hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん看護臨床での「家族－医療者コンフリクト」の予防的看護介入スキルの開発

本研究は2段階で行った。第一段階は、1医療システムと家族システム間でのコンフリクト様相『家族ー援助者関係パターン10』と2家族システム内のコンフリクト様相『家族間関係パターン7』を踏まえ、1と2の連動パターンとして3『解決志向型支援調整パターン6』をモデル化した。第ニ段階は、コンフリクトパターンの特徴に応じた看護調整スキルを開発した。コンフリクトの予防的介入とは、専門職が状況を俯瞰的(システム的)にとらえ、人々の相互作用をアセスメントし、悪循環の兆候に気づき、当事者たちの認知に働きかけ、リフレーミングをはかって、良循環コミュニケーションに変換する働きかけ(介入)であった。これまでコンフリクトの様相として「家族ー援助者関係パターン10」と「家族間関係パターン7」を開発してきた。平成25年度はその介入方法を分類し、「解決志向型支援調整パターン4」を作成した。それは、コンフリクト場面の大枠から「アセスメントと介入」を分類したもので、4パターンが見出された。1つは、大きな出来事に衝撃を受け危機的状況にある『茫然自失型』で、寄り添う支援型での急性悲嘆ケアが求められる。2つ目は我流を押し通しその場をしのぐ『先送り型』であり、3つ目は言い訳とちぐはぐさが目立つ『言い訳型』である。これらは、家族リジリエンスを探索しながらの後押し支援や、資源を追加して役割を明確にしていく支援が必要となる。4つ目が、医療者に過度な要求や怒りをぶつけてくる『要求・怒りぶっつけ型』で、そこには、傾聴で理解のニーズを充足しつつ交渉型のスキルを組み合わせて行く方法が有効である。この4パターンの内、『先送り型』および『言い訳型』での、対象者の文脈(認知と行動)をとらえた上での背中を押す支援が、専門的な「意思決定支援」である。現在の臨床では、治療をめぐる意向のズレや退院をめぐるクレームがあるが、この現象は患者・家族間での方向性を決めることができない、あるいは医療者とのズレがあるという、合意形成上(意思決定上)のトラブルであることから、コンフリクトの調整とは、意思決定支援であるとも言いかえることができる。そこで2つ目の課題として、研究者が作成した家族の「意思決定モデル」のアセスメント精度をあげ、さらに介入方法について加え、新たに「家族意思決定支援モデル」を作成した。さらに看護師の「意思決定支援スキル」の状況を調査した。結果として、看護師は情報はとらえられるが、立場の異なる複数人の意向をすり合わせる技(選択肢からチョイスすることを後押しする働きかけ)が不足していることを明らかにした。がん臨床における患者・家族のコンフリクト研究で、今年度は2つの課題(テーマ)を実施した。(1)家族システム(患者を含む)における「合意形成モデル」の作成と論文化がん臨床におけるコンフリクトの多発としては、意思決定場面が最も多い。患者の治療をめぐってのことや終末期のセデーション(鎮静)、退院をめぐる行先、患者への予後告知等、倫理的問題を孕むことも少なくない。これまでの意思決定支援モデルは、患者、家族メンバーという個人を焦点化し、インフォームドコンセントのあり方が示されてきた。今回開発したのは、家族システム内と家族システム外における合意形成モデルで、論文化し専門誌に投稿した。また研修会等で、啓発活動をはかり始めている。(2)がん臨床における看護師の意思決定支援とジレンマ(退院支援に焦点をあてて)がん患者の多い大学病院の看護師約400名に対して、量的調査研究を行った。焦点は退院支援である。医療の複雑化の中で、患者・家族とのコンフリクトは、退院をめぐっての場面が多い。一方で、看護師が実際どの程度、退院支援(意思決定支援)への認識とスキルを持っているのか、またジレンマ(=コンフリクト感情)として何があるのか、調査を行った。がん臨床の看護師は支援の必要性は認識しているものの、患者・家族に対する病状認識や意向の確認、チームへの働きかけなどの調整機能は、クリティカル領域看護師よりは高いものの、母子小児病棟との比較においては低い傾向が見られた。またジレンマとしては、家族アプローチではコーピングタイプや信条などの把握が難しく、チームアプローチでの連携を難しく感じていた。本研究目的は、がん臨床で看護師がいかに、家族内、および家族ー医療者間での軋轢や紛争の(予防を中心とした)調整介入ができるかであり、そのためのスキル開発と普及であった。3年目の当該年は、円環コミュニケーションアプローチの広報と評価であり、アクションリサーチで、実施・評価を行う計画とした。広報に関しては、家族看護学会や各種の研修会で発表し、大枠として現場で使えるものであることの手応えは得た。当初、書籍化を考えていたが、ビデオ学習の「ナーシングスキル・日本版」に取り入れられることになり、広く広報する目的は達成できた。

一方、家族内調整と家族ー医療調整を同時に行っていく(「家族関係パターン7」と「家族ー看護師パターン10」の融合)介入パターンを4パターン見出した。すなわち:1大きな出来事に衝撃を受け危機的状況にある『茫然自失型』と2我流を押し通しその場をしのぐ『先送り型』、3言い訳とちぐはぐさが目立つ『言い訳型』、4医療者に過度な要求や怒りをぶつけてくる『要求・怒りぶっつけ型』があり、それらの特徴に合わせた調整介入である。家族看護研究会等で検討を重ねる中で、この4パターンの実践の中では、パターンに亜流があるのではないか、という議論になり、再検討に入ることとなった。一方、研究者が作成した「患者・家族意思決定支援モデル」は、各人の文脈(自己認識・関係認識・状況認識)と家族文化・医療文化から、細かな意向のすり合わせを為して、妥当な線を導き出して行く方法であるが、この基本となる「システム的な円環コミュニケーション」のアプローチの必要性は、現場に受け入れつつある。上記に述べた、介入パターン化に時間がかかり、「システム的円環コミュニケーション」の効果測定までには至っていず、今後も継続の予定である。がん看護および終末期ケアにおける家族看護、家族看護臨床のアセスメントとスキル開発当初の計画では、コンフリクトの解決を目指しての、関わりの「コミュニケーションスキル」をロールプレイ等を通して開発する予定であったが、How To的なスキルでは、看護師の対応スキルとして効果は乏しいことが予測された。そこで方向を修正し、介入の方法論を分類し「解決志向型支援調整パターン4」および「家族意思決定支援モデル」を作成した。新たに作成したモデルは、2つの国際学会で発表し反応を確認した。海外においては、医療システムが異なり、また家族内や医療者とのコンフリクトを担当するのは主としてソーシャルワーカーや心理療法士たちであることもあるが、家族看護してスキル開発をめざしていることには関心と理解が得られた。また、国内で多くの研修を手掛け、学会でワークショップ等をおこなってきたが、そこでの看護師の関心と反応は大きなものがあった。以上から、研究は概ね順調に進展しているといえる。目的1:コンフリクトを予防する「円環的コミュニケーションスキル」の開発開発を計画した<がん臨床-システム的円環コミュニケーションアプローチ>は、アセスメントと、支援(介入)が同時に進行していく方法である。このスキル開発には、アセスメントと、それによって分類された個々に対する支援方法が提示されなければならない。アセスメントとしては「渡辺式家族アセスメントモデル」でパターンは明確になっているが、介入方法のパターン化は途上である。目的2:開発した仮スキルのモニタリング既存の、ジョイニングやリフレミング、ミラクルクエスチョンなどの多様なスキルを用いてのコミュニケーション方法を、学会、研修会、研究会等で看護職に広報した。その場での理解は良いが、日常的に臨床で実施していくには、「難しい」「高度でできない」という反応でハードルを高く感じている。一方で看護師の、暗黙知・実践知の調査研究からは、それなりの(コンフリクト予防対応)はできており、既存の対人関係スキルを、実践レベルまでにして、平易な型(パターン)にしていく必要がある。
血流可解析技術による心負荷評価システムに基づく左心低形成症候群外科治療戦略の確立

