hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発達した熱乱流中の速度場構造と境界層構造の解明

本研究の主題は、熱対流の乱流に関する研究であり、液体金属である水銀を用いてレイノルズ数の高い乱流状態を実現し、乱流中の構造とダイナミクスを明らかにすることである。実験は、アスペクト比が0.5の円筒形の容器に満たされた水銀を用い、上下面に温度差を加えることで熱乱流を発生させる。測定方法としては、超音波ドプラー法を用いて乱流中の速度場を瞬時に測定する手法を採用した。多点同時計測により、速度場の3次元の空間分布を明らかにする目的で、超音波トランスデューサーを同時に複数本用いて測定系の改良を行った。また、これまでは容器を貫通させ、トランスデューサを水銀に接触させ測定を行ってきたが、その方式では測定する箇所を変えるたびに容器を加工する必要があり、任意の場所の計測は困難であった。Bienia氏は、水銀とステンレス、さらにトランスデューサーの音響インピーダンスの差が比較的小さいことに着目し、容器を貫通せずに外部から測定する方法を開発した。さらに、ステッピングモーターによりトランスデューサーを移動させながら測定し、容器の2次元断面の速度分布を得ることに成功した。これら測定方法の改良により、熱乱流中に生じる平均流の構造とダイナミクスを測定することが可能となった。その結果、平均流の構造はロール構造に近く、回転の向きが反転する現象を観測した。その反転の平均時間間隔は、これまで見つかった他の流体における反転時間に比べてかなり短い。このことは低プラントル数流体の特徴と考えられる。地磁気の反転が低プラントル数流体である溶融鉄の対流によるダイナモ効果とその反転現象に起因していると考えられていることを考慮すると両者の関係はさらに興味深い。この研究で得られた成果は、今後まとめた後、出版する予定である。本研究の主題は、熱対流の乱流に関する研究であり、液体金属である水銀を用いてレイノルズ数の高い乱流状態を実現することにある。測定方法としては、超音波ドプラー法を用いて乱流中の速度場を瞬時に測定する手法を取る。来日直後から実験を開始し第一に、温度差を変化させてレーリー数と実効的熱流(ヌッセルト数)の関係をチェックし、同じ研究グループで従来得られた結果と一致することを確認した。その後、多点同時計測により、速度場の3次元の空間分布を明らかにする目的で、超音波トランスデューサーを同時に複数本用いて測定系の改良を行った。特に、境界層内でどのような速度変動が起こっているかに着目し、境界層の構造に焦点をあてて研究を行っている。また、容器の外部から超音波トランスデューサーをあて、移動させながら測定を行うため、容器による反射減衰を抑える必要があることから、音響インピーダンスのマッチングを最適化するため、手製でトランスデューサーの製作を行った。素子の背後の被覆材に関しては、エポキシ樹脂と金属粉の混合によりプロトタイプの開発を行った。被覆材についてはさらに改良を要するが、比較的良好な動作を確認した。最後に、トランスデューサーを自動で空間的にスキャンするための移動ステージを作成し、予備実験を行った。予備実験は、水を用いた方形の対流装置を用い試験を行った。次年度は、上記の移動トランスデューサーによる測定系の定量的評価を完成させ、水銀対流系に適用する予定である。
視覚連合野における皮質神経細胞活動相関性を強調した光学的計測実験法の確立

我々は、第1次視覚野に加え視覚連合野である側頭葉下部皮質への適用にも可能な細胞活動相関性を強調した内因性光学的計測システムを開発した。システムの実用性をもたらすために、本研究では、視覚連合野の最も重要な機能である三次元物体認識の神経基盤を調べることを通して、開発したシステムの実用的な実験法を確立した。今年度において、計測用のチャンバーを更なる改良を行いながら、動物実験を中心に研究を進めた。チャンバーの改良においては、計測期間を考慮してより生体適合のよい材料を選択した。従来のステンレス製のチャンバーをチタン製に変えることによって、周辺組織との適合がよくなり、且つ材料的に軽量であるため、動物の負担も軽くなった。改良した計測システムを用いて、大脳皮質視覚野からの記録を行い、視覚情報の処理が周辺視野からどのような影響を受けているのかを調べた。視覚刺激は傾き22.5度間隔、全8方位の矩形波格子刺激(全面刺激)と、全面刺激の中心視野部分のみを0度、45度、90度、135度で固定した刺激(中心-周辺刺激)を用いた。中心視野に対応する皮質領域において、刺激中心部分の方位を固定し、周辺部分の方位を変えることによって得られた皮質反応画像の差を観察すると、明白な違いが認められた。中心視野に呈示した刺激は同じなので、周辺視野からの影響がなければ、算出した差分画像は均一な灰色になるはずである。よって、算出した差分画像に確認された明暗差が刺激の周辺部分の方位によって中心に対する影響が異なることを示唆するものである。刺激の中心部分の方位が0度、45度、90度、135度と呈示した全ての角度刺激について、中心視野に対応する皮質領域に、周辺視野から何らかの影響があることを確認できた。