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天皇制の法史学的考察-古代と近代-

これによって、近代民法の本来の構想は、今日の民法典像からはかなりかけ離れた、人権を中心に構想されたもの(今日の憲法にあたるもの)であったことが解明されたと思う。1.古代天皇制研究:「天智・藤原王朝の挫折と再建」と題する原稿を執筆した(掲載誌は未定)。この論文は、通説とは反対に、8世紀初頭に成立する律令天皇制は天武系王朝ではなく、天智・藤原王朝であったことを論じた私の研究(「律令天皇制における皇統観念と神話-正統(記)と異端(紀)-」上・下、『思想』966号・967号、2004年所収など)を前提として、この天智・藤原王朝の挫折およびその再建過程(8世紀中葉10世紀初頭)の詳細を論じたものである。このように記すと、本研究政治史的研究のように受け取られるかもしれないが、真実はそうではない。本研究は、激動の王朝政治史のあり方を、『古事記』(712年)に体系化されたところの、律令天皇制の国制理念が強く規制し続けていたことを論証したという意味において、法制史の論文にほかならない。方法と歴史過程の解釈の双方において、新しい考え方を提起しえたと思う。2.近代天皇制研究:本年度の「研究実施計画」において記したように、近代天皇制研究の不可欠の前提をなすところの、近代天皇制国家の建設において意識的に否定の対象となったフランス型の近代的国制の全体構造の認識のための研究、具体的には、『憲法と民法の原初形態-近代「市民社会」の法史学』仮題)の執筆に力をさいた。原稿の80%程度は完成したが、それらを全体として統合する仕事が残された。近日中に完成させたい。3.以上の諸研究を基礎として、現在の私の考えを端的に要約する性格の論文「近代法的理念とその日本的変容」を執筆する機会を得た。これは、(1)フランス革命期の憲法・民法を素材として、西欧近代法の理念を論じ、(2)それが、日本の近代天皇制国家の法体制において、どのように変容したのか、(3)さらには、特殊日本的近代法の特質が現代日本の法体制のうちにどのように刻印されているのか、などについて論じたものである。
電子・原子レベルから見たアルミニウム合金の材料特性

アルミニウムおよびその合金の特性を、電子・原子のミクロなレベルから見直した。すなわち、新しい合金パラメータを電子論の計算から求め、それを用いて材料の特性評価を行った。1.アルミニウム中の合金元素の個性を表す合金パラメータの決定分子軌道計算法の一つであるDV-Xαクラスター法を用いて、アルミニウム中の各種合金元素の電子構造を計算し、新しい合金パラメータを決定した。合金パラメータとして、(1)結合次数、(2)イオン性、(3)s軌道のエネルギーレベルおよび(4)フェルミ準位における電子の状態密度などがある。2.合金パラメータによるアルミニウムの材料特性の評価(1)格子定数合金中では原子間の電荷移行があり、成分原子の大きさが調整される。合金化に伴う格子定数の変化を、原子のイオン性で説明した。(2)アルミニウム固溶体の元素の固溶限s.p電子の部分状態密度がアルミニウムのそれと似ている合金元素ほど、固溶限が大きいことがわかった。遷移金属の場合、のそのd電子の仮束縛状態がフェルミ準位近傍に現れ、状態密度を大きく変えるため、一般にそれらの元素の固溶限は小さい。(3)遷移金属不純物の拡散の活性化エネルギー原子間の結合次数が高いほど、拡散の活性化エネルギーは大きくなることが明らかになった。(4)遷移金属不純物による残留抵抗の変化フェルミ準位でのd電子の部分状態密度の大きさにより、残留抵抗の変化を整理することができた。(5)遷移金属不純物の磁気的性質局在磁気モーメントの計算から、3d遷移金属では、クロムとマンガンがアルミニウム中で磁性をもつ不純物として振舞うことがわかった。鉄は磁性不純物ではないことも証明された。本研究で得られた種々の知見は、今後のアルミニウム合金の開発に有効に活用できると思われる。アルミニウムは,私達が最も慣れ親しんでいる金属の一つである.本研究の目的は,アルミニウムをもう一度,電子・原子のミクロなレベルから見直し,高性能アルミニウム合金を開発するときの基礎資料を得ることにある.本年度は,アルミニウム中の合金元素の個性を表す新しい合金パラメータを電子構造の計算により求めた.すなわちDV-X_αクラスター法を用いて,アルミニウム中の各種合金元素の電子状態の計算を行った.合金元素としては, Li, Mg, Cu, Znなどの既存の実用アルミニウム合金の主要合金元素の他新たに有効な合金元素を探索する目的で, 3d, 4d, 5d遷移金属を周期表から選び出し系統的な計算を行った.決定した合金パラメータとしては次の4つがある.1.結合次数(アルミニウムと合金元素との間の共有結合の大きさを示すパラメータ)2.イオン性(アルミニウムと合金元素との間のイオン結合の大きさを示すパラメータ)3.sおよびd電子のエネルギーレベル(原子の大きさや電気陰性度と関係のあるパラメータ)4.フェルミ準位における電子の状態密度(電気抵抗や比熱など物性と関係のあるパラメータ)このように本年度は,計画通り,電子構造の計算をほぼ完了させた.来年度は,これら新しい合金パラメータを用いて,アルミニウム合金の既存のデータを整理し,その材料特性をミクロな立場から理解するための仕事に着手する.そしてその理解を通し,将来のアルミニウム合金の開発のための基礎資料を得たいと考えている.本研究の目的は、アルミニウム合金の材料特性を、電子・原子のミクロなレベルから再評価することである。前年度は、分子軌道計算を行い、アルミニウム中の合金元素の個性を表す新しい合金パラメータを決定した。それらは、原子間の結合次数、イオン性、電子の部分状態密度などである。本年度は、これらパラメータを用いて、以下の諸性質の評価を行った。1.格子定数合金元素を添加すると格子定数は変化する。

興味深いことには、合金元素が、遷移金属の場合、その原子サイズが大きいほど合金の格子定数は小さくなる。これは原子間の電荷移行により、成分原子の大きさが変化するためであり、原子のイオン性と格子定数との間には相関が認められた。2.合金固溶体の固溶限合金元素が非遷移金属の場合、そのS,P電子の部分状態密度がアルミニウムのそれに似ている元素ほど、良く固溶することがわかった。一方、遷移金属の場合、そのd電子の仮束縛状態がフェルミ準位近傍に現れて状態密度を大きく変えるため、一般にそれら元素の固溶限は小さい。3.遷移金属不純物の拡散の活性化エネルギー原子間の結合次数が高いほど、拡散の活性化エネルギーは大きくなった。4.遷移金属不純物による残留抵抗フェルミ準位でのd電子の部分状態密度の大きさにより、残留抵抗の変化を整理することができた。5.遷移金属不純物の磁気的性質スピンを考慮した計算を行い、種々の3d遷移金属の局在磁気モーメントの大きさを求めた。3d遷移金属の中では、クロムとマンガンのみが大きなモーメントをもち、アルミニウム中で磁性不純物として振舞うことがわかった。この他、再結晶温度や状態図の整理を行った。
イギリスにおける知的障害者継続教育の移行支援機能に関する研究

