hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
集団検診での糖尿病の効率的な発見のための指標についての検討

試験(OGTT)の予約を依頼する(対象A).次に,賛同の得られなかった集団から,空腹時血糖値110mg/dl以上,あるいは,HbAlc値6.0%以上であったものについて,糖尿病新規発見の意義を説明し,再度,研究参加を呼びかける.ここで同意が得られた受診者には上記と同様に(1),(2)を依頼する.ここで,個々のスクリーニングの正確さを評価するのに必要な集団がAであり,空腹時血糖値とHbAlc値との相対的な診断能力の評価に必要な集団がBである.平成16年度はA200例を収集した.また,上記の流れを組織化し,受診者に郵送で結果を送付するシステムを整えた.糖尿病のスクリーニングとして,空腹時血糖値は簡易な方法である反面,空腹状態にのみ基づくために見落としも多い.本研究ではHbA1cに着目し,ブドウ糖負荷試験の2時間値≧200mg/dl(食後高血糖)をゴールドスタンダードとして,診断の正確さを比較し,糖尿病患者の早期発見のための望ましいHbAlc基準値を明らかにする.現時点では,HbA1c≧6.5%という基準が,空腹時血糖と同等の正確さをもつが,特異度が高く感度が低い基準であるため,新規患者の発見のためには,正確さを生かしきっていない可能性が高い.本研究の骨子は,この基準を下げたときの,正確さの変化と,新患者発見のための寄与を見ようというものである.平成17年度までに356例のデータを収集し,予備解析を行った,空腹時血糖≧126mg/dlの食後高血糖診断の敏感度は0.577,特異度は0.965であった.HbA1c≧6,5%での感度は0.546,特異度は0.9775で両指標とも空腹時血糖と近い値を示した.HbA1cの基準を6.0%に下げたとき,感度は0.732,特異度は0.934となった.食後高血糖診断を空腹時血糖のみで診断した場合に比べ,HbA1c≧6.5%を併用した場合,空腹時血糖で診断できなかった食後高血糖の17.1%が発見でき,陽性者のうち0.56%は偽陽性であった,基準を6,0%にすると,発見割合は43.9%,偽陽性は3.1%となった.基準5.5%ではそれぞれ87.8%,12.9%となった.HbA1c≧6.5%の基準は,偽陽性がほとんどない一方,食後高血糖の発見割合が低く,6.0%まで下げたほうが併用の意義があると思われた.また,5.5%まで下げても偽陽性は12.92%とさほど高くならないので,この基準を考慮してもよいかもしれない.平成18年度はさらに例数を増やし,詳細な解析・検討をする予定である.空腹時血糖値は簡易であり,集団検診レベルの糖尿病のズクリーニングとして,よく用いられているが,空腹時の血糖値のみに基くため,食後高血糖の見落としも多い.当研究では,空腹時血糖値と,もうひとつのスクリーニングであるグリコヘモグロビンAlc (HbAlc)との食後高血糖の診断の正確さを比較し,糖尿病患者の早期発見のための望ましいHbAlc基準値を明らかにすることを目的とした.現時点では,HbAlc 6.5%という基準が,空腹時血糖と同等の診断の正確さをもっが,特異度が高く感度が低い基準であるため,新規患者の発見のためには,正確さを生かしきっていない可能性が高い.今回の研究の骨子は,この基準を段階的に下げたときの,正確さの変化と,糖尿病新患者発見のための寄与を見ようというものである.食後高血糖診断には,75g糖負荷試験を用いた.空腹時血糖値,HbAlc,層糖負荷試験の全検査を受けた554人(男231人,女323人)を対象とした.ROC曲線の分析より,HbAlcは空腹時血糖と異なり,基準値を下げても診断の正確性は低下しなかった.基準値が6.5%のときは,真陽性が2.4%,偽陽性が1.1%で,この対象において,空腹時血糖値で見落とした食後高血糖の19%が発見できる.基準値を5.6%のときは,真陽性・偽陽性割合ともほぼ10%であり,陽性反応的中度は50%となる.
身体障害者用・自動車運転補助システムの開発

(目的)体が不自由な方が自動車を運転するため、音声や息の数で運転の補助ができるようなシステムを作る。具体的には、安価なPICマイコン等を用いた電子回路を設計製作し、ウインカー,ワイパー,ヘッドライトなどを操作できるようにする。更に、モデル車(子供用乗用玩具)に回路を組み込み動作確認を行う。(実験方法)音声認識で自動車運転を補助するシステムを目指しているが、その前段階として息の回数を認識して制御できるシステム作りを行う。息の回数を認識するシステムの制御のためにPICマイコン12F675を使用、信号入力部は圧電スピーカーをスピーカーマイクとして流用する。ソースプログラムはC言語を用いて記述し、フリーのCコンパイラを用いる。試作する回路の仕様は、息の数1,2,3回それぞれの回数で3種類の操作を行う。その後、モデル車に3つの操作((1)ウインカー左(2)ウインカー右(3)前進)の機能をもたせてbluetoothで送受信できるシステムを試作し動作検証を行う。(実験結果および考察)試作した回路を用いて息回数と認識率を調べたところ、息1回の認識率は94%、息2回(認識率72%)、3回(認識率66%)と認識率が低下した。単純計算であれば確率的に息2回は90%×90%=81%,息3回であれば90%×90%×90%=73%と予測されるが実際の結果は更に10%程度低い値となった。モデル車に組み込んだシステムで動作確認を行った結果についても同レベルの息認識率であった。よって、100%近い認識率を維持しなければ品質のよいシステムにはならないため更なる改善が必要と考えられる。
肺高血圧症の病態生理や分子機序を検討し有効な薬物療法や細胞療法を開発すること

