hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
噴流中の三次元構造の発生・成長機構および制御に関する研究

本研究が対象とする円形噴流について、レイノルズ数(1.35.2)×10^4の範囲で噴流境界付近の不安定周波数fnをスペクトル測定により調ベ、fn/2、fn/4、fn/8の周波数の励起により安定な渦構造が生成されることを確認した。オリフィス噴流について三次元不安定性の発生模様を平均速度分布および乱れ強さ分布を調ベた結果、円周方向不安定波数mの値は噴出口からの流れ方向距離により異なり、噴出口近傍では8,さらに下流では6,4,2と変化することが明らかになった。また、噴出口周囲に12個の障害物を取り付けて強制的に三次元攪乱を与え渦構造の三次元変形挙動を平均速度分布より推測した結果、三次元変形した渦構造は自己誘起速度場と上述の三次元不安定性の効果により変形し、平均速度場の挙動に著しい影響を及ぼすことが明らかになった。円形ノズルの噴出口周囲に波形状の等間隔三次元攪乱(m=4,6)を与えて、噴流の発達過程を平均速度場の測定により調べた結果、三次元攪乱は噴流拡散に著しい影響を与え、特にm=4の場合にはポテンシャルコア末端部付近の噴流断面積が増大することが認められた。これは、噴流のコラム不安定により生成された大規模渦構造の三次元不安定性はm=4で最も増幅されやすいことを示している。三次元渦構造り検出は、従来広く用いられている熱線風速計による測定では困難であり、本研究では圧力測定により行われた。測定では三次元渦構造を有する噴流の代表例として長方形噴流を用い、励起により安定化した渦構造を位相平均法により抽出し、その変形・干渉挙動を調べた。その結果、複雑な三次元渦構造の詳細が位相平均圧力および変動圧力強さの等高線図より明らかになり、この手法の有効性が確認された。なお、上述の実験およびデータ処理において、補助金により購入したパーソナルコンピーターおよびその付属品が有効に利用された。
精子の顕微注入による体外受精を用いたウシ科希少動物の胚生産モデル

家畜化されない野生動物の遺伝資源を保存する手段として、死体卵巣や精巣を利用する方法が考えられる。本研究では、ウシ科希少動物を対象にその方法を検討した。現在ヒトやウシなどで確立されている生殖工学技術に、顕微授精法があり,これを利用する事で精子の運動性が必要でなくなる。この為、動物園における突然死動物の精子も利用できるようになった。本研究では、そのモデルとしてウシ屠場卵巣より得られた卵を用いて、ウシ科動物精子の顕微授精条件を検討して来た。ウシ卵母細胞ならびにハムスター卵母細胞への様々な条件の精子を顕微授精した結果、-30°Cで長期間保存した生殖器から回収された様子でも、ごく僅かではあるが,正常受精像が観察された。これは、この方法による胚生産の可能性を証明したと言える。突然死した死体から得られた雄生殖器は、精子の回収が困難であったり,精子自身が変質していたり問題が多かった。しかし、この様な精子を注入する為、精子の頭部のみの注入法やピエゾマイクロマニュピレーターの利用などを試み、一定の成果を得た。しかし、現実的な問題として、希少動物種の胚生産は突然死した雌個体の卵巣中の卵母細胞を効率的に利用することが必要となる。また、受精卵の移植には、胚を適期まで保存する技術も重要な課題となる。特に顕微操作により生産された胚は、体外での外的刺激に感受性が高く凍結保存も困難な場合が多い。そこで本研究では、この点も考慮に入れて検討した。胚の凍結保存にとって重要な発育時期に合わせる為、培養方法も検討した。これらの結果から、ウシ科希少動物種の配偶子利用システムは、家畜であるウシの情報が利用できる利点も加え、突然死動物の生殖器が広く利用されることが可能になれば,実用化できると考えられた。絶滅に頻している種の遺伝子を保存する方法として、遺伝子バンクの樹立が試みられている。しかし、保存した種を再現する方法の開発は余り試みられていない。そこで本研究は、精子の顕微受精を取り込んだウシ科動物の体外受精系開発を試みた。顕微受精の応用は、不動精子による受精/胚発生の可能性を生み出し、今まで利用できなかった動物園動物の弊死体から生殖細胞を取り出せれば、次世代の産子を得ることを可能にするはずである。野性動物の配偶子の入手は、実験動物と異なり、非常に限られた条件でしか入手できないので、本年度の研究としては、弊死体精子の採取を中心に行い、一部凍結精子のハムスター卵子への注入テストを行った。(1)ウシにおける実験:屠場採取の卵巣から卵母細胞を採取し、炭酸ガス培養器で内でM-IIにまで成熟させた。精子は凍結精子を用いて、死滅精子、運動性不良精子、正常精子の3区として、それぞれ成熟卵子に顕微注入して、初期受精の状況を検査した。その結果、顕微受精による細胞質内注入おいて精子の運動性と受精能は関係はなかった。また、細胞質内注入受精卵の分割率も精子の条件と関連がなかった。この結果は、精子は保存する時点で運動性を損なう事が判っていても、凍結保存できる事を示唆している。(2)希少種での検討:天王寺動物園で死亡した偶蹄類のブラックバック、ダマシカから回収・凍結保存された精巣を切開後洗浄し、浮遊してきた精子を45%パーコールにより分離した。精子の回収率は、非常に低くかったが、顕微受精には適用できた。今後、凍結精巣よりの精子の回収には、本法を定法としてもちいる。

これらの精子をハムスター卵母細胞に注入し、前核への移行率を調べた。その結果ブラックバックでは低率ではあるが前核が確認できたが、ダマシカでは形成が観察できなかった。これは保存状況の差を反映しいる可能性が高いため、前核形成率と保存状況の関連を検討する必要があると思われる。家畜化されない野生動物の遺伝資源を保存する方法として、死体卵巣や精巣を利用する方法を本研究で希求してきた。本年度は受精卵の供給源を死体に依って、種の特異性生理を研究することを特に目的としてきた。この技術は、ウシで確立されている生物工学的技術と顕微受精技術が広範なウシ科野生動物への生殖工学の適用を可能にしている。野生動物の配偶子は、動物園での弊死体から回収されるなど限られた条件でしか入手できなかった。そこで、本研究では、動物園と協調しながら、モデルとしてウシの屠場卵巣を用いて、ウシ科動物精子の顕微受精条件を検討してきた。本年度も昨年度に引続き、ウシの卵母細胞の成熟と精子処理、精子の顕微受精を行った。特に本年は、実験で精子の受験を詳細に検討し、保存と受精能力の限界について検討した。予定には遅れたが、和歌山県畜産試験場にて技術移転を試み、移植への足がかりを得た。また、この様な人為的な操作胚は、その体外における培養条件を詳細に設定する必要があった。特に卵管培養や共培養などのより生理的に近い条件で培養しないと発生率は、著しく低下する事が示唆された。また、移植の機会を得るため、一時的に保存する必要があるが、やはり人為的操作胚は、損傷を受けやすくより適した条件で凍結保存してやる必要があった。本年度は、ウシ科希少動物における実験を開始したが、弊死したウシ科動物の成獣の死体から、供与された雄生殖組織は、やはり条件が悪く、精子の回収が困難であったり、変質精子の尾部の条件により卵母細胞への注入が困難であった。ハムスター卵母細胞中への注入は、その直径が小さく困難であり、ウサギ卵母細胞などその直径が大きい方が、実験効率がよい事が判明した。これらの実験において、主に卵母細胞の成熟と精子処理並びに顕微受精は、研究代表者の細井が担当し、共同研究者の入谷が、受精卵の検定と胚培養を担当した。
プロスタグランジン(PG)類の新生血管内皮細胞に与える形態学的変化