イギリスの知的障害者継続教育においては、全体を移行支援ととらえる視点からカリキュラムが構想され、保育や木工などに関する職業実習が柔軟なスケジュールで取り組まれているものの、実際の卒業後の進路に関しては困難が多いことを把握した。役割が期待されているコネクションズも十分に機能しておらず、家族のあり方が移行支援に大きく影響していることが把握された。また、特別学校において継続教育部門を設置する動きがあることが確認された。第一に、OECDのCERI(教育研究革新センター)やイギリスのLSC(学習技能委員会)による報告書などの検討を進めることにより、知的障害者の移行支援をめぐる国際的動向を把握するとともに、イギリスにおける移行支援の状況を理解した。イギリスに関しては、知的障害者の移行支援においてコネクションズの役割が重視されてきているものの、実際には十分な役割を果たせてはいないことを知ることができた。また、継続教育カレッジにおける知的障害者の教育とコネクションズ等の連携が図られていること、移行支援においては家族のあり方が大きく影響していることなども把握できた。以上のような文献検討により、平成20年度の研究の視点を得た。第二に、2008年1月から2月にかけてイングランドに渡り、障害のある青年・成人のためのカレッジおよび一般の継続教育カレッジを訪問し、スタッフへのインタビューを含む調査を行った。それによって、知的障害者継続教育のカリキュラムを具体的に理解するとともに、保育や木工などに関する職業実習などが取り組まれているものの、実際の卒業後の進路については困難が多い状況にあることを把握した。また、政策的な就労移行支援重視の流れとカリキュラムへの影響や、そのことに対するスタッフの評価をうかがうことができた。成果については、平成20年度に雑誌論文として発表する予定であり、イギリスの知的障害者継続教育の状況を日本の関係者で共有することができる。第一に、国際的には職業的側面だけでなく家庭生活や社会生活を含めた全体的視野で「成人生活への移行」をとらえる視点から知的障害のある青年の教育がとらえられてきたことを確認し、イギリスの知的障害者継続教育もその流れのなかにあることを確認した。一方で、就労自立を強調する政策的動向が知的障害者継続教育にも影響を与えており、そのような動向に対してカレッジのスタッフからは批判もあることを、訪英による調査等によって把握した。第二に、知的障害者の移行支援システムの実態に関して、イギリスにおいてはコネクションズの役割が重視されてきているものの、実際には十分な役割を果たせてはいないことがうかがえた。継続教育カレッジにおける知的障害者教育とコネクションズ等の連携が図られてはいるが、継続教育後の進路保障は小さくない困難を抱えている。また、移行支援においては家族のあり方が大きく影響していることなどが把握できた。第三に、知的障害者継続教育の移行支援機能に関して、基礎的スキル・職業的スキル・生活的スキル・社会的スキルを中心にしたカリキュラムが形成されてきた過程を明らかにした。また、継続教育カレッジにおいて、保育や木工などに関する職業実習などが取り組まれているものの、実際の卒業後の進路については困難が多い状況にあることを把握した。さらに、継続教育カレッジにおいて知的障害者の教育や移行支援が進められているだけでなく、特別学校において継続教育部門を設置する動きがあることが確認された。
学習者の行動観測に基づく緻密なラーニングアナリティクス・ループの構築

高等教育における個人適応型学習支援を目的として,電子テキストや講義映像に対する学習行動(操作や注視)の深い計測と,コンテンツのデザイン・意味解析とを統合した緻密なラーニングアナリティクス・ループを構築する.本課題では,講師の経験によるところが大きかった学習分析に対してデータ駆動的なアプローチをとり,(1)学習者の内的状態の時間変化を高精度で推定・追跡するとともに,(2)個々の学習者の時々の状況に適応的な,学習パス提示,対話的質問生成,コンテンツデザイン最適化を実現する.これにより,学習者の集団としての分析を,個々人のリアルタイム学習支援へつなげる方策を明らかにする.高等教育における個人適応型学習支援を目的として,電子テキストや講義映像に対する学習行動(操作や注視)の深い計測と,コンテンツのデザイン・意味解析とを統合した緻密なラーニングアナリティクス・ループを構築する.本課題では,講師の経験によるところが大きかった学習分析に対してデータ駆動的なアプローチをとり,(1)学習者の内的状態の時間変化を高精度で推定・追跡するとともに,(2)個々の学習者の時々の状況に適応的な,学習パス提示,対話的質問生成,コンテンツデザイン最適化を実現する.これにより,学習者の集団としての分析を,個々人のリアルタイム学習支援へつなげる方策を明らかにする.
継続的な景観デザイン支援に向けた三次元モデル作成手法の構築

