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アルゼンチンアリの根絶に向けた緑地管理技術の探索

侵略的外来種アルゼンチンアリの安定同位体分析は、広分布域集団で食性幅が広い傾向があったが、攻撃性との関連性は見出されなかった。本種による利用は、草本よりも樹木で顕著な傾向があり、樹木がアリマキなどの宿主として働き、本種の主な餌の供給源や越冬環境の提供者となっている樹種(シャリンバイ・ヤマモモ)の存在が明らかとなった。そして反対に、本種に利用されにくい樹種=クス・イブキと草本種=チガヤ・シバの存在も明らかにすることができた。今後は、アルゼンチンアリに利用されにくい樹種・草本種を優先して植栽した緑地環境づくりを進めることで、本種の増殖しにくい環境づくりが可能となると期待される。平成28年度研究計画は1)4つの遺伝型のアルゼンチンアリの食性の月ごとの変化、2ー1)アリマキとアルゼンチンアリの街路樹の樹種による違いである。1)の研究課題を遂行する前に、神戸港のアルゼンチンアリの4集団の分布と攻撃性についてのSunamura et al.(2007)の報告から10年経過後も4集団の分布や攻撃性が不変であるかどうかを調べた。その結果、4つの集団の攻撃性については10年前と同様の結果が得られたが、摩耶埠頭に分布する集団の配置が変化し、攻撃性の低いC集団の分布域のほとんどが攻撃性の高いJ-main集団に置き換わっていることが判明した。攻撃性が10年後も不変であった事実は、本種の集団的な特性が恒常的なものであることを示唆するものである。本研究により現在の集団の配置が明らかになったことで、当初の研究計画である集団間の食性の違い関する研究に着手可能となった。2ー1)の研究課題は予定通り調査が進んでいる。アルゼンチンアリの緑化樹の利用個体数は調査した5樹種(クスノキ、ヤマモモ、シャリンバイ、カイヅカカイブキ、キョウチクトウ、シャリンバイ)間で有意に異なっており、シャリンバイとヤマモモの2樹種が他の樹種に比べて多くの個体に利用される結果が得られた。シャリンバイは5樹種の中でアリマキ等の甘露分泌昆虫の個体数が最も多かったが、ヤマモモは甘露分泌昆虫の個体数は少なくはないものの、他樹種と比較して多いというほどではなく、甘露分泌以外の要因の存在が伺われた。またヤマモモ上のアルゼンチンアリ個体数は冬季に急上昇していること、また腐朽した部分のある全てのヤマモモが営巣木として利用されていたことから、越冬のために利用であると考えられた。食性研究の前に、アルゼンチンアリ4集団の現在の攻撃性と分布を明らかにする必要があった。そこで調査を行なったところ、攻撃性はSunamura et al.(2007)の報告と同じであったものの、分布についてはSunamura et al.(2007)の報告と異なる部分が見出されたため、当初の予定を1年遅らせ、まずSunamura et al.(2007)の報告の10年後の再検討を行い、アルゼンチンアリ4集団の攻撃性の確認と現在の分布を明らかにした。これにより、当初予定していた安定同位体分析用の予算を消費することがなかったため、これについては翌年への持ち越しとした。それ以外の研究課題については順調に進んでおり、得られた成果の一部を学会発表し、現在論文を投稿予定である。侵略的外来種アルゼンチンアリについて、神戸港に生息する4つの遺伝型に関連した攻撃性の違いを基礎に、1)遺伝型と攻撃性に関連した食性とその地域間差異、2)街路樹や緑地帯における植生の違いが、そこに生息するアリマキ等の餌動物個体数とアルゼンチンアリの個体数に及ぼす影響を明らかにし、これらの結果を踏まえ3)アルゼンチンアリの餌資源の間接的な供給源である植生の管理方法について考察した。1)遺伝型と攻撃性に関連した食性とその地域間差異について調査した結果、アルゼンチンアリの食性と攻撃性との関連は見出されなかったが、地理的に広い分布域を有するJ-mainと、その次に広い分布域を有するKobe Bは4集団内で最も広い食性幅を有する傾向があり、生息場所によって食性をシフトさせる柔軟性を有することが示された。これはアルゼンチンアリの侵略力の集団間差異を一部説明し得るものである。2)街路樹や緑地帯における植生の違いが、そこに生息するアリマキ等の餌動物個体数とアルゼンチンアリの個体数に及ぼす影響についての調査結果、アルゼンチンアリの利用個体数は、樹種および草本種間で有意に異なり、本種に利用されにくい樹種(クス・イブキ)と草本種(チガヤ・シバ)の存在を明らかにすることができた。反対に、シャリンバイ、キョウチクトウ、セイダカアワダチソウではアリマキの宿主として、ヤマモモはアルゼンチンアリの越冬木となっており、これらの樹種転換や草本の刈り払い等による植生管理の必要性が示された。3)アルゼンチンアリの餌資源の間接的な供給源である植生の管理方法について考察:本研究はアルゼンチンアリの生態防除に関する世界でも類を見ない研究である。本研究により明らかとなったアルゼンチンアリに利用されやすい植物種の徹底防除と利用されにくい植物種への転換を進めることで、本種の増殖しにくい環境づくりが可能となると期待される。

本種による利用は、草本よりも樹木で顕著な傾向があり、樹木がアリマキなどの宿主として働き、本種の主な餌の供給源や越冬環境の提供者となっている樹種(シャリンバイ・ヤマモモ)の存在が明らかとなった。そして反対に、本種に利用されにくい樹種=クス・イブキと草本種=チガヤ・シバの存在も明らかにすることができた。今後は、アルゼンチンアリに利用されにくい樹種・草本種を優先して植栽した緑地環境づくりを進めることで、本種の増殖しにくい環境づくりが可能となると期待される。昨年行うはずであった研究課題のうち、1)4つの遺伝型のアルゼンチンアリの食性の月ごとの変化については、昨年行った4集団の分布の再検討結果をもとに、今年度、実施する予定である。これについては、神戸港のみならず、他地域でもサンプリングを行い、地域間の差異を明らかにすることで食性が集団の性質として特定できるかどうかを検討する。これにより、昨年度の未利用の予算も含めて使用し、当初の計画よりも強い説得力を持った結果が得られることが期待できる。アルゼンチンアリの緑化樹木利用については、改革通り進み、当初の期待以上の成果が得られているので、今年度は、草本を中心とした研究課題である、2ー2)アリマキとアルゼンチンアリの草本種による違い、3)緑地の草本植生の管理がアルゼンチンアリに及ぼす影響についての調査を重点的に行い、当初の計画を完遂させる予定である。以上の研究の進展状況の報告と今後の進め方について、東京農工大の井上真紀博士との会合を設け、アドバイス等をいただく予定である。土壌生態学当初予定していたアルゼンチンアリの4集団の安定同位体を用いた食性解析が、4集団の分布がこれまでの報告と異なっていたため、次年度に行うことに変更した。当該年度の調査により、神戸港の4集団の分布がはっきりさせ、4集団の食性研究ができる状態が整えてから、次年度に、当初予定の食性解析を行うこととしたため。当初予定していたアルゼンチンアリの4集団の安定同位体を用いた食性解析を行う予算として計上していたため、当初の計画通り、サンプルの分析の依託費、サンプル採取のための人件費として使用する予定である。