MonoGrotalineによる肺高血圧ラットに対し、nicorandilは用量依存的に肺高血圧進展抑止効果を示した。Nicorandilは主にK_<ATP>チャネル開ロ作用により肺細動脈内皮細胞におけるeNOS発現を保持・増強させ、また同内皮細胞に対して抗アポトーシスに作用(Gaspase-3の発現減弱)した。その結果微小肺循環における血栓形成や肺細動脈内皮傷害・中膜肥厚、肺血管周囲の炎症をnicorandilは抑制した。Nicorandilによる抗肺高血圧効果は、既に肺高血圧が高度に進行したラットに対しても確認された。Nicorandilは無血清培地下のHUVECへも抗アポトーシス効果を発揮した。NicorandilはHUVECに対し、生存シグナル因子のAktやERK1/2のリン酸化を誘導し、さらにP13K-Akt経路やERK1/2経路の下流に位置するGSK-3やBad(アポトーシス促進因子)のリン酸化も誘導した。またeNOSやアポトーシス抑制因子のBol-2の発現もそれぞれ増強させ、これらがnicorandilによる抗肺高血圧効果を説明する機序と考えられた。一方、肺高血圧症に対してPDE5阻害薬(vardenafil)とniGorandilの併用療法の効果を検証した実験では、併用療法の著明な抗肺高血圧効果を認めた。併用療法による有害事象は認められなかった。VardenafilはNO-cGMP経路を介する血管拡張・内皮保護効果に加え、肺高血圧下の肺組織におけるVEGF発現を保持・増強させた。肺高血圧症に対して作用機序の異なるこれら2剤の同時使用が相乗的効果をもたらす可能性が示唆された。以上の研究成果は、2007年11月に米国(Orlando)で開催されたAHA年次学術集会でロ述発表された。論文はCirculation誌に投稿されご追加実験を経て現在改訂版を投稿中である。肺高血圧ラットおよびヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を用いて、K_<ATP>チャネル開口薬であるnicorandilの肺高血圧症に対する有効性およびその分子生物学的機序について検証した。Monocrotalineによる肺高血圧ラットに対し、nicorandilは用量依存的に肺高血圧進展抑止効果を示し、その効果はK_<ATP>チャネル遮断薬のglibenclamideによって相殺された。Nicorandilは肺細動脈内皮細胞に対して、そのeNOS発現を保持・増強させ抗アポトーシス効果を発揮することで、微小肺循環内の血栓形成や肺細動脈中膜肥厚を抑制した。Nicorandilやdiazoxide (K_<ATP>チャネル開ロ薬)による抗アポトーシス効果は無血清培地下のHUVECでも確認された。NicorandilはHUVECに対し、生存シグナルカスケードのPl3K-Akt経路およびMAPK (ERK1/2)-RSK経路を活性化させることで、内皮保護・抗アポトーシス効果を発揮することも示された。一方PDE5阻害薬(vardenafil)とnicorandilとの併用療法の効果を検証した動物実験では、各薬剤の単独使用と比較し併用療法の著明な抗肺高血圧効果が認められ、併用療法による有害事象は認められなかった。VardenafilはNO-cGMP経路による血管拡張に加え、肺組織のVEGF発現を保持・増強させることで抗肺高血圧効果を発揮した。肺血管に対する作用機序の異なるこれら2剤の同時使用が、肺高血圧症に対して相乗的効果をもたらす可能性が示唆された。以上の研究成果は、2006年11月のAmerican Heart Association年次学術集会(Chicago)および2007年3月の日本循環器学会総会(神戸)においてそれぞれ発表された。
織物型電極構造によるプラズマ生成とその応用分野の開拓

ファブリック型電極、という全く新規の電極概念の提案、実際の作成法の考案、それによる大気圧プラズマ生成、ならびにその種々の応用分野の開拓を行った.1次元から3次元構造の、自由なそして柔軟な形態をとる大気圧プラズマ生成用電極が実現可能なことを実証し、プラズマ生成電圧の低下の実現ならびに電子密度の診断に成功した.応用としては、透明導電膜(ITO)の仕事関数制御に成功すると同時に、電気分解による気泡生成と組み合わせた液中プラズマ生成に成功した.ファブリック型電極、という全く新規の電極概念の提案、実際の作成法の考案、それによる大気圧プラズマ生成、ならびにその種々の応用分野の開拓を行った.1次元から3次元構造の、自由なそして柔軟な形態をとる大気圧プラズマ生成用電極が実現可能なことを実証し、プラズマ生成電圧の低下の実現ならびに電子密度の診断に成功した.応用としては、透明導電膜(ITO)の仕事関数制御に成功すると同時に、電気分解による気泡生成と組み合わせた液中プラズマ生成に成功した.ファブリック型電極でのプラズマ生成を行うに当たり、まず電極として使用する絶縁体被覆導体線の材料検討を行った。柔軟性をもちかつ高耐圧の絶縁材料を備えた絶縁体被覆導体線の調査検討を行い、絶縁体厚が150μmのものを主な使用線材と選定した。その上で、1次元(撚糸状)・2次元(平織状)・3次元状(撚糸状構造の集積構造)にファブリック型電極構造を作製した。2次元構造を中心に検討し、その作製には絶縁被覆線用手動織機(SET100、18年度設備備品費)を使用した。作製した電極構造に数kHz数10kHzの交流電圧を2CH高圧電源(SAI-0612、18年度設備備品費)により印加したところ、1次元・2次元構造はもとより、従来手法では困難であった3次元構造を持った大気圧放電をヘリウムガス中で実現した。特に、1次元・2次元構造においては大気圧の大気組成ガス内においても2kV以下の放電開始電圧でプラズマ生成が確認された。これらの生成プラズマに対し、電極網内で結合するプラズマのネットワーク構造解析を開始した。次に、実際の表面処理技術への応用を念頭に、2次元のファブリック型電極表面にプラズマを生成し、各種表面処理のためのプラズマシートの生成を行った。まず、単純な平織構造の表面処理シートを試作し、電極表面に生成されたプラズマの電子密度をミリ波透過法により測定したところ、1-3x10^<12>cm^<-3>の高電子密度となっていることを確認した。さらに、大気組成ガス内でのプラズマ生成において生成されたオゾン密度を測定したところ、直径20cmのチャンバー内で線密度として10^<16>cm^<-2>の高密度オゾンが電極領域より少なくとも数cm拡散して分布していることがわかった。これは、高イオン密度に伴うガス流の誘起・活性種の輸送現象を示唆している。また、実際にテフロン表面の親水加工処理を試行したところ、有意な純水の接触角低下が確認された。ファブリック型電極でのプラズマ生成について、ネットワーク解析のための基礎検討を行った。平行平板状の電極構造における誘電体バリア放電を観測したところ、電位連続パーコレーションモデルで説明できる現象が観測された。これを、ファブリック型電極上の2次元構造解析に応用するべく、検討を行っている。また、実際の大気圧表面処理において、2次元電極を用いて透明導電膜(ITO)表面の仕事関数の制御(仕事関数が増加する方向、つまり有機薄膜との問の障壁低減方向)が確認された。また、応用分野の一つとして、溶液中プラズマ生成の検討を開始した。ファブリック電極の片側の極性の電極状に電気分解で水素及び酸素泡を保持することに成功した。そこに、両極性電極間に電圧を印加することで、水素および酸素プラズマの生成に成功した。これらの化学的に活性な気体中でのプラズマ生成により、溶液処理への適用能力を示すことができた。さらに、別の応用分野として、ディスプレイ応用検討を開始した。大気圧の大気中で2次元ファブリック電極を用いてプラズマ生成することで、各画素間にクロストークの無いプラズマ生成が実現できた。さらに、電極を湾曲させても、特性の変化無くプラズマ生成が可能であることを確認した。今後は、縦方向・横方向電極を走査・データ電極と見なして、画素選択がどの程度可能であるか、表示能力の見極めを行う。以上のように、当初のコンセプト通り、ファブリック型電極を用いて、各種大気圧プラズマ生成に成功している。表面処理・ディスプレイ応用・液中プラズマ生成等の応用分野に対する適用可能性についても、実証へ向けた検討が順調に推移している。昨年度までの成果を踏まえ、織物型電極を作製し、種々の応用分野開拓を行った。今年度は特に、溶液中でのプラズマ生成について検討を継続し、その他の検討も行った。電解液中に織物型電極を構成する絶縁被覆金属線と金属露出線を設置し、さらに電気分解用に第3の電極として金属板を設置した。織物型電極の金属露出線は、電気分解用の電極を兼ねている。ここで、電気分解用の電極の極性を選択することで、織物型電極上に水素泡及び酸素泡を選択的に保持することに成功した。さらに織物型電極への電圧印加により水素プラズマあるいは酸素プラズマが生成され、発光分光測定により水素原子および酸素原子の存在を確認した。水素原子は還元剤として、酸素原子は酸化剤として働くため、この織物型電極と液中プラズマ生成により、酸化・還元処理が自在に制御できる溶液化学フィルターのコンセプトを確立した。