私は、白色家兎の角膜に半円の濾紙を置き、1NのNaOHを5mulマイクロピペットにて濾紙に浸すことにより、従来と異なる恒常性のある新生血管のモデルの作成に成功した。このモデルでは、12時方向にのみ新生血管の発育が認められ、定量的解析も可能となる成果を収めた。このモデルにPGE_2を作用させ新生血管の進展と消退にどのような影響を与えるかを調べた。しかし、生体においても空気中においてもPGE_2は安定性がなく、今回の実験系においては、新生血管の進展、消退に全く影響を与えなかった。そこで、IL-2の抑制剤であるタクロリムスを結膜下注射した。0.1mg/Kgのタクロリムスは約5060%の新生血管の進展を抑制した。(デキサメサゾンでは約80%の抑制率を示した。)このことから、新生血管の進展にはIL-2が関与することが間接的に証明された。また、タクロリムスの投与時期を、血管内皮細胞の発芽以前からの投与と発芽以後からの投与に分けたところ、タクロリムスは血管内皮細胞の発芽以降の時期に作用して新生血管の進展を抑制することが明かとなった。このことは同時に、IL-2が新生血管の発芽以降の時期に重要な役割を果たしていることが証明されたと言える。このような研究はそのほとんどがin vitroの培養系でなされており、本研究は唯一in vivoの実験系であり、今後薬剤を選定しながら新生血管の進展、消退機序を解明してゆく予定である。また、同時に形態額的な側面でも研究を推進して行く予定である。
前庭代償の細胞レベルにおけるメカニズムの解明

前庭代償のメカニズムについてこれまで明確な答えが得られていないが、その理由として、前庭神経核を構成するニューロン、神経回路が十分に同定されておらず、前庭代償に関連する可塑的変化がどの部位で生じているのかが明らかでないことが挙げられる。そこで本研究では、健常動物において、前庭神経核はどのようなニューロン群により構成されているのかを明らかにすることを目的とした。ラット内側前庭神経核スライス標本を用いて、ホールセルパッチクランプ法により内側前庭神経核ニューロンの内在的な膜特性(スパイク後過分極、発火パターン、過分極応答)を調べ、そのニューロンから細胞質を取り出し、RT-PCR法により神経伝達物質関連マーカーの探索を行なうことで、そのニューロンが興奮性、抑制性のいずれであるのかを判別した。その結果、GABA作動性ニューロンは様々な膜特性を示したが、特に、活動電位の生成が時間的に遅れるタイプの発火パターンは他のニューロンではほとんど見られなかったことから、この発火パターンはGABA作動性ニューロンの特徴であると考えられる。一方、グルタミン作動性ニューロンのほとんどは、スパイク間隔がほぼ一定の発火パターンを示し、二相性のスパイク後渦分極とH電流による内向き整流性を示すニューロンであった。以上の結果から、内側前庭神経核において、GABA作動性ニューロンは様々な反応特性を示すheterogeneousなニューロン群であり、グルタミン作動性ニューロンは線形な反応特性を示す限られた種類のニューロン群であることが明らかになった。この研究で得られた結果は、前庭代償の過程において、どのニューロン群でどのような電気生理学的特性が変化しているのかを調べるための基礎となるデータである。
ラグビー選手のコンタクトフィットネス負荷を計測するシステムの開発

ラグビーでは、ウェアラブル慣性センサを選手に装着、ゲームの中で戦略的かつコーチングに活用できる有用情報を取得する取り組みが行われている。本研究では、逆動力学理論に基づくMATLABコードを作成し、センサから得られる加速度・角速度・地磁気情報から体幹各部の関節トルクを算出する試みを行った。実験においては、選手がボールを持ってダミーバッグに当たる「ヒット動作」を試技として、慣性センサによる計測とビデオ撮影を行った。その結果、スキルトレーニングに有用な定性的情報を得ることができた。身体各部の関節トルクは、コーチングの際に選手に説明する上で理にかなったデータが定性的に得られていることがわかった。研究の目的は,ウェアラブルな小型慣性センサを利用し,ラグビー選手がゲーム中に受ける負荷を定量的に把握できる計測システムを開発することである.具体的な目標は,ラグビーのゲームや実践的スキルにおいて,選手が受ける衝撃力,選手の体幹の強さ,下肢の駆動強度など,従来は計測が困難であった運動特性を数値化することである.ゲーム中の計測を最終目的とするとき,装着するセンサの数を最小限にする必要があるが,本研究ではまず厳密な剛体リンクモデルを仮定し,詳細な解析を重ねた後にこれを簡素化する方向で実現する.平成26年度に科研費基盤(C)の採択をいただき,本研究分野で実績がある秋田大学の廣瀬圭氏が研究分担者として加わった.そして,交付申請時の研究実施計画をベースとして,廣瀬氏との綿密な打合せにより以下のように研究項目を再設定した.1剛体リンクモデルの厳密化と運動方程式の再構築2フォースプレート導入による衝撃力の再評価3実験の実施4実験結果に基づくカルマンフィルタの構築5実験結果に基づく逆動力学解析6厳密化された剛体リンクモデルによる体幹強度の数値化7厳密化された剛体リンクモデルによる駆動強度の数値化8剛体リンクモデルを簡素化して体幹強度と駆動強度を再計算平成26年度は,佐世保工業高等専門学校の卒業研究として研究遂行し,上記の3までを実施した.実験では,すべてのセンサーが正常に起動していることを確認しながらの計測となるため,実験協力者にもストレスがかかる.今年度は4回分のヒット動作について,正常に計測された慣性センサデータを得ることができた.平成27年度においては,研究代表者である中島賢治が豊橋技術科学大学へ一年の期限付きで転出出向する.当年度は,平成26年度の実験データを基礎として,秋田大学廣瀬氏との打合せを綿密に行い,上記4以降の研究項目を確実に遂行する予定である.慣性センサーによる運動計測において研究実績が豊富な秋田大学機械工学科廣瀬圭講師との共同研究として研究を推進している。同氏と研究代表者の議論から、次のようなケースで計測が困難となることを予想した。まず、1人体に外力が加わる場合(本研究のように選手が他の選手に衝突するような場合)、そして、2運動自体に急激な加速度変化を伴う場合(本研究のように衝突や転倒など)においては、ウェアラブル慣性センサーによる運動計測は困難となる。まず、前者1の問題を解決するため、平成26年度に縦置き利用が可能であるフォースプレート装置(特注品)を購入し、同装置と人体の各部に装着した11個のワイヤレスモーションセンサー(慣性センサー)による計測実験を実施した。計測の対象となる試技は、ラグビー選手がボールを持って前進し、ヒットダミーに衝突する単純なブレイクダウン動作である。実験に協力してくれたのは佐世保高専ラグビー部の本科5年生で、小学校からのラグビー経験が豊富な学生を選んだ。この実験の目的は、動力学解析によって衝撃力や選手運動量の計測・評価が可能であるか否かを判定するためである。本研究の場合、動力学解析の基礎式となる運動方程式の中に複数の外力が含まれるため、それらが未知数となり方程式の同定が困難である。ここで、外力とはラグビー選手の上半身にかかる衝撃力と、両足が地面から受ける地面反力である。これまでに、動力学ニュートンオイラー法に基づく剛体リンクモデルを規定し、それにより22個の並進と回転の運動方程式を導出、運動方程式の解法についていくつかの方法を試行している。平成27年度には、日本機械学会年次大会とシンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2015において研究成果を公表した。高専ー技科大間教員交流制度を利用して、平成27年度の一年間、豊橋技科大へ出向した。そのため、一年間は実験が全くできなかったが、豊橋技科大の機械ダイナミクス研究室で慣性センサを利用した走行動作の運動解析が行われていて、類似研究であるため情報交換・共有が進み、運動方程式の解法の検討など理論的な研究を進めることができた。以上の理由により、実験ができなかったことで研究の進捗が多少遅れたが、理論的研究において進展が見られたため、「やや遅れている」と自己評価した。平成27年度の報告において、人体に衝撃力などの外力が加わる場合、ウェアラブル慣性センサによる運動計測が困難になることを指摘した。これを解決するため、身体各部に装着した11個の慣性センサによる運動計測データ、およびフォースプレートによる衝突外力計測データ、を入力とする逆動力学解析理論を構築し、データ処理プログラムを開発した。平成28年度は、おもにプログラムにおける各種フィルタリング係数の調整を行い、計算結果の確からしさについて実験動画と比較、動作とデータの整合性について検証を行った。計測対象の試技は、ラグビー選手がボールを持って前進し、ヒットダミーに衝突する、単純なブレイクダウン動作である。

