hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
母語音声獲得に伴う日本人乳児の脳内音声処理機構の発達

本研究では、ボトムアップ入力された音の音響パターン抽出処理機構の発達変化を調べるために、4.5、7、10ヶ月の乳児に対し聴性誘発電位(AEP)測定を行った。音色を決める静的要因であるスペクトル包絡のみが異なるように音の高さ、長さ、音圧など他の音響要因を調整した3種の音(女性の発する/i/、ピアノ音、スペクトル包絡が母音と同じ-6dB/octの傾きをもつ合成音)を刺激音とし、被験者である乳児に順不同に提示した。昨年度までの解析により、1.母語音声獲得期である生後1歳未満の乳児でもスペクトル包絡の違いによる音響パターン抽出は行われているが、その処理方法は成人とは異なること、2.母音の聴覚テンプレートは生後10ヶ月頃には備わり成人同様の左半球優位の処理が行われていること、3.周波数成分にも発達に伴う変化が認められたが、差の見られる潜時はAEPでの差が見られる潜時とは異なり、AEPの波形解析と周波数解析では異なる脳活動を反映している可能性が示唆された。今年度は、周波数成分について更に解析を加え、各チャネルで月齢と刺激音での交互作用が見られる周波数帯域を調べた。その結果、交互作用のある周波数帯域は左半球に比べ右半球のチャネルで、中央部に比べ前頭部、側頭部のチャネルで、交互作用のみられる周波数帯域が広く認められるという、部位によって異なる傾向が見られた。特に右の側頭部のチャネルのβ帯域に多く認められた。以上より、乳児の音響パターン抽出処理機構の発達変化はAEPの1.頂点潜時・振幅、2.時間周波数、3.各チャネルの周波数成分の全てに反映されるが、そのパターンに統一した傾向は見られなかった。これは、脳波の各成分が示す脳活動が異なることを示唆し、それぞれの解析を組み合わせることで、脳波測定で得られたデータからより多くの情報を得られる可能性を示している。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はボトムアップ入力された音の音響パターン抽出処理機構の解明のために、母語音声獲得期である4.5、7、10ヶ月の乳児に対し聴性誘発電位(AEP)測定を行った。計測部位はFz、F3、F4、Cz、C3、C4、Pz、P3、P4、T5、T6及び眼電図2チャネルの計13か所とし、各刺激音についてアーチファクトのない反応が30回以上得られた被験者について、乳児の代表的なAEPであるP150、N250、P350、N450の潜時及び振幅に対し解析を行った。解析の結果、全てのAEPの潜時において刺激音による主効果が認められた。各AEPで有意差の出た部位は異なったが、C4(右中心部)は全AEPでの有意差が認められた。一方、振幅はP150とN450のみで刺激音による主効果が認められた。各AEPで有意差の出た部位は異なったが、C3(左中心部)は両AEPでの有意差が認められた。また、T5(左側頭後部)、T6(左側頭後部)の潜時200-500msにおける活動の大きさを比較したところ、10ヶ月児のみにおいて人の声に対し有意にT5での活動が大きかった。以上より、(1)生後1歳未満の乳児でもスペクトル包絡の違いによる音響パターン抽出は行われているが、その処理方法は成人とは異なること、(2)母音の聴覚テンプレートは生後10ヶ月頃には備わり成人同様の左半球優位の処理が行われている可能性が示唆された。ボトムアップ入力された音の音響パターン抽出処理機構の解明のために、母語音声獲得期である4.5、7、10ヶ月の乳児に対し聴性誘発電位(AEP)測定を行った。昨年度行った解析により、乳児の代表的なAEP成分の潜時及び振幅に音色の静的要因であるスペクトル包絡の違いが反映されており、(1)母語音声獲得期である生後1歳未満の乳児でもスペクトル包絡の違いによる音響パターン抽出は行われているが、その処理方法は成人とは異なること、(2)母音の聴覚テンプレートは生後10ヶ月頃には備わり成人同様の左半球優位の処理が行われている可能性が示唆された。今年度は、その違いが脳波の周波数成分のどの帯域に起因しているのか、及び、違いのでる場所に差異があるかどうかを検討するために、同じデータに対し時空間解析を行った。この解析には、独立行政法人理化学研究所BSI脳信号処理研究チームのAnh Huy Phan研究員が開発中の、少ない計測チャネル数でも活動源推定が行えるプログラムを用いた。その結果、音を聞いた1200ms後を中心にθ帯域(4-7Hz)の波が側頭部で増えていた。

今後、発達に伴う変化がどのようにみられるか、音色の違いによる差異は認められるかを精査していくが、開発中のプログラムを用いているため、試行錯誤が求められることが予想される。今年度は、平成23年度に行った聴性誘発電位(AEP)測定で得られたデータに対して周波数解析を行った。この測定は、ボトムアップ入力された音の音響パターン抽出処理機構の解明のために、母語音声獲得期である4.5、7、10ヶ月の乳児に対し、音色を決める静的要因であるスペクトル包絡のみが異なるように音の高さ、長さ、音圧など他の音響要因を調整した3種の刺激音(女性の発する/i/、ピアノ音、スペクトル包絡が母音と同じ-6dB/octの傾きをもつ合成音)を順不同に提示した時のAEPを測定したものである。周波数解析の結果、音刺激に対しδ波(-4Hz)とθ波(4-8Hz)で大きな変化が見られた。δ波は音刺激後の350ms後に活動増のピークがあり、乳児の発達に伴いそのパワーが増加した。一方で、θ波は音刺激後の250ms後に活動増のピークがあったが、乳児の発達に伴いそのパワーは減少した。この結果より、δ波とθ波は音刺激から数百msに行われる早期の音声処理に関与しており、両者の役割は異なることが示唆されたが、スペクトル包絡の違いによる差異は認められなかった。また、各周波数帯域の活動増のピーク(δ波: 350ms、θ波: 250ms)は乳児の代表的なAEP成分のP350及びN250が出現する潜時帯であるが、平成23年度に行った前頭部及び中央部で得られたAEPの解析結果では、これらの成分の振幅には有意差は認められなかった。これより、AEPに反映される脳内処理と、周波数解析の結果に反映される脳内処理は異なっている可能性が高く、脳機能の精査に両者の解析が必要であるといえる。本研究では、ボトムアップ入力された音の音響パターン抽出処理機構の発達変化を調べるために、4.5、7、10ヶ月の乳児に対し聴性誘発電位(AEP)測定を行った。音色を決める静的要因であるスペクトル包絡のみが異なるように音の高さ、長さ、音圧など他の音響要因を調整した3種の音(女性の発する/i/、ピアノ音、スペクトル包絡が母音と同じ-6dB/octの傾きをもつ合成音)を刺激音とし、被験者である乳児に順不同に提示した。昨年度までの解析により、1.母語音声獲得期である生後1歳未満の乳児でもスペクトル包絡の違いによる音響パターン抽出は行われているが、その処理方法は成人とは異なること、2.母音の聴覚テンプレートは生後10ヶ月頃には備わり成人同様の左半球優位の処理が行われていること、3.周波数成分にも発達に伴う変化が認められたが、差の見られる潜時はAEPでの差が見られる潜時とは異なり、AEPの波形解析と周波数解析では異なる脳活動を反映している可能性が示唆された。今年度は、周波数成分について更に解析を加え、各チャネルで月齢と刺激音での交互作用が見られる周波数帯域を調べた。その結果、交互作用のある周波数帯域は左半球に比べ右半球のチャネルで、中央部に比べ前頭部、側頭部のチャネルで、交互作用のみられる周波数帯域が広く認められるという、部位によって異なる傾向が見られた。特に右の側頭部のチャネルのβ帯域に多く認められた。以上より、乳児の音響パターン抽出処理機構の発達変化はAEPの1.頂点潜時・振幅、2.時間周波数、3.各チャネルの周波数成分の全てに反映されるが、そのパターンに統一した傾向は見られなかった。これは、脳波の各成分が示す脳活動が異なることを示唆し、それぞれの解析を組み合わせることで、脳波測定で得られたデータからより多くの情報を得られる可能性を示している。26年度が最終年度であるため、記入しない。
PEEK冠の臨床応用に向けた基礎的研究