飲料水の生理効果に関する研究

1、目的・方法アルカリイオン水の摂取がラットに及ぼす生理効果を、(1)不快環境(高温度高湿度)、(2)快適環境(常温常湿度)、(3)不快環境(高温高湿度)で低タンパク質飼料摂取の、3条件下で飼育し検討した。飼育方法はラットをアルカリイオン水(pH9.510)またはコントロール水(pH7付近)の2群に分け、個別または集合ケージで飼料と水は自由摂取させ、12か月間飼育しながら体重増加、飼料および水摂取量を測定した。飼育終了後解剖し、臓器重量の測定と血清生化学検査を実施し、アルカリイオン水摂取による影響を検討した。2、結果快適環境下でラットにアルカリイオン水を摂取させても、有意な生理的変化は生じなかったが、高温度高湿度下で飼育しながらアルカリイオン水を摂取させると、肝臓重量の減少、血清のトリグリセリッド、リン脂質、カリウム、鉄、尿素窒素の各値が有意に低下した。また高温度高湿度下でタンパク質レベルを低下させた飼料で飼育した場合には、アルカリイオン水摂取ラットの、血清βリポ蛋白と遊離脂肪酸の値が低下し、アルカリフォスファターゼとアミラーゼの活性が低下した。3、考察アルカリイオン水摂取の生理的影響に関しては、信頼性の高い研究報告が少ない。それは通常の飼育条件下でラットにアルカリイオン水を摂取させても、有意な影響が認められなかった本実験と共通性がある。しかし本研究からアルカリイオン水摂取の影響は、厳しい飼育条件下に於て現れることが明らかになったので、今後は厳しい条件下でアルカリイオン水の生理的影響を検討し、生理効果発現の機構を明らかにする必要がある。1、方法34匹のラットを、1)高脂肪飼料・電解処理水、2)普通脂肪飼料・電解処理水、3)高脂肪飼料・普通水、4)普通脂肪飼料・普通水の4群に分け5週間飼育し、電解処理水の摂取が飼料及び水摂取量、体重増加、臓器重量、血液検査値に与える影響を検討し、肝臓、腎臓、盲腸内容物、心臓、脂肪組織は分析時迄凍結保存した。また電解処理水と普通水のミネラル分析を経時的に実施すると共に、前年度より保管してある肝臓のミネラル分析も実施した。2、結果1)2)群間および3)4)群間では、多くの測定項目に有意差があったが、1)3)群間、2)4)群間では、ほとんどの測定項目に有意差が認められなかった。しかし1)3)群間の体重増加、水摂取量、トリグリセリッド値は電解処理水群で低下する傾向があり、βリポタンパク質値は差が認められた。ところが体重増加、水摂取量、総コレステロール値、過酸化脂質値は高脂肪飼料の1)3)群間と普通脂肪飼料の2)4)群間で相反する傾向となった。水および肝臓中のミネラル濃度には大きな差は認められなかった。3、考察ラットに対する電解処理水の生理的影響に関する昨年の実験結果では、血清脂質項目への影響が大きかったことから、本年は脂質項目への影響を重点的に検討するために、飼料の脂肪量を変化させた群間の比較実験を行った。その結果ラットに対する電解処理水の影響は、2)4)群間よりも1)3)群間の方が強く出ており、摂取脂肪の量が増加すると、電解処理水の影響が増加することが予想された。しかしその影響程度は昨年の実験結果と比べ弱いため、次回の実験では摂取脂肪量をさらに増加させた群を作り、実験を継続する予定である。1、方法アルカリイオン水の摂取がラットの血清生化学検査値に与える影響を検討するために、ラットが摂取する飼料の脂質源を、魚油とラ-ドの2種類に設定して実験を行った。設定するラットの実験群は、魚油飼料の実験ではアルカリイオン水摂取群、浄水摂取群の2群に、ラ-ド飼料の実験ではアルカリイオン水摂取群、浄水摂取群、水道水摂取群の3群とした。

2、結果魚油を脂質源とした飼料を摂取させた実験では、アルカリイオン水を摂取したラットの血清生化学検査において、中性脂肪、リン脂質がコントロール群に比べやや定値を示したものの、有意差にはならなかった。ラ-ドを脂質源とした実験では、魚油を脂質源とした場合とは異なり、コレステロール、βリポタンパク質、中性脂肪、総胆汁酸、リン脂質などが高値を示し、総胆汁酸濃度はアルカリイオン水摂取群が、水道水摂取群に比べ有意に高くなった。3、考察魚油を摂取すると血清脂質レベルが低下し、ラ-ドでは上昇することが知られている。従って本実験の結果は、アルカリイオン水を摂取することこれらの脂質を摂取した場合の血清脂質レベルに対する影響が強く現れることを示唆しているものと考えられる。従ってこの結果を明確にするためには、摂取脂質を魚油またはラ-ド、摂取水をアルカリイオン水または浄水の4群に設定した実験をする必要がある。1、目的これまでの実験からラットが良好な生育環境下でアルカリイオン水を摂取しても、生理的影響は現れないことが明確になったが、飼育室の温度、湿度が高い環境下でアルカリイオン水を摂取すると、生理的な変化が生じる可能性がある。このことを確認するためにラットを高温(28°C±0.5)、高湿度(6080%)環境下で飼育し、アルカリイオン水摂取の生理的影響を検討する。2、方法ラット20匹を活性炭ろ過水またはアルカリイオン水摂取の2群に分け、個別ケージで31日間合成飼料で飼育した。飼料のタンパク質割合は生育条件を厳しくするために10%にした。飼育終了後臓器重量の測定と血清生化学検査を実施した。3、結果アルカリイオン水摂取群のラットの体重、臓器重量に変化はなかったが、血清遊離脂肪酸と特にβ-リポ蛋白レベルが低下し、アミラーゼとアルカリフォスファターゼ活性が上昇した。4、考察アルカリイオン水を摂取したラットには生理的な変動が生じたが、以前の実験で変動が生じた項目とは異なる項目に変化が生じている。しかしβ-リポ蛋白や遊離脂肪酸レベルの低下は、以前の実験で脂質レベルが低下したことと共通している。今回の実験では以前と比べ、飼料のタンパク質割合が低いこともラットの生育条件が厳しい点であり、そのことが以前の実験とは異なる結果になった可能性がある。しかし何れの場合にもラットの生育条件が厳しいと、アルカリイオン水摂取により生理的影響が現れる点において共通している。
ロシア系ディアスポラの社会的ネットワーク～女たちの満洲とその後～