最終年度となる本年は,初年度に汎用的な空間データから作成した三次元都市モデルを用い,その検証作業を中心に行った.実施にあたっては,引き続き続き研究協力者である井筒竜宇(大阪大学大学院.研究当初は大阪府立大学工業高等専門学校専攻科・土木工学コース所属)が参加した.まずは作成された三次元モデルを用いて景観シミュレーション画像を生成し,三次元都市モデルに対してGISならびに視線追跡装置による2種類でのアプローチによる検証実験を行った.結果,実際に高架橋が建設された際に,列車の車窓からの被可視頻度が高い建築物の特定と,高架橋に対する可視頻度が高い地点の把握を,GIS上での可視・不可視分析によって確認することが出来た.また,視線追跡装置を用いた実験により被験者の注視傾向を把握することで,GIS上で算出された被可視頻度と実際に人が見る頻度との違いを明らかにすることができた.これらの結果から,景観シミュレーションにおいて被験者が注目する部分が明らかとなり,三次元都市モデリングの際に,簡易的な表現ではなくより精緻なディティールが必要となる箇所を明らかにした.研究成果については,第43回土木情報学シンポジウム(平成30年9月28日)にて「三次元広域都市モデルの作成と景観要素の定量化における活用に関する研究」というタイトルで発表を行い,さらに詳細な考察を加えた論文を土木学会論文集F3(土木情報学)の74巻2号に「三次元都市モデルを用いた可視・不可視分析の結果と実際の視線傾向との違いに関する研究」というタイトルにて投稿し,成果の公表を行った.まずは寝屋川市役所ならびに大阪府枚方土木事務所に科研費採択の件を報告し,またあらたに京阪電鉄本店に赴き研究の趣旨を説明し,研究連携体制の構築を図った.その際,三次元モデル作成に必要な各種設計図面(CADデータ)の最新版を入手した.初年度となる本年は,景観シミュレーションに用いるための三次元都市モデルの構築とその検証作業が中心となった.実施にあたり研究協力者である大阪府立大学工業高等専門学校専攻科・土木工学コース1年生の井筒竜宇が参加したほか,さらにあらたな研究協力者である大阪府立大学工業高等専門学校本科・都市環境コース5年生の大西和幸が参加することとなった.まず三次元都市モデルについては,ケーススタディ対象の連続立体交差事業の性質上,広範囲のモデル化が必要となったため既往研究の方法を見直し,国土地理院の基盤地図情報(インターネット経由で入手できる二次元電子地図データ)からの効率的な広域三次元都市モデル作成手法の開発を行った.また,最新の設計データを用いて連続高架橋の三次元モデルを作成した.こちらは二次元の設計データからの三次元モデル化の手法構築が中心となった.次に,作成された三次元モデルを用いて景観シミュレーション画像を生成し,視線追跡装置による検証実験を行った.検証実験は寝屋川市役所のまち政策部所属の職員26名を対象として行い,被験者がシミュレーション画像のどういった部分に着目しているかを,「滞在時間」,「注視時間」,「滞在回数」といった要素で定量的に把握することができた.この実験結果の詳細は,土木学会関西支部平成29年度年次学術講演会(平成29年5月27日開催予定)にて「三次元広域都市モデルの作成と景観要素の定量化における活用に関する研究」というタイトルで報告を行う.実施計画にもとづき,先述の研究実績概要の通り「研究連携体制の構築」,「都市モデル作成手法の構築」,「視線追跡装置を用いた検証」については遂行することができた.しかしながら既往研究で使用していたゴーグル型の視線追跡装置では,キャリブレーション作業(被験者の頭にゴーグルを装着し,被験者の目の動きと注視対象座標を結びつける作業)が予想以上に難航し,被験者の数を確保出来ないことが判明した.そこで,計画していた「既存のゴーグル型視線追跡装置にくわえ,大型スクリーンとプロジェクタを購入することで没入感を与えて実験を行う」という方向性を修正し,「PCモニタ設置型視線追跡装置を購入し,被験者の数を増やす」ということを目指した.結果,ゴーグル型では被験者1名に付き1時間以上を費やしていた実験時間を,15分程度に短縮することが可能となった.実施計画にあげていた「住民説明会での検証」は時期があわず,被験者は地元住民ではなく市役所職員となったが,視線追跡装置を用いた実験に関するノウハウを得ることができた.研究二年目となる本年は,景観シミュレーションに用いるための三次元都市モデルの構築とその検証作業を引き続き行った.実施にあたっては昨年度に続き研究協力者である大阪府立大学工業高等専門学校専攻科・土木工学コース2年生の井筒竜宇が参加したほか,さらにあらたな研究協力者である大阪府立大学工業高等専門学校本科・都市環境コース5年生の東山侑生が参加することとなった.まずは作成された三次元モデルを用いて景観シミュレーション画像を生成し,視線追跡装置による検証実験を行った.前年度の検証実験は寝屋川市役所のまち政策部所属の職員26名を対象として行ったが,都市計画に関する専門的な観点を持っている技術職員であったため,今年度は非専門家である学生を対象とした.実験では被験者がシミュレーション画像のどういった部分に着目しているかを,「滞在時間」,「注視時間」,「滞在回数」といった要素で定量的に把握することができた.くわえて,市役所職員と学生の注視動向の違いも把握することができた.

前者の市役所職員を対象とした実験結果の詳細は,土木学会関西支部平成29年度年次学術講演会(平成29年5月27日開催予定)にて「三次元広域都市モデルの作成と景観要素の定量化における活用に関する研究」というタイトルで報告を行い,さらに詳細な考察を加えた論文を国際会議であるThe 15th International Conference on Computers in Urban Planning and Urban Management (CUPUM2017)において「Three Dimensional Urban Modeling for Landscape Analysis in Railway Overpass Project」というタイトルで発表した.実施計画にもとづき,先述の研究実績概要の通り「都市モデル作成手法の構築」,「視線追跡装置を用いた検証」については遂行することができた.とくに初年度,既往研究で使用していたゴーグル型の視線追跡装置に代わり導入したPCモニタ設置型視線追跡装置により,従来困難であったキャリブレーション作業(被験者の頭にゴーグルを装着し,被験者の目の動きと注視対象座標を結びつける作業)が飛躍的に容易となり,結果として被験者の数を確保することが可能となった.なお,実施計画にあげていた「住民説明会での検証」は連続立体交差事業の進捗のため時期があわず,被験者は地元住民ではなく市役所職員ならびに学生となったが,視線追跡装置を用いた実験を通じて注視動向を把握することはできたと考えられる.一方,継続的な景観シミュレーションに今後必要と思われる,よりリアリティのあるモデルの作成手法についての考案も行い,写真測量を用いた精緻なモデリングを実施することができた.最終年度となる本年は,初年度に汎用的な空間データから作成した三次元都市モデルを用い,その検証作業を中心に行った.実施にあたっては,引き続き続き研究協力者である井筒竜宇(大阪大学大学院.研究当初は大阪府立大学工業高等専門学校専攻科・土木工学コース所属)が参加した.まずは作成された三次元モデルを用いて景観シミュレーション画像を生成し,三次元都市モデルに対してGISならびに視線追跡装置による2種類でのアプローチによる検証実験を行った.結果,実際に高架橋が建設された際に,列車の車窓からの被可視頻度が高い建築物の特定と,高架橋に対する可視頻度が高い地点の把握を,GIS上での可視・不可視分析によって確認することが出来た.また,視線追跡装置を用いた実験により被験者の注視傾向を把握することで,GIS上で算出された被可視頻度と実際に人が見る頻度との違いを明らかにすることができた.これらの結果から,景観シミュレーションにおいて被験者が注目する部分が明らかとなり,三次元都市モデリングの際に,簡易的な表現ではなくより精緻なディティールが必要となる箇所を明らかにした.研究成果については,第43回土木情報学シンポジウム(平成30年9月28日)にて「三次元広域都市モデルの作成と景観要素の定量化における活用に関する研究」というタイトルで発表を行い,さらに詳細な考察を加えた論文を土木学会論文集F3(土木情報学)の74巻2号に「三次元都市モデルを用いた可視・不可視分析の結果と実際の視線傾向との違いに関する研究」というタイトルにて投稿し,成果の公表を行った.
薬剤関連顎骨壊死の積極的な治療法の開発－マウスによる検討

デノスマブの副作用である顎骨壊死は一旦発症すると重篤な症状を起こすが、治療法が確立していないため、基本的には症状の緩和と感染管理などの対処療法あるいは、腐骨および壊死骨掻爬などの外科的な処置が主体となっている。積極的な治療法あるいは予防法の確立は、MRONJ患者のQOLの向上につながることから、重要な課題である。そこで本研究は、治療法を確立するために、デノスマブによる顎骨壊死発症マウスを用いて、薬剤関連顎骨壊死の発症機序について検討した。生後4週齢のC57BL/6J雌性マウスに全身麻酔管理下にて卵巣摘出手術を施行し、骨粗鬆症モデルマウスを作製した。卵巣摘出術4週後よりマウス抗中和RANKL抗体ならびに強力な骨髄抑制作用を有する抗癌剤であるメルファランの腹腔内投与(週1回)を開始し、その1週後に左上顎第1臼歯を抜去した。抜歯後も薬剤の投与を週1回継続し、抜歯4週後にマウスを安楽死させ、上顎骨、胸腺、脾臓、末梢血を採取した。摘出した上顎骨はマイクロCTにて抜歯窩の観察を行った。マイクロCT撮影後、脱灰、パラフィン包埋し、脾臓と共に組織学的解析を行った。また、末梢血、胸腺細胞、脾臓細胞はフローサイトメトリーにて解析を行った。各薬剤の単独投与群では、抜歯窩は正常に上皮で被覆されていたのに対して、同時投与群では、顎骨の露出を伴う抜歯窩の閉鎖不全が確認された。マイクロCTを用いた画像解析では抜歯窩には新生骨の添加が認められず、組織標本においても腐骨が形成されていた。また、胸腺が有意に萎縮と、胸腺髄質上皮中のAIRE陽性細胞が喪失していた。
オルガネラ計算

