最適設計方法に関する検討を行なう予定である.本研究課題の目的は,機械構造物のボルト締結部に対して,その緩みを自動化および無人化されたシステムによって,検知することを目指した「圧電素子を用いたスマートワッシャの試作と緩み検知システムの構築」である.平成17年度は,実用的なボルト締結体緩み検知システムを検討を行った.スマートワッシャ最適設計手法について検討し,最適設計手法を検討した.また,使用環境,特に環境温度に対する影響について実験を行い考察した.得られた成果を以下に挙げる.1.恒温槽を使用した一定温度下における緩み検知実験について,昨年度の問題点を整理し,方法を見直した.その結果,温度の低下に伴い,ボルト部に機械的な熱収縮が発生し,軸力の増加傾向に相関があることが確認された.2.部分空間同定法によるスマートワッシャの固有振動数同定手法を見直し,精度改善を検討した.その結果,同定精度の改善が確認された.3.スマートワッシャを適用する締結体に適した寸法や材質を選択し検知感度の最適化を目指し,数値シミュレーションによる最適設計方法を検討した.本年度は検知原理の理論的証明を数値計算的に確認するにとどまった.4.スマートワッシャを遠隔から制御するためのWEBブラウザベース管理システムについて見直し修正を行った.
リンパ管発生における未知なる因子の探訪とリンパ浮腫発生モデルの確立

A)胎仔手術によるリンパ浮腫発生モデルの確立胎生15日目のTwist2ノックアウトマウスに胎仔手術を施し、3日後に胎仔を観察したところ、胎仔の全身に著明なリンパ浮腫が認められた。一方、胎仔手術を行わなかった場合にはそのような浮腫は観察されず、またTwist2ノックアウトマウス以外では同様の浮腫は認めなかったことから、Twist2ノックアウトという遺伝的背景を持った個体に対して胎生期に外科的侵襲が加わることによりリンパ浮腫が発生したものと想定された。胎仔手術は胎生13日から可能であることが分かっているが、他の胎齢のマウスに手術を行った場合のリンパ浮腫発生頻度やその程度について検討している。胎仔手術を行うタイミング、手術の内容としてより簡便な方法があるか否か、観察のタイミングは3日後が適正か、手術した胎仔を出生後も生存させて解析することは可能か否か、などを検討し、リンパ浮腫発生モデルとして確立を目指している。B)組織学的解析による本モデルのリンパ浮腫の特徴の抽出これまでの実験の結果、リンパ管内に血液が流入する「blood-filled lymphatic vessels」を広範に認め、径の拡張したリンパ管が蛇行して存在する様子が組織学的に観察された。それらの特徴に加えて、リンパ管と静脈が合流する部位の有無、リンパ管内皮の増殖やアポトーシスの程度などを正常と比較して検討している。胎仔リンパ管の発生過程においても、Lyve-1を発現するマクロファージがリンパ管周囲に多数存在し、リンパ浮腫の発生に関与している可能性が示唆された。Twist2ノックアウトマウスによるリンパ浮腫モデルの確立を行なっているが、フェノタイプの発現を確実に促す方法はまだ確定できていない。胎生15日目のTwist2ノックアウトマウスに外科的な侵襲を加えることで特有のフェノタイプが誘導されることはわかっているが、その確立やそれを上昇させる方法などはできていない。引き続き、他の胎齢のマウスに手術を行った場合のリンパ浮腫発生頻度やその程度について検討をしてゆく。胎仔手術を行うタイミング、手術の内容としてより簡便な方法があるか否か、観察のタイミングは3日後が適正か、手術した胎仔を出生後も生存させて解析することは可能か否か、などを検討し、リンパ浮腫発生モデルとして確立を目指す。さらにTwist2遺伝子がリンパ浮腫の発生にどのように関与しているのかについても検討をする。また本モデルのリンパ浮腫の組織学的検討を進め、リンパ管と静脈が合流する部位の観察、リンパ管の増減、分枝する形態などの解明をする。購入したマウスの到着が予定より遅くなり、飼育費用・抗体を購入するのが次年度になったため。未使用額は、予定通り飼育費用および抗体購入費に使用する予定である。