hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高精細動画像の圧縮符号化における時空間画質の最適制御に関する研究

与えられた伝送ビットレート下で動画像を帯域圧縮・符号化する際は,一般に時間-空間領域における画質の低下が生じる.本研究では,水平画素数1000を超え,毎秒のフレーム数60枚程度の高精細・高フレームレートの動画像を対象として,指定された伝送ビットレートで圧縮符号化した場合の主観画質を予測すると共に,その画質を最大化するための時間-空間領域におけるレート制御手法,さらには一定の伝送レートの下で画質の変動を最小化する画質平坦化法について検討し,高精細・高フレームレート動画像の圧縮符号化において有効な画質制御手法を確立した.与えられた伝送ビットレート下で動画像を帯域圧縮・符号化する際は,一般に時間-空間領域における画質の低下が生じる.本研究では,水平画素数1000を超え,毎秒のフレーム数60枚程度の高精細・高フレームレートの動画像を対象として,指定された伝送ビットレートで圧縮符号化した場合の主観画質を予測すると共に,その画質を最大化するための時間-空間領域におけるレート制御手法,さらには一定の伝送レートの下で画質の変動を最小化する画質平坦化法について検討し,高精細・高フレームレート動画像の圧縮符号化において有効な画質制御手法を確立した.本研究は,水平画素数1000を超え,毎秒60フレーム程度の高精細・高フレームレート動画像(HD画像)を対象として,圧縮符号化時における時空間の画質を最大化・平坦化する新しいレート制御・符号化法の確立を最終目的とするものである.平成21年度は1. HD試験画像を符号化してMOSを実測し,空間方向のMOS予測式MOSs(s)を導出する2.従来の時間方向のMOS予測式MOSt(t)がHD画像に適用可能かどうかを検討する3.得られた予測式をH.264符号化器に組み込み,HDに対応したMOSベースの符号化器を実現するの3点を目的として研究を行った.実際には,高速度カメラの関係で画質評価に適した十分な数のHD試験画像が得られなかったため,1についてはSD画像に対するH.264ベースの予測式の導出を優先すると共に,HD画像に対する極力多数のMOSの実測結果が得られるよう努めた.実際には,複数のSD動画像をH.264符号下器で符号化して実際にMOSを測定し,従来から用いられているMOS予測のための特徴量との間で重回帰分析を行って予測式を導出すると共に,HD画像に対しても同様の測定を行って,得られた予測式の適用可能性を検討した.その結果,1については,得られた予測式でHDに対するMOS予測が可能との見通しを得た.2についても同様に,従来の予測法でHDに対するMOS予測が可能であるとの見通しが得られた.また,3については,得られたMOS予測式とMOS予測値を最大化する時空間のレート制御法を実際にH.264符号化器に応用して「MOSベースのH.264符号化器」を実現し,所期の動作を行っていることを検証した.1について進捗は初期計画から遅れているため,次年度の計画に追加して進めていく予定である.本研究は,水平画素数1000を超え,毎秒60フレーム程度の高精細・高フレームレート動画像(HD画像)を対象として,圧縮符号化時における時空間の画質を最大化・平坦化する新しいレート制御・符号化法の確立を最終目的とするものである.平成21年度は当初の研究実施計画に基づき,(A)与えられた符号化ビットレートと使用可能なバッファ量に基づき,MOS予測値の最大化と平坦化を実現するHDに対する新しい符号化器を実現すると共に,その利点・優位性を明らかにすることを主たる目的とし,同時に昨年度残された課題(B)HD画像に対する時空間MOSの予測精度の検証と向上,を並行し研究を行った.(A)については,発生符号量とバッファの占有量の拘束条件の下で,対象となる各シーンのMOS予測値の最小値が最大となるように各シーンのビットレートを再割り当てするアルゴリズムを構築し,シミュレーションによって実際に対象動画像の画質が平坦化されることを確認した.また,これを実際にH.264符号化器上に組み込み,MOSの最大化・平坦化を実現するレート制御法を備えた符号化器を実現した.(B)については,時空間MOSの予測式を再導出するため,多数のHD画像に対する主観評価実験を行ってMOS分布を測定し,これより時間および空間両方向の新しいMOS予測式を求めた.以上により平成21年度の研究計画はほぼ達成されたが,実現した符号化器の優位性・有効性についての評価は未だ不十分であるため,次年度の計画に追加し評価を進める予定である.本研究は,水平画素数1000を超え,毎秒60フレーム程度の高精細・高フレームレート動画像(HD画像)を対象として,圧縮符号化時における時空間の画質を最大化・平坦化する新しいレート制御・符号化法の確立を最終目的とするものである.H22年度は,H20,H21年度の研究結果を受け,1H21年度に導出した時間方向のフレームレート制御法およびそのMOS予測式に対し,動画像中の動領域の影響を考慮した新たな制御法と予測式について検討した.2H21年度に実装した提案方式に基づくH.264符号化器を用いて多くの試験画像を用いて符号化実験を行い,提案法の有効性の検証を行った.1については,動領域の影響を加味することにより,HD動画像に対するフレームレート制御および得られたフレーム列に対するMOS予測の精度改善を図った.また,2については,複数のシーンから成るHD試験画像を多数作成し,それに対して提案法を実装した符号化器を適用して実際に圧縮符号化/復号を行うことにより,提案手法の有効性を検証した.

その結果,本研究で構築したレート制御法により画質の最大化が実現されること,一方で定ビットレート符号化の下では画像アクティビティの影響によりシーン間での画質変動が大きいこと,さらに提案する画質平坦化法により,バッファ量を大きく取るに従って画質の変動が抑えられ,定画質に近い符号化が実現されること,の3点が確認された.本年度は過去3年に渡って実施した本研究の最終年度に当たり,以上によって本研究の当初目的はほぼ完全に達成された.
近接場を用いる超高感度赤外表面分光

本研究は、金属微粒子のプラズモン励起によって生ずる近接場を利用して、微粒子表面近傍に存在する分子種の赤外スペクトルを高感度に測定する方法、表面増強赤外吸収分光(SEIRAS)、を発展させるものである。本年度は以下の成果が得られた。1.金属基板の結晶構造制御二表面研究では,構造がよく規定された単結晶表面を用いることが不可欠である。SEIRASではこの点に問題があったが,表面のアニーリングにより,増強効果を低下させることなく(111)表面を露出させることに成功した。2.SEIRAS活性な金属表面の拡張:これまでAu,Ag,Cuなどのごく限られた金属表面でしか強い増強効果が観測されていなかったが,Au基板にPt,Pd,Rh,Ruを真空蒸着あるいは電析させることにより,これら表面でも増強効果が起こることを確認した。これら金属は様々な反応において高い触媒活性を有し,SEIRASの応用範囲が格段に向上すると期待される。メタノール等の電解酸化触媒反応研究に応用し,反応中間体と思われる化学種を検出した。3.SEIRASにおける化学的増強機構の寄与二表面増強効果は主としてプラズモンによる電磁気学的機構に因って起こるが,吸着分子と金属表面の相互作用の影響も考えられる。この点を明らかにするために,電気化学系で,電極電位変化(すなわち金属のフェルミ準位変化)に伴う吸収強度ならびに振動周波数変化を検討した。電極界面に存在する大きな電位勾配の影響(Stark効果)を高速の電位変調により除いた結果,いくつかの吸着分子と表面との間で電荷移動が起こり,最大で10%程度赤外吸収増大に寄与することを明らかにした。見かけの電荷移動速度は,電極反応速度とほぼ同程度であった。電気二重層充電の影響が完全に除去できないため,真の電荷移動速度を決定するには至らなかった。
運動中の突然死に関する研究ーいわゆるスポーツ心臓との関連ー