さらに、この水素泡内の水素プラズマを二酸化炭素が溶解した電解液中で生成したところ、一酸化炭素の生成を確認し、これは還元作用が有効に働いた効果が確認されたものと考えられる。また、酸素泡は用いなかったものの、水面で同様の電極でプラズマ生成したところ、溶液内の有機物の分解が確認され、これは酸化作用を示している。その他、ディスプレイ動作の基礎検討として、放電ガスによる画素分離の検討を行い、窒素ガス・空気での1.5mm画素での分離を確認した。このとき、希ガスでは画素分離が困難であり、概してディスプレイ応用としては超大型ディスプレイが想定される。
訪問看護における組織的な臨床倫理コンサルテーションシステム構築に関する研究

2018年度は,訪問看護ステーション管理者の臨床倫理カンファレスにおいてコーディネーター役を担う時のストレス認知と,American Society for Bioethics and Humanities(ASBH)が作成したEthics Consultation Service Proficiency Assessment Tool(ECSPAT)で測定した臨床倫理コンサルタント技能を調査した.コーディネーター役を担う時のストレス認知を測定する尺度は開発されていないため,観察項目の開発を行った.20項目の観察項目を訪問看護ステーション管理者のインタビューをもとに開発できた.コーディネーター役を担う時のストレス認知とECSPATについて,無作為に抽出した6県府の,介護情報公表システムに掲載されている全ての訪問看護ステーション1616か所の管理者を対象とし調査を行った.分析対象は返信のあった297人のうち,ほとんどの回答に欠損を有する2人を除く295人.調査期間は2018年12月2019年1月.今後分析し,結果を公表する予定である.また,訪問看護ステーション看護師を対象にHospital Ethical Climate Survey(HECS)を用いて倫理風土を調査した.開発者であるDr. Olson, Lindaの承諾を得てHECSの日本語版を作成し,全国から無作為に抽出した215訪問看護ステーションの看護師811人を対象に調査を行った.回答は196人から回収でき,分析対象は回答に不備の無い185人とした.分析の結果,HECS日本語版の構成概念妥当性と信頼性が検証できた.計画していた調査が実施できたため.まず一つ目に2018年度に開発した訪問看護ステーション管理者の臨床倫理カンファレスにおいてコーディネーター役を担う時のストレス認知について,尺度としての妥当性と信頼性の検討,二つ目に前記ストレス認知と倫理環境(HECS)との関連の検討,三つ目に臨床倫理カンファレンスを組織的に実施・運営するためのニーズの検討を行う予定である.2018年度は,訪問看護ステーション管理者の臨床倫理カンファレスにおいてコーディネーター役を担う時のストレス認知と,American Society for Bioethics and Humanities(ASBH)が作成したEthics Consultation Service Proficiency Assessment Tool(ECSPAT)で測定した臨床倫理コンサルタント技能を調査した.コーディネーター役を担う時のストレス認知を測定する尺度は開発されていないため,観察項目の開発を行った.20項目の観察項目を訪問看護ステーション管理者のインタビューをもとに開発できた.コーディネーター役を担う時のストレス認知とECSPATについて,無作為に抽出した6県府の,介護情報公表システムに掲載されている全ての訪問看護ステーション1616か所の管理者を対象とし調査を行った.分析対象は返信のあった297人のうち,ほとんどの回答に欠損を有する2人を除く295人.調査期間は2018年12月2019年1月.今後分析し,結果を公表する予定である.また,訪問看護ステーション看護師を対象にHospital Ethical Climate Survey(HECS)を用いて倫理風土を調査した.開発者であるDr. Olson, Lindaの承諾を得てHECSの日本語版を作成し,全国から無作為に抽出した215訪問看護ステーションの看護師811人を対象に調査を行った.回答は196人から回収でき,分析対象は回答に不備の無い185人とした.分析の結果,HECS日本語版の構成概念妥当性と信頼性が検証できた.計画していた調査が実施できたため.まず一つ目に2018年度に開発した訪問看護ステーション管理者の臨床倫理カンファレスにおいてコーディネーター役を担う時のストレス認知について,尺度としての妥当性と信頼性の検討,二つ目に前記ストレス認知と倫理環境(HECS)との関連の検討,三つ目に臨床倫理カンファレンスを組織的に実施・運営するためのニーズの検討を行う予定である.成果を国際学会を次年度以降に行う予定である.
同種腎移植における免疫寛容(トレランス)導入と移植臓器における免疫応答の特異性

