hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性閉塞性肺疾患の病態における炎症関連因子の遺伝子学的検討-欧米人との比較

そこで、従来の方法と不連続血漿Percoll回収法を比較するため、2例の健常非喫煙者の血液を2つの方法で同時に処理し遊走活性を観察した。その結果、f-MLP及びIL-8の刺激に対して、いずれの方法で処理した好中球も同様の反応曲線を示した。b)同一人の血液を異なる日に採取し遊走実験を行っても結果は安定しているか。2人の健常非喫煙者から、1ヶ月以上あけて3回血液を採取し、各々の日に遊走実験を行った。その結果、f-MLP及びIL-8の刺激に対して、各人の好中球は3回とも同様の反応曲線を示した。c)喀痰の好中球遊走活性実験;血液ドナーを変えても結果を再現できるか。これまで主に英国人の喀痰サンプルを用いて重症度別に喀痰の好中球遊走活性を検討したが、単一の健常人ドナーから得られた好中球を用いたものであった。本年度は健常人血液ドナーを6人に増やし再現性を検討した。喀痰検体は英国より空輸で日本に取り寄せた。その結果、血液ドナーを変えてもCOPD重症例の喀痰は健康喫煙者の喀痰に比べて好中球を遊走させる能力が低下していることが再現された。英国人と日本人のデータをひとつにまとめて2007年3月号のAm J Respir Crit Care Medに報告した。英国人と日本人の結果は同様の傾向にあったが、その詳細な検討については来年度に行う予定である。慢性閉塞性肺疾患(COPD)は,全喫煙者の約10%の'喫煙に対する感受性'を持つ群にのみに発症する,末梢肺構造が慢性的に破壊される疾患である。我々はその病態の進行において注目されている好中球主体の気道炎症の成立のメカニズムについて,健康喫煙者と疾患群(喫煙感受性群)に分けて検討していた。また,この結果を英国での結果と比較して欧米と我が国の同疾患の成り立ちの差異も検討している。平成18年度は,この実験の再現性や信頼性を検討した。本年度(最終年度)は,英国人と日本人の結果に関して,詳細な比較検討を行った。末梢血好中球がもつ既知の化学遊走因子(f-MLP(10^<-8>mol/l)やIL-8(10^<-8>mol/l))に対する化学遊走活性をCOPD発症患者(喫煙感受性群)の重症度,人種別に検討した。対象とした健康非喫煙者(HC),健康喫煙者(HS),軽症COPD患者(mildCOPD),重症COPD患者(severe COPD)の数は,英国人群で13,11,5,12名,日本人群で4,5,4,7名であった。F-MLPに対する好中球遊走能は,英国人群においてsevere COPDではHCに比べて低下しており(P=0.002),日本人群においても同様の傾向にあった(mildvs.severe COPD;P=0.05)。IL-8に対する好中球遊走能に関しては英国人群ではHC,HS,mild,severe COPDの間で有意差は認めなかったが,日本人群においてはsevere COPDではHC(P=0.007)やmild COPD(P=0,004)に比べて低下しており,日英のデータを合わせて検討するとsevere COPDではHC(P<0.01)やmild COPD(P<0.05)に比べて低下していた。以上より,同じ人種群で見ると,末梢血液中の好中球の遊走能力には,f-MLPとIL-8の間で差異が認められた。また,f-MLPに関しては日英群各々で見るとCOPDが重症になるほど遊走能が低下しており,細菌感染に対する防御能力が低下する可能性が日英患者で共通に示唆された。IL-8に関しては,日英間ではCOPDの重症度と好中球遊走能の関係には差が認められた。このことより,日英間でCOPD患者の好中球の遊走機能に差が存在する可能性が示唆された。
生体内におけるポリアミンが寄与する新たなCO2輸送機構の解明

ポリアミンは全ての生物の細胞内に普遍的に含まれ,分子内に複数のアミノ基を有する低分子化合物の総称である.本研究では,研究代表者が発見したポリアミンとCO2の高い親和性という化学的性質から「生体内でもポリアミンがCO2濃縮に寄与し,海洋生物の石灰化反応,光合成の促進,および生体内のpH調整に寄与している」との仮説を立証するため以下の3項目を柱に研究を行っている.1)生体内ポリアミン-CO2結合体(カルバメイト体)のNMRを用いた検出,2)ポリアミン生合成および輸送体阻害剤がサンゴ稚ポリプの石灰化部位のpH上昇に及ぼす影響,3)高CO2条件でのポリアミンによる石灰化反応と海洋生物の石灰化速度の相同性の検証である.1)生体内カルバメイト体をインセルNMR法によって検出するための条件検討を,シアノバクテリア,大腸菌などを用いて行っている.2)ポリアミン生合成阻害剤およびポリアミン輸送体阻害剤が稚サンゴの石灰化部位のpH上昇に及ぼす影響を調べたところ,ポリアミン輸送体阻害剤を添加した際に,pH上昇が有意に低下することが分かった.3)ポリアミンによる石灰化反応と稚サンゴの骨格形成(石灰化)を大気圧, 0.5, 1%CO2条件で比較した結果,0.5と1%CO2では同じく石灰化が阻害された.これらのことから,ポリアミン輸送体が稚サンゴの石灰化において重要な役割を果たしていることが示唆される。また,高CO2条件でのポリアミンによる石灰化反応と稚サンゴの石灰化速度には高い相同性があることが明らかになった.2)の項目であるポリアミン生合成および輸送体阻害剤がサンゴ稚ポリプの石灰化部位のpH上昇に及ぼす影響では,サンゴ石灰化母液内のpHイメージング法の構築と,蛍光試薬によるポリアミンの半定量に成功した。3)の項目では高CO2条件でのポリアミンによる石灰化反応と稚サンゴの石灰化速度に高い相同性があることが明らかにすることが出来た.1)の項目では,本格的に条件検討を始めたところで,測定結果を得るには至っていない。以上のことから,本研究はおおむね順調であると言える.1)の項目である,生体内カルバメイト体のNMRを用いた検出法を中心に行っていく予定である.まず,細胞内のポリアミン濃度が高い,バクテリアを用いて検討する.培養条件,NMR測定条件などを検討する予定である.2)稚サンゴのポリアミン輸送体の特定を試みていく.3)稚サンゴ以外で異なるCO2条件下で骨格形成速度を検討していく.ポリアミンは全ての生物の細胞内に普遍的に含まれ,分子内に複数のアミノ基を有する低分子化合物の総称である.本研究では,研究代表者が発見したポリアミンとCO2の高い親和性という化学的性質から「生体内でもポリアミンがCO2濃縮に寄与し,海洋生物の石灰化反応,光合成の促進,および生体内のpH調整に寄与している」との仮説を立証するため以下の3項目を柱に研究を行っている.1)生体内ポリアミン-CO2結合体(カルバメイト体)のNMRを用いた検出,2)ポリアミン生合成および輸送体阻害剤がサンゴ稚ポリプの石灰化部位のpH上昇に及ぼす影響,3)高CO2条件でのポリアミンによる石灰化反応と海洋生物の石灰化速度の相同性の検証である.1)生体内カルバメイト体をインセルNMR法によって検出するための条件検討を,シアノバクテリア,大腸菌などを用いて行っている.2)ポリアミン生合成阻害剤およびポリアミン輸送体阻害剤が稚サンゴの石灰化部位のpH上昇に及ぼす影響を調べたところ,ポリアミン輸送体阻害剤を添加した際に,pH上昇が有意に低下することが分かった.3)ポリアミンによる石灰化反応と稚サンゴの骨格形成(石灰化)を大気圧, 0.5, 1%CO2条件で比較した結果,0.5と1%CO2では同じく石灰化が阻害された.これらのことから,ポリアミン輸送体が稚サンゴの石灰化において重要な役割を果たしていることが示唆される。以上のことから,本研究はおおむね順調であると言える.1)の項目である,生体内カルバメイト体のNMRを用いた検出法を中心に行っていく予定である.まず,細胞内のポリアミン濃度が高い,バクテリアを用いて検討する.培養条件,NMR測定条件などを検討する予定である.2)稚サンゴのポリアミン輸送体の特定を試みていく.