動的運動トレーニングおよび静的運動トレーニングを継続しているスポーツマンにおいて、運動中の突然死が起こる要因となり得る心室性不整脈の発生状況および左心機能異常の有無と、左室の形態(拡大、肥大)との関連を心エコー図およびホルター心電図を用いて検討した。動的運動を主体にする26名の長距離走者において、長距離走中の不整脈の発生状況を検討した。長距離走中には23%と高率に心室性期外収縮の発生が認められた。左室拡大が31%、肥大が23%の例に認められた。左室肥大例には期外収縮の発生が多く、しかも期外収縮発生例では内径と不均衡に壁が肥大している傾向が見られたが、統計学的には有意差は認められなかった。今後さらに対象例数を増やすことと、今回の対象例における長期的追跡調査が必要であろう。静的運動を主体にする70名のパワーリフターにおいて、静的運動負荷が左心機能に及ぼす影響を検討した。左室壁肥大が20%の例に認められた。肥大群と非肥大群の間には、安静時および運動中とも、収縮期および拡張期の左心機能そのものには差が認められなかった。しかし収縮機能および拡張機能とも、それらの運動負荷による変動を検討すると、肥大群において軽度の機能障害が存在する可能性が示唆された。静的運動を主体にする45名のパワーリフターにおいて、重量挙げ中の不整脈発生状況を検討した。重量挙げ運動中に24%の例に心室性期外収縮が発生した。発生頻度は年齢が高いほど増加した。左室肥大が16%の例に認められたが、その肥大はいずれも軽度のものであった。左室肥大の有無し、心室性不整脈発生の有無との間に関連は認められなかった。肥大の程度が高度のものにおける検討が今後の課題として残されている。各種スポーツマンにおいて,左室の形態(肥大,拡大)と左心機能および不整脈の発生との関連を,心エコー図およびホルター心電図を用いて検討した.静的運動を主体にする重量挙げ運動家では,左室肥大が約20%の例に認めわれた.静的運動負荷試験中にはほとんど不整脈の発生はみられなかった.実際の運動中の心電図には記録に当って問題があり,現在検討中であるが,解決可能であると考えている.静的運動負荷中の左心機能においては,肥大例において軽度の機能障害を示唆する成績が得られた.動的運動を主体にする長距離走者では,左室拡大と肥大がそれぞれ約20%の例に認められた.動的運動負荷試験中にはほとんど不整脈の発生がみられなかったが,実際の長距離走中には約30%と高率に心室性期外収縮の発生が認められた.期外収縮の発生例には左室肥大例が多い傾向がみられたが,統計学的には有意差は認められなかった.現在症例数を増やして検討を続けている.他のスポーツマンにおいては,末だ少数例の検討であり,特別の知見は得られていない.前年度に引き続き、動的運動トレーニングおよび静的運動トレーニングを継続しているスポーツマンにおいて、運動中の突然死が起こる要因となり得る心室性不整脈の発生状況、および左心機能異常の有無と、左室の形態(拡大、肥大)との関連を、心エコー図およびホルター心電図を用いて検討した。1.動的運動を主体にする長距離走者において、長距離走中の心室性不整脈の発生状況を、前年度の実績にさらに対象例数を加えて検討した。成績をまとめると、長距離走中(5000mタイムトライアル)には23%と効率に心室性期外収縮の発生が認められた。

左室拡大が31%、肥大が23%の例に認められた。期外収縮の発生例には左室肥大例が多く、しかも内径と不均衡に壁が肥大している傾向がみられたが、統計学的には有意な差が認められなかった。今後、さらに対象例数を増やすことと、今回の対象例における長期的追跡調査が必要であろう。2.静的運動を主体にするパワーリフターにおいて、重量挙げ中(スクワット試技)の心室性不整脈の発生状況を検討した。重量挙げ運動中に24%の例に心室性期外収縮が発生した。発生頻度は年齢が高いほど増加した。左室肥大が16%の例に認められたが、その肥大はいずれも軽度なものであった。左室肥大の有無と心室性期外収縮の発生の間に関連は認められなかった。肥大の程度が強度のものにおける検討が、今後の課題として残されている。
自由記述解答の分析を通した看護師のワーク・ファミリー・コンフリクトの比較

日本において看護師の大多数は女性であるが、離職に関する問題は継続しており、仕事と家庭の両立は喫緊の課題である。研究者は看護師のワーク・ファミリー・コンフリクト(仕事役割と家庭役割との役割間葛藤:以下WFC)に注目し研究を継続し、男性看護師と女性看護師のWFCに着目し研究を行った結果(課題番号15K20677、男性看護師のワーク・ファミリー・コンフリクト性別の違いによる比較)、性別でWFCに違いがあることを明らかにしてきた。その結果、アンケート項目だけでは明らかにできていない要因が存在する可能性が考えられたため、自由記述データに対してテキストマイニングし、新しい知見を得ることが目的である。
緑内障眼の細胞外基質の同定と緑内障モデル動物の作製

房水流出抵抗は、線維柱組織の細胞外基質(蛋白質や糖蛋白複合体)に存在すると考えられている。しかし、緑内障眼において変化する細胞外基質については不明な点が多く、細胞外基質成分と構造との関係を抗体とレクチンで同定する事を研究目的とした。手術的に切除した緑内障眼の線維柱組織および実験動物において作製した緑内障モデル眼の線維柱組織の細胞外基質の局在を、レクチン及び免疫組織化学的に比較検討する事により、緑内障眼における細胞外基質の動態を検証した。1.緑内障眼における免疫組織電顕手術的に摘出された各種緑内障眼の線維柱組織をロビクリルK4Mにて包埋、超薄切片を作製し、各種レクチン及び各種抗体で染色後、金コロイド標識し、透過電顕にて基質成分と超微形態を関連づけて観察した。その結果、先天性及び若年性緑内障眼の線維柱組織の細胞外基質にシアル酸を含む糖蛋白(特にファイブロネクチン)の増加が観察された。また、原発性開放隅角緑内障眼の線維柱組織の細胞外基質にエラスチンの増加が観察された。2.実験モデル眼における免疫組織電顕ステロイド剤投与によって作成した実験動物の緑内障モデル眼を用いて線維柱組織を免疫組織電顕にて観察した。今回、ミニブタにステロイド点眼を行い、線維柱組織を免疫組織電顕にて観察したところ細胞外基質に数種の糖蛋白の増加が観察された。
脊椎動物中枢神経系における背部領域の可塑的な決定のしくみ