この実験の目的は、逆動力学解析によって選手運動量の計測と評価が可能であるか否かを判別するためである。平成27年度までに、動力学解析のための剛体リンクモデルを規定し、並進と回転の運動方程式を導出、運動方程式の数値解法について試行した。本研究の場合、逆動力学解析の基礎式となる運動方程式の中に複数の外力が含まれるため、それらが未知数となり方程式の同定が困難となる。ここで、外力とはラグビー選手の上半身にかかる衝撃力と、両足が地面から受ける地面反力である。当年度は、数値解法における各種のデータフィルタリング手法を試行錯誤して、ラグビー選手の運動計測に適切なフィルタリング係数を決定した。さらに、実験データは4回分の試技について計測が成功しており、それらのデータについて、人体各部の関節にかかるトルクを算出した。計算結果について、コーチングにおける模範動作としての観点から検討した結果、1身体各部の関節トルクは、コーチングの際に選手に説明する上で理にかなったデータが定性的に得られていること、しかし、2各関節トルクは、本当に各関節部が発揮している数値が出ていないという定量性に欠けていること、がわかってきた。研究実績の概要に記したとおり、逆動力学解析に基づく関節トルクの評価を主軸として、ラグビー選手の運動量を数値化する手法については限界があることがわかってきた。第一の理由として、慣性センサによる運動計測で関節トルクを推定する場合、関節トルクは、加速度変化が大きな四肢部分で大きく、加速度変化が少ない体幹部分で小さく評価される結果となった。具体例で説明すると、たとえば、スクラムなどでラグビーの基本姿勢を維持してプッシュする場合、プロ選手であれば、1人当たり約100kgf以上、8人合計で1tonf以上の力を発生していると言われているが、身体各部分の加速度変化はほとんどなく、外的な位置や速度変化の計測データのみで、この内在的な力を推定することは困難である。要するに、静的に見える動作で発揮している関節トルクについては、慣性センサによる運動計測では測れない。第二の理由として、静的動作で発揮している関節トルクを逆動力学によって算出する場合、他者と接触している体の各部分にかかる外力、両足にかかる地面反力のすべてを計測しなければ、推定することはできない。それらすべてを計測しようとすれば、本来の目的において、実際のゲームに利用可能な選手の運動量計測ツールを開発するとの初期目標から離れてしまうため、逆動力学解析による関節トルク推定を用いた運動量評価は困難であるとの結論に至った。しかし、逆動力学解析による関節トルク推定は、選手に対しテクニカルなコーチングを行う際に、効果的な定性的データを得ていることがわかった。たとえば、さまざまなスポーツにおいて、外部からの衝撃に対して受動的に姿勢を保持し正確なプレイを行うには、体幹の強さが必要であるということは感覚的にわかっていたが、その強さが、実際には数値データ上でどのような変化として現れるかについて、選手への説明を補足する数値データを得ることができた。ラグビー競技では、ウェアラブル慣性センサを選手に装着し、リアルゲームの中で戦略的かつコーチングに活用できる有用情報を取得する取り組みが行われている。
唾液腺および唾液腺腫瘍におけるHistatinの局在

ヒト耳下腺および顎下腺唾液に特有のポリペプチド、Histatinは歯牙エナメル質の表面を安定化させる作用、抗菌作用、抗真菌作用などさまざまな作用を持っているが、その作用の本質は蛋白分解酵素の抑制作用であると考えられる。このHistatinに対する抗体が北海道大学歯学部生化学教室の久保先生のもとで作成され、生化学的にさまざまな研究がなされているが、唾液腺組織における組織学的なHistatinの局在および唾液腺腫瘍における変化等については検索されていなかった。北海道大学歯学部生化学教室の久保先生から抗Histatin抗体を受け、免疫組織化学的にヒト唾液腺組織および各種唾液腺疾患におけるHistatinの局在を検索した。正常唾液腺では、導管組織に存在し、漿液性および粘液性腺房組織には存在しなかった。唾液腺腫瘍においては、各腫瘍によって様々であった。多形性腺腫では導管様構造部の管腔側細胞の一部および筋上皮細胞様部の一部の細胞に陽性を示した。腺リンパ腫では2層の上皮に陽性を示した。腺様嚢胞癌では導管および導管様構造部に陽性反応を示した。粘表皮癌では類表皮細胞に陽性反応を示したが、粘液産生細胞には微弱陽性または陰性であった。以上の結果から分解酵素の抑制因子であるHistatinの正常唾液腺および唾液腺腫瘍における局在は、一般に分泌蛋白の合成を行っている腺房細胞ではなく導管細胞に存在し、また腫瘍細胞においても導管細胞由来の細胞に局在することが証明された。
中世盛期スペイン東部における「辺境」と入植運動の空間編成論的研究

