hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
看護技術の構成要素と効果―看護技術の確立に向けて

本研究は、看護技術の構成要素を科学性と病者-看護職の人間関係の両側面から、定義する目的で、看護技術の実態調査や文献検討、人間関係と看護技術に関する質問紙調査と面接調査を行った。その結果、看護技術は1目的、2方法、3安全性、4生体反応、5生理学的理論背景、6効果を得る確率と有効性から構成され、これらの根拠が示される必要があると結論付けられた。病者-看護職の人間関係は看護技術のパフォーマンスと病者・看護職両者の効果に影響し、看護実践の要素であることがわかった。本研究は、2002年に実施した調査を踏まえて看護技術が10年間でどう変化したか、していないかを調査し、研究成果の実践への貢献を検討することと、看護技術を再定義し、看護技術の効果として気持ちいいと感じることの意味を明確にすることを目的として、研究1「看護技術の現状調査」、研究2「人間関係の技術の効果への影響」、研究3「技術の結果としての『気持ちいい』の意義」を行っている。本年度は、連携研究者を増員し(加藤木真史、伊藤美奈子、大橋久美子いずれも聖路加看護大学所属)、昨年度実施した研究1の調査結果を分析、学会に発表した。1医療機器の電子化が進んだことにより、看護師がデジタル化された数値によって、患者の状態把握を行っていること、2現場と基礎教育の乖離がそのままになっている技術があること、3研究が進み、エビデンスが蓄積されている技術で、実践に取り入れられているものは少なく、研究が生かされていないことを提示した。看護実践において、どの看護技術を選択するかの要因、看護技術研究の成果はそこに貢献しているのかについて、学会場で研究者との討議を深めた。さらに、基礎教育で教える技術と現場での乖離から、基礎教育で教える看護技術の意味合いを明確にする必要性が再確認された。研究2は、人間関係が看護技術の効果へ影響することを示すための、健常者を対象とした準実験研究で、本年度測定用具を検討し、研究計画書を作成した。しかしながら、人間関係を測ることに関し、研究倫理審査委員会より指摘があり、計画の変更を検討中である。研究3は昨年度に引き続き、『気持ちいい』が何をもたらすかをテーマに研究をしている研究者らの協力を得て、3回討議会(6月、12月、3月)を行った。この中で、看護実践と看護技術の用語の整理ができ、論文を執筆中である。本研究は3つの研究(1.看護技術の現状調査、2.人間関係の技術の効果への影響、3.技術の結果としての『気持ちいい』の意義)を組み合わせ、3年間で実施する計画である。本年度は研究1を実施、研究2の準備を開始、研究3を進行させた。1)看護技術の現状調査2012年7月12月に、全国5か所の研修会等に参加した看護職476名に、無記名45項目の自記式調査用紙を配布、457部(96.0%)を回収、有効回答は374部(81.8%)であった。脈拍の測定は2001年では機器は0.9%であったが、今回は45.2%に増加し、電子血圧計やパルスオキシメータの普及による看護技術の変化が見られた。発熱の判断は一定値を超えたときが、前回54.7%から今回85.3%へ増大し、観察方法や判断においても機械化、デジタル化が進んでいることが伺えた。解熱には効果がない発熱時の腋窩や鼠径部への冷罨法は、前回79.5%、今回78.9%で変化していなかった。点滴漏れに対し、10年間で研究が進展し、温罨法、リバノール湿布の無効あるいは害が証明され、冷罨法が推奨されているが、温罨法は41.8%から20.1%へ、リバノール湿布は34・9%から19.8%へ減少していたものの、冷罨法は21.1%と21.4%で変わらなかった。エビデンスがあっても現場の看護に反映されていない、看護技術の実態が浮き彫りになった。2)人間関係の技術の効果への影響本年度は準備期間とし、人間関係の生理学的反応の測定方法を検討した。3)技術の結果としての『気持ちいい』の意義受け手が気持ちいいと感じることは、そのあとに何をもたらすのか、温罨法、手浴等のさまざまな技術を用いた研究者との討論会を3回行なった。各々の技術の直接的効果とともに気持ちよさをもたらすと、次に共通してその人らしさを取り戻す現象がみられるという仮説構築を試みた。今年度、看護技術の効果に看護における患者ー看護師の人間関係が影響するかどうかについて、看護師がどのように認識しているを調査した。はじめに、自記記入式のアンケート調査を実施し、165枚(回収率90.2%)の回答を得た。その結果、相性が良い・悪いを感じたことがある看護職が9割を超えていた。また、ケアの関係性をつくろうとしてもできる場合とできない場合があると感じているのが、85%に及んでいた。相性が良い時の方が悪い時より、看護技術の効果が大きいとほとんどが認識していた。看護実践は人間関係を基盤にし、看護技術を用いてなされるが、基盤であるがゆえに、良い関係性をとらなければならないと考えられ、教育されてきた。

今回の調査で、看護職が関係性の良し悪しがあることを認識していること、それが看護の効果に影響すると感じていることが明示され、どのように影響するかの解明が必要になっている。現在面接調査によって、相性の良し悪しやケアの関係性が、どのように看護技術に影響するのかを調査中である。また、便秘症状の緩和を目的とした温罨法を題材にして、看護技術の構成要素(作用機序、生体反応、臨床効果(1次効果)、手順、安全性)を含む解説書「便秘症状緩和のための温罨法Q&A」を作成し、必要な情報が十分入っているかどうか、過不足がないかを検討し、看護技術の構成要素を検証した。作成したQ&A(案)を、日本看護技術学会の交流セッションで配布、説明し、看護師が臨床で使う時に必要な情報が、十分入っているかどうか、過不足がないかどうかについて、参加者から意見をもらい、看護技術の構成要素が実践に用いる段階で適切であるかどうかを検討した。これを受けて、現在Q&A(案)の修正に取り組んでいる。本研究は、看護技術が備えるべき科学性と看護職ー病者の人間関係の両側面から、看護技術の構成要素を確定することを目的とした。本年度は、看護技術と人間関係に関する面接調査を終了し、データの分析と論文執筆を行った。便秘症状の緩和を目的とした温罨法の解説書の作成によって、看護技術の構成要素を検証し、看護技術と看護実践の概念を整理した。2012年に、475名の看護職から自記式無記名による看護技術の実態調査を行った。エビデンスがある看護技術の普及が不十分で、エビデンスに基づかない技術が普及している現状が把握できた。この調査と文献検討から、看護技術は、1その技術を適用する目的、2簡便で確実な方法、3安全性、4生体反応、5反応が起こる理論背景、6目的を達成できる確立と有効性を科学的に説明できる必要があると結論付けられた。この構成要素に基づいて、便秘症状の緩和を目的とした温罨法の解説書の作成を試み、妥当性を検証した。人間関係と看護技術に関して、201415年に165名の看護職に自記式無記名の質問紙調査と、8名への面接調査を実施した。その結果、99.4%の看護職が病者との関係性の良し悪しを感じており、約60%は看護技術の効果に影響すると答えていた。関係性が良いとは、看護職に緊張がなく、コミュニテーションがとれ、さらに踏み込んでも大丈夫と感じられる関係であり、これは看護技術のパフォーマンスと効果にも影響していた。効果は、技術適用の目的の達成に加え、気持ちいいことや落ち着くことを通して、セルフケアの向上に繋がっていた。病者のみならず、看護職にも向上心や満足感をもたらしていた。以上本研究により、看護技術の刺激と看護職ー病者の人間関係が、看護技術の要素であるという仮説は、看護技術と看護職ー病者の人間関係が、看護実践を構成しているに訂正され、看護技術の6要素が明確になった。本研究は、看護技術の構成要素を科学性と病者-看護職の人間関係の両側面から、定義する目的で、看護技術の実態調査や文献検討、人間関係と看護技術に関する質問紙調査と面接調査を行った。その結果、看護技術は1目的、2方法、3安全性、4生体反応、5生理学的理論背景、6効果を得る確率と有効性から構成され、これらの根拠が示される必要があると結論付けられた。病者-看護職の人間関係は看護技術のパフォーマンスと病者・看護職両者の効果に影響し、看護実践の要素であることがわかった。
GTP結合蛋白によるcAMPシグナルの制御