地球上の細胞には原核細胞と真核細胞がある。原核細胞は環境で生き残ることに特化されている。真核細胞は核、ミトコンドリア、ゴルジ体等のオルガネラ(細胞小器官)を持つ。オルガネラは原核細胞の共生を起源とし、多細胞生物において様々な高次機能を実現している。本研究はオルガネラ計算の枠組みを提案し、合成生物学と計算機シミュレーションによってその計算能力を明らかにする。現状ではミトコンドリアの遺伝子組み換えが技術的に困難であることから、生体分子DNAの熱力学的特性を利用して機能性ナノマシンを構築した。また、計算機のLinuxオペレーティングシステム上で直接動作し、進化する人工生命プログラムを開発した。地球生命の基本単位である細胞には原核細胞と真核細胞がある。原核細胞はDNA、タンパク質等の生体分子が単一の膜に包まれた構造を持ち、単細胞生物として環境で生き残ることに特化されている。真核細胞はDNAを保持する核、エネルギー生産を担うミトコンドリア、糖鎖など複雑な分子の工場であるゴルジ体等のオルガネラ(細胞小器官)を持つ。オルガネラは原核細胞の細胞内共生を起源とするとされ、二層の膜による入れ子構造を持つ。多細胞生物において様々な組織に分化する高度な機能を実現している。本研究の目的は、真核細胞において合成生物学的な遺伝子回路の組換え技術によって、オルガネラを用いた機能実現の方法『オルガネラ計算』を提案し、数理解析とシュミレーションによってその計算能力を明らかにすることにある。具体的には、(1)ゴルジ体における糖鎖の形成と、(2)ミトコンドリアへの人工遺伝子回路の組込みの2種類のオルガネラ計算のそれぞれについて理論的に検討した。(1)細胞内の化学物質の分布、糖転移酵素セットの局在、チェックポイント通過条件などを摂動させ、構築される糖鎖構造の集合が、細胞の識別子として機能しうる精度で形成されるかを調べた。(2)既存の標準的な人工遺伝子回路に移行シグナル等を付したモデル化を行った。同時に、テストベッドとなる人工生命モデルを実装した。本研究の目的は、真核細胞において合成生物学的な遺伝子回路の組換え技術によって、オルガネラを用いた機能実現の方法『オルガネラ計算』を提案し、数理解析とシミュレーションによってその計算能力を明らかにすることにある。"地球生命の基本単位である細胞には原核細胞と真核細胞がある。今年度は、実際の細胞中のミトコンドリアの遺伝子組み換えが技術的に困難であることから、生体分子DNAの熱力学的特性を利用して機能性ナノマシンを構築した。当初計画のうち、糖鎖計算のシミュレーションは終了した。ミトコンドリアについては実験面での困難が明らかとなったため、シミュレーション環境を新たに作り上げる必要があり、新たな人工生命モデルを立ち上げた。

新たなシミュレーションモデルはLinuxオペレーティングシステム上で実行可能プログラムとして実装され、進化能を持つ。論文投稿中である。これらからおおむね順調と判断した。システム科学(1)ゴルジ体における糖鎖の形成については、人工化学で反応速度の違いを反映できる確率過程のGillespieの方法によるシミュレータができている。原核細胞の合成生物学において標準的な転写調整による糖鎖形成過程の制御は困難であることが分かった。この方向での展開は難しいと考えられる。(2)ミトコンドリア人工遺伝子回路については、ミトコンドリアの遺伝子組換え技術についてサーベイし、真核細胞における合成生物学的な標準技法になりうるか引き続き検討する。ただし、単一細胞において実現できる機能には限界があることから、チャンネルを通じて分子交換する細胞群による機能形成への発展を検討する。当初計画のうち、糖鎖計算のシュミレーションは予定通り進んでいる。ミトコンドリアについては文献調査を行い、実験面での困難が明らかとなった。このため、シュミレーション環境を新たに作り上げる必要があり、新たな人工生命モデルを立ち上げた。当初計画では単一細胞における万能計算の実現を目標として理論的検討を重ねてきた。単一細胞内でミトコンドリア等の細胞内小器官が均一に混合された状況は、大腸菌などの単細胞群が試験管内で均一に混合された状況と等価であることがわかった。技術的にもミトコンドリアへの遺伝子組み換えでは挿入できる対象が限定されている。万能計算を実現することは困難であり、検討対象を単細胞から広げる必要があることがわかった。(1)ゴルジ体における糖鎖の形成については、当初計画通り人工化学をベースとし、反応速度の違いを反映できる確率過程を考え、Gillespieの方法によってシュミレータを実装する。原核細胞の合成生物学においては標準的な、転写調整による糖鎖形成過程の制御について検討する。単糖の供給や糖鎖の流出にある種の理想的な状況を仮定して、形成システムとしての能力を糖鎖の繰り返しパターンなどの文法的構造から特徴づける。同一種のミトコンドリアのみからなる人工遺伝子回路群の挙動を数理生態学的な手法で検討するために、本年度実装した人工生命モデルを用いて解析を行う。単細胞において複数のオルガネラが要素機能を果たす状況のもとで、複数の細胞を幾何学的に配置して結合した、一種の多細胞系を構築する。実験技術的には当初計画の範囲を逸脱するため、セルオートマトン・シミュレーションによって計算万能性のデモンストレーションをおこなう。未使用額の用途は平成27年度の早い時点でシミュレーションに用いる計算機およびソフトウェア開発言語等計算機用消耗品の購入にあてる。
形状変形を伴う軟組織手術ナビゲーションシステムの開発