イベリア半島東部の「辺境」で展開された大規模な征服・入植運動は、農村景観の「城塞化」を阻害するものではなく、むしろ逆に、エブロ川流域のみならず、テルエルを筆頭とする国王ウィラの広大な属域と、テンプル、聖ヨハネ、カラトラーバ、サンティアゴ騎士団の領域支配によって事実上二分された下アラゴンにおいても、城塞集落を基礎単位とする封建的な空間編成を創出したのである。本研究は、ヨーロッパの拡大期に相当する11世紀から13世紀までを時間的枠組みとし、まさしく拡大途上のヨーロッパに統合される典型的な「辺境」とみなされてきたイベリア半島東部における征服・入植運動の展開過程と、それにともなう新たな定住・空間編成の生成過程を形態生成論的に明らかにしようとするものである。本年度は、昨年度の研究成果をふまえて、次のような作業を行った。(1)「辺境」をヨーロッパの「中心」からみて特殊な空間とみなしてきた従来の学説を排し、むしろそれが「中心」とみなされてきた空間の諸特徴を先取りする空間であったことを明らかにするべく、とくにエブロ川南岸東部の征服・入植運動の展開にともない形成された空間編成のあり方を実証的に明らかにした。具体的には、当該空間で城塞を核とする領域的な支配を展開した、テンプル騎士団、聖ヨハネ騎士団、カラトラーバ騎士団、サンティアゴ騎士団の文書群を、約3週間にわたりスペイン国立歴史文書館(マドリー)ならびにアラゴン連合王国文書館(バルセローナ)での現地調査をつうじて渉猟・分析し、それらを材料として個別専門研究を行った。(2)征服・入植運動で生成した城塞集落の具体的な領主制的支配・経営形態を史料にそくして明らかにするため、とくにウエスカ司教座聖堂教会に例外的に伝来する『セサ城の書』と呼ばれる1276年から1277年にかけての会計記録を用いて、領主のまなざしからみた城塞集落の理想型を明らかにするとともに、そうした理想型と現実の社会経済的コンテクストとの矛盾をはらんだ関係にも光をあてた。本研究は、ヨーロッパの拡大期に相当する11世紀から13世紀までを時間的枠組みとし、まさしく拡大途上のヨーロッパに統合される典型的な「辺境」とみなされてきたイベリア半島スペイン東部における征服・入植運動の展開過程と、それにともなう新たな定住・空間組織の編成過程を形態生成論的に明らかにしようとするものである。本年度は以上の目的にそくして、次のような作業を行った。(1)「辺境」をヨーロッパの「中心」からみてあくまでも特殊な空間とみなしてきた従来の学説を排し、むしろそれが「中心」とみなされてきた空間の諸特徴を先取りする空間であったことを明らかにするべく、スペイン東部に限らずイベリア半島全体の征服・入植過程がじつは城塞領域を軸とする新たな空間組織の組織的な編成過程であったことを、各地域の所見を比較・総合しつつ検討した。(2)征服・入植運動を介して生成した新たな定住・空間組織を把握するうえで、城塞集落のみならず都市をも検討の枠内に組み込むべく、エブロ川北岸のウエスカの都市領域が1096年の征服後、13世紀後半にかけていかにして編成されたかを、約1,500点におよぶオリジナル文書を駆使して土地所有関係を綿密に再構築しながら実証的に明らかにした。(3)エブロ川南岸の征服・入植運動の展開にともない形成された空間組織のあり方を実証的に明らかにするべく、とくに当該空間で城塞を核とする領域的な支配を展開したテンプル騎士団、聖ヨハネ騎士団、サンティアゴ騎士団、サント・セプルクロ騎士団の文書群を約3週間にわたりスペインに渡航し、現地の国立歴史文書館(マドリード)で蒐集・翻刻・分析した。以上の研究成果は、(1)でイベリア半島全体の最新の研究動向を押さえたうえで、(2)および(3)でスペイン東部の個別地域における定住・空間組織を史料にそくして具体的かつ実証的に明らかにするというものであった。本研究は、ヨーロッパの拡大期に相当する11世紀から13世紀までを時間的枠組みとし、まさしく拡大途上のヨーロッパに編入される典型的な「辺境」とみなされてきたイベリア半島東部における征服・入植運動の展開過程と、これと並行した新たな空間編成の生成・組織過程を形態生成論的に明らかにするものである。本年度は昨年度の研究成果をふまえて、以下の作業を行った。(1)エブロ川南岸、下アラゴン東部の征服・入植運動の展開にともない生み出された空間編成のあり方を実証的に明らかにするべく、当該空間で領域的な支配ユニットを形成したテンプル騎士団および聖ヨハネ騎士団の文書群を、約1ヶ月にわたりスペイン国立歴史文書館(マドリー)、アラゴン連合王国文書館(バルセローナ)、フランス国立図書館(パリ)での現地調査をつうじて渉猟・分析し、それらを材料に個別専門研究を行った。(2)上記のテンプル騎士団および聖ヨハネ騎士団の文書群を調査するなかで、両者の管区内エンコミエンダで作成されたカルチュレールを比較検討し、一般に理念的編纂物とみなされる当該史料カテゴリーがもともと機能的に実務的な側面をもちあわせていたことを明らかにしつつある。(3)征服・入植運動で生成した城塞集落の具体的な領主制的支配・経営形態の理念と現実を史料にそくして明らかにするべく、ウエスカ司教に帰属するエブロ川流域の一所領の会計記録を材料に個別専門研究を行った。