Epacは近年になって発見されたcAMPシグナルの構成因子であり、G蛋白質の活性調節に重要な役割を果たすと推測されている。我々のグループは心血管系におけるEpacの役割を中心に検討することを計画した。血管平滑筋の遊走は、動脈管閉塞などの生理的、あるいは動脈硬化病変における病的な血管内空閉塞などに重要な役割を果たすことが知られているが、血管平滑筋の遊走制御にEpac発現の亢進が見られ、さらにEpac過大発現によって血管平滑筋の遊走が亢進することが確認された。その一方でPKAの過大発現ではこのような現象は見られず、cAMPシグナルにおけるEpacの果たす役割の重要性が確認された。さらに我々はEpacを過大発現させたモデル、欠損させたモデルを作製したところ、欠損モデルにおいて定常状態における軽度心機能低下が見られた。また過大発現モデルにおいては、Epac1過大発現で心機能に変化は見られないが、LPS刺激による敗血症発症に際して、野生型で見られる心機能低下がおこらなかった。このことはEpac発現は心機能保護に働く可能性が示唆された。この分子メカニズムについては、TLRシグナルとEpacとのクロストークの存在が考えられた。とりわけSOCSシグナルの制御にEpacが重要な役割を果たすことが推測された。以上より、Epacは心筋保護作用を通じて、また細胞遊走を制御することによって、心血管系における重要な役割を果たすと考えられる。欠損モデルでは心機能が低下していたことから、Epac自体が心筋に対して保護的に作用する可能性が考えられた。これらの結果から、Epacは心筋保護作用を通じて、また細胞遊走を制御することによって、心血管系における重要な役割を果たすことが推測された。
ノンスカラップ工法による建築鉄骨柱梁溶接接合部の破壊に関する非線形破壊力学的研究

本研究において、以下のことが明らかになった。(1)試験体の破壊性状は5通りに分けられた。(2)溶接入熱・バス間温度は実状行われている程度でほぼ適当である。(3)同鋼種・同部材、同ダイアフラム形式において、スカラップ工法よりノンスカラップ工法を用いた方が耐力・変形能力ともに優れた値を示す。また、幅厚比が小さく局部座屈の影響を受け難い梁部材を用いた場合、内ダイアフラム形式のノンスカラップ工法を用いることで、十分な変形能力が得られる。(4)先組み溶接組立H形断面梁及び圧延H形断面梁を用いる場合、裏当て金にはクレータフィラ溶接を必要としない三角柱状スペーサーを挟み込んだものが最も優れた変形能力を示す。その次に45°カット、1/2カットの順に変形能力が優れている。(5)スカラップ工法、ノンスカラップ工法ともに内ダイアフラム形式の方が優れた変形能力を示す。また、通しタイアフラム形式のノンスカラップ工法では、開先をとる際にウェブを切り落とすと、ショートビ-ドとなるクレータフィラ溶接の影響を受けやすく、スカラップ工法と同等程度の変形能力しか示さない。(6)ダイヤフラム厚は、梁フランジより板厚を1サイズ厚くした方が同厚よりも変形能力は優れている。(7)ノンスカラップ工法の場合、溶接欠陥の発生防止、より優れた変形能力の確保という点から、高度な技術を要するクレータフィラ溶接は、避けた方がよい。もしも、クレータフィラ溶接をする場合には、靱性が過剰に劣化しないよう十分注意する必要がある。(8)以下の条件を満たすディテ-ルは最も優れた変形能力が得られると思われる。さらに、設計・施工・メーカー・コストのどの面からも最も有用なディテ-ルとなり得ると思われるため、ノンスカラップ工法における梁端ディテ-ルとして推奨する。1)開先をとる際は梁ウェブを切り落とさない。2)裏当て金は隙間なく各部材、特に梁フィレット部に密着させ、開先内の形状を一定にする。3)通しダイヤフラム形式の場合は、ダイヤフラム厚を梁フランジの板厚よりも1サイズ厚くする。柱梁溶接接合部モデルの破壊実験を以下の手順によって行った。1.柱梁溶接接合部モデル試験体による破壊実験を行った。工法の種類は3種類のノンスカラップ工法と通常の梁スカラップ工法の合計4種類、柱形状の種類の種類はH形鋼と角形鋼管の2種類、溶接タイプは柱梁溶接接合部を現場溶接と工場溶接の2種類について破壊実験を行った。2.接合部モデルと同じ溶接条件で溶接した溶着金属の引張試験・シャルピー衝撃試験・静的破壊靱性(J_<IC>)試験・動的破壊靱性(J_<ID>)試験を行った。3.非線形破壊力学によるローカルクライテリアの導入する準備段階として、素材及び溶着金属のへき開破壊応力(σ_C)を求めるために、1mmR円周切り欠き付き丸棒試験片で、-196°C時の引張試験を行った。4.全ての実験を整理して素材の力学的性能と梁スカラップの有無が接合部モデル試験体の変形能力にどのように影響するかを比較検討した。

その結果、ノンスカラップ工法の試験体は脆性破壊しないことが明らかになり、SM490程度の強度の鋼材を用いた柱梁溶接接合部では、ノンスカラップ工法が有効であることが明らかになった。また、溶接欠陥の大きさ,鋼材及び溶着金属の靱性により変形能力が大きく変化することも確認できた。昨年度得られた柱梁溶接接合部モデル試験体による破壊実験結果及び接合部モデルと同じ溶接条件で溶接した溶着金属の引張試験・シャルピー衝撃試験・静的破壊靱性(J_<IC>)試験・動的破壊靱性値(J_<ID>)試験、1mmR円周切り欠き付き丸棒試験片で-196°C時の引張試験等各種試験結果をむまえ、以下の検討と行なった。1.3次元有限要素法解析により、接合部モデル試験体の破壊時の動的な修正J積分値を計算し、素材の動的破壊靱性(J_<ID>)との関係を把握することができた。同様に静的なJ積分と静的破壊靱性値(J_<IC>)との関係も把握することができた。2.梁スカラップの有無が接合部モデルの変形能力とどのように関係しているかを解析的に検討を行なった。3.ローカルクライテリアの概念を利用して、接合部モデル試験体の破壊挙動を把握することができた。4.実験データ量が膨大なため、現在もデータ整理を続行中である。今後の展開として、研究実施計画で上げた次の項目について検討を行ない、研究成果報告書を一刻も早く取りまとめる予定である。1.全ての実験を整理して素材の力学的性能と梁スカラップの有無が接合部モデル試験体の変形能力にどのように影響するかを比較検討を行なう。2.実際に鉄骨加工業者が行っている溶接部の強度や靱性も考慮した上で、ノンスカラップ工法の優劣や使用部位の適否などについて検討を行なう。
がん微小環境による抗がん薬耐性機序解明と新規分子標的薬の開発