ヒトにみられる先天性無脳症及び脊椎骨二分裂症のモデル動物とされるSplotchマウスは、後脳部及び尾部においてその背側で神経管が閉じず、また体の背中側では脊椎骨の形成が異常になるなど、様々な中枢神経系・脊椎骨の形成不全が認められる。報告者は神経発生とそれに伴う脊椎骨の形成機構を分子レベルで解明するために、Splotchマウスを実験材料として用いて研究を行った。Splotchマウスは転写因子であるPax-3遺伝子の欠損によって引き起こされることが最近になって明らかになった。Pax-3は正常発生の過程で、神経管内において背側半分の領域でのみ発現する。つまりSplotchにみられる神経管の形成不全は、神経管の背側で作用すべきPax3の機能欠損が直接の原因であることが考えられる。しかしながらこのPax-3遺伝子が神経管内でどのような機能、役割を担っているかについては全く不明であった。報告者はまず、他の転写因子であるMsx2遺伝子が神経管内においてPax3と同様の発現様式を呈することを見出した。このことから、Pax3とMsx2は密接な関係にある可能性が示唆された。このことを検証するために。Pax3欠損マウスSplotchにおけるMsx2の発現を解析した。その結果、Splotchマウス内の神経管背側領域において特異的にMsx2遺伝子の発現量が有意に低下していることがわかった。これらの結果からMsx2遺伝子はPax3遺伝子の下流に位置することが明らかになり、またSplotchマウスにみられる神経管の形成不全は、Pax3の機能欠損が引き金となってMsx2遺伝子が正常に機能していないことが原因である可能性が強く示唆された。さらにこれらの発見と報告者のこれまでの研究による知見とを総合すると、Splotchマウスにみられる脊椎骨形成不全は、神経管内のMsx2遺伝子の異常発現による相互作用の欠陥が原因である可能性が極めて高くなった。
リーシュマニアに特異的なエルゴステロール生合成系を標的にした新規薬剤の開発

リーシュマニアの細胞膜にはエルゴステロール類似のステロールが含まれており,真菌と同様なステロール生合成系の存在が示唆されている。本研究は,トリアゾール系新規経口抗真菌剤として開発中のSS750が真菌のエルゴステロール生合成を阻害することに着目し,SS750のリーシュマニア症に対する新規治療薬としての可能性について検討することを目的として計画された。本年度は,リーシュマニアのステロール生合成系に及ぼすSS750の影響を検討した。出芽酵母のエルゴステロール生合成においては、アセチルCoAからラノステロール合成に至るまで12種類、ラノステロールからエルゴステロール合成にまで7種類の酵素遺伝子が同定されている。SS750はラットやヒトの肝臓のP450(sterol C-14 demethylase)を阻害せず、カンジダのlanosterol C-14 demethylaseを阻害するという結果を得ている。そこで、[^<14>C]-メバロン酸をリーシュマニアに取り込ませ,原虫から脂質を薄層クロマトグラフィで展開し、代謝産物を定量した。その結果,SS750はリーシュマニアのlanosterol C-14 demethylaseを含むいくつかのステロールの合成を阻害する可能性が示唆された。また、アマゾンリーシュマニアの本遺伝子のクローニングを試みたところ,近縁種であるクローズドリパノソーマの同遺伝子と約70%の相同性のある533bpのPCR産物をクロン化することに成功し,リーシュマニアにおいても同遺伝子が存在することが強く示唆された。今後は,本遺伝子の全長の塩基配列を決定するとともに、リコンビナント蛋白質を産生・精製し、その生化学的性状を明らかにする予定である。リーシュマニア原虫においては,その細胞膜にエルゴステロール類似のステロールが含まれており,真菌と同様なステロール生合成系の存在が強く示唆されている。そこで本研究は,真菌のエルゴステロール生合成を阻害するトリアゾール系新規経口抗真菌剤SS750の抗リーシュマニア作用を明らかにし、これをリーシュマニア治療薬として開発することを目的として計画された。今年度は、皮膚および内臓リーシュマニア症のマウスモデルを用いて、SS750による予防・治療効果について検討を行った。まず,リーシュマニア感染に対して高感受性系統マウスであるBALB/cの尾根部皮内にアマゾン・リーシュマニアを接種し,その当日からSS750を8週間連続腹腔内あるいは経口投与し皮膚病変の大きさを測定した。その結果,腹腔内投与群では5,10,20mg/kgのいずれの群においても,経口投与群では10および20mg/kgの群で皮膚病変形成の遅延が観察された。同原虫をマウスのfootpadに接種した場合では,接種部肉芽腫の大きさは,16mg/kg8週間の経口投与群と非投与群との間に有意差は認められなかった。一方,内臓リーシュマニア症の病原体であるドノバン・リーシュマニアを同マウスの尾静脈内に接種して2週後の肝臓内原虫数を計数したところ,SS750の2週間経口投与群における原虫増殖抑制率は,5,10,20mg/kgの群でそれぞれ15,21,41%と算定された。以上の結果から,SS750は経口投与においてマウス皮膚リーシュマニア症の病変形成を一定期間遅延させる効果のあることが明らかとなった。しかし,皮膚病変の形成部位によってその効能に相違のあることが示された。また,マウス内臓リーシュマニア症に対しても一定の治療効果のあることが明らかとなった。
がん臨床試験についての患者の理解度評価に関する研究