本研究は、これまでに本研究室によって開発した細胞活動相関性を強調した内因性光学的計測システムを視覚連合野に適応し、観察角度によらない物体認識に関わる視覚連合野皮質の関わりを明らかにすることによって、視覚連合野皮質における相関性を強調した内因性光学的計測システムによる実験法の確立を目的とするものである。システムの実用性をもたらすために、本研究は、視覚連合野の最も重要な機能である物体認識の神経基盤を調べることを通して、開発したシステムを用いたときの実用的な実験法を確立することを目指した。本研究においては、視覚連合野機能研究に細胞活動相関性を強調した内因性光学的計測システムを適応するために、1.刺激画像の選択に関するルールづくり;2.繰り返し記録できる慢性実験に適した実験的手法を確立した。具体的に、a.慢性実験に対応できる実験方法を確立した。実験に視覚機能の研究に広く使われる日本ザルを用いた。記録チャンバーの固定法や手術の方法は反応の経時的変化や再現性の検討を通して、繰り返し記録できるような慢性実験に対応する実験方法を確立した。b.測定に用いる刺激画像の選択に関するルールづくりを確立した。反応する細胞の相関関係に関する議論を有意義にするために、測定に用いる刺激画像を選択する方法は重要である。刺激選択性及び細胞の受容野を考慮した適切な刺激画像の選択において、その方法を確立した。c.計測・分析システム動作の再確認・再検討を行った。使用したシステムは視覚連合野の実験を考慮して本研究室によって開発されたものであるが、実際の実験デザインと刺激セットによってシステムの計測部分及び分析部分の動作確認が必要である。本研究によっては、システムの動作範囲を実験デザインや刺激セットの構築によって再評価した。初年度としての今年度において、以下の二つの項目を中心に研究を進めた。一つ目は、これまでに研究室で蓄積したサル及びヒトの心理物理学実験結果に基づいて、神経細胞集団興奮の相関性を考慮した刺激画像セットを構築した。作成した刺激セットには、物体特徴が共有される程度によって定量化した物体類似度による変化と観察角度による変化を表すような刺激画像を含んだ。3次元形状のプロトタイプをコンピュータ上で作成し、プロトタイプの形をパラメータ空間において異なる4方向に変化させることにより、4個の物体を作成した。ヒト被験者を用いた心理物理測定により、4個の刺激間の心理的距離を同じにし、またサルの弁別閾に対応させるために、刺激提示パラメータを調節したヒト被験者の実験において80%の成功率で遅延見本合わせができる物体のセットを基準物体セットとして選んだ。回転の間隔は30度、60度或いは90度とし、1つの刺激物体セットには、4物体X4観察角度の計16個の像を含んだ。二つ目は、ニホンザルを用いた麻酔下動物実験を導入し、連合野実験に適した繰り返し記録できるような実験手順を検討した。第一、記録チャンバーの改良と固定法を検討した。解剖学的にアクセスしにくい視覚連合野に合わせ、チャンバー形の改良や軽量化などを行った。また、記録用チャンバーの固定についても検討した。第二、記録チャンバー内の添充物の検討をおこなった。計測時には、チャンバー内はシリコンオイルに入れ替えるが、ホームケージに戻す時に、抗生物や組織の増殖抑制剤などの量を中心にその添充物の中身を検討した。第三、動物にダメージが最小になるように、手術の手順などを検討した。

日常生活に支障のないように、記録チャンバーの改良に合わせ、検討を行った。予算成立の遅れにより、本研究のスタート当初は少し混乱があったが、今現在はその遅れもほぼ取り戻して、おおむね計画通りに順調に進展している。予算成立の遅れにより、スタートは混乱があったが、予算執行からみると少し遅れ気味であるが、おおむね順調に進展している。計画通りに、以下の二点を中心に研究を進める予定である。一つ目は、前年度研究の引き続き、視覚情報の処理が周辺視野からどのような影響を明確にする。異なる方位によって観察された明暗差の統計的な意味及びその方位依存性を検討している。二つ目は、物体刺激を用いて、動物実験を中心に進める予定である。また、最終年度になるので、研究成果の公表も積極的に行っていきたい。予算執行からみると少し遅れ気味であるが、5月に当初計画通りに戻す予定である。今後の研究を予定通りで進めていきたい。BーAは58円となっている。次年度の研究費使用計画に影響がないと考える。計画書通りに、研究費を使用する予定である。初年度の実験結果を検討しながら、2年目としての次年度には刺激画像の検討や計測システムの改良を完成させたい。
セシウムの選択分離が可能な固体酸の開発とそのモルフォロジー制御による分離の高速化