本研究課題は、満洲のロシア系ディアスポラの社会的ネットワークが満洲国時代および満洲国崩壊後、世界中に離散した亡命ロシア女性の生き残りをかけた戦いを支えたことを明らかにすることである。そのため、旧満洲でフィールドワークを実施し、アメリカ合衆国、ロシア連邦、カナダ、日本で公文書館を調査し、さらに、亡命ロシア女性本人、子孫、目撃者からオーラルヒストリーを採取した。その結果、ロシア系ディアスポラ社会の女性のネットワークが満洲国時代にはロシア人としてのアイデンティティを支え、満洲国崩壊後は彼らのロシア人としてのアイデンティティの再確立、すなわち、在外ロシアアイデンティティを支えていることを明らかにした。平成25年度は、8月9-10日にかけて開催された第15回スラブユーラシア学会アジア大会で「性産業から見た日露関係」と題したパネルで「ハルビンの風俗産業で働く亡命ロシア女性」と題した研究報告を行い、国内外の研究者と知見を交換した。その時の報告は、中国語に翻訳され、黒龍江大学の紀要に掲載された。平成25年9月3日から9月10日にかけて旧満州で調査旅行を行い、大連、ハルビン、皇山墓地、旧天理村、平房、横道河子、近藤林業七里村、鏡泊湖、牡丹江、ロマノフカ村など、亡命ロシア人が居住していた地域を調査し、住民から聞き取りを行った。研究者13名が参加し、その成果は『セーヴェル』30号(ハルビン・ウラジオストクを語る会)に全員報告した。平成26年3日8日、東北大学東京分室で開催された東北大学東北アジア研究センター・富山大学極東地域研究センター・島根県立大学北東アジア地域研究センター主催の「東北アジアにおける辺境地域社会再編と共生様態に関する歴史的・現在的研究」プロジェクトのシンポジウム「越境する東北アジア:共生のダイナミズム」にコメンテーターとして参加し、国内外の研究者と議論をした。平成26年1月5日、ハルビン・ウラジオストクを語る会の研究会で「女たちの満洲」と題して講演した。『セーヴェル』30号に「ハルビンにおけるロシア人風俗女性ー日本からみた表象」と題して論文を発表した。平成26度は、日本、アメリカ、ロシアにおいて資料調査・収集と聞き取り調査、ならびに研究発表を行った。東京では、4月に善隣協会で「満洲の中のロシア」と題して講演を行い、10月には日本大学で開催されたロシア史研究会に参加し、内外のロシア史研究者と知見を交換し、さらに、満洲からの引き揚げ女子であった相川和子氏に聞き取り調査を行った。札幌では7月に北海道大学で開催された国際シンポジウム「危機の30年:第一次第二次世界大戦期ユーラシアにおける帝国・暴力・イデオロギー」に出席し、仙台では東北大学で国際研究集会「1920-30年代の旭東諸都市の日常文化史」、12月には山口大学で「東アジア地域における近現代史文書の国際連携ネットワークの構築」と題した国際会議に出席し、それぞれの会議で知見を交換した。ロシアでは、10月にウラジオストクの極東大学で開催された国際会議「引き揚地ウラジオストク:在外ロシアの過去と現在」において「日本のマスメディアにみるハルビンの亡命ロシア女性」と題して報告し、内外の研究者と知見を交換した。さらに、満洲から引き揚げたウラジオストク在住の亡命ロシア女性ザルツカヤ氏に聞き取り調査を行った。アメリカでは、ワシントンのナショナル・アーカイブと議会図書館で資料を閲覧・調査した。ニューヨークではコロンビア大学図書館のバフメーチェフ・アーカイブと、トルストイ財団アーカイブで資料を閲覧・調査した。ボストンにあるハーバード大学ではマップコレクションと燕京図書館で資料を閲覧・調査した。ハワイのホノルルではハミルトン図書館の亡命ロシアコレクションを閲覧・調査し、さらに満洲の林業王コワレフスキーの孫娘に聞き取り調査を行った。カナダではトロント大学の東アジア図書館で資料を閲覧・調査し、満洲から引き揚げた亡命ロシア女性オリガ・バキチ氏に聞き取り調査を行った。平成27年度は日本、ロシアにおいて研究報告と資料調査・収集、聞き取り調査をおこなった。日本では次の取り組みを行った。6月9日10日、広島で満洲佳木斯の第一陸軍病院に勤務していた元日赤看護3人の聞き取り調査を行い、日本赤十字広島看護大学にある赤十字資料館と付属図書館で資料を閲覧・調査・複写した。6月1517日、天理大学附属図書館で満洲におけるロシア東洋学関連の資料を調査・閲覧・撮影した。7月45日、佳木斯第一陸軍病院看護婦と衛生兵2人に聞き取り調査を行い、67日は防衛省防衛研究所戦史史料センターと日赤本社の赤十字情報プラザで資料を閲覧・調査した。8月26日、第9回国際中欧・東欧研究協議会で、パネル「女たちの満洲:亡命ロシア女性の場合」を主催し、「満洲女性:ビジュアルメディアに見る日本の自画像」と題して報告し、国内外の研究者とディスカッションを行い、知見を交換した。11月21日、ロシア・東欧学会の「歴史・文学・歴史」のセッションで満洲に関する報告のコメンテーターを務めた。ロシアでは次の取り組みを行った。9月9日10日、ウラジオストクのロシア科学アカデミー歴史・考古学・民族学極東支部で開催された第31回日露シンポジウムで「女たちのシベリア抑留」と題して報告、ロシア人研究者と知見を交換した。11日は満洲引揚ロシア人に聞き取り調査を行った。9月1319日、ペテルブルグに滞在し、ロシア古籍文献研究所のアーカイヴ、ロシア科学アカデミー・ペテルブルグ支部、エルミタージュのアーカイヴ、ロシアナショナル図書館の手稿部で資料を閲覧・調査した。

また、満洲引揚げロシア人に聞き取り調査をおこなった。9月2026日、モスクワでロシア国立軍事アーカイヴ、国立ロシア連邦アーカイヴ、東洋学研究所、ロシア・ステイト図書館の在外ロシアセクションで資料を閲覧・調査した。日本、ロシアで満洲から引き揚げた女性に聞き取り調査を実施、手記を集め、アーカイヴで文字資料を閲覧した。また、国内外の国際学会で成果を報告し、成果の一部を2016年3月発行の『セーヴェル』32号で公刊した。2016年7月9日に伊賀上菜穂氏の科研(15K02263)と共同主催でハルビン・ウラジオストクを語る会の共催を受け、大阪大学において国際シンポジウム「女たちの満洲とその後」を開催し、第二部「国際対話:女たちの満洲:1945年を中心に」を組織した。日本居留民会の会長の孫娘と『アジアにおけるロシア人』の編集者で亡命ロシア人の回想を蒐集しているトロント大学のバキチ氏を招き、ソ連統治下における戦後の混乱期を生きる支えとなった日露のディアスポラ社会のネットワークについて語ってもらい、フロアの日露の満洲引揚者や研究者と国際対話をおこなった。同年10月10日27日までロシアに出張した。10月15日にロシア連邦スモレンスク大学で開催されたロシア女性史学会の歴史セッションで座長を務め、「日本赤十字社看護婦と家父長的天皇制国家」と題して、戦時下における看護婦のアイデンティティの変容について報告した。