3)稚サンゴ以外で異なるCO2条件下で骨格形成速度を検討していく.挑戦的研究(萌芽)は,採択と交付が遅いため,申請者が所属する機関では交付まで研究費の使用ができず,当初計画していた稚サンゴの産卵時期が過ぎてしまい,自己資金でサンプリングを行ったために旅費が少なくなった.次年度は計画どおり稚サンゴのサンプリングに使用する予定である。
外気の冷熱を利用するガスハイドレート発電システムの熱源温度条件の緩和に関する研究

本研究の目的は,有機ランキンサイクルなどの従来の発電方法では対応できない,常温付近の熱源を利用する新たな発電システムを提案することである.CO2ハイドレートは,常温付近のわずかな温度差によって生成・解離し,多量のCO2を吸収・放出するという,特異な特性を有する.そこで,放出されるCO2によってアクチュエータを駆動して発電する,常温付近の自然エネルギーを熱源とする発電装置(以下,CO2-H発電システムとする)の開発を行う.本研究では特に,生成促進剤が生成条件を高温・低圧側にシフトする効果がCO2-H発電システムのエネルギー貯蔵速度とエネルギー貯蔵量に及ぼす影響を明らかにする.以下にその概要を記す.○CO2ハイドレートの相平衡圧力の計測装置の構築:CO2ハイドレートの生成実験装置を構築した.実験装置の構成については,「羽田他,資源と素材, Vol. 120, 2004」を参考とするが,反応熱の測定を可能とするために,冷熱源となる熱媒体管路を反応容器周囲に配置する構造とした.○先行研究の追試(相平衡圧力の計測):上記の実験装置を使用して,純粋なCO2ハイドレートと促進剤を加えたCO2ハイドレートの相平衡圧力の計測を行った.純粋なCO2ハイドレートと促進剤としてシクロペンタンを加えたCO2ハイドレートについて,先行研究の結果と比較を行い本研究で使用する実験装置での実験結果の妥当性を確認した.〇生成速度,生成量の調査:上記の実験装置を用いて,純粋なCO2ハイドレートと促進剤を加えたCO2ハイドレートの生成速度と生成量を二通りの方法で調査した.一つめの方法は,密閉容器内での温度と圧力の計測値から生成量を計算するものであり,二つ目の方法は,一定圧力下での容器内への流入量の直接測定によるものである.本研究の目的は、有機ランキンサイクルなどの従来の発電方法では対応できない、常温付近の熱源を利用する新たな発電システムを提案することである。CO2ハイドレートは、常温付近のわずかな温度差によって生成・解離し、多量のCO2を吸収・放出するという、特異な特性を有する。そこで、放出されるCO2によってアクチュエータを駆動して発電する、常温付近の自然エネルギーを熱源とする発電装置(以下、CO2-H発電システムとする)の開発を行う。本研究では特に、生成促進剤が生成条件を高温・低圧側にシフトする効果がCO2-H発電システムのエネルギー貯蔵速度とエネルギー貯蔵量に及ぼす影響について、実験と数値解析の結果をもとに検討を行い、CO2-H発電システムの冬季における稼働日数の拡大を目指す。本年度に実施した内容を以下に記す.○CO2ハイドレートの相平衡圧力の計測装置の構築CO2ハイドレートの生成実験装置を構築した.実験装置の構成については、「羽田他,資源と素材, Vol. 120, 2004」を参考とするが、反応熱の測定を可能とするために、冷熱源となる熱媒体管路を反応容器周囲に配置する構造とした.○先行研究の追試(相平衡圧力の計測)上記の実験装置を使用して、純粋なCO2ハイドレートと促進剤を加えたCO2ハイドレートの相平衡圧力の計測を行った.本年度は特に,純粋なCO2ハイドレートと促進剤としてシクロペンタンを加えたCO2ハイドレートについて,先行研究の結果と比較を行い本研究で使用する実験装置での実験結果の妥当性を確認した.主な理由は以下の2点である.1.実験装置の構築本研究では,高圧の二酸化炭素の圧力および流量を計測,制御する必要があり,機器選定のためのメーカーとの情報交換や納品までに当初見込んでいたよりも多くの日数を要した.そのため,実験装置の構築完了時期に遅れが生じ,以下に示す実験開始に影響を及ぼした.2.実験に要する時間の増加実験計画の1つ目の課題である相平衡圧力の測定において,相平衡に達していると判定する条件を選定するために当初想定していたよりも多くの時間を要した.以上の理由により,本年度中に着手する予定であった生成速度の計測を実施することができなかった.本研究の目的は,有機ランキンサイクルなどの従来の発電方法では対応できない,常温付近の熱源を利用する新たな発電システムを提案することである.CO2ハイドレートは,常温付近のわずかな温度差によって生成・解離し,多量のCO2を吸収・放出するという,特異な特性を有する.そこで,放出されるCO2によってアクチュエータを駆動して発電する,常温付近の自然エネルギーを熱源とする発電装置(以下,CO2-H発電システムとする)の開発を行う.本研究では特に,生成促進剤が生成条件を高温・低圧側にシフトする効果がCO2-H発電システムのエネルギー貯蔵速度とエネルギー貯蔵量に及ぼす影響を明らかにする.以下にその概要を記す.○CO2ハイドレートの相平衡圧力の計測装置の構築:CO2ハイドレートの生成実験装置を構築した.実験装置の構成については,「羽田他,資源と素材, Vol. 120, 2004」を参考とするが,反応熱の測定を可能とするために,冷熱源となる熱媒体管路を反応容器周囲に配置する構造とした.○先行研究の追試(相平衡圧力の計測):上記の実験装置を使用して,純粋なCO2ハイドレートと促進剤を加えたCO2ハイドレートの相平衡圧力の計測を行った.純粋なCO2ハイドレートと促進剤としてシクロペンタンを加えたCO2ハイドレートについて,先行研究の結果と比較を行い本研究で使用する実験装置での実験結果の妥当性を確認した.

〇生成速度,生成量の調査:上記の実験装置を用いて,純粋なCO2ハイドレートと促進剤を加えたCO2ハイドレートの生成速度と生成量を二通りの方法で調査した.一つめの方法は,密閉容器内での温度と圧力の計測値から生成量を計算するものであり,二つ目の方法は,一定圧力下での容器内への流入量の直接測定によるものである.研究実施内容の大きな変更は無い.本年度の実施した研究により蓄積された知見を有効に活用し,次年度の中間期には遅れを取り戻す計画である.なお,本研究で重要な役割を果たす生成反応促進剤については,当初の研究計画では3種類の促進剤の効果を実験により明らかにする予定であった.しかし,そのうちの2種類は相平衡圧力曲線が似通っているため,一方のみ採用し2種類の促進剤について実験を行うこととする.これにより実験件数を削減しつつ,効果的に相平衡圧力の違いが生成反応に及ぼす影響を明らかにする.
極細天然繊維を用いた環境調和型機能性被服材料の開発

環境に優しく植物由来の極細天然繊維であるセルロースナノファイバー(CNF)の被服分野への応用を目的に研究を行った。CNFをセルロース系繊維から成る布へ塗布し、CNF加工布の特性変化を明らかにした。CNF加工布の表面は滑りやすく、ハリのある素材となり、風合いは大きく変化した。また、エアバリア性が大きく上昇し、保温性も向上した。基布の種類により、吸湿性や吸水性が変化することもわかった。CNF加工布ではインクジェット捺染の品質が向上したことから、染色の前処理剤としての可能性も期待できる。現段階では、エアバリア性や保温性を必要とする洗濯回数の少ない衣料品や、家具用テキスタイルへの適用が提案できる。セルロースナノファイバー(CNF)を塗布する基材として、綿織物、キュプラレーヨン織物及びキュプラレーヨン製不織布を比較した。水中対向衝突法により作製した竹パルプ及び広葉樹パルプ由来のCNFを使用して、各基材にCNF水分散液をバーコーターで塗布し(塗布量:4.0 g/m2)、CNF塗布試料を作製した。作製した試料について、通気性、摩擦特性、曲げ特性、吸水性、保温性の測定を行った。さらに、CNF塗布試料にインクジェット印刷を施し、印刷適性を評価した。どの基材に対してもCNFを塗布することで通気抵抗が大幅に向上し、特に不織布での向上は顕著であった。CNFの違いでは、広葉樹由来のCNFを塗布した試料で通気抵抗が最も向上した。細く均一な広葉樹由来CNFの方が、より均一なフィルム状の塗工膜を形成し、通気抵抗が高くなったと考えられる。CNFを織物や不織布に微量に塗布することで、エアバリア性が大幅に向上することがわかった。摩擦特性は、どの基材に対してもCNFを塗布することで摩擦係数がやや低下し、滑りやすくなった。CNF塗布により手触り感を変化させられる可能性が見出された。曲げ特性は、CNFを塗布することでやや曲げかたくなった。吸水性はCNF塗布によりやや低下した。CNFが基材中の毛細管を一部埋めてしまったためと考えられる。織物、不織布ともにCNFを塗布すると保温性が向上した。CNFが織物や不織布の対流を生じる大きな空隙は埋め、微小な空隙は残すことにより、熱を保てる静止空気層を保持したことによると考える。インクジェット印刷適性については、CNF塗布試料へ印刷すると、より高い色濃度が得られた。CNF塗工層がインク顔料を基材表面近傍に留めることにより、色濃度が向上したと考えられる。特に不織布にCNF塗布した試料では、印刷のにじみも解消した。研究実施計画においては、平成27年度に「基材の種類による効果の違い」、平成28年度に「セルロースナノファイバーの種類による効果の違い」を検討することとしているが、セルロースナノファイバーの種類による違いを平成27年度に一部実施済みであり、基材への化学処理等を施す加工布への検討については、平成28年度に引き続き行う予定としている。全体としては、おおむね順調に進んでいる。セルロースナノファイバー加工布の「基材の種類による効果の違い」について、TEMPO酸化処理を施した綿織物にセルロースナノファイバーを塗布し、その効果を評価した。綿布に対してTEMPO酸化処理を施すと織糸の単糸間の空隙が増し、織糸が膨潤し嵩高になった。セルロースナノファイバーを塗布することにより通気抵抗及び保温性が向上したが、基布にTEMPO酸化処理を施してから塗布した方が、より高い効果を得られた。TEMPO酸化処理によって増大した単糸間の空隙に、より多くのセルロースナノファイバーが定着したことによると考えられる。吸水性は、綿白布にTEMPO酸化処理を施すことで吸水速さが上昇したが、セルロースナノファイバーを塗布すると吸水速さは低下した。しかし、吸水時のにじみは軽減されるので、印刷や染色時のにじみ軽減に寄与し、印刷品質が向上すると考えられる。洗濯耐久性は、水洗いによる繰り返し洗濯では1回につき布全体で25%の重量減少であった。基布へのTEMPO酸化処理有無による洗濯耐久性の違いは見られなかった。綿布に塗布されたセルロースナノファイバーは、温和な洗濯条件ではほぼ脱落せず、織物表面に安定して定着していることが分かった。「セルロースナノファイバーの種類による効果の違い」について、TEMPO酸化処理法又は水中対向衝突法による異なる方法で調製したセルロースナノファイバーを比較した。TEMPO酸化処理法によるセルロースナノファイバーを塗布した試料布の方が、通気抵抗が著しく向上し、吸水速度が低下した。TEMPO酸化処理法の方が、より微細で均一なナノファイバーが形成され、乾燥後により微細で均一なネットワークを形成することによると考えられる。セルロースナノファイバーの調製法の違いにより性状や分散状態が異なるため、基布上での定着状態が異なり物性に大きな影響を与えることがわかった。研究実施計画における、セルロースナノファイバー加工布の「基材の種類による効果の違い」と「セルロースナノファイバーの種類による効果の違い」の検討を予定通り行い、成果を得られた。洗濯堅牢度については、一部の条件のみ実施済であり、平成29年度に引き続き行う。最終年度は、セルロースナノファイバー(CNF)加工用の基布として、苧麻布とキュプラ布にTEMPO酸化処理を施した効果と洗濯堅牢度を確認した。結晶化度が低いキュプラ布では、苧麻布と同じ処理条件では大幅な強度低下が確認され、穏やかな条件での処理が必要であった。

苧麻布及びキュプラ布共に、TEMPO酸化処理を施すことで表面が親水化し、吸水性が上昇した。TEMPO酸化処理布にCNFを塗布した加工布は、表面は滑りやすくなり、エアバリア性が大幅に上昇したが、吸水性はやや低下した。熱物性については、保温性に大きな変化は現れなかったが、表面の接触冷感が上昇した。洗濯堅牢度については、基布への前処理としてTEMPO酸化処理を施した試料の方が、CNFの脱落量が少なかった。セルロース系の基布にTEMPO酸化処理を施すことで、基布表面の親水性が高くなり、基布とCNFとの結合が強くなることで、洗濯によるCNFの脱落を抑えることができたと考えられる。研究全体を通し、CNFをセルロース系繊維から成る基布へ塗工した場合の、物性や風合い変化を確認できた。原材料や調製法の違いに起因するCNFの形態の違いは、塗布後のCNF加工布の物性にも影響を及ぼすことを確認した。織物へCNFを表面塗工することより、表面は滑りやすくハリのある素材となり、手触り感(風合い)は大きく変化した。また、エアバリア性が大きく上昇し、吸水性はやや低下した。基布の種類により、吸湿性や保温性が変化することもわかった。また、印刷品質は向上した。基布にTEMPO酸化処理などの親水化加工を施すことで、基布とCNFの結合強度が増し、洗濯堅牢度が向上する可能性が示された。現段階においては、エアバリア性や保温性を必要とする洗濯回数の少ない衣料品や、壁紙、カーテンなどの家具用テキスタイルへの適用が提案できる。今後、消臭性等の機能性を検討していきたい。環境に優しく植物由来の極細天然繊維であるセルロースナノファイバー(CNF)の被服分野への応用を目的に研究を行った。CNFをセルロース系繊維から成る布へ塗布し、CNF加工布の特性変化を明らかにした。CNF加工布の表面は滑りやすく、ハリのある素材となり、風合いは大きく変化した。また、エアバリア性が大きく上昇し、保温性も向上した。基布の種類により、吸湿性や吸水性が変化することもわかった。CNF加工布ではインクジェット捺染の品質が向上したことから、染色の前処理剤としての可能性も期待できる。現段階では、エアバリア性や保温性を必要とする洗濯回数の少ない衣料品や、家具用テキスタイルへの適用が提案できる。「基材の種類による効果の違い」の引き続きの検討として、基材に前処理(化学処理)を行った場合の影響を調べ、良好な特性を得られる基材の種類を確定する。「セルロースナノファイバーの種類による効果の違い」は、原材料の違いを実施済みであるため、製造方法の違い(物理的処理、化学的処理)を検討し、効果の高いセルロースナノファイバーの種類を確定する。加工布の物性と風合いを引き続き評価する。織物へ加工した場合、最も重要な特性の一つである洗濯堅牢度を評価する。洗濯堅牢度に問題がある場合には、解決法を検討する。デジタルマイクロスコープを購入し、本装置を使用して、セルロースナノファイバーの定着状態の観察及び加工布の構造解析を行い、風合い発現機構を検討する。
CMR効果を示すCo系酸化物の磁気相転移とフォノン伝達

最近、3d遷移金属酸化物が織り成すスピン、電荷、格子が複雑に相関した多彩な物性が注目され、将来の応用に向けてMn系、Co系酸化物が盛んに研究されている。熱伝導率、比熱などの材料の熱的パラメータは、応用面からは熱電変換特性や熱的安定性の評価に必要な物理量であり、一方物性的には強磁性金属転移や磁気抵抗効果のメカニズムを検討する上で重要な測定手段である。本研究では特にLa_<1-X>AE_XCoO_3(AE=Sr, Ca, Ba)の磁性と熱伝導率などのフォノン伝達量の関係を系統的に研究した。さらにこの系の熱電材料としての可能性も検討した。La_<1-X>AE_XCoO_3の電磁気学的、熱的特性を試料作製から物性評価まで系統的に行った。La_<1-X>Sr_XCoO_3系はX>0.2で転移温度T_c以下で強磁性金属転移を示し、熱伝導率もT_c以下でわずかに増大するが、この増大は電子熱伝導率の増大でほぼ説明できる。この変化はLa_<1-X>Sr_XCoO_3系などのMn酸化物で見られたJahn-Teller (JT)歪みの緩和による熱伝導率の増大とは本質的に異なることが明らかになった。さらにLaCoO_3の熱伝導率は30K付近に大きなピークを示し、わずか0.5%のSr置換やCoサイトの2%Cu,2%Ni置換により急激に減少する。このピークの原因は30K以上でJTイオンであるCo^<3+>(IS)の生成によるフォノン散乱の増加であると考えられ、Sr置換やCoサイトの2%Cu,2%Ni置換によりJTイオンであるCo^<4+>(IS)が生成され、Mn系と同様にフォノンを強く散乱することが示唆された。このように、JTイオンの存在はMn系、Co系の両方の系において強力なフォノンに対する散乱体になることが明らかになった。また、La_<1-X>AE_XCoO_3系は0.1<X<0.15で有望なp型熱電変換材料であることも明らかになった。ペロブスカイト型Co系酸化物La_<1-x>AE_xCoO_3(AEはアルカリ土類金属)は、La_<1-x>AE_xMnO_3に代表されるMn系酸化物と同様に、強磁性金属(FM-M)相が出現し巨大磁気抵抗(CMR)効果を示す。強磁性転移近傍の熱伝導率を系統的に調べ、強磁性転移温度Tc付近の熱伝導率異常が何により決まっているかを明らかにすることが本研究の主な目的である。Co系酸化物(La_<1-x>Sr_xCoO_3(LSCoO),La_<1-x>Ca_xCoO_3(LCCoO),La_<1-x>Ba_xCoO_3(LBCoO))の

良質多結晶および単結晶は、FZ法結晶成長装置により組成Xを精密に変化させて作製し、最適な結晶作製条件(成長速度、回転速度、雰囲気ガス種類など)を確立した。電気抵抗率測定やSQUID磁束計による磁化測定を異方性を含めて測定し、結晶性の確認や強磁性転移温度T_cなどの特徴的な温度を明らかした。熱物性測定装置(4K-300K)と伝導冷却型超伝導マグネット(010T)を用いて、試料の熱拡散率αを熱伝導率κ、熱起電力Sと同一セッティングで測定し、強磁性相転移や反強磁性相転移と熱伝導率、熱拡散率、熱起電力との関係を明らかにした。LSCoO(X=0.20)のκ(T)はT_c=210K以下でκ(T)はわずかな増大を示すが、この増大はMn系のT_c以下でのK(T)の増大に比べると明らかに小さく、Wiedemann-Franz則により計算された電子熱伝導率成分κ_eと、T_c付近でのスピン揺らぎによるフォノン散乱の増大によるフォノン熱伝導率成分κ_<ph>のdipによりほぼ説明できる。Srの他にイオン半径の異なるBa及びCaを置換したLBCoO系及びLCCoO系の熱伝導率を測定した結果、AE=BaではSrと同様にT_c以下でのκ(T)のわずかな増大が見られ、この増大に電子熱伝導率成分κ_eがかなり寄与していることは明らかで、フォノン熱伝導率κ_<ph>=κ-κeには異常がほとんどないことが明らかになった。このことは熱膨張測定からも確認された。AE=Caでは格子歪みの影響で電気抵抗率が大きくκ_eが小さいため、κ(T)に異常が生じない。フォノン熱伝導率κ_<ph>の絶対値はAE=Srが最も大きく、また電気抵抗率もAE=Srが小さくかつ低温まで金属的であることを考えると、LSCoO系はこれら3つの系の中で二重交換相互作用が最も支配的な系であると考えられる。最近、3d遷移金属酸化物が織り成すスピン、電荷、格子が複雑に相関した多彩な物性が注目され、将来の応用に向けてMn系、Co系酸化物が盛んに研究されている。熱伝導率、比熱などの材料の熱的パラメータは、応用面からは熱電変換特性や熱的安定性の評価に必要な物理量であり、一方物性的には強磁性金属転移や磁気抵抗効果のメカニズムを検討する上で重要な測定手段である。本研究では特にLa_<1-X>AE_XCoO_3(AE=Sr, Ca, Ba)の磁性と熱伝導率などのフォノン伝達量の関係を系統的に研究した。さらにこの系の熱電材料としての可能性も検討した。La_<1-X>AE_XCoO_3の電磁気学的、熱的特性を試料作製から物性評価まで系統的に行った。La_<1-X>Sr_XCoO_3系はX>0.2で転移温度T_c以下で強磁性金属転移を示し、熱伝導率もT_c以下でわずかに増大するが、この増大は電子熱伝導率の増大でほぼ説明できる。この変化はLa_<1-X>Sr_XMnO_3系などのMn酸化物で見られたJahn-Teller(JT)歪みの緩和による熱伝導率の増大とは本質的に異なることが明らかになった。さらにLaCoO_3の熱伝導率は30K付近に大きなピークを示し、わずか0.5%のSr置換やCoサイトの2%Cu,2%Ni置換により急激に減少する。このピークの原因は30K以上でJTイオンであるCo^<3+>(IS)の生成によるフォノン散乱の増加であると考えられ、Sr置換やCoサイトの2%Cu,2%Ni置換によりJTイオンであるCo^<4+>(IS)が生成され、Mn系と同様にフォノンを強く散乱することが示唆された。このように、JTイオンの存在はMn系、Co系の両方の系において強力なフォノンに対する散乱体になることが明らかになった。また、La_<1-X>AE_XCoO_3系は0.1<X<0.15で有望なp型熱電変換材料であることも明らかになった。
高品質電子ビームを用いた中重質量数領域に及ぶΛハイパー核の精密分光研究

米国・ジェファーソン研究所で行った、ラムダハイパー核分光実験で取得した^7_AHe、^<10>_ABe、^<12>_AB、^<52>_AVのデータ解析を行った。データ解析にあたり、特に重点的に行ったのは以下の二点である。1.エネルギースケールの絶対値の較正エネルギー較正用に取得したA・Σ^0データを用いて、磁気スペクトロメータ系の逆輸送行列を最適化することによりエネルギースケールの最適化を行った。これにより、設計した磁気スペクトロメータの従来の運動量分解能であるΔp/p2×10^-4を引き出すことに成功した。この成果から、sub-MeV (Fmm)の分解能でラムダノ・イパー核の核構造を分光することに成功した。2.データによって得られるA粒子の束縛エネルギーの系統誤差の見積もり実データ解析のみでは導くことが不可能であるエネルギースケールの較正の過程に起因する系統誤差をモンテカルロシミュレーション(Geant4)を用いて見積もった。このシミュレーション内では、スペクトロメータのアクセプタンス・検出器の分解能・ビームのエネルギースプレッド・標的中の粒子のエネルギーストラグリング等、考慮すべき効果を含んでいる。これにより、本研究で得られる束縛エネルギーの系統誤差が0.11MeV、励起エネルギーの系統誤差を0.05MeVであると見積もった。以上の解析により得られたラムダハイパー核の結果から、ラムダー核子間の荷電対称性の破れやラムダ粒子の糊効果等の議論を、クラスターモデル計算・シェルモデル計算等の理論計算と突き合わせて定量的に行った。(抄録なし)1.エネルギー分解能向上の為の逆輸送行列の新最適化コードの開発従来、ポリエチレン(CH_2)標的データから得られるΛ、Σ^0のピークがPDGの値に近づくように、スペクトロメータの検出面における粒子の位置・角度情報を標的における運動量・角度情報に変換する逆輸送行列の最適化を行う。本年度はそれに加え、過去に2度同反応で測定が行われている^<12>_ΛBの基底状態も輸送行列最適化ルーチン内の最小化するべきχ^2に取り入れた。この際、^<12>_ΛBの基底状態のχ^2に対するレファレンスは期待される応答関数でフィッティングした際の中心値を用いるが、このフィッティング結果がピーク領域のバックグラウンドの形に大きく依存する。その効果を無くす為、フィッティングを行う前段階でバックグラウンドの形を解析的に予測し元のスペクトラムから差し引くルーチンを新たに加えることにより、輸送行列最適化のχ^2の収束を大きく改善する事に成功した。新たなコードの導入後には、^<12>C(e,e'K^+)^<12>_ΛBのs_Λ、p_Λのピークを0.75MeV(FWHM)の分解能で観測できるレベルに到達している。現在は更なる分解能の改善とリニアリティーを良い状態で保つ為の新たなコードの開発を進めている。2.素過程q(γ^*,K^+)Λ.Σ^0の生成断面積の導出素過程の研究はΛハイパー核の理論計算の基本的なインプットになる情報でる事からも重要な研究である。特に我々は(仮想)光子に対するK^+の散乱角の前方領域(θ^<CM>〈20°)のハイパー核の生成を行っている為、その角度領域の素過程の理解が殊更に必要になる。しかし、SAPHIRやCLASにおいて高統計でかつ多くのエネルギー領域の研究がされているにも関わらず、前方領域のデータ同士のコンシステンシーが欠けている。その事実に伴い特に前方における理論計算が全く異なる挙動を示している(P.Bydzovsky,PRC76(2007)065202)。素過程の理論的な解釈を明確にする為には前方領域の誤差の小さいデータが求められる。私は、CH_2標的データの解析からθ^<CM>17°におけるΛ、Σ^0の生成微分断面積を求めた。さらに.理論計算の強いコンストレインを与える情報の一つである、仮想光子の四元運動量の2乗Q^2の依存性も導いた。現在、これらの結果を確かなものとする為に、断面積に大きく寄与する各効率の再評価とH_2O標的データから求めたΛ、Σ^0の断面積とのコンシステンシーのチェックを行っている。

これにより、本研究で得られる束縛エネルギーの系統誤差が0.11MeV、励起エネルギーの系統誤差を0.05MeVであると見積もった。以上の解析により得られたラムダハイパー核の結果から、ラムダー核子間の荷電対称性の破れやラムダ粒子の糊効果等の議論を、クラスターモデル計算・シェルモデル計算等の理論計算と突き合わせて定量的に行った。研究計画に沿って研究を進める事が出来たため。1.A=7からA=52までの∧ハイパー核精密分光逆輸送行列の最適化コードが分解能を設計値に近づくように高める事が確認できたので、次のステップとしてリニアリティを良く保ちつつエネルギー分解能を高めるようなコードに改善する。2.素過程p(e.e'K^+)∧/Σ^0の研究効率等の再見積りを行い、CH_2標的から得られた∧/Σ^0の生成微分断面積の最終確認を行う。また、H_2O標的データから得られる同反応の解析を行い一貫性を確かめる。(抄録なし)
安全・安心な分娩管理に向けた助産師の意思決定支援システムの開発

安全・安心な分娩管理に必要な観察・ケア記録をオンタイムで的確に表示・記録できるよう、表示・入力支援機能を備えた電子パルトグラムを開発し、臨床での有用性を探った。本システムの特徴は、選択肢を利用したタッチ入力支援、音声によるテキスト入力支援、写真による状況入力支援が付加されており、オンタイムでの記録を促進し、様々なデータの入力を容易に行える柔軟性の高い入力環境を提供していることである。近年のハイリスク化している分娩期において、主としてそこに携わる助産師の判断が産婦・胎児に多大なる影響を及ぼすため、熟練助産師の経験知をいかしたシステムは安全・安心な分娩管理のためには重要である。そこで、本研究の目的は安全・安心な分娩管理に向けた助産師の意思決定支援システムの開発・有効性の検証を行うことである。平成27年度は、1.システムの原案となる電子パルトグラムを開発した。2.安全、安心な分娩管理に向けた助産師の観察・実践及び電子カルテの分娩管理に対する有用性を図るための調査用紙の素案作成を行った。1.システムの原案作成は、電子パルトグラムを使用している助産師に、電子パルトグラムの記録に関する障害・課題についてフォーカスグループインタビューを実施した結果及び「第2回産科医療補償制度再発防止に関する報告書」の中から診療録等の記載不足について指摘された部分をシステムの原案設計の内容に含めた。パルトグラムの原案には、産婦毎に出産予定日や入院時刻等を管理する産婦テーブルのIDを主キーとして、助産師の氏名やログインID、パスワードなどが含まれる助産師テーブル、パルトグラムに入力する情報や記録等を管理するデータテーブル等から構成されている。2.調査用紙は、(1)産婦の安全保障について助産師が講じている観察・実践内容、(2)電子カルテシステムの有用性に関する認識、(3)助産師へのインタビューにて明らかとなった内容等を基に質問項目を作成した。平成27年度は、1.安全・安心な分娩管理に向け、熟練助産師はどの様な観察・実践を講じているのか、2.パルトグラムの電子カルテへの移行は、助産師が安全・安心な分娩管理を行うのに際し、どの程度有用性があるのか、またその課題を明らかにするための調査用紙の作成及び質問紙調査を行う計画であった。しかし、本研究の質問紙作成のベースとなる助産師へのインタビュー内容のカテゴリ化作業に時間を要したこと、システム開発をスムーズに行うためにシステムの原案作成を行ったことから、質問紙調査の実行ができず、調査用紙の作成にとどまった。本年度は、平成27年度に開発したシステム原案を基に、安全・安心な分娩管理に必要な観察・ケア記録をオンタイムで的確に表示・記録できる表示・入力支援機能を備えた電子パルトグラムを開発し、臨床での有用性について検討を行った。この開発したパルトグラムの特徴として、1選択肢を利用したタッチ入力支援、2音声によるテキスト入力支援、3写真による状況入力支援が付加されており、オンタイムでの記録を促進し、様々なデータの入力を容易に行える柔軟性の高い入力環境を提供していることがあげられる。この電子パルトグラムの評価として、音声入力の精度評価を行い、開発したパルトグラムの導入とユーザビリティ評価として、助産師にその有用可能性を半構造化インタビューにて尋ねた。そして、臨床における本パルトグラムの有用性を検討した結果、以下のとおりとなった。1.本パルトグラムの特徴である入力支援機能を活用することで、操作の簡便性及び分娩経過の記録がオンタイムで入力できる、画像保存による記録の正確性について高い評価が得られた。2.本パルトグラムの表示に関しては、情報の特徴に合わせた図や画像などの組み合わせによって、分娩経過の把握がスピーディかつ容易になるとの評価が得られた。3.本パルトグラムの機能評価については、各機能の正確な動作の確認が行えた。4.適切な情報の表示方法について、分娩経過の予測・振り返り、助産過程の展開をサポートできるようにさらに改善していく必要性がある。本研究の目的は、安全・安心な分娩管理に向けた助産師の意思決定支援システムの開発・有効性の検証を行うことである。平成28年度は、目的達成に向けて安全・安心な分娩管理に必要な観察・ケア記録をオンタイムで的確に表示・記録できる表示・入力支援機能を備えた電子パルトグラムを開発し、臨床での有用性を探ることができたため、「おおむね順調に進展している」と判断した。これまでに、安全・安心な分娩管理に必要な観察・ケア記録をオンタイムで的確に表示・記録できるように1選択肢を利用したタッチ入力支援2音声によるテキスト入力支援3写真による状況入力支援を付加したシステムを開発した。そしてその有効性を検討し、本システムの機能評価として各機能の正確な動作確認を行った。最終年度である平成29年度の目標は、前年度に原案として開発したシステムに分娩期における記録の課題に対する対策を組み込むことである。そこでまず、分娩期における助産師の実践内容及び記録の課題抽出を行うため助産師に質問紙調査を行った。その結果をもとに、助産師が安全・安心な分娩管理に向けた実践をよりスムーズに行うことができるようにシステムの表示方法の工夫やタッチ入力可能な選択肢の項目、内容の修正を行った。また、分娩期における記録の課題については、異常出現時や薬剤使用時の記録の難しさ等数多く存在した。

その中で、安全・安心な分娩管理を支援する機能として、胎児心拍数波形の判読が正確に行え、その対応が正確に行えるような入力・表示方法を検討し取り入れた。また、薬剤投与が正確に指示量に基づいて実施できるようなシステムも組み込んだ。以上より、本システムは、現在の分娩期の記録に対する困難点を改善し、助産師が安全・安心な分娩管理に向けた様々な実践を行うことを支援するのに役立つものとなった。安全・安心な分娩管理に必要な観察・ケア記録をオンタイムで的確に表示・記録できるよう、表示・入力支援機能を備えた電子パルトグラムを開発し、臨床での有用性を探った。本システムの特徴は、選択肢を利用したタッチ入力支援、音声によるテキスト入力支援、写真による状況入力支援が付加されており、オンタイムでの記録を促進し、様々なデータの入力を容易に行える柔軟性の高い入力環境を提供していることである。平成28年度は、平成27年度に実施できなかった質問紙調査を実施し、安全・安心な分娩管理に向けた助産師の観察・実践を明確にする。また、現在の電子パルトグラムの有用性・課題点を明らかとし、原案として作成したシステムに解決策を組み込んでいく予定である。最終年度である平成29年度は、開発したシステムの情報表示方法についての課題達成に向けて、助産師に対する調査結果を基に、助産師への適切な情報の提示や分娩経過の予測・振り返り、助産過程の展開をサポートできるようにさらに改善していく予定である。生涯発達看護学平成27年度に予定していた、郵送による質問紙調査が、研究の遅れにより実施できなかったため。予定していた助産師への質問紙調査の準備に時間を要し、平成28年度内に終えることができず、継続して平成29年度も行うこととなったため。また、本調査の成果発表を平成29年度に行うため。平成28年度に、質問紙調査を行うため、そのために必要な用紙・印刷費、郵送費に使用予定である。助産師に対し、「安全・安心な分娩管理に必要な記録」についての質問紙調査の実施。
電子カルテ閲覧行為の業務関連度を示す定量的指標の作成

コンピュータやネットワークのアクセス権限を有する利用者による目的外アクセス(興味本位の閲覧)を抑止する有効な機能は現状では存在していない。病院においても職員による目的外アクセスを抑止するための有効な手段はないのが現状である。本研究では目的外アクセス(興味本位閲覧)抑止機能を有する電子カルテシステムの実現を目指すため、電子カルテ目的外閲覧リアルタイム判定システムのプロトタイプを作成し、実証実験を行った。本研究「電子カルテ閲覧行為の業務関連度を示す定量的指標の作成」は、電子カルテにおける閲覧行為の業務関連度を占める定量的指標の作成を目的とするものである。平成26年度には、複数要因のランダムシミュレーション事例の複数評価者による判断結果を分析し、部署、職種、患者所属情報・オーダ情報等の複数の要因から閲覧行為の業務関連度を示す定量的指標(プロトタイプ)の作成に着手したところである。具体的にはデータベースサーバを購入し、構築中である。また、本院で試験的に始めている「部署別・職種別病院情報システムアクセスポリシー」については内容の再検討をした。現在、この「アクセスポリシー」を参考にして、電子カルテ利用者について、病院部署・職種・所属診療科等の項目に関して相互組み合わせにて想定される利用者について全種類作成の作業中である。また、患者についても、基本情報・診療科・外来入院病棟・検体検査オーダ・放射線検査オーダ・内視鏡検査オーダ・処方注射オーダ・輸血オーダ・病理オーダ・入院決定・手術オーダ・リハビリオーダ・透析オーダ等の複数要因のランダムシミュレーションにて患者事例について模擬患者のパターンを作成中である。今後は、任意の模擬利用者と模擬患者との組み合わせにより、業務上閲覧する必要性を評価し、再現率、一致率等を検討のうえ、各閲覧行為の業務関連度に関する定量的指標(プロトタイプ)の作成を進めていく予定である。平成26年度は部署、職種、患者所属情報・オーダ情報等の複数の要因から閲覧行為の業務関連度を示す定量的指標のプロトタイプの作成に着手し、それに必要なデータベースサーバの準備を整えた。さらに、平成27年度は、それらを利用し、次の2つについて検討を進めた。1.電子カルテ目的外閲覧リアルタイム判定システムの検討(カルテ記載、当日受診、再診予約等の有無、診療科、入院病棟などのパラメータをチェックするクライアントアプリを起動させ、構築したサーバにて判定処理等をする仕組み)2.「部署別・職種別病院情報システムアクセスポリシー」に基づき、サンプリングした利用者とその利用者のカルテ閲覧患者に対して「アクセスポリシー」への該当状況をマトリックスに展開する仕組みの検討(閲覧患者について各部署に関連するオーダ発行の有無や時期等をデータウェアハウスから自動収集し、一定のアルゴリズムに基づき、目的外閲覧の度合いを自動評価する仕組み)今後は、これらの検討結果をもとに、各閲覧行為の業務関連度に関する定量的指標を完成していきたい。昨年度の達成度でやや遅れている理由となっていた複数要因のランダムシミュレーション事例の抽出については、実事例を有効に利用する方法にて検討ができることが判明し、その方法に切り替えて検討していることから、概ね順調に進展していると思われる。2004年旧社会保険庁が保有する国民年金保険料の未納情報等に関する個人情報の漏洩が疑われる事例の報道を受けて実施された調査で、多数の職員による業務目的外の閲覧行為が明らかになった事案は記憶に新しい。電子カルテシステム、病院情報システムにおいて保存されている診療情報は最大かつ究極の個人情報の一つである。改正個人情報保護法では「病歴」が要配慮個人情報として扱われることとなったが、知られたくないプライバシー情報が他人に知られてしまう危険性を抱えた現在の情報社会については迅速かつ適切な対応が必要である。本研究では目的外アクセス(興味本位閲覧)抑止機能を有する電子カルテシステムの実現を目指すため、「電子カルテ目的外閲覧リアルタイム判定システム」のプロトタイプを作成した。その結果、限られた職種であるが、本プロトタイプについて実証することができた。今回のプロトタイプの実証により、業務目的外閲覧の可能性がある例を自動的にシステムで検出する方法がいくつか明らかになった。一方、本システムを更にバージョンアップさせ、チューニングを繰り返していったとしても、一定の限界があることも明らかになった。電子カルテの目的外アクセス抑止機能の実現を目指すためには、今後は、他の方法も併用しより総合的なアプローチが必要であると思われる。本研究成果は平成28年度大学病院情報マネジメント部門連絡会議にて報告した。複数要因のランダムシミュレーション事例の抽出に、当初予定した以上に難渋しているため、現在までの達成度はやや遅れている。今後は、平成27年度に検討した内容をもとに、職種別に各閲覧行為の業務関連度に関する定量的指標を完成し、さらには、電子カルテの目的外閲覧に関するリアルタイム判定システムの実用性と妥当性の評価についても踏み込んで検討を進めていきたいと考えている。

医療情報学今後は、任意の模擬利用者と模擬患者との組み合わせにより、業務上閲覧する必要性を評価し、再現率、一致率等を検討のうえ、各閲覧行為の業務関連度に関する定量的指標(プロトタイプ)の作成を進めていく予定である。当初計画で見込んだよりも安価に研究が進んだため、次年度使用額が生じた。当初計画よりもプロトタイプの作成が遅れているため、予定していた謝礼などの支払いが次年度に延期されたことにより、次年度使用額が生じた。次年度使用額は平成28年度請求額とあわせて、消耗品費や成果の発表費用等に使用する計画である。模擬利用者、模擬患者の組み合わせについて、評価者が各例で業務上のカルテ閲覧の必要性を評価し、再現率、一致率などを検討のうえ、閲覧行為の業務関連度を示す定量的指標(プロトタイプ)の作成を進める。これに必要な技術補助費、技術提供料、マスタ登録作業に係る謝金、また評価者に対する謝金、管理用PCなど、当初平成26年度に予定していた金額もあわせて使用する計画である。
最適線量分布を実現するBNCT用補償フィルター設計手法

熱外中性子を用いたホウ素中性子捕捉療法(BNCT)では、中性子の体内での熱化を利用することで、熱中性子を深部まで到達させることが可能である。一方で、熱中性子束の体内でのビルドアップや減衰のため、浅部の病巣に対する線量不足や、深部方向に分布した病変に対する大きな線量勾配が生じる場合があり、補償フィルターを用いた線量分布の改善が図られている。本研究では、患者毎に線量分布を最適化したBNCTを実現することを目指して、個々の患者の病変の位置と形状に合わせて補償フィルターを設計・作製する手法を開発することを目的としている。2018年度は以下の項目を実施した。(1)補償フィルターの形状最適化計算速度の向上:2017年度に実施検討した最適化計算法では計算に多大な時間を要することが判明した。そこで、計算機のハードウェア環境の改善、並びに計算コードの高速化、並列化およびアルゴリズムの見直しによる計算時間の短縮を試みた。その結果、数時間程度の合理的な計算時間にて最適化を実施することが可能となった。(2)補償フィルターの作成方法に関する検討:3Dプリンタによる補償フィルター作成について検討した。最適化計算によって決定された3次元形状データを、3Dプリンタへの入力データに変換するソフトウェアを整備した。未だ作成には至っていないが、テストデータを用いた試験により十分な精度での作成が可能であることを確認できた。(3)補償フィルターを患部に設置する際の位置決め手法に関する検討:補償フィルターを患部の指定した位置に正確に設置するためのクロスラインレーザー等の機器を整備した。さらに、補償フィルターの3Dデータ上に位置決めのためのケガキ線を追加する機能を有するアプリケーションコードの作成に着手した。今後、補償フィルターを実際に作成し、最適線量分布の実験的な検証を実施する予定である。補償フィルター形状の最適化計算について、想定していたよりも多大な計算時間を要することが判明したため、2018年度にも継続して検討を行った。そのため、2018年度に実施予定であったフィルターの作成技術の検討が当初の計画よりやや遅れている。最終年度である2019年度は、最適化計算によって決定した形状を有する補償フィルターを3Dプリンタを用いて作成し、当初計画どおりに最適線量分布の実験的な検証を実施する予定である。2017年度は、補償フィルターの形状を決定する最適化計算手法に関する以下の項目を実施した。(1)補償フィルターの材質および形状の線量計算体系内への設定:頭部ファントムのCT画像上に、指定された形状の補償フィルターを配置し、BNCT用の治療計画システムであるSERAのボクセルモデルとして出力するためのツールコードを作成し、動作を確認した。(2)形状最適化のためのアルゴリズムの探索:補償フィルターを柱状のピースに分割し、各ピースの高さを調整することにより形状の最適化を行うことを試みた。アルゴリズムとして最急降下法を採用した結果、計算に多大な時間を要することが判明した。SERAの線量計算モジュールの実行速度が影響していることが原因として考えられる。今後、計算時間の短縮のため、使用する計算機環境および開発環境を改善するとともに、フィルター形状のモデリング法やアルゴリズムの改良を行っていく予定である。補償フィルター形状の最適化計算について、使用した計算機環境および開発環境、フィルター形状のモデリング法とアルゴリズムの組み合わせでは、想定していたよりも多大な計算時間を要することが判明した。現状ではこの問題を解決するに至っておらず、当初の計画よりやや遅れている。

未だ作成には至っていないが、テストデータを用いた試験により十分な精度での作成が可能であることを確認できた。(3)補償フィルターを患部に設置する際の位置決め手法に関する検討:補償フィルターを患部の指定した位置に正確に設置するためのクロスラインレーザー等の機器を整備した。さらに、補償フィルターの3Dデータ上に位置決めのためのケガキ線を追加する機能を有するアプリケーションコードの作成に着手した。今後、補償フィルターを実際に作成し、最適線量分布の実験的な検証を実施する予定である。補償フィルター形状の最適化計算について、想定していたよりも多大な計算時間を要することが判明したため、2018年度にも継続して検討を行った。そのため、2018年度に実施予定であったフィルターの作成技術の検討が当初の計画よりやや遅れている。今後、計算時間の短縮のため、使用する計算機環境および開発環境を改善するとともに、フィルター形状のモデリング法やアルゴリズムの改良を行う。並行して、2018年度は計画どおり、任意形状の補償フィルターの加工技術と位置決め手法についての検討を行い、最終年度である2019年度に計画している最適線量分布の実験的な検証の実施へと繋げていく予定である。最終年度である2019年度は、最適化計算によって決定した形状を有する補償フィルターを3Dプリンタを用いて作成し、当初計画どおりに最適線量分布の実験的な検証を実施する予定である。(理由)線量分布計算用の計算機が想定より低価で購入できたことが主な理由である。(使用計画)繰り越した研究費は、補償フィルター形状の最適化に要する計算時間短縮ため、計算機環境および開発環境の改善に使用する。2018年度以降は、当初の使用計画に従って執行する予定である。(理由)補償フィルター位置決めのために購入を予定していたクロスラインレーザー等の機器類を、試験検討の段階であったために一時的に他用途の装置に設置されたもので代用したこと、および補償フィルターの実際の作成に至らなかったためにそのための原材料を購入できていないことが主な理由である。(使用計画)繰り越した研究費は、補償フィルター位置決めのためのクロスラインレーザー等の機器類を本研究により適した形で整備するため、また、3Dプリンタを用いたフィルター作成のための原材料の購入に使用する。2019年度分として請求した助成金は、当初の使用計画に従って執行する予定である。
自然体験活動(キャンプ)が児童・生徒の思いやり行動の発達に及ぼす効果

長期のアドベンチャーキャンプの参加児童・生徒に対し、日常生活場面およびキャンプ場面で思いやり行動が必要な場面をどの程度認知し実際に行動しているか、またキャンプに参加した結果として日常生活場面での思いやり行動の認知と行動にどの程度変化が見られるかについて調査を行った。調査対象は、札幌市の青少年野外教育振興会主催の平成6年度アドベンチャーキャンプ(7月8月に北海道で実施)に参加した児童・生徒49名とその保護者である。調査方法としては質問紙法を用い、まずキャンプ参加者にキャンプ参加初日に日常生活場面での思いやり行動の必要性についての認知レベルと自己行動評価をさせ、次にキャンプ終了時にキャンプ場面での認知レベルと自己行動評価をさせた。同時に、具体的にどんな場面で参加者が思いやり行動をより必要と考えたかの記述を行わせた。またキャンプ後としては、キャンプ3ヶ月後の日常生活場面についての認知と自己評価をさせた。保護者に対しては、ほぼ同じ時期に参加者の日常生活についてキャンプ参加前、キャンプ参加直後、3ヶ月後の評価を行わせた。その結果、思いやり行動を必要とする場面については、日常生活場面と比較してキャンプ場面の方がより多く認知されており、自己行動評価を比較してもキャンプ場面でより多く思いやり行動をしているという結果が得られた。また思いやり行動を必要と感じた場面については、メインプログラムである登山をはじめとして、食事作りやキャンプ場での生活全般があげられていた。日常生活場面での思いやり行動の認知と自己行動評価については、キャンプ参加当初と3ヶ月後の調査を比較すると3ヶ月後の方が認知・行動評価ともに高い値を示し、キャンプ参加による効果が推察された。保護者に対する調査では、キャンプ参加直後、3ヶ月後、キャンプ参加前の順で参加者の思いやり行動がより多くなされているという結果であった。