本研究ではCsと選択的に不溶性塩を形成するヘテロポリ酸や、共存カチオン存在下においてもCs+に対する高い選択性を示す不溶性金属フェロシアン化物をシリカやシリカアルミナのゲル中に凍結を利用して分散固定化することで、希薄な状態で存在するCsを高い選択性で回収可能な分離材の開発を目指した。また、凍結の方法を工夫することで、固定化と同時に材料を流体抵抗の低いマイクロハニカム等に成型し、吸着に対する応答性を高めることで分離の高速化を図った。原発事故以来、広い範囲に飛散した放射性セシウムが大きな社会問題となっている。セシウムの除去には吸着法が主に用いられているが、安全に除去を行い、除去に伴う廃棄物の量を最少化するためには、吸着材のセシウム選択性を極限まで向上させ、材料内の濃縮度を精密に制御する必要がある。そこで本研究ではセシウムと選択的に不溶性塩を形成するヘテロポリ酸(HPA)をシリカゲル中に凍結を利用して分散固定化することでセシウム選択性が非常に高く、濃縮度を自由に制御可能な分離材の開発を目指している。本年度はまず固定化するHPAのスクリーニングを行った。その結果、12モリブドリン酸(PMol2)が固定化するHPAとして適していることが分かった。PMol2を分散させたゾルをゲル化させ、得られた湿潤ゲルを一方向に凍結したところ、PMol2が分散固定化されたマイクロハニカム状モノリス体が得られた。これをセシウム除去に用いたところ、ある程度の除去は可能であったが、固定化されているPMo12が一部分解して溶出することが分かった。そこで不溶性のPMo12のアンモニウム塩を代わりに分散固定化してみたところ、セシウムの除去が可能で、塩の溶出がほとんど起きないモノリス体を得ることに成功した。得られたモノリス体に液体を流通させた際に生じる圧力損失を測定したところ、非常に低いことが確認できた。これは高いスループットが求められる材料にとって非常に有利な特性である。またナトリウム等のイオンが共存しても、セシウムに対する選択性はほとんど変わらないことも確認できた。さらに破過曲線を測定したところ、モノリス体内で形成される吸着帯の長さが非常に短いことが確認でき、期待していたように分離材としての応答が非常に速いことが分かった。本年度はモルフォロジー制御によって分離の高速化が可能となった固体酸の活性点設計、固定化技術・成型技術開発について検討を行った。活性点設計については、昨年度から利用している12モリブドリン酸のアンモニウム塩に加え、プルシアンブルー類似物質の利用についても検討を行った。プルシアンブルー類似物質は実質的にフェロシアン化アニオンを2価の金属カチオンで不溶化させたものである。銅、鉄、亜鉛、ニッケルの2価カチオンを利用してシリカマイクロハニカム製造時に、その構造内にフェロシアン化アニオン分散固定化したところ、セシウム容量が非常に大きい分離材を得ることに成功した。得られた材料を分離に利用した際の応答は非常に早く、流通系で利用した時の吸着圏長さが非常に短いことが確認できた。また流体に対する抵抗が非常に低く、セシウムの高速分離が達成可能であることも確認できた。さらにナトリウム等のカチオンが共存するような状況でも選択的にセシウムを除去可能であることも実証した。一方でセシウムイオンの捕捉能があるレゾルシノールーホルムアルデヒドゲルをマイクロハニカム状に成型することにも成功し、その高いセシウム捕捉能を確認した。これら一連の材料を利用することにより、非常に広いpH範囲におけるセシウムの分離が可能となった。固定化技術・成型技術の開発については、12モリブドリン酸アンモニウム塩包含シリカをラジアルフローが誘導可能な円筒状モノリスに成型することに成功した。得られたモノリスの中心に処理対象液を導入するだけで、セシウムの高速分離が可能であり、さらに複数のモノリスを利用すれば、高いスループットが要求されるような分離も容易に達成可能である。最終年度である本年度は開発したマイクロハニカム状分離材およびその製造技術の改良を行うと共に、分離材の他用途への応用についても検討を行った。分離材製造技術についてはラジアルフロー誘導可能な形状への成型法を改良し、問題となっていたクラックの発生を防ぐことに成功した。また新規な活性点を導入する技術についても検討を続けた。今回開発した一部の材料でセシウム捕捉に利用している12モリブドリン酸アンモニウムは12モリブドリン酸をアンモニアで中和することで得られているが、完全に中和せず、プロトンを残すことで、不溶性を維持しつつ、固体酸として利用可能であることを確認した。また、光触媒能を有する酸化チタンをマイクロハニカム状シリカに導入することに成功した。一方、セシウム捕捉能があるレゾルシノール樹脂については炭素化することで、有機物除去能を持たせることが可能であることを確認した。

新規な活性点を導入した一連のマイクロハニカム状分離材について、その性能を評価した。まず部分中和した12モリブドリン酸を導入した試料については、各種エステル化反応の触媒として利用可能であることを確認した。また酸化チタンを導入した材料については、基材となっているシリカの吸着能と光触媒能の相乗効果により、水中に微量存在する有機物を効率良く分解除去できることを確認した。炭素化したマイクロハニカム状分離材については、極低濃度で存在するフェノール等の有機物を高いスループットで処理可能であることを確認した。26年度が最終年度であるため、記入しない。工学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた項目について全て検討を実施し、期待していた結果、項目によっては期待していた以上の結果が得られている。