本研究は、ヨーロッパの拡大期に相当する11世紀から13世紀までを時間的枠組みとし、まさしく拡大途上のヨーロッパに編入される典型的な「辺境」とみなされてきたイベリア半島東部における征服・入植運動の展開過程と、それにともなう定住・空間編成の生成過程を形態生成論的に明らかにしようとするものである。本年度は、昨年度の研究成果をふまえて次のような作業を行った。(1)「辺境」をヨーロッパの「中心」からみて特殊な空間とみなしてきた従来の学説を排し、むしろそれが「中心」とみなされてきた空間の諸特徴を先取りする空間であったことを明らかにするべく、とくに下アラゴンと呼ばれるエブロ川南岸の征服・入植運動の展開にともない形成された空間編成のあり方を実証的に明らかにした。具体的には、当該空間で城塞を核とする領域的な支配を行いつつ、入植運動の過程で形成された村落共同体(コンセホ)に一定の自治を保証した、テンプル騎士団の文書群、ならびに比較的早期に作成され、断片的ながら例外的に伝来するビジェルの公証人マニュアルを、約1ヶ月にわたりアラゴン連合王国文書館(バルセローナ)ならびにスペイン国立図書館(マドリード)での現地調査を通じて渉猟・分析し、それらを材料に個別専門研究を行った。(2)征服・入植運動を通じて生成した城塞集落の具体的な領主制的支配・経営形態を史料にそくして明らかにするため、とくにエブロ川北岸のウエスカ司教座聖堂教会に例外的に伝来する会計記録を用いて、領主のまなざしからみた城塞集落の理想型を明らかにするとともに、そうした理想型と現実の社会経済的コンテクストとの緊張関係に光をあてたフランス語論文を執筆した。本研究は、作業の円滑化・効率化を図るべく、イベリア半島東部を全体としてエブロ川流域、都市的集落の広大な属域の空間的比重が高い下アラゴン西部、騎士団領が卓越した同東部の3地域に分割して、それぞれの定住分布と空間編成を類型論的に把握しようとするものである。平成27年度に想定された作業、すなわち第3の地域における定住分布と空間編成をめぐっては文献史料を筆頭に考古学知見や集落プランの分析を通じておおむねその全体像が描出されえたし、ことに約1ヶ月の現地調査を通じて、これまでその存在は知られていたものの、その断片性ゆえかおよそ検討の対象となることがなかったビジェルの公証人マニュアルの翻刻・分析を行ったことにより、もっぱら領主側の史料に立脚した従来の研究成果を乗り越える作業が準備されるにいたっているからである。本研究は、ヨーロッパの拡大期に相当する11世紀から13世紀までを時間的枠組みとし、まさしく拡大途上のヨーロッパに編入される典型的な「辺境」とみなされてきたイベリア半島東部における征服・入植運動の展開過程と、それにともなう封建的な定住・空間編成の生成過程を形態生成論的に明らかにしようとするものである。本年度は、前年度までの研究成果をふまえて次のような作業を行った。(1)「辺境」をヨーロッパの「中心」からみて特殊な空間とみなしてきた従来の学説を全面的に排し、むしろそれが「中心」とみなされてきた空間の諸特徴を先取りする空間であったことを明らかにするべく、とくにエブロ川以南のアラゴン南部における征服・入植運動の展開にともない形成された定住・空間編成のあり方を実証的に明らかにした。具体的には、当該空間で主要城塞を核に比較的広大な属域支配を行いつつ、それと同時に形成された村落共同体(コンセホ)に一定の自治を保証したテンプル騎士団領のなかでも、とくにビジェルのバイリアに注目した個別専門研究を行った。
移動式クレーンブームの弾性のたわみを考慮したモデリングと制御方式の研究

1.移動式クレーンの弾性たわみを考慮した動持性のモデリングトラック・クレーン,クローラ・クレーンなどの移動式クレーンは建設現場や港湾などで広く用いられている。その基本動作は、荷重巻上げ,ブーム起状,および旋回の3動作であり、3次元空間の任意の点から任意の目標位置へ荷を運ぶことができる。短時間内に荷を望む位置に移行させ、しかも移行途中の荷振れを小さくし、終端での残存荷振れをできるだけ速く減衰させるような自動運転を達成することが目的である。そのためにはクレーンのできる限り正確なモデルを作ることがまず必要であり、ブームに集中的なフレキシビリティがあると仮定してその動的なモデルを導いた。荷重の振れ角およびブームの弾性たわみは小さいと仮定しても、その動的モデルは相当複雑な非線形徴分方程式で表わされ、12次の状態方程式を導くことができた。2.制御方式とシミュレーション荷重巻上げ、ブーム起上、および旋回用の3個のモータのトルクが制御入力である。トルクの開ループ制御を行って荷重を目標位置の近傍まで運び、その後は閉ループ制御を行って荷振れ振動を減衰させるような制御方式を採用した。目標状態において非線形状態方程式を線形化し、かつ測定可能な出力からシステムの状態を推定するためにオブザーバを用いた。線形化状態方程式に基づいて最適レギュレータを設計し、オブザーバで推定した状態のフィードバック制御を行った。計算機によるシミュレーションの結果では、フィードバックの効果は顕著であり、残存荷振れはかなり速く減衰して、所定の目標状態に漸近することが確められた。
導分を有する環および半分配環の構造に関する研究

Posnerの結果([1]Theorem 2)はいろいろな方向に拡張されてきた。その1つは環の導分(dorivation)の概念を一般化することによるものであるが、ここではGy Maksaにより導入された対称的両側導分(symmetric bi-derivation)を有する環に関するJ.Vukmanの結果([2]Theorem 2;これは標数が2でない素環についての結果である)を次のように2つの方向に拡張・発展させた。以下、Rを環、D:R×R→Rを対称的両側導分(つまり、両側加法的かつ対称的写像でRの各固定された要素yに対しx→D(x,x)が導分であるもの)とする。この時、次の2つの結果を得る。1つは、定理1.Rを2トーション要素を有しない非可換な半素環、IをRの零でない両側イデアル、そしてD:R×R→Rを対称的両側導分とする。もし、Iの各要素xに対して[D(x,x),x]がRの中心に入れば、[D(x,x),x]=0である。他の1つは、定理2.Rを標数が2でない非可換な素環、IをRの零でない両側イデアル、そしてD:R×R→Rを対称的両側導分とする。もし、Iの各要素xに対し、これはJ.Vukmanの質問([2])にも答えているものである。更に、これらの結果に関して、次のような問題を提起した。つまり、IがRの零でない片側イデアル、あるいはLie次のような問題を提起した。つまり、IがRの零でない片側イデアル、あるいはLieイデアルの場合でも定理1および定理2は成り立つか。これらは今後の課題となる。参考文献Posnerの結果([1]Theorem 2)はいろいろな方向に拡張されてきた。参考文献
ドレーン・チューブ固定のための看護ケアアルゴリズムの開発

ドレーン・チューブ固定のための看護ケアアルゴリズムを開発することをめざし、看護師のアセスメントと固定方法の実際を調査後、その結果をもとに看護ケアアルゴリズムを作成し、実施・評価した。その結果、固定前のアセスメントの視点と固定中の患者にとっての安楽という視点からのアセスメントの視点が入ったことによって、誤抜去予防につながるという効果をもたらすことができた。しかし、アセスメントの視点には看護師の経験則に頼っているものもあり、今後、さらなる検討の必要性が示唆された。本研究の平成25年度研究課題はドレーン・チューブ挿入部位を固定するに至る看護師のアセスメントと固定方法のデータベースを作成である。当初予定した研究施設とは異なる施設となったが、13名の看護師の協力を得てデータ収集を行った。固定の場面を撮影したデータと共に、得られたインタビューの内容はデータ化されている。本研究に先立って行った予備調査の分析から、治療目的達成のために抜去しないような固定をするためのアセスメントの視点をもつ一方で、挿入中の患者の安楽さを保持する視点をもつなど、治療と患者の生活の両側面にアセスメントの視点をおいていたことが明らかになった。この結果を分析の視点とし、現在、データベース作成のための分析の進行中である。本研究の平成26年度の研究課題は「データベースをもとに、アセスメントのアイテムプールを作成する」である。当初予定していたドレーン・チューブ挿入部位の撮影とインタビューというデータ収集方法では対象者の確保が困難であった。そのため、データ収集方法を「臨床経験3年以上の看護師を対象とし、ドレーン・チューブの挿入部位を固定するに至る看護師のアセスメントの視点を明らかにするためのインタビュー」とし、複数施設において実施した。看護師11名にインタビューを行った(平均年齢34.8歳,平均臨床経験年数12.8年)その結果、アセスメントの視点は挿入部位の特性による影響が大きく、さらに施設や病棟などの文化的背景によってもアセスメントの視点が異なることが明らかとなった。平成27年度は「看護師に対するインタビューに基づいて、ドレーン・チューブ挿入部位を固定するに至る看護師のアセスメントの視点を明らかにする」ということを目的として、フォーカスグループインタビューを実施した.スタッフ看護師によって構成された2グループと皮膚排泄ケア認定看護師によって構成された1グループの計3グループに対してそれぞれ1時間半程度のインタビューを実施した.実施施設は,ドレーン・チューブ挿入部位のテープ固定に関してはマニュアルが活用されていた.しかし,抽出されたアセスメントの視点は様々であり、アイテムプールをさらに増やすことができた。また、皮膚排泄ケア認定看護師で構成したグループインタビューでは、参加者からマニュアル改善の必要性が表出され、今後の試案作成・実施も同施設で継続できることとなった.試案作成に至るアイテムプールについてはほぼ飽和状態を迎えたと判断できるため、試案作成に入り、実施準備に入ることができると考えている。また、試案作成については専門家である皮膚排泄ケア認定看護師の協力を得て、推進できる状況であるため、予定通りに進行できていると判断する。平成28年度は「ドレーン・チューブ固定のためのアルゴリズムの試案を作成する」ということを目的として、これまでの研究結果から得られたデータをもとにアルゴリズムの試案を作成した。作成したアルゴリズムを医療安全管理室等に所属する認定看護師等複数名とディスカッションを行った。医療安全管理室に集められたインシデントレポート等の結果を踏まえ、ドレーン・チューブ固定における現状の問題点を洗い出し、現場に即したものであるかどうかという視点から試案を再検討した。その結果、おおむね現場に即したものであると判断されたが、細かな部分での加筆を要したため、修正し、試案として完成させることができた。試案作成を行い、ドレーン・チューブ固定における現状の問題点を洗い出し、現場に即したものであるかどうかという視点から試案を再検討し、実施準備までは整った。しかし、当初協力を予定していた皮膚排泄ケア認定看護師の協力が得られなかったため、施設側との連携ができず、試案の実施には至らなかった。ドレーン・チューブ挿入部位を固定するに至る看護師の判断と行為に焦点をあて、ドレーン・チューブ固定のための看護ケアアルゴリズムを開発することをめざし、看護師のアセスメントと固定方法の実際から看護ケアアルゴリズムを作成し、評価した。その結果、固定前のアセスメントの視点、固定中の患者にとっての安楽という視点が入ったことによって、患者の安楽を保持し、かつ誤抜去予防につながるという結果をもたらすことができた。今後は、経験則に頼っているアセスメントの視点の可視化の是非についてさらなる検討の必要性が示唆された。研究実施依頼施設における対象者数が当初予定していた数よりも少なかったため、急遽新規施設に研究依頼を行った。対象者数が確保できなかった理由の一つとして「ドレーン・チューブ挿入部位の撮影とインタビュー」というデータ収集方法にあったため、途中、データ収集方法を変更し、複数の施設に研究依頼を行い、データ収集を行った。

アルゴリズムの試案作成・実施については、研究実施予定施設の皮膚排泄ケア認定看護師の協力が得られる体制にあり、さらに、すでに施設側の了解も得ている。皮膚排泄ケア認定看護師の協力を得たことにより、研究者自身がフィールドに入るよりも研究を円滑に進行させることができると考えている。アルゴリズムの実施については、研究実施予定施設の管理者からは協力を得らる体制を整える確約を得ている。今後、新たに協力可能な皮膚排泄ケア認定看護師の確保を行い、研究が円滑に進められるような体制を作っていく予定である。慢性看護平成27年度は「看護師に対するインタビューに基づいて、ドレーン・チューブの挿入部位を固定するに至る看護師のアセスメントの視点を明らかにする」ということを目的として、フォーカスグループインタビューを実施する予定である。すでに、研究実施予定施設には研究依頼を行い、倫理委員会の審査も済ませている。当初研究依頼を予定していた施設とは異なる施設に新たに依頼を行わなければならなくなり、データ収集開始に至るまでに時間を要した。そのため、データの分析が遅れ、その結果、アセスメントのポイントとその内容を抽出する点にやや遅れが生じている。研究開始年度に当初予定していた通りに研究を推進させることができなかったため,予算を繰り越すこととなった。その繰越金額が2年目以降消化できずにきており,2年目以降順調に研究を推進できていたが,繰り越しせざるを得ない状況が続いている.今年度は計画も順調に消化できていたため、当初の予算よりも上回る執行をすることができていたが、開始年度からの繰り越しがまだ残っている状況である.当初予定していた皮膚排泄ケア認定看護師の協力が得られなくなってしまったため、試案の作成にとどまり、実施には至らなかった。そのため、当初計上していた予算の執行には至らなかった。また、作成した試案に複数の専門家から知識提供を受けたが、多くの専門家が公的な施設に勤務する者であり謝礼の受け取りを拒否したため、謝礼として計上した予算の執行には至らなかった。当初予定していたドレーン・チューブ挿入部位の撮影とインタビューというデータ収集方法では対象者の確保が困難であったため、途中、データ収集方法を変更し、施設への研究依頼を再度行うなど、着手が遅れてしまった。そのため、データに基づいて皮膚排泄ケアの認定看護師などの専門家からの専門知識の提供を受ける予定が、後ろにずれ込んでしまい、先方との日程調整がつかなくなった。次年度も引き続き皮膚排泄ケア認定看護師の協力を得て研究を遂行し、今年度以上に専門的知識の提供を受ける予定であるため,知識提供として予算を使用する予定である。また、研究遂行に必要な知識獲得のための研修に参加するため,旅費として使用する予定である。研究実施にあたり研究協力者への謝礼、結果の分析に伴う研究補助者への謝礼等で使用する予定である。
X線非弾性散乱と放射線化学

昨年度の研究結果として本年度に次の3報の論文あるいは総説を執筆し、印刷済みないし印刷中である。この研究では放射線化学への応用上重要な液体の水の光学データをはじめて真空紫外領域まで得ることができた。この研究ではベンゼンの真空紫外領域の許容π-π^*遷移のエネルギーが運動量移行に関して通常とは逆の負の分散を示すことを見出し、その原因について考察した。この総説ではX線非弾性散乱実験の化学への応用について概説した。ブルックヘブン国立研究所(Brookhaven National Laboratory, BNL)の放射光施設NSLS(National Synchrotron Light Source)のウィグラービームラインX21に設置してあるX線非弾性散乱測定装置を利用してベンゼン、トルエン。スチレンなどの一連の芳香族化合物液体からのX線二次光学過程による非弾性散乱スペクトルを移行エネルギーおよび移行運動量をパラメータとして測定し、放射線化学の基礎データとして重要な真空紫外領域での吸収係数、誘電率など光学パラメータを決定することに成功すると共に、運動量によって吸収ピークのエネルギーは負の分散を示すことを見出した。この結果が持つ物理的意味については帰国後派遣先のC.-C.Kao博士とe-メイルでの討論を重ね、ベンゼンの負の分散については本年3月に開かれるアメリカ物理学会で発表の予定である。また、World Scientific社から出版が予定されている単行本「Chemical Application of Synchrotron Radiation」の中にKao博士と共にX線二次光学過程による真空紫外領域での光学定数測定の意義、および様々なX線非弾性散乱過程とその応用について執筆中であるが、その中にもこの研究の成果を含めることになっている。
がんの不均一性を有するグリオーマ幹細胞浸潤プロセスのマイクロバイオメカニクス

本研究では、マイクロ流体デバイスを用いてグリオーマ幹細胞と血管内皮細胞の共培養を行い、グリオーマ幹細胞が3次元的に浸潤するプロセスの解明に取り組んだ。特に、微小培養環境因子として、1グリオーマ幹細胞の分化状態、2間質流、3血管との相互作用、に着目し、グリオーマ幹細胞の浸潤を支配する因子を検討した。その結果、以下のことが明らかになった。1グリオーマ幹細胞は幹細胞条件よりも分化条件において間質流へ顕著な反応を示した。2グリオーマ幹細胞に間質流を負荷すると、間質流の下流方向へ多数の浸潤突起を伸ばし、浸潤距離も増加した。3グリオーマ幹細胞は、血管内皮細胞と共培養することで浸潤能力を獲得した。本研究では、マイクロ流体デバイスを用いてグリオーマ幹細胞と血管内皮細胞の共培養を行い、微小培養環境を制御することで、バイオメカニクスの観点からグリオーマ幹細胞の三次元浸潤プロセスを解明する。特に、微小培養環境因子として、1グリオーマ幹細胞の分化状態、2力学的な環境因子(間質流)、3血管との相互作用(血管内皮細胞との共培養)、の3点に着目し、グリオーマ幹細胞の浸潤を支配する環境因子を明らかにすることを目的としている。平成27年度は、三次元浸潤モデルの構築を中心に検討し、具体的には以下の研究成果を得た。1マイクロ流体デバイスの作製とグリオーマ幹細胞の三次元浸潤モデル構築:マイクロ流体デバイスを用いてグリオーマ幹細胞の培養を行った。マイクロ流体デバイスはマイクロ流路パターンを転写したシリコーンゴムとカバーガラスをプラズマ接着することによって作製し、細胞の足場にコラーゲンゲル、フィブリンゲルを用いた。マイクロ流体デバイスに播種された細胞はゲル表面に接着し、三次元ゲル内部に浸潤する様子が観察された。2グリオーマ幹細胞の分化・未分化状態と浸潤形態の定量的評価:培養液へ添加する因子を調整することによってグリオーマ幹細胞の分化・未分化状態を調節し、三次元浸潤形態やプロセスにどのような影響を及ぼすのか調べた。その結果、グリオーマ幹細胞の浸潤距離は分化条件よりも未分化条件の方が長くなることがわかった。また、細胞塊形成能力にも違いがあり、分化条件においてより多くの細胞塊が形成されることがわかった。3グリオーマ幹細胞の浸潤に対する間質流の影響:間質流のもとでグリオーマ幹細胞を培養し、浸潤プロセスを観察できることを確認した。4血管内皮細胞との相互作用の解析:グリオーマ幹細胞と血管内皮細胞の共培養モデルを構築し、血管内皮細胞がグリオーマ幹細胞の浸潤を促進する傾向にあることが確認された。平成27年度の計画は、マイクロ流体デバイスを用いてグリオーマ幹細胞と血管内皮細胞の共培養を行い、三次元浸潤モデルを構築することを中心に進めたが、グリオーマ幹細胞が足場となるコラーゲンやフィブリンのゲルの内部を三次元的に浸潤する様子が観察された。これらの実験は再現性も確認されており、安定的に実験が進められている。また、間質流を負荷する実験や、血管内皮細胞との相互作用を調べる実験については予備的に検討する予定であったが、どちらも実験可能であることが確認済みであり、平成28年度から本格的に研究を展開することができる状況にある。以上の点から、現在までの進捗状況はおおむね順調に進展している。平成28年度は、間質流が浸潤に与える影響および血管との相互作用を中心に検討した。具体的には以下の研究成果を得た。1グリオーマ幹細胞の浸潤に対する間質流の影響:生体内においてがん細胞は常に間質流に晒された環境にあると考えられている。そこで、本研究ではマイクロ流体デバイスを用いてグリオーマ幹細胞に間質流を負荷した場合に、細胞形態や浸潤プロセスに与える影響を調べた。まず、間質流の方向について検討した結果、グリオーマ幹細胞は間質流と同じ方向に浸潤する傾向にあることがわかった。また、間質流の強さを検討した結果、分化誘導細胞に液面差2.5、5、10 mmに相当する3種類の間質流を負荷すると、最も強い間質流において浸潤距離が有意に大きくなることがわかった。次に、さらに強い間質流として液面差20 mmで実験を行った。その結果、間質流によってグリオーマ幹細胞におけるタンパク質分解酵素の発現が上昇し、ゲルが溶解・崩壊する現象が確認された。2血管内皮細胞との相互作用の解析(共培養モデルへの展開):グリオーマの浸潤と血管の位置には密接な関係があると考えられている。そこで、本研究ではマイクロ流体デバイスを用いてグリオーマ幹細胞と血管内皮細胞の共培養モデルを構築した。その結果、共培養においてグリオーマ幹細胞の浸潤能力が上昇することが明らかになった。