腎臓移植の臨床において、免疫抑制剤の生命に関わる重篤な副作用やquality of lifeに関わる副作用の問題から、免疫抑制剤の使用用量や使用法の検討が続けられている。免疫抑制剤を長期に使用することなく移植臓器を生着させ、臨床応用も可能であると考えられているのが、recipientにdonor特異的な免疫寛容(トレランス)の状態を導入する方法である。私達は、recipientに獲得されるdonor特異的な免疫寛容の過程を明らかにする目的で、その過程で移植臓器内で起こっている免疫応答反応を病理学的に検討した。免疫寛容の導入による腎移植において、早期に移植腎に浸潤したT細胞の増殖・活性化・移植臓器に対する傷害の急速な現弱や、多数のT細胞がapoptosisに陥ることから、免疫寛容は移植臓器内におけるdonor reactive T cellのanergyと、apoptosisによるdeletionが関与することを明らかにした。さらに、免疫寛容導入による腎移植では、免疫寛容の導入の速度と導入の程度により、移植腎の予後が大きく異なり、迅速かつ強力な免疫寛容の導入が移植腎の長期生着には必要であることを示した。免疫寛容の導入が遅れた場合や不完全な場合には、移植臓器は急性拒絶反応または慢性拒絶反応により廃絶されるが、その過程で認められる液性ならびに細胞性の免疫機序による糸球体毛細血管網や傍尿細管毛細血管網などの腎微小血管系の傷害や尿細管の傷害は、移植腎機能を、直接的に、また移植糸球体症や間質の線維化を介して間接的に低下させる。免疫寛容の導入が遅れた症例や不完全な症例に対しては、免疫学的な傷害から腎微小血管系や尿細管を保護することが、長期の移植腎機能の保持には大変重要であることを示した。肝臓移植の分野では、実際に免疫抑制剤の長期使用の必要がなく、安定した移植臓器の長期生着が可能となっている。その有用性から、現在、症例頻度が最も強い腎臓移植の臨床においても、Recipientにトレランスの状態を導入する必要性が考えられつつある。このようなbackgroundのなか、動物実験を用いて、移植臓器の免疫寛容されていく経過を免疫学的、病理学的に検討し、トレランス導入過程における移植臓器での免疫学的応答反応を明らかにすることを目的とし、実験を進めている。今回の実験モデルとしては、ラットを用い、Donorの骨髄細胞を胸腺内に投与することにより、積極的にRecipientにDonor特異的なトレランスの導入を試みている。まずラットの骨髄細胞を採取し、その培養と、モノクローナル抗体を用い、骨髄細胞を細胞成分別に分離している。また、以前に行ったpigを用いた同種移植のトレランス導入過程の解析を病理学的に行いトレランス導入過程における移植臓器での特異的な免疫学的応答反応を検討している。トレランスの過程でDonorに対するRecipientの免疫反応が消失し、その時期にアポトーシスに陥った浸潤細胞が移植臓器内で多数認められる。浸潤したcytotoxic Tcellが移植腎内でアポトーシスにより排除されることが移植腎に対するトレランスの導入に重要なのではないかと考えている。今後、移植臓器での浸潤細胞の種類、数、活性化の程度、アポトーシスの数を急性拒絶反応および寛容されつつある臓器において比較検討し、免疫寛容の過程における、これらの特徴を明らかにする。臨床での肝臓移植では、免疫抑制剤を積極的に減少することが可能な症例がある。症例頻度が最も多い腎臓移植の臨床においても、免疫抑制剤の生命に関わる重篤な副作用やquality oflifeに関わる副作用の問題から、免疫抑制剤の使用用量や使用法の検討が続けられている。免疫抑制剤を長期に使用することなく移植臓器を生着させ、臨床応用も可能であると考えられているのが、recipientにdonor特異的なトレランスの状態を導入する方法である。

今年度は、実験動物を用いて行われた腎移植において、免疫寛容の状態に導入された腎移植臓器を免疫学的、病理学的に検討し、移植臓器が免疫寛容されていく過程の一部を明らかにした。腎移植後の早期には、移植腎には急性拒絶反応と同様に、盛んな細胞分裂を伴った活性化リンパ球やマクロファージを主体とした炎症細胞の浸潤が認められ、移植腎を積極的に傷害していた。しかし、移植腎が免疫寛容されていく過程で、臓器内での浸潤細胞の活性型への分化、分裂増殖、腎固有細胞への傷害は急速に減弱し、浸潤T cellは急速にanergyに陥ると考えられた。また、浸潤細胞は盛んにapoptosisに陥っており、移植臓器傷害の軽減にはapoptosisによるT cell deletionの関与も示唆された。移植臓器の免疫寛容への進展には、移植藏器内におけるdonor reactive T cellのanergyと、apoptosisによるdeletionが関与することを明らかにした。さらに、移植臓器の生検による病理学的な評価は、免疫寛容により生着に向かっている移植臓器と拒絶されつつある移植臓器の鑑別、さらに移植された臓器の今後の生着を予測することが可能であることを示した。免疫抑制剤の生命やQOLに関わる重篤な副作用の問題から、腎臓移植の分野においても免疫抑制剤の使用用量や使用法の検討が続けられている。私たちは、免疫抑制剤を長期に使用することなく移構臓器を生着させることを目的に、recipientにdonor特異的な免疫寛容を導入する方法やその機序、免疫寛容の導入が失敗に終わった場合の移植臓器の特徴について解析をしている。今年度は、実験動物を用いて行われた腎移植において、急速かつ安定した免疫寛容の導入が成し得なかった症例は、急性拒絶反応または慢性拒絶反応に陥り、移植腎は廃絶されることを明かにし、その過程の特徴を免疫学的に検討するとともに、移植腎の特徴を病理学的に検討した。免疫寛容の導入が全く成し得なかった症例は、移植腎内に早期から著しい炎症細胞浸潤や抗体の沈着が認められ、傍尿細管毛細血管炎、尿細管炎、糸球体炎、動脈内膜炎を伴う強烈な急性拒絶反応により移植腎は廃絶された。donorに対するcytotoxic Tcellやdonor MHCに対する抗体が末梢血液中にも確認され、細胞性および液性の両免疫経路の活性化が認められた。免疫寛容は導入されるものの、急速かつ安定した導入が成し得なかった症例は、軽度から中等度の急性拒絶反応が持続し、次第に慢性拒絶反応へと進展した。免疫寛容の導入による腎移植において、免疫寛容の導入の速度と導入の程度が移植臓器の予後に大きく影響していることを示した。また慢性拒絶反応の進展過程を解析し、慢性拒絶反応の特徴の一つである問質の線維化には、免疫学的機序による傍尿細管毛細血管炎にともなう内皮細胞傷害や尿細管炎による尿細管上皮細胞傷害が大きく関わっていることを明かにした。移植腎において聞質の線維化は腎機能とよく相関する事から、傍尿細管毛細血管や尿細管を保護することが慢性拒絶反応の治療では大変重要であることを示した。
作物の生育・生産に対するUV-A及びUV-Bの作用特性に関する研究