また比較のために不溶性フェロシアン化物を活性点としたマイクロハニカム状モノリス体の試作も実施し、その性能を評価したが、使用環境によってはヘテロポリ酸塩を活性点に利用したもの以上の性能を有することも確認できた。これにより、様々な環境に対応可能な一連のセシウム分離材が得られたことになる。開発技術により開発を予定していた材料は当初は無機系のもののみであったが、技術は有機系材料の開発にも応用できることが分かったため。さらに得られた一連の材料を使い分けることにより、当初予定していたよりもかなり広いpH領域でのセシウム分離が可能となったため。来年度以降は得られた材料のセシウム分離能の向上を図るとともに、マイクロハニカム状モノリス体に新たな活性点を導入することで、希薄な状態で存在する有価物の分離回収が可能な分離材の開発も目指す。さらに活性点としてHPAを導入した試料については触媒としての利用についても検討を行う予定である。研究の最終ステージとなる平成26年度は、開発した材料、技術の応用展開について検討する予定である。開発を目指すCs分離材は実質的には固体酸であり、水中でも活性を維持できるというほとんどの固体酸にはない特性も持ち合わせている。従って、環境負荷が高いながらも広く利用されている硫酸等の液体酸の代替として利用できる可能性もある。そこでエステル化反応等の液相反応をモデル反応に、この可能性を実証する予定である。次年度使用額は14,120円となっているが、この金額の物品は平成24年度内に発注し、既に同年度内に納品されている。支払が平成25年度に入って行われているために計上されている金額である。発注、納品ベースでは研究費は計画通り使用されており、平成25年度も当初の計画通りに研究費を使用する予定である。次年度使用額は2,995円となっているが、この金額の物品は平成25年度内に発注し、既に同年度内に納品されている。
ナノ粒子分散高分子系における流動誘起ゲル化の分子機構の解明

本研究課題では,申請者が発展させてきた「組み替えネットワーク理論」と分子動力学(MD)シミュレーション法をナノ粒子が分散した高分子系に適用し、流動誘起ゲル化,及びそれに伴う劇的なシア・シックニング現象の分子機構を解明した.特に,球状粒子と複数の会合基を有する会合性高分子の混合系の流動誘起ゲル化の再現に成功した.シミュレーション結果の解析により,ニュートン領域では高分子鎖のほとんどが孤立して存在しており,剪断流の大きくなるとともに分子内会合から分子間会合へのコンホメーション転移が起きてネットワーク形成が促進され,これにより粘性増大現象(シア・シックニング)が起こることが分かった.本研究課題では,申請者が発展させてきた「組み替えネットワーク理論」と分子動力学(MD)シミュレーション法をナノ粒子が分散した高分子系に適用し、流動誘起ゲル化,及びそれに伴う劇的なシア・シックニング現象の分子機構を解明し,その制御を行う理論的基礎を構築することを目的とする.平成25年度は,球状粒子と複数の会合基を有する会合性高分子の混合系に関して研究を行った.この系は,最近流動誘起ゲル化現象が報告されているシリカ粒子分散系にPEO(ポリエチレンオキシド)鎖を加えた系に対応する.研究計画通りにまず,「1球状ナノ粒子/会合高分子混合系の流動誘起ゲル化のシミュレーションによる再現」を目指して以下の研究を行った.(1)球状ナノ粒子と高分子からなる系を考え,ナノ粒子としてシリカ粒子,高分子としてPEOを想定したので,ナノ粒子と高分子は水素結合を形成すると仮定した.(2)計算手法は,これまでの研究で実績のある平衡・非平衡分子動力学法を用いた.(3)熱力学的パラメータ(温度,全濃度,ナノ粒子/高分子のモル比)と分子パラメータ(粒径,高分子重合度など)を系統的に変えた場合のパーコレーション確率を計算し,平衡でのゾル・ゲル転移線を決定した.同時にクラスターの解析を行い,粒子と高分子の会合状態を解明した.(4)平衡状態での計算結果をもとに,ゾル・ゲル転移領域近傍で定常剪断流動下でのシミュレーションを行い,流動誘起ゲル化の再現した.(5)シミュレーション結果の詳細な解析により,流動誘起ゲル化の分子機構を解明した.以上の結果は,日本レオロジー学会誌に投稿し,受理された.また,「2球状ナノ粒子/会合高分子混合系の流動誘起ゲル化の理論構築」についても,現在,平衡状態でのナノ粒子と高分子の会合状態に関して,自己無撞着場理論による計算を実行中である.本研究課題では,申請者が発展させてきた「組み替えネットワーク理論」と分子動力学(MD)シミュレーション法をナノ粒子が分散した高分子系に適用し,流動誘起ゲル化,及びそれに伴う劇的なシア・シックニング現象の分子機構を解明し,その制御を行う理論的基礎を構築することを目的とする.平成26年度は,(1)球状粒子と複数の会合基を有する会合性高分子の混合系と(2)円盤状のクレイ粒子と会合性高分子の混合系の構造形成とレオロジーに関する研究を行った.(1)平成26年度までに,平衡状態でのゾル・ゲル転移点近傍で定常剪断流動下でのシミュレーションを行い,流動誘起ゲル化の再現に成功していた.本年度は,この系のネットワーク形成機構の詳細を解明することを目的として,流動誘起により形成されるネットワークの分岐数を計算した.