さらに、sphereを形成した細胞群とコントロール細胞群との遺伝子発現を比較したところ、ABCB1、ABCC1、ABCG2といったトランスポーターの発現亢進、EFハンド型カルシウム結合性ドメインを持つS100A16の発現亢進、vaultの構成成分であるMVP(Major Vault Protein)の発現亢進が認められた。今後、がん幹細胞モデルを用いて、抗がん薬耐性機序の解明を行う。プレート表面を特殊加工してがん細胞が接着できない条件で培養するとsphereを形成し、幹細胞マーカーの発現が亢進すること、また、コントロール細胞群との比較で変動する遺伝子群を探索できたので概ね順調に進展している。引き続きがん幹細胞様モデルを用いて、抗がん薬耐性機序の解明を行う。
イタリア中世後期の都市条例にみる街路景観整備と住居建築デザインの変容に関する研究

当該研究は、中世後期のイタリアの各地方都市(フィレンツェ・シエナ・ヴィテルボ・ローマなど)にける街路の公的都市規制と、それに伴う都市住宅・都市景観の様態変化を把握するために、(a)中世後期の市民生活形態、(b)街路を構成する建築の建設過程、(c)中世後期の都市条例statuti、(d)中世後期の政治体制を調査し、これらの分析を並列的に進めていくことで、イタリアの都市の街路における公道と私道の成立の実態、それに面する邸宅に関する法的規制の歴史的経緯を把握することによって、イタリア中世の都市生活の様態に新しい知見を見出そうと試みたものである。平成16年度から平成18年度にかけて、(1)イタリア中世後期の都市条例、(2)街路に面する景観整備のための建築規制、(3)統一的美観の成立:建築ファサードにおけるラスティケーションの導入、(4)街路環境整備のための道路監督官制度、(5)街路に面する住居建築のパラダイムの変容、を順を追って分析・考察することで、イタリア中世後期における都市景観に対する法的整備の様態を解明した。イタリアでは14世紀初頭には、我が国で言うところのいわゆる「景観法」がすでに成立しており、統一的都市景観という意識が個人都市住宅の設計理念に組み込まれていたことを垣間見ることができた。中世都市国家の中で法的整備がなされ、かつその当時の都市条例が現存する都市に分析対象が絞られたが、中世イタリアの都市国家における都市景観に対する考え方の相貌は把握できたと考える。イタリア都市における個人邸宅と街路・広場を含む公共空間との関係は、中世後期に根本的に再整備された。その促進の触媒となったのは次の2つであると考えられる。一つはこの時代に都市国家体制の中で都市の支配層として台頭してきた商人-市民による政治体制の中で街路が徐々に空間的に組織化する装置として整備されたことによる新しい傑出性であり、もう一つは政府を構成する支配階級出身者によって徐々に建設されていった個人邸宅が記念碑性であった。また、新しい街路に傑出性を要求した政府官吏自身がしばしば新しい都市邸宅(パラッツォ)を建設した人々であったことが整備の推進を助長したことは言うまでもないが、この街路整備とそこに面する住居のファサード・デザインが必ずしも当初から乱れのない関係をもっていたわけではなかった。新しい支配階級は、街路の景観整備と矛盾する土地所有に関わるいくつかの伝統的特権を放棄することで、初めて街路の理想的な形態を見出した。今日では当たり前の価値観である、街路に面する都市邸宅(パラッツォ)のファサード・デザインを創出することで街路美観に寄与するという発想のパラダイムは、ルネサンス期以前には存在しなかったのである。本研究では、イタリア中世後期の街路景観整備に関する史料をフィレンツェ、シエナ、ペルージャ、ヴィテルボ、オルヴィエート等の都市条例に求め、同時期の住居建築デザインのパラダイムの変容が都市国家主導の街路景観整備と深い関係にあったことを証明し、その実態を考察した。我が国における中世後期からルネサンス期にかけてのイタリア建築史研究は、建築類型の研究や都市形成史という立場から研究がなされてきている。しかし、その当時の建築の様式や特徴は、建築家の創造的個性や美的精神によって醸し出されただけではなく、その時代の社会的制約やその政治体制の表徴体として存在している。そのような社会史的な観点から建築を問い直すことが本研究のスタンスである。イタリア都市における個人邸宅や聖堂建築を含む公共建築と、街路・広場を含む公共空間との関係は、中世後期になって都市国家内で徐々に再整備されたといってよい。その促進の触媒となったものに次の2つがある。一つはこの時代に都市国家体制の中で都市の支配層として台頭してきた商人-市民による政治体制の中で街路が徐々に空間的に組織化する装置として整備されたことによる新しい傑出性と、もう一つは政府を構成する支配階級出身者によって徐々に建設されていった個人邸宅の記念碑性に対する意識であった。

また、新しい街路に傑出性を要求した政府官吏自身がしばしば新しい都市邸宅(パラッツォ)を建設した人々であったことが整備の推進を助長したことは言うまでもないが、この街路整備とそこに面する住居のファサード・デザインが必ずしも当初から乱れのない関係をもっていたわけではなかった。新しい支配階級は、街路の景観整備と矛盾する土地所有に関わるいくつかの伝統的特権を放棄することで、初めて街路の理想的な形態を見出した。今日では当たり前の価値観である、街路に面する都市邸宅(パラッツォ)のファサード・デザインを創出することで街路美観に寄与するという発想のパラダイムは、ルネサンス期以前には存在しなかったのである。本研究では、イタリア中世後期の街路景観整備に関する史料をフィレンツェ、シエナ、ペルージャ、ヴィテルボ、オルヴィエート等の都市条例に求め、同時期の住居建築デザインのパラダイムの変容が都市国家主導の街路景観整備と深い関係にあったことを証明することを目的としている。我が国における中世後期からルネサンス期にかけてのイタリア建築史研究は、建築類型の研究や都市形成史という立場から研究がなされてきている。しかし、その当時の建築の様式や特徴は、建築家の創造的個性や美的精神によって醸し出されただけではなく、その時代の社会的制約やその政治体制の表徴体として存在している。そのような社会史的観点から建築文化を問い直すことが本研究の目標である。イタリア都市における個人邸宅や聖堂建築を含む公共建築と、街路・広場を含む公共空間との関係は、中世後期になって都市国家内で徐々に再整備されたといってよい。その促進の触媒として、一つにはこの時代に都市国家体制の中で都市の支配層として台頭してきた商人-市民による政治体制の中で街路が徐々に空間的に組織化する装置として整備されたことによる新しい傑出性と、もう一つは政府を構成する支配階級出身者によって徐々に建設されていった個人邸宅の記念碑性に対する意識がある。新しい街路に傑出性を要求した政府官吏たちは、しばしば自らの新しい都市邸宅を建設し、その街路の推進を助長したことは言うまでもない。パラッツォ・メディチは大聖堂広場の近隣街路における景観整備の間口アーチの統一的手法に倣って自らの都市邸館にラステュケーションを施し、パラッツォ・ルチェッライでは新しい支配階級の台頭を主張するかのごとく、パラッツォと個人ロッジアによって狭い公共広場を統一的デザインで囲い込んだし、書記官長バルトロメオ・スカラは、なかなか都市邸宅で埋まらなかったボルゴ・ピンティに率先して街路景観を演出する邸館をジュリアーノ・ダ・サンガッロに依頼して、初めて街路と邸宅の理想的なあり方、様態を見出した。平成18年度の研究では、初期ルネサンスの都市条例と邸館建設との関わりに着目した。我が国における中世後期からルネサンス期のイタリア建築史研究は、建築類型の研究や都市形成史という立場から研究がなされてきてた、その当時の建築の様式や特徴は、建築家の創造的個性や美的精神によって醸し出されただけではなく、その時代の社会的制約やその政治体制の表徴体として存在している。
前庭器官・半規管における低周波音に対する生理学的反応特性の解明