がん臨床試験理解度評価尺度の開発を行い、以下が明らかとなった。1.理解度評価に含める概念は、目的、方法、リスク、利益、自発性の担保、研究開始後の対応、費用負担、実施体制、の8領域である。2.これら8領域に基づいて調査票を設計し、予備調査を経て本調査を実施した結果、評価尺度の信頼性を確認することができた。評価尺度の全体的な妥当性については対象者数不足のため結論を得ることができなかった。今後も調査を継続し、評価尺度の開発を達成させていく。がん臨床試験の被験者の理解度は国際的にも高くないことから、理解度改善のための介入方法の開発が求められている。しかしながらわが国のがん臨床試験の被験者の理解度は評価されておらず、評価のための適切なツールも存在しないことから、患者の理解度の評価尺度を開発して、がん臨床試験の説明を受けた患者の理解度を包括的に評価することを目的に本研究を行った。がん臨床試験のインフォームドコンセントにおける患者の理解度について、1患者が理解すべき事柄は何か、2十分な理解とはどのような状態なのか等、文献レビューおよび研究者間での討論を行った。その結果、尺度の構成概念として8領域(目的、方法、リスク、利益、自発性の担保、研究開始後の対応、費用負担、実施体制)が明らかとなり、合計20項目の構成要素が含まれた。次に各構成要素につての設問と回答形式を研究者間で検討し妥当性を確認し、尺度項目原案を完成させた。先行研究で明らかとなっている理解度への影響要因を質問紙に含めた結果、A4用紙8ページ、設問数33項目から成る予備調査用の調査票が完成した。尺度項目原案の内容的妥当性を確認するため、がん臨床試験の経験者および患者を対象に予備調査を開始した。平成25年度末の時点で2名の予備調査が終了し、回答に要する時間および心理的負担感は特に問題ないことが確認された。理解度を改めて確認する機会となり好印象であるという反応も得られたが、設問と回答形式については修正を要する箇所があることも明らかとなった。予備調査は、合計610名に実施予定である。平成25年度に作成した予備調査票を用いて、計9名(がん臨床試験経験者3名、がん臨床試験の説明を受けて2週間以内の患者6名)に予備調査を実施した。予備調査の結果、回答に要する時間的あるいは心理的な負担は許容範囲であるものの、設問の表現の妥当性について課題が多いことや、臨床試験の理解度の影響要因に関する設問を整理する必要があることが明らかとなった。予備調査の結果と共同研究者間での検討を踏まえて予備調査票を修正し、本調査票を作成した。本調査票は、A4用紙8ページから成り、患者背景に関する設問が7項目、臨床試験の理解度の影響要因に関する設問が19項目、臨床試験の理解度に関する設問が33項目で構成された(患者が説明を受けた臨床試験によって回答項目が選別されるため、実際の回答項目は25項目程度となる)。実際に患者に用いる調査票は、説明を受けた臨床試験に該当する回答項目のみに編集されたものを用いることし、調査票は18パターン用意した。また、調査票の信頼性を検討する目的で実施する看護学生に対する調査は、より厳密に信頼性を評価するため、および調査への協力に伴う学生の負担を軽減するために、1日の中で3回の回答を依頼する形に変更した。調査方法について当初の計画から変更が大きいため、実施施設の倫理審査委員会で計画変更について審査を受けた。予備調査の段階から本研究を実施していた施設では承認が得られたため、本調査の実施段階に至った。もとより本調査の段階から本研究を実施予定であった施設については、これから施設の倫理審査を受ける予定である。がん臨床試験について説明を受けた患者の理解度の評価尺度を開発するため、本調査を実施した。本調査で用いた調査票(仮称「がん臨床試験理解度評価尺度」)は、H26年度に実施した予備調査を経て妥当性を検討し修正されたものである。がん臨床試験について情報提供を受けた患者に対する本調査は、「がん臨床試験理解度評価尺度」の構成概念妥当性および内的整合性の確認を目的に実施した。2つの実施施設より調査票への回答が得られた対象者は41名であった。必要な対象者は調査項目数から200名以上であり研究期間を延長した。今後は実施施設が増えることから対象者数の確保が期待できるが、対象者の適格条件や手続き上の理由など対象者を確保しにくい要因についても必要に応じて検討し、対象者確保に努めていく。なお調査票の回収については、研究代表者に直接郵送する方法と、調査担当者が対面で回収する方法の2つがあるが、現時点では全て対面で回収されている。看護学生に対する調査は、「がん臨床試験理解度評価尺度」の信頼性と内容的妥当性を検討する目的で実施した。対象者全員に介入(がん臨床試験についての講義)を行い、計3回の調査票への回答を求めた。回答が得られた対象者は21名であった。相関係数を算出し再テストによる信頼性を検討したところ、よい相関が確認された。3回の回答の総得点は介入によって向上することから、内容的妥当性が確認された。

今後評価尺度の構成領域毎にさらに解析を加え、「がん臨床試験理解度評価尺度」の信頼性と内容的妥当性を詳しく検討していく予定である。「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」が制定され、侵襲・介入を伴う臨床試験の実施件数が減少し、当初見込んだ対象者数を確保することができなかった。また、補助事業期間3年目より本研究に参加し調査実施予定であった施設について、倫理審査システムの電子化の影響で倫理審査期間が長期化して調査の開始時期が遅れ、本研究の対象者数を確保することができなかった。がん臨床試験について説明を受けた患者の理解度の評価尺度を開発するため、本調査を実施した。本調査で用いた調査票(仮称「がん臨床試験理解度評価尺度」)は、H26年度に実施した予備調査を経て妥当性を検討し修正されたものである。患者に対する本調査は、「がん臨床試験理解度評価尺度」の構成概念妥当性および内的整合性の確認を目的に実施した。必要な対象者は調査項目数から200名以上であり研究期間を延長した。平成28年度より実施施設が増え全4施設となったが、調査担当者を当初予定どおりに確保できず、もとより実施していた施設においても対象者の減少および調査担当者のエフォート確保困難の事情から調査の進捗は芳しくなかった。症例集積の遅延原因を検討した結果、インフォームドコンセントが2段階に分けて行わる最近の治験の現状が、本研究の患者選定基準に合わせにくいことが明らかとなった。そこで「説明から2週間以内」という条件はなくし、「プロトコル治療開始前であればいつでも可」と患者選定基準を変更した。しかしこの変更をもってしても得られた対象数は56名であり、本調査票の妥当性を確認できていない。今後も調査は継続し、本研究基金としての研究期間終了後であっても最終的に研究目的を達成できるよう対応する。看護学生に対する調査は、「がん臨床試験理解度評価尺度」の信頼性と内容的妥当性を検討する目的で実施した。対象者全員に介入(がん臨床試験についての講義)を行い、計3回の調査票への回答を求めた。21名より得られた回答から相関係数を算出し再テストによる信頼性を検討したところ、よい相関が確認された。3回の回答の総得点は介入によって向上することから、内容的妥当性も確認されている。がん臨床試験理解度評価尺度の開発を行い、以下が明らかとなった。1.理解度評価に含める概念は、目的、方法、リスク、利益、自発性の担保、研究開始後の対応、費用負担、実施体制、の8領域である。2.これら8領域に基づいて調査票を設計し、予備調査を経て本調査を実施した結果、評価尺度の信頼性を確認することができた。評価尺度の全体的な妥当性については対象者数不足のため結論を得ることができなかった。今後も調査を継続し、評価尺度の開発を達成させていく。予備調査がもとより少し遅れていたこと、および本調査票の完成と研究計画の倫理審査に時間を要したため。倫理審査承認が遅れていた1施設も実施許可が得られたことから、本調査の対象者確保mの推進が期待できる。もとより本調査実施中であった2施設については、該当患者確保のため他科の協力も検討していく。研究代表者は、新たな研究協力者を探して本研究への参画を推進し、調査対象者を確保する。
高速スイッチングデバイスを用いた無線タグ用高効率送受信アンテナの開発