モスクワではロシア国立軍事公文書館とロシア連邦国立公文書館で1945年の満洲の情勢、ならびにソ連の捕虜収容所について調査・閲覧した。2017年2月7日18日まで国立ハバロフスク地方公文書館で調査・閲覧した。2017年5月発行の『セーヴェル』33号に「終わらない戦争・シベリア抑留:女たちのシベリア抑留」と題して、満洲からシベリアへ抑留された従軍看護婦のことをとりあげた。ちくま学芸文庫「満洲事典」(2027年発行予定)に「ロシア語文学」と「亡命ロシア人」という項目を執筆し、ディアスポラ社会に於ける言語と文化の役割をみた。本研究課題は、満洲のロシア系ディアスポラの社会的ネットワークが満洲国時代および満洲国崩壊後、世界中に離散した亡命ロシア女性の生き残りをかけた戦いを支えたことを明らかにすることである。そのため、旧満洲でフィールドワークを実施し、アメリカ合衆国、ロシア連邦、カナダ、日本で公文書館を調査し、さらに、亡命ロシア女性本人、子孫、目撃者からオーラルヒストリーを採取した。その結果、ロシア系ディアスポラ社会の女性のネットワークが満洲国時代にはロシア人としてのアイデンティティを支え、満洲国崩壊後は彼らのロシア人としてのアイデンティティの再確立、すなわち、在外ロシアアイデンティティを支えていることを明らかにした。ロシア、アメリカ、日本でそれぞれ満洲から引き揚げた女性に聞き取り調査を実施し、アーカイブでは当時の手記や手紙などの文字資料を閲覧することにより、必要な資料をおおむね順調に収集している。また、その成果の一部を2015年3月発行の雑誌『セーヴェル』31号で公刊した。5月頃に、ソ連軍により満洲からシベリアへ抑留され、引き揚げてきた女性の聞き取り調査を行う。
医療安全体制構築のための多角的視点による医療事故と対応の分析

群馬大学病院の医療事故は、医療界のみならず社会に大きな影響を与えたものであった。多々改革は進めているが、事故を発覚させ、当初の調査から一貫して関わってきた唯一の医療安全管理者として、今後に活かせるできるだけの情報発信が必要と考えた。院内から医療事故経緯の全体像を整理しての報告から着手、データ分析や文献的検討を行い、論文化を進めた。具体的には、1医師からのインシデント報告の顕著な増加、2統一承認形式の説明同意文書の作成、3院内医療事故調査制度の新たな構築、4医療事故調査報告書を今後に活かす、5家族への説明対応手順作成、6事故対応について対話推進の視点からの分析、を報告した。統一説明文書については講演の中でも広報し、これまで40病院に提供した。医療事故調査報告書の活かし方については、学会からの講演依頼が多々あり、今後の医療安全管理者等の教育にも重要であるので、更なる発信が必要と考える。6ご遺族との対応を中心とした論文で、すでに掲載され、医療対話推進に関する啓発を行っている。論文は3編が掲載ないし掲載予定であり、3編が査読中である。群馬大学病院医療事故に関する講演や原稿依頼が多々あるので、他施設からの要望を参考に今後に役立つ情報提供を継続した。しかしながら、研究代表者が、新設された医療の質・安全学講座の教授選で選出されず、医療安全管理部長の立場を離れることとなり、これ以上の研究の継続は困難となった。医療界のみならず社会に大きな影響を与えた事故であったので、院内から医療事故経緯の全体像を整理しての報告から着手、データ分析や文献的検討を行い、論文化を進めた。2統一説明文書については他施設からの依頼があれば提供しており、今後その効果も測れると思われる。4医療事故調査報告書の活かし方については学会からの講演依頼や今後の医療安全管理者等教育にも重要であるので、更なる発信が必要と考える。6ご遺族との対応を中心とした論文ですでに掲載され、医療対話推進に関する啓発を行っている。論文は3編が掲載ないし掲載予定であり、3編が査読中で、このほか英語論文も作成中である。群馬大学病院医療事故に関する講演や原稿依頼が多々あるので他施設からの要望を参考に、今後に役立つ情報提供を継続した。これまでの経緯やデータ分析を報告することが重要と考え論文作成を進めたが、研究者の所属が変更したため、細かなインシデント報告内容の今後に向けての検討やご遺族対応の分析などが行えなかった。更なる発信を続けるとともに医療安全部門と協力して今後の方針について再検討する必要がある。研究者の所属が変更したため、一部の内容については現在の医療安全部門との協力が必要であり検討する。患者家族対応強化のための教材について平成29年度予定した準備が未実施であるため、医療者向けのツールを整備するとともに新たな教材を作成する。これまでのまとめを英語論文にて発信する。研究代表者の所属変更により方針の変更があり、平成29年度は既存データの分析に注力した。今後に向けての調査等のための補助者雇用が間に合わず、人件費の使用がなかったためである。平成30年度、具体的な方針を整理して研究補助者を依頼する予定である。
公共財としての灯台供給における市場と政府の役割

江戸時代から明治初期にかけて、灯台(燈明台)がどのように供給されてきたかについて、公共財の私的供給という観点から計量分析とケーススタディを行った。計量分析については工部省『工部統計誌』に掲載された全国灯台調査データを用いて、設立者のタイプ(民間か公共か)ごとに灯台の技術的特徴(光達距離や材質など)が異なるかどうかを検討した。その結果、灯台の技術的特徴は設立者のタイプごとに統計的に有意な差がなかったものの、1つを除きすべての灯台は港に建設され、岬や海峡には建設されていないことがわかった。岬や海峡が危険な海域であるにも関わらず灯台が建設されなかったのは、不特定多数の船舶が航行するため利用料を徴収することが困難だったことが理由の一つとして考えられ、民間による公共財供給の限界を示している。以上に加え、ケーススタディとして石川県の福浦灯台と下関の白洲灯台を取り上げ、前者についてはなぜ長期にわたって民営が可能だったのか、とりわけモラルハザードをどのように防いでいたのかについて検討し、後者については10年以上にわたり民間人が建設を試みたにも関わらず、なぜ明治に入るまで灯台が完成しなかったかについて検討した。その結果、長期にわたり福浦灯台が運営できた背景には、灯台が廻船問屋の定期航路に位置し、同じメンバーにより繰り返し利用されたことがモラルハザードを緩和する効果を持ったこと、またある時期から藩主によるお墨付きが与えられ、実質的に独占的供給が可能だったことなどがあることを指摘した。また白洲灯台の建設が思うように進まなかった理由として、そこが海峡に位置し、不特定多数の船舶が航行したため利用料の徴収が困難だったこと、灯台建設に反対する勢力が存在したことなどを指摘した。江戸時代から明治初期の灯台の供給について、計量分析とケーススタディの2つを実施する予定であったが、いずれもほぼ分析を完了した。