近年,高架道路や風車周辺等で睡眠障害,頭痛,めまい,等の様々な健康影響が報告されており,低周波成分が卓越する騒音の寄与が懸念されている.しかしながら,低周波音の生理学的な反応・受容機序に関する知見は見受けられない.本研究では,低周波音曝露に対する前庭器官・半規管の反応性の解明を目的とし,低周波音を用いた曝露実験による前庭器官・半規管の反応性の測定,内耳全体の物理・神経生理学的反応に基づく数理モデルの構築,および低周波音評価指標の開発を試みる.近年,高架道路や風車周辺等で睡眠障害,頭痛,めまい,等の様々な健康影響が報告されており,低周波成分が卓越する騒音の寄与が懸念されている.しかしながら,低周波音の生理学的な反応・受容機序に関する知見は見受けられない.本研究では,低周波音曝露に対する前庭器官・半規管の反応性の解明を目的とし,低周波音を用いた曝露実験による前庭器官・半規管の反応性の測定,内耳全体の物理・神経生理学的反応に基づく数理モデルの構築,および低周波音評価指標の開発を試みる.
伝達麻酔併用吸入麻酔による口腔外科手術時のストレス軽減に関する研究

手術中に患者の受ける2種類のストレス(手術侵襲・吸入麻酔薬)の両者を可及的に軽減させストレスの少ない手術環境を作るために、局所麻酔によるブロック(伝達麻酔)を併用して侵害刺激を遮断し、これにより麻酔維持に必要とする吸入麻酔濃度を低下させる麻酔方法を確立させる目的で行った。1.対象:全身麻酔下に口腔外科手術を受ける本研究に同意を得た臨床患者で、内科的疾患を持たない健康成人。対象は伝達麻酔の有無から2種類に分けた。2.方法:[全身麻酔単独群]気管内麻酔で、笑気3l/分・酸素2l/分にイソフルランを加え合計1.6MACの麻酔濃度で維持した。[伝達麻酔群]全身麻酔直前に伝達麻酔を行い、効果確認後に気管内麻酔を行った。笑気3l/分・酸素2l/分にイソフルランを加え合計1.0MACの麻酔濃度で維持した。3.観察項目:(1)血圧・心拍数・呼吸数・動脈血炭酸ガス分圧・動脈血血漿カテコールアミン濃度の変動(2)循環変動の定量評価4.結果:ストレス反応の変動から伝達麻酔併用吸入麻酔は手術ストレスと麻酔ストレスの両者を軽減できた。伝達麻酔併用低濃度吸入麻酔は全身麻酔単独よりも吸入麻酔薬による呼吸抑制の影響が少なかった。以上より伝達麻酔併用吸入麻酔は手術中に患者の受ける2種類のストレス(手術侵襲・吸入麻酔薬)の両者を軽減できたと考える。手術中に患者が受ける2種類のストレス(手術侵襲・吸入麻酔薬)の両者を可及的に除去しストレスの少ない手術環境を作るため、侵害刺激の遮断を目的に局所麻酔によるブロック(伝達麻酔)を全身麻酔に併用し、これにより低濃度吸入麻酔で維持する麻酔方法を確立させるために行なった。1)対象:全身麻酔下に口腔外科手術をおこなう臨床患者で、内科的疾患を持たない健康成人。対象は伝達麻酔の有無から2群に分けた。2)方法:全身麻酔は吸入麻酔薬を用い気管内麻酔で行なった。笑気31/分・酸素21/分にイソフルランを加え、対照群(伝達麻酔非併用群)では麻酔深度を1.6MAC、また伝達麻酔併用群は麻酔深度を1.0MACにして自発呼吸で維持した。ストレスの指標として血圧・心拍数・心拍出量・血漿カテコールアミン濃度を執刀(伝達麻酔)前の麻酔安定時と手術侵襲の最も大きい時期の各々で測定した。なお、伝達麻酔にはエピネフリン無添加の局所麻酔の用い、体性感覚誘発電位にて効果を判定した。3)結果:対照群と伝達麻酔併用群を比較したところ各パラメータとも対象群に比較し伝達麻酔併用群で統計的有意差をもって変動が小さかった。以上の結果から伝達麻酔併用吸入麻酔法は、手術侵襲を伝達麻酔で遮断することで低濃度吸入麻酔での維持が可能となった。この方法は手術中に患者が受ける2種類のストレスを両者とも減少できたと考える。(1)対象:全身麻酔下に口腔外科手術を受ける本研究に同意を得た臨床患者で、内科的疾患を持たない健康成人。(2)方法:[全身麻酔単独群]気管内麻酔で、笑気3l/分・酵素2l/分にイソフルランを加え合計1.6MACの麻酔濃度で維持した。笑気3l/分・酵素2l/分にイソフルランを加え合計1.0MACの麻酔濃度で維持した。(3)観察項目:(1)血圧・心拍数・呼吸数・動脈血炭酸ガス分圧・動脈血血漿カテコールアミン濃度の変動(2)循環変動の定量評価(4)結果:ストレス反応の変動から伝達麻酔併用吸入麻酔は手術ストレスと麻酔ストレスの両者を軽減できた。

伝達麻酔併用低濃度吸入麻酔は全身麻酔単独よりも吸入麻酔薬による呼吸抑制の影響が少なかった。以上により伝達麻酔併用吸入麻酔は手術中に患者の受ける2種類のストレス(手術侵襲・吸入麻酔薬)の両者を軽減できたと考える。
虚血性内耳障害に対する虚血後低体温の効果に関する研究