本研究では、マイクロ流体デバイスを用いてグリオーマ幹細胞と血管内皮細胞の共培養を行い、グリオーマ幹細胞が3次元的に浸潤するプロセスの解明に取り組んだ。特に、微小培養環境因子として、1グリオーマ幹細胞の分化状態、2間質流、3血管との相互作用、に着目し、グリオーマ幹細胞の浸潤を支配する因子を検討した。その結果、以下のことが明らかになった。1グリオーマ幹細胞は幹細胞条件よりも分化条件において間質流へ顕著な反応を示した。2グリオーマ幹細胞に間質流を負荷すると、間質流の下流方向へ多数の浸潤突起を伸ばし、浸潤距離も増加した。3グリオーマ幹細胞は、血管内皮細胞と共培養することで浸潤能力を獲得した。平成27年度において予備的な検討を進めた項目3および4に着目し、間質流の効果や血管内細胞との相互作用を調べるための実験を重点的に遂行する。具体的には以下の項目について取り組む。1グリオーマ幹細胞の浸潤に対する間質流の影響:本研究で使用するマイクロ流体デバイスは間質流を負荷することができる点が従来の培養法では実現することのできなかった大きな利点である。生体内の環境では血管からリンパ管に向かって間質を流れていく非常に遅い流れ(間質流)が存在する。また、腫瘍血管は透過性が高いことが知られており、がん細胞は常に間質流に晒された環境にあると考えられている。そこで、本研究においてグリオーマ幹細胞に間質流を負荷した場合に、分化・未分化状態の細胞にそれぞれどのような影響を与えるのか、細胞形態や浸潤プロセスを調べることは大変意義深い。特に、間質流が浸潤速度、遊走形態、細胞接着タンパク質の発現にどのような影響を与えるのか位相差顕微鏡および共焦点レーザー蛍光顕微鏡による画像解析によって明らかにする。さらに、間質流の向きと浸潤方向の関係や、グリオーマ幹細胞の分化状態に与える影響についても検討する。2血管内皮細胞との相互作用の解析(共培養モデルへの展開):グリオーマの浸潤と血管の位置には密接な関係があると考えられている。本研究で使用するマイクロ流体デバイスはコラーゲンゲルを介して2本のマイクロ流路を有する。そこで、一方にグリオーマ幹細胞、もう一方に血管内皮細胞を播種することで共培養モデルに発展させ、形態形成および細胞遊走の観点からグリオーマー血管相互作用について定量的に解析する。特に、細胞の浸潤距離や細胞塊形成能力などの現象に着目する。さらに、相互作用の原因の解明にも取り組む。細胞バイオメカニクスマイクロ流体デバイスの作製とグリオーマ幹細胞の三次元浸潤モデル構築に関する実験が当初の予定よりも効率的に進み、関連する試薬・器具を節約することができたため。今後の研究において間質流や血管内皮細胞の存在がグリオーマ幹細胞の浸潤プロセスに影響を与えることを定量的に評価する予定であるが、それに続いて現象のメカニズムを検討するための実験を行う。メカニズムを検討する実験では、遺伝子解析や阻害剤・中和抗体などを添加する実験を行うため、これらの実験に必要となる生化学的な試薬が比較的高額となる。そこで、これらの試薬の購入に次年度使用額を充当する。
患者状態に適応したリハビリパス設計モデルの開発

療法士がリハビリ計画を立案する際の合理的な思考プロセスをモデル化し,患者の回復過程に合わせた段階的なリハビリ計画を導出するための方法論の開発を行った.研究代表者らが提案する「訓練導出モデル」をベースとして,回復過程で患者が取り得る代表的な中間状態を網羅した「リハビリチャート」を組み合わせ,「リハビリパス設計モデル」を開発した.さらに,必要な知識ベースを構築し,モデルの実行を支援するアプリケーションを開発した.平成23年度は以下の3つの課題に取り組んだ.(1)個別リハビリチャートの開発:ADL(日常生活動作)を構成する“要素動作"行うために患者に求められる“必要能力"を集約した知識ベースを材料として用いた.能力低下状態から健常な状態に回復する過程を数段階に切り分け,要素動作が達成可能になっていく過程をADL(移動,更衣,食事,整容,排泄,入浴)毎に可視化した.(2)統合リハビリチャートの開発:(1)で開発したADL毎のチャートを統合し,1つのリハビリチャートへの統合を行った.(3)リハビリパス設計モデルの開発:既存の「訓練導出モデル」をベースとした.“リハビリチャート上の2つの中間状態をとして訓練導出モデルにインプットし,2点間の遷移に必要な訓練を導出することを繰り返す"ことによってリハビリパスを設計する機能を定義し,合理的な思考プロセスと必要な知識ベース構造を設計した.平成24年度は,以下の2つの課題に取り組んだ.(4)システムプロトタイプの開発:(3)で開発したリハビリパス設計モデルに基づいて,必要な知識ベースをExcel上で構築し,VBAを用いて設計過程を実行可能なアプリケーションを開発した.(5)モデルの妥当性の検証:(4)の結果を用いて,3病院における過去症例にリハビリパス設計モデルを適用することで妥当性の検証を試みた.適用の結果,回復過程を段階的に切り分けて訓練を実施していくことの妥当性は示唆された.ただし,同じ能力障害を持っている患者でも,回復経路が異なるケースが存在することが示唆された.原因としては,モデルの能力体系と訓練体系が「能力障害」をベースにしていることが挙げられる.国際障害分類(のちの国際生活機能分類)では,機能障害,能力障害,社会的不利の3階層で障害を捉えている.開発したモデルは機能障害や社会的不利には対応しておらず,この点については今後の課題である.療法士がリハビリ計画を立案する際の合理的な思考プロセスをモデル化し,患者の回復過程に合わせた段階的なリハビリ計画を導出するための方法論の開発を行った.研究代表者らが提案する「訓練導出モデル」をベースとして,回復過程で患者が取り得る代表的な中間状態を網羅した「リハビリチャート」を組み合わせ,「リハビリパス設計モデル」を開発した.さらに,必要な知識ベースを構築し,モデルの実行を支援するアプリケーションを開発した.平成23年度に(1)個別リハビリチャートの開発,(2)統合リハビリチャートの開発,(3)リハビリパス設計モデルの開発を行った.平成24年度に(4)システムプロトタイプの開発,(5)モデルの妥当性の検証を行う予定である.(1)個別リハビリチャートの開発:研究代表者らの整理した,「必要能力表」を材料として用いた.必要能力表とは,ADL(Activity of Daily Living)を構成する細分化された"要素動作"を行うために患者に求められる"必要能力"を集約した知識ベースである.必要能力表をベースとして,ADLを構成する細分化された各要素動作を行うために患者に必要とされる能力を分析し,能力が低下している状態から健常な状態に到達するまでの過程を数段階に切り分け,どのように能力を獲得していくのか,すなわち要素動作が達成可能になっていく過程をADL(移動,更衣,食事,整容,排泄,入浴)毎に可視化した.(2)統合リハビリチャートの開発:(1)で開発したADL毎のチャートを統合し,1つのリハビリチャートへの統合を試みた.同じく必要能力表を材料とし,要素動作を達成可能になる過程を,ADLを超えて可視化を行った.(3)リハビリパス設計モデルの開発:研究代表者らの提案する「訓練導出モデル」をベースとして開発を行った.訓練導出モデルは,現在の状態から目標状態に到達するために必要なリハビリ訓練の候補を導出するモデルである.訓練導出モデルをベースとして,"リハビリチャート上の2つの中間状態を「現在の状態」「目標状態」として訓練導出モデルにインプットし,訓練導出モデルによって必要な訓練を導出することを繰り返す"ことによって,リハビリパスを設計した.リハビリパスを設計するためのシステム機能を整理し,合理的な思考プロセスと必要な知識ベース構造を設計した.2年間の研究期間内に,リハビリチャートを開発し,患者の回復過程に合わせたリハビリパスを設計するための方法論の確立を目指した研究を行っている.具体的には,以下の5点を課題としている.23年度には,このうち(1)(3)を行った.成果物として,回復過程で患者が取り得る代表的な中間状態を網羅した「リハビリチャート」,リハビリチャートと訓練導出モデルを組み合わせて,リハビリパスを設計するための思考プロセス,およびプロセスを実施する際に必要となる知識構造を標準化した「リハビリパス設計モデル」が得られた.当初の予定に基づいておおむね順調に進行しているものと判断できる.開発は,主に大久野病院(東京都,150床規模,回復期病院)で行った.医学的な制約が多い急性期に比べて,回復期は患者状態と目標状態に合わせたリハビリを提供しやすく,モデル構築に適していたものと考えられる.