計量分析については、工部省『工部統計誌』のデータを用いて、設立者のタイプ(民間か公共か)ごとに灯台の技術的特徴(光達距離や材質など)が異なるかどうかを検討した。その結果、灯台の技術的特徴は設立者のタイプごとに統計的に有意な差がなく、民間灯台が質の面で公共灯台に劣った証拠は見つからなかった。ただし、すべての灯台の立地を調査した結果、1つを除きすべての灯台は港に建設され、岬や海峡には建設されていないことがわかった。岬や海峡が危険な海域であるにも関わらず灯台が建設されなかったのは、不特定多数の船舶が航行するため利用料を徴収することが困難だったことが理由の一つとして考えられ、民間による公共財供給の限界を示していることを指摘した。ケーススタディでは石川県の福浦灯台と下関の白洲灯台を取り上げた。前者については長期にわたり民営を可能にした要因について検討し、後者については10年以上にわたり民間人が建設を試みたにも関わらず、明治に入るまで灯台が完成しなかった理由について検討した。その結果、福浦灯台は廻船問屋の定期航路に位置し、同じメンバーにより繰り返し利用されたことがモラルハザードを緩和する効果を持ったこと、またある時期から藩主によるお墨付きが与えられ、実質的に独占的に供給されていたことなどがわかった。また白洲灯台の建設が思うように進まなかった理由としては、そこが海峡に位置し、不特定多数の船舶が航行したため利用料の徴収が困難だったこと、灯台建設に反対する勢力が存在したことなどを指摘した。これまでは江戸時代から明治初期にかけての灯台供給における民間部門の役割に焦点を当てて研究を行ってきた。分析の結果、民間灯台は灯台供給に数と質の両面で大きな役割をはたしてきたものの、岬や海峡など不特定多数の船が航行する場所には建設されにくい傾向があることがわかった。岬は航路を示す上で重要な役割を果たし、海峡は海難事故が多いため、いずれも灯台の需要は高いはずだが、供給がなされないことは市場メカニズムの一つの限界を示している。今後は明治期に入ってからの政府主導による近代灯台建設に焦点を当てて分析する予定である。明治政府は開国して間もなく、欧米の圧力もあり、立地や質にばらつきのある民設灯台の建設を禁止し、多額の予算を投じて外国人技術者を招へいし、近代灯台の建設に着手した。だがこれら近代灯台は、少なくとも当初は国内のニーズに見合ったものではなかった可能性がある。というのは明治初期の近代灯台の多くは、鎖国から開国により突如出現した日本市場を開拓すべく日本に来航する外国船のために建設され、必ずしも国内のニーズに見合ったものではなかったからである。また国内向けの灯台についても、ロビー活動などが展開された結果、灯台が本当に必要な場所、すなわち海難事故が多く優先順位が高い場所に建設されず、地域のニーズが十分に満たされなかった可能性がある。以上のような観点から、政府による公共財供給の問題点を検討すべく、海難事故データと灯台建設データを組み合わせることで、政府による灯台供給がどの程度地域のニーズを反映して建設されたか、また費用対効果の点でどの程度効率的な供給が行われたかについて分析を行うことを予定している。

その結果、灯台の技術的特徴は設立者のタイプごとに統計的に有意な差がなかったものの、1つを除きすべての灯台は港に建設され、岬や海峡には建設されていないことがわかった。岬や海峡が危険な海域であるにも関わらず灯台が建設されなかったのは、不特定多数の船舶が航行するため利用料を徴収することが困難だったことが理由の一つとして考えられ、民間による公共財供給の限界を示している。以上に加え、ケーススタディとして石川県の福浦灯台と下関の白洲灯台を取り上げ、前者についてはなぜ長期にわたって民営が可能だったのか、とりわけモラルハザードをどのように防いでいたのかについて検討し、後者については10年以上にわたり民間人が建設を試みたにも関わらず、なぜ明治に入るまで灯台が完成しなかったかについて検討した。その結果、長期にわたり福浦灯台が運営できた背景には、灯台が廻船問屋の定期航路に位置し、同じメンバーにより繰り返し利用されたことがモラルハザードを緩和する効果を持ったこと、またある時期から藩主によるお墨付きが与えられ、実質的に独占的供給が可能だったことなどがあることを指摘した。また白洲灯台の建設が思うように進まなかった理由として、そこが海峡に位置し、不特定多数の船舶が航行したため利用料の徴収が困難だったこと、灯台建設に反対する勢力が存在したことなどを指摘した。江戸時代から明治初期の灯台の供給について、計量分析とケーススタディの2つを実施する予定であったが、いずれもほぼ分析を完了した。計量分析については、工部省『工部統計誌』のデータを用いて、設立者のタイプ(民間か公共か)ごとに灯台の技術的特徴(光達距離や材質など)が異なるかどうかを検討した。その結果、灯台の技術的特徴は設立者のタイプごとに統計的に有意な差がなく、民間灯台が質の面で公共灯台に劣った証拠は見つからなかった。ただし、すべての灯台の立地を調査した結果、1つを除きすべての灯台は港に建設され、岬や海峡には建設されていないことがわかった。岬や海峡が危険な海域であるにも関わらず灯台が建設されなかったのは、不特定多数の船舶が航行するため利用料を徴収することが困難だったことが理由の一つとして考えられ、民間による公共財供給の限界を示していることを指摘した。ケーススタディでは石川県の福浦灯台と下関の白洲灯台を取り上げた。前者については長期にわたり民営を可能にした要因について検討し、後者については10年以上にわたり民間人が建設を試みたにも関わらず、明治に入るまで灯台が完成しなかった理由について検討した。その結果、福浦灯台は廻船問屋の定期航路に位置し、同じメンバーにより繰り返し利用されたことがモラルハザードを緩和する効果を持ったこと、またある時期から藩主によるお墨付きが与えられ、実質的に独占的に供給されていたことなどがわかった。また白洲灯台の建設が思うように進まなかった理由としては、そこが海峡に位置し、不特定多数の船舶が航行したため利用料の徴収が困難だったこと、灯台建設に反対する勢力が存在したことなどを指摘した。これまでは江戸時代から明治初期にかけての灯台供給における民間部門の役割に焦点を当てて研究を行ってきた。分析の結果、民間灯台は灯台供給に数と質の両面で大きな役割をはたしてきたものの、岬や海峡など不特定多数の船が航行する場所には建設されにくい傾向があることがわかった。
メタボロミクスで紐解く歯周病関連細菌の病原活性；リアルタイム代謝活性測定法の確立