ユビキタス環境実現のキーデバイスの一つとして無線タグあるいはRFIDタグ(Radio Frequency Identification)が注目されている.本研究では,RFID用アンテナの小型化・高効率化を目的として検討を行っている.開発する小型高効率アンテナについて,計算機シミュレーションおよび実験の両面から検討し,さらに時間領域電磁界解析(FDTD)法を用いた仮想電波伝搬環境を実現し,アンテナ設計および伝搬特性評価を行った.(1)アクティブRFID用のアンテナ素子として,背面に地板を有するメアンダ状ダイポールアンテナ(以下MDA)の検討を行った.背面に地板を有し,線路上に装荷されたアクティブ素子によりアンテナ特性を適切に制御する小型平面アンテナの開発を行った。開発したアンテナは,金属板等に貼り付けた場合でも十分な利得を有しておりタグの読取精度向上とRFID適用領域の拡大を実現するものである.(2)現行RFIDタグの運用において最も重要な課題となっていることが読み取り誤差の極小化である.タグとRFIDリーダ/ライタ間において確実な送受信を実現するためには,周囲環境を評価に含めたアンテナデザインツールの開発が不可欠である.そこで,RFIDタグおよび読み取り機が存在する実空間を評価するための電磁界解析ツールを開発した.開発した大規模電磁界解析手法を用い,RFIDタグとリーダ/ライタ間の通信を仮定したより精度の高い伝播特性評価を行った.人体等に代表される損失性媒質がアンテナ近傍にある場合,あるいは導体壁に囲まれた領域内で使用する場合などの実使用環境に近い伝搬モデルを大型計算機の中に再現し,RFIDタグとリーダ/ライタ間の通信特性を明らかにした.さらに,開発した電磁界解析ツールを用いてリーダ/ライタによる医療機器への干渉影響等の電磁環境適合性の評価を行っている.ユビキタス環境を実現する主要技術の一つとして無線タグあるいはRFIDタグ(Radio Frequency Identification)が注目されている.本研究では,RFID用アンテナの小型化・高効率化を目的として検討を行っている.開発する小型高効率アンテナについて,計算機シミュレーションおよび実験の両面から検討する.時間領域電磁界解析(FDTD)法を用いた詳細な特性解析およびアンテナ設計を行うものである.(1)高効率小型アンテナ技術の開発のため,RF-IDタグおよび読み取り機が存在する空間全体の電磁界を解析するためのシミュレーションツールの開発を行った.出力の小さいRF-IDにおいては,設置される環境により,通信特性が大きく変化する.研究代表者らによって開発されたプログラムは,複数のCPUノードを同時に利用する並列演算が可能であり,コンクリートで囲まれた室内,あるいは金属で囲まれた乗り物内など複雑な伝播環境における電磁界分布を高速かつ高精度に推定可能である.(2)RFID用のアンテナ素子として,メアンダ状ダイポールアンテナ(以下MDA)の検討を行った.ダイオード挿加を目的に,アンテナインピーダンスおよび利得についてFDTD解析により明らかにした.(3)無線タグは小型化・低コスト化のため,それ自体にバッテリーを内蔵しない.したがって無線タグのチップは,読み取り器の送信アンテナから送信された電力を効率よく受信し,直流電力に変換しなければならない.そこで,RF-DC変換効率を高めるため,高効率な電力変換を実現するためのレクテナについて検討を行い,受信した電力が整流部で発生する高調波としてアンテナから再放射されない様アンテナの最適形状について検討した.1GHz以下の周波数帯においてアンテナの試作を行い,インピーダンス特性および放射指向特性の測定を行った.ユビキタス環境実現のキーデバイスの一つとして無線タグあるいはRFIDタグ(Radio Frequency Identification)が注目されている.本研究では,RFID用アンテナの小型化・高効率化を目的として検討を行っている.開発する小型高効率アンテナについて,計算機シミュレーションおよび実験の両面から検討し,さらに時間領域電磁界解析(FDTD)法を用いた仮想電波伝搬環境を実現し,アンテナ設計および伝搬特性評価を行っている.(1)アクティブRFID用のアンテナ素子として,背面に地板を有するメアンダ状ダイポールアンテナ(以下MDA)の検討を行った.従来のミアンダラインアンテナは波長に比して小型化が可能であるが.背面に金属や損失性媒質がある場合,送信特性が大きく劣化する.そこで背面に地板を有し,線路上に装荷されたアクティブ素子によりアンテナ特性を適切に制御する小型平面アンテナの開発を行った.FDTD法によるアンテナ設計・特性評価を行い,実験結果と比較した.(2)パッシブRFIDタグは,それ自体にバッテリーを内蔵せず.読み取り器から送信された電力をつかってICを駆動し,送信された電波を変調し情報を反射波として送信する.したがって,RFID読取装置の設置位置,タグが添付される物体および近傍に存在する人体等周囲環境の影響を受け易い.RFID読取装置(リーダライタ)の出力は1W程度であり,高効率な送受信を行うためには,周囲環境を評価に含めたアンテナデザインツールの開発が不可欠である.さらに,医療機器への干渉影響等電磁環境適合性も検討しなければならない.そこで,RF-IDタグおよび読み取り機が存在する空間全体の電磁界を解析するための電磁界解析ツールを開発した.電磁界解析結果にもとづき,室内,エレベータ内,乗り物内等を例として空間全体の電界強度分布評価法について検討した.ユビキタス環境実現のキーデバイスの一つとして無線タグあるいはRFIDタグ(Radio Frequency Identification)が注目されている.本研究では,RFID用アンテナの小型化・高効率化を目的として検討を行っている.

開発する小型高効率アンテナについて,計算機シミュレーションおよび実験の両面から検討し,さらに時間領域電磁界解析(FDTD)法を用いた仮想電波伝搬環境を実現し,アンテナ設計および伝搬特性評価を行った.(1)アクティブRFID用のアンテナ素子として,背面に地板を有するメアンダ状ダイポールアンテナ(以下MDA)の検討を行った.背面に地板を有し,線路上に装荷されたアクティブ素子によりアンテナ特性を適切に制御する小型平面アンテナの開発を行った。開発したアンテナは,金属板等に貼り付けた場合でも十分な利得を有しておりタグの読取精度向上とRFID適用領域の拡大を実現するものである.(2)現行RFIDタグの運用において最も重要な課題となっていることが読み取り誤差の極小化である.タグとRFIDリーダ/ライタ間において確実な送受信を実現するためには,周囲環境を評価に含めたアンテナデザインツールの開発が不可欠である.そこで,RFIDタグおよび読み取り機が存在する実空間を評価するための電磁界解析ツールを開発した.開発した大規模電磁界解析手法を用い,RFIDタグとリーダ/ライタ間の通信を仮定したより精度の高い伝播特性評価を行った.人体等に代表される損失性媒質がアンテナ近傍にある場合,あるいは導体壁に囲まれた領域内で使用する場合などの実使用環境に近い伝搬モデルを大型計算機の中に再現し,RFIDタグとリーダ/ライタ間の通信特性を明らかにした.さらに,開発した電磁界解析ツールを用いてリーダ/ライタによる医療機器への干渉影響等の電磁環境適合性の評価を行っている.
カンボジアの慰霊の空間と「共通の当事者性」の理論化に関する学際的取組