初年度は超音波血流可視化ソフトウェアを用いて1例のNorwood手術後の大動脈再建前後での血流の可視化を行った。大動脈渦流のパターン、壁ずり応力のパターンが従来のCTを用いた血流解析の結果と一致することを確認した。2年目は4DMRIを用いて血流シミュレーションのデータのvalidationを行った。24例のデータの解析の結果、壁ずり応力が70パスカル以上ではエネルギー損失が大きく、心機能への影響が懸念されるため再手術が必要となることがわかった。最終年度はエネルギー損失が大きい症例に対してシミュレーションに基づいた理想的な形状に近づける再手術により、エネルギー損失が軽減されることを立証した。左心低形成、Norwood手術に関して大動脈の血流解析を行った。超音波血流可視化ソフトウェアVFMを用いて一例の大動脈再建術前後で血流を可視化した。大動脈渦流のパターン、壁ずり応力のパターンは超音波計測とCFD血流解析結果は一致し、我々の計算方法が妥当であることが示された。一方2次元計測である超音波ではVFMに2次元流れの仮定を含んでいるためその妥当性を検証しなければならないが、我々のCFD解析結果で断面を再現し、2次元仮定を検証したところ約10から20パーセントの誤差で2次元仮定の正当性が立証された。また、4D MRIとのvalidationを行い、各pixelごとに3次元ベクトルを計算値と計測値を比較し、有意な相関を有することを確認した。これらを基に臨床研究を行った。大動脈手術で再手術を必要とされた患者たちは高いエネルギー損失を有し、高いwall shear stressを有していた。これらの値と単心室心筋機能との相関を確認したところ、cardiac outputやejection fractionとの相関はほとんどなく、等容拡張期の時定数tauと高い相関を有し、高いエネルギー損失は後負荷にかかわっていることが確認された。このことに基づき、現在大動脈再建術の再手術の適応を検討している。これまでの18例の大動脈解析のうち再手術例5例を検討し、wall shear stressのpeak値が60 Pa以上の症例では再手術が合理的に血流動態を改善していることが立証された。一方で大動脈弁と肺動脈弁が前後関係にあるTGA typeの大動脈再建症例などでは必ずしも再手術がwall shear stressを軽減するうえで有効とは限らず、3次元CGを用いた仮想手術シミュレーションによってエネルギー損失とwall shear stressの軽減の程度を評価することに成功した。今後仮想シミュレーションを含めた臨床上のエビデンスを構築していく予定である。昨年度から継続して、先天性心疾患の中でも特に手術難易度が高い左心低形成症候群術後における大動脈形成部でのエネルギー損失からくる心機能への影響をこれまでに集めたデータをもとに解析を行った。その上で、3Dモデリングソフトを用いた、仮想手術による、wall shear stress及びエネルギー損失の変化を解析した。実際のNorwood術後患者に対しても解析を行い、次段階手術である両方向性グレン手術時に、エネルギー損失を生じている部分に対してシミュレーションに基づいた理想的な形状での大動脈再形成術を行うことにより、wall shear stress及び、エネルギー損失が軽減されることを立証した。最終年度は学会発表や論文執筆にも注力し、15症例のNorwood手術術後患者における解析結果をアメリカ胸部外科学会にて採択され、発表予定である。心臓血管外科当初の予定としては初年度は計算手法の確立とその評価に時間を使う予定であった。心臓超音波、心臓MRIによる評価を予定していたが、予想に反して早期にデータの採取が可能であり、またMRIは2次元計測のみならず3次元計測が可能でありより精密なvalidationを行うことが可能であった。さらに全国の他施設からの協力もあり、予想以上に多くの臨床データを解析を行うことが可能であった。来年度以降に予定していた心機能との相関関係の解明、仮想手術シミュレーションに本年度中に取り組むことができ、計画の進展は今年度は良好であった。今後は解析方法の検証に関してまず論文に投稿することを予定している。投稿予定内容としてはMRIとCFDの血流解析の評価に関して、超音波とCFDの血流解析の評価に関して、仮想手術シミュレーションの妥当性に関してと3本の投稿を予定している。そのうえで解析症例を年間10例程度行い、目標症例30例に到達した時点で統計解析を行い、血流が心機能に与える影響に関して解明を行う予定である。今年度の差額はほとんど生じず、計画的な執行ができた。来年度以降は多くの症例のデータを基に統計解析を行わなければならず、統計処理ソフトウェアを中心に予算を割り振る予定である。
顕微ファラデー回転法による縮退した秩序構造を持つスピン系の磁化緩和の研究