手術室空間および手術中の患者体内空間を、計算機内部に実時間で(あるいは簡便迅速に)立体再構築し、外科医に、仮想的な体内透視像を提示したり、手術計画の実写像への重畳表示を行なう「手術支援システム」の研究開発が盛んになってきている。本研究では、手術支援システムにおける腹部臓器など形状変形を伴う人体軟部組織への対処に焦点をあてた。そのための基盤技術として、術中における変形検出、術中における軟部組織の実時間画像撮影に適した3次元超音波システムの開発、および、軟部組織の領域抽出と変形補正画像解析法の開発を行なった。本研究の成果において、強調すべき点は、手術支援システムにおける軟部組織への対処という応用目的の達成を徹底的に目指す一方で、得られた成果は、3次元画像解析および空間情報統合における基盤研究として、応用範囲の広い汎用的な成果が得られている点である。例えば、内視鏡対応3次元超音波システムの開発において開発された磁気式3次元位置センサの磁場歪みを簡便迅速に補正する方法は、3次元超音波システムに限定されず、広く仮想/拡張/複合現実感技術の応用システムに適用可能である。また、変形補正画像解析に関しては、空間的不連続性への対処という画像解析の分野では、従来から関心の高い問題に対して、変形補正すべき対象領域の濃淡値分布既知という条件の下での最大事後確率推定問題として定式化し、変形ベクトル場の不連続性対処の新しいアプローチを提案している。以上のように、達成された成果は、手術環境/人体内部構造への適用という明確な応用の実現が達成されていると同時に、画像解析および空間情報解析研究の基盤技術として、より広い文脈において興味深くかつ有用なものになったと考えている。●変形を伴う意識下の患者頭部の追跡局所麻酔下の意識のある患者の頭蓋骨運動計測を行う方法を確立した。局所麻酔下の患者は、手術中しばしば痛みの恐怖から顔をしかめるが、その表情変化の扱いが問題になる。本手法では、顔の皮膚に付けた複数のマーカの初期配置形状からのずれで剛体性(表情変化の有無)を判断した。手法のポイントとなる以下の3点に関して、実験的解析を行い、顔の皮膚に3次元センサマーカ付けるという最も単純な方法が実用的に使えるための諸条件を確立した。(1)頭蓋骨との連動性の高いマーカ貼付け位置最適化。(2)マーカの初期配置の獲得のための安定表情の判定。(3)精度と追跡の成功率のトレードオフの最適化。●3次元超音波画像の獲得と可視化柔軟組織のイメージングにおいては、超音波画像が有用である。超音波画像可視化の際、乳癌のように境界が不明瞭な場合に対して、術者が与えた複数サンプル点から推定された癌領域と正常領域の濃淡値分布に基づきボリュームレンダリング法における不透明度関数を決定する方法を提案した。さらに、拡張現実感と組み合わせるため、カメラ歪みの補正の検討も行った。●3次元弾性マッチング法柔軟組織画像の変形補正を行うためん3次元弾性マッチング法に検討を加えた。マッチングの精度と安定性を高めるに、「局所的濃淡分布適合性」と「大局的な変形の滑らかさ」の重み配分を適応的に決定する方法を定式化し評価した。●システムの構築と適用要素技術として開発した「変形を伴う意識下の患者頭部の追跡」を組み込んだ局所麻酔下における耳鼻咽喉科内視鏡手術ナビゲーションシステムを構築し、実際に30例以上の手術に適用し、評価を行い、良好な結果を得た。●内視鏡手術用3次元超音波画像の獲得柔軟組織のイメージングにおいては、超音波画像が有用である。近年の、内視鏡手術の普及に伴い、内視鏡手術に対応した3次元超音波システムの開発が望まれている。しかしながら、通常の3次元超音波獲得において用いられる3次元位置センサではサイズが大きく、内視鏡と伴に体内に挿入することが困難である。

本年度は、超小型磁気式3次元位置センサを用いることにより、内視鏡と伴に体内に挿入可能な3次元超音波システムを開発した。理論的シミュレーションによる誤差解析、および、実験室での実験による精度検証を行い、従来型の3次元超音波には、精度的にやや劣るものの充分に臨床応用可能であることを示した。さらに、内視鏡画像と3次元超音波のレンダリング像の重ね合わせる拡張現実感システムを構築し、実際に手術室で、適用可能であることを確かめた。●3次元弾性マッチング法(非剛体レジストレーション法)柔軟組織を対象としたの3次元CTデータとMRデータの弾性マッチングのため、マニュアルで与えた複数の対応点に基づき、剛体レジストレーション法、Bスプライン法による非剛体レジストレーション法、シンプレート法による非剛体レジストレーション法の3種類の方法の定量的比較比較を行った。対応点が精度良く多数与えられているときは、シンプレート法が優れていたが、対応点の数や精度が充分でない場合は、Bスプライン法が優れているという結果が得られた。さらに対応点をマニュアルで与えるのではなく、全自動で、弾性マッチングを行う方法を検討した。マッチングすべき2つのボリュームの同時確率分布が既知であるとの条件を用いて、非剛体レジストレーションを行う方法を開発し、実験により有効性を確認した。また、レジストレーションされていない2つのボリュームから同時確率分布を推定する方法も開発した。8例の症例に適用し有効性を確かめた。軟部組織の手術支援を目的とした内視鏡対応3次元超音波および拡張現実感可視化システムに必要な要素技術を開発し、これらの要素技術を統合して、臨床適用可能なシステムを構築した。要素技術としては、内視鏡下超音波画像3次元化のための光学式/磁気式ハイブリッド3次元位置センサシステム、ハイブリッド3次元位置センサを用いた磁気式センサの簡便迅速な磁場歪み補正法、3次元位置センサデータ獲得と超音波画像獲得の遅延補正法、および、"斜視"内視鏡カメラモデルとキャリブレーション法の開発を行なった。特に、簡便迅速な磁場歪み補正法により、内視鏡下での遮蔽された体内空間において、金属手術器具や電動手術ベッドのモータによる磁場歪みの影響を大幅に軽減し、磁気式センサを用いて高精度に3次元位置計測を行なうことが可能になった。変形補正に関しては、3次元画像から抽出された血管などの分岐構造を用いる方法、および3次元画像の濃淡情報に基づく方法の2つのアプローチを開発した。前者に関しては、2つの分岐構造の照合問題として定式化し、多少の分岐トポロジーの違いを効果的に吸収するような拘束条件を考案した。後者に関しては、腹部や胸部の画像において複数の臓器/組織の境界上で生じる「臓器スライド」に伴う変形ベクトル場の不連続性に対処する方法を開発した。従来から、画像解析の分野では、種々の不連続対処法が検討されてきたが、不連続検出能と推定の安定性の兼ね合いの調整が困難であることが知られていた。本研究では、従来と全く異なるアプローチをとり、変形補正すべき対象領域の濃淡値確率分布既知という条件の下での最大事後確率推定問題として定式化し、不連続性を含む変形ベクトル場推定の新しいアプローチを提案した。
早期水稲へのマルチ栽培の導入とその機械化に関する研究

(1)基礎試験平成5年度は3月上旬及び4月初旬に水稲のマルチ栽培の田植を行い、地温と生育状況を測定し、初期成育成長の促進化を検討した。その結果、従来より12週間早い田植が可能となることを確認した。(2)マルチ田植機の開発平成6年度にマルチングと水稲移植を同時化するマルチ栽培田植機の開発に取り組み、マルチを張りながら田植ができるナイフ付田植爪を開発し、試作機を農機メーカーで製作した。(3)水田実証試験平成6年、7年の2年に渡ってコシヒカリを供試して、試作したマルチ田植機の性能、地温上昇と生育状況の関係、初期成育促進のメカニズムを調査した。試作機の性能は植付ミスが9.2%あった。原因は機械的ミス(カッター部へのどろ詰まり)と圃場的ミス(代かきの均平悪さ)であったことから、作業技術と機構の改良で植え付けミスは5%以下に軽減できる。出穂時期はマルチ区が慣行区より1週間早かった。収量は精籾換算でマルチ区が慣行区に較べて117%を示した。(4)環境・水稲温度マルチによる水面の温度及び稲自体の温度をサーモグラフィで測定し、水田表面及び作物固体の温度分布と生育促進との関係を明らかにした。以上のように、早期水稲へのマルチ栽培の導入は、水稲の初期成育期間中の地温を高めて成育を促進し、出穂成熟を早め、収穫の早期化を可能ならしめることを確認した。本研究の成果が、これまでに例のない水稲作へのマルチフィルム栽培の導入を試みた早期水稲栽培の革新的技術資料となれば幸いである。本年度は、研究初年度のために基礎研究としてマルチ栽培が水田圃場と稲生育に及ぼす影響を調査した。そこでポットと圃場にて地温と稲の生育調査を行った。宮崎大学付属農場東水田にて、コシヒカリをマルチフィルムを敷設した実験水田(マルチ区)とフィルム敷設なしの普通水田(無マルチ区)とで田植をして、両者を比較した。その結果、次の新しい知見が得られた。(1)地温への影響地温は、明らかにマルチ区の方が温度は高かった。その温度差は天候に左右されるが、マルチ区では地表面がマルチフィルムで覆われているので熱を逃がさず保温の作用が認められた。65日間の積算温度の違いはマルチ区の方が約55°C高くなったことより、生育の早進に効果があった。(2)生育への影響出穂始め、出穂期、穂揃い期共にマルチ区の方が無マルチ区よりも早くなった。草丈は5月以降にはマルチ区が高くなってきた。分げつは6月の初めから中旬にかけて最高になり、マルチ区は無マルチ区より分げつ時期は早くなっていた。収量は調査区1で11%、調査区2で33%程もマルチ区が無マルチ区より多収となった。(3)マルチ栽培田植機の開発水田にマルチングを行い水稲を移植するマルチ栽培田植機の開発研究をも併せて行った。開発は田植爪とマルチフィルムの関係であり、マルチを張りながら稲を移植できるようにナイフ付田植爪の研究を行った。今回はそのナイフ付爪の運動軌跡についてビデオ解析し、ナイフ付爪の開発の糸口を見い出した。6年度は研究の2年目にあたり、マルチングによる地温上昇にともなう稲の生理的反応、土壌の化学性の変化、移植とマルチングの機械化技術等について検討を加え、本栽培技術に必要な機械の開発と機械化栽培技術の基礎資料を得た。(1)3月上旬及び4月初旬に水稲のマルチング移植を行った。

地温と生育状況を測定し、初期成育成長の促進化を検討した。これは従来の移植時期より12週間速い田植であった。地中部の温度分布、マルチングと栄養生理・出稲成熟期・収量等の影響、根の発達状況を調査した。(2)マルチングによる水稲移植の機械化栽培技術の開発とその機械化のための田植機の植え付け機構の開発を検討し、田植機の基本的メカニズムを開発した。以上より、水田におけるマルチ栽培は、初期成育期間中の地温を高め、幼・中苗期成育を促進し、出穂成熟を早め、収穫日の早期化、市場価値の増大、裏作導入の拡大等を可能ならしめること、加えて現状の早期水稲栽培の付加価値を高めえることが確認された。また、ポット及び本田での実験を通して栽培学的な基礎データが一応得られた。なお、6年度は機械化のためのマルチ田植機を試作し、マルチ栽培の機械化の見通しを得た。7年度は研究の最終年度にあたることから、6年度に試作したマルチ田植機による水田圃場実証試験を実施した。(1)実証試験は平成7年4月1日に試作機でコシヒカリを移植し、田植機の性能、地温及び生育状況、初期成育の促進を調査した。試作機の性能は植付ミスが9.2%あった。原因は機械的ミス(カッター部へのどろ詰まり)と圃場的ミス(代かきの均平悪さ)であったことから、作業技術と機構の改良で植え付けミスは5%以下に軽減できる。出穂時期はマルチ区が慣行区より1週間早かった。収量は精籾換算でマルチ区が慣行区に較べて117%を示した。(2)稲の地上部と地下部の乾物重量を経日的に調査した結果、マルチ試験区が慣行区より5日程度早く成長していること、移植後42日頃から両者間には顕著な差が出てきて、地上部では5日、地下部では1週間早く成長したことなどから、マルチ田植による地温上昇で根系の発達が促進されたことを確認した。マルチの効果は初期生育段階の2ヶ月間にあたることが判明した。(3)マルチによる水面の温度及び稲自体の温度をサーモグラフィで測定し、水田表面及び作物個体の温度分布と生育促進との関係を明らかにした。以上のように、水田マルチ栽培は初期成育期間中の地温を高め、初期成育を促進し、その結果出穂成熟を早め、収穫日の早期化を可能ならしめることが、2年間の圃場試験を通して確認された。今後はマルチ田植機での移植作業で補助者2人を1人以下とする機械化の開発及び自動化研究を進める。
都市機能の集中・分散の得失に関する数理的評価方法の研究

当研究班では7回の研究集会を開いて共同研究を行って来た.取り上げた主なテ-マは次のとおりである.(1)都市の自立についてー筑波研究学園都市の歴史的発展を例として;(2)平面領域の距離分布についてー「都市の設計論」の試み;(3)物資情報流動構造のエントロピ-モデル分析ー関西圏における通話デ-タにもとづく分析例;(4)ネットワ-ク問題の連続体近似ー大規模な道路網における最短路問題,最小費用流問題等の効率的解法;(5)道路距離と直線距離についてー道路距離のユ-クリッド距離による近似の精度;(6)橋の適正配置について;(7)地域間の結びつきやすさに着目した道路網の分析;(8)道路網ネットワ-ク構造における道路セグメントの重要度評価方法;(9)信号機の密度に注目した道路網分析;(10)混合交通流の分析計画研究は初年度であるので,いずれのテ-マも完結したわけではなく,次年度以降継続して研究を深化させていく予定である.本報告書では,一例として,テ-マ(8)に関する研究成果の一端を以下に紹介する.対象とする道路網に対して,道路の交差する地点(交差点)あるいは末端の地点をネットワ-クの頂点とし,隣接する交差点あるいは末端点と交差点とを結ぶ道路を枝とするネットワ-ク構造を考える.さらに,各交差点間の長さ(距離または通過に要する時間)が与えられているとする.このとき,隣接する交差点間の道路セグメント(枝)それぞれに対して,ネットワ-ク構造における"重要度"あるいは"貢献度"を定量的に評価するために,最短路問題に基づく手法を考案した.これを東京都心部の主要道路と甲府市の道路網に適用して,その有効性を確認した.当研究班では7回の研究集会を開いて共同研究を行って来た.取り上げた主なテ-マは次のとおりである.(1)都市の自立についてー筑波研究学園都市の歴史的発展を例として;(2)平面領域の距離分布についてー「都市の設計論」の試み;(3)物資情報流動構造のエントロピ-モデル分析ー関西圏における通話デ-タにもとづく分析例;(4)ネットワ-ク問題の連続体近似ー大規模な道路網における最短路問題,最小費用流問題等の効率的解法;(5)道路距離と直線距離についてー道路距離のユ-クリッド距離による近似の精度;(6)橋の適正配置について;(7)地域間の結びつきやすさに着目した道路網の分析;(8)道路網ネットワ-ク構造における道路セグメントの重要度評価方法;(9)信号機の密度に注目した道路網分析;(10)混合交通流の分析計画研究は初年度であるので,いずれのテ-マも完結したわけではなく,次年度以降継続して研究を深化させていく予定である.本報告書では,一例として,テ-マ(8)に関する研究成果の一端を以下に紹介する.対象とする道路網に対して,道路の交差する地点(交差点)あるいは末端の地点をネットワ-クの頂点とし,隣接する交差点あるいは末端点と交差点とを結ぶ道路を枝とするネットワ-ク構造を考える.さらに,各交差点間の長さ(距離または通過に要する時間)が与えられているとする.このとき,隣接する交差点間の道路セグメント(枝)それぞれに対して,ネットワ-ク構造における"重要度"あるいは"貢献度"を定量的に評価するために,最短路問題に基づく手法を考案した.これを東京都心部の主要道路と甲府市の道路網に適用して,その有効性を確認した.
神経幹細胞標識トランスジェニックマウスを用いた神経因性疼痛発症機構に関する研究

神経因性疼痛発症維持過程において、神経幹細胞による神経再生が関与するかどうかを明らかにするために、神経幹細胞のマーカーであるnestinのプロモーターの下流にGFPを組み込んだトランスジェニックマウス(pNestin-GFP Tg)マウスを用いて実験を行った。正常マウスで腰髄と後根神経節(DRG)におけるGFPの発現パターンを胎児期から成体までの発達段階で詳細に検討した結果、胎児では脊髄の中心管が強く染色され、生後日が進むにつれて蛍光強度はさがるものの、中心管周囲の細胞がGFP陽性となった。腰髄の切片でも中心管の周囲が強く染まった。DRGでは、一次求心性線維を出している神経細胞には発現せず、神経細胞を取り囲むpericytesに強く発現していた。坐骨神経結紮モデルを作製した。このモデルマウスでは、1週間後に熱や機械的刺激に対して痛覚過敏反応を示す。手術後2、3日目に後角の両側とも全体にGFP陽性細胞が増加し、炎症が消褪し、神経因性疼痛が確立する7日目では同時に結紮した肢側の脊髄後角にGFP陽性細胞が有意に増加した。このGFP陽性細胞は、神経細胞のマーカーであるMAP-2やPGP9.5、アストログリアのマーカーのGFAPいずれに対しても共染されなかった。神経型一酸化窒素合成酵素同様nestin陽性細胞は主として中心管付近に存在した。疼痛の感覚細胞はDRGにあり、NGFやBDNFが神経細胞の生存に必要なことがよく知られている。DRGの中にSCF/c-kitチロシンキナーゼ受容体を発現し、その生存に関与する細胞に着目し、c-kit受容体が痛覚伝達に重要な脊髄後角の浅層にCGRPといっしょに発現していること、neonatal capsaisin処置でその発現と疼痛が消滅することからc-kit系が疼痛に関与すること、さらに神経因性疼痛モデルで神経損傷側よりむしろ反対側の脊髄表層にタンパクとmRNAの発現が増大することから、SCF/c-kit系は疼痛の発症だけでなく神経再生にも関与する可能性を示した。脊髄においても脊髄切断や坐骨神経切断により運動機能不全の動物が神経幹細胞あるいは神経栄養因子をはじめとするさまざまな因子の影響下に顕著な機能回復や神経再生がみられるとの報告がなされている。神経損傷に伴う神経因性疼痛の発生には一次求心性線維の細胞体が存在する後根神経節細胞のフェノタイプの変化や脊髄後角深層から痛覚伝達に重要な浅層へのAβ線維の発芽による神経回路網の再構築などの器質的変化が提唱されてきたが、いまだ不明な点が多い。本研究は、神経幹細胞のマーカーであるnestinのプロモーターの下流にGFPを組み込んだトランスジェニックマウス(pNestin-GFP Tgマウス)を用いて、神経因性疼痛に伴う神経回路網の再構築における神経幹細胞の役割とその活性化因子を解明することを目的とする。未処置のマウスでは脊髄中心管付近に強くnestin陽性細胞が染色され、加齢とともに減弱した。選択的に坐骨神経を結紮して神経因性疼痛モデルを作製すると脊髄の中心管付近にnestin陽性細胞の増加と脊髄後角にnestin陽性細胞が出現した。後根神経節においてもnestinは神経細胞の周辺に強く発現していたが、加齢とともに減弱し、神経因性疼痛モデルによりその発現の増大が認められた。BrdUで染色を行うと脊髄後角、中心管付近において、BrdUの取り込みが認められた。nestin陽性細胞の出現と細胞数の増加に関与する因子を明らかにするために、脊髄のスライス標本を用いてnestin-GFPの蛍光強度を経時的に追跡すると、ATP存在下に蛍光強度の増大が認められた。現在、神経因性疼痛、神経幹細胞とATPの関係を明らかにすべく研究を進めている。

DRGの中にSCF/c-kitチロシンキナーゼ受容体を発現し、その生存に関与する細胞に着目し、c-kit受容体が痛覚伝達に重要な脊髄後角の浅層にCGRPといっしょに発現していること、neonatal capsaisin処置でその発現と疼痛が消滅することからc-kit系が疼痛に関与すること、さらに神経因性疼痛モデルで神経損傷側よりむしろ反対側の脊髄表層にタンパクとmRNAの発現が増大することから、SCF/c-kit系は疼痛の発症だけでなく神経再生にも関与する可能性を示した。
認知言語学的手法を応用したオンライン英語句動詞習得システムの開発

本研究では、代表者・分担者が共に長年培ってきたメタファー・メトニミー・シネクドキの3つの概念を基盤とする意味ネットワーク記述のアプローチにより、英語句動詞のさまざな意義と意義とがネットワークとしてつながって展開していることを、アニメーションの活用により、専門用語を用いずに体感的に学習者に訴えかけることができる解説用の教材を開発する。さらに、現場の先生方向けに「指導上のポイント」というページを作成し、将来的に認知言語学の成果を指導に生かしてもらえるよう工夫し、授業内ではなかなか包括的に扱うことのない句動詞を、さまざまなスマートデバイスを利用して習得することができるシステムの開発を目指す。
骨盤底筋群に作用する姿勢の探索―指導しやすい新骨盤底筋トレーニングの確立に向けて

尿失禁改善には、骨盤底筋群を随意収縮させる骨盤底筋トレーニングが推奨されているが、骨盤底筋群は身体内部にあるため認識しにくく、指導する側もされる側も骨盤底筋群を正しく収縮できているかを認識することは難しい。そこで本研究は、臀部や大腿部等の筋肉の動きや姿勢によって、骨盤底筋群の随意収縮ができなくても骨盤底筋群を強化できる方法を確立することを目標としている。今年度は、姿勢と骨盤底筋群の位置との関連性について、先行で撮像したMR画像を詳細に分析した。座位においては骨盤後傾になると骨盤底筋群の位置が下がり、立膝位においては大腿骨が外転位となる姿勢のほうが内転位となる姿勢よりも骨盤底筋群の位置が高いことが明らかとなった。この結果に基づき、経腹超音波検査を用いて、骨盤後傾を避け大腿骨が外転位となる姿勢を基本に、通常姿勢における骨盤底筋群の随意収縮時の骨盤底筋群の位置と同程度になる姿勢を探索した。その結果、立位において骨盤後傾を避け大腿骨が外転位となる姿勢をとり、左右の大殿筋を引き寄せるようにすることで骨盤底筋群の随意収縮時と同程度の位置となることがわかった。この結果に基づき、3050歳代の一般女性10名に対して上記姿勢による骨盤底筋群の位置を、通常姿勢における骨盤底筋群の随意収縮時と比較した結果、すべての女性において同程度の位置となることが示された。このことから、従来の骨盤底筋トレーニングにおいて正しく骨盤底筋群を収縮できない女性であっても、姿勢により他動的に骨盤底筋群を収縮できる可能性が示唆された。今年度は、超音波検査を用いた骨盤底筋群に作用する姿勢の探索の実施後、その結果をもとに従来の骨盤底筋訓練と姿勢による骨盤底筋訓練との比較検証を行う予定であった。しかし、7月に研究責任者が所属研究機関を異動したため、新所属研究機関において倫理審査が必要となり、承認までの期間、研究を進めることができなかった。今年度、超音波検査を用いた骨盤底筋群に作用する姿勢について明らかとなったため、この結果の成果発表ならびに従来の骨盤底筋訓練と姿勢による骨盤底筋訓練との比較検証を進める予定である。短期間で対象者のリクルートを終えることができるように、インターネットを用いて募集する予定である。骨盤底筋群は身体内部にあるため、指導する側もされる側も骨盤底筋群を正しく収縮できているかを認識することは難しい。本研究は、背部や臀部、大腿部等の恥骨・仙骨・尾骨を起始とする筋肉に関連する姿勢によって、骨盤底筋群の随意収縮ができなくても骨盤底筋群を強化できる方法を確立することを目標としている。姿勢によって確実に骨盤底筋トレーニングができる方法が確立できれば、骨盤底筋群を認識しにくい場合であっても骨盤底筋群の強化が可能となると考える。そのため、1)オープン核磁気共鳴画像と超音波検査を用いた、骨盤底筋群に作用する姿勢の探索、2)骨盤底筋群に作用する姿勢による、尿失禁改善効果の検証、を行うことが本研究の目的である。今年度は、骨盤底筋群に作用する姿勢の探索に向けて、経腹超音波法を用いた骨盤底筋群の機能評価を行うことから、関連する文献の検討を行った。医学中央雑誌およびPubMedにより、「姿勢/Posture」「骨盤底筋訓練/Pelvic floor muscle training」「超音波/Ultrasound」などをキーワードとして英文献を中心に検索した。また、核磁気共鳴画像法と経腹超音波法を用いてプレテストを実施し、データ収集方法の確定を行う予定であったが、オープン学磁気共鳴画像(MRI)装置が工事中のため、まず先行研究において撮像したMR画像から、姿勢と骨盤内臓器の関連性の検討を行った。座位や立膝位において撮像したMR画像を用いて、座位や立膝位における骨盤の前傾時と後傾時の骨盤内臓器や骨盤底筋群の位置を比較した。また、経腹超音波法を用いた骨盤底筋群の機能評価を行う準備を進めた。今年度は、オープンMRIと経腹超音波検査法を用いた、骨盤底筋群に作用する姿勢の探索を進めることを目標としていたが、オープンMRI装置が工事中のため双方を用いたプレテストの実施が困難となった。MR画像は、骨盤内臓器の位置など骨盤内全体の構造を捉えるために有用であるため、超音波法による骨盤底筋群の収縮確認との双方からの評価を検討していたが、先行研究において撮像したMR画像から姿勢と骨盤内臓器の位置との関連性の検討のみを実施した。

この結果に基づき、経腹超音波検査を用いて、骨盤後傾を避け大腿骨が外転位となる姿勢を基本に、通常姿勢における骨盤底筋群の随意収縮時の骨盤底筋群の位置と同程度になる姿勢を探索した。その結果、立位において骨盤後傾を避け大腿骨が外転位となる姿勢をとり、左右の大殿筋を引き寄せるようにすることで骨盤底筋群の随意収縮時と同程度の位置となることがわかった。この結果に基づき、3050歳代の一般女性10名に対して上記姿勢による骨盤底筋群の位置を、通常姿勢における骨盤底筋群の随意収縮時と比較した結果、すべての女性において同程度の位置となることが示された。このことから、従来の骨盤底筋トレーニングにおいて正しく骨盤底筋群を収縮できない女性であっても、姿勢により他動的に骨盤底筋群を収縮できる可能性が示唆された。今年度は、超音波検査を用いた骨盤底筋群に作用する姿勢の探索の実施後、その結果をもとに従来の骨盤底筋訓練と姿勢による骨盤底筋訓練との比較検証を行う予定であった。しかし、7月に研究責任者が所属研究機関を異動したため、新所属研究機関において倫理審査が必要となり、承認までの期間、研究を進めることができなかった。今後は、MRI画像と経腹超音波法を用いた骨盤底筋群の機能評価により、骨盤底筋群に作用する姿勢の探索を進めていく予定である。MRI装置の使用が困難な状況が続く場合には、先行研究のMRI画像を用いて検討した骨盤内臓器の挙上に有用と考えられる姿勢から、経腹超音波法のみで評価を行い、骨盤底筋群の収縮に有用な姿勢を明らかにする。今年度、超音波検査を用いた骨盤底筋群に作用する姿勢について明らかとなったため、この結果の成果発表ならびに従来の骨盤底筋訓練と姿勢による骨盤底筋訓練との比較検証を進める予定である。短期間で対象者のリクルートを終えることができるように、インターネットを用いて募集する予定である。MRIと経腹超音波法を併用して骨盤底筋群に作用する姿勢の探索を進める予定であったが、MRIの使用が困難であったことから、今年度に予定していたプレテストおよびボランティアを対象とした検証は今年度に実施する予定である。今年度、1超音波検査を用いた骨盤底筋群に作用する姿勢が明らかとなったのちに、2従来の骨盤底筋訓練と姿勢による骨盤底筋訓練との比較検証を進める予定であったが、研究責任者の所属研究機関の異動により、2の検証が遅れたため、その予算(対象者への謝礼、研究補助者の人件費、実験用具の物品など)が残っている状況である。次年度は、2の実施に加えて1の成果発表を国内外で行う予定である。