本研究の最終年度にあたる2018年度の研究実績は、以下の通りである。2018年度は、2017ー2018年度に実施した「負の出来事」に関するフィールドワーク調査、文献調査に関わる研究成果をまとめ、「共通の当事者性」の理論化に努めた。本年度のフィールドワークでは、農村のコミュニティや家族内部で公にされずに密かに引き継がれてきたローカルな慰霊空間についてインタビュー調査した。主な調査地域は、プノンペン特別区、スバイ・リエン州の複数の農村地域である。農村に存在する負の出来事を想起させる場所(小規模キリング・フィールド等)の多くは日常生活の中に埋もれており、負の場所と記憶は断絶に向かっている。そのため、空間調査においては、コミュニティー・リーダーや僧侶・アチャー等から情報を得た。また、農村の仏教寺院では、被害者の慰霊ストゥーパの空間的特徴の把握を行った。慰霊の儀式の調査では、ローカルな慰霊空間を通して住民にどのように負の出来事が認識され、語られているのかについて把握した。こうしたフィールド調査から、「共通の当事者性」を育む空間性と宗教儀礼プロセスを把握できた。また、仏教儀礼の中では被害者と加害者が明示的に区分けされない一方で、政治的な意味合いの強い慰霊式典では加害者が強く非難される。こうした対象的な場面性を、本研究で進行している「共通の当事者性」の形成プロセスと繋げる必要性を認識できた。また、研究成果を広く公表するため、海外論文誌への投稿に向けて準備を進めている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の初年度にあたる平成29年度の研究成果は、以下の通りである。平成29年度は、主に公共化された負の記憶のフィールド調査を8月、9月、ローカルな慰霊空間のフィールド調査を1月に実施した。その実施内容から、3つの問題系における論点を整理し、問題点を抽出することができた。1)公的な慰霊の空間と記念的祭祀の実態(国家や公的機関による被害者・加害者の分別)については、1月のクメールルージュからの解放デーにプノンペン郊外のチュンエク村のキリング・フィールドとプノンペン市内のSecurity Prison 21 (S-21)訪問し、記念的祭祀の実態を調査した。また、GMS諸国(ベトナム)において、どういった「公共化された負の記憶」が存在しているのかについても把握することができた。2)ローカルな慰霊の空間と儀礼実践(小規模コミュニティ内における匿名的加害者との共存)については、スバイリエン州におけるコミュニティや家族内部で公にされずに密かに引き継がれてきたローカルな慰霊空間について調査を行った。3)負の出来事に関する「共通の当事者性」の興起プロセス(次世代への記憶継承の道筋)については、公的な慰霊の空間と記念的祭祀において、比較的安定した時代の若年世代(2030代)がどういった関心事を持っているかについてインタビュー調査を実施した。本研究成果の一部は、2017年11月に開催された第28回国際開発学会の『全国大会発表論文集』で公表した。平成29年度の各課題における進捗状況は、以下の通りである。1)公的な慰霊の空間と記念的祭祀の実態(国家や公的機関による被害者・加害者の分別)については、主に1991年以降に整備された公的な慰霊空間(プノンペン郊外キリング・フィールド、知識人収容拠点のS21)について調査を実施した。そこでは、負の遺産(虐殺等)の博物館展示に関わる一定の歴史観と公的な慰霊空間の特性について把握することができた。2)ローカルな慰霊の空間と儀礼実践(小規模コミュニティ内における匿名的加害者との共存)については、スバイリエン州におけるローカルな慰霊の空間の調査を実施した。特に寺院にある慰霊の空間(ストゥーパ)の成立等について僧侶やドンチーへインタビューを行い、個別の記憶継承の実態について把握することができた。また、仏教寺院における寺小屋的教育(若い修行僧への初等教育)において、負の出来事がどのように取り扱われているのかについても把握することができた。3)負の出来事に関する「共通の当事者性」の興起プロセス(次世代への記憶継承の道筋)については、若年世代(2030代)が負の遺産の継承と仏教儀礼についてどのように考えているかについて、インタビューを基に把握することが出来た。また、体験的な知識を持つ親世代と若年世代の間にある負の出来事に関する知識・認識ギャップについても把握することができた。

こうしたフィールド調査から、「共通の当事者性」を育む空間性と宗教儀礼プロセスを把握できた。また、仏教儀礼の中では被害者と加害者が明示的に区分けされない一方で、政治的な意味合いの強い慰霊式典では加害者が強く非難される。こうした対象的な場面性を、本研究で進行している「共通の当事者性」の形成プロセスと繋げる必要性を認識できた。また、研究成果を広く公表するため、海外論文誌への投稿に向けて準備を進めている。研究の2年目にあたる平成30年に向けては、前年度に抽出した問題点を踏まえて、各テーマの一層の深化をはかり、また研究報告書の作成に重点を置く。また、平成29年の研究成果を基にして、米国応用人類学学会(SfAA:Society for Applied Anthropology)にて口頭発表を実施して、議論を深めていく。また、平成30年に予定しているフィールドワークにおいては、平成29年度にできなかった公的な負の遺産における調査を追加で実施すると共に、カンボジアと他の地域(国)における公的な慰霊空間とその表象との差異を確認したい。被害者と加害者の枠組みが意味付け直される「共通の当事者性」の興起プロセスについては、個別の記憶継承の場がどのように形成され現在に引き継がれているのか、より具体的な実態から見ていくことが必要である。それによって、被害者と加害者がそれぞれ抱える体験的で動的な記憶を、言葉による静的な記憶に置き換える内面的過程を把握することが可能となる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
潜在的病原性を有する口腔難培養菌の分離培養戦略

