hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PET/CT検査による急性大動脈症候群における大動脈壁内炎症所見の解明

本研究は、急性大動脈症候群(AAS)患者において、PET-CTを用いて大動脈壁内の炎症細胞浸潤を示唆するFDGの集積程度を検討し、リスク層別化を確立することを目的とした。研究期間中にAAS59例で急性期PET-CT検査を施行した。その結果、全例で大動脈壁内に18F-FDGの集積を認め、炎症所見が存在することが示唆された。短期から中期の臨床経過を検討した結果、18F -FDG集積量が高い症例ほど、有意に大動脈関連事象が多かった。この結果は、AAS例において、大動脈壁内の炎症細胞浸潤の程度が予後に関係していることを示唆していると考えられた。本研究は、急性大動脈症候群患者において、PET-CTを用いて大動脈壁内の炎症細胞浸潤を示唆する18F-FDGの取り込みの程度を検討し、新たなリスクの層別化を確立することを目的としている。平成25年度は、院内の倫理委員会での了承を得て、患者登録と発症急性期のPET-CT検査を開始した。現在までに22例の症例登録を完了している。内訳は偽腔開存型解離8例、偽腔閉塞型解離14例である。このうち、上行大動脈に解離がおよび手術した症例7例を含んでいる。PET-CT検査では、当初から想定されたとおり、偽腔開存型、偽腔閉塞型ともに大動脈壁内の18F-FDGの取り込みを認め、炎症細胞浸潤が示唆される所見と考えられた。これら登録症例の急性期の臨床データとPET-CT画像の所見を比較検討する予定である。ただし、現時点では偽腔開存型および偽腔閉塞型、スタンフォードA型、B型が混在しており、リスクの層別化を行うには、症例数、経過観察期間が不足しているため、今後さらに症例登録を増やして経過観察を行い、検討を継続する予定である。また平成26年度から慢性期のPET-CT画像のフォローを行う計画である。すなわち、平成25年度にPET-CTを撮像した症例に対して発症1年後の再撮像を行い、大動脈壁内の18F-FDGの取り込みに変化があるかどうかを検討する。登録患者は全例、当科の外来で経過をみており、今後順次撮像を施行していくことを計画している。その結果、急性大動脈症候群における、急性期の大動脈壁内の炎症所見が発症に伴った一過性のものか持続するものかが明らかに出来ると考えている。本研究は、急性大動脈症候群患者において、PET-CTを用いて、大動脈壁内の炎症細胞浸潤を示唆する18F-FDGの取り込みの程度を検討し、新たなリスクの層別化を確立することを目的としている。平成26年度は、平成25年度に引き続き、患者登録と急性期のPET-CT検査を施行した。現在までに41例の登録を完了した。内訳は偽腔開存型解離16例、偽腔閉塞型解離25例である。急性期のPET-CT検査では、当初の仮説どおり、偽腔開存型、偽腔閉塞型ともに大動脈壁内に18F-FDGの取り込みを認め、炎症細胞浸潤が示唆される所見と考えられた。これらの急性期の画像を解析した結果、偽腔開存型に比較して偽腔閉塞型解離のほうが大動脈壁内への18F-FDGの集積(SUVmax)が強かった。このことは、偽腔閉塞型解離と偽腔開存型解離では発症機序あるいは病態が異なっていることを示唆していると考えられた。今後は、登録症例の急性期PET-CT画像の所見と臨床経過を比較し予後因子を検討する予定である。ただし、現時点ではリスクの層別化を行うには症例数、経過観察期間が不足しているため、今後、症例登録を増やし、また十分な観察期間をとって検討を継続する予定である。なお、平成26年度は14例の慢性期のPET-CT検査を施行した。その結果、全例において、急性期に認められた大動脈壁の取り込みは、消失あるいは改善していた。この所見は、急性大動脈症候群における大動脈壁内の炎症所見が、発症に伴った一過性のものであることを示唆していると考えられる。慢性期の所見についても、さらに症例を増やして検討を継続する予定である。本研究は、急性大動脈症候群患者において、PET-CTを用いて大動脈壁内の炎症細胞浸潤を示唆する18F-FDGの集積程度を検討し、リスク層別化を確立することを最終目的としている。平成27年度は、平成26年度に引き続き、患者登録と急性期および慢性期PET-CT検査を施行した。現在までに急性期59例の登録を完了した。急性期のPET-CT検査では、当初の仮説どおり、偽腔開存型、偽腔閉塞型ともに解離した大動脈壁内に18F-FDGの取り込みを認め、炎症細胞浸潤が示唆された。これらの急性期の画像を解析した結果、偽腔開存型に比較して偽腔閉塞型解離のほうが大動脈壁内への18F-FDGの集積が強かった。このことは、偽腔閉塞型と偽腔開存型では発症機序および解離した大動脈壁の病態が異なっていることを示唆していると考えられた。本年度はさらに18F-FDGの集積を解離部位全体にわたって評価するため、大動脈走行に沿った長軸方向に解離部位を同定し、すべての断面にわたって、18F-FDGの取り込みをtotal FDG activity(全FDG集積量)として評価した。

59例の急性大動脈症候群例で、短期から中期の臨床経過を検討した結果、急性期の全FDG集積量が高い症例ほど、有意に大動脈関連事象が多かった。この傾向は特に偽腔閉塞型解離の症例において顕著だった。この結果は、急性大動脈症候群例において、PET-CT検査で18F-FDGの集積を評価することによって、予後予測が可能であることを示唆していると考えられた。今後は、偽腔閉塞型と偽腔開存型解離それぞれにおいてリスク層別化が可能かどうかを検討するために、平成30年度まで研究を継続して検討する予定である。本研究は、急性大動脈症候群(AAS)患者において、PET-CTを用いて大動脈壁内の炎症細胞浸潤を示唆するFDGの集積程度を検討し、リスク層別化を確立することを目的とした。研究期間中にAAS59例で急性期PET-CT検査を施行した。その結果、全例で大動脈壁内に18F-FDGの集積を認め、炎症所見が存在することが示唆された。短期から中期の臨床経過を検討した結果、18F -FDG集積量が高い症例ほど、有意に大動脈関連事象が多かった。この結果は、AAS例において、大動脈壁内の炎症細胞浸潤の程度が予後に関係していることを示唆していると考えられた。症例登録が順調に進んでおり、PET-CT検査も大きな問題なく施行できている。ただし、必要な解析をするには、症例数が不足しており、さらに症例数を増やしていく必要がある。大動脈疾患急性大動脈症候群のリスクの層別化をするためには、症例登録を増やす必要がある。また慢性期のPET-CT検査を引き続き施行していく必要がある。症例登録が順調に進んでおり、大きな問題なくPET-CT検査が遂行できている。ただし必要な解析をするには、症例数が不足しており、今後さらに症例数を増やす必要があると思われる。当初、画像解析を施行するための画像解析ソフトを購入する予定であったが、登録症例数が解析には少ないために、次年度以降に解析する予定とした。そのため購入を見送ったため、次年度に繰り越す予定とした。リスク層別化を検討するためには、症例登録をさらに増やし、また観察期間を増やして検討する必要がある。また1年後のフォローのPET-CT検査を順次施行していく必要がある。平成27年度に画像解析ソフトを購入して、解析を進めていく計画とした。
紫外レーザー照射と大気圧プラズマ処理を併用したギガヘルツ帯プリント回路基板の開発

PTFEと他材との密着界面の平滑性を保ったまま十分な密着性を得ることを目的に、自己集積化分子膜の末端官能基の化学吸着作用に着目した。そこで、大気圧プラズマを照射して親水化したPTFE表面に自己組織化単分子膜を形成して、PTFEとメッキ被膜や高分子樹脂材料との密着性について調べた。そして、密着強度が向上するように、大気圧プラズマの照射条件や自己組織化単分子膜の形成条件を検討した。また、紫外レーザーを照射することで、回路パターン状に無電解銅メッキ薄膜が形成されるフルアディティブ法について、その可能性を確認した。ギガヘルツ帯の高周波領域を利用する送受信機に組み込まれるプリント基板には、優れた高周波低損失特性が必要であり、基板材料には誘電特性に優れるふっ素樹脂が適している。今後、電子機器の更なる小型化・高密度実装化を図るうえから、ファインパターンの実現が求められており、ふっ素樹脂表面に数マイクロメータ厚の銅薄膜を形成させる必要かおる。銅薄膜形成の量産化には、無電解銅めっきプロセスの採用が望ましい。本研究では、ギガヘルツ帯プリント回路基板の開発を目的として、紫外レーザー照射と大気圧プラズマ処理を併用した表面改質をふっ素樹脂フィルムに施すことによって、銅めっき薄膜の密着強度が向上するかを検討する。本年度では、次の成果を得た。(1)ArFエキシマレーザ(λ=193nm)を用いて照射光学系を試作した。紫外レーザー照射処理を行った結果、ふっ素樹脂フィルム表面に効果的な投錨効果を得られる微細な凹凸の創成を確認することができた。なお、凹凸の創成頻度を高めるために、レーザー照射後光解離したC-F結合の再結合を抑制する手法として、照射エネルギー量の増大、水素ラジカルの存在等の必要性が考えられた。(2)誘電バリア放電方式の電極ユニットを内蔵する大気開放型大気圧プラズマ処理装置を試作した。有機溶媒を混合した反応ガスを供給して大気圧プラズマ処理を行った結果、ふっ素樹脂フィルム表面には親水基(-COOH,-C-OH)の出現が認められ、その特性が7日間経過した後も維持されることが分かった。以上、ふっ素樹脂の表面改質に関する物理的・化学的な基礎データを得ることができた。次年度は、銅めっき薄膜の密着強度を向上させるべく表面改質の処理条件を精査する。本研究はギガヘルツ帯プリント回路基板の開発が目的であり、紫外レーザー照射と大気圧プラズマ処理を併用してPTFE基板の表面改質を施すことによって、PTFE基板と銅薄膜との密着性を向上させる。なお、表面改質法は、高周波特性を損ねないように銅薄膜/基板界面の平滑性が保たれる事を検討する。(1)PTFE表面に石英ガラスを被せて作製した硫酸銅水溶液膜に紫外レーザー照射した結果、数ショットからPTFE表面には親水基、ならびに銅化合物の出現もXPS分析から認められたが、金属銅は観察されなかった。(2)プラズマ発生領域と外界を隔離する遮蔽板を設け、整流フィルターと供給ガス流量を適正化する事で、試料表面全体に均一に親水化を施す事ができた。(3)試作したインピーダンス整合器電極ヘッド間の電気回路を検証した結果、VDC=0Vならびに反射電力0Wと効率的なプラズマ発生が可能である事が分かった。(4)有機溶媒を混合した反応ガスを供給して、PTFE表面に大気圧プラズマ処理による親水化を施した結果、PTFE表面に親水基が顕著に認められた。(5)前項の処理後、熱CVD法によるアミノシランカップリング剤(AEAPS)の自己組織化単分子膜(SAM)を形成させた結果、SAMの終端官能基のアミノ基がPdイオンを化学吸着する事がXPS分析から明らかになった。(6)前項のSAM表面にセンシタイジング・アクチベーター溶液処理ならびに無電解銅メッキ溶液処理を施した結果では、銅薄膜の形成は得られなかった。しかし、還元剤であるDMAB溶液の浸漬処理をアクチベーター溶液処理と無電解銅メッキ溶液処理との間に施したところ、銅薄膜を形成できる事が分かった。次年度は、銅めっき薄膜の密着強度を向上させるべく表面改質の処理条件を精査するとともに、紫外レーザー照射によるSAM表面の回路パターニングの作製を検討する。本研究は、ギガヘルツ帯プリント回路基板の開発を目的とする。フッ素樹脂基板に紫外レーザー照射と大気圧プラズマ処理を併用して表面改質を施すことにより、フッ素樹脂基板/銅薄膜界面の平滑性を保った状態で、フッ素樹脂基板と銅薄膜との密着強度が得られるように検討した。フッ素樹脂基板にはPTFEシートを用いた。本年度は、前年度に得られた知見を基づいて、以下に示すPTFE表面への銅メッキ薄膜形成プロセスを構築した。(1)PTFE

シート表面に大気圧プラズマ処理を施して親水化した。使用したプラズマ発生装置は完全大気開放型であるため、プラズマ発生領域に大気が混入しないよう遮蔽板を設置した。(2)PTFEシート表面に2種類のアミノシラン剤(3-aminopropyl)trimethoxysilaneならびに3-(2-aminoethyl)-aminopropyltrimethoxysilaneの自己組織化膜を気相法により成膜した。(3)PTFEシートを無電解めっき前処理溶液(アクチベーター:PdCl2水溶液)に浸漬させて、Pdイオンをアミノシラン自己組織化膜の末端官能基であるアミノ基に化学吸着させた。(4)PTFEシートを還元剤であるDimethylamine Borane溶液に浸漬させて、自己組織化膜のアミノ基に吸着するPdイオンを還元させた。(5)PTFEシートを市販の無電解銅メッキ溶液に試料を浸漬させて、PTFEシート表面に銅メッキ薄膜を成膜させた。得られた銅メッキ薄膜の密着試験を粘着テープのクロスカット剥離試験により行った結果、剥離部位は全く観察されなかった。また、PTFEシート表面にアミノシラン自己組織化膜を成膜した後、パターニングしたマスク材を介して紫外レーザーを照射することで、回路不要部分の自己組織化膜を除去して、無電解銅メッキ薄膜を回路パターン状に成膜することができた。これにより、フルアディティブ法による回路パターンの成膜技術を構築した。
聴覚障害者の受療拒否解消のための手話アニメーションによる対話システムの開発

聴覚障害者が安心して胃部レントゲン検査を受けることができるようにするために、手話アニメーションによる指示システムを構築した。手話文法の解析と手話辞書の構成に関しては、手残りや屈折といった手話に特徴的な部分について規則性を見い出すための分析を行い、手話アニメーションの規則合成のための手話文法をインプリメントしたシステムを構築した。次に、手話通訳者の手指・身ぶり動作の運動計測値に基づいた手話アニメーションの改善を行った。また、顔の表情などの手話アニメーションの表現力を高めるための改善をした。生成した手話アニメーションのわかりやすさの評価実験を聴覚障害者30名を対象として行い、これまで正答率の低かった手話アニメーションの正答率を高めることができた。しかし、依然としてわかりにくい手話アニメーションがあり、その原因については解明中であるが、動きのキレや表情の不足に問題が残されていると推定している。なお、手話通訳を生業としている人が手話を行っている時の赤血球の量を間接測定し、手話通訳者や聴覚障害者の負担の指標になることを明らかにした。このシステムの医療現場への導入に関して、医療で要求される手話に関する知見を医師の立場から検討した。滋賀県下1335の医療機関における聴覚障害者受診時のコミュニケーションに関する調査により、聴覚障害者が安心して受療できる環境にはないことが明らかになった。このことは本研究で提案している手話アニメーションが医療現場における情報保証の一助となる可能性と必要性を裏付けるものである。1.手話通訳者の手指・身ぶり動作の運動計測とそれのアニメーションへの応用手話アニメーションにおける自然な動作を実現するために、手話通訳者の手指・身ぶり動作を3次元計測した。手話通訳者に行わせた、胃のレントゲン検査に用いられる対話の中から選んだ27文とした。動作解析の結果、手話通訳者の手指動作の速度波形は運動開始から終了にかけて非常に滑らかであり、手話単語と手話単語の切れ目で速度がゼロになることもなかったことがわかった。こららはこれまで筆者らが構築したシステムに用いてきた手話アニメーションの動作と大きく異なる点であった。2.手話文法の解析と手話辞書の構成とそれに基づくアニメーション作成のためのデータ構造の提案NHK手話ニュースの画像を解析した。日本語手話翻訳のための言語変換と語形変化についての規則性を見い出し、それをシステムに取込んだ。これにより、日本語を入力すれば、手話アニメーションが表示されるようになった。これは従来のものよりもより自然な動きを実現している。3.手話通訳者の生理的負担と聴覚障害者の心理的負担の計測と評価ならびに聴覚障害者の医療拒否の現状調査・解析聴覚障害者の受療における手話通訳を介したコミュニケーション問題を明らかにすることを目的として、全国手話通訳問題研究集会に参加した手話通訳者に調査票を直接配布し、医師および聴覚障害者に対する不満等について評価させた。さらに、滋賀医大卒業の医師を対象に調査票を配布し、聴覚障害者の診察時の配慮等について評価させた。その結果、手話通訳者は聴覚障害者に対してよりも医師に対する不満が大きく、特に、もっとわかりやすく話してほしい、手話や聴覚障害者に対する理解が足りないという声が多かった。一方、医師からは、聴覚障害者の診察時ではゆっくり話すあるいはわかりやすく説明するという声が多く、前述の手話通訳者対象の調査結果および過去に実施した聴覚障害者対象の調査結果と乖離していた。1.手話通訳者の手指・身ぶり動作の運動計測とそれのアニメーションへの応用病院で通訳を行ったことのある5名の手話通訳者の手話動作を3次元運動計測装置を用いて計測した。測定部位は腕、肩、肘、手甲、指であった。手話の内容はレントゲン検査時に使用される27文を用いた。得られた3次元データから手話単語別に速度を求めた。これと従来のアニメーションの動作における速度を比較し評価を行った。その結果、従来の手話アニメーションの速度が現実の動きと異なると手話内容の伝達度が低下することが明らかになった。2.手話文法の解析と手話辞書の構成とそれに基づくアニメーション作成のためのデータ構造の提案すでに収集している500文の手話画像を対象として、手話文の文法の解析をノンリニアビデオ編集機を用いて行った。

この解析により手話の文法規則の一部をはじめて明らかにした。これを用いて手話アニメーションの規則合成に新たな文法規則を導入できるようにした。3.手話通訳者の生理的負担と聴覚障害者の心理的負担の計測と評価頸肩腕障害の治療中あるいは特殊検診を受診した手話通訳者22名を含む84名を被験者として、筋中ヘモグロビン量の測定を行った。座位安静時の右側僧帽筋腹における筋組織内の酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの基準量と上肢挙上時の動作時量との差である変動量を用いて解析したその結果、圧痛と筋硬結がある者の脱酸素化ヘモグロビンの基準量・変動量ともに正常者に比べて有意に低下した。また、脱酸素化ヘモグロビンは管理区分、筋触診所見、自覚症状と有意な相関を示した。4.医療現場に要求される手話に関する研究とそれの対話システムへの応用と評価某診療所の外来に月1回定期受診する聴覚障害者夫婦と医師との対話に毎回必要な文章を調べた。その結果、「こんにちは」「前回の診察以降、何か気になることはありますか」などの6つと少なかった。しかし、状況に応じて追加される文章もあるため、手話アニメに加えての視覚的情報や文字情報を組み込んだシステムを考慮する必要があることが示唆された。手話通訳者の手指・身ぶり動作の運動計測値に基づいた手話アニメーションの改善を行い、それのわかりやすさの評価実験を聴覚障害者30名を対象として行い、正答率の低かった手話アニメーションの正答率を高めることができた。しかし、依然としてわかりにくい手話アニメーションがあり、その原因については解明中であるが、動きのキレや表情の不足に問題が残されていると推定している。手話文法の解析と手話辞書の構成に関しては、手残りや屈折といった手話に特徴的な部分について規則性を見い出すための分析を行い、手話アニメーションの規則合成のための手話文法をインプリメントしたシステムを構築した。なお、このシステムの医療現場への導入に関して、医療で要求される手話に関する知見を医師の立場から検討した。なお、手話通訳を生業としている人が手話を行っている時の赤血球の量を間接測定し、手話通訳者や聴覚障害者の負担の指標になることを明らかにした。滋賀県下医療機関における聴覚障害者受診時のコミュニケーション上の配慮や工夫に関する現状を把握することを目的に、県下1335医療機関を対象に質問紙調査を郵送法にて実施した.聴覚障害者の来院時における工夫や配慮は、全有効回答数の15%での実施であった。その中で最も多かった回答は「緊急時のFAX対応」と「検査時の視覚的にわかる合図」であった。同様に、コミュニケーション手段に関する工夫や配慮についても、全有効回答数の15%でしか実施されていなかった。最も多かった回答は「筆談で対応する職員がいる」で62%、次に「少しでも手話を使える職員がいる」が11%であった。
空間分解近赤外分光法を用いた筋組織酸素濃度イメージング装置の開発とその応用

本研究では,スポーツ医学やリハビリテーション医学の分野における筋組織酸素濃度イメージングの基礎を確立すること目的として,絶対値計測が可能な空間分解近赤外分光法を用いた筋組織酸素濃度分布のイメージング装置を試作し,運動負荷時筋組織酸素飽和度などの時空間解析を行った。以下に,研究成果の概要をまとめる。(1)イメージング装置のハードウエアとソフトウエアを開発した。プローブは運動時におけ筋の動きの影響を受けにくい分離型とし,小型化と高S/Nを配慮して設計・試作した。(2)開発した装置を用い,以下のような時空間解析を行った。(i)同一筋内での筋組織酸素濃度分布のイメージング例として,異なる運動強度で等尺性膝伸展運動を行い,大腿直筋の酸素飽和度の時空間変化を計測した。運動強度によって最低値も異なり,酸素飽和度のイメージングが筋組織酸素化動態の把握に極めて有用であることを示す結果を得た。(ii)異なる筋での多点計測として,大腿部の膝伸筋群にプローブを装着し,異なる等尺性膝伸展運動を行ったときの各筋の酸素飽和度の時空間変化を計測し,わずかな運動様式の違いも明瞭に把握できることを確認した。(iii)スポーツ医学における定量的評価手法の有用性確認のために,一般成人と漕艇競技選手を対象に足踏み込み運動による膝伸筋群の筋組織酸素濃度分布を計測し,運動選手の筋組織中の全ヘモグロビン・ミオグロビン濃度が一般成人より約20%高いこと,大腿直筋,外側広筋に比べ内側広筋の酸素回復速度が約1.5倍速いこと,運動選手の回復速度は一般成人より約2倍速いことを明らかにした。(3)近赤外分光法実測値と筋代謝の因果関係を推測するため,エネルギー生成系と酸素運搬系を考慮した筋代謝モデルの作成を行い,運動時と運動終了後の酸素消費量などの経時変化を実測とシミュレーションで比較し,時間変化を忠実に再現できることを確認した。本研究では,絶対値計測が可能な空間分解近赤外分光法のスポーツ医学における実用化の基礎の確立を目指し,初の高速リアルタイムイメージング装置の開発とこれを用いて運動時の筋組織酸素濃度の時間・空間解析を行う.●筋組織酸素動態の時空間解析・以前試作した装置(48チャネル,時間分解能は約0.5s)の性能向上を目的として,計測制御用コンピューターを演算速度の速い最新機種に更新した.また,吸収体として血液,散乱体としてIntralipid溶液を用いたファントムを作製し,装置の測定精度は実験的に検証した.・改善した装置を用い,大腿部の膝伸筋群に光プローブを装着して,2種類の等尺性膝伸展運動(足踏み込み運動なし・あり)における各筋の組織酸素濃度分布の時空間変化を計測した.「なし」の場合は主に直筋のみ寄与したが,「あり」の場合はこれらの筋が運動に対してほぼ同等に寄与した.このようなわずかな運動様式の違いを光プローブを用いて運動時における各筋の同一筋内・異なる筋の組織酸素濃度分布をほぼリアルタイムで計測が可能であることが示された.●NIRS時間応答のシミュレーションによる解析・エネルギー生成系と酸素運搬系を考慮した筋代謝モデルを用いたシミュレーションプログラムを作成した.・シミュレーションを用いて実際の筋組織での計測が困難な筋代謝のパラメータの変化を調べた.持続収縮運動では好気的代謝系のエネルギー生成率が減少するに伴い嫌気的代謝系の生成率が増加してこれを補う様子や断続収縮運動時にはエネルギー生成系の急速な変化が捉えられたことから,NIRS計測波形を解釈する上で筋代謝モデルを用いた解析の有用性が示された.●スポーツ科学への応用・実測とシミュレーションの結果を基に,酸素消費量と酸素飽和度の回復速度が筋組織の評価に有用であることを示し,これらのパラメータから運動能力に応じたトレーニング強度を設定することの可能性を検討した.・具体的な測定プロトコルについては共同研究者(北海道大学・川初教授)と具体的な打ち合わせを開始した.本研究では,絶対値計測が可能な空間分解近赤外分光法(spatially resolved spectroscopy, SRS)のスポーツ医学やリハビリテーション医学における実用化を目指して高速リアルタイムイメージング装置を開発し,これを用いて運動時の筋組織酸素濃度の時間・空間解析を行った.●スポーツ科学への応用・試作装置を用いて一般成人と漕艇競技の運動選手を対象に,足踏み込み運動(dynamic leg-press)による大腿部の伸筋群(外側広筋(VL),大腿直筋(RF)と内側広筋(VM))の酸素濃度の変化と運動後の回復を測定した.・光プローブはVL,RFとVMにそれぞれ4つずつ装着し,筋内の酸素濃度分布を測定した.その結果,運動選手の筋酸素濃度(酸素化及び脱酸素化ヘモグロビン濃度)は安静時,運動時と運動後の各期間において一般成人より約15%高かった.また,一般成人の回復率には筋間の差が見られなかったが,運動選手ではVMの回復率がVLやRFより1.5倍高かった.さらに,同じ筋同士で比較した場合,運動選手の回復率は一般成人より2倍高かった.これらの測定を通じ,試作装置が運動時における複数の筋の同時比較や練習効果の定量的評価に有用であることが確認できた.●実用化に向けた装置較正法の確立・筋組織の光学特性を模擬したプラスチックファントムの作製試作装置の計測精度評価を目的としてプラスチックファントムを作製し,SRSと時間分解法(TRS)の2つの方法で計測した吸収係数を比較した.その結果,両方法で求めた吸収係数の値の誤差は10%以内となり,実用上問題のない精度が得られることを確認した.

・CCDカメラを用いた筋組織反射光強度分布の計測とSRSの検討反射光強度分布をCCDカメラで撮影することにより2次元の酸素濃度分布を求めるシステムの開発を行い,ファントムと生体の計測を行った.また,撮影した画像から吸収係数と酸素飽和度の画像化を行い,曲面である生体表面の撮影画像からも,酸素飽和度が正しく測定できることを確認した.本研究では,スポーツ医学やリハビリテーション医学の分野における筋組織酸素濃度イメージングの基礎を確立すること目的として,絶対値計測が可能な空間分解近赤外分光法を用いた筋組織酸素濃度分布のイメージング装置を試作し,運動負荷時筋組織酸素飽和度などの時空間解析を行った。以下に,研究成果の概要をまとめる。(1)イメージング装置のハードウエアとソフトウエアを開発した。プローブは運動時におけ筋の動きの影響を受けにくい分離型とし,小型化と高S/Nを配慮して設計・試作した。(2)開発した装置を用い,以下のような時空間解析を行った。(i)同一筋内での筋組織酸素濃度分布のイメージング例として,異なる運動強度で等尺性膝伸展運動を行い,大腿直筋の酸素飽和度の時空間変化を計測した。運動強度によって最低値も異なり,酸素飽和度のイメージングが筋組織酸素化動態の把握に極めて有用であることを示す結果を得た。(ii)異なる筋での多点計測として,大腿部の膝伸筋群にプローブを装着し,異なる等尺性膝伸展運動を行ったときの各筋の酸素飽和度の時空間変化を計測し,わずかな運動様式の違いも明瞭に把握できることを確認した。(iii)スポーツ医学における定量的評価手法の有用性確認のために,一般成人と漕艇競技選手を対象に足踏み込み運動による膝伸筋群の筋組織酸素濃度分布を計測し,運動選手の筋組織中の全ヘモグロビン・ミオグロビン濃度が一般成人より約20%高いこと,大腿直筋,外側広筋に比べ内側広筋の酸素回復速度が約1.5倍速いこと,運動選手の回復速度は一般成人より約2倍速いことを明らかにした。(3)近赤外分光法実測値と筋代謝の因果関係を推測するため,エネルギー生成系と酸素運搬系を考慮した筋代謝モデルの作成を行い,運動時と運動終了後の酸素消費量などの経時変化を実測とシミュレーションで比較し,時間変化を忠実に再現できることを確認した。
濾液再生方式による新しい血液浄化システムの開発

血液透析で除去効率の悪い中分子量物質を除去するため、血液濾過及び血液濾過透析が注目されているが、補液の水質管理と治療資材、経済性に改良すべき点が多い。我々は、特別な補液を用いない血液濾過及び血液濾過透析を行うため血液濾過液を再生し、再注入する新しいシステム(濾液再生システム:Recycle Filtration system.RFシステム)の開発をしてきた。血液濾過器で濾過された液は本システムの透祈部によってまず低分子尿毒素が除去されると共に電解質が調整される。次いで濾過部において中分子尿毒素及びエンドトキシンなどの有害物質が除去される。再生された濾液は補液として血液に注入され留(血液濾過)か、一部は最初の血液濾過器で透析液として使用される(血液濾過透析)。この再生システムの性能としては、再生液の純度として、ナトリウム、カリウムを指漂とする電解質は市販の血液濾過用補液と同等の組成をもち、尿素窒素、クレアチニンを指標とする低分子尿毒素は90%以上除去され、β2ミクログロブリン、ビタミンB12を指標とする中分子尿毒素は70%以上除去されるという結果が牛血系実験で得られた。また、この結果は24時間以上の耐久性があることが分かった。次に同システムを維持透析患者へ臨床応用した。その結果、患者血液における施行前後の尿素窒素、クレアチニン等の小分子量尿毒素やβ2ミクログロブリン等の中分子量尿毒素の除去率は従来からの血液濾過法と比べ遜色のないものであった。また臨床上副作用と思われる症伏もなかった。以上よりRFシステムは十分に臨床応用可能であり、特別な透析液の水質管理を必要としないためこれから盛んになるであろう家庭透析にも適していると考えられ、また集中治療室などにおける持続的な血液浄化法にも適していると考えられる。さらには携帯型人工腎臓に発展させていくべき研究を進めている。厳密な水質管理が不十分な場所での血液浄化療法において、外部からの逆汚染を最小限に抑制するために濾過再生方式によるHF,CHF,HDF,CHDF療法に対応が可能な新しい血液浄化(RFシステム)の開発を行った。本RFシステムは1st filterと再生部より成り、再生部は透析部(D部)と濾過部(F部)より構成される。HF廃液を用いたin vitro実験および牛血液系のin vitro実験で維持透析のみならずICUなどにおける持続治療に応用可能であることが判明した。現在患者とのinformed concentのもとに臨床研究を行っているが、尿素窒素、クレアチニン等の小分子量物質およびβ_2-ミクログロブリンなど各種溶質除去率は従来からのHFと有意差はなかった。現在症例数を増やしてRFシステムの有用性を検討中である。<RFシステムの特徴>(1)透析液からのエンドトキシンの逆汚染が無く(2)溶質除去はハイパフォーマンスメンブレンと同等性能を確保し(3)大量の補液を必要としない等である。特に(3)に特徴がある。<方法及び対象>RFシステムの血液浄化システムとしての溶質除去性能(尿素窒素:UN、クレアチニン:Cr、尿酸:UA、Na、K、IP、β2ミクログロブリン:β2MG)、及び安全性(症状、パイタルサイン、末梢血液検査、補体の活性など)を従来法である血液濾過法(HF)と比較検討した。対象患者は、維持透析患者(RFシステム:18名、HF:10名)としそれぞれ置換液量は20リットルとした。各群の平均体重に有意差はなかった。

β2MG以外の小分子量物質の除去性能に関してはRFシステムとHFでは有意差を認めなかった。また、RFシステムにおける各種溶質除去率は濾液再生量依存性に上昇した。他の血液検査においても白血球や血小板の変動や補体の活性など認めず、電解質の補正、アシドーシスの是正もされた。また、患者のバイタルサインも通常の血液透析施行時より安定している患者もおり臨床的副作用も認めなかった。<まとめ>結果よりRFシステムは十分に臨床応用可能であると考えられた。また、特別な透析液の水質管理を必要としないため、これからの慢性腎不全の治療で広まって行くであろう家庭透析などにも応用可能であると考えられた。また、現在は携帯型人工腎に発展するよう研究を進めている。濾液再生方式にによる、新しい血液浄化システム(Recycle Filtration System:RFシステム)の開発及び臨床応用を行った。これまで我々はRFシステムにて、血液浄化システムとしての性能及び安全性などそれぞれ確認し臨床応用も行ってきた。その結果RFシステムは従来法と遜色のない性能を示し臨床応用可能と考えられた。本年度は、濾過部での回路構成を変更することにより今まで以上の低分子蛋白除去を可能とする様に改良を加え、広く臨床応用した。対象とした患者は維持透折患者18名であった。尿素窒素、クレアチニン、尿酸、等の低分子量尿毒素の除去率は約80%を得た。また、分子量11800の低分子蛋白であるβ2-ミクログロブリンの除去率は改良前は5060%であったものが、常に60%以上の除去率を得られた。これらは、従来法の血液濾過法と遜色ない溶質除去効率であり、長期に及ぶ維持透折療法への応用も十分可能であると考えられた。また、本システムは特別な透析液(通常の透析室で用いられているような様々な処理を受けた透析液)を必要としないという特徴を持っていることより、家庭透析へ応用の可能性も持ち合わせていると考えられる。そこで安全性の確認として、エンドトキシン濃度を約800EU/lに調整した透析液を用い濾液再生試験を行ったが再生液中にエンドトキシンの検出は認めなかった。このことより、家庭透析を行う際の透析液作成は水道水を簡易に用いてち安全な家庭透析が可能であると考えられた。
ベイズ型コウホートモデルにおけるモデル選択に関する研究

継続調査で得られる年齢×調査時点形式のデータ表から年齢・時代・世代(コウホート)効果を分離することによって社会の変動を捉えるコウホート分析法に関して、ベイズ型コウホートモデルを提案し、複数のモデルの中から最適モデルを選択する方法を研究し、分析プログラムを開発した。1.年齢、時代、コウホート効果をもつ3効果モデルおよび年齢×時代の交互作用効果をもつモデルを開発した。2.上記の他に、いずれの効果もない無効果モデル、各効果の単独効果モデル、効果を組み合わせた2効果モデルを設定した。3.以上で設定した計12のモデルについて適当なパラメータの漸進的変化の条件を付加し、ABICによりモデル選択を行なう方法を検討し、提案した。(これについては「平成4年度科学研究費補助金研究成果報告書」にまとめた。)4.大型計算機およびパーソナルコンピュータ用のコウホート分析プログラムを開発した。5.実データを分析し、提案した方法の有効性について検討を行った。(これについては、統計数理研究所共同研究リポート41「日本人の意識調査のコウホート分析」としてまとめた。)継続調査で得られる年齢×調査時点形式のデータ表から年齢・時代・世代(コウホート)効果を分離することによって社会の変動を捉えるコウホート分析法に関して、ベイズ型コウホートモデルを提案し、複数のモデルの中から最適モデルを選択する方法を研究し、分析プログラムを開発した。)
K2Kニュートリノ振動実験におけるGeV領域ニュートリノ・核反応シミュレータ開発

平成11(1999)年2月より開始されたK2K実験はその後順調にデータ取得がすすみ、スーパー神岡での観測事象数は平成12(2000)年度の段階で28が得られている。またとりわけ本申請研究に関連してKEK内前置検出器(シンチレーティングファイバー飛跡検出器)において、反応シミュレータ開発の基礎データとなる1GeV領域ニュートリノ反応を、2,924事象観測することに成功した。本申請者はこの観測データを用い、スーパー神岡でニュートリノ振動がない場合に予測される事象数が37.2(+4.6-5.0)の範囲であり、観測値が2σの有意性でニュートリノ振動の証拠を示していることを示した(結果はK2K共同実験のもとPhysical ReviewLettersに投稿)。またこれらの事象のうち特に荷電準弾性散乱反応を用いた生成時ニュートリノエネルギー分布の再構成に成功すると同時に、2トラック事象における陽子の角度依存性が、現行のシミュレータでは考慮されていない核内での再散乱に大きく支配されている可能性を示すことに成功、核反応シミュレータの開発調整を進めることが出来た。シミュレータ完成までには至っていない現状であるが、その基礎となるデータ取得解析法は確立し、13年度にさらに倍増した事象を用い、更に必要な開発調整を進める予定である。またプレリミナリーな結果ではあるが本申請者は12年度春・秋の日本物理学会で登壇発表し、また5月カナダで開催された国際研究会CIPANP2000で発表するなど、奨励研究としての成果は十分挙げえたものと考える。1999年2月より開始されたK2K実験では6月のスーパーカミオカンデでの劇的な人工ニュートリノ事象の観測をはじめとして多くの成果をあげつつある。とりわけ本申請研究に関してKEK内前置検出器(シンチレーティングファイバー飛跡検出器)において、反応シミュレータ開発の基礎データとなるGeV領域ニュートリノ反応を、99年末現在までに数百事象観測することに成功し、とくにミュー粒子と陽子との識別可能性については99年秋の日本物理学会分科会で申請者が報告を行うことができた。また本研究にそい申請者が中心となって進めてきたデータ解析および検出装置シミュレーションソフトを用いたプレリミナリーな解析成果はINSTR99国際会議(研究成果欄参照)などでK2K共同研究者による発表が行われた。現在解析ソフトのトラック数ごとの反応別分類、特に陽子トラック識別を調整しており、成果を本春物理学会で発表の予定である。以上の成果により、K2K実験前置検出器による観測を精密に解析するツールおよび検出器シミュレーションソフトの開発はほぼ終え、新年度ニュートリノ核反応の詳細なシミュレーション調整を行う技術的素地を整えることができたと考える。新年度からは解析ソフトウエアに関する論文の作成と併せ、本研究の主目的である反応シミュレータの調整を本格化する予定である。また、多重パイ中間子生成過程シミュレーション開発に関連して、CERN Cristall Barrel実験のデータにおける多重パイ中間子生成の解析を行い、成果がイタリア、中国での国際会議において共同研究者により発表され反響をえたことを付記しておく。
間葉性異形成胎盤の診断・管理指針作成に関する研究

今回の症例集積により、準備的検討と併せて49症例を集積した。本邦におけるPMD臨床経過の集積評価としては最大の症例数となった。本邦においても間葉性異形成胎盤(PMD)は児が女児であることと強く関連し、PMDを有する妊娠では約80%が早産に至り、とくにBeckwith-Wiedeman症候群を合併しない児では胎児発育不全や胎児機能不全、そして胎児死亡を呈する危険が高いことが判明した。生殖補助医療との関連は認められなかった。PMDの診断は胎盤の肉眼的所見ならびに胎盤病理学的検討によってなされてきたが、PMDの病変は胎盤の部位によって大きな差があることが明らかになった。PMDの本態は胚におけるエピゲノム変異、特にインプリンティング関連領域のメチル化異常であった。PMDの約6割の症例がGWpUPD (androgenetic/biparental)mosaicを示し、残りの4割は正常な両親性を示すことが明らかとなった。両親性PMD胎盤に特化して解析したところ、正常状態では母性メチル化を示すインプリントDMRが複数箇所で有意に低メチル化を示していた。これらのDMRで制御されているインプリント遺伝子の発現は、正常胎盤では片アレル発現であったが、両親性PMD胎盤では両アレル発現を示した。これらの結果から、PMD発生には母性メチル化DMRの低メチル化によるインプリント遺伝子の両アレル発現(過剰発現)が関与していることが示唆された。1.これまでの症例と併せて47例の国内症例を集積した。これは本邦における過去最大規模のPMDの症例集積である。47例のうち臨床情報のみの症例は17例、臨床情報に加えて組織標本の提供を受けたものは30例であった。2.同一胎盤におけるPMDの病変は肉眼的にも組織学的にも均一ではなく、またp57KIP2の発現消失も同一胎盤内で正常発現と混在することが示唆されていた。HE標本にて正常胎盤の構築を示す領域では、p57KIP2の発現も正常であり、p57KIP2発現の異常を認めた例はなかった。いっぽうHE標本にてPMDの構築を示す領域では、p57KIP2が正常発現を示す部位と、PMD型の発現を示す部位が混在していた。病変の重症度と臨床像には関連がみられた。3.エクソーム解析およびDNA microarrayを用いたコピー数異常の検索を行った結果、PMDの原因として遺伝子変異やゲノムの構造異常は否定的であり、エピゲノム異常によるものと予想された。エピゲノム解析では、GWpUPD mosaicを呈するPMD症例だけでなく、Biparental PMD症例でもインプリントDMRのメチル化異常を認めた。さらに、Biparental症例のメチル化異常は、Maternally methylated DMRの低メチル化が大多数であった。4.母体血を用いた非侵襲的診断の陽性対象として、胞状奇胎症例に対して胞状奇胎除去術の前に採血を行い、血漿中よりcell-free DNAを抽出した。抽出されたcell-free DNAの濃度は著しく低く、マイクロサテライトマーカー解析において、絨毛由来DNAの解析で出現したピークは、母体血漿由来cell-free-DNAの解析では出現しなかった。1.症例の集積は概ね目標数に到達した。今後は妊娠中に疑われた症例を集積し、出生前診断へ向けての症例検討を行う。2.ゲノムおよびエピゲノム解析は当初の計画以上に進捗している。3.母体血を用いた非侵襲的診断に向けての検討では、陽性対照として用いた胞状奇胎症例で要製造を得ることが出来なかった。今回の症例は妊娠7週と早く、まだ絨毛のDNAが母体血中への流入が少ない時期であった可能性がある。陽性対照の選択について検討が必要である。妊娠中に間葉性異形成胎盤(PMD)が疑われた2症例について国内の産科医療機関より情報提供を受け、妊娠の経過観察と母体採血を予定したが、PMDではないことが判明した。当施設で妊娠15週から分娩まで経過観察し、病理組織学的に間葉性異形成胎盤(PMD)の診断を確定した1症例について、妊娠中の定期的な経過観察を行い、妊婦および夫の末梢血、臍帯血、胎盤標本を収集することができた。これまで我々の研究により、PMDにおいては、比較的血管病変の少ない部位にメチル化異常が高頻度に観察されることがわかっている。このため胎盤の異なる部位から、胎盤絨毛と血管を分離して採取保存し、組織特異的な発現のパターンを解析できる準備が整った。またPMDと同様の父型ダイソミー型のメチル化を呈し、母体血によりPMDを出生前診断する系の陽性対照となる全胞状奇胎の1症例について、妊婦の末梢血および奇胎絨毛を採取することができた。採取した資料は共同研究施設である佐賀大学医学部分子生命科学講座分子遺伝学・エピジェネティクス分野(副島英伸教授)に送り、これまでにDNAの抽出を終えた。さらに佐賀大学では、PMDを出生前診断する系を開発するため、母体血中cell free DNAの抽出を試みたが、その収量は予想より少なかった。このためcell freeDNAについて長年の研究実績のある長崎大学医学部産科婦人科学教室の三浦准教授に抽出を依頼し、同妊婦の末梢血からある程度の試料を得ることができた。4月14日、16日に発生した平成28年熊本地震のため、研究体制に重大な支障を生じた。これまでに49例の本邦におけるPMD症例を集積した。

臨床情報にくわえて胎盤の病理組織学的検討、ならびにエピゲノム変異についての検討を加えた研究としては国内外含めて過去最大の症例数である。本邦においても、PMDはBeckwith-Wiedemann症候群(BWS)や、児が女児であることと強く相関し、また早産や胎児発育不全、胎児死亡、新生児合併症の発症率が高かった。胎児死亡はBWSを合併しない症例のみに認められ、その多くが胎児発育不全を伴っていた。国内における胎児死亡率は17.0%と欧米における先行研究の35.6%に比して低く、本邦におけるハイリスク胎児に対する妊娠管理体制が、PMDの胎児に対しても有効であったことが示唆された。超音波断層法所見が得られた34例のうち、妊娠初期に胞状奇胎との鑑別を要する嚢胞状の胎盤が認められたのは27例(79.4%)で、妊娠経過とともに嚢胞が出現する、あるいは嚢胞が目立たなくなる症例もみられた。妊娠中期の母体血中hCG正常・AFP高値であることは、PMDを示唆する所見と考えられた。また相対的巨大胎盤であることはBWSやFGRの有無に関わらずPMDを強く示唆する所見であった。いっぽう胎盤におけるPMDの病変は肉眼的にも組織学的にも均質でなく、採取部位によっては一見して正常所見であった。限られた標本の病理組織学的検討のみからPMDの有無を診断することは推奨されないと結論づけることができた。またPMDの本態は胚におけるエピゲノム変異、特にインプリンティング関連領域のメチル化異常であるという結果を得た。昨年度は平成28年度熊本地震による研究の中断から十分に恢復出来なかった。今回の症例集積により、準備的検討と併せて49症例を集積した。本邦におけるPMD臨床経過の集積評価としては最大の症例数となった。本邦においても間葉性異形成胎盤(PMD)は児が女児であることと強く関連し、PMDを有する妊娠では約80%が早産に至り、とくにBeckwith-Wiedeman症候群を合併しない児では胎児発育不全や胎児機能不全、そして胎児死亡を呈する危険が高いことが判明した。生殖補助医療との関連は認められなかった。PMDの診断は胎盤の肉眼的所見ならびに胎盤病理学的検討によってなされてきたが、PMDの病変は胎盤の部位によって大きな差があることが明らかになった。PMDの本態は胚におけるエピゲノム変異、特にインプリンティング関連領域のメチル化異常であった。PMDの約6割の症例がGWpUPD (androgenetic/biparental)mosaicを示し、残りの4割は正常な両親性を示すことが明らかとなった。両親性PMD胎盤に特化して解析したところ、正常状態では母性メチル化を示すインプリントDMRが複数箇所で有意に低メチル化を示していた。これらのDMRで制御されているインプリント遺伝子の発現は、正常胎盤では片アレル発現であったが、両親性PMD胎盤では両アレル発現を示した。これらの結果から、PMD発生には母性メチル化DMRの低メチル化によるインプリント遺伝子の両アレル発現(過剰発現)が関与していることが示唆された。1.これまでのゲノムおよびエピゲノム解析の結果より、Maternally
都市沿岸域における雨天時越流水に起因する糞便汚染の評価手法の開発

越流水由来の汚濁負荷が都市沿岸域の雨天後の糞便汚染に及ぼす影響を評価し、雨天時における下水道の効率的運用や水辺空間における大腸菌等の影響をあらかじめ予測する水質予報システムを開発することを研究目的とした。1.広域水質調査及び水位と電気伝導度の連続測定:降雨後経日的に、隅田川上流部から台場周辺海域において水質調査を実施した。大腸菌、腸球菌、大腸菌ファージ類、汚水マーカーとしての易分解性と難分解性の医薬品5種類を測定した。また、隅田川や台場にある4つの桟橋において、水位と電気伝導度の連続測定を実施した。2.汚水マーカー、健康関連微生物の受水域での挙動や消長の評価:糞便汚染の指標である大腸菌や腸球菌、大腸菌ファージ類を対象として、挙動特性の違いや指標間の関係を調べた。指標類は、隅田川の流れ方向に伴う海水との混合希釈や塩分、さらには日射による死滅や分解の影響を受けていた。また、細菌類間の相関は非常に高く,細菌類と大腸菌ファージ類との相関係数よりも高かった。F-特異と体表面の大腸菌ファージ間の相関は低かった。調査地点の指標微生物の消長の違いによるクラスター分析の結果,隅田川上流部、中流部から河口,台場周辺海域の3グループに類型化された。糞便細菌と易分解性の医薬品との間には高い相関があった。3.下水道モデルと連携した水質シミュレーション:東京23区の過去10年の降雨データを8個に類型化した。そして、類型化降雨と潮位を組み合わせた条件で、大腸菌数を3次元流動水質シミュレーションにより予報した結果、大腸菌数の変動のピークを包絡することに成功した。4.親水空間における水浴予報システム:親水空間における降雨後における健康リスク評価のために、大腸菌数をリアルタイムに計算することなく大腸菌数を予報し、前日の現地糞便性大腸菌群数調査結果と組み合わせて、水浴の適・不適を予報するシステムを構築した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。都市沿岸域に位置する親水空間における降雨後の糞便汚染の実態と健康リスクの評価の在り方を検討するために、次の研究項目を実施した。1.お台場周辺海域における降雨後の広域曳航調査と病原微生物の挙動解析:2016年10月と11月に、降雨後に、お台場や芝浦に加えて、神田川河口を起点として目黒川河口までの東京港臨海部の10kmに渡る側線に沿って表層水を500m沖に採水するとともに、水温と電気伝導度を経日的に観測した。糞便汚染指標として、大腸菌ファージ、腸管系ウイルス類,大腸菌の計数を行った、汚水マーカーとしての医薬品類や合成甘味料などをについては、試料の一部を測定した。その結果、降雨後に神田川河口から5km程度で見られる塩分低下、大腸菌濃度上昇、そして数日後の大腸菌濃度の低下傾向を把握した。2.汚水マーカーの挙動と糞便汚染との関係整理:降雨翌日の医薬品類の分析結果から、保存性の高いものと分解されやすいものと異なる空間分布があることが明らかになった。また、分解されやすい医薬品と合成甘味料の分布も類似していることが分かった。また、糞便汚染の指標である大腸菌とこれらの汚水マーカーとの関係は降雨翌日において相関性が高いことが明らかになった。したがって、分解されやすい医薬品類と合成甘味料が雨天時越流水由来の汚水マーカーとして有効であることが確認でした。3.受水域の大腸菌挙動に関する沿岸域水質シミュレーション:合理式合成法による雨水流出解析結果から、区部下水道排水区からの大腸菌の流出負荷量を推定して、2016年10月の降雨後における受水域における塩分及び大腸菌の再現計算を行った。その結果、降雨後の塩分低下の傾向や、大腸菌濃度上昇、そして数日後低下する傾向を概ね表現することができた。その際、大腸菌の紫外線による死滅を考慮することが重要であることを明らかにした。1.台場周辺海域における降雨後の広域曳航調査:東京臨海部における降雨後水質調査を2回実施することができ、糞便汚染の指標や汚水マーカーの貴重な分析結果を、広域でかつ経日的に得ることができた。2.汚水マーカーの挙動と糞便汚染との関係整理:汚水マーカーとしての医薬品類と合成甘味料の経日的な測定結果から、それらの分解特性に依存して、空間分布や時間変化が異なることを示すことができており、そして糞便汚染の細菌指標としての大腸菌とウイルス指標としての大腸菌ファージの間に経時的な変化の違いを見出すことができており、貴重な考察が進展している。3.区部水再生センターにおける流入下水水質調査:地元自治体から雨天時における流入下水の採水調査の実施計画の調整に時間を要しており、当該年度中には実施できなかったが、翌年度に試料入手の準備を進めた。4.分布型下水道モデルでの汚濁負荷を入力とした沿岸域水質シミュレーション:区部排水区から雨天時に排出する汚濁負荷を分布型下水道モデルにより求めた結果による計算は未実施であるが、合理式合成法で求めた結果を3次元流動水質モデルによるシミュレーションを実施した。都市沿岸域に位置する親水空間における降雨後の糞便汚染の実態評価と、糞便汚染に伴う健康リスクを制御・管理する方策を検討するために、次の研究項目を実施した。

1.降雨後の広域曳航調査及び水位と電気伝導度の連続測定:台場周辺海域において降雨後の水質調査を広域的に継続実施して、降雨後8日にわたる汚染実態データを取得した。病原指標微生物などの腸管系ウイルス類,大腸菌ファージ、大腸菌、大腸菌群数、糞便性大腸菌群数、腸球菌、汚水マーカーとしての医薬品類や合成甘味料などを測定した。また、隅田川や台場において水位と電気伝導度の連続測定をして、流動水質モデルの検定データとして取得を継続した。2.汚水マーカー、健康関連微生物の受水域での挙動の評価:流入下水と処理水を数か所の都の水再生センターから入手して、医薬品類や合成甘味料、大腸菌や腸管系ウイルスの濃度データを取得した。降雨後の経日的な濃度変化の類似性や相違を整理した結果、細菌類の消長は相対的に類似したものの、大腸菌ファージは細菌類とは異なり、濃度低下が小さいという傾向を示した。また、医薬品類と大腸菌や大腸菌ファージとの関係を整理して、受水域における糞便汚染の地点ごとの違いや類似性を整理した。3.雨天時汚濁負荷削減シナリオの検討:都下水道局から、過去に遡って雨水滞水池、管内貯留の段階的な整備状況に関する情報を入手して、対策内容を年度ごとに整理した。そして、台場のような水辺空間における糞便汚染の低減につながる越流水由来の汚濁負荷量の削減対策シナリオを類型化して形で整理した。4.下水道モデルと連携した沿岸域水質シミュレーション:雨天時汚濁流出解析の予備段階として、合理式合成法による汚濁流出解析を行い、その汚濁流出負荷量を反映して、2017年7月から8月における台場沿岸域の3次元流動水質モデルによる水質予測シミュレーションを実施した。1.降雨後の広域曳航調査及び水位と電気伝導度の連続測定:昨年度調査とは異なるタイプの降雨後の採水調査を実施して、汚水マーカー、健康関連微生物に関する貴重なデータを取得することができた。また、東京都の協力を得て、水位に関しては隅田川区間3地点、お台場の計4地点に、電気伝導度についてはそのうち2地点での連続観測を継続できており、流動水質モデルの貴重な連続観測データを取得できた。2.区部水再生センターにおける流入下水水質調査東京都の協力を得て、流入下水と処理水を数か所の水再生センターから入手して、汚水化学マーカーとしての医薬品や合成甘味料、糞便汚染の指標である大腸菌や腸管系ウイルスの濃度データを取得できた。これにより、越流水の受水域での希釈レベル評価や晴天時における濃度レベルとの関係を整理する道筋が明らかになった。3.下水道モデルと連携した沿岸域水質シミュレーション:港区がお台場における水質改善を実施していたことを受けて、その研究成果の評価や今後の研究指導を行った。その延長上として、2018年度は降雨後のお台場水質予報の研究を実施することなり、共同で取り組む予定である。研究成果が直接的に現場の問題解決に貢献できる可能性が高まった。越流水由来の汚濁負荷が都市沿岸域の雨天後の糞便汚染に及ぼす影響を評価し、雨天時における下水道の効率的運用や水辺空間における大腸菌等の影響をあらかじめ予測する水質予報システムを開発することを研究目的とした。1.広域水質調査及び水位と電気伝導度の連続測定:降雨後経日的に、隅田川上流部から台場周辺海域において水質調査を実施した。大腸菌、腸球菌、大腸菌ファージ類、汚水マーカーとしての易分解性と難分解性の医薬品5種類を測定した。また、隅田川や台場にある4つの桟橋において、水位と電気伝導度の連続測定を実施した。