歯科治療において歯冠部歯質欠損症例や,根管処置歯に対する補綴処置を行う際に,クラウンによる歯冠補綴修復が行われる.新規メタルフリー修復材料としてポリエーテルエーテルケトン(PEEK)のクラウンへの応用が期待されている.PEEKは従来から歯冠補綴修復に用いられている金属と比べると審美性に優れるが,PEEK単体では審美修復材料としての十分な審美性を有しているとは言えず,より一層口腔内の色調に調和させるためにはPEEKへのコンポジットレジンの前装が有効と考えられている.そこで本研究では,PEEKの歯冠修復材料への応用として,PEEK冠およびコンポジットレジン前装PEEK冠の臨床術式を確立・提案し,PEEK冠および前装PEEK冠の臨床応用の拡大に寄与することを目的とした.本年度は新規PEEK材と歯質の接着の評価するため,引っ張り接着強さ試験を行い,接着条件の検討を行った.さらに,大臼歯部の歯冠補綴修復を想定したモノリシックPEEK冠の強度の評価を行った.下顎第一大臼歯のクラウン修復を想定し支台歯形成を,咬合面削除量および軸面削除量を変化させた状態で行った後,各支台歯にモノリシックPEEK冠を作製し,接着性レジンセメントで接着し,同試料に歯軸方向に24万回の繰り返し荷重を負荷後,万能試験機を用いてクラウン破壊まで荷重しは破壊時最大荷重の評価・検討を行った.大臼歯部のモノリシックPEEK冠のクラウンの咬合面および軸面の厚み・形態の最適化,支台歯形成時の軸面の支台歯形成形態,咬合面の支台歯形成形態の最適化を行った.PEEK材は優れた機械的性質や生体適合性を有し,化学的にも非常に安定した性質を有しているため,歯冠修復材料として使用するには十分な接着が必要とされる.そこで本研究ではフィラーを含有させた新規PEEK材の引っ張り接着強さを評価し,サンドブラスト処理,プライマー処理,接着性レジンセメントの使用により良好な接着を得られることを確認した.大臼歯部の歯冠補綴修復を想定したモノリシックPEEK冠において,PEEK厚みを変化させたときの,繰り返し荷重の有無によるクラウン破壊強度の評価を行い,大臼歯部のモノリシックPEEK冠のクラウン形態および支台歯形成形態の最適化を行い,論文による成果発表を行った.本年度は,大臼歯部の歯冠補綴修復を想定したモノリシックPEEK冠のクラウン形態および支台歯形成形態の評価・検討を行った.しかし,PEEKは金属と比べると審美性に優れるが,PEEK単体では審美修復材料としての十分な審美性を有しているとは言えない.大臼歯部よりも審美性の求められる前歯部および小臼歯部の歯冠補綴修復にはPEEKへのコンポジットレジンの前装が有効と考えられている.本研究の先行研究によってPEEKと前装用コンポジットレジンの接着強さは,せん断試験(JIS T6517)で良好な結果を得ている.また,PEEKへのコンポジットレジンの前装では,PEEKフレームワークの形状がクラウン強度に影響を及ぼす可能性が考えられる.そこで,小臼歯部の歯冠補綴修復を想定したコンポジットレジン前装PEEK冠において,PEEKフレームワーク形態を変化させた時の,クラウン破壊強度の解析とPEEKフレームワーク形態の最適化の検討を行う.歯科治療において歯冠部歯質欠損症例や,根管処置歯に対する補綴処置を行う際に,クラウンによる歯冠補綴修復が行われる.新規メタルフリー修復材料としてポリエーテルエーテルケトン(PEEK)のクラウンへの応用が期待されている.PEEKは従来から歯冠補綴修復に用いられている金属と比べると審美性に優れるが,PEEK単体では審美修復材料としての十分な審美性を有しているとは言えず,より一層口腔内の色調に調和させるためにはPEEKへのコンポジットレジンの前装が有効と考えられている.そこで本研究では,PEEKの歯冠修復材料への応用として,PEEK冠およびコンポジットレジン前装PEEK冠の臨床術式を確立・提案し,PEEK冠および前装PEEK冠の臨床応用の拡大に寄与することを目的とした.本年度は新規PEEK材と歯質の接着の評価するため,引っ張り接着強さ試験を行い,接着条件の検討を行った.さらに,大臼歯部の歯冠補綴修復を想定したモノリシックPEEK冠の強度の評価を行った.下顎第一大臼歯のクラウン修復を想定し支台歯形成を,咬合面削除量および軸面削除量を変化させた状態で行った後,各支台歯にモノリシックPEEK冠を作製し,接着性レジンセメントで接着し,同試料に歯軸方向に24万回の繰り返し荷重を負荷後,万能試験機を用いてクラウン破壊まで荷重しは破壊時最大荷重の評価・検討を行った.大臼歯部のモノリシックPEEK冠のクラウンの咬合面および軸面の厚み・形態の最適化,支台歯形成時の軸面の支台歯形成形態,咬合面の支台歯形成形態の最適化を行った.PEEK材は優れた機械的性質や生体適合性を有し,化学的にも非常に安定した性質を有しているため,歯冠修復材料として使用するには十分な接着が必要とされる.そこで本研究ではフィラーを含有させた新規PEEK材の引っ張り接着強さを評価し,サンドブラスト処理,プライマー処理,接着性レジンセメントの使用により良好な接着を得られることを確認した.大臼歯部の歯冠補綴修復を想定したモノリシックPEEK

冠において,PEEK厚みを変化させたときの,繰り返し荷重の有無によるクラウン破壊強度の評価を行い,大臼歯部のモノリシックPEEK冠のクラウン形態および支台歯形成形態の最適化を行い,論文による成果発表を行った.本年度は,大臼歯部の歯冠補綴修復を想定したモノリシックPEEK冠のクラウン形態および支台歯形成形態の評価・検討を行った.しかし,PEEKは金属と比べると審美性に優れるが,PEEK単体では審美修復材料としての十分な審美性を有しているとは言えない.大臼歯部よりも審美性の求められる前歯部および小臼歯部の歯冠補綴修復にはPEEKへのコンポジットレジンの前装が有効と考えられている.本研究の先行研究によってPEEKと前装用コンポジットレジンの接着強さは,せん断試験(JIS T6517)で良好な結果を得ている.また,PEEKへのコンポジットレジンの前装では,PEEKフレームワークの形状がクラウン強度に影響を及ぼす可能性が考えられる.そこで,小臼歯部の歯冠補綴修復を想定したコンポジットレジン前装PEEK冠において,PEEKフレームワーク形態を変化させた時の,クラウン破壊強度の解析とPEEKフレームワーク形態の最適化の検討を行う.本年度の研究試料作製数が当初計画よりも少なかったため次年度使用額が生じた.また,購入予定であった消耗品等が既存のもので遂行可能であったため購入金額が計画よりも少なくなった.次年度は,消耗品の購入および追加研究試料作製が必要なため,次年度使用額と併せて使用する予定である.
東京・東北部の住宅地域の再開発手法-東京の京島2丁目地区におけるケーススタディ

データの収集と法律の研究スペインの歴史的な建物を守るための法律と、日本で研究してきた街にモデルとして適用可能なその他の法律について研究してきました。さらに日本の都市に関する法律も研究し、都市公団(Research Institute of Urban Development Corporation, Tokyo)など複数の専門家の意見も伺いました。東京都が以前に行った京島の調査・研究の資料と、この地区の歴史的な変化を分析するための航空写真を集めました。京島のカタログ制作のためのフィールドワークの準備として、地元の街づくりの関係者と会議を行いました。墨田区役所のまちづくり事業推進本部の課長、京島の町会長、京島協議会の皆さんです。フィールドワークの実施にあたり、町会長、と隣組のみなさんにアンケートと調査実施のお知らせを配布しました。フィールドワークで収集したデータは約800軒分の建物の外観写真と、京島2丁目の住民全員に対する街づくりに関するアンケートです。これからは収集したデータとアンケート結果を整理して本にまとめます。さらに京島2丁目の新しい建物のプロトタイプと、そのデザインコードを提案するため、収集したデータの分析を行います。後日成果をまとめ、住民の方々とパネルディスカッションを行う予定です。その結果をふまえたうえで、再度成果をまとめてメディアへ公開します。古い街を保存するための具体的なデザインの規制は日本には殆どありませんが、スペインなどの西欧諸国にはたくさんあります。本研究は日本でのこのような街づくり手法の先駆けとなるものと思われます。東京都が以前に行った京島の調査・研究の資料と、この地区の歴史的な変化を分析するための航空写集を集めました。フイールドワークで収集したデータは約800軒分の建物の外観写真と、京島2丁目の住民全員に対する街づくりに関するアンケートです。
機械的ストレスによる心肥大形成の細胞・分子機構における細胞骨格の役割に関する研究

1)肥大心筋における微小管の変化ラットの腹部大動脈を縮窄して作成した圧負荷肥大心筋細胞では、間接蛍光抗体法にて微小管の編目状構築密度の増加をみとめ、ウエスタンブロットにて総チューブリンおよび重合チューブリン(すなわち微小管)分画が正常心に比し有意に増加しており、この増加は圧負荷後8週後まで持続してみとめられた。デスミンやアクチン等の細胞内構築は、肥大心で不変であった。(Am J Physiol投稿中)2)収縮不全における微小管の役割微小管は、アクチンやミオシンに接して存在するため、その重合変化はクロスブリッジ運動に作用して、心筋収縮能に影響を及ぼす可能性がある。(1)心筋細胞収縮能における検討:心筋細胞を単離し、電気刺激時のサルコメア短縮度および最大短縮速度を収縮能の指標とすると、肥大心筋細胞の収縮能は、正常心に比し低下しており、この低下は、コルヒチン(1μM、30分)により微小管の脱重合を起こすと改善した。(第11回国際心臓研究学会にて発表)(2)摘出心筋の発生張力における検討:心筋細胞で得られた結果が、摘出心筋でも同様に認められるかどうかを検討するため、ラットの右室乳頭筋標本を作成し電気刺激による発生張力を測定した。最大発生張力は微小管脱重合(コルヒチン)では不変であったが、過重合(タキソ-ル、重水)により約50%低下し、この変化は可逆性であった。(第68回米国心臓病学学会にて発表)以上の結果から、圧負荷によって心筋細部内で増加した微小管は、サルコメア運動を阻害し、収縮不全の成因の一つとなり得ることが示唆された。今後、チューブリンの生合成および重合調節機構、微小管がサルコメア運動を阻害する機序、心肥大形成における細胞骨格の役割について解析を進める予定である。
薬剤感受性試験結果に基づく抗MRSA薬治療の最適化～菌血症治療効果改善の試み

研究目的MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)菌血症治療において、ガイドラインで代替薬とされる抗MRSA薬テイコプラニン(TEIC)が第1選択とされる場合も多く、その妥当性は不明である。これまでの科学研究費採択課題において、TEICのMRSA菌血症に対する治療効果を抗菌薬感受性指標である最小発育阻止濃度(MIC)に着目した結果、CLSI基準で感受性ありとされるMIC=4または8μg/mLの症例は、MIC≦2μg/mLの症例と比較し治療効果が低い可能性が示された。本研究ではTEICとバンコマイシン(VCM)およびダプトマイシン(DAP)のMRSA菌血症に対する治療効果を特にMICに着目して比較検討した。研究方法北海道大学病院において2008年1月から2016年4月までにMRSA菌血症を発症しVCM、TEIC、DAPのいずれかを第1選択として用いられた患者(DAPに関しては切り替え例を含む)に対し、治療効果を後ろ向きに比較検討した。30日以内の死亡、菌の持続、菌の再発のいずれかを満たす場合、治療失敗と定義した。研究成果研究目的MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)菌血症治療において、ガイドラインで代替薬とされる抗MRSA薬テイコプラニン(TEIC)が第1選択とされる場合も多く、その妥当性は不明である。研究成果
フォンタン術後不整脈の発生機序の解明とより良いフォンタン循環を目指した術式の開発

三尖弁閉鎖、単心室など二心室修復が不可能な複雑心疾患に対する機能的修復術であるフォンタン手術は、遠隔期の不整脈、うっ血性心不全など未解決の問題をはらんでいる。本研究の目的はフォンタン手術までに行われる複数回の段階的手術ごとに洞結節の部位や興奮伝播パターンの変化を明らかにし、術後近接期から遠隔期にいたる不整脈の発生機序に関する検討を行い、上記問題点の解決に寄与することである。平成2930年度(平成29年4月から平成31年3月まで)にフォンタン手術適応となる機能的単心室疾患群22症例に延べ17回の姑息手術、7回のグレン手術、11回のフォンタン手術、9回のペースメーカやICD等のデバイス手術を施行した。22例中9例が経過中に治療を要する不整脈を合併した。不整脈の内訳は房室ブロック5例、頻拍発作2例、洞機能不全症候群2例で、7例(うち4例が右側もしくは左側相同心)がフォンタン手術施行前に不整脈を発症していた。相同心をはじめとする複雑な形態を有する心疾患の心表面マッピングを行うためには乳幼児用電極を開発しなければならない。近年、3Dプリント技術の発達により、3D心臓模型の作成が可能となった。われわれは心臓外観の描出のみならず、心室内特に心室中隔の描出を試み、心室内の構造もかなり正確に描出できるようになった。3D心臓模型の作成により、洞結節房室結節プルキンエ線維にいたる刺激電動系の走行を立体的にイメージすることが可能となった。上記の如く、機能的単心室症例は二心室症例に比して不整脈の合併頻度は著しく高く、さらに詳細な心電図解析が必要である。平成30年度にレイトポテンシャルやT波オルタナンスなど高分解能心電図記録が可能なホルタ記録器を導入し、主として術後の機能的単心室症例および二心室症例のホルタ解析を開始した。本研究では、成人の不整脈外科に用いられてきたマッピングソフトと、乳幼児用に改良した心表面マッピング電極を用いて術中マッピングを行い、洞結節の位置や切開縫合線の興奮伝搬パターンの影響を測定することによって術後遠隔期不整脈の発生状況を検討する予定であった。体表面マッピング装置(フクダ電子7100)上で使用する乳幼児用マッピング心表面ソフトならびにマッピング電極の作成が困難であるとの報告を受けた。将来的に術中マッピングを継続して行っていくことが困難であることから、以前に術中マッピングを行った症例のその後のホルタ解析を行い、術中マッピング所見との対比を行う方針とした。フォンタン手術を要する機能的単心室症例および、通常の二心室症例において、周術期から遠隔期において定期的に電気生理学的検査を施行し、不整脈発生状況を調査し、マッピングデータとの関連性について検討する。フォンタン手術を要する機能的単心室症例の3D心臓模型を作成し、それらの心内構造から刺激電動系の走行を推測し、マッピングデータとの関連性について検討する。平成29年度(平成29年4月から平成30年3月まで)にフォンタン手術適応となる機能的単心室疾患群17症例に延べ11回の姑息手術、3回のグレン手術、8回のフォンタン手術、7回のペースメーカやICD等のデバイス手術を施行した。17例中7例が経過中に治療を要する不整脈を合併した。不整脈の内訳は房室ブロック4例、頻拍発作2例、洞機能不全症候群1例で、6例(うち4例が右側もしくは左側相同心)がフォンタン手術施行前に不整脈を発症していた。3D心臓模型の作成により、洞結節房室結節プルキンエ線維にいたる刺激電動系の走行を立体的にイメージすることが可能となり、マッピング電極の開発に寄与しうるものと考えている。本研究では、成人の不整脈外科に用いられてきたマッピングソフトと、乳幼児用に改良した心表面マッピング電極を用いて術中マッピングを行い、洞結節の位置や切開縫合線の興奮伝搬パターンの影響を測定することによって術後遠隔期不整脈の発生状況を検討する予定である。体表面マッピング装置(フクダ電子7100)上で使用する乳幼児用マッピング心表面ソフトが作成できていないため、術中マッピングが行えていない。

本研究の目的はフォンタン手術までに行われる複数回の段階的手術ごとに洞結節の部位や興奮伝播パターンの変化を明らかにし、術後近接期から遠隔期にいたる不整脈の発生機序に関する検討を行い、上記問題点の解決に寄与することである。平成2930年度(平成29年4月から平成31年3月まで)にフォンタン手術適応となる機能的単心室疾患群22症例に延べ17回の姑息手術、7回のグレン手術、11回のフォンタン手術、9回のペースメーカやICD等のデバイス手術を施行した。22例中9例が経過中に治療を要する不整脈を合併した。不整脈の内訳は房室ブロック5例、頻拍発作2例、洞機能不全症候群2例で、7例(うち4例が右側もしくは左側相同心)がフォンタン手術施行前に不整脈を発症していた。相同心をはじめとする複雑な形態を有する心疾患の心表面マッピングを行うためには乳幼児用電極を開発しなければならない。近年、3Dプリント技術の発達により、3D心臓模型の作成が可能となった。われわれは心臓外観の描出のみならず、心室内特に心室中隔の描出を試み、心室内の構造もかなり正確に描出できるようになった。3D心臓模型の作成により、洞結節房室結節プルキンエ線維にいたる刺激電動系の走行を立体的にイメージすることが可能となった。上記の如く、機能的単心室症例は二心室症例に比して不整脈の合併頻度は著しく高く、さらに詳細な心電図解析が必要である。平成30年度にレイトポテンシャルやT波オルタナンスなど高分解能心電図記録が可能なホルタ記録器を導入し、主として術後の機能的単心室症例および二心室症例のホルタ解析を開始した。本研究では、成人の不整脈外科に用いられてきたマッピングソフトと、乳幼児用に改良した心表面マッピング電極を用いて術中マッピングを行い、洞結節の位置や切開縫合線の興奮伝搬パターンの影響を測定することによって術後遠隔期不整脈の発生状況を検討する予定であった。体表面マッピング装置(フクダ電子7100)上で使用する乳幼児用マッピング心表面ソフトならびにマッピング電極の作成が困難であるとの報告を受けた。将来的に術中マッピングを継続して行っていくことが困難であることから、以前に術中マッピングを行った症例のその後のホルタ解析を行い、術中マッピング所見との対比を行う方針とした。フォンタン手術を要する機能的単心室症例および、通常の二心室症例において術中心表面マッピングを施行し、症例毎にマッピングデータを収集して洞結節部位を特定する。周術期から遠隔期において定期的に電気生理学的検査を施行し、不整脈発生状況を調査し、マッピングデータとの関連性について検討する。フォンタン手術を要する機能的単心室症例の3D心臓模型を作成し、それらの心内構造から刺激電動系の走行を推測し、マッピングデータとの関連性について検討する。フォンタン手術を要する機能的単心室症例および、通常の二心室症例において、周術期から遠隔期において定期的に電気生理学的検査を施行し、不整脈発生状況を調査し、マッピングデータとの関連性について検討する。本研究では、マッピングソフトと、乳幼児用に改良した心表面マッピング電極を用いて術中マッピングを行い、洞結節の位置や切開縫合線の興奮伝搬パターンの影響を測定する予定である。体表面マッピング装置(フクダ電子7100)上で使用する乳幼児用マッピング心表面ソフトが作成できていないため、本製品が納入できなかった。次年度にマッピングソフトを購入し、術中マッピングを行う予定であるが、マッピングソフトが使用できない場合は代替機器を購入し、研究を進めていく予定である。
カムランド禅800による高感度マヨラナニュートリノ探索のための研究開発

カムランド禅実験(大型ニュートリノ検出器カムランドを用いた136Xe二重ベータ崩壊実験)において、ニュートリノを伴わない二重ベータ(0νββ)崩壊の探索を行い、ニュートリノの性質(マヨラナ性、質量、質量の階層構造)を明らかにするため、以下の3点に注力し、高感度化を推進する。(1)位置・エネルギー較正装置の導入とエネルギースケールの高精度化(2)観測の背景事象となる原子核破砕事象(特に10C)の効率的な除去方法の開発、導入(3)除去不可能なバックグラウンド8B太陽ニュートリノの低エネルギー領域での測定カムランド禅実験(大型ニュートリノ検出器カムランドを用いた136Xe二重ベータ崩壊実験)において、ニュートリノを伴わない二重ベータ(0νββ)崩壊の探索を行い、ニュートリノの性質(マヨラナ性、質量、質量の階層構造)を明らかにするため、以下の3点に注力し、高感度化を推進する。(1)位置・エネルギー較正装置の導入とエネルギースケールの高精度化(2)観測の背景事象となる原子核破砕事象(特に10C)の効率的な除去方法の開発、導入(3)除去不可能なバックグラウンド8B太陽ニュートリノの低エネルギー領域での測定
生体一分子リアルタイム機能解析のためのマイクロ流体システムの構築

本研究では、細胞から生体-分子を抽出・分離・集積し、その機能観察及び計測をリアルタイムに行える新しいマイクロ流体システムの構築を目指した。その結果として、1細胞単位で多数の細胞をトラップし長期培養できるデバイス、ダメージが少ない状態で細胞内容物を抽出する細胞破砕デバイス、生体分子の高速分離・収集システム、高感度生体分子分析マイクロチップおよび多サンプル同時処理のためのマイクロ流体制御システムの開発に成功した。本研究では、細胞から生体一分子を、機能を損なうことなく抽出・分離・集積し、その機能観察及び計測をリアルタイムに行う、新しいマイクロ流体システムの構築を目的とする。この目的の実現のため、細胞からオルガネラ/タンパク質を、機能は維持したまま取り出す技術の構築、細胞及びオルガネラ/タンパク質の機能を維持したまま分離するソーティング技術の構築、多サンプルの同時処理のためにマイクロ流路を三次元化する技術の構築、および、生体分子の機能を維持したまま外界刺激が可能で、ある期間生体分子の機能が維持されるIN LINE観察場の構築に関する要素技術の確立と、それら要素技術を集積化したマイクロ流体システムの構築を行う。本研究では、細胞から生体一分子を、機能を損なうことなく抽出・分離・集積し、その機能観察及び計測をリアルタイムに行う、新しいマイクロ流体システムの構築を目的としている。この目的を達成するにはマイクロ流路内で「細胞破砕」、「DNA、RNA、タンパク質の分離」、「生体分子抽出」、「分析」等の操作を可能にすることが必要で、初年度である本年度はこれらの要素技術の開発を行った。「細胞破砕」に関しては、ニューマチックマイクロバルブの構造を応用し、流路にナノ突起構造をアレー状に配置したマイクロ細胞破砕デバイスを開発した。鋭いナノ突起構造を数マイクロメータごとに配する構造を実現するため、ガラスのウエットエッチングに関してHF系エッチング液組成と形成条件の最適化を行った。その結果、細胞をトラップしながら破砕し、ミトコンドリアおよびリボソームを形状を保ったまま、抽出できることを確認した。「生体分子の抽出」に関しては熱感応性ハイドロゲルをキャリアーとして用いるマイクロ生体分子ソータの改良を行い、従来のシースフロー型高速ソータを1つの圧力源で駆動できる実用的なシステムを開発した。ソーティング時間は5msecと高速で、90%以上の精度で分離できることを確認した。このシステムを用いて、細胞内容物からミトコンドリアの抽出を行ったところ、92.5%の精度で分離することができ、2次元電気泳動の結果からミトコンドリアの有効な分離が可能であることが証明された。また、マイクロ流体システム製作のための要素技術として、プラスチック構造体表面の親水化手法の開発を行った。開発した方法はポリウエラを用いたもので、親水性表面を従来になく長時間維持できることを確認した。また、同じ処理を施したプラスチックどうしを低温で張り合わせることができるため、マイクロ流路形成にあたって親水化処理を省けるという利点もある。本研究では、細胞から生体一分子を機能を損なうことなく抽出・分離・集積し、その機能観察および計測をリアルタイムで行うマイクロ流体システムの構築を目的としている。今年度は、まず、対象とする細胞を1個単位でトラップし、培養できるマイクロ流体システムについて研究を行った。マイクロ流路に半円型の細胞とラップ構造を設けることにより、1細胞単位で培養できるデバイスを試作確認したが、同じ流路から培養液を導入するとトラップした細胞の離脱が起こることがわかった。そこで、細胞導入流路と培養液流路を分離し膜で隔てる構造にすることでこの問題を解決し、長時間の安定な培養が行えるデバイスを作成できた。次に、特定の細胞より内容物を抽出するデバイスについては構造の改良を行うことにより、オルガネラ・リボソームの抽出効率を向上した。また、細胞・生体分子の分離・収集を目的とした1入力-2出力型マイクロソータの並列化・最適化について研究を進め、PDMS2層+ガラス基板の構造に3次元並列流路を形成した8並列構造のマイクロ流体システムを作成した。これにより、E. coIi Gellの分離について応答速度10-20msec、成功率85-95%を実現できた。さらに、これまでの1入力-2出力型ソータでは同時に多種類のソーティングが行えないため、これまでの知見を元に1入力-4出力マイクロソータの基本構造設計を行った。一方、マイクロ流体システムのマルチ化による高機能化について、多数の培養用マイクロセルや前処理リアクタ等に多種類の薬液を送るマイクロバルブシステムが不可欠である。集積回路のメモリのアドレスラインの考え方を応用して少ないコントロールラインで多数のバルブを独立に制御できるニューマティク型マイクロバルブアレーをPDMSの多層構造で実現した。本研究では、細胞から機能を損なうことなく生体分子を抽出・分離・集積し、その機能観察および計測をリアルタイムで行うマイクロ流体システムの構築を目的としている。今年度は、効率化をはかるため引き続き多数の細胞を1個単位でトラップし、培養できるマイクロ流体システムについて研究を行った。CFD解析を用い流路の構造や並列化構成を最適化することにより、512個のトラップ構造に80%以上の確率で細胞を固定できた。