本年度の研究では、低体温の保護効果の機序を明らかにする目的で、一過性内耳虚血モデルを用いて一酸化窒素やペルオキシライトなどの活性酸素種の代謝産物の1つである窒素酸化物(NO_x)の蝸牛内濃度を常温(32°C)時と虚血後低体温(32°C)負荷時に測定し比較検討した。何も処置を行わない群(無処置群)、15分間の一過性内耳虚血を施行し常温で保った群(虚血後常温群)、虚血終了後1時間後から3時間低体温とした群(虚血後低体温群1-3)、虚血終了後1時間後から6時間低体温とした群(虚血後低体温群1-6)、虚血終了後3時間後から3時間低体温とした群(虚血後低体温群3-3)、虚血終了後6時間後から3時間32度の低体温とした群(虚血後低体温群6-3)の6群に分け、一過性内耳虚血24時間後に全身麻酔下に骨胞を露出し、蝸牛基底回転鼓室階に微小透析膜付きプローブを挿入して蝸牛外リンパを回収、外リンパ中のNO^<2->、NO^<3->濃度を測定した。結果だが、無処置群のNO^<2->とNO^<3->濃度の合計(NO_x濃度とする)は10.3±2.9pmol/l、虚血後常温群では23.7±7.4pmol/lであった。虚血後低体温群1-3では8.3±3.0pmol/l、虚血後低体温群1-6は4.0±1.3pmol/l、虚血後低体温群3-3は16.4±8.9pmol/l、虚血後低体温群6-3は19.1±7.3pmol/lであり、低体温群ではいずれの群においてもNO_x濃度の上昇は軽減されていた。虚血後常温群のNO_x濃度と虚血後低体温群1-3及び虚血後低体温群1-6のNO_x濃度には統計学的に有意な差が認められた。低体温の開始が早ければ早いほど、その効果は大きかった。虚血性内耳障害に対する虚血後の低体温は複数の代謝に多面的に保護効果を与えていると考えられるが、その機序の1つとして活性酸素の産生抑制が示唆された。本年度の研究では、虚血性内耳障害に対する低体温の保護効果を明らかにするため、スナネズミの一過性内耳モデルを用いて一過性虚血後に低体温を施行し、ABR閾値と内有毛細胞の脱落率を算出しで常温群と比較検討を行った。ハロセン吸入麻酔下に直腸温を37°Cに保って両側の椎骨動脈を露出し、15分間血流を遮断・再開通することにより一過性虚血を負荷した。低体温の負荷は、虚血後1、3、6時間の時点の3点から、3時間、直腸温を32°Cに維持して行った。(それぞれ低体温A, B, C群とする。)実験前、1、4、7日後のABR閾値を測定して聴力閾値の経時的変化を評価した。7日目に深麻酔下に4%パラホルムアルデヒドにて経心灌流固定し骨胞を摘出、基底回転のコルチ器を採取した。核と聴毛の療法を観察するためにロダミン・ファロイジンで30分間、ヘキスト33342で60分間染色を施行した。グリセロールで封入後、蛍光顕微鏡下に観察して内有毛細胞の脱落細胞率を算出し、常温群と低体温3群を比較検討した。常温群では1日目に約30dbのABR閾値の上昇がみられ、その後徐々に回復したが7日目にも約23dBの閾値上昇が残った。低体温A, B群では閾値上昇は1、4、7日目いずれにおいても常温群より軽減されていた。低体温C群では1、4、7日目いずれにおいても常温群と差を認めなかった。基底回転内有毛細胞の脱落細胞率(7日目)の平均値は、常温群で16%、低体温A, B, C群でそれぞれ7、10、13%であった。常温群と低体温A群との間に統計学的な有意差が認められたが、B群とC群との間には有意差は認められなかった。以上の結果から、虚血後の低体温は虚血性内耳障害に対し保護効果を有することが明らかになった。低体温は虚血性内耳障害に対して有効な治療法となりうると考えられるが、治療開始が遅れるとその効果が減弱する可能性が示唆された。

何も処置を行わない群(無処置群)、15分間の一過性内耳虚血を施行し常温で保った群(虚血後常温群)、虚血終了後1時間後から3時間低体温とした群(虚血後低体温群1-3)、虚血終了後1時間後から6時間低体温とした群(虚血後低体温群1-6)、虚血終了後3時間後から3時間低体温とした群(虚血後低体温群3-3)、虚血終了後6時間後から3時間32度の低体温とした群(虚血後低体温群6-3)の6群に分け、一過性内耳虚血24時間後に全身麻酔下に骨胞を露出し、蝸牛基底回転鼓室階に微小透析膜付きプローブを挿入して蝸牛外リンパを回収、外リンパ中のNO^<2->、NO^<3->濃度を測定した。結果だが、無処置群のNO^<2->とNO^<3->濃度の合計(NO_x濃度とする)は10.3±2.9pmol/l、虚血後常温群では23.7±7.4pmol/lであった。虚血後低体温群1-3では8.3±3.0pmol/l、虚血後低体温群1-6は4.0±1.3pmol/l、虚血後低体温群3-3は16.4±8.9pmol/l、虚血後低体温群6-3は19.1±7.3pmol/lであり、低体温群ではいずれの群においてもNO_x濃度の上昇は軽減されていた。虚血後常温群のNO_x濃度と虚血後低体温群1-3及び虚血後低体温群1-6のNO_x濃度には統計学的に有意な差が認められた。低体温の開始が早ければ早いほど、その効果は大きかった。虚血性内耳障害に対する虚血後の低体温は複数の代謝に多面的に保護効果を与えていると考えられるが、その機序の1つとして活性酸素の産生抑制が示唆された。
脾臓由来M1型及びM2型単球系細胞を介した神経障害性疼痛発症のメカニズム解明