従来の培養法では培養できない常在菌を高効率に培養し取得する目的で、多孔性中空糸膜を応用したヒト口腔内で使用可能な口腔バイオフィルム細菌培養装置を開発し運用した。このシステムは、通常の培養方法に比べ、より高い効率での培養が可能であった。しかし、取得した菌株の新規性と多様性については、期待した程の優位性は見られなかった。新規性の高い菌株の取得には、装置および運用法の更なる改良が必要であると考えられる。培養条件の特殊性により通常の培養法では取得が困難な常在菌を高効率に取得する目的で、多孔性中空糸膜を使ったヒト口腔内で使用可能な口腔バイオフィルム細菌培養装置を開発し運用した。具体的には、被験者の口腔からデンタルフロスで採取したデンタルプラークを生理食塩水に懸濁し、それを低融アガロースゲルに加えて撹拌することで直径3050μmのアガロースゲル粒子中に1個の菌体を含むように調製した。この微小ゲル粒子をアルジネートゲルと共に多孔性中空糸に封入したものを培養器とし、これを床装置またはマウスピース型に成形した熱可塑性樹脂に組み込んだ。ゲル粒子に包埋された菌体は培養器の外に出ることができないが、菌の生育に必要な物質は中空糸膜を通して内部に供給可能となっている。被験者には、この培養装置を食事や歯磨き時以外、可及的長時間、口腔内に装着してもらい、口腔バイオフィルム細菌を元々棲息していた環境に近い条件で培養した(1次培養)。1次培養の後、取り出した微小ゲルを2つに分け、それぞれを寒天平板培地にて嫌気または好気下で2次培養し、1次培養を経ずに平板培地で培養した場合と培養効率および菌種の多様性を比較した。培養効率は平板培地に播種した菌数に対する生育コロニー数の割合によって、多様性は培地上からランダムに拾った菌株の16S rRNA解析によって評価した。1次および2次培養の条件を変えつつH23-24年度に4人の被験者(20代、男性2名、女性2名)で計20回の口腔内培養実験を行った。本装置を用いて口腔バイオフィルム検体を口腔内培養した場合、同じ検体を平板培地で通常培養した場合に比べ、より高い効率での培養が可能であった。しかし、取得した菌株の新規性と多様性については、本装置を用いた口腔内培養の優位性は見られなかった。新規性の高い菌株の取得には、本培養システムの更なる改良が必要である。ヒトの口腔環境を正確に把握する目的で、通常の培養方法では取得できない口腔難培養菌を効率よく取得することを目指し、多孔性中空糸膜を応用してヒト口腔内で使用可能な口腔バイオフィルム細菌培養装置を開発した。まず、研究メンバーが被験者となって試験運用した。具体的には、被験者の口腔からデンタルフロスで採取したデンタルプラークを生理食塩水に懸濁した後、アガロースゲルと共に撹拌し、直径3050μmのアガロース微小ゲル粒子中に1または0個の菌体を含むように調製した。この微小ゲル粒子をアルジネートゲルと共に多孔性中空糸に封入したものを培養器(中空糸膜培養器)とし、これを歯科矯正の保定床に準じた装置に組み込んだ。これを口腔内に連続3日間、可及的に長時間装着し、口腔バイオフィルム細菌を培養した(1次培養)。1次培養の後、取り出した微小ゲルを寒天平板培地にて嫌気または好気下で2次培養し、1次培養を経ずに平板培地で培養した場合と培養効率や菌種の多様性を比較した。被験者の口腔の形状によっては、装着時の不快感のため当初予定した保定床型装置での運用が難しい場合があり、対策としてマウスピース型培養装置を考案した。試験運用の結果、こちらも保定床型と同様に使用できることがわかった。今後は被験者がより負担を少なく使用可能な装置を選択する。これまでに3名のボランティア被験者において、この培養装置を運用した。この装置の使用によって、口腔バイオフィルム検体を通常の寒天平板培地で直接培養した場合に比べ、より高い効率での培養が可能になった。しかし、取得した菌株の多様性、新規性については、予想したほどではなかった。現時点では、装置の運用およびその後の2次培養時の条件にまだ検討が必要な点もある。被験者の特性の多様性と2次培養の条件を増やしながら、より効率的な培養が可能になるよう研究を続ける。培養装置の試作と試験運用が終了し、運用上の問題点が明確になった。計画していた保定床型の装置の使用が困難な場合にも、別の形状の装置で解決可能となった。既に被験者からのデータおよび菌株の取得が可能になっている。

これまでに本培養システムを用いて得られた菌株の新規性は予想したよりも低かったが、1次培養後の処理や2次培養時の更なる条件検討によって改善可能であると考えている。今年度は保定床型装置の使用が困難な被験者のために装置形態を追加する必要があり、その試作を行った。また、2次培養の条件が最終的に取得できる菌株の多様性を増すことがわかった。これらの状況のため、被験者数を増やさずに研究を行った。そのため、研究費使用額に若干の余剰が生じた。来年度は、被験者数を増やし、被験者の特性の多様性を増しながら、更なる2次培養の条件検討を行う。また、2次培養の前に密度勾配法などにより目的以外の菌株をスクリーニング・アウトする方法を検討する。そして、これらの方法によって、現在得られている結果よりも高い培養効率と新規性の高い菌株を獲得できる方法の確立を目指す。実験計画遂行のための培養装置の製作費、細菌の培養と保存、分子遺伝学的および生化学的性状検査などに用いる消耗品の購入が大部分である。これ以外の経費としては研究打合せのための国内旅費、検体提供者への謝礼、成果発表費などである。
気泡流被覆水中アブレシブ・サスペンション・ジェット生成法の確立