相互作用に競合があるため縮退した秩序構造を伴う系の物理においては、試料の不均質性が問題の本質を被い隠す可能性が高い。この困難を回避する試みとして、本研究では、平成3年から5年までの3年間、競合磁気系を対象に、均質性の高い試料領域を結像光学の原理で選択的に捉える実験装置を建設し、それを用いたファワデー効果や光複屈折の測定を通して秩序構造や磁化の緩和機構を解明する活動を続けた。主な作業は、主要備品として初年度購入した光学用超伝導電磁石と次年度の顕微鏡システムを結合させる装置の完成を目指すものであった。その結果、光学用超伝導電磁石を用いた磁気光効果(複屈折)システムの完成と、顕微鏡を用いた磁気光効果測定システムの試運転にまだこぎつけたが、両システムを結合させて測定する最終目的までには到らなかった。しかし、Ising混晶Fel-xMgxCl_2において、ランダム磁場効果やスピングラス秩序に起因する磁化の長時間緩和現象のキャラクタリイゼーションを行った。また、競合する磁気系の新しい問題として、六方晶層状格子磁性体MnX_2の一次転移を伴う逐次相転移において、それぞれの秩序構造の同定と逐次相転移の起源の解明を行い、更に、六方晶ABX_3型三角格子反強磁性体のP6_3cmの空間群を持つKNiCl_3系の物質群で強誘電性を見いだした。後者については、反強磁性と強誘電性秩序相の競合という新しい縮退系の物理を切り開いた。他方、光学用超伝導電磁石を用いた磁気光効果システムによる実験も稼働し始め、三角格子反強磁性体RbMnBr_3、層状格子強磁性体NiBr_2などの磁場中相転移の観測にも成功した。このように、顕微システムの定常的稼働にはもう少しの時間を要するが、周辺装置は完成し、周辺の物理も多彩な問題を提起しており、われわれの目指した研究の基盤が予想以上の広がりを持つに到っている。複数の拮抗する素材を混合して競合凝縮系を合成する場合,試料に生じる巨視的不均質性は避けられない。そのため,これらの系に特徴的な相転移や秩序化のスロ-ダイナミックスについては,信頼性の高にデ-タを得にくいのが実情である。本研究では,結像光学の範囲で均質性の高い試料領域を選択的に捉え,そのデ-タを得ることから,競合系の秩序構造の縮退や緩和機構を解明することを目的としている。主な対象はIsing型希釈混晶であり,その磁化緩和を顕微観察フアラデ-効果で明らかにすべく,本年度は顕微フアラデ-回転装置の製作と,測定対象となる希釈系Fe_<1-x>Mg_xCl_2の育成と光学測定を計画した。本研究の主要備品である光学用超伝導電磁石の装置への実装に時間を費やし,また,顕微鏡システムの配備が予算の都合で,平成4年度に持ち越されたため,当初の装置開発は遅れている。しかし,対象物質の磁化緩和の基礎デ-タについて幾つかを得ることに成功し,国際シンポジウム(第1回東和大学国際シンポジウム1991.11)で表発した。その要旨を以下に報告する。Fe_<1-x>MgxCl_2は非磁性Mg^<2+>の置換とともに,ランダムIsing系に特徴的なランダム磁場効果を示す反強磁性相,スピングラス相が現れる。

それぞれの希釈濃度領域に対して,磁化の長期間緩和を測定し,緩和の時間依存性を比較検討した。特にスピングラス領域では,従来から理論的に予測されている緩和関数と相容れない結果が求まり,このような系の緩和機構について考え直す自由度のあることを見出した。この結果の妥当性を更に吟味するために,顕微システムの開発を是非とも推進すべき感触を得た。また,競合系の典型である三角格子反強磁性体RbNicl_3,RbMnBr_3について,光複屈折の実験から磁気相転移に関する幾つかの知見を得たので,欧文誌に発表した。この研究は、複数の相互作用が競合する体系の相転移において形成される秩序構造のダイナミックスを解明することを目的としている。実験的には、特にスピングラスに代表される混晶系試料のマクロな不均質性を極力排除する手段、および、逆にその不均質性が如何にダイナミックスに関わってくるかを明かにする実験手段として、顕微フアラデー回転法の確立と完成をめざしている。主要装置として光学用超伝導電磁石を研究計画の初年度、フアラデー回転用顕微鏡システムを2年目の本年度に購入した。現在はこれらを組み合わせる作業を進めている。まだ、装置の完成には至っていない。しかし、最終年度の平成5年にはこの装置を用いて典型的データの測定と、研究のまとめを行う予定である。ここでは、今年度に得られた関連研究の実績を以下に報告としてまとめる。1.フアラデー回転効果による磁化測定の原理に関して磁性イオンのミクロなエネルギー順位に着目して、六方晶AX_2型(A:磁性イオン,X:ハロゲンイオン)反強磁性体について典型的なデータをとり、また、解釈をおこなった。2.Fe_<1-X>Mg_XCl_2のランダム反強磁性系において、磁化の磁場処理効果(ゼロ磁場、磁場中冷却など)に特徴的履歴現象を見出した。そのメカニズムをランダム磁場効果として解釈した。3.MnX_2(X=I.Br)のような複数の相互作用が競合する系で、われわれが見いだした1次相転移を伴う逐次転移の秩序化について、中性子回析による構造決定とそのメカニズムに対する解釈を行った。特に中間相における非整合スピン構造の同定の伴って明かになったスピンダイナミックスは、非整合性の新しい側面を捉えたことになり、今後の興味深い緩和現象の研究対象となるものである。これらの3件は、日本物理学会年会(1993年3月仙台)で発表する。本研究では、平成3年から平成5年までの3年間、結像光学の原理の範囲で、均質性の高い試料領域を選択的に捉えてデータを得ることから、競合系の秩序構造や緩和機構を解明することを目的として、活動が続けられた。主な対象はIsing型希釈混晶であり、その磁化緩和を顕微鏡観察ファラデー効果で明らかにすべく、主要備品として初年度購入した光学用超伝導電磁石と次年度の顕微鏡システムを結合させる装置の完成をめざした。その結果、今年は光学用超伝導電滋石を用いた磁気光効果(複屈折)システムの完成と、顕微鏡を用いた磁気光効果測定システムの試運転にまでこぎつけたが、両システムを結合させて磁化の緩和を測定する最終目的までには到らなかった。しかし、競合する磁気系の新しい分野として、六方晶ABX_3型三角格子反強磁性体において、P6_3cmの空間群を持つKNiCl_3系の多数の物質群で強誘電性を見いだした。これにより、反強磁性と強誘電性秩序相の競合という新しい縮退系の物理を切り開いた。それらの結果は日本物理学会分科会('93.10)において発表した。また、光学用超伝導電磁石を用いた磁気光効果システムによる実験も稼働し始め、三角格子反強磁性体RbMnBr_3、層状格子反強磁性体NiBr_2などの磁場中相転移の観測に成功した。
特異な骨格を持つ生理活性アルカロイド、チュベロステモニン類の不斉合成研究

本年度の研究実施計画に従い、チュベロステモニン類に共通な三環性の共通重要中間体から天然物ステニンへの誘導を検討した。その結果、窒素の保護基であるベンジルオキシカルボニル基が合成ルートにおいて不都合であることが判明したので、メトキシカルボニル基に変えた中間体を新たに合成し直した。この中間体から、分子内N-アルキル化法によりアゼパン環を収率良く構築することができ、ステニンを光学活性体として全合成することに成功した。次に、同じ合成中間体から別の天然物チュベロステモニンを合成するに当たり、上記のアゼパン環構築法が適用可能かどうかを検討するため、チュベロステモニンの部分構造であるC,D,E環部分をモデル化合物に設定し、イミニウムイオンとシリルジエノールエーテルとの付加反応をキ-ステップとした立体選択的構築法を検討した。即ち、プロリンを出発物質としC環構築に必要な側鎖を導入後、N-アシルN,O-アセタールを調製し、TMSOTf存在下シリルジエノールエーテルとの縮合反応を行った。その結果、E環部が立体選択的に導入できることがわかり、その付加体から分子内N-アルキル化法を用いることにより、目的とする天然物と同じ立体配置を有するC,D,E環を構築することに成功した。現在、この方法を用いてチュベロステモニンの全合成を行っている。さらに天然物の合成法が確立すれば、種々の類縁体を合成して、天然物、類縁体、合成中間体等の神経系に対する生理活性試験を行い構造活性相関も探る予定である。
ヒト内視鏡生検検体を用いた腸炎上皮傷害に関わるバイオマーカーの探索的研究

前年から継続し、腸粘膜透過性研究において対象患者のリクルートとヒト腸上皮の採取を優先した。当院においては多くの小腸大腸の炎症性腸疾患、過敏性腸症候群の患者が通院し定期的もしくは増悪時に消化管内視鏡検査、特に小腸内視鏡を受ける。炎症性腸疾患などでは粘膜関連細菌叢が上皮透過性と関連が深いことにも着目して、粘膜関連細菌叢も採取し、臨床診療内で腸炎患者に説明し研究への参加を促した。小腸または大腸内視鏡を行う際に、研究の同意を文書で得たうえで各消化管部位の生検検体と、膵擦過診用ブラシを用いて腸粘膜の表面の粘液を採取、その後に次世代シークエンサーによる細菌叢解析も試みた。クローン病においては便サンプルにおいて活動期と寛解における便中の細菌叢が異なることが示された。投与薬剤の種類によっても腸透過性が異なる可能性も検討したが細菌叢において使用薬剤別には差がなかった。ただし解析量が少なく、今後もサンプルを増やして解析する必要がある。人の生検検体による実験のみでは成果に限りがあると判断し、上皮透過性異常をきたす急性腸炎モデルマウスにおける再生因子投与の有効性、有効成分を検討することも試みた。C57BL/6Jマウスに、2.5%DSSを自由飲水で5日間投与し急性腸炎モデルを作成、歯髄から採取した再生因子と、マウス鼠径部皮下脂肪より単離した間葉系幹細胞からの精製液を薬剤開始2,3,4日目に0.2mlずつ腹腔内投与した(1回,2回,3回投与の比較を行った)。コントロール群には同様にPBSを0.2mlずつ投与した。臨床効果として生存率、体重減少率、DAI(Disease activity index)を評価した。薬剤投与開始6日目での腸管長を測定し、組織的評価を行った。各再生因子は単回投与よりも複数回投与により投与時間が長いほど効果があった。生検検体の確保に時間を要した。侵襲を伴った介入研究として以前からの継続研究を行っていたため、その内容を踏襲し研究を継続したがエントリーが少なかった。腸管膜透過性とのかかわりが強いと思われるクローン病、潰瘍性大腸炎と腸透過性、腸内細菌叢の関係につきエントリーを募ったが全ての種類の検体が集積できず、今後エントリーの継続が必要である。最終年度であるためエントリーを早めに終了し、腸膜透過に関わる粘膜因子、細菌解析含めその各々の病態の差を検討できるよう努める。当年の研究は、腸粘膜透過性研究において対象患者のリクルートとヒト腸上皮の採取を優先した。以前より名古屋大学医学部生命倫理審査委員会の承認を得たうえで粘膜生検材料を用いた消化管生物学的マーカーの探索的研究(平成29年までの研究期間)を行っている。この研究において小腸、大腸の各所において正常粘膜に観察される部位から粘膜生検を行い、アディポサイトカインを含む粘膜内栄養関連バイオマーカーのmRNAとタンパクの腸管内分布を調べ、その実験系を確立してきたが、これらは本研究の礎となるものであり、腸炎に応用し臨床診療で腸炎患者に説明し研究への参加を頂いた。次に生検検体を得た。小腸または大腸内視鏡を行う際に、研究の同意を文書で得たうえで内視鏡下に研究用生検を行った。経肛門的小腸内視鏡における標的部位は深部回腸、下部回腸、回腸末端、上行結腸、下行結腸、直腸の正常にみえる箇所と、小腸、大腸に病変があればその部位でも各検体ずつ採取し臨床診断を確認した。経口小腸内視鏡では十二指腸、上部空腸、深部空腸で生検した。大腸内視鏡ではその各所で生検を施行した。生検検体はRNA安定化保存液に入れて保管した。2検体はバイオマーカーのmRNAとタンパクの定量解析に使用することとした。計28名で本研究への同意を得て生検検体を採取、保管した。当年ではまず生検検体の確保を行った。侵襲を伴った介入研究として以前からの継続研究を行っていたため、その内容を踏襲し研究を継続した。研究検体を1年間としては十分な量の検体が保管されたと考えているが、腸管膜透過性とのかかわりが強いと思われる過敏性腸症候群の患者さんからの検体量は少なかった。当年の研究は、前年に引き続き腸粘膜透過性研究において対象患者のリクルートとヒト腸上皮の採取を優先した。この研究において小腸、大腸の各所において正常粘膜に観察される部位から粘膜生検を行い、粘膜内栄養関連バイオマーカーのmRNAとタンパクの腸管内分布を調べ、また糞便と腸粘液表面の細菌採取を開始した。その実験系を確立してきたが、これらは本研究の礎となるものであり、腸炎に応用し臨床診療で腸炎患者に説明し研究への参加を頂いた。次に生検検体、腸粘液検体を得た。

小腸または大腸内視鏡を行う際に、研究の同意を文書で得たうえで内視鏡下に研究用生検を行った。経肛門的小腸内視鏡における標的部位は深部回腸、下部回腸、回腸末端、上行結腸、下行結腸、直腸の正常にみえる箇所と、小腸、大腸に病変があればその部位でも各検体ずつ採取し臨床診断を確認した。経口小腸内視鏡では十二指腸、上部空腸、深部空腸で生検した。大腸内視鏡ではその各所で生検を施行した。生検検体はRNA安定化保存液に入れて保管した。2検体はバイオマーカーのmRNAとタンパクの定量解析に使用することとした。計28名で本研究への同意を得て生検検体を採取、保管した。腸内細菌叢解析においては次世代シークエンサーを用い特にクローン病、潰瘍性大腸炎患者における糞便中の細菌叢を解析した。患者のリクルートにおいて、小腸内視鏡、大腸内視鏡を行う患者に研究の案内を行っているが、腸管膜透過性とのかかわりが強いと思われる過敏性腸症候群の患者さんからの検体量は少なかった。前年から継続し、腸粘膜透過性研究において対象患者のリクルートとヒト腸上皮の採取を優先した。当院においては多くの小腸大腸の炎症性腸疾患、過敏性腸症候群の患者が通院し定期的もしくは増悪時に消化管内視鏡検査、特に小腸内視鏡を受ける。炎症性腸疾患などでは粘膜関連細菌叢が上皮透過性と関連が深いことにも着目して、粘膜関連細菌叢も採取し、臨床診療内で腸炎患者に説明し研究への参加を促した。小腸または大腸内視鏡を行う際に、研究の同意を文書で得たうえで各消化管部位の生検検体と、膵擦過診用ブラシを用いて腸粘膜の表面の粘液を採取、その後に次世代シークエンサーによる細菌叢解析も試みた。クローン病においては便サンプルにおいて活動期と寛解における便中の細菌叢が異なることが示された。投与薬剤の種類によっても腸透過性が異なる可能性も検討したが細菌叢において使用薬剤別には差がなかった。ただし解析量が少なく、今後もサンプルを増やして解析する必要がある。人の生検検体による実験のみでは成果に限りがあると判断し、上皮透過性異常をきたす急性腸炎モデルマウスにおける再生因子投与の有効性、有効成分を検討することも試みた。C57BL/6Jマウスに、2.5%DSSを自由飲水で5日間投与し急性腸炎モデルを作成、歯髄から採取した再生因子と、マウス鼠径部皮下脂肪より単離した間葉系幹細胞からの精製液を薬剤開始2,3,4日目に0.2mlずつ腹腔内投与した(1回,2回,3回投与の比較を行った)。コントロール群には同様にPBSを0.2mlずつ投与した。臨床効果として生存率、体重減少率、DAI(Disease activity index)を評価した。薬剤投与開始6日目での腸管長を測定し、組織的評価を行った。各再生因子は単回投与よりも複数回投与により投与時間が長いほど効果があった。生検検体の確保に時間を要した。侵襲を伴った介入研究として以前からの継続研究を行っていたため、その内容を踏襲し研究を継続したがエントリーが少なかった。腸管膜透過性とのかかわりが強いと思われるクローン病、潰瘍性大腸炎と腸透過性、腸内細菌叢の関係につきエントリーを募ったが全ての種類の検体が集積できず、今後エントリーの継続が必要である。研究の進行において、十分な生検検体を確保し、様々な腸炎、過敏性腸症候群などの膜透過性を比較し、その各々の病態の差を検討できるよう努める。30年度は最終年度であるが、さらに患者のリクルートを進める。
成人・老人の現在歯数と生活習慣との関係について

本調査は、埼玉県下における40歳以上の成人および老人の1765名(男性711名、女性1014名)を対象とした。調査内容は口腔診査およびアンケート調査を行った。歯の状態についてはDMFで評価し、アンケート調査では、日頃注意している点(食後の歯磨き、磨き方、野菜・果物の摂取、甘味の摂取)口腔衛生習慣について行い、「はい」と回答した者と「いいえ」と回答した者の歯の健康状態を比較した。その結果、一人平均う蝕歯数は、全般的に「はい」と回答した者が、う蝕歯数は少なく、歯科検診を受ける者で平均0.68本少なかった。次に、一人平均喪失歯数では、食後の歯磨きを行う者は、行わない者と比較して1.22本少なく、歯槽膿漏にならないように根元まで磨くと回答した者は1.99本、歯石除去、歯科検診を受ける者が1.67本少なかった。また、一人平均処置歯数では、甘い者を避けると回答した者が約1本処置歯が少なく、その他の項目では、「はい」と回答した者の方が処置歯は多く認められた。これは、自分の健康に対して意識が高いために処置歯が多いのか、またはう蝕歯が多かったためか、本調査では詳細は確認できなかった。口腔衛生習慣は、歯磨き時間と回数について調査し、一人平均DMF歯数と比較した。歯磨き時間は長くなるに従って、一人平均DMF歯数は減少する傾向を認めた。1分以上2分未満と4分以上5分未満の差は1.78本であり、5分以上、10分以上ではあまり変化は認められなかった。歯磨き回数では、回数が増加するに従い、一人平均う蝕歯数、一人平均喪失歯数および一人平均DMF歯数が減少傾向を示したが、5回、6回磨く者は逆に値が増加しており、既に悪化してしまった者がそれ以上の悪化を防ぐために歯磨き回数を増やしている可能性も考えられた。以上の結果から、生活習慣、健康行動に関する意識が高い者ほど、一人平均う蝕歯数、喪失歯数は少ないと考えられる。
メーザー放射を用いた原始星ディスクの観測的研究

本年度に行った研究によって以下のような成果が得られた。●分子流天体でありH_2Oメーザー源でもあるL1287(IRAS00338+6312)について分子ガスエンベロープの空間的・速度的構造を明らかにした。H^<13>CO^+(J=1-0)とC^<18>O(J=1-0)分子輝線から、高密度ガスは分子流に垂直なディスク状をしていることがわかった。そのサイズは0.30パーセック×0.21パーセックである。ディスク状エンベロープの中心付近では、ディスクの長軸に沿って大きな速度勾配が見い出され、これはH_2Oメーザによって得られた数十AUスケールのディスクのそれと同じ傾向を示したことから、半径7800天文単位で速度0.44kms^<-1>で回転しているディスク状エンベロープであることをあらわしている。さらに短軸方向に沿っても非常に大きな速度勾配が見い出され、これは半径4700天文単位で速度0.84km s^<-1>での原始星方向への動的降着運動を見ていることがわかった。降着運動の大きさから中心(星)の質量を求めると約2M【of sun】となる(M【of sun】は太陽質量)。これらの結果から、半径4700天文単位での質量降着率を計算すると、5.6×10^<-5>M【of sun】yr^<-1>となった。この比較的高い質量降着率は、赤外線源IRAS00338+6312が1100L【of sun】と高い光度をもつ原因となっていると考えられる。本年度に行った研究によって以下のような成果が得られた.そこで原始星のまわりのガス円盤の速度分布や角運動量分布を明らかにするため、L1287について、野辺山45m鏡を用いて半径数万AUスケールでの高密度ガスの高分解能・高感度観測を行った.その結果、1)高密度ガスは分子流に垂直なディスク状をしていること、2)ディスクの長袖に沿って見い出された大きな速度勾配は、H2Oメーザーによって得られた数十AUスケールのディスクのそれと同じ傾向を示ことから、ディスク状エンベロープの回転であること、3)短軸方向に沿っても見い出された非常に大きな速度勾配は、分子流の向きとディスク状エンベロープとの位置関係から、分子流ではなくこれは半径4700AUでの原始星方向への動的降着運動を見ていることを明らかにした.降着運動の大きさから中心(星)の質量を求めると約2M【of sun】となる.一方、赤外線源IRAS00338+6312の光度は1100L【of sun】と高いが、もし原始星の光度の全てが原始星へのガスの降着エネルギーによってまかなわれているとすると、これは高い質量降着率によって達成されている可能性が高い.本年度に行った研究によって以下のような成果が得られた。
フーリェ縞解析法による結晶の原子配列歪のサブ・オングストローム計測

最近,透過電子顕微鏡(TEM)や走査トンネル顕微鏡(STM)の技術進歩はめざましく,これらの高分解能顕微鏡により結晶の原子配列を直接観測することができるようになり,転位や格子間隔の拡縮や超格子歪みなどの結晶中の空間配列の乱れの分布の精密測定への期待が高まってきている.このような背景のもとで,本研究は,我々がこれまで光応用計測の分野において開発してきた画像処理技術を原子スケールの顕微鏡像の解析に応用したものであり,その具体的な内容は以下の通りである.1.結晶格子歪みの空間周波数ヘテロダイン検出法の考案原子配列に乱れのある結晶の疑似周期的な格子像の歪の形状と,波面に乱れを持つ光波にティルトを与えて干渉させた時に生じる位相変調された空間キャリア干渉縞の歪の形状との間の類似性に着目し,TEMやSTMにより得られる原子配列像を空間キャリア周波数をもつ干渉縞とみなして空間周波数ヘテロダイン検出することにより,非常に高い分解能で精密計測する方法の基本原理を考案した.2.フーリェ変換縞解析法による格子歪分布計測の原理の有効性の検証我々が光波の干渉縞解析のために開発したフーリェ変換縞解析法が結晶格子歪の空間周波数ヘテロダイン検出のための具体的手段として有効であることをシミュレーションと実験により検証した.1.1計算機シミュレーションにより作成した既知の結晶格子像を用いた精度の確認計算機内部で既知の格子歪分布値をもつ種々の結晶格子像を数値的に作成し,それらを空間キャリア干渉縞と見なしてフーリェ変換法により原子の基準位置からの変位分布を求め,数値的に与えた既知の変位分布と比較することにより格子間隔の1/30以下の格子歪の検出の可能性を確認した.1.2実際の結晶を対象とした転位や格子間隔の拡縮などの計測実験シリコン(Si)や金(Au)の結晶の刃状転位のように格子の歪分布がの概形が知られている試料のTEM像を対象に実験をおこない格子の微小変位分布の検出することにより原理の有効性を実証した.最近,透過電子顕微鏡(TEM)や走査トンネル顕微鏡(STM)の技術進歩はめざましく,これらの高分解能顕微鏡により結晶の原子配列を直接観測することができるようになり,転位や格子間隔の拡縮や超格子歪みなどの結晶中の空間配列の乱れの分布の精密測定への期待が高まってきている.このような背景のもとで,本研究は,我々がこれまで光応用計測の分野において開発してきた画像処理技術を原子スケールの顕微鏡像の解析に応用したものであり,その具体的な内容は以下の通りである.1.結晶格子歪みの空間周波数ヘテロダイン検出法の考案原子配列に乱れのある結晶の疑似周期的な格子像の歪の形状と,波面に乱れを持つ光波にティルトを与えて干渉させた時に生じる位相変調された空間キャリア干渉縞の歪の形状との間の類似性に着目し,TEMやSTMにより得られる原子配列像を空間キャリア周波数をもつ干渉縞とみなして空間周波数ヘテロダイン検出することにより,非常に高い分解能で精密計測する方法の基本原理を考案した.2.フーリェ変換縞解析法による格子歪分布計測の原理の有効性の検証我々が光波の干渉縞解析のために開発したフーリェ変換縞解析法が結晶格子歪の空間周波数ヘテロダイン検出のための具体的手段として有効であることをシミュレーションと実験により検証した.1.1計算機シミュレーションにより作成した既知の結晶格子像を用いた精度の確認計算機内部で既知の格子歪分布値をもつ種々の結晶格子像を数値的に作成し,それらを空間キャリア干渉縞と見なしてフーリェ変換法により原子の基準位置からの変位分布を求め,数値的に与えた既知の変位分布と比較することにより格子間隔の1/30以下の格子歪の検出の可能性を確認した.1.2実際の結晶を対象とした転位や格子間隔の拡縮などの計測実験シリコン(Si)や金(Au)の結晶の刃状転位のように格子の歪分布がの概形が知られている試料のTEM像を対象に実験をおこない格子の微小変位分布の検出することにより原理の有効性を実証した.
超高精度・超並列計算を可能とする数値積分に特化した新しい量子化学の構築

これまで申請者は、水素原子核の量子揺らぎや陽電子系にも適用可能な量子多成分系分子理論を開発してきた。本研究課題では、数値積分に特化した計算手法の構築に挑戦し、特に以下2点に示すような、(1)高精度計算手法の開発と、(2)並列計算の実装という研究項目を設定し、具体的に陽電子化合物や分子振動解析の精密計算を実施した。本研究課題では、数値積分に特化した計算手法の構築に挑戦し、特に以下2点に示すような、1高精度計算手法の開発と、2並列計算の実装という研究項目を設定し、具体的に陽電子化合物や分子振動解析の精密計算を実施した。1高精度計算手法の開発:陽電子化合物や分子振動解析を精密に実施するために、多成分系分子軌道法や量子モンテカルロ法を基礎とし、理論手法の開発を行った。2並列計算の実装: 1で導出した理論手法をもとに適したアルゴリズムを実装したが、並列化効率に関しては未だ課題の余地がある。しかしながらこれらの手法を用いて、精密な分子振動解析や陽電子化合物の陽電子親和力といった、具体的問題に適用することに成功した。一方で、経路積分法や多成分系分子軌道法に関しても並列化実装を行った。具体的な計算として、小分子における分子振動解析の精密計算に成功した。従来手法の調和振動子近似によるゼロ点エネルギー値だけでなく、振動配置間相互作用法によるゼロ点エネルギー値をも超えることに成功した。また分子振動を考慮しつつ陽電子化合物を計算することにも成功した。その結果、平衡構造では陽電子親和力が負であったものが、分子振動を考慮することで正になる、という驚くべき結果が得られた。特にIR活性のモードに対してその傾向が大きくなることが解った。研究協力者として、横浜市立大学量子物理化学研究室メンバーに協力いただいた。また以上の結果は、理論研究者だけでなく実験研究者にもフィードバックしている。これまで申請者は、水素原子核の量子揺らぎや陽電子系にも適用可能な量子多成分系分子理論を開発し、最近では陽電子化合物エネルギーの世界記録樹立といった成果を得た。本研究では、数値積分に特化した新しい量子化学の構築という、萌芽的研究課題に挑戦する。特に本年度は、分子振動解析の精密計算に絞った研究を実施した。超高精度計算手法の開発:分子振動を精密に解析するには、いわゆる化学的精度(kcal/mol)を超え分光学的精度(cm-1)の結果が求められる。そのための量子モンテカルロ法を基礎とした、理論手法の開発を行った。具体的には、非調和性の大きい系に対しても精密な分子振動解析が可能な振動状態理論の確立を目的に、量子モンテカルロ法による分子振動解析に必要不可欠な試行波動関数の最適化法の開発および実装を行った。変分モンテカルロ法と線形最適化法を用いた波動関数の最適化スキームを実装し、それを用いて水素分子の零点振動エネルギーを算出したところ、厳密解とほぼ同等の値を得ることができた。本年度開発・実装した最適化法は、二原子系のみならず一般的な多自由度系へも適用可能な汎用理論である。来年度は、本手法を多自由度系へと拡張し、それから得られる高精度試行波動関数と拡散モンテカルロ法を組み合わせることで、応用上重要な多原子分子の高精度分子振動解析を実現したい。さらに本年度開発・実装した最適化法は、一般的な多自由度系へも適用可能な汎用理論であるので、来年度は、より高精度試行波動関数と拡散モンテカルロ法を組み合わせることで、応用上重要な多原子分子の高精度分子振動解析を実現することが期待される。引き続き、超高精度計算を実現していく。具体的には、変分モンテカルロ法と線形最適化法を用いた波動関数の最適化スキームを多自由度系へと拡張し、それから得られる高精度試行波動関数と拡散モンテカルロ法を組み合わせることで、応用上重要な多原子分子の高精度分子振動解析を実現したい。博士研究員(特任助手もしくは特任助教)を雇用することにより、並列化による高速化をお願いする予定である。
スピンコーティングの膜形成過程の可視化-3次元ホログラフ法による膜表面形状測定

今年度は昨年度の引き続きで液体の薄膜を形成するスピンコータ装置及び実時ホログラフィク干渉法による測定光学系を組み立てた。薄膜形成の過程を瞬間的、3次元的に撮影した。1)薄液膜形成装置及び周辺装置薄液膜形成装置はスピンコータ、軸受用空気供給系、制御系からなる。液体をスピンコータにある直径100mmの回転円盤(最大回転数3000rpm)に滴下すると液体は遠心力によりひろがり、厚さμmオーダの薄液膜が形成される。2)測定原理He-Neレーザより発生したレーザビームがミラーで反射され、凹凸レンズによって拡大されて薄膜に照射する。照射光は薄膜表面及び円盤表面にそれぞれ反射され干渉しあう。薄液膜表面の円盤からの高さが均一であれば間隔の等しい、同心円の干渉縞となる。その表面に微小に高さの差があったら干渉縞の間隔及び形が違ってくる。従って、干渉縞から薄液膜表面形状が分かる。干渉縞は凸レンズを通してカメラに記録される。3)実験結果実験結果は以下のとおりである。液体:水;円盤回転速度:1000rpm;カメラのシャッタ:1/800秒;円盤;ガラス。実験がうまく行かずいまその原因の究明中です。
胃酸およびペプシン分泌調節におけるプロスタグランジンE/EP受容体の役割

本研究では、胃酸およびペプシン分泌の調節におけるプロスタグランジン(PG)/EP受容体サブタイプの役割について検討し、以下の成績を得た。1.プロスタグランジン(PG)E2は胃酸分泌の調節において抑制および促進の二面性を示すことが判明した。抑制作用は主としてEP3受容体を介しており、壁細胞に対する直接および腸クロム親和性様(ECL)細胞からのヒスタミン遊離の抑制によるものと推察された。また、促進作用は主としてEP4受容体を介しており、ECL細胞からのヒスタミン遊離の増大に起因しているものと推察される。平常時にはEP3受容体を介する酸分泌抑制によりマスクされているが、迷走神経切断などにより基礎分泌が極端に低下した条件下でのみ観察された。EP4受容体を介する酸分泌促進作用はおそらくEP3受容体を介する過度の酸分泌抑制を防ぐ役割を担っているのかもしれない。2.PGE2は胃ペプシン分泌に対しては胃酸分泌の場合とは異なり、促進的に作用し、この作用は主としてEP1受容体を介していることが判明した。一方、前胃および幽門結紮により誘起されるラット酸逆流性食道炎に対してPGE2の投与は0.31mg/kgの範囲では抑制効果を発揮したが、3mg/kgでは抑制効果は消失した。同様の現象はEP3受容体を刺激した場合にも観察されたことから、食道粘膜保護にはEP1受容体が関与しているものと推察される。しかし、ペプシン分泌はEP1受容体を介して刺激されることから、高用量のPGE2はペプシン分泌の増大によりEP1の粘膜保護作用を超えてしまったためPGE2の保護作用が観察されなかったものと考えられる。本年度は主としてラットを用いたin vivo実験系において、胃酸およびペプシン分泌の調節におけるプロスタグランジン(PG)E2およびEP受容体の役割について検討し、以下の結果を得た。1.ヒスタミンおよびペンタガストリン誘起胃酸分泌反応はPGE2およびsulprostone(EP1/EP3作動薬)の投与により用量依存的に抑制されたが、EP2およびEP4作動薬によっては影響を受けなかった。Sulprostoneの酸分泌抑制作用はEP1拮抗薬存在下においても認められ、またヒスタミンの場合よりもペンタガストリン刺激時により顕著に認められた。PGE2およびsulprostoneはペンタガストリンによる管腔内ヒスタミン遊離を有意に抑制した。一方、迷走神経切断ラットにおいてはEP4作動薬は管腔内ヒスタミン遊離の増加と共に有意に酸分泌を増大させた。以上の結果より、胃酸分泌の調節においてPGE2は抑制および促進の二面作用を有しており、抑制作用にはEP3受容体が、また促進作用にはEP4受容体が関与していることが判明した。EP3受容体は壁細胞および腸クロム親和性(ECL)細胞の両者に対して抑制的に、一方EP4受容体はECL細胞からのヒスタミン遊離に対して促進的に作用しているものと考えられる。2.PGE2およびEP1作動薬の投与は用量依存的にペプシン分泌を増大させたが、EP2、EP3およびEP4作動薬によっては影響を受けなかった。PGE2のペプシン分泌促進作用はEP1拮抗薬によりほぼ完全に抑制された。以上の結果より、PGE2はEP1受容体を介して胃ペプシン分泌を促進させることが判明した。現在、酸逆流性食道炎モデルを用いて、PGE2の食道粘膜における役割ならびにペプシン分泌との関連性について検討中である。
持続的森林資源管理における自然災害及び管理放棄リスクの経済分析

木材の有効利用は,持続的な森林資源管理および循環型社会の形成に向けた大きな課題である.しかし,近年の木材価格の低迷や台風被害などの自然災害は中山間地域における造林や間伐などの管理放棄を促進させている.自然災害・管理放棄発生リスクをあらかじめ予見し,それらのリスクを時間・空間的なベクトルをもって可視化することは,効果的・効率的な持続的森林資源管理を遂行するための有効な情報提供に繋がる.本研究では,異分野の研究者が集結し,風洞実験装置によるシミュレーション,統計モデル,時空間最適化モデル,地理情報システム(GIS)を駆使し,災害・管理放棄の回避を可能とするリスクヘッジ型持続的森林資源管理に向けた分析を行った.現在中山間地域の森林環境破壊の一つとして,管理放棄は森林の持続的な二酸化炭素固定能力を低下させるとともに,自然災害をも引き起こす負の要因として全国的な問題になりつつある.また,台風被害などと言った災害のリスクに対する森林所有者の回避行動があるものと想定され,持続的森林資源管理の達成には,そのようなリスクに対する森林所有者の管理行動を把握し,森林資源に対するリスク管理を時空間的に行うことが必要不可欠となっている.本研究では,自然災害・管理放棄発生リスクをあらかじめ予見するとともに,持続的な森林資源管理を遂行するため,その妨げとなる管理放棄リスクを時間・空間的なベクトルをもって可視化するシステムを構築し,災害・管理放棄の回避を可能とするリスクヘッジ型持続的森林資源管理に向けた政策分析を行う.具体的には,森林のランドスケープを対象としたマクロ的なリスク管理と森林の要素である個々の林分を対象としたミクロ的なリスク管理を同時に分析する.木材の有効利用は,持続的な森林資源管理および循環型社会の形成に向けた大きな課題である.しかし,近年の木材価格の低迷や台風被害などの自然災害は中山間地域における造林や間伐などの管理放棄を促進させている.自然災害・管理放棄発生リスクをあらかじめ予見し,それらのリスクを時間・空間的なベクトルをもって可視化することは,効果的・効率的な持続的森林資源管理を遂行するための有効な情報提供に繋がる.本研究では,異分野の研究者が集結し,風洞実験装置によるシミュレーション,統計モデル,時空間最適化モデル,地理情報システム(GIS)を駆使し,災害・管理放棄の回避を可能とするリスクヘッジ型持続的森林資源管理に向けた分析を行った.地球温暖化防止対策として1997年に京都議定書が議決されて以来,大気中の二酸化炭素削減に寄与する森林の炭素吸収・貯蔵機能が再認識され,森林の持続的経営が改めて重視されることとなった.また,森林資源から得られる木質系資材及び住宅,家具等の利用は大気中の二酸化炭素増加を間接的に防ぐ効果があり,地球温暖化防止の重要な鍵を握るものとして,現在持続的な森林資源管理と循環型社会における木材利用のあり方が見直されてきている.その一方,現状の森林を取り巻く自然・経済環境下では,中山間地域における再造林の放棄・間伐などといった管理そのものの放棄が問題視されている.木材価格の低迷に加え,近年の台風被害・雪害・火事と言った自然災害の多発の影響も悪循環的に管理放棄を促進させている.本研究では,自然災害・管理放棄発生リスクをあらかじめ予見するとともに,持続的な森林資源管理を遂行するため,その妨げとなる管理放棄リスクを時間・空間的なべクトルをもって可視化するシステムを構築し,災害・管理放棄の回避を可能とするリスクヘッジ型持続的森林資源管理に向けた政策分析を行う.平成19年度の研究成果は以下の通りである。・空間統計モデル構築に関わる試験対象地域を北陸地域(富山県)に設置した.・雪害の発生に関する空間及び頻度の分布データを収集した.・災害発生地に対する物理的生成メカニズムを地理情報に起因する要素により確率的に解明するため,ロジスティック回帰による統計モデルを構築した.・システム収穫表「富山県シルブの森」を最適化モデルへの結合を可能にするために,モジュールとして再開発した.・福岡県八女郡に設置した試験林での成長データ収集を行った.・市況データの収集を行った.現在持続的な森林資源管理と循環型社会における木材利用のあり方が見直されてきている.その一方,現状の森林を取り巻く自然・経済環境下では,中山間地域における再造林の放棄・間伐などといった管理そのものの放棄が問題視されている.木材価格の低迷に加え,近年の台風被害・雪害・火事と言った自然災害の多発の影響も悪循環的に管理放棄を促進させている.本研究では,自然災害・管理放棄発生リスクをあらかじめ予見するとともに,持続的な森林資源管理を遂行するため,その妨げとなる管理放棄リスクを時間・空間的なベクトルをもって可視化するシステムを構築し,災害・管理放棄の回避を可能とするリスクヘッジ型持続的森林資源管理に向けた政策分析を行う.平成20年度の研究成果は以下の通りである.1)離散データを取り扱うロジスティック回帰モデルを用いて,富山県のスギ林における冠雪害評価モデルを構築した.また,モデル選択手法を用いて,リスク要因の特定を行った.2)システム収穫表「富山県シルブの森」を最適化モデルへの結合を可能にするために,モジュールとして再開発し,冠雪害回避に対する経済分析を行った.3)モデルのパラメータ推定において,どの程度のサンプル数を確保すれば,推定値の分布が正規分布に近いか,を数値的に判定する方法を開発した.4)GISを用いて対象森林のすべての施業班に対して施業班隣接情報を自動的に生成するシステムを構築した.5)ボカスギとタテヤマスギからなる立木密度試験地を設け,冠雪害に対する立木密度の影響について比較検討した.

6)強風による森林被害の空間的拡がりに影響を及ぼすと予想される,風向や樹木の配置間隔等の因子について検討を行った.現在持続的な森林資源管理と循環型社会における木材利用のあり方が見直されてきている.その一方,現状の森林を取り巻く自然・経済環境下では,中山間地域における再造林の放棄・間伐などといった管理そのものの放棄が問題視されている.木材価格の低迷に加え,近年の台風被害・雪害・火事と言った自然災害の多発の影響も悪循環的に管理放棄を促進させている.本研究では,自然災害・管理放棄発生リスクをあらかじめ予見するとともに,持続的な森林資源管理を遂行するため,その妨げとなる管理放棄リスクを時間・空間的なベクトルをもって可視化するシステムを構築し,災害・管理放棄の回避を可能とするリスクヘッジ型持続的森林資源管理に向けた政策分析を行う.平成21年度の研究成果は以下の通りである.1)多変量線形回帰モデルにおいて説明変数間の相関が高い場合,従来の最小二乗法では分散が大きくなってしまい問題があり,その対応としてリッジパラメータを導入し,リッジパラメータ選択のためのCp規準とバイアス補正Cp規準を提案した.2)森林資源の定量的な評価に寄与する成長関数選択問題において,理論的あるいは経験的に与えられる複数の成長関数から妥当な関数を選択する手法を開発した.3)関数へのフィッテングに対し関数の複雑さを罰則とする情報量規準について,その罰則項の改良を行った.4)林帯を模した風洞模型を製作し,風害による樹木倒壊のリスクを風速分布と樹木に作用する抗力特性から検討した.林帯の密閉度が抗力特性に大きく影響すること,また樹木の配置は千鳥格子状の場合が風向変化に対する耐風性が維持されることがわかった.木材の有効利用は,持続的な森林資源管理および循環型社会の形成に向けた大きな課題である.しかし,近年の木材価格の低迷や台風被害などの自然災害は中山間地域における造林や間伐などの管理放棄を促進させている.本研究では,自然災害・管理放棄発生リスクをあらかじめ予見するとともに,持続的な森林資源管理を遂行するため,その妨げとなる管理放棄リスクを時間・空間的なベクトルをもって可視化するシステムを構築し,災害・管理放棄の回避を可能とするリスクヘッジ型持続的森林資源管理に向けた政策分析を行う平成22年度の研究成果は以下の通りである.1)Cox比例ハザードモデルを応用し,倒木リスク評価モデルを構築した.倒木リスクを分析する際に,「立木引っ張り」実験により,幹に発生するモーメント(力)を評価する.実験では力を掛けても,倒れないケースも出てくる.これらのデータについても解析するため,Kaplan-Meier法と呼ばれる生存分析を用いる手法を開発した.2)風害シミュレーション実験による風速と樹木に掛かる負荷評価モデルの構築,風害シミュレーション実験では,立木の空間配置の違いが風害にどのような影響を及ぼすかをシミュレーション分析した.3)上記を合わせて,災害リスクモデルを構築した.4)時空間管理最適化に対する施業配置最適化モデルの構築した.この最適化モデルと災害リスクモデルを結合させることで,リスク分散型施業配置最適化による評価が可能になる.