脾臓由来単球系細胞と神経障害性疼痛が関与するかどうかについて研究を進めてきた。神経障害性疼痛の動物モデルにSNI(Spared Nerve Injury)モデルを使用し、脾臓摘出術を加えた群と、SNIモデル単独群に対し、von Frey Filamentを用いた機械刺激に対する痛覚閾値を評価する行動解析を行った。これまでの研究結果では、傷害側ではSNIモデルに脾臓摘出術を加えた群及びSNIモデル単独群ともに術後1日目より機械刺激に対する痛覚閾値の低下が生じ、機械刺激に対する痛覚閾値は両群で差がなかった。しかしながら、非傷害側ではSNIモデルに脾臓摘出術を加えた群ではSNIモデル単独群と比較し、機械刺激に対する痛覚閾値が低下していることがわかった。そのため、この非傷害側における痛覚閾値の変化のメカニズムを調査するため、免疫組織染色を行っている。現在、Iba-1やCD11bなどの免疫組織染色を行っているが、再現性を検討しているところである。本研究は「SNIモデルに脾臓摘出術を加えた場合、SNIモデル単独群と比較し、傷害側の痛覚閾値の低下が抑制される」という仮説に基づき開始された。しかしながら、SNIモデルに脾臓摘出術を加えると、SNIモデル単独群と比較し、"非"傷害側の機械刺激に対する痛覚閾値が低下した。傷害側の痛覚閾値はSNIモデルに脾臓摘出術を加えた群と、SNIモデル単独群では差がなかった。そのため研究計画は大きく変更を余儀なくされ、そのメカニズムを解明するため、まずは免疫組織染色を行い、脊髄における単球系細胞について解析を行っている。Iba-1陽性細胞の集積に違いが見られるが、その再現性の確認に時間がかかっている。また単球系細胞の他の表面抗原についても調査を行っているが、未だ結果が得られていない。SNIモデルに脾臓摘出術を加えた群とSNIモデル単独群で脊髄における単球系細胞の分布や形態学的変化を免疫組織染色により調査する。また免疫組織染色により脊髄における単球系細胞の分布がわかったのち、機械刺激の疼痛閾値の違いが非傷害側であることから非傷害側の坐骨神経内にtrans-synaptictracerを用いた免疫組織染色を行い、脊髄内での非傷害側からの電動経路を調査する予定である。またアストロサイトが発現変化とSNIモデルに脾臓摘出術を加えた場合の痛覚閾値の変化との関係についても調査していきたい。神経障害性疼痛は神経系の直接損傷や炎症、感染などにより神経系に生じる複雑な病態を有する。また一次知覚神経細胞や免疫担当細胞、グリア細胞などが関与するため、その発症メカニズムは複雑で、有効な治療法が未だ確立されていない。この難治性疼痛である神経障害性疼痛のメカニズム解明は新たな治療法の開発に繋がるため、これまで様々な動物モデルが作成され、研究されてきた。神経障害性疼痛モデルであるSpared Nerve Injuryモデルでは神経損傷部位に一致した脊髄領域にマイクログリアが集積し、痛覚過敏発症に関与していると考えられている。またマイクログリアを含めた単球系細胞は炎症性サイトカインを産生・分泌するM1型と抗炎症性サイトカインを産生・分泌するM2型があり、それぞれの病変部位への集積時期とその役割が異なっていることが明らかになってきた。さらに脊髄損傷モデルにおいて、脾臓摘出することで病変部位への単球系細胞の集積が抑制されること、M2型単球系細胞が創傷治癒に重要な役割を果たすことが報告されている。しかしながら神経障害性疼痛モデルにおいて脾臓由来の単球系細胞の役割や痛覚過敏発症への関与については不明である。本研究では末梢神経損傷により脊髄に集積する単球系細胞の種類や集積時期、病変部位への集積を惹起する物質を調査することで、M1型、M2型のそれぞれを標的とした神経障害性疼痛の新たな治療法開発を目的としている。神経障害性疼痛モデルにSpared Nerve Injuryモデルを用いており、また脾臓摘出術を加えた群を作成するため、モデル作成手技の安定化に時間を要した。また免疫組織染色においても同様に、凍結切片作成の手技の安定化に時間を要した。神経障害性疼痛のメカニズムに脾臓由来単球系細胞が関与しているかどうかを神経障害性疼痛の動物モデルのSNI(Spared Nerve Injury)モデルに脾臓摘出術の有無を加え、検討した。von Frey Filamentを用いた機械的刺激に対する痛覚閾値の検討では、SNIモデル単独群ではモデル作成後、1日目より痛覚閾値の有意な低下が認められた。この痛覚閾値の低下は傷害側、非傷害側ともに認められるが、非傷害側に対し、傷害側の方が痛覚閾値の低下が著しい。SNIモデルに脾臓摘出術を加えた群でも傷害側、非傷害側ともに痛覚閾値の低下を認めるが、SNIモデル単独群の非傷害側に比べ、SNIモデルに脾臓摘出を加えた群での非傷害側の痛覚閾値が有意に低下している。免疫組織染色では、SNIモデル単独群ではモデル作成後2-3日目より神経損傷部位に一致して、脊髄にIba-1陽性細胞の集積が認められる。

一方、SNIモデルに脾臓摘出術を加えた群ではSNIモデル単独群よりやや遅れたモデル作成後4-5日目より神経損傷部位に一致して、脊髄にIba-1陽性細胞の集積が認められる。SNIモデルに脾臓摘出術を加えた群では、SNIモデル単独群に比べ、傷害側の痛覚閾値の低下が抑制されると予想していた。しかしながら、仮説に反し、SNIモデル単独群と脾臓摘出術を加えた群では傷害側の痛覚閾値に有意な差はなかった。一方で、非傷害側の痛覚閾値について検討した結果、SNIモデル単独群よりSNIモデルに脾臓摘出術を加えた群では有意に痛覚閾値の低下が認められた。そのメカニズムがどのようになっているのかを調査するため、当初の計画を変更する必要が生じた。脾臓由来単球系細胞と神経障害性疼痛が関与するかどうかについて研究を進めてきた。神経障害性疼痛の動物モデルにSNI(Spared Nerve Injury)モデルを使用し、脾臓摘出術を加えた群と、SNIモデル単独群に対し、von Frey Filamentを用いた機械刺激に対する痛覚閾値を評価する行動解析を行った。これまでの研究結果では、傷害側ではSNIモデルに脾臓摘出術を加えた群及びSNIモデル単独群ともに術後1日目より機械刺激に対する痛覚閾値の低下が生じ、機械刺激に対する痛覚閾値は両群で差がなかった。しかしながら、非傷害側ではSNIモデルに脾臓摘出術を加えた群ではSNIモデル単独群と比較し、機械刺激に対する痛覚閾値が低下していることがわかった。そのため、この非傷害側における痛覚閾値の変化のメカニズムを調査するため、免疫組織染色を行っている。現在、Iba-1やCD11bなどの免疫組織染色を行っているが、再現性を検討しているところである。本研究は「SNIモデルに脾臓摘出術を加えた場合、SNIモデル単独群と比較し、傷害側の痛覚閾値の低下が抑制される」という仮説に基づき開始された。しかしながら、SNIモデルに脾臓摘出術を加えると、SNIモデル単独群と比較し、"非"傷害側の機械刺激に対する痛覚閾値が低下した。傷害側の痛覚閾値はSNIモデルに脾臓摘出術を加えた群と、SNIモデル単独群では差がなかった。そのため研究計画は大きく変更を余儀なくされ、そのメカニズムを解明するため、まずは免疫組織染色を行い、脊髄における単球系細胞について解析を行っている。Iba-1陽性細胞の集積に違いが見られるが、その再現性の確認に時間がかかっている。また単球系細胞の他の表面抗原についても調査を行っているが、未だ結果が得られていない。動物モデルや免疫組織染色の実験手技が安定したため、速やかに脊髄における免疫組織学的検討を行い、M1型およびM2型単球系細胞の脊髄における経時的変化を調査おこなう。また神経障害性疼痛モデルにおける脊髄の傷害部位(L4-L6)で発現量変化を起こした物質をウエスタンブロッティング法やELISA法、サイトカイン・ケモカインアレイなどの方法を用いて検索する。さらに、行動解析法により神経障害性疼痛モデル単独群と脾臓摘出術を加えた群で痛覚閾値についての調査をおこなう。今後はSNIモデルに脾臓摘出術を加えた群の非傷害側の痛覚閾値の低下についてのメカニズムを解明するため、非傷害側の坐骨神経にtrans-synaptictracerを用いた実験を行い、脊髄内での介在ニューロンを介した伝導経路について調査する。非傷害側からの伝導経路と傷害側の神経障害部位に一致した領域のIba-1陽性細胞が集積している脊髄の領域との位置関係を調査する。またアストロサイトなどの他のグリア細胞の表面抗原の脊髄内での発現を調査し、神経損傷後の脊髄内での単球系細胞の役割について調査する予定である。
液体燃料マイクロガスタービンを目的とした高乱流BGR超低NOx燃焼器の開発