また、細胞導入流路に蛍光ラベル剤や界面活性剤を流すことにより、識別可能な生体分子の抽出がこうりつてきに行えることを確認した。次に、細胞から抽出した生体分子の分離・収集を目的とし、同時に多種類の生体分子を分離するマイクロソータについて研究を進め、1入力-4出力のデバイスを試作した。3種類の蛍光タンパクラベル化したE.coli Cellの分離を応答速度10-20msec、成功率80%以上で実現できた。一方、マイクロ流体システムのマルチ化による高機能化について、多数の培養用マイクロセルや前処理リアクタ等に多種類の薬液を送るマイクロバルブシステムが不可欠である。集積回路のメモリのアドレスラインの考え方を応用して少ないコントロールラインで多数のバルブを独立に制御できるアドレス型とマルチプレクサ型の2種類のニューマティク型マイクロバルブアレーを試作した。アドレス型ではm+n本の圧空コントロールラインでm×n個のバルブを、マルチプレクサ型では2n+2本の圧空コントロールラインで2n個のバルブを制御できる。2つの方式で256個のバルブを集積化したマイクロバルブアレイを作製し、大規模マイクロ流体システムの制御プロトコルを確認した。その他、1plオーダーの極微量試薬を定量するマイクロチャネルと試薬を液滴として搬送するマイクロチャネルから構成されるマイクロ流体デバイスを試作・評価した。本研究では、細胞から生体一分子の機能を損なうことなく抽出・分離・集積し、その機能観察及び計測をリアルタイムに行う、新しいマイクロ流体システムの構築を目的とする。最終年度の今年度は、これまで構築してきた基本デバイスの改良およびシステム化に焦点を当てて研究を行った。液滴を用いた生体分子搬送に関しては、大きさを微細化する研究を進め、半径5ミクロン、500ヘムトリッターの液滴を安定して生成できる技術を開発した。これはオルガネラやリソソーム等の1ミクロン前後の生体分子の搬送に適している。熱感応性ゲルを用いた生体分子・集積デバイスについては、生体分子の搬送を水溶液中で行う新しい方式を確立した。これにより、従来のような後処理(ゲルからの分離)を必要としない実用的な分離・集積システムを実現した。流路構造および検出系を最適化することにより、これまで難しかった細胞の高速分離を可能とした。また、蛍光性ナノ粒子を標識とした分離システムも可能となり、種々の生体分子の分離に応用できる可能性が広がった。さらに、エバネッセント光を用いた1分子蛍光検出に適したマイクロセルの構造を提案し、アモルファスフッ素樹脂を構造体に用いることによりノイズの少ない安定な計測を可能とした。多サンプル処理システムについては、PDMSを用いたニューマチック型並列マイクロバルブアレーの改良を進めた。従来はバルブ駆動用の圧縮空気を外部から供給するチューブ接続が必要で小型化・集積化の妨げになっていたが、小型ソレノイドアクチュエータを用いた圧力発生器を搭載することによりこれを解決した。
発生パターンを制御する卵細胞質因子に関する分子生物学的研究

さまざまな新口動物群の18S rDNAの塩基配列を決定し、その比較にもとづいて原索動物の起源と進化を推論してみると、従来主張されてきた幼型成熟(ネオテニ-)よりも、尾をそなえたいわゆるオタマジャクシ幼生の発生が、脊索動物の起源と進化を考える上で重要な発生学的イベントであることが示唆された。本研究の目的はホヤの脊索細胞、色素細胞、筋肉細胞で特異的に発現する遺伝子の発現制御機構を、特に分化の決定に関与すると思われる卵細胞質因子に注目しつつ解析することであるが、上述の分子系統学の研究結果を考えると、本研究は個体発生のみならず系統発生を理解するためにも重要と思われる。なおこの2年間で色素細胞に関する研究は余り進展しなかったので、脊索細胞と筋肉細胞について述べる。1.脊索細胞:ホヤのオタマジャクシ幼生の発生にともなって40個の脊索細胞が分化する。その全細胞系譜を私達はすでに明らかにしている。1990年にマウスのT(Brachyury)遺伝子が単離されたが、この遺伝子の発現は初め原条を含む広い中胚葉領域に出現し最後に脊索に残ることから、脊索の分化との関係が示唆されていた。私達はホヤのT遺伝子ホモローグを単離した。この遺伝子の発現は64細胞期に始まり、嚢胚期でピークをむかえその後減少するというもので、しかも発現は予定脊索細胞に限定され、さらに予定脊索細胞の発生運命が脊索に限定されるとすぐに発現するというものであった。このことは、原索動物ホヤの脊索と脊椎動物の脊索が相同であることを示す、初めての分子的証拠である。T遺伝子は脊索の構造遺伝子ではなく、分化制御遺伝子であることからもこの遺伝子の今後の研究は重要であろう。2.筋肉細胞:この点については、卵細胞質因子(分化決定因子)、分化調節遺伝子、構造遺伝子の三つのレベルから研究をすすめた。(1)分化決定因子.ユウレイボヤ末受精卵を軽く遠心すると4つの卵片に分離すること、その中の一つ黒卵片に筋分化決定因子が分配されること、この筋分化決定因子はuv照射によりその活性を失うこと、さらに、黒卵片中のポリ(A)^tRNAがその失活を部分的にレスキューできることなどがわかった。現在、黒卵片のcDNAライブラリーを作り、その中から決定因子活性をもつcDNAクローンの単離を進めている。(2)筋分化調節遺伝子.ホヤのMyoDホモローグ(AMD1)を単離した。その発現を調べてみると64細胞期から始まることがわかった。これは筋肉アクチン遺伝子の発現より2・3時間早く、マウスなどの脊椎動物と同様にホヤでもAMD1が筋分化調節遺伝子として働いている可能性が高い。(3)筋構造遺伝子.筋肉アクチン遺伝子を単離した。この遺伝子の発現は嚢胚期から筋肉細胞に限っておこる。その5'上流域にリポーター遺伝子(大腸菌のlacZ)をつないだ隔合遺伝子を作成しマボヤ受精卵に導入すると、lac-Zの発現は筋肉細胞にのみ現われた。5'上流域のいろいろな長さの隔合遺伝子を作ってその発現を調べた結果、転写開始点から100bp上流のわずかな領域でこの遺伝子の発現が制御されていることがわかった。3.無尾幼生を生じるホヤでの解析:モルグラ科のホヤの中に尾をもたない幼生(無尾幼生)を発生させる種がいる。この無尾幼生を生じるホヤの卵とは、尾(筋肉や脊索)を作る因子が欠如していると考えられるので、尾をもつ幼生(有尾幼生)の卵との比較により、尾をつくるための因子を検索したいと考えた。両者のそれぞれのcDNAライブラリーを作りサブトラクションすることによって、有尾幼生を生じるホヤの卵にのみ存在するcDNAクローンを3つ単離した。そのうちの一つには転写制御因子としてのタンパク質がコードされていることがわかった。現在この遺伝子の機能を解析している。また、無尾幼生を生じるホヤのアクチン遺伝子を解析したところ、偽遺伝子が何個か存在することがわかった。このことは、使われなくなった遺伝子が長い間に異常(機能を失ったもの)になった可能性を示唆する。

この遺伝子の発現は64細胞期に始まり、嚢胚期でピークをむかえその後減少するというもので、しかも発現は予定脊索細胞に限定され、さらに予定脊索細胞の発生運命が脊索に限定されるとすぐに発現するというものであった。このことは、原索動物ホヤの脊索と脊椎動物の脊索が相同であることを示す、初めての分子的証拠である。T遺伝子は脊索の構造遺伝子ではなく、分化制御遺伝子であることからもこの遺伝子の今後の研究は重要であろう。2.筋肉細胞:この点については、卵細胞質因子(分化決定因子)、分化調節遺伝子、構造遺伝子の三つのレベルから研究をすすめた。(1)分化決定因子.ユウレイボヤ末受精卵を軽く遠心すると4つの卵片に分離すること、その中の一つ黒卵片に筋分化決定因子が分配されること、この筋分化決定因子はuv照射によりその活性を失うこと、さらに、黒卵片中のポリ(A)^tRNAがその失活を部分的にレスキューできることなどがわかった。現在、黒卵片のcDNAライブラリーを作り、その中から決定因子活性をもつcDNAクローンの単離を進めている。(2)筋分化調節遺伝子.ホヤのMyoDホモローグ(AMD1)を単離した。その発現を調べてみると64細胞期から始まることがわかった。これは筋肉アクチン遺伝子の発現より2・3時間早く、マウスなどの脊椎動物と同様にホヤでもAMD1が筋分化調節遺伝子として働いている可能性が高い。(3)筋構造遺伝子.筋肉アクチン遺伝子を単離した。この遺伝子の発現は嚢胚期から筋肉細胞に限っておこる。その5'上流域にリポーター遺伝子(大腸菌のlacZ)をつないだ隔合遺伝子を作成しマボヤ受精卵に導入すると、lac-Zの発現は筋肉細胞にのみ現われた。5'上流域のいろいろな長さの隔合遺伝子を作ってその発現を調べた結果、転写開始点から100bp上流のわずかな領域でこの遺伝子の発現が制御されていることがわかった。3.無尾幼生を生じるホヤでの解析:モルグラ科のホヤの中に尾をもたない幼生(無尾幼生)を発生させる種がいる。この無尾幼生を生じるホヤの卵とは、尾(筋肉や脊索)を作る因子が欠如していると考えられるので、尾をもつ幼生(有尾幼生)の卵との比較により、尾をつくるための因子を検索したいと考えた。両者のそれぞれのcDNAライブラリーを作りサブトラクションすることによって、有尾幼生を生じるホヤの卵にのみ存在するcDNAクローンを3つ単離した。そのうちの一つには転写制御因子としてのタンパク質がコードされていることがわかった。現在この遺伝子の機能を解析している。また、無尾幼生を生じるホヤのアクチン遺伝子を解析したところ、偽遺伝子が何個か存在することがわかった。このことは、使われなくなった遺伝子が長い間に異常(機能を失ったもの)になった可能性を示唆する。原索動物のホヤを材料にして、発生パターンを制御する卵細胞質因子を研究するために、本年度は因子によって制御されていると思われる組織特異的遺伝子の単離と構造解析を主に行った。1.脊索細胞特異的遺伝子:マウスのT遺伝子の解析が可能になり、この遺伝子が脊索細胞の分化に関与していることが明らかになった。そこで、ホヤのT遺伝子ホモローグを単離して解析したところ、ホヤにもT遺伝子が存在し、しかもこの遺伝子は、予定脊索細胞の発生運命が脊索のみに限定されるとすぐに発現することがわかった。現在、この遺伝子産物の抗体を作って、その機能を解析する研究を行っている。2.色素細胞
電子波デバイスの動的量子輸送モデルに関する研究

本研究は、量子井戸や量子細線などのナノ構造を利用した電子波デバイスの解析・設計において基礎となる量子輸送モデルについて研究を行うことを目的としている。本年度は、LOフォノン散乱過程を取り入れた量子輸送モデルについて研究を行うとともに、量子細線の高温多モード動作について研究を行い成果を得た。本研究ではまず、LOフォノン散乱過程を含む量子輸送モデルの研究を行った。非平衡グリーン関数法に基づいて、LOフォノン散乱グリーン関数の自己エネルギーで表現することにより、量子分布関数であるウィグナー関数の輸送方程式に散乱項を導入することに成功した。系が時間的・空間的にゆっくりと変化している場合、この散乱項が、これまで現象論的に用いられてきたフェルミのん黄金律と同じ表現になることが示された。これを踏まえて、量子細線の高温における多モード動作について検討した。量子細線内には、基本モード(n=0)と一次モード(n=1)が伝搬すると仮定した。また、電子-電子相互作用を取り入れるため、各モードに対する輸送方程式とポアソン方程式をセルフコンシステント解析した。印加電圧が大きくなると(1V以上)、量子細線中の電子波は電界により加速されるために、分布関数は陰極部に近い領域で波数k=0付近に集中し、陽極部に近づくにつれてkの大きい領域に分布するようになる。モード間遷移確率は、k=0付近ではn=0→1の遷移確率の方が大きくなるため、陰極部付近では、n=0→1の遷移が支配的となるモード間結合が生じる。一方、kが大きい領域ではモード内・モード間遷移確率がともに減少するため、陽極部付近では殆どLOフォノン散乱が起こらない。このように、本研究で得られたウィグナー関数モデルは、電界による分布関数の位置変化を取り入れることができるため、高温における量子細線の輸送特性を正確に記述することができる。今後は、量子細線のダイナミックスまで含めた解析に適用できるように、ウィグナー関数モデルを拡張していくことを計画している。
打音検査しながら内部の健全性評価が可能な打音検査応答トモグラフィの開発

弾性波トモグラフィ手法を用いることで,目視や打音検査では把握できないインフラ構造物内部の健全性をX線CTのように断面画像で包括的に評価できる.加えて研究代表者らは,構造物片面から内部の健全性を投影画像により面的に評価可能な,一面配置型の手法を確立した.本研究では,この手法に新たに打撃発信点波形推定手法,打撃発信点位置標定手法を実装し,任意かつ多数の打撃発信情報を逐一センサを設置することなく利用できる形式とした.この打音検査応答トモグラフィ手法により,簡易的な打音検査を行いながら,内部の健全性も投影画像による詳細な評価が可能となる.近年,インフラ構造物の老朽化,それに起因する第三者被害の発生に直面し,インフラ構造物の点検を一層強化する動きが見られる.一方,点検の基本となる目視および打音検査で評価可能なのは表面からごく表層に限られるため,インフラ構造物内部の評価には,別途さまざまな非破壊評価技術の適用が必要とされているが,費用や労力の制限により限られたインフラ構造物への適用に留まっている.筆者らはこれまでにインフラ構造物の健全性を,内部を含め広域的に評価できる弾性波トモグラフィの実用化研究に取り組んできた1).最近の研究成果では,構造物の片面のみのセンサ配置でも内部の健全性を評価できる一面配置型の弾性波トモグラフィ2)を確立し,あらゆるインフラ構造物への適用を可能とした.しかしながら,この一面配置型の弾性波トモグラフィによる評価は対象領域における走査線間の情報量が大きく影響し,詳細に点検しようとすればするほど,情報量を増やすために発信点を多数設定しなければならず,発信点情報を取得するためのセンサの設置数も必然的に増加する.そのため,多大な労力や時間を要することとなり,詳細点検のための適用は局所的に留まるという課題を残していた.この課題に対し,本研究では,打音検査時の打撃を発信信号とし,発信点情報は受信データから推定することで,多数の打撃信号を最小限のセンサ設置数で取得できると同時に,打音検査をしつつ内部の健全性も一面配置型の弾性波トモグラフィにより包括的に点検できる計測技術を開発した.弾性波トモグラフィ手法を用いることで,目視や打音検査では把握できないインフラ構造物内部の健全性をX線CTのように断面画像で包括的に評価できる.加えて研究代表者らは,構造物片面から内部の健全性を投影画像により面的に評価可能な,一面配置型の手法を確立した.本研究では,この手法に新たに打撃発信点波形推定手法,打撃発信点位置標定手法を実装し,任意かつ多数の打撃発信情報を逐一センサを設置することなく利用できる形式とした.この打音検査応答トモグラフィ手法により,簡易的な打音検査を行いながら,内部の健全性も投影画像による詳細な評価が可能となる.打音検査しながら内部の健全性も評価できる『打音検査応答トモグラフィ』の開発のために、打音信号の収録が可能な[A]レコーディングユニットの開発および[B]発信点の位置および周波数成分推定アルゴリズムの構築に着手した。[A]レコーディングユニットはティアック(株)LX-110を購入。連続計測により一括で打音信号群を取得できるもので、計測に掛かる条件(レンジ設定等)およびデータの取捨条件(ノイズまたはレベル不足/超過データの除外)を、保有する床版試験体で取得したデータを基に明確にした.[B]発信点の位置推定に関しては、赤池情報量基準値を応用した手法により各受信点で取得された波形の初動走時を正確に読み取る計算プログラムを開発。また、セル毎に伝播速度を与えたセル分割モデルにおいて、各受信点の座標および初動走時から発信点座標および発信時刻を推定し、推定発信点から受信点までの走査線情報が整合するようセルの伝播速度を修正する新しい位置標定アルゴリズムを構築し、既往の領域内は均質と仮定するモデルでの発信位置・時刻推定手法では困難であった不均質領域(例えばひび割れや空洞などを有する領域)においても、正確な発信位置・時刻推定が可能となった。打音信号の収録が可能となり、かつ、既往の発信点位置・時刻推定手法よりも正確で実務的な新しい発信位置・時刻推定アルゴリズムを構築できた。これにより、実構造物において、これまでよりも少ないセンサで多くの情報を取得できるハード面の整備が整った。これらは計画上においても平成24年度達成を目標としており、順調に進展している。ハード面の整備が整ったので、実構造物でのデータ取得にとりかかり、それらを分析して発信点の周波数成分推定のアルゴリズム構築を目指す。大型コンクリート試験体を製作予定であったが、試験体では境界による反射等の影響を大きく受けることが想定されてきたため、飛島建設技術研究所保有の大規模反力壁を利用して基礎的なデータ取得および検証を行いながら、自社現場を活用しなるべく多くの実構造物においてデータを取得し発信点の周波数成分推定アルゴリズムを構築する。当該研究費は、打音信号を収録可能にする機能の実装またはポストプロセッサの開発費(以下改造費)、および数値計算言語MATLABの購入費などによるものである。改造費は、レコーディングユニットLX-110Fの既存性能・設定で十分に満足できるものと判断し留保した。取得データによる検証を進める中で必要性が現れてくる場合は充当する。数値計算言語MATLABの購入に関しては、今年度は飛島建設技術研究所保有のMATLABを用いて計算プログラムの制作検討を行った。保有するMATLABは今年度購入した制御用PCに対応していないため、当該研究費も含めた研究費で、周波数成分推定のアルゴリズム構築に要する解析ツールと併せて購入する予定としている。