UV-A及びUV-Bのうち、より波長の短いUV-B域の紫外線は生育に対する抑制作用が大きく、その強度が増すと共に抑制作用が大きくなることが認められた。この抑制作用は、作物の種類によりその程度が異なり、ことにイネ科作物のトウモロコシ、オオムギ、コムギ、水稲は、インゲン、ダイズに比べ抑制作用が少さいことが認められた。この原因としては、双子葉、単子葉植物の葉の組織構造や受光態勢の相違が考えられる。生育抑制に対する防御反応として、生育抑制を受けると、葉が小型化し厚くなるが、葉の厚さに対する表皮の厚さの比率を大きくする場合と、柵状組織が厚くなる場合とが観察され、この点に関しては細胞の微細構造も含めて今後さらに追究したい。また、作物の種類による変異も併せて検討する予定である。発芽に及ぼすUV-Bの影響として、吸水させた種子に対するUV-B照射を行ったところ、ナスについては発芽が促進され、作物の種類によっては発芽促進に利用可能であるものと推測された。自然光中のUVを透過するものとカットするビニールフィルムを用いた試験では、インゲン、ニンジンの生育は紫外線をカットすることにより助長されたが、光合成に関しては、UVが存在する方が高く、必ずしもUVが光合成の阻害要因ではないことが示唆された。一方、オゾン層の破壊によるUV-B放射強度の増加を想定して、強度を変化させてコムギの生育、生産に及ぼす影響を検討した結果、自然状態では生育後期の葉の枯れ上がりが大きいのにたいし、放射強度が大きくなるとむしろ生葉が保持されて収量が高められ、また、粒の蛋白質含有率も対照区の9.7%に対し1516%に高められ、収穫物の品質まで作用が及ぶことが認められた。UVの防御反応について、動物では亜鉛の効果が報告されており、水稲について施与を試みたが、明確な結果は得られなかった。UVと作物の生育・生産について、今後ともさらに作物栽培の立場から紫外線の影響を検討したい。360mm(UVーA)、310mm(UVーB)を主波長とする紫外線ランプを用いて、人工光環境下でUVの照射実験を行なった。UVの照射強度は、各ランプについて300及び600μw/cm_2とした。供試作物にはインゲルを用いた。生育に対するUVの作用性は、UVーAはそのエネルギ-量が大きくても、UVをほとんど含まない場合(対照区)と大差なく、光合成速度はエネルギ-量が小さい場合は、対照区に対し増加する傾向が認められた。UVーBでは、生育はエネルギ-量が大きいほど生育は抑制的となり、光合生速度もエネルギ-量の増加に伴って低下することを認めた。この生育抑制に関し、エチレンの発生量を測定したところ、UVーA照射では対照区とほぼ同程度であったが、UVーB照射では明らかに増加し、生育に対する抑制作用が大きいほどエチレンの発生量も大きく、生育抑制作用の一部はエチレンが関与していることが推察された。エチレンは器官脱離の促進作用があるため、UVーBを与えた区では葉が硬化し、脱離しやすくなることが認められた。UVに対する葉の組織形態の変化を観察したところ、UVーAとUVーBとで明らかな差異を認めた。すなわち、UVーAでは葉の厚さは対照区と大差ないが、表皮が厚くなり、UVーBでは表皮は処理開始後早い時期に硬化が始まるものと思われ、その一方で葉肉組織が厚くなることが認められ、茎の表皮についても同様で、これらの変異は、UVに対する防御反応の一つと考えられる。

UVーBによる表皮の硬化や葉が黄褐色を呈するのは、エチレン発制に伴うフェノ-ル系物質の増加に起因するものと考えられる。ABAの消長についてもエチレンとほぼ同様な傾向にあるが、測定精度の点から、次年度に更に調査する予定である。屋外におけるUVカット及びUV透過フィルムを用いた試験では、UVを除去すると生育は従長的な生育を呈するが、光合成速度に関しては、両フィルム間での差異は明らかでなかった。UV-A及びUV-Bが、作物の生育・生産に及ぼす影響について考究した。UV-Aは、作物体の外観上からは、UV-Bのように生育に対する抑制作用は見受けられなかった。これに対し、より波長の短いUV-B域の紫外線は生育に対する抑制作用が大きく、その強度が増すと共に抑制作用が大きくなることが認められた。この抑制作用は、作物の種類によりその程度が異なり、ことにイネ科作物のトウモロコシ、オオムギ、コムギ、水稲は、インゲン、ダイズに比べ抑制作用が小さいことが認められた。この原因としては、双子葉、単子葉植物の葉の組織構造や受光態勢の相違が考えられる。生育抑制に対する防御反応として、葉の厚さに対する表皮の厚さの比率を大きくする場合と、柵状組織が厚くなる場合とが観察されたが、この点に関しては細胞の微細構造も含めて今後さらに追究したい。吸水させた種子に対するUV-B照射により、ナスの発芽が促進された。光合成に及ぼすUV-Bの作用性も、概して生育抑制作用が大きくなると、その能力が低下する傾向が認められた。自然光中のUVを透過するものとカットするビニールフィルムを用いた試験では、生育はカットにより助長されたが、光合成に関しては、UVが存在する方が高く、必ずしもUVが光合成の阻害要因ではないことが示唆された。オゾン層の破壊によるUV-B放射強度の増加を想定して、強度を変化させてコムギの生育、生産に及ぼす影響を検討した結果、自然状態では生育後期の葉の枯れ上がりが大きいのにたいし、放射強度が大きくなるとむしろ生葉が保持されて収量が高められ、また、粒の蛋白質含有率も対照区の9.7%に対し1516%に高められ、収穫物の品質まで作用が及ぶことが認められた。UVの防御反応について、動物では亜鉛の効果が報告されており、水稲について施与を試みたが、明確な結果は得られなかった。UVと作物の生育・生産について、今後ともさらに作物栽培の立場から検討を続けたい。
土壌撹乱を最小化した細根生産量の新たな評価方法の確立

細根生産量を簡易的に測定する方法であるルートメッシュ法を確立するため、既存のイングロースコア法との比較試験をスギ林で実施した。平成20年度に、茨城、滋賀、京都、兵庫、福岡のスギ10林分に設置したルートメッシュ及びイングロースコアの掘り取りを行い、設置二年後の年間細根生産量を算出した。その結果、スギ10林分における平均年間細根生産量は、ルートメッシュ法では25.7±4.4gm^<-2>year^<-1>、イングロースコア法では40.1±10.7gm^<-2>year^<-1>であった。スギ10林分中6林分においてイングロースコア法の推定値が、ルートメッシュ法の推定値よりも大きくなった。一方でルートメッシュ法では、設置後新たに進入した細根本数と年間細根生産量との間に有意な正の相関が認められた。これは細根本数から生産量の推定が可能であることを示唆した。これまでに報告されてきた国内外の細根量と細根生産量のレビューを行い、亜寒帯林、温帯林、熱帯林における細根生産量を推定した。上記で行った両方法とも細根生産量の値は、既存の温帯林における値に比べて過小評価であった。今後、これらの過小評価の原因を明らかにする必要がある。上記で得られた結果について、国内の学会だけでなく欧州の学会でも報告し、特にルートメッシュ法の今後の有用性を議論した。土壌撹乱が少なく簡易的に設置できるという点から、広域評価などを行う際に有用であることを示唆した。さらに他の方法と併用、比較を行うことで、ルートメッシュ法の有用性を確立する必要がある。新たな細根生産量を評価する方法としてルートメッシュ法に取り組んだ。本年度はメッシュの土壌への設置方法を検討した結果、2種類のステンレスガイドを用意し、一つは土壌垂直面の穴あけに、もう一つはメッシュを設置する際にガイドとして用いると簡単にメッシュが土壌に垂直方向に、また土壌撹乱を最小にして素早く設置できることが明らかとなった。茨城、滋賀、京都、兵庫、福岡のスギ8林分を選定し、それらに10m×10mの方形区を設置した。上記のメッシュ及びイングロース(根なし土壌コア)を埋設し、細根生産量調査を開始した。細根生産量を簡易的に推定できる手法であるルートメッシュ法について、土壌撹乱が少ないこと、設置準備が容易なこと、メッシュの設置が早いこと、特別な形をしたシャベルで掘り取り可能なことなどの利点、根が設置時に切断されることや掘り取りに時間がかかることなどの欠点を整理した。それらの調査手順を写真付で調査用具とともに、原著論文としてPlant Rootに公表した。また昨年度設置した茨城、滋賀、京都、兵庫、福岡のスギ8林分調査地において、土壌中のメッシュおよびイングロースコアの掘り取りを各8サンプルずつ行った。実際に一年後のメッシュおよびイングロースコアを掘り取った結果、新たな根の成長を確認することができた。さらにメッシュサイズ1mmのシートには、スギの新しい根が最大3mmの太さで通過していることを確認した。またメッシュシートの細根量解析時間はイングロースコアよりも短いことを明らかにした。今後これらの重量を測定し、調査地ごとに面積あたりの一年の細根生産量を推定する予定である。
肥満細胞の制御を介した血管性認知症に対する新規治療法の開発

慢性脳低還流状態における肥満細胞の役割を解明し皮質下血管性認知症の新たな治療法の開発に取り組んだ。肥満細胞欠損ラットとコントロールラットの両側総頸動脈を結紮し、慢性脳低灌流状態を再現した。脳血流は両群共に術直後は前値の約65%まで低下したが、肥満細胞欠損ラット群で有意に改善が不良(術後1日目:64.6%対75.8%, p<0.05)であり、肥満細胞が側副血行路の発達に有益に作用した可能性が示唆された。一方、肥満細胞を欠損または薬理学的な脱顆粒の安定化では組織学的な増悪は認めなかった。今後は、肥満細胞の脱顆粒を薬理学的に促進し、肥満細胞が新たな治療法開発の標的対象となるかを引き続き検討していく。肥満細胞が脳虚血の急性炎症に関与し,個々の因子の上流で重要な役割を果たすことが明らかになってきた。ラット脳梗塞モデルでは肥満細胞を安定化し脱顆粒を抑制することで脳浮腫が著明に軽減することが示され,脳梗塞の新たな治療戦略として期待されている。今回、ラット血管性認知症モデルを用いて、血管性認知症における肥満細胞の役割を解明し,肥満細胞の制御による新たな治療法の開発を目標に実験に取り組んだ。肥満細胞欠損ラット(WsRC-Ws/Ws) 9匹とコントロールラット(WsRC-+/+)8匹を用いて,両側の総頸動脈を結紮し、慢性脳低灌流状態を再現した。そして、レーザースペックル脳血流計を用いて経時的に脳血流の評価を行った。血管性認知症のモデル動物であるラット両側総頸動脈結紮モデルでは、術直後に急峻な血流低下を認め、その後、側副血行路の発達とともに、脳血流が徐々に改善していくことが知られている。術直後の脳血流は、両群ともに前値の約65%まで低下し優位差を認めなかった。しかし、その後、脳血流の改善過程で、肥満細胞欠損ラット(WsRC-Ws/Ws)で有意に改善が不良であった。脳慢性脳低還流においては、急性脳虚血とは異なり、肥満細胞の血管拡張・動脈形成・血管新生作用が有益に作用している可能性が示唆された。今後、脳糖代謝,生化学的・病理組織学・行動学的に評価を行っていく。また、クロモグリク酸ナトリウムを間欠的に腹腔内投与することにより薬理学的に肥満細胞を安定化させ,また逆に,化合物48/80を間欠的に腹腔内投与することにより肥満細胞の脱顆粒を促進し、経時的に同様の評価を行っていく。ラット脳梗塞モデルでは肥満細胞の脱顆粒を抑制することで脳浮腫が著明に軽減することが示され,脳梗塞の新たな治療戦略として期待される。今回、ラット皮質下血管性認知症モデルを用いて、慢性脳低還流状態における肥満細胞の役割を解明し,新たな治療法の開発に取り組んだ。肥満細胞欠損ラット(9匹)とコントロールラット(8匹)を用いて,両側総頸動脈を結紮し、慢性脳低灌流状態を再現した。そして、レーザースペックル脳血流計を用いた経時的な脳血流評価と組織学的評価を行い両群間で比較した。更に、ウィスター京都ラットを肥満細胞の脱顆粒を抑制するクロモリンの腹腔内投与群(4匹)と生理食塩水投与群(4匹)に分け同様の実験を行った。ラット両側総頸動脈結紮モデルでは、脳血流は術直後に急峻に低下し、その後、側副血行路の発達により徐々に改善する。肥満細胞欠損ラット群とコントロール群は、術直後は共に前値の約65%まで低下したが、肥満細胞欠損ラット群で有意に脳血流の改善が不良であった(術後1日目:64.6%対75.8%, p<0.05)。しかし、ミクログリア、グリオーシス、脱髄等に対する組織学的評価では両郡で優位差を認めなかった。一方、薬理学的な肥満細胞安定化では、脳血流、組織評価ともに両群間で有意差を認めなかった。以上より、慢性脳低還流では急性脳虚血と異なり、肥満細胞が側副血行路の発達に有益に作用した可能性が示唆されたが、肥満細胞を欠損または薬理学的に脱顆粒を安定化させても、組織学的な変化を認めなかった。今後は、逆に肥満細胞の脱顆粒を促進する化合物48/80を投与し同様の評価を行っていく。

また、脳糖代謝,行動学的な評価も行ない、肥満細胞が新たな治療法開発の標的対象となるかを引き続き検討していく。臨床神経学金沢医科大学から京都大学への赴任があり、実験環境の整備や構築に時間を要したため。今後、脳糖代謝,生化学的・病理組織学・行動学的に評価を行っていく。また、クロモグリク酸ナトリウムを間欠的に腹腔内投与することにより薬理学的に肥満細胞を安定化させ,また逆に,化合物48/80を間欠的に腹腔内投与することにより肥満細胞の脱顆粒を促進し、経時的に同様の評価を行っていく。移動に伴い研究計画に変更が生じたため実験計画にのっとり使用していく
行動解析を用いた自閉症児のためのロボットセラピーに関する研究

本研究はジョイントアテンション・インタラクション(共同注意を伴うコミュニケーション)に着目し,自閉症児の行動パターンを分析することを目的とした.統制された条件下での行動を分析できるように,行動と表情を単純化でき,統制できるインタラクションの相手としてヒューマノイドロボットを選択した.NAOロボットと自閉スペクトラム症児(日本人とセルビア人,約20名ずつ)のインタラクションを行い,ウェブカメラのデータからArousal-valenceモデルに従って自閉スペクトラム症児の行動分析を行った.その結果を学術雑誌と国際会議で発表した.自閉症セラピーの際に自閉症児からセラピーに集中してもらい活発にタスクを行う(以下、engagementと呼ぶ)ようにセラピーを維持することはとても重要な側面である。そこでソーシャルロボットがセラピーのengagementレベルを高める役割を行うことが本研究の目的である。28年度はロボットを用いた自閉症セラピーを行い、そのデータのビデオ分析を行った。自閉症児がプロトタイプの感情表現を認識して、模倣するように実験設計を行った。参加者は自閉症と診断された3歳から13歳の子供をアジア(日本、17名)、東ヨーロッパ(セルビア、19名)から募集した。日本とセルビアのセラピストおよびHRI専門家たちがビデオ分析を行った。Engagementはセラピストとタスクによってhigh>mid>low>indifference>noncomplianceとしてビデオ分析できた。また、Valence/ArousalはVery positiveからvery negativeまで5段階として分析した。その結果、2つの文化の間に高いengagementレベルは持続時間において有意差があることが見られた。高いレベルのengagement区間においてセルビアの自閉症児は短いengagement時間を示したが、それは彼らの自閉症レベルが高く、日本人の自閉症児よりも目標タスク到達することが速いということでる。また、調査された日本人の参加者の30%未満がengagementレベル03を有し、残りの70%はengagementレベルの少なくとも1つのインスタンスを有していた。セルビアの70%以上の参加者は、非常に低いengagementを示した。これらの結果は、自閉症治療のためのロボットソリューションを最適化する際に考慮する必要があることを示す。当初の計画は28年度は実際に教育・医療施設で使用しているセラピーの内容に基づいたシナリオ作成およびデータ収集し、29年度は収集したデータを用いてロボットセラピーの定量的な評価生理信号とビデオ分析による自閉症児の行動分析を行う予定であった。現在までおおむね順調に進展している。ただ、28年度はデータ収集のみの予定だったが、生理信号や顔表情分析の前の段階で、Valence/Arousal/Engagementレベルの分析を行うことを追加し、実験プロトコルの妥当性を確認した。本研究はジョイントアテンション・インタラクション(共同注意を伴うコミュニケーション)に着目し,自閉症児の行動パターンを分析することを目的とした.統制された条件下での行動を分析できるように,行動と表情を単純化でき,統制できるインタラクションの相手としてヒューマノイドロボットを選択した.NAOロボットと自閉スペクトラム症児(日本人とセルビア人,約20名ずつ)のインタラクションを行い,ウェブカメラのデータからArousal-valenceモデルに従って自閉スペクトラム症児の行動分析を行った.その結果を学術雑誌(Frontiers in Robotics and AI )と国際会議(XI Autism-Europe International Congress,MHS2016,HRI2017,ICRA2017)で発表した.また,IEEE MHS 2016/2017OS “Human Interface and Multimodal Interaction", The 1st International Workshop on Affective Computing for Social Robotics (ACSR2016); Ahalf-day workshophosted atIEEE RO-MAN 2016,Special Sessionon“Social and Affective Robots" atIEEE RO-MAN 2017,中部大学セミナー“ユザビリティを考慮したロボット開発"を企画した.本研究はジョイントアテンション・インタラクション(共同注意を伴うコミュニケーション)に着目し,自閉症児の行動パターンを分析することを目的とした.統制された条件下での行動を分析できるように,行動と表情を単純化でき,統制できるインタラクションの相手としてヒューマノイドロボットを選択した.NAOロボットと自閉スペクトラム症児(日本人とセルビア人,約20名ずつ)のインタラクションを行い,ウェブカメラのデータからArousal-valenceモデルに従って自閉スペクトラム症児の行動分析を行った.その結果を学術雑誌と国際会議で発表した.予定通り、28年度の実験で使用したリストバンドとウェブカメラからデータ収集し、自閉症児の行動分析を行う。実験のそれぞれのセッションは、上記の手順がすべてわかるように録画される。実験は子供が別のところに移動することを希望しない限り椅子に着席してもらい、NAOは子供とセラピストの前に置かれた小さな机に配置する。NAOの背後にマイク付きの高解像度のウェブカメラを配置し、子供とセラピストが両方映るようにする。顔追跡のカメラがNAOの中に装備されている。録画されたデータから顔の特徴点を用いて画像分析を行う。この分析については現在申請者と共同研究を行っているインペリアルカリッジロンドンのIBUG研究グループからその技術や参考資料について協力をしてもらう。ヒューマンロボットインタラクションIROS2016韓国(6日間)に参加し、研究発表を行うことを予定していたが、代わりに国内で開催されたMHS2016に参加したため、旅費に差額が出た。ICSR2017の開催場所がまだ決定されていないため、研究発表の予定をRO-MAN2017リスボン(4日)とHRI2018シカゴ(4日)に変更した。
単孔式腹腔鏡下手術に対する安全手術支援システムの開発

本研究では、腹腔鏡下手術における手術糸の結紮操作に対して、安全に操作を行える支援システムを構築した。結紮操作に対する術者の鉗子操作力をモニターに提示し、目標値と比較することにより術者が適切な力の掛け具合を認識できる。加えて、結紮操作中の急な鉗子操作(突発動作)、及び肩の力みを検出した際に、聴覚提示により術者に警告を行う。また、提案した安全手術支援システムをロボット手術に適用する際の単孔式腹腔鏡下手術支援ロボットも製作した。さらに、脳波を利用する基礎研究として、市販の生体信号収集ヘッドセットを使用して、安静状態と意識集中状態の識別を行った。本研究の目的は、手術中の医師の表面筋電位と脳波の測定に基づき、手術手技の自動識別を行い、特に医療ミスに繋がりやすい手術手技に対して、通常の操作と異なる操作を検知し、これを医師に提示することにより、単孔式腹腔鏡下手術における医療ミスを防止する、安全手術支援システムを構築することである。[a]手術手技の自動識別、[b]手術時における表面筋電位と脳波の測定、[c]特異性提示のための特異性抽出ベクトルの形成、において、両手で行う結紮操作に対して、操作を自動識別し、さらに最も危険に繋がり易い「糸結び」操作が識別された際に、通常操作と通常とは異なる特異操作を判別する、安全手術支援システムを外科医に評価してもらい、システムに対する意見をもらった。(1)タスクの数を増やすとよい、(2)危険に繋がる操作「握り」「姿勢」「引張」「力み」「突発」は、どのような外科操作に対しても共通する、等の指摘があった。また、熟練した外科医の結紮操作時における鉗子の操作量および表面筋電位の測定も行った。脳波に関しては、フランカー課題とGo/No-go課題によるミス・驚愕反応の検出、およびATMT法による疲労状態の検出を試みた。その結果、体動ノイズを除去した場合、脳波のウェーブレット解析により、驚愕反応及びGo/No-go課題によるミス反応で80%以上、フランカー課題でのミス反応で60%以上の検出率を記録した。また、睡眠不足状態時の脳波において、疲労の特徴が観測された。また、単孔式腹腔鏡手術(SPS)において、特に危険性が高い操作として熟練外科医に教示いただいた、両鉗子操作における干渉に関して、直線間の距離を求める公式を用いて、鉗子同士の接触または近接を検出するアルゴリズムを導出した。さらに、提案した安全手術支援システムをロボット手術に適用する際のSPS用手術支援ロボットの製作も行った。[e]危険性が高い操作に対する解析:結紮操作において最も危険に繋がり易い「糸結び」操作に対して、熟練医が操作を行った時の力加減を目標領域に設定し、術者の力加減をモニター画面下部のバーに表示する。これにより、術者は常に力加減の強弱を視覚的に認識することが可能になる。また、術者の背中の菱形筋の表面筋電位を測定し、「肩の力み」および「突発動作」を検出した際に、スピーカーからそれぞれノイズ、およびアラームをBGMに挿入して警告する、聴覚提示を行う。[f]力加減の提示および聴覚提示の実装:上述した「糸結び」操作に対する力加減のモニター提示、「肩の力み」および「突発動作」に対する聴覚提示を実装した。また、結紮作業の「巻付け」操作(鉗子の軸部に糸を巻付ける操作)における左右の鉗子の操作情報を測定し、熟練医の操作を規範とし、術者が左右の鉗子を効果的に動かしているかどうかを判別し、提示するインターフェイスも開発した。さらに、開発したシステムの有効性を検証するために、ドライボックスおよび豚を用いて縫合操作を行った際の熟練医と研修医の生体信号のデータ収集も行った。提案した安全手術支援システムをロボット手術に適用する際のSPS用手術支援ロボットに関しては、学会発表を行った2名の学生が、優秀論文発表賞とBest Presentation in Sessionを受賞した。また、力覚フィードバックに関して、反力推定オブザーバに基づいて、ロボット鉗子の把持力を推定する2つの方法を提案し、国際学会において発表を行った。最終年度は以下の内容を実施した。[g]検証実験および評価:構築した安全手術支援システムの有効性の検証を行うため、シミュレーションボックスを用い、結紮操作を行った経験がない被験者5名に、カメラのみの映像下で糸結び動作を5回ずつ行ってもらい、そのときの鉗子操作力データを取得した。その後、本安全手術支援システムによって、操作者本人の鉗子操作力と熟練医による目標値を比較しながら糸結び動作を練習してもらい、練習前と同様に、カメラのみの映像下で糸結び動作を5回ずつ行ってもらい、鉗子操作力を取得した。

鉗子操作力が目標値内であれば成功とし、練習前後での成功率の増減を見ることで安全手術支援システムの評価を行った。練習後、どの被験者も目標値内の鉗子操作力で糸結び動作を行える回数が増加し、成功率が上がった。これより、本システムにより、糸結び動作を行う際の適切な力加減を習得でき、本システムを手術の安全性を高めるための多重安全化の1つの対策として利用できると結論する。また、システムの性能向上のため、ドライ・ウェット実験下で縫合操作を行った際の熟練医と研修医の生体信号のデータ収集も行った。9月には、医工連携で共同研究を行っている北海道大学医学部消化器外科Iのリサーチカンファレンスにおいて、本安全手術支援システムについて発表を行った。さらに、開発した単孔式腹腔鏡下手術用支援ロボットの操作性について、および軸力の力覚フィードバックにおける梁理論に基づいたスケーリング方法に関して、国際学会において発表を行った。本研究では、腹腔鏡下手術における手術糸の結紮操作に対して、安全に操作を行える支援システムを構築した。結紮操作に対する術者の鉗子操作力をモニターに提示し、目標値と比較することにより術者が適切な力の掛け具合を認識できる。加えて、結紮操作中の急な鉗子操作(突発動作)、及び肩の力みを検出した際に、聴覚提示により術者に警告を行う。また、提案した安全手術支援システムをロボット手術に適用する際の単孔式腹腔鏡下手術支援ロボットも製作した。さらに、脳波を利用する基礎研究として、市販の生体信号収集ヘッドセットを使用して、安静状態と意識集中状態の識別を行った。鉗子の操作量と表面筋電位を用いた安全手術支援システムに関しては、研究目標を達成できているが、手術手技の種類に関しては、「縫合操作における刺入」、「結紮操作における糸結び、巻付け」以外にも、多種の手術操作に本手法を適用し、拡張していく必要がある。外科医との医工連携が確実に実施できており、外科医の意見を取り入れながらシステムの構築が行えているので、おおむね順調に進展していると評価した。制御工学、ロボット工学最終年度は、構成した医療ミスを防止する安全手術支援システムに対する、外科医による豚実験による検証、および言語報告、生体情報、行動指標による定量的な評価を実施する。[g]検証実験および評価:構築した単孔式腹腔鏡下手術における医療ミスを防止する安全手術支援システムの有効性の検証を行う。再度、単孔式腹腔鏡下手術の熟練医に協力していただき、構築した多重安全手術支援システムの運用の下でもう一度、豚を用いて縫合作業を実施してもらい、その時の術者の生体信号、作業に要する時間のデータを収集し、解析を行う。1SD法による外科医からの言語報告、2心拍数の測定による外科医のストレスの程度(生体情報)、3治療動作に要する時間(行動指標)、の比較により、提案する安全手術支援システムの快適性を定量的に評価し、提案手法が単孔式腹腔鏡下手術に対する安全性向上のための多重安全化の1つの対策として利用できることを明らかにする。また、得られた研究成果については随時、国内外の学会で公表する。鉗子の操作量と表面筋電位を用いた安全手術支援システムに関しては、初年度の研究目標を達成できている。脳波によるミス・驚愕反応の検出、および疲労状態の検出については、手術手技に対して検出を試みる必要がある。