hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人間オペレ-タの教示を利用した手動制御系の自動化に関する研究

本研究では,手動制御系における定型的作業を自動化することを目標として,作業に熟練している人間オペレ-タの操作入力をコンピュ-タに記憶し,それを実時間で再生して用いるプレイバック方式に関する基礎的研究を行い,以下のような成果を得た.1.プレイバック方式を効果的に用いるためには,人間オペレ-タによる操作が容易に行える基本制御系を構成することが極めて重要である.このような基本制御系の設計を効率的に行うために,'不等式制約法'に基づく制御系設計CADシステムを開発した.このCADシステムは,設計者が与える時間領域および周波数領域における設計仕様を満足するコントロ-ラパラメ-タを自動的に見い出すものである.いくつかの系に対して設計を行い,このCADシステムの有効性を確認した.2.人間オペレ-タがジョイスティックを操作し,試行と修正を行うことにより,望ましい制御入力を効率的に生成することができる'実時間作業数教示法'を提案した.さらに,目標位置あるいは目標速度の部分的修正により,高精度の軌道追従を達成する方法を提案した.4自由度小型ロボットを制御対象として実験を行い,提案した方法の有効性を確認した.3.4自由度小型ロボットを1軸台車に取り付け,人間オペレ-タが2台のジョイステックにより操作する5自由度のサ-ボ系を構成し実験を行い,より複雑な系に対する'実時間作業教示法'の有効性を実証した.本研究では,手動制御系における定型的作業を自動化することを目標として,作業に熟練している人間オペレ-タの操作入力をコンピュ-タに記憶し,それを実時間で再生して用いるプレイバック方式に関する基礎的研究を行い,以下のような成果を得た.1.プレイバック方式を効果的に用いるためには,人間オペレ-タによる操作が容易に行える基本制御系を構成することが極めて重要である.このような基本制御系の設計を効率的に行うために,'不等式制約法'に基づく制御系設計CADシステムを開発した.このCADシステムは,設計者が与える時間領域および周波数領域における設計仕様を満足するコントロ-ラパラメ-タを自動的に見い出すものである.いくつかの系に対して設計を行い,このCADシステムの有効性を確認した.2.人間オペレ-タがジョイスティックを操作し,試行と修正を行うことにより,望ましい制御入力を効率的に生成することができる'実時間作業数教示法'を提案した.さらに,目標位置あるいは目標速度の部分的修正により,高精度の軌道追従を達成する方法を提案した.4自由度小型ロボットを制御対象として実験を行い,提案した方法の有効性を確認した.3.4自由度小型ロボットを1軸台車に取り付け,人間オペレ-タが2台のジョイステックにより操作する5自由度のサ-ボ系を構成し実験を行い,より複雑な系に対する'実時間作業教示法'の有効性を実証した.むだ時間と飽和特性を持つ系のシミュレ-タをC言語と用いて制作した。制御系の設計において、様々なコントロ-ラの特性を調べる上で制作したシミュレ-タが有効に利用できることを確認した。しかし、実際の建設機械などのむだ時間は常に変動していると考えられ、その変動に対する評価を十分に行なうことが今後の課題である。実験装置としては、現有の4自由度小型ロボットを載せるための1軸台車ユニットを制作した。台車ユニットは、有効移動距離が0.8mで台車はボ-ルねじとサ-ボモ-タにより駆動される。台車の位置は、モ-タにとりつけたロ-タリ-エンコ-ダにより測定する。目標位置を追跡するようにディジタルサ-ボ系を構成し、その性能を確認したところ十分に良い制御性能を持つことがわかった。一方、現有の小型ロボットに対しても、同様なディジタルサ-ボ系を構成し、その性能が満足できることを確認した。次いで、3自由度のジョイスティックにより人間オペレ-タが目標入力を発生し、ロボットが任意の動きをするような実験を行なった。実験としては、細いワイヤを用いてア-ム先端に重り吊り下げ、指定した場所に速やかに移動させる作業をとりあげた。人間オペレ-タは、この作業を繰返して練習することにより、良い制御を行なうことができた。この制御入力をコンピュ-タに記憶し、実時間で再生することにより再現性の検討を行なった。その結果、ル-プゲインが十分大にできるときは、良い再現性が得られることを確認した。本研究では,手動制御系における定型的作業を自動化することを目標として,作業に熟練している人間オペレ-タの操作入力をコンピュ-タに記憶し,それを実時間で再生して用いるプレイバック方式に関する基礎的研究を行い,以下のような成果を得た.1.プレイバック方式を効果的に用いるためには,人間オペレ-タによる操作が容易に行える基本制御系を構成することが極めて重要である.このような基本制御系の設計を効率的に行うために,'不等式制約法'に基づく制御系設計CADシステムを開発した.このCADシステムは,設計者が与える時間領域および周波数領域における設計仕様を満足するコントロ-ラパラメ-タを自動的に見い出すものである.いくつかの系に対して設計を行い,このCADシステムの有効性を確認した.2.人間オペレ-タがジョイスティックを操作し,試行と修正を行うことにより,望ましい制御入力を効率的に生成することができる'実時間作業教示法'を提案した.さらに,目標位置あるいは目標速度の部分的修正により,高精度の軌道追従を達成する方法を提案した.

4自由度小型ロボットを制御対象として実験を行い,提案した方法の有効性を確認した.3.4自由度小型ロボットを1軸台車に取り付け,人間オペレ-タが2台のジョイスティックにより操作する5自由度のサ-ボ系を構成し実験を行い,より複雑な系に対する'実時間作業教示法'の有効性を実証した.
ヒストンコードによる転写伸長速度制御機構の解明

これまでK562細胞を用いて研究を行ってきたが、安定的にヒストンH3K27me3修飾の低下が観察されないので、NIH3T3細胞でSUZ12をノックダウンも同時に行い、ノックダウンによる転写の変化について調べた。ノックダウン細胞と正常細胞でRNAシークエンスを行い、その結果を比較する事で転写の変化を調べた。この時、ヒストンH3K27me3修飾が全ゲノム上で著しく低下するしている事を確認している。この際、転写量が変化した遺伝子を選び、RNAの伸長速度を決定する条件検討を行った。測定方法は、単位時間あたりに伸長したRNAを対象に核酸アナログを用いてラベルし、ラベルされたRNAについて、その量をqPCRを用いて決定した。まず、転写伸長速度はRNAポリメラーゼによる転写の阻害剤であるDRB処理する事で、RNAポリメラーゼを転写領域排除し、転写を一旦停止される。その後、DRBを洗浄し、BrU含有培養液に置換し、一定時間培養する。この間に転写が開始されるが、新規合成RNAはBrUによってラベルされている。BrU含有培養液中で培養後に細胞からpre-mRNAを回収する。このRNAを抗BrU抗体で免疫沈降する事で、新規合成されたBrU含有RNAを回収しすることができる。注目している遺伝子上に適切な間隔で設計したプライマーを用いqPCR法でのラベルされているRNA量を定量する。転写量や遺伝子長が異なる遺伝子を抽出しする。同時にH3K27me3修飾量をCbIP qPCRで測定し、転写伸長速度との相関性を調べた。今年度は、伸長速度を定量的に計測するための条件検討に時間を予定していた。K562細胞に加え、NIH3T3細胞で、伸長速度の測定条件がほぼ確定できたと考えており、おおむね順調に進んでいると考えている。伸長速度を計測するために用いているDRBの至適濃度が決定されたので、適当な条件検討で計測を行っている。Pre RNA量の測定はこれまでにも多くの経験を積んでおり、DRB処理によってpre-RNA量の減少を定量的に測定を行っている。転写伸長速度を測定するためにRNAポリメラーゼによる転写の阻害剤であるDRB処理後に、BrU含有培養液で一定時間に新規合成RNAをラベルし、その後にpre-mRNAを回収する。Pre-mRNAから抗BrU抗体を用いてBrUでラベルされているRNAを回収する事で、新規合成RNAは回収できる。回収産物量は、回収されたRNAをテンプレートとして、qPCRによって定量する。当該遺伝子上に適切な間隔で設計したプライマーを用いてqPCR法でRNA量を定量する事で、ラベルを行った時間の間にRNAポリメラーゼが移動した距離を測定する事が可能である。これまで転写量が非常に多いGAPDH遺伝子をモデル遺伝子として用いてきた。今後は、転写量や遺伝子長が異なる遺伝子の測定を予定している。具体的には、転写量の少ないF-boxタンパク質であるFbwx1やFbx7、また遺伝子の大きさが大きいNEK1などである。同時にそれぞれの遺伝子のH3K27me3修飾量をプロモーター領域およびGene bodyで調べるために、抗H3K27me3抗体を用いたCbIP qPCRを行う。それによって、修飾量と転写伸長速度との相関性を調べる。また、H3K27me3修飾酵素であるSUZ12をshRNAを用いてノックダウンする事で、H3K27me3の修飾量を減らした状態で、同様の測定を行い、H3K27me3修飾量と転写伸長速度との相関性を調べる。さらに、プロモーター領域にsgRNAを設計し、ヌクレアーゼ活性を欠失させたdCas9のカルボキシル末端側に転写活性化因子Vp64を融合させたdCas9 -Vp64をプロモーターへリクルートする。この方法は、強制的に転写を誘導する方法である。この時のH3K27me3修飾量と転写伸長速度との関連を調べる。K562細胞でH3K27me3修飾酵素SUZ12をノックダウンし、H3K27me3修飾が全ゲノム上で著しく低下させた際に、RNAシークエンスを行い、転写が増加する遺伝子の同定を行った。今年度は、SUZ12をノックダウンし、転写量が変化する遺伝子の転写伸長速度を測定するための条件検討を行った。まず、RNAポリメラーゼIIによる転写の阻害剤であるDRB処理について、DRBの濃度(10100μM)と処理時間(2時間8時間)の至適化を行った。その結果、高濃度・長時間の処理によって転写を完全に阻害するとアポトーシス誘導の影響があることが判明し、安定的なデータ取得できるDRB濃度及びDRBの処理時間を決定した。次にDRB含有培養液を洗浄し、BrU含有培養液で新規合成RNAをラベルする時間についての検討を行った。DRB含有培養液を洗浄後、4分から20分まで4分ごとに細胞を回収し、まず、pre-mRNAを調整してintron-exon境界に設定したプライマーを用いてqPCR法を行い、転写の回復過程を観察した。さらに抗BrU抗体で新規合成RNAを免疫沈降によって濃縮し、同プライマーを用いqPCR法でラベルされているRNA量の定量を試みた。しかし、定量的な検討を行うには十分量のRNAが得られず、今後、用いる細胞数、RNAの回収方法、免疫沈降方法などの条件を最適化する必要がある。一方で、SUZ12のノックダウンによって転写が増加した遺伝子について、H3K36me3の修飾が亢進していることは確認された。

今年度は、H3K27me3修飾量と転写伸長速度が逆相関していることを確認することを計画していた。しかし、伸長速度を定量的に計測するための条件検討に時間がかかり、相関性を確認するに未だ至っていない。伸長速度を計測するために用いているDRBは、用いる細胞によって毒性と効果が著しく異なることがわかり、これまでに報告されている濃度や時間を越えて、丁寧な条件検討を行う必要があった。Pre RNA量の測定はこれまでにも多くの経験を積んでおり、DRB処理によってpre-RNA量の減少を定量的に測定することは可能であったが、本研究課題の目的である伸長速度を測定するためには、単位時間あたりに転写されている量を測定することが必要である。そのために伸長RNAをラベルし、それを指標に免疫沈降によって回収する計画であった。現在このステップの条件を検討しているが、定量的なデータを取得するために十分量のRNAを効果的に回収することが現在の課題である。これまでK562細胞を用いて研究を行ってきたが、安定的にヒストンH3K27me3修飾の低下が観察されないので、NIH3T3細胞でSUZ12をノックダウンも同時に行い、ノックダウンによる転写の変化について調べた。ノックダウン細胞と正常細胞でRNAシークエンスを行い、その結果を比較する事で転写の変化を調べた。この時、ヒストンH3K27me3修飾が全ゲノム上で著しく低下するしている事を確認している。この際、転写量が変化した遺伝子を選び、RNAの伸長速度を決定する条件検討を行った。測定方法は、単位時間あたりに伸長したRNAを対象に核酸アナログを用いてラベルし、ラベルされたRNAについて、その量をqPCRを用いて決定した。まず、転写伸長速度はRNAポリメラーゼによる転写の阻害剤であるDRB処理する事で、RNAポリメラーゼを転写領域排除し、転写を一旦停止される。その後、DRBを洗浄し、BrU含有培養液に置換し、一定時間培養する。この間に転写が開始されるが、新規合成RNAはBrUによってラベルされている。BrU含有培養液中で培養後に細胞からpre-mRNAを回収する。このRNAを抗BrU抗体で免疫沈降する事で、新規合成されたBrU含有RNAを回収しすることができる。注目している遺伝子上に適切な間隔で設計したプライマーを用いqPCR法でのラベルされているRNA量を定量する。転写量や遺伝子長が異なる遺伝子を抽出しする。同時にH3K27me3修飾量をCbIP qPCRで測定し、転写伸長速度との相関性を調べた。今年度は、伸長速度を定量的に計測するための条件検討に時間を予定していた。K562細胞に加え、NIH3T3細胞で、伸長速度の測定条件がほぼ確定できたと考えており、おおむね順調に進んでいると考えている。伸長速度を計測するために用いているDRBの至適濃度が決定されたので、適当な条件検討で計測を行っている。RNAの伸長速度を決定するために、単位時間あたりに伸長したRNAを対象に核酸アナログを用いてラベルし、当該RNAを回収する。現在、このステップの条件検討を行っている。十分量のRNAが回収できれば、時間経過を追って定量的PCRを行う。
ポストモダン観光に関する社会学的考察

1.本年度は2年研究の後半にあたる。前年度に引き続いて、国内数箇所(琵琶湖、四万十川、伊豆半島等)の観光地についての実地調査をおこない、その調査結果に基づいて、観光現象におけるポストモダンの理論的な分析を試みた。2.観光におけるモダンとは、平等性・大量性に裏打ちされた、マス・ツーリズムを基盤としている。そのために観光地側は、老若男女だれもが楽しめるよう、安心・安全で快適な観光地づくりを指向する。しかしそうしたモダンの観光は、成立以来1世紀以上をへて、環境破壊、商業主義、没個性化などの、さまざまな歪みをうみだしてきた。3.そこで近年、わが国においても、モダン観光のもつ諸種の矛盾を解決するために、モダン観光の理念そのものを問い直し、伝統的なマス・ツーリズムを根本的に見直そうとする動きがある。それが観光現象におけるポストモダンであり、その具体的な観光の実施形態は、次世代型観光と呼べるものだ。4.そうした次世代型観光は、わが国の観光現象のあらゆる位相でうみだされつつある。自然環境の保護を前面に押し出して、自然観察や、カヌーなどの自然にやさしいアウトドア活動をとりいれた観光形態の増加はその例である。また、日本型温泉旅館でありながら、伝統的なオール・インクルーシブ型の過剰サービスにかわって、食事等の提供をやめ、希薄なサービスで運営する旅館の出現もその例だろう。5.次世代型観光は、観光客にも、新しい意識と理解が必要であり、ポストモダンへの転換には、ホスト・ゲスト双方の意識改革が重要な課題となっている。1.2年研究の前半にあたる本年度は、(1)観光現象におけるポストモダンを考察するにあたって、従来の観光形態にはない新しいタイプの観光旅行(すなわち次世代型観光)を暫定的に類型化し、(2)日本国内で実施されている次世代型観光の具体的事例数例を実地踏査した。次年度、さらに実地調査事例を増やし、次世代型観光の現状を把握することで、観光現象におけるポストモダンの理論的な体系化をめざしたい。2.次世代型観光には、エコ・ツーリズム、エスニック・ツーリズム、秘境観光、産業観光、その他がある。本年度はこのうち、エコ・ツーリズムと産業観光に関する調査が実施された。3.エコ・ツーリズムとは、観光客が自然環境に与える影響を最小限にとどめながら、観光客自身が環境への理解を深めて、自然保護の意識を高めることが期待されている観光の形態である。ハイキング、トレッキング、カヌー、乗馬などが中心であり、比較的体力を要する観光であるが、近年は若い女性に人気がでている。4.近代工業をささえた工場・建造物などやその遺址を近代遺跡と呼ぶが、それを観光資源として見学するのが産業観光である。鉱山跡など観光施設として改装整備されている例もあるが、群馬県旧官営富岡製糸工場のように、当時の建造物がほぼ現存している例もある。ただ観光対象としては古代遺跡への志向が根強く、近代遺跡を対象とする産業観光はその展開が緒に就いた段階である。5.次世代型観光は、従来の名所旧跡周遊を基本とするマス・ツーリズムとは異質である。一定人数以上の集客がないため、大手旅行社の場合、採算がとれず商品化しにくい。そのため次世代型観光の担い手は小規模の旅行社やクラブが中心であり、旅行企画者が手づくり感覚で、小人数の参加客を相手に運営していることが多い。
胎盤由来組織幹細胞を用いたウイルス垂直感染の解析

分化を誘導したヒト胎盤由絨毛幹細胞、羊膜幹細胞、不死化初期絨毛,血管内皮細胞を用いてHIV,インフルエンザ,風疹ウイルス感受性を検討した。風疹ウイルスは垂直感染株,ワクチン株いずれも種々の分化段階の栄養膜細胞、羊膜細胞、不死化初期絨毛に感受性がみられず、血管内皮細胞には感受性があった。インフルエンザとHIVは合胞体細胞に感受性があるが、血管内皮への感受性は見られなかった。また細菌由来産物や核酸などの炎症性刺激により胎盤のバリア機能が低下しウイルスの胎児への侵入が容易になることが判明した。胎児へのウイルス感染は流早産や奇形,永続的な神経障害の原因となる.胎盤を介した子宮内感染の機序を解明するため、胎盤由来の組織幹細胞とすでに樹立された不死化絨毛細胞へのウイルス感染を解析した。その結果、H3N2インフルエンザウイルスはplacental stemやcytotrophoblastに比べ分化したsyncytialtrophoblastの感受性が低いこと,H1N1ウイルスはいずれの細胞でもウイルスRNA・タンパクの合成は見られるが、培養液中へのウイルスの放出はきわめて低いことから、インフルエンザウイルスの遺伝子型により妊婦・胎児への影響が異なる現象のウイルス学的背景の一部が明らかになった。CXCR-4指向性のHIV-LAIについては、リンパ球やマクロファージに比較して極めて低効率であるがtrophoblastに対してCD4,CXCR-4非依存性の感染を生じることが明らかになった。ただ、provirusの組み込み量は感染ウイルス量に依存するものの、ウイルス複製と放出は非常に低効率であり、HIVが感染してもウイルス粒子を放出しないplacental barrierが機能している可能性が示唆された。更に、invasive trophoblast}こおいてウイルス感染細胞の基質浸潤能が著しく低下することから、妊娠初期における血管改築が阻害される可能性が示唆された。この知見はHIV感染妊婦で血中ウイルス量と妊娠高血圧症候群の発症リスクが相関することを裏付けるものである。治療的介入の基礎的検討のためマクロライド系抗菌薬の作用を検討した。絨毛細胞にウイルス核酸や細菌菌体成分などのTLRリガンドを添加すると、量依存性のアポトーシスを生じるが、この系にマクロライド系の抗菌薬を添加するとアポトーシスが抑制された。これは、抗菌作用とは別の分子シャペロン効果に基づくものと推定できた。本研究では胎盤より分離した初代培養細胞を主に使用してきたが、不死化初期絨毛細胞HTR8が懸垂培養で胚様体を形成することが明らかになり、胎盤由来幹細胞と並行して感染実験に用いた。昨年より本年にかけて、風疹が著しい流行をみており、妊婦が罹患したためやむを得ず、妊娠継続をあきらめた事例も少なくない。そこで、昨年度は特に風疹を主たる対象として研究を進めた。風疹ウイルスのワクチン株並びに母子感染を来した複数の臨床分離株を用いて、胎盤より分離した初代絨毛培養細胞ならびに不死化したHTR8株に感染実験を試みた。しかし、通常の条件では風疹ウイルスの複製や細胞傷害性は確認できず、正常な胎盤の風疹ウイルス感受性は決して高いものではないことが示唆された。しかし、炎症性サイトカインや虚血により感受性が誘導される可能性とさらに風疹ウイルスのレセプターと考えられるMyelin Oligodendrocyte Glycoproteinを介さない可能性が示唆された。HIV母子感染はわが国においては妊娠中に初めて発見される感染例は減少し、また妊娠前あるいは妊娠後の検診で陽性が明らかになればほぼ全例で母子感染は予防されるに至った。しかし、妊婦健診未受診妊婦の飛び込み分娩や、他のリスク因子を有する患者についてはまだ十分な管理がなされるには至らず、HIV陽性者が二度目以降の妊娠を中絶する例も多い。子宮内におけるHIV感染の機構として、本申請に係る実験より、絨家細胞よりもむしろ血管内皮細胞がLPSなどTLR刺激の存在下でCD4リンパ球のHIV複製を強く亢進する可能性が示唆された。胎盤臨床検体由来の幹細胞は安定した分化誘導と維持が困難であっため,不死化絨毛細胞株HTR8ならびに絨毛癌細胞株BeWo,JEG3に対し風疹ワクチン株あるいは母子感染を来した症例の臨床分離株をチャレンジした.蛍光抗体染色ならびに培養液中へのウイルス産生を指標として検討したがこれらの胎盤絨毛株は通常の条件で風疹ウイルスの付着はあっても有効な複製が見られず,風疹ウイルス感染に強い抵抗性があることが明らかとなった.HTR8はtrophoblast stem cellの性状を有するので分化を誘導して検討したが,分化状態にかかわらず感受性誘導は見られなかった.一方,血管内皮細胞は風疹ウイルス感受性であった.胎盤のウイルス抵抗性については絨毛細胞の産生するmicroRNAが関与するという報告があるが本研究ではその関与を追試できなかった.HT8細胞を浮遊状態でDroplet cultureすると初期胚を模倣するspheroidが形成されたが,培養液中にTLR3のligandであるPoly ICを加えるとEMT(上皮間葉移行)を生じ、細胞間隙からウイルスが直接に胎児血管内皮細胞に到達する可能性が示唆された.Spheroid形成は歯周病病原菌P.gingivalisの培養上清でも誘導され,歯周病菌あるいはその代謝産物が胎児胎盤を傷害する可能性が示唆された.歯周病菌の代謝産物はmatrigel assayで濃度依存的に絨毛細胞の浸潤を抑制し,歯周病による妊娠高血圧症候群発症機序の一部を説明できると考えられた.

細菌あるいはその代謝産物が子宮頚部や消化管粘膜でウイルス感受性を制御する可能性については,近年注目されているが,経胎盤感染における役割はまったく未知であり,新たな知見を得たものと考えられる。胎児へのウイルス感染は流早産や奇形,永続的な神経障害の原因となる。大部分のウイルス感染症において、胎盤は関門として一定の役割を果たすがサイトメガロウイルス(CMV)や風疹ウイルス(RV)の場合には十分に機能しない。しかし,子宮内感染の機序は未だに不明な点が多い。その理由として胎盤には様々な分化段階の細胞が存在しウイルス感受性が異なるため十分な解析ができないこと、動物モデルではヒトの病態を十分に再現できないことがある。本研究では,ヒト胎盤,羊膜幹細胞,不死化初期絨毛細を用いてin vitroで分化誘導を行い、ウイルス感受性の変化を検討した。その結果風疹ウイルスは母子感染を来した臨床分離株、ワクチン株いずれも各分化段階の絨毛細胞や羊膜細胞に感染を来さず、絨毛血管細胞にのみ強い感受性を認めた。風疹ウイルスが胎盤関門を潜り抜けるメカニズムとして、細胞間隙のないsyncytial layerではなく、trophoblastic columnを構成するcytotrophoblastsが上皮間葉移行を来すことを明らかにした。Cytotrophoblastsの上皮間葉移行にはTLRを介したシグナルが重要であることが明らかとなった。一方、HIVについては、プロテオーム解析により、ウイルスタンパクVpxに結合するタンパクがその複製を強く抑制し、局所におけるバリア因子となっていることを明らかにした。Cytotrophoblastはこれを強発現するが、siRNAによる発現抑制によってウイルス感受性が復活する。また、TLR2,4を介したシグナルによってもウイルス感受性が増大することから、胎盤局所におけるマイクロビオームが子宮内ウイルス感染を調節する可能性が示唆された。分化を誘導したヒト胎盤由絨毛幹細胞、羊膜幹細胞、不死化初期絨毛,血管内皮細胞を用いてHIV,インフルエンザ,風疹ウイルス感受性を検討した。風疹ウイルスは垂直感染株,ワクチン株いずれも種々の分化段階の栄養膜細胞、羊膜細胞、不死化初期絨毛に感受性がみられず、血管内皮細胞には感受性があった。インフルエンザとHIVは合胞体細胞に感受性があるが、血管内皮への感受性は見られなかった。また細菌由来産物や核酸などの炎症性刺激により胎盤のバリア機能が低下しウイルスの胎児への侵入が容易になることが判明した。当初,絨毛細胞の分化による感受性の変化を中心に考えていたが, poly(I:C)や歯周病による上皮間葉移行とバリアの破綻という新たな知見を得た.ウイルス自体が絨毛細胞で複製しなくても細胞間接着を破綻することで胎盤組織に侵入し,より感受性の高い胎児血管内皮組織や,さらにこれをこえて胎児血中に侵入し垂直感染を来す可能性が強く示唆された.27年度が最終年度であるため、記入しない。産婦人科学垂直感染を来すのはあくまで胎盤組織であり胎盤を形成する絨毛
レーザ回折法を用いた電力機器設備の新しい絶縁劣化診断技術の開発

電力機器設備で絶縁劣化の予兆現象として生じる微弱放電をレーザ回折法により検出し、電力機器設備の絶縁劣化診断が可能な技術の開発を行った。本提案手法では、微弱放電による低周波超音波がレーザ光を横断する際に、その領域内の屈折率変化に対応して生じる回折波を検出する。平成16年度までに、水中で生させた80200kHzの超音波による回折波の検出に成功するとともに、増幅器とフィルタの併用により、検出下限を改善できることを明らかにした。また、回折波を光ファイバで伝送できることを明らかにしたうえで、光ファイバ自体が検出器として動作する光ファイバセンサの開発を行った。ここでは、光ファイバ近傍に超音波発振源を配置し、光ファイバに加わる音圧の変化で誘起された屈折率変化を回折波として検出できるか調べた。光源には波長632nmのHe-Neレーザを用い、光ファイバにはコア径10μm、クラッド径125μmのステップインデックス型を用いた。100kHz、200kHzの水中超音波は圧電型振動子で発生させた。その結果、発振超音波の周期と等しい周期性の光信号を測定できることが示された。また、空間分布や超音波強度の変化に対する光強度の変化を測定し、それらが回折光強度の理論的予測値と良く一致することを明らかにした。上記の結果を踏まえて、17年度においては、超音波検出用光ファイバセンサの感度や検出下限値を明らかにした。その結果、作製した光ファイバセンサは、72-106dB(relative to 1μPa)の音圧範囲で音圧に比例した信号を観測できることを明らかにした。しかし、得られた音圧感度は、圧電素子を用いた超音波計測法(AE法)で得られている値に比べて低い。機器外部からの測定を行うためには、今後、更なる改良・改善(光ファイバセンサの感度の向上)が必要であり、光ファイバの材質や構成自体から改良する必要性が示された。高圧送配電系統用の各種電力機器設備においては、絶縁劣化の予兆現象である微弱な部分放電を如何にして早期に検出するかが重要な要素となっている。しかし、従来型の電気的測定法は電気的誘導雑音の影響を強く受けるため、系統運転時での適用が困難である。そこで本研究では、レーザ回折法を用いて微弱放電によって生じる超音波を検出し、電力機器設備の常時監視および絶縁劣化診断が可能な技術の開発を目指している。ここでは、微弱放電による低周波の超音波がレーザ光を横断・通過する際に、その領域内の屈折率変化に対応して生じる光回折波を検出する。本研究代表者は、平成14年度までに、水中で発生させた80kHz200kHzの低周波超音波とHe-Neレーザ光(波長632nm)との相互作用で発生した回折波の検出に成功していた。また、光回折波をステップインデックス型光ファィバで伝送できることを明らかにしていた。本年度は、提案手法により検出される回折光の諸特性を明らかにするための研究を行った。具体的には、既存のHe-Neレーザとは発振波長ならびに出力が異なる半導体励起グリーンレーザ(波長532nm)を用いて、回折光強度に対するレーザ光源の波長依存性、出力依存性を調べた。次に、光回折波を増幅器と狭帯域バンドパスフィルタを介して測定し、回折信号以外の周波数成分を取り除くことによって検出下限の改善を試みた。結果として、レーザ光源に発振波長が短く発振出力が大きな半導体励起グリーンレーザを用いることで回折光強度が大きくなることを確認できた。すなわち、回折光強度がレーザ発振波長に反比例し、発振出力に比例することを明らかにした。また、狭帯域バンドパスフィルタを介して光回折波を測定することで、検出下限値を従来に比べて約5倍程度改善できることを明らかにした。本研究では、電力機器設備内で絶縁劣化の予兆現象として発生する微弱放電をレーザ回折法により検出し、電力機器設備の絶縁劣化診断が可能な技術の開発を行っている。ここでは、微弱放電による低周波超音波がレーザ光を横断する際に、その領域内の屈折率変化に対応して生じる回折波を検出する。平成15年度までに{水中で生させた80200kHzの超音波による回折波の検出に成功し、回折光強度におけるレーザ光源の波長依存性や音波強度依存性を明らかにした。更に、増幅器と狭帯域フィルタの併用により、検出下限値を大幅に改善できることを明らかにした。また、回折波を光ファイバで伝送できることを明らかにした。これらの成果を踏まえて、平成16年度においては回折波の検出用としても使用できる光ファイバセンサの開発を行った。具体的には、光ファイバ近傍に超音波発振源を配置し、光ファイバに加わる音圧の変化で誘起された屈折率変化を回折波として検出できるか調べた。光源には波長632nm、ビーム径1.2mmのHe-Neレーザを用い、光ファイバには長さ2m、コア径10μm、クラッド径125μmのステップインデックス型を用いた。水中超音波は圧電型振動子で発生させ、発振周波数は100kHz、200kHzとした。なお、光ファイバは振動子表面から30mm離れた位置で、振動子表面と平行に配置した。光ファイバからの回折波を含む出力光はレンズで集光し、受光断面積1.1×1.1mm^2のフォトダイオードで検出した。

検出信号は、プリアンプと50kHz-500kHzのバンドパスフィルター付メインアンプで50dB増幅した後、オシロスコープで取り込んだ。その結果、発振超音波の周期と等しい周期性の光信号を測定できることが示された。また、空間分布や超音波強度の変化に対する光強度の変化を測定し、それらが回折光強度の理論的予測値と良く一致することを明らかにした。電力機器設備で絶縁劣化の予兆現象として生じる微弱放電をレーザ回折法により検出し、電力機器設備の絶縁劣化診断が可能な技術の開発を行った。本提案手法では、微弱放電による低周波超音波がレーザ光を横断する際に、その領域内の屈折率変化に対応して生じる回折波を検出する。平成16年度までに、水中で生させた80200kHzの超音波による回折波の検出に成功するとともに、増幅器とフィルタの併用により、検出下限を改善できることを明らかにした。また、回折波を光ファイバで伝送できることを明らかにしたうえで、光ファイバ自体が検出器として動作する光ファイバセンサの開発を行った。ここでは、光ファイバ近傍に超音波発振源を配置し、光ファイバに加わる音圧の変化で誘起された屈折率変化を回折波として検出できるか調べた。光源には波長632nmのHe-Neレーザを用い、光ファイバにはコア径10μm、クラッド径125μmのステップインデックス型を用いた。100kHz、200kHzの水中超音波は圧電型振動子で発生させた。上記の結果を踏まえて、17年度においては、超音波検出用光ファイバセンサの感度や検出下限値を明らかにした。その結果、作製した光ファイバセンサは、72-106dB(relative to 1μPa)の音圧範囲で音圧に比例した信号を観測できることを明らかにした。しかし、得られた音圧感度は、圧電素子を用いた超音波計測法(AE法)で得られている値に比べて低い。機器外部からの測定を行うためには、今後、更なる改良・改善(光ファイバセンサの感度の向上)が必要であり、光ファイバの材質や構成自体から改良する必要性が示された。
古典群・量子群・ヘッケ環の表現論と組合せ論

ロビンソン・シェンステッド対応などに代表される、ヤング盤やその一般化の間に巧妙に構成された組合せ論的な全単射を、表現論にも登場する、ベキ零行列が安定にするフラッグのなす多様体など、ある種の幾何的な対象と関連させて具体的に理解する研究が進展し、特別な場合には他の研究者の視点とも結びついて急に進んだ。その他各研究者との交流の中から、古典群・コクセター群等の表現や組合せ論に関し、これまで関わった研究と結びついて発展すると期待されるいくつかの点が示されている。一般線型群のシンプレクティック群による商として得られる対称空間から定義される2種類のロビンソン・シェンステッド型対応(ピーター・トラパによる対応と,よりナイーブな定義から得られる対応)の比較を試みる中で得られた,冪零行列のジョルダン標準形に関するガンスナーとサックスの結果の拡張について,各種の詰めを行い,繰越分で行った出張においてそれを総括する形で発表した.後者の,よりナイーブな定義から得られるバージョンは,寺田が以前アップダウン・タブローと呼ばれるものに関連して研究した多様体と密接に関連するものであり,このバージョンが通常のロビンソン・シェンステッド対応の一部と一致するものであることが確立された.また,繰越分を含めた出張において繰返し示唆された考えから,対称群のヤング部分群の1次表現から誘導される表現を群環の中にいろいろ実現し,単に既約表現の重複度がどうというだけでなく実際の群環内の位置を含めた詳しい考察を行うことによって,組合せ論的な応用が開けるのではないかという作業仮説を設けて実験を続けている.既約表現を実現するにも,それを生成する冪等元はよく知られたヤング対称子には限らないはずであり,その選びかたは求められる性質によって微妙である.いろいろな要請をみたす冪等元を作るテクニックを開発することが求められる.また,来年度に名古屋大学を訪れる予定のロナル・キング氏を,本研究課題の来年度分で東京にも招くこととし,講演依頼と打合せを行った.今年度は,連携研究者の1人である岡田聡一氏(名大)が組織委員の1人となって,第8回名古屋国際数学コンファレンスが「組合せ論と表現論」という本研究課題と関連の深いテーマで8月に行われ,それを機に来日した,古典群の指標や対称関数に造詣の深いロナルド・キング氏を東京にも招き,ヤング図形とアフィンリー環の表現・指標に関する講演をしてもらうとともに,2つのシンプレクティック群のデュアル・ペアに付随するロビンソン・シェンステッド型対応に関し言議し,10月のポルトガル出張時にもキング氏の講演に出席し,討議を継続した.また,若手の研究者フェデリコ・インチッティ氏を招き,東京と名古屋コンファレンスとで,ある放物型力ジユダン・ルステイック多項式の値が0または単項式になる新しい場合について講演してもらうなどした.一方,10月のポルトガル出張その他の機会を通じ,オルガ・アゼニャシュ氏の提出した行列の問題について説明を受け,スタインバーグやファン・レウウェン流の"組合せ論的対垣を,代数多様体の既約成分の2通りのパラメトリゼーションの間の全単射として理解する"という形の問題の1つとして定式化した.関連して,有限アーベルp群の組成列をp元体上の有理点にもつスキームの構成の話を蒸し返し,貼合せ変換関数からp乗根が消せないように見える状況に関する考察を深めた.シカゴへの出張その他の機会には,対称群の群環の冪等元に関する実験を継続した.今年度は19年度の実績報告書でも述べた,ガンスナーとサックスの結果の拡張に関して発表する機会が何度かあった.うち1回は,本科研費による出張ではなく先方負担の出張だが,19年12月に韓国KAIST(デジョン市)において,アメリカからの招待参加者を多く迎えて行われた"NIMS Hot Topics Workshop on Algebraic Combinatorics"での招待講演であり,特にブルース・セイガンに歴史を想起してもらい興味を持ってもらえたのは有用だった.他に鳥取大学・熊本大学で発表する機会があった.こちらは本科研費での出張の際に行った,関連する研究者との連絡から可能になったものである.20年度の実績報告書で見通しを述べた,オルガ・アゼニャシュ氏の提出したリトルウッド・リチャードソン・タブローの問の全単射を代数多様体の既約成分の間の対応として理解する問題は,年度末に突然急速に進展した.本年度当初には,既約成分のもとになる集合の性質の記述が固まったぐらいで次年度以降の課題(もし当たれば)へ受け渡しになるかと予想していた.ここまでのアイディアは熊本大学でも発表する機会があった.ところがこれがきっかけで,3月中旬・下旬にいくつかの研究会に出かけ刺激を受けながら詰めていたら,氏の全単射が,双対加群との対応から自然に導かれる既約成分の間の対応と一致するところまでほぼ行ってしまった.また氏の求めていた,具体的な行列でそれを具現するものを与える点にもめどがついた.

発表は何らかの方法で行う.21年度にはこのほか,ベルンハルト・ミュールヘル氏を招聘し,コクセター群やビルディングに関連する議論を行い,また出席した研究集会においてチェフン・クウォン氏やソクジン・カン氏のcrystalに関連する最近の研究動向を知り,今後の研究方向に関する考察に役立てることができた.
グイ語子音の音響音声学的研究

本研究は、ボツワナ共和国のカラハリ地域でブッシュマンの1グループによって話されている、グイ語(中部コイサン語族)が有する極めて複雑な子音組織の理解のために、この組織を特徴付ける4つのクリック種、13種類のクリック伴音、4つの“軟口蓋化"歯茎閉鎖音([tx,tx',tsx、tsx'])、またこれらの音韻分析に直接関連する口蓋垂摩擦音と軟口蓋側面破察放出音の音響的特徴を、CSL-Computerized Speech Labを用いて分析した。その結果は、これまで私が行ってきた伝統的な主観的音声観察に主に基づく記述を大筋では支持し、それに音声的詳細に関する新たな事実を付加するものであった。細かい点では再考や修正に有益であった(たとえば破擦的放出伴音における喉頭の調節に関する推測に関して)。本研究の結果の主要部分にあたる子音組織全体の詳細な記述は現在進めているところである。そこでは、クリック子音と非クリック子音とを統一的に記述し分類するのに妥当な弁別特徴に関しても議論をする予定である。グイ語がもつ複雑な子音の音響的特徴を解明するため、今年度は、本研究のつぎのような側面を実施した.(1)1993年、1994年、1995年のフィールドワークで記録した、DATによるデジタル録音資料から、音響分析に適切な発音例を選択し、それらに録音ID番号を付与して、リストを作成した.リストの対象となる録音tokenは、52種類のクリック子音、および関連するその他の子音や子音クラスターの各々が語頭に現れる2音節語の「孤立形」と「これはである」の意味をもつ枠〔a_sa/a〕でなされた発音である(6人のインフォーマントでそれぞれの形を3回ずつ).(2)以上の選択した録音のうち、52種類のクリック子音の含まれたtoken全てをCSLを用いて、DATから直接デジタル信号でコンピュータ入力し、不要なノイズや空白部分を取り去る編集作業の後、CSL音声ファイルとした.(3)次の、クリック伴音の音響的特徴を分析/計測した:3種の放出伴音・口蓋垂摩擦伴音のスプクトラム分析;クリック複合体にともなう音声イベントの時間的関係(クリックノイズ、伴音バースト、伴音摩擦ノイズ、VOT)を測定.さらに、音韻的に対立する伴音間でそれらの結果を比較した.(4)現在、非クリック子音のCSLファイル作成と、上記の分析/計測結果の解釈を進めているところである.本研究は、ボツワナ共和国のカラハリ地域でブッシュマンの1グループによって話されている、グイ語(中部コイサン語族)が有する極めて複雑な子音組織の理解のために、この組織を特徴付ける4つのクリック種、13種類のクリック伴音、4つの“軟口蓋化"歯茎閉鎖音([tx,tx',tsx、tsx'])、またこれらの音韻分析に直接関連する口蓋垂摩擦音と軟口蓋側面破察放出音の音響的特徴を、CSL-Computerized Speech Labを用いて分析した。
効果的な外国語の語彙学習法開発のための基礎研究：偶発刺激の反復提示の有効性

外国語の語彙学習は,外国語単語とその母国語の意味を対にして暗記する対連合学習が必要である。対連合学習の促進方法として,項目対と関連するイメージ情報(キーワード)を利用するキーワード法が知られている。さらに最近になって,Smith & Handyは,項目対からビデオ文脈を脱文脈化する方法を開発した。しかし,これらの方法には,それぞれ大きな問題がある。本研究は,文脈化していない偶発刺激(ビデオクリップ,背景写真,ワンポイントイラスト等)を使って,上の2方法よりも有効な「対連合学習の効果的な促進法」の開発を行う。さらに,どのような偶発刺激が,最も有効かについても調べる。
フラクタル次元からみた母岩と風化度を異にする粘性土の土壌構造と理工学性の関係

1.変成岩地帯2地点と花崗岩地帯1地点において、表面から2mごとに1014m深さまでの試料を採取し、それらの基本的物理性,突固め特性,三軸圧縮強度特性,透水特性に関する実験を実施し、現地における風化の進行について検討した結果、以下のことを明らかにし得た。すなわち、土の理工学性は深さを増すに従って直線的な変化の傾向を示さず、変化割合の減少する深さや、変化の傾向が逆転する深さ、さらに特異な傾向を示す深さが存在し、地すべりや崖崩れ等の斜面崩壊現象との関連性の存在が推察された。2.堆積岩由来の粘性土を、水浸・凍結・乾燥(各状態24時間)を1サイクルとして、0,5,10サイクルの処理を施した後、2mmフルイ通過試料(全粒土)、全粒土をゴム栓付ランマ-で破砕した試料(破砕土)にそれぞれ調整し、基本的物理性,突固め,一軸圧縮,応力緩和の各試験を実施すると同時に、ふるい分け後、突固め等の各試験後の試料について耐水性団粒分析試験も実施し、土壌構造の変化を検討した。その結果、いずれの試料においても処理土の方がpF1.01.5以下の保水性は低く、最適含水比も低い。最大密度と最大一軸圧縮強度は大きく、最適含水比以上の水分状態での緩和時間は長くなることから明らかとなった。平均質量直径の変化の着目すると、団粒土の処理試料にのみ特異な傾向が認められ、風化処理に伴って団粒構造が著しく質変化していることが明らかとなった。3.土壌構造をフラクタル次元で定量的に把握する場合、間隙構造と固相構造の二つの面からのアプロ-チがある。前者についてはX線撮影法の技術力の不足もあって今回は目的を達成し得なかったが、後者についてはSEM写真を使用すれば目的を達成し得ることを実証した。計画書に示した備品を使用しながら、土の理工学に関する項目から計画に従って実験を実施している。現時点までに、堆積岩由来の粘性土の風乾土のうち、2.0mmフルイを通過した試料(全粒土)、2.0mmフルイ通過後に0.25mm以下を取り除いた試料(団粒土)、2.0mmフルイ通過土を、木箱中でゴム栓によって土粒子を破壊させないようにaggregate分を圧砕した試料(破砕土)について基本的物理性、突固め、一軸圧縮、団粒分析の各試験を実施した。それらによって新たに得られた知見を要約すると下記のごとくまとめられる。1.真比重、粒径分布、コンシステンシ-限界には3者の間に有意な差は存在しない。2.最適含水比は、破砕土、全粒土、団粒土の順に高く、最大乾燥密度は逆にその順序で小さくなる。3.最大一軸圧縮強さは破砕土、全粒土、団粒土の順で弱くなり、最大乾燥密度の変化の傾向と全く対応している。4.aggregateの破砕や再結合が突固めや一軸圧縮によって発生する。それらの変化の傾向を含水比に着目してみると、最適含水比が転移点になっている。5.同じ堆積岩由来の粘性土でも、サンプリング場所によってこれらの傾向は一部異なる。この点は今後の検討課題である。今後は室内実験のみに留まらず、現地における風化の進行が地すべりや斜面崩壊に及ぼす影響についても研究を展開してゆきたい。

1.変成岩地帯2地点と花崗岩地帯1地点において、表面から2mごとに1014m深さまでの試料を採取し、それらの基本的物理性,究固め特性,三軸圧縮強度特性,透水特性に関する実験を実施し、現地における風化の進行について検討した結果、以下のことを明らかにし得た。すなわち、土の理工学性は深さを増すに従って直線的な変化の傾向を示さず、変化割合の減少する深さや、変化の傾向が逆転する深さ、さらには特異な傾向を示す深さが存在し、地すべりや崖崩れ等の斜面崩壊現象との関連性の存在が推察された。2.堆積岩由来の粘性土を、水浸・凍結・乾燥(各状態24時間)を1サイクルとして、0,5,10サイクルの処理を施した後、2mmフルイ通過試料(全粒土)、全粒土から0.25mm以下を除いた試料(団粒土)、全粒土をゴム栓付ランマ-で破砕した試料(破砕土)にそれぞれ調整し、基本的物理性,究固め,一軸圧縮,応力緩和の各試験を実施すると同時に、ふるい分け後、究固め等の各試験後の試料について耐営性団粒分析試験も実施し、土壌構造の変化を検討した。その結果、いずれの試料においても処理土の方がpF1.01.5以下の保水性は低く、最適含水比も低い。最大密度と最大一軸圧縮強度は大きく、最適含水比以上の水分状態での緩和時間はなくなることが明らかとなった。平均質量直径の変化に着目すると、団粒土の処理試烈にのみ特異な傾向が認められ、風化処理に伴って団粒構造が著しく質変化していることが明らかとなった。3.土壌構造をフラクタル次元で定量的に把握する場合、間隙構造と固相構造の二つの面からのアプロ-チがある。前者についてX線撮影法の技術力の不足もあって今回は目的を達成し得なかったが、後者についてはSEM写真を使用すれば目的を達成し得ることを実証した。
ブレオマイシン金属錯体による酸素活性化とDNA分子認識機構の解明

本研究は、ブレオマイシン金属錯体による酸素活性化機構をモデル化合物や修飾オリゴヌクレオチドを用いて、有機化学的に詳細に検討し、錯体の構造、DNAの切断の分子機構の本質に迫り、その機能制御を行ない、新しいブレオマイシンを創製することを目的としている。今年度の研究によって以下に示す知見及び成果が得られた。1)ブレオマイシン金属錯体によるDNA切断機構の解明ラジカルの寿命を測定する化学プローブであるラジカルクロックを、ブレオマイシン金属錯体の反応サイトに導入し、それぞれの錯体により生成するラジカルの寿命について検討を行なった。その結果、コバルトによる反応においても鉄錯体と同様、4 ́位水素引きぬきにより4 ́位のラジカルが生成していることを世界に先がけて確認できた。この知見に基づいて新たな反応機構を提案した。2)ブレオマイシンコバルト錯体の構造解析錯体の構造が確定しにくい鉄錯体のモデルとして、コバルト-ブレオマイシンについてNMR,CDスペクトルなどの分光学的手段を用いて、総合的に配位構造についての検討を行なった。その結果、コバルトの錯形成により生成するグリーン、ブラウン錯体は錯体部分が逆の配位構造をとっていることが判明した。またこれに基づいて、ブレオマイシン-コバルト錯体とDNA6量体との結合モデルを構築し、AMBERによる力場計算を用いて、構造最適化を行ない、コンピューターグラフィックスにより視覚化した。
パルスオキシメトリ法による乳歯および幼若永久歯の歯髄診断に関する研究

1.研究目的:現在小児における歯髄の生死は主として電気刺激などの侵襲的な刺激に対する反応によって判断されていることが多い。本研究では、小児の歯髄から透過光光電脈波(TLP)を記録し、この脈波の有無が歯髄生活テストヘ応用が可能か否かを検討した。2.研究方法:予備実験として成人を被験者とし、今までに報告されている透過光光電脈波法(井川ら1983)によって健全歯の歯髄から脈波が検出できることを確認した。次に小児の健全歯(幼若永久歯および乳歯)からも同じように歯髄脈波が検出できることを確認した。方法は被験歯の印象模型から製作した個歯アダプターの口蓋側に付けられた光ファイバーを通して、歯に緑色の発光ダイオード(LED、ピーク値525nm)を照射し、この透過光を唇側から採取した。透過光はCdS光電セル(ピーク値、550nm)に導かれ、透過光量は交流増幅器を通しTransmitted Light Photoplethysmography(TLP)として被験者の指尖脈波と同時に記録した。記録はうす暗い部屋で、遮光性の黒色ラバーダムを装着した場合としない場合とに分けて行ない、歯周組織脈波の混入の影響を確認した。成人被験者において、局所麻酔前後でのTLP振幅の変化を観察した。TLP信号は後で平均加算し、脈波振幅は信号処理ソフトを使用して求めた。3.研究結果:1)成人および小児の被験者の健全歯から、指尖脈波に同期したTLPが検出された。小児の被験歯では成人と比較してTLPの脈波振幅は大きく、波形も明確であった。2)電気刺激に反応しなかった脱臼歯においてもわずかにTLPは記録された。しかし、再植歯では明瞭な波形は検出されなかった。3)ラバーダムの装着により信号の有意な減少は生じなかった。4)局所麻酔よって、TLP振幅が変化することからTLPは歯髄の血流を反映してると思われた。本法は非侵襲的で痛みを誘発せず、客観的であるため、外傷歯や幼若永久歯などの歯髄診断に有用であり、小児歯科臨床における検査法として応用できる可能性が示唆された。1.研究目的:歯髄の生死診断は従来よりの電気的診断法が主流である。しかし、この方法は患児に痛みを与える、返答に客観性を欠く、幼若永久歯などでは閾値が高く反応しにくい、などの欠点がある。一方、透過光光電脈波法は光が歯冠を唇舌的に透過する際の歯髄血流の変化量を脈波として観察するものであり、レーザードプラー血流測定法に比べ、歯髄血流に由来する信号成分が多く含まれると報告されている。井川ら(1994)は緑色の発光ダイオード(LED)を光源として、成人の歯髄光電脈波を検出しているが、これまでに幼若永久歯を測定対象とした報告は得られていない。今年度はパルスオキシメトリ法の前段階である、透過光光電脈波の検出を成人被験者で測定条件を決定し、次に小児被験者にて幼若永久歯を測定対象とした実験を行い、歯髄脈派が検出できることを目標とした。

2.研究方法:成人被験者の健全な上顎中切歯を被験歯として、小型発光ダイオード(緑色LED、ピーク波長565nm)と、受光センサー(CdSe素子)とで透過光光電脈波を観察した。歯髄脈波測定と同時に被験者の心電図も記録し、脈波の検出を確認した。導出された信号はデーターレコーダーに記録し、必要に応じてパーソナルコンピューターにて平均加算した。小児被験者2名の上顎中切歯(幼若永久歯)についても同様の方法で歯髄脈波を測定した。3.結果:(1)透過光の発光源には波長が565nmにピークを有する緑色の発光ダイオード(LED)を、受光側には同域にピークを有するCdSe素子を用いると、心電図に同期した歯髄脈波を検出することができた。(2)小児の幼若永久歯からは成人の歯よりも、明瞭な歯髄脈波を検出することができた。(3)電気診ではリークしやすい萌出不十分の歯や、感覚閾値が高く反応が得られない幼若永久歯においても、客観的に生活反応を確認することができ、本法は小児に適した歯髄診断法となりうる可能性が示唆された1.研究目的:本年度の研究では、小児における歯髄の生死診断に際し電気刺激などの侵襲的な刺激を用いない方法の開発のため、小児の歯髄から透過光光電脈波Transmitted Light Photoplethysmography(TLP)を記録するのに適した装置を開発し、これによって得られた脈波振幅の計測を行い、ラバーダム装着や室内の明るさなどの測定条件の影響を検索した。2.研究方法:今年度は測定装置を改良し、LEDピーク波長を緑色(565nm)から高輝度青緑色(525nm)に、受光センサーをCdSeからCdSに変更した。この試作器を用いて小児被験者(健全永久歯12歯、健全乳歯6歯)でTLPの測定を試みた。記録は室内灯有り、無し、およびラバーダム装着有り、無しの場合に分けて行ない、歯周組織脈波の混入の影響を確認した。また成人被験者において、局所麻酔前後でのTLP振幅の変化をも観察した。TLP信号は後で平均加算し、脈波振幅は信号処理装置PowerLabを使用して求めた。3.研究結果:1)小児の被験者の健全歯からも成人と同様、指尖脈波に同期したTLPが検出された。小児の被験歯(特に幼若永久歯および乳歯)では成人と比較してTLPの脈波振幅は大きく波形も明瞭であった。2)電気刺激に反応しなかった外傷脱臼歯でわずかにTLPは記録され、生活歯であることが確認できた症例もあった。再植歯では明瞭な波形は検出されなかった。3)室内灯の有る時には、脈波振幅は増大するが、被験者の体動の影響が混入しやすかった。4)ラバーダム装着の有無により信号の有意な減少は生じなかったため、歯周組織の脈波は混入していないと思われた。5)局所麻酔によりTLP振幅が変化することから、TLPは歯髄の血流を反映してると思われた。今年度の研究結果では、電気診では判定しにくい外傷を受けた幼若な永久歯や低年齢小児の乳歯であっても、本法を用いて歯髄脈波を検出することによって、歯髄の生死が判定できることが明らかとなった。