歯周疾患関連細菌の「代謝」は、歯周疾患の病原性に強く関連することが示唆されてきた。しかし、それらの代謝については、技術的制約などから十分な研究がなされておらず、不明な点が多かった。そこで本研究課題では、歯周疾患関連細菌の代謝活性をリアルタイムにモニターする方法及びその代謝機構を明らかにするメタボローム解析技術を合わせて確立し、歯周疾患関連細菌の代謝の全容を明らかにするための技術向上に努めた。その結果、実際に環境因子や薬剤によりその代謝が大きな影響を受けることが明らかとなり、歯周疾患発症機序の解明や新たな治療・予防方法の模索に、大きく寄与しうる知見を得た。・本年度は、代表的な歯周病関連細菌であるPorphyromonas gingivalisを用いたメタボローム解析手法の確立をすすめ、菌体内の代謝中間体を実際に検出できることを確認した。しかしその代謝pathwayの検討には、これまでの研究で主に取り組んできた糖代謝関連の代謝中間体に加え、アミノ酸代謝関連の代謝中間体の同定・定量が必要であり、そのためには、対象となる物質の標準物質を用いて、各々のキャピラリー電気泳動装置による検出時間、及びTOMFS(質量分析計)による精密質量を入力したライブラリー整備が必要であるため、その整備にも努めた。・また、本年度は、次年度に予定していた蛍光色素alamarBlueを用いた歯周病関連細菌のリアルタイム代謝活性測定システムの確立についても前倒してその確立に努めた。糖だけでなくアミノ酸・ペプチド代謝時の代謝活性についても本手法で確認できたことから、今後歯周疾患に関連する血液成分の代謝をターゲットとした研究についても、すすめていく礎を築くことができた。本年度は、昨年度に引き続き、代表的な歯周病関連細菌であるporphyromonas gingivalisを用いて、各種アミノ酸代謝に関わるメタボローム解析手法の確立をすすめた。これまでにporphyromonas gingivalisが利用することが示唆されてきたグルタミン酸、アスパラギン酸、およびそれら含むペプチドなどを代謝させた際の、最終代謝産物および代謝中間体の測定を行った。その結果、これまでに予測されてきた代謝経路上の代謝中間体が、実際に検出されたことに加え、昨年より今年にかけて行ってきたキャピラリー電気泳動装置-飛行時間型質量分析計のデータ解析に必要なライブラリー(ターゲットとする物質の検出時間及び精密質量のデータベース)の充実化により、一部を除いた各種代謝中間体の定量化が可能となったことから、これまで予測されてきた代謝経路が、実際にporphyromonas gingivalis内で働いていることが示唆され、また定量化により、何かしらの因子による代謝への影響を測定を可能とした。これまでに行った予備実験では、様々な環境因子によりporphyromonas gingivalisが受ける影響が、増殖と代謝では多少異なる結果を得ており、次年度以降、その点を含めた確認を再度行い、その際の代謝経路の変化についても、さらにメタボローム解析手法を用いて解明を進めていきたいと考えている。また、他菌種を用いても同様の確認をしてみたいと考えている。予定していた実験の多くが予定通り行えたため、この区分とした。本年度は、昨年度までに確立してきたporphyromonas gingivalisなどの歯周病関連細菌のアミノ酸およびペプチド代謝に伴う最終代謝産物及び代謝中間体のメタボローム解析手法を用いて、代謝環境の変化や薬剤などによる、代謝のより詳細な変化を探るべく、準備を進めてきた。しかし、実験準備途中に,測定に用いるキャピラリー電気泳動ー飛行時間型質量分析計の不具合が発生し、その復旧作業及び試運転に時間を要したために、予定していた実験に遅れが生じており、pH環境や酸素濃度が何かしらの影響を与えている可能性を示唆する予備実験データは得られたものの、その再確認と詳細な分析は、次年度へ持ち越しとなっている。遅れの出た実験については、次年度に引き続き取り組み、得られた成果を学会や学術誌へ公表したいと考えている。使用機器に不調があり、中断を余儀なくなれたため、この区分とした。昨年度に使用を予定していたメタボローム解析装置に不具合が起き、遅延を余儀なくされた研究内容について、当該年度に繰り越して行った。本年も、機器の不具合の解消及び復旧後の動作確認に手間取ったため、作業がやや遅延気味に進んだが、現在までに、Porphyromonas gingivalisのアミノ酸代謝に関するメタボローム解析を行うことができ、データを得ている。嫌気・好気などの環境因子の変化によって、検出される代謝産物に大きな違いが観察された。特に嫌気と好気では、大きな違いが観察され、酸素の有無で代謝経路が異なることが示唆された。一方、好気環境に置いても代謝産物の経時変化が見られたことにより、Porphyromonas gingivalisのような嫌気性菌でも、何かしらの代謝活動を酸素存在下でもしうることが示唆された。これらの代謝の詳細については、さらなる検討が必要であると思われた。また、アンモニアなど、歯周疾患の発症に関連しそうな最終代謝産物の量についても、環境因子の変化により違いが見られたことから、臨床的に局所の環境因子をコントロールすることができれば、疾病のリスクを減らせる可能性があることが、示唆される。また、薬剤による代謝の影響についても一部検討した。公表前の為、詳細は記載できないが、フッ化物などが、代謝に影響している可能性が示唆されている。将来展開として、あわせて解明を進めていきたいと考えている。

しかし、それらの代謝については、技術的制約などから十分な研究がなされておらず、不明な点が多かった。そこで本研究課題では、歯周疾患関連細菌の代謝活性をリアルタイムにモニターする方法及びその代謝機構を明らかにするメタボローム解析技術を合わせて確立し、歯周疾患関連細菌の代謝の全容を明らかにするための技術向上に努めた。その結果、実際に環境因子や薬剤によりその代謝が大きな影響を受けることが明らかとなり、歯周疾患発症機序の解明や新たな治療・予防方法の模索に、大きく寄与しうる知見を得た。当初の予定と変更し、次年度以降に行う予定の実験を先に行ったため、本年度予定していた実験の一部が実施できなかったが、全体としては概ね順調に進展しているため、この区分とした。これまでに確立した手法を用いて、アミノ酸代謝に関するメタボローム解析を行う。その際に、環境因子や薬剤などの影響についても、さらに知見を得ていきたい。また、リアルタイムに活性を測定するシステムを用いて、同様に様々な因子による代謝への影響について、さらなる知見を得ていきたいと考えている。得られたデータは、国内外の学会において公表し、さらに学術誌への投稿を目指したい。機器の不調により進めることができなかった実験について、取り急ぎ行い、研究成果の公表につなげていきたい。口腔生化学、予防歯科学今後は、これまでに確立した手法が他の歯周疾患関連細菌にも応用できるかと確認し、さらにライブラリーの整備も引き続き行う予定である。また、得られた結果から、歯周関連細菌内で機能している代謝経路・代謝酵素の検索・推定が可能となるよう、手法を確立していきたいと考えている。さらに、歯周疾患関連細菌のリアルタイム代謝活性測定システムを、酸素濃度、pHなどの環境因子、薬物や代謝阻害剤などの効果の検証に応用し、歯周疾患関連細菌の代謝活性についての知見を積み重ねていきたいと考えている。得られた研究成果を、国内外の学会において公表し、議論を重ねながら学術誌への投稿を目指したい。本年度はおおむね順調に実験が推移したが、国際学会発表を行わなかったことと、学会誌への投稿が次年度になったため、残額が生じた。機器の不調により実験が中断したため、物品費に繰越が生じた。本年度に予定していたメタボローム関連実験の一部と、次年度に予定していた実験の一部の順序を替えて実施したため、当初本年度に必要と見積もっていた費用に変更が生じたため。本年度に国際学会発表および学会誌への投稿を予定しており、主にそれらに使用するほか、引き続き予定している実験を実行する際に使用する予定である。使用予定の実験消耗品に充てる予定。引き続き、予定していた実験を実行し、次年度に使用する予定である。
化学蓄熱機能のハイブリッド化による高温プロセスの高効率化

酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準化、省エネルギー性が促進することを明らかにした。本研究では新規に開発した250-300°C域で駆動する化学蓄熱装置の高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討する。ハイブリッド化により熱入力・需要変動に対する追従性・効率性を高め高温プロセスのエネルギー効率の向上を目指す。申請者グループは従来困難であった250-300°C域での蓄熱を可能とする化学蓄熱材を開発した。化学蓄熱は高密度、長時間貯蔵、広い操作温度域が利点である。本研究ではこの化学蓄熱材を用いた化学蓄熱装置を実証開発し、高温プロセスにこの蓄熱システムをハイブリッド化し、熱入力・需要変動への高効率な追従を実現し、その省エネルギー効果を評価する。本研究では新規に開発した250°C域で駆動する化学蓄熱装置の高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。ハイブリッド化により熱入力・需要変動に対する追従性・効率性を高め高温プロセスのエネルギー効率を向上を目指した。申請者グループは従来困難であった250°Cの中温域での蓄熱を可能とする酸化マグネシウムと酸化ニッケルなどの金属酸化物を混合した化学蓄熱材を開発し、その可能性を検討した。この化学蓄熱材を用いた化学蓄熱装置を実証開発し、高温プロセスにこの蓄熱システムをハイブリッド化し、熱入力・需要変動への高効率な追従を実現し、その省エネルギー効果を評価した。とくに今年度は化学蓄熱材料の製法を検討し、同力学的検討と、得られた蓄熱材料を用いた充填層反応器試験を重点的に行った。材料の混合調製方法による反応速度の改善に可能性があり、より反応活性の高い材料への改良を進めた。蓄熱材料は混合水溶液から共沈法により得る。成分の混合比率、沈殿条件の最適化を進めた。得られた試料についで反応特性の反応動力学的解析を熱天秤にて行い、反応材料の化学的動特性を把握した。その結果、得られた混合材料はMgO単体の脱水反応(蓄熱)温度より低い温度で反応活性を有することが実証され、より低温排熱の回収が可能となり、ハイブリッドシステムの実用性を高めることが可能になった。ついで開発された混合反応性材料を用いて、10W級充填層型反応器を製作した。操作は排熱回収のための脱水反応、熱出力操作のための水和発熱反応からなる。種々の反応条件にて脱水、水和反応を行い、反応層の反応径時変化を観測した。得られた結果より、化学反応特性を解析し、化学蓄熱として蓄熱特性、熱出力特性を検討した。本検討より本提案が従来に対応事例が少ない中温域での熱利用に有効であることを示した。研究成果を雑誌論文として発表した。ハイブリッド化により熱入力・需要変動に対する追従性・効率性を高め高温プロセスのエネルギー効率の向上を目指した。申請者グループは従来困難であった250°C域での蓄熱を可能とする化学蓄熱材を開発した。平成20年度に材料調製の最適化と、充填層による化学蓄熱性能を測定した。今年度は化学蓄熱性能向上に重要な熱伝導性の向上の検討した。化学的、熱的に安定な高伝熱性材料と化学蓄熱材を複合した材料を調整し、反応動力学的検討を進めた。種々の調整条件を検討し、得られた試料について、熱天秤にて反応動力学的検討を行い、開発材料が従来の材料に比べ高伝熱性で反応性が高いことが示された。平行して酸化マグネシウムに対する/酸化ニッケル系以外の金属酸化物の組み合わせを検討し、得られた試料を用いた充填層試験を行い、化学蓄熱ハイブリッドシステムの規模を評価し、エンジンの初期暖気運転時の熱供給支援などへの利用が有効であると結論された。今年度は、膨張化グラファイトと化学蓄熱材の材料調整の最適化を進め、同力学的解析を進めた。(1)熱天秤、熱伝導測定装置による新開発材料の評価を行った。反応性、熱伝導性の観点から最適な条件を検討した。

さらに(2)得られた試料を用いた充填層について反応性試験、熱伝導性評価を行い、化学蓄熱ハイブリッドシステムの高性能化の指針を検討した。(1)化学蓄熱材料の熱伝導性と反応性の最適化:本研究では化学蓄熱試料に高伝熱性を持つ膨張化グラファイトを混合することを提案した、本年はその反応材料調製条件の最適化を進めた。膨張化グラファイトの重量混合比の変化と反応性の関係を検討した。その結果。水酸化マグネシウム:膨張化グラファイトの重量混合比1:1から4:1程度が反応性、伝熱性の点で適当であった。熱伝導率計を用い複合蓄熱材料の熱伝導率を測定し、伝熱性の向上が確認できた。(2)反応器の開発:(1)で開発された高い反応性と高い熱伝導性を備えた複合化学蓄熱材料を充填層型反応器に充填し、化学蓄熱性能を評価した。蓄熱装置の反応特性、蓄熱特性、熱出力特性を実験的に検討した。脱水反応および水和反応時の反応層内の温度分布の径時変化を熱伝対で測定し、熱入出力とともに記録を行った。膨張化グラファイトの混合により、伝熱性が大幅に向上した。とくに水酸化マグネシウム脱水反応(化学蓄熱装置の蓄熱操作に相当)で効果が見られ、従来より迅速に脱水反応が進むことが確認された。測定結果より化学蓄熱ハイブリッドシステムに従来にない、高温熱の長時間蓄熱が可能であることを示した。新規に開発した250-300°C域で駆動する酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。ハイブリッド化により熱入力・需要変動に対する追従性・効率性を高め高温プロセスのエネルギー効率の向上を目指した。申請者グループは従来困難であった250-300°C域での蓄熱を可能とする化学蓄熱材を開発した。化学蓄熱は高密度、長時間貯蔵、広い操作温度域が利点である。本研究ではこの化学蓄熱材を用いた化学蓄熱装置を実証開発し、高温プロセスにこの蓄熱システムをハイブリッド化し、熱入力・需要変動への高効率な追従を実現し、その省エネルギー効果を評価した。平成22年度までに化学蓄熱性能向上に重要な熱伝導性の向上の検討し、膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し、反応動力学的検討を進めた。また、熱伝導測定を平行して行った。本年度は得られた開発試料ついて材料調製条件の最適化を進めた。また、充填層について反応性試験、熱伝導測定評価を行い、反応性、熱伝導性の観点から化学蓄熱装置の基礎的な性能を評価した。種々の運転条件で充填層実験を行い充填層内の熱的現象を明らかにした。成果をもとに本化学蓄熱材料が従来材料に比べ高伝熱性でかつ高反応性を有していることが明らかになり、この高温プロセスと材料を用いた化学蓄熱装置をハイブリッド化することでシステムの負荷平準化、省エネルギー性が促進することを明らかにした。
心臓手術計画学習システムの開発

歯科診療では,虫歯や歯周病などの診断に口内法X線撮影法が用いられている.口内法X線撮影は,患者口腔内に小型フィルムを挿入し,適切な位置と姿勢に固定する.次いで,X線照射範囲を決める指示コーンを患者の口外に設置し,X線を照射して画像を得る.本研究の目的は,従来の口内法X線撮影訓練法(模型,X線照射器,フィルム,写真現像などが不可欠)の訓練効率を向上させるために,VRを用いた口内法X線撮影訓練装置の開発を行う.X線画像は,いわば組織の透視投影像であることから,本研究はフィルムと指示コーンの三次元位置,ならびに歯の形状・X線吸収率に関するデータを得れば,口内法X線撮影をシミュレーション可能であると考えた.本研究では,始めに,PHANToM Omniを用いて,フィルムと指示コーンの位置姿勢計測を行った.また,歯の形状とX線吸収率データにはCT画像データを用いた.これらのデータを透視投影変換の原理に基いて構築したX線画像生成アルゴリズムに入力することで,PC画面上に口内法X線画像を出力した.シミュレーションで得られた画像は,更新速度と画質ともに歯科医から良好な評価を受けた.ただし,PHANToM Omniを用いて構築した装置は,PHANToM Omniの位置決め精度が低いことと,装置自体が机上サイズであることから訓練効果は望めないとの指摘を受けた.本研究は,装置全体を設計し直すことで,実技試験機としての利用も期待できる訓練装置へと発展させた.ここでは,実際の口内法X線撮影装置の指示コーン位置決め装置と同スケールの位置決め装置をシミュレータ用に構築した.位置決め装置はリンク機構を用いて設計し,各関節に取り付けた角度センサの値と順運動学計算によって位置姿勢推定を行った.位置決め装置の設計に際しては,位置推定精度度,可操作度,重量を対象とした評価関数を用い,リンク長の最適設計を行った.本研究は,虚血性心疾患や拡張型心筋症に対して行われる左室形成術において手術計画を決める技術である心筋触診に着目し,心筋触診訓練支援システムを開発する.本研究が開発する心筋触診訓練支援システムは,心筋触診システムと心機能評価シミュレータに大別され,心筋触診訓練システムはPC上で拍動する仮想心臓モデルとハプティックデバイスとで構成され,拍動仮想心臓の心筋弾性力を訓練者に提示することが目的である.また,心機能評価シミュレータでは,左室形成術前後の有限要素左心室モデルを構築し,心筋触診で決定された形成領域が術後心機能へ与える影響を推定することが目的となる.すでに心筋触診訓練システムは心臓外科医にテストを受け,仮想心臓の拍動モデルと心筋力覚提示について良好な評価を得ている.心機能評価シミュレーションでは,左心室の有限要素モデルを構築し,心筋を一層構成,等方性弾性材料で定義し,心筋の収縮力をヤング率の時間変化で模擬した.心筋は非圧縮性が強いので一様なポアソン比0.4を与え,updated Lagrange法を用いて計算を行った.左室容積と血圧・流量の計算にはWindkesselモデルを用い,有限要素法とリンクさせることで心周期における心室圧容積図を計算することが可能となった.心筋梗塞への左室形成術を模擬したシミュレーションでは,手術前後の心機能を外科医の経験や印象に近い結果を示すことが出来た.さらに本研究では,FEMの難点である計算時間を克服すべく,心機能計算結果を補間出力する方法を用いて,心機能計算のオンライン化を行った.結果,良好な補間精度を得ることができ,計算時間を約3秒程度に抑えることに成功した.歯科診療では,虫歯や歯周病などの診断に口内法X線撮影法が用いられている.口内法X線撮影は,患者口腔内に小型フィルムを挿入し,適切な位置と姿勢に固定する.次いで,X線照射範囲を決める指示コーンを患者の口外に設置し,X線を照射して画像を得る.本研究の目的は,従来の口内法X線撮影訓練法(模型,X線照射器,フィルム,写真現像などが不可欠)の訓練効率を向上させるために,VRを用いた口内法X線撮影訓練装置の開発を行う.X線画像は,いわば組織の透視投影像であることから,本研究はフィルムと指示コーンの三次元位置,ならびに歯の形状・X線吸収率に関するデータを得れば,口内法X線撮影をシミュレーション可能であると考えた.本研究では,始めに,PHANToM Omniを用いて,フィルムと指示コーンの位置姿勢計測を行った.また,歯の形状とX線吸収率データにはCT画像データを用いた.これらのデータを透視投影変換の原理に基いて構築したX線画像生成アルゴリズムに入力することで,PC画面上に口内法X線画像を出力した.シミュレーションで得られた画像は,更新速度と画質ともに歯科医から良好な評価を受けた.ただし,PHANToM Omniを用いて構築した装置は,PHANToM Omniの位置決め精度が低いことと,装置自体が机上サイズであることから訓練効果は望めないとの指摘を受けた.本研究は,装置全体を設計し直すことで,実技試験機としての利用も期待できる訓練装置へと発展させた.ここでは,実際の口内法X線撮影装置の指示コーン位置決め装置と同スケールの位置決め装置をシミュレータ用に構築した.位置決め装置はリンク機構を用いて設計し,各関節に取り付けた角度センサの値と順運動学計算によって位置姿勢推定を行った.位置決め装置の設計に際しては,位置推定精度度,可操作度,重量を対象とした評価関数を用い,リンク長の最適設計を行った.