福島第一原発など廃炉に決まった原子炉の解体作業に水中構造物の切断工法が不可欠となるが,強力なアブレシブ・サスペンション・ジェット(以下,ASJ)を水中切断に用いた場合,スタンドオフ距離の増加に伴ってその加工能力が急激に衰えることが課題になっている。水中ASJの性能向上を図るため,本研究では,通気鞘付きノズルを用いて気泡流被覆水中ASJの生成手法を確立し,流れの構造解析および水中切断実験によって通気鞘の寸法と通気流量等の使用条件を検討した。福島第一原発など廃炉に決まった原子炉の解体作業に水中構造物の切断工法が不可欠となるが,強力なアブレシブ・サスペンション・ジェット(以下,ASJ)を水中切断に用いた場合,ノズルからのスタンドオフ距離の増加に伴ってその加工能力が急激に衰えることが課題になっている。本研究では,水中ASJの性能向上を図るために,鞘付きノズルを気泡流被覆水中ASJを形成することを考案し,通気鞘付きノズルによる気泡流被覆水中ASJの生成法の確立を目的とする。昨年度では,ノズルヘッドの構造を検討し,通気穴の形状と通気鞘部の長さを変更して2種類のノズルマウントを設計・加工し,気中および水中に噴射するASJの高速ビデオ観察を行った。画像解析および水中切断実験より以下のことが分かった。(1)実験の範囲では鞘部長さが小さく,通気流量が大きければ気中と同程度の切断深さが実現できる。(2)鞘出口近傍では噴流周囲に空気層が形成され,気層域は脈動する.(3)ノズルに至る直線状管路部長さを大きくすることでASJの集束性が向上する。また,通気鞘内に形成されるASJの内部構造を解析するため,フロント・トラキング法の数値計算コードを改良し,多数の気泡を含む液体噴流の数値シミュレーションを試みた。本研究は,気泡流被覆水中ASJの生成手法を確立し,流れの構造解析および水中切断実験によって鞘付きノズルの寸法と使用条件を決定し,高性能水中ASJノズルシステムの開発を目的とする。平成27年度では,PIVおよび数値解析の手法を用いて,気泡流被覆水中ウォータージェットの速度分布を計測し,水中ウォータージェットの流れ構造および通気の影響を調べた。また,気中および水中環境下においてASJの切断実験を行い,気泡流被覆水中ASJの切断特性を調べた。実験および数値シミュレーションの結果により下記の知見を得た。(1)水中ウォータージェットに発生するキャビテーション気泡雲は,ジェットまわりのせん断層に集中して下流へ周期的に放出し,キャビテーション発生しない場合と比べ,キャビテーション数が0.1まで低下した場合の水中ウォータージェットコア速度の減衰が遅くなる。鞘付きノズルを用いて水中ウォータージェットの有効加工距離を確保する手法の有効性が示唆された。(2)通気鞘ノズルを用いて形成される水中ウォータージェットのコア速度は,測定した通気流量範囲では,非通気水中ウォーターにより高い傾向が示された。(3)通気鞘付ノズルを用いて形成される気泡流被覆水中ASJの相対切断深さは,鞘内キャビティ内圧で定義されたキャビテーション数σ_cの低下にしたがって増加する傾向が示された。水中ASJへの通気流量が増大するとキャビテーション数σ_cは低下するが,ある限度以上に通気流量を大きくしてもσ_cのさらなる低下はなく,水中ASJの相対切断深さはほぼ一定である。本年度研究計画として,(1)鞘付パイプの構造設計と寸法パラメータの影響,(2)通気流量と水中ASJの切断能力との関連,気泡流に覆われる一定濃度の固体粒子を含むASJのモデリングとの三つ内容を予定した。上記(1)と(2)の内容はほぼ予定通り行ったが,ノズルヘッドに取り付ける通気鞘パイプは狭い区間に制限され,本年度も引き続き鞘パイプ出口形状の改良を検討する必要がある。また,固体粒子を含む水中ASJのモデリングについて,相変換を伴う気・液・固の三相流のモデリングはとても複雑であり,水中ASJのような実用問題の数値計算に非常に大きな計算容量が必要なので,モデリング手法を変更し,固体粒子の影響を無視して圧縮性気泡流キャビテーションモデル解法を用いてキャビテーションを伴う水中ウォータージェットの数値解析を行った。次年度は,計算モデルを改良し,計算コードの効率をさらに向上させて固体粒子の作用を考慮に入れて水中ウォータージェットの解析を行う。福島第一原発など廃炉に決まった原子炉の解体作業など水中構造物の切断に用いられる高性能水中ASJの開発を目標として,本研究は,気泡流被覆水中ASJの生成手法を確立し,流れの構造解析および水中切断実験によって鞘付きノズルの寸法と使用条件を検討し,水中ASJノズルシステムの研究を行った.昨年度では,前年度の研究に引き続き,(1)異なる通気流量での気泡流被覆水中ウォータージェットの速度のPIV計測を行い,ジェット中心コア速度の減衰および速度プロファイルの変化を調べた.(2)圧縮性混合流解法を用いた数値シミュレーションを行い,PIVおよび高速度ビデオカメラ観察の結果と比較して,気泡流被覆水中ウォータージェットの流れ構造を考察した.(3)切断実験用多関節ロボットに装着してASJによる水中切断実験を行い,噴射圧力および通気流量が異なる場合のASJの水中切断能力を調べた。実験および数値解析により下記の知見を得た。(1)通気鞘ノズルを用いて形成される気泡流被覆

水中ウォータージェットの中心軸コア速度の減衰はより遅く,ジェット運動エネルギーを保つコア領域は有効に拡張することが検証された。ただし,通気の影響によってノズル出口噴流速度は若干低下する傾向が示され,ウォータージェットの加工能力を確保するため,通気流量の調整が必要がある。(2)高速ビデオカメラ観察から,通気によって水中ウォータージェットまわりに形成される連続的気層流域の長さは,鞘内キャビティ圧で定義されたキャビテーション数σ_cによって変化することが分かった。σ_c = 0.0005程度の場合,連続的気層域長さは2030 mm程度であると推定され,気泡流被覆水中ASJを用いて気中ASJと同程度の相対切断深さが得られる。本年度研究計画として,(1)気泡流被覆水中ウォータージェットの速度分布のPIV計測,(2)気泡流被覆水中ウォータージェット流れ構造の解析,(3)異なる噴流条件での水中ASJ切断実験,(4)水中ASJの最適使用条件の検討と四つの内容を予定し,ほぼ予定通り実行した。ただし,水中ASJの最適使用条件については,鞘付きノズルの特性に大いに依存ので,水中ASJの脈動特性を解明してからその利用条件に合わせて検討することにした。福島第一原発など廃炉に決まった原子炉の解体作業など水中構造物の切断に用いられる高性能水中ウォーターの開発を目標として,本研究では,鞘付きノズルシステムを設計・開発し,通気水中ウォータージェットの挙動を研究した。その上,流れ場の可視化解析によって通気鞘幾何形状の影響を考察し,鞘付きノズルの寸法と使用条件を検討して気泡流被覆水中アブレシブ・サスペンション・ジェット(ASJ)の生成手法を確立した。昨年度では,前年度の研究結果をまとめ,研究論文を投稿し,学会発表を行った。主な知見は下記の通りである。(1)通気鞘ノズルを用いて形成される気泡流被覆水中ウォータージェットの中心軸流速速度の減衰は遅くなり,ジェット運動エネルギーを保つコア領域は有効に拡張される。ただし,通気によってノズル出口噴流速度は若干低下する傾向があり,ウォータージェットの加工能力を確保するため,通気流量の調整が必要である。(2)高速ビデオカメラ観察から,通気によって鞘出口近傍に形成される連続的気泡流領域は周期的に脈動し,その周波数は鞘内圧力で定義されたキャビテーション数に依存する。福島第一原発など廃炉に決まった原子炉の解体作業に水中構造物の切断工法が不可欠となるが,強力なアブレシブ・サスペンション・ジェット(以下,ASJ)を水中切断に用いた場合,スタンドオフ距離の増加に伴ってその加工能力が急激に衰えることが課題になっている。水中ASJの性能向上を図るため,本研究では,通気鞘付きノズルを用いて気泡流被覆水中ASJの生成手法を確立し,流れの構造解析および水中切断実験によって通気鞘の寸法と通気流量等の使用条件を検討した。本年度研究計画として,(1)ASJ用ノズルヘッドと通気鞘パイプの設計・製作,(2)水中ASJの振る舞いの高速ビデオカメラ観察,(3)理論・数値解析と三つを予定しました。