小型分散型の発電装置としてマイクロガスタービンが注目を集めている。燃料源として、災害時においても安定した燃料の確保を念頭におくと、液体燃料を使用することが望ましい。一方、日常的な運用を考慮すると、大気汚染の問題を解決する必要がある。本研究はこのような観点から液体燃料用の超低NOx燃焼器を開発したものである。本研究では、燃焼器の一次燃焼領域において、通常とは逆方向から燃焼用空気を供給し、一次燃焼領域内に燃焼ガスの反転流を形成させ、これにより保炎と内部EGR効果による低NOx燃焼を行わせた。平成19年度は研究計画の最終年度であり、燃焼器としての全体的な性能把握を行った結果、以下の点を明らかにすることができた。(1)一次燃焼領域が長すぎるとCOおよびNOx排出量が増加し,燃焼安定性も低下する.(2)スワーラ羽根角度の安定燃焼範囲に及ぼす影響は小さいが,旋回を掛けない場合には一次燃焼領域での混合が不十分となりCOおよびHC排出量が増加する.(3)ガイドベーンの羽根高さが低い場合、また一次燃焼領域と二次燃焼領域をつなぐスロート径が小さい場合では燃焼安定性が低下する.(4)本燃焼器において一次燃焼領域の形状等を最適化した場合,一次領域空気過剰率1.501.61近辺の条件で燃焼を行えば,EI(NOx)値を0.8g/kg-fuel以下かつEI(CO)値を10.0g/kg-fuel以下に抑制できる.小型分散型の発電装置としてマイクロガスタービンが注目を集めている。(1)一次燃焼領域が長すぎるとCOおよびNOx排出量が増加し,燃焼安定性も低下する.(2)スワーラ羽根角度の安定燃焼範囲に及ぼす影響は小さいが,旋回を掛けない場合には一次燃焼領域での混合が不十分となりCOおよびHC排出量が増加する.(3)ガイドベーンの羽根高さが低い場合、また一次燃焼領域と二次燃焼領域をつなぐスロート径が小さい場合では燃焼安定性が低下する.(4)本燃焼器において一次燃焼領域の形状等を最適化した場合,一次領域空気過剰率1.501.61近辺の条件で燃焼を行えば,EI(NOx)値を0.8g/kg-fuel以下かつEI(CO)値を10.0g/kg-fuel以下に抑制できる.地球環境保全のための一つの手段として小型分散型の発電機器の普及が期待されており、マイクロガスタービンによる発電が注目を集めている。このマイクロガスタービンの燃料源としてはガス燃料と液体燃料が考えられるが、災害時においても、安定した燃料の確保を念頭におくと、液体燃料を使用した分散型発電を普及させることが好ましいと考えられる。一方、日常的な運用を考慮すると、灯油系の液体燃料は低コストであるが、燃焼機器としての大気汚染の問題を解決する必要がある。本研究はこのような観点から液体燃料用の超低NOx燃焼器を開発するものである。本研究では、燃焼器の一次燃焼領域において、通常とは逆方向から燃焼用空気を供給し、一次燃焼領域内に燃焼ガスの反転流を形成させ、これにより保炎と内部EGR効果による低NOx燃焼を行わせる。この方式は遡上スワール流を意図的に形成する燃焼器として、独自の方式である。本年度は、この一次燃料領域における燃焼特性の解析を、温度分布、酸素、CO_2、NOxなどの排ガス分析、レーザドップラー流速計による燃焼時の流速測定をもとに行った。レーザドップラー流速計による燃焼時の流動解析により、上記の反転流が遡上スワールによって形成されている事実の確認を行うことができた。また一次燃焼領域の長さ、出口の絞り部の径、スワールの強さなどを変化させて、安定燃焼範囲を評価基準とした場合の最適燃焼器形状を求めた。一次燃焼領域内の温度分布や各種のガス濃度分布、流速分布、石英燃焼筒による火炎の直接観察などを総合して検討した結果、初期に意図した燃焼メカニズムにより燃焼が行われていることを確認することができた。本年度に得られた主要結論は以下のとおりである。1.一次燃焼領域の長さを最適値とすると、内部では空気比1.5程度の希薄燃焼を行わせることができ、この希薄燃焼が安定して維持する機構として遡上スワールによる反転流の効果を確認することができた。2.一次燃焼領域が長すぎる場合、一次燃焼領域で拡散燃焼が生じるため、COとNOxの排出量が増加し、燃焼安定性も低下する。3.一次燃焼領域の形状を最適化した場合、NOxの排出濃度は30ppm以下となり、燃焼量に対応するEI-NOxとして表すと0.8gNOx/kg-Fuelとなり、現状のガス燃料燃焼器のレベルより低いNOx排出濃度を達成することができた。

4.研究の2年度以降では二次燃焼領域の燃焼特性の最適化と拡散燃焼時に生成する炭素状微粒子の生成要因を調査するが、その研究を行うための計測手法の準備、また数値計算を行う準備を進めることができた。コジェネレーション設備として小型分散型の発電機器の普及が期待されており、マイクロガスタービンが注目を集めている。このマイクロガスタービンの燃料源として、災害時においても安定した燃料の確保を念頭におくと、液体燃料を使用した分散型発電を普及させることが好ましい。一方、日常的な運用を考慮すると、灯油系の液体燃料は低コストであるが、大気汚染の問題を解決する必要がある。本研究はこのような観点から液体燃料用の超低NOx燃焼器を開発するものである。本研究では、燃焼器の一次燃焼領域において、通常とは逆方向から燃焼用空気を供給し、一次燃焼領域内に燃焼ガスの反転流を形成させ、これにより保炎と内部EGR効果による低NOx燃焼を行わせる。この方式は遡上スワール流を意図的に形成する燃焼器として、独自の方式である。昨年度に一次燃焼領域の特性把握を行うことができたので、本年度は二次燃焼領域を特性把握と二次燃焼と組み合わせた場合の燃焼器の最適化を行った。得られた結果は以下の通りである。1.噴霧特性と一次燃焼領域の安定限界を調べた結果、噴霧特性が良好になるほど一次燃焼領域は世混合化するが、噴射圧が低く、噴霧の平均粒径が50μm以下であれば、実用上問題がないことが判明した。2.二次空気を導入する場合の一次燃焼領域の作動条件として空気過剰率を1.2とすることが望ましいことが判明した。3.二次空気の導入位置を燃焼器底部にすると、NOxは低下するがHCが増加した。これは二次燃焼領域を高乱流化すると壁面付近で部分的な吹き消えが起きやすいことを示している。4.良好は噴霧と最適な燃焼室形状によってNOxの排出量を0.7g/Kg-fuel以下、CO排出量を12.0g/Kg-fuel以下にすることが可能になった。小型分散型の発電装置としてマイクロガスタービンが注目を集めている。燃料源として,災害時においても安定した燃料の確保を念頭におくと,液体燃料を使用することが望ましい。一方,日常的な運用を考慮すると,大気汚染の問題を解決する必要がある。本研究はこのような観点から液体燃料用の超低NOx燃焼器を開発したものである。本研究では,燃焼器の一次燃焼領域において,通常とは逆方向から燃焼用空気を供給し,一次燃焼領域内に燃焼ガスの反転流を形成させ,これにより保炎と内部EGR効果による低Nox燃焼を行わせた。平成19年度は研究計画の最終年度であり,燃焼器としての全体的な性能把握を行った結果,以下の点を明らかにすることができた。(1)一次燃焼領域が長すぎる場合はCOおよびNox排出量が増加し,燃焼安定性も低下する。(2)スワーラ羽根角度の安定燃焼範囲に及ぼす影響は小さいが,旋円を掛けない場合には一次燃焼領域での混合が不十分となりCOおよびHC排出量が増加する。(3)ガイドベーンの羽根高さが低い場合,また一次燃焼領域と二次燃焼領域をつなぐスロート径が小さい場合では燃焼安定性が低下する。(4)本燃焼器において一次燃焼領域の形状等を最適化した場合,一次領域空気過剰率1.501.61近辺の条件で燃焼を行えば,EI(Nox)値を0.8g/kg-fuel以下かつEI(CO)値を10.0g/kg-fuel以下に抑制できる。
パラフェルミオンの電気的制御を目指した理論研究

パラフェルミオンが出現するトポロジカル超伝導体において、検出方法の提案およびパラフェルミオンの制御方法を模索を行なっている。平成30年度は以下のような研究を行なった。(1)パラフェルミオンの1種であるマヨラナフェルミオンに量子ドットを接合し、AC電場によって検出する方法を提案した。ケルディッシュグリーン関数法を用いた理論的な解析によってマヨラナフェルミオンの検出方法の理論的検証を行った。トポロジカル超伝導体がclass Dの時とclass BDIの時の検出結果の比較を行った。(2)電気二重層電極などを用いて、遷移金属ダイカルコゲナイド中の電子間相互作用を操作した場合、パラフェルミオンを制御できるかを議論した。イオン液体ゲートトランジスタのデバイスシミュレーターを開発するため、ドリフト拡散方程式とポアソン方程式を用いた理論モデルの構築を行った。イオン液体の分布と金属電極ー半導体接合を取り入れた理論モデルを考案し、イオン液体ゲートを用いた遷移金属ダイカルコゲナイドトランジスタのデバイスシミュレータの開発に世界で初めて成功した。開発したシミュレータを用いて、両極性やpn接合の形成のなどの性質を再現することに成功した。また、導出した電荷分布、バンド分布などを用いてイオン液体ゲートWSe2トランジスタが両極性を示すメカニズムを明らかにした。研究成果を応用物理学会, IBMワトソン研究所,ニューヨーク大学で講演し、論文を投稿した(現在査読中)。超伝導体とスピン軌道相互作用の強い半導体ワイヤを接合した系において、パラフェルミオンが出現することが予言されている。現在、パラフェルミオンの現れるトポロジカル超伝導体と常伝導リードや量子ドットを接合した系での電気伝導特性を調べ、パラフェルミオンの存在を電気伝導測定によって明らかにする方法を理論研究によって探っている。今年度は、パラフェルミオンの1つであるマヨラナフェルミオンやマヨラナフェルミオンと似たような電気伝導特性を示すと考えられる奇周波数クーパー対の電気伝導特性を調べた。(1)マヨラナフェルミオンが存在するトポロジカル超伝導体と常伝導体が接合している系について、電気伝導特性を調べた。計数場をハミルトニアンに導入することによって、電荷分布のキュムラントを求めることができる生成関数をケルディッシュグリーン関数を用いて導出し、この系特有の特性を明らかにした。(2)スピン軌道相互作用の強い量子ドットと超伝導体が接合している系において、量子ドットに磁場を印可することにより、量子ドット中に奇周波数クーパー対を形成される。この系でのコンダクタンスと状態密度を調べ、偶周波数クーパー対が形成されている場合との違いを明らかにした。また、この系を通過する電荷の完全計数統計を求めた。この成果を2次元電子国際会議(ep2ds)にて発表した。現在、マヨラナフェルミオン以外のパラフェルミオンが現れるトポロジカル超伝導体と常伝導体の接合系について接合を通過する電荷の完全計数統計を調べている。今年度中にマヨラナフェルミオンや奇周波数クーパー対だけではなく、マヨラナフェルミオンではないパラフェルミオンが出現するトポロジカル超伝導体と常伝導体が接合した系での電気伝導特性を調べる予定であったが、共同研究先との連携に手間取り、研究の進度に遅れが生じた。現在、マヨラナフェルミオン、パラフェルミオンが出現するトポロジカル超伝導体において、特に完全計数統計の枠組みにもとづき、非平衡輸送を扱い、マヨラナフェルミオン、パラフェルミオンの検出方法を提案すること目的とした研究を行っている。具体的には次のような研究を行った。1.マヨラナフェルミオンやパラフェルミオンが存在するトポロジカル超伝導体に常伝導体を接合した系において、電子の伝導に関する完全計数統計を得られる生成関数を求めた。それをもとに、電流、ノイズ、尖度などの伝導特性を計算し、トポロジカル超伝導-常伝導の接合系の伝導と通常のNS伝導、またマヨラナフェルミオンが出現するタイプのトポロジカル超伝導体とパラフェルミオンが出現するタイプのトポロジカル超伝導体の電気伝導特性の違いについて議論した。この結果は現在、論文を執筆中である。2.分子接合を用いてマヨラナフェルミオンを観測する実験が考えられている。分子にトポロジカル超伝導体の電極を接合することにより、トポロジカル超伝導体による近接効果が分子の量子状態を変更するため、この状態変化を用いてマヨラナフェルミオンの検出を行う。現在、この系での伝導特性の計算を非平衡グリーン関数法を用いて行っている。まず、前段階の計算として、常伝導体のコンタクトを分子に接合した分子接合のACコンダクタンスと完全計数統計を議論した。この成果についてThe Journal of Chemical Physicsに論文発表し、日本物理学会において発表を行った。マヨラナフェルミオンとパラフェルミオンの出現する系での完全計数統計の結果について、今年度中の論文投稿を予定していたが、議論がまだ足りない部分があるため、投稿が遅れてしまった。また、国際会議の時期が多忙な時期と重なったため、あまり成果発表を行うことができなかった。現在、パラフェルミオンが出現するトポロジカル超伝導体において、検出方法の提案およびパラフェルミオンの制御方法を模索を行なっている。平成29年度は以下のような研究を行なった。1.マヨラナフェルミオンやパラフェルミオンが存在するトポロジカル超伝導体に常伝導体を接合した系において、電子の伝導に関する完全計数統計を調べている。それを元にパラフェルミオンが出現する場合、常伝導体にABリングを用いた検出方法を考案ている。現在この成果は論文を準備中である。