その結果,剪断断速度の増加とともに分岐数も増加することが分かった.これから,ニュートン領域では高分子鎖のほとんどが孤立して存在しており,剪断流の大きくなるとともに構造の分岐数が増加し,ネットワーク形成が促進されてシア・シックニング現象が起こることが分かった.(2)円盤状クレイ粒子/高分子混合系の剪断流動下でのクレイ粒子の配向状態を研究するために,本年度は円盤状粒子を取り扱うことのできるシミュレーションプログラムの開発を行った.従来の回転楕円体や球の一部をカットしたモデルでは,粒子のアスペクト比が極端に違う場合のみしか取り扱うことができなかったが,本年度我々が新たに開発した計算スキームでは,あらゆるアスペクト比の物体を厳密に取り扱うことができる.本年度はこの方法を用いて,棒状から円盤状まで連続的に粒子形状を変化させたときのネマチック相やコラムナー相の濃度依存性を調べた.来年度は,この知見を基に円盤状粒子/高分子混合系の構造形成とレオロジーのダイナミクスに関する研究を行う予定である.本研究課題では,申請者が発展させてきた「組み替え網目理論」と分子動力学シミュレーション法をナノ粒子が分散した高分子系に適用し、流動誘起ゲル化,及びそれに伴う劇的なシア・シックニング現象の分子機構を解明し,その制御を行う理論的基礎を構築することを目的として研究を行った.具体的には,(1)球状粒子と複数の会合基を有する会合性高分子の混合系と(2)円盤状のクレイ粒子と会合性高分子の混合系の構造形成とレオロジーに関する研究を行った.(1)まず,平衡状態でのゾル・ゲル転移点近傍で剪断流動下でのシミュレーションを行い,流動誘起ゲル化の再現に成功した.詳細な解析の結果,ニュートン領域では高分子鎖がいくつかのコロイド粒子と強く会合しコンパクトなコンホメーションを取っているが,剪断流が大きくなるとその構造が壊されて拡がったコンホメーションになって分子間会合・ネットワーク形成が促進され,これによりシア・シックニング現象が起こることが分かった.(2)まず,円盤状粒子を精密に扱うために,あらゆるアスペクト比の物体を厳密に取り扱うことができる計算スキーム・プログラムの開発を行った.この方法を用いて,棒状から円盤状まで連続的に粒子形状を変化させたときのネマチック相やコラムナー相の濃度依存性を調べた.

この知見を基に円盤状粒子/高分子混合系のシミュレーションを行い,剪断流動下でクレイがクレイ平面の法線ベクトルと剪断速度勾配方向が平行になるように配向することを見出した.本研究により,ナノ粒子が分散した高分子系の流動誘起ゲル化及びそれに伴う劇的なシア・シックニング現象の分子機構を解明できたので,これらの系のレオロジー挙動の制御,及び新規ナノ粒子分散高分子系の設計指針の構築に重要な基礎的知見を得ることができたと考えられる.本研究課題では,申請者が発展させてきた「組み替えネットワーク理論」と分子動力学(MD)シミュレーション法をナノ粒子が分散した高分子系に適用し、流動誘起ゲル化,及びそれに伴う劇的なシア・シックニング現象の分子機構を解明した.特に,球状粒子と複数の会合基を有する会合性高分子の混合系の流動誘起ゲル化の再現に成功した.シミュレーション結果の解析により,ニュートン領域では高分子鎖のほとんどが孤立して存在しており,剪断流の大きくなるとともに分子内会合から分子間会合へのコンホメーション転移が起きてネットワーク形成が促進され,これにより粘性増大現象(シア・シックニング)が起こることが分かった.計画では,(1)球状粒子と複数の会合基を有する会合性高分子の混合系と(2)円盤状クレイ粒子と会合性高分子の混合系に関する構造形成とレオロジーに関する研究を行う予定であった.(1)についてはほぼ研究が終了し,(2)についても平衡状態に関しての研究まで終了しているので,おおむね順調に進展していると考えられる.高分子物理化学上記したように,現在まで本研究計画は順調に進展してきているので,今後も当初の計画通りに研究を推進する予定である.平成25年度は,球状粒子と複数の会合基を有する会合性高分子の混合系に関して研究を行うことを計画していた.具体的には,「1球状ナノ粒子/会合高分子混合系の流動誘起ゲル化のシミュレーションによる再現」,「2球状ナノ粒子/会合高分子混合系の流動誘起ゲル化の理論構築」の二つの課題を実行予定であった.最初の課題に関しては計算が完了し,研究成果を論文にして学術誌へ投稿して受理されている.二番目の課題も順調に進展しているので,研究全体としておおむね順調に進展していると考えられる.上記したように,現在まで本研究計画は順調に進展してきているので,今後も当初の研究計画通りに研究を推進する予定である.平成25年度は,当初計算機シミュレーション用にワークステーションの購入を考えていたが,計算効率の良いアルゴリズムを開発できたことで,より安価な計算機での計算の実行が可能となったので,差額を翌年度分として請求した方が良いと判断したため.平成26年度は,計算機シミュレーションを用いた研究が重要となり,負荷の大きな計算が多くなるので,前年度に翌年度分として請求した金額を合わせて,計算機シミュレーション用の計算機の充実を図り,シミュレーションによる研究を推進する予定である.
低出力レーザー星状神経節照射による顔面温度変化及び内分泌機能に関する研究

近年、低出力レーザーの星状神経節照射により同神経節支配領域の疼痛・麻痺および自律神経失調などの改善に効果があることが指摘されており、当教室では過去9年間に顔面領域における三叉神経痛、知覚神経麻痺や顔面神経麻痺などの神経疾患の治療にたいし、半導体、He-Ne、Nd:YAGなどの低出力レーザーを星状神経節相当部に照射し、その臨床効果を報告してきた。今年度は、発振波長の異なる2種類のレーザー(波長810nmのモリタ製作所試作Ga-Al-As半導体レーザーDSL-1000、波長1060nmのS.L.T.Japan社製Nd:YAGレーザー)を用い、各々を低出力レーザーの範疇である出力(300mW)に設定し、健常者ボランティア各10名の左側星状神経節に照射し、日本アビオニクス社製サーモグラティThermal Video System TVS-2000を用い顔面皮膚温度変化を、T.S.I.社製LASERFLOBMP430Aを用いニードルプローブにて顔面皮膚血流変化を定量的に行い、日本コーリン社製自動血圧計(BX-5)を用い収縮期血圧、拡張期血圧、脈拍数を測定。また、経時的な血中カテコールアミン(アドレナリン、ノルアドレナリン)の測定を行った。その結果を現在分析し、発振波長の違いによる比較検討を行っている。来年度に、その結果を学会等において発表する予定である。また、さらなる研究を重ね、低出力レーザー星状神経節照射の神経に対する作用の伝達経路を明らかにすることを目的としている。
樹脂複合型制振鋼板の制振特性の同定および制振性能の予測に関する研究

制振鋼板はその高い制振性能により様々な分野で使用されつつある.これに伴い制振鋼板の有効利用のための技術の確立が望まれている.本研究ではこのための基礎となる制振鋼板の樹脂特性の同定に関する研究を行った.はじめに樹脂特性を同定するためのアルゴリズムに関して考察を行った.制振鋼板の制振メカニズムはこれまでに多くの研究者によって報告されており,樹脂のせん断変形に起因する.このため運動方程式を定式化するときに鋼板層の軸方向の伸びを変数に取る必要がある.ただし,実験では鋼板層の軸方向の伸びを測定することは非常に困難であるため,たわみ振動のデータのみから樹脂特性を同定するための手法を考案した.次に,購入したパーソナルコンピュータを用いて,考案した同定手法のアルゴリズムに基づいてはり状の制振鋼板から樹脂の剛性率を同定するためのプログラムを作成した.作成した同定プログラムが正しいかどうかを調べるため,有限要素法により制振鋼板の動的応答を数値的に求め,同定の数値シミュレーションをパーソナルコンピュータ上で行った.その結果,同定プログラムが正しいことを確認した.次に実験装置を作成した.実験は加振器によりはり状の制振鋼板を加振し,購入した変位センサでたわみを測定し,パーソナルコンピュータによりデータを収集した.このデータから同定プログラムにより同定を行った.得られた結果から制振鋼板全体としての損失係数を求め,実験によって測定した損失係数と比較した.この結果は期待したほど精度の良いものではなかった.この原因を調べるため実験データを詳しく分析した.その結果,制振鋼板の減衰特性は非線形性をもち,これまでに報告されてきたモデルでは不十分であることがわかった.制振鋼板の制振性能を精度よく評価するためにはこの非線形性まで考慮に入れる必要のあることが新たにわかった.制振鋼板はその高い制振性能により様々な分野で使用されつつある.これに伴い制振鋼板の有効利用のための技術の確立が望まれている.本研究ではこのための基礎となる制振鋼板の樹脂特性の同定に関する研究を行った.はじめに樹脂特性を同定するためのアルゴリズムに関して考察を行った.制振鋼板の制振メカニズムはこれまでに多くの研究者によって報告されており,樹脂のせん断変形に起因する.このため運動方程式を定式化するときに鋼板層の軸方向の伸びを変数に取る必要がある.ただし,実験では鋼板層の軸方向の伸びを測定することは非常に困難であるため,たわみ振動のデータのみから樹脂特性を同定するための手法を考案した.次に,購入したパーソナルコンピュータを用いて,考案した同定手法のアルゴリズムに基づいてはり状の制振鋼板から樹脂の剛性率を同定するためのプログラムを作成した.作成した同定プログラムが正しいかどうかを調べるため,有限要素法により制振鋼板の動的応答を数値的に求め,同定の数値シミュレーションをパーソナルコンピュータ上で行った.その結果,同定プログラムが正しいことを確認した.次に実験装置を作成した.実験は加振器によりはり状の制振鋼板を加振し,購入した変位センサでたわみを測定し,パーソナルコンピュータによりデータを収集した.このデータから同定プログラムにより同定を行った.得られた結果から制振鋼板全体としての損失係数を求め,実験によって測定した損失係数と比較した.この結果は期待したほど精度の良いものではなかった.この原因を調べるため実験データを詳しく分析した.その結果,制振鋼板の減衰特性は非線形性をもち,これまでに報告されてきたモデルでは不十分であることがわかった.制振鋼板の制振性能を精度よく評価するためにはこの非線形性まで考慮に入れる必要のあることが新たにわかった.
ケアマネジメントのためのチーム・トレーニング・プログラム開発に関する研究

平成18年4月の介護保険制度改正により、地域包括支援センターが設置された。地域包括支援センターでは保健師、社会福祉士、主任介護支援専門員のチームアプローチが必要とされ、また、その業務の中には包括的・継続的ケアマネジメント支援があり、医療連携の重要性が指摘されている。これらは全てチームアプローチがキーワードとなっているが、その重要性の指摘に比べて、実際にチームが機能するための取り組みは遅れていると言わざるを得ない。本研究は、欧米、特に米国で行われているチーム研究およびチームトレーニングに関する研究を援用し、ケアマネジメントを行う多職種チームのチームパフォーマンス向上に資する、チーム・トレーニング・プログラムを開発することを目的している。チームトレーニングとは、チームワークに関する教育を統合的に行うために、各種ツールや教授法及び教育内容を一つにまとめたものであり、その教育内容がチームコンピテンシーである(Salas et al.2001)。チームコンピテンシーは、知識(Knowledge)、技術(Skill)そして態度(Attitude)の3次元から構成され、それぞれに複数の項目が設定されている。チームコンピテンシーについては重要な概念であるにも関わらず、我が国では一部の専門家を除いてほとんど知られていない。そのため、チームコンピテンシーについて理解を促進するためのテキストが必要とされる。平成1718年度の研究成果として、チームトレーニングの具体的な内容であるチームコンピテンシーを解説したテキストとなる報告書を作成した。特に、チームアプローチという現象を説明するために最も重要なコンピテンシーである「共有メンタルモデル」と、医師と他の専門職との指示関係による権威勾配の問題と関係し、多職種チームにとって中核的な課題である「意思決定」について詳細に述べた。ケアマネジメントでは保健・医療・福祉分野の専門職が多職種チームを構成してチームアプローチでサービスを提供する。しかし、チームアプローチの重要性の指摘に比べて、実際にチームアプローチを向上させるための取り組みは大きく遅れている。介護保険法で制度化されたケアマネジメントの場合、介護支援専門員(ケアマネジャー)の資質向上は、介護支援専門員実務研修および介護支援専門員現任研修において行われ、平成18年度からは主任介護支援専門員が創設されるなど様々な取り組みが行われている。それに対して多職種チームという集団が機能するための具体的な取り組みはほとんど行われていない。本研究は、欧米、特に米国で行われているチーム研究およびチームトレーニングに関する研究を援用し、ケアマネジメントを行う多職種チームのチームパフォーマンス向上に資する、チームトレーニング・プログラムを開発することを目的している。また、元々は保健・医療・福祉分野の研究ではないため、多職種チームに援用するには我が国のチームアプローチの実情に合わせたプログラムを作成する必要がある。研究は平成17年度・18年度の2年間であるが、このような状況を踏まえて、平成17年度はチームトレーニングの具体的な内容であるチームコンピテンシーに関する教材を作成した。

本研究は、欧米、特に米国で行われているチーム研究およびチームトレーニングに関する研究を援用し、ケアマネジメントを行う多職種チームのチームパフォーマンス向上に資する、チーム・トレーニング・プログラムを開発することを目的している。チームトレーニングとは、チームワークに関する教育を統合的に行うために、各種ツールや教授法及び教育内容を一つにまとめたものであり、その教育内容がチームコンピテンシーである(Salas et al. 2001)。チームコンピテンシーは、知識(Knowledge)、技術(Skill)そして態度(Attitude)の3次元から構成され、それぞれに複数の項目が設定されている。チームコンピテンシーについては重要な概念であるにも関わらず、我が国では一部の専門家を除いてほとんど知られていない。そのため、チームコンピテンシーについて理解を促進するためのテキストが必要とされる。平成18年度はチームトレーニングの具体的な内容であるチームコンピテンシーを解説したテキストとなる報告書を作成した。
糖尿病合併症抑制薬の開発に関する研究

1.水晶体、末梢神経など糖尿病合併症が起る組識にはアルドースレダクターゼ(AR)が存在する。糖尿病になるとその酵素の作用によりソルビトールが組織に高濃度に蓄積することが、合併症の成因の一つと考えられている。そこで、合併症抑制薬としての強力なAR阻害剤の開発が望まれている。2.糖尿病状態における種々のタンパク質の非酵素的グリコシル化の亢進が合併症のもう一つの有力な成因と考えられている。そこで、ヒト血清アルブミンをモデルタンパク質として、グルコースによる非酵素的グリコシル化を抑制しうる化合物の開発に着手した。とりあえず、アミノ基あるいはカルボニル基を有する15種の化合物について抑制効果を調べたところ、DL-グリセルアルデヒドとピリドキサール-5-リン酸が20%以上の抑制効果を示したのみで、より強力な化合物の開発を要する。
出芽酵母細胞周期G2からM期への進行制御機構

出芽酵母細胞周期G2/M期進行に関する以下の2研究テーマについて解析した。1)スピンドルチェックポイントコントロールに関与する脱リン酸化酵素PP2AのBサブユニットCdc55の機能解析:M期インヒビターPds1とサイクリンClb2の量を細胞周期を同調した系で経時的に調べたところ、スピンドル脱重合剤ノコダゾール存在下において、cdc55変異株における挙動はbub2変異株と同様であった。Bub2はM期脱出のために必要なTem1-GTPaseのGAPである。Tem1が関与するMENと呼ばれる経路が活性化しているかをその下流で発現するAmn1で調べたが、ノコダゾール存在下では発現していなかった。そこで、Cdc14脱リン酸化酵素の核小体局在を制御しているNet1タンパク質を調べたところ、cdc55変異株では脱リン酸化型が多かった。従って、Cdc55はNet1を間接的に制御し、Cdc14脱リン酸化酵素の核小体からの解放に関与していることが分かった。2)SUMOリガーゼのドメイン解析:SUMOリガーゼの一つ、Ull1/Siz1は細胞周期依存的にその局在を核から細胞質のネック領域に変化させ、基質認識の特異性を制御していると考えられる。そこで、904アミノ酸からなるUll1/Siz1タンパク質のドメイン解析を行うため、種々の欠失変異を作成し、それらのリガーゼ活性、局在などを調べた。その結果、リガーゼ活性にはRING様構造を含む中央領域とそれ以外に、隣接するN末端領域PINITドメインも必須であった。これに対し、RINGのC末端隣接領域に存在し、2-hybrid法でSUMOと強く結合するSXS配列はリガーゼ活性に必要でなかった。また、C末端領域を欠くとタンパク質が安定化し、核に局在した。さらに、N末端領域に存在するDNA結合領域と考えられるSAPドメインは核に局在するのに必要であった。従って、RING様構造とPINITがSUMOリガーゼのコアー領域であり、その他の領域はリガーゼ酵素活性化制御というより、局在や安定性を制御することによって基質認識の特異性などに寄与していると考えられる。細胞周期G2からM期への移行に必須なユビキチンリガーゼAPCの基質認識活性化因子である出芽酵母Cdc20の温度感受性変異の復帰変異株の解析を切り口に、APCの活性化・不活性化、APCの基質認識、スピンドルチェックポイントコントロールなど、G2よりM期への移行における細胞周期制御を分子レベルで解明することを目的とした。ベノミル感受性cdc55変異株は当初、高温でM期への移行に必須なユビキチンリガーゼTom1の復帰変異として単離されたが、cdc20温度感受性変異の復帰変異でもあった。cdc55はホスファターゼ2AのBサブユニットである。このcdc55変異株はスピンドルチェックポイントコントロールに関与することを種々の実験から明らかにした。ベノミル存在下で、cdc55株のPds1,Clb5の分解はmad2株と同じようであったが、CIb2の分解は起こらなかった。また、DNAの再複製も起こらず、明らかにMad経路とは異なる経路のチェックポイントコントロールに働いていると考えられる。ホスファターゼ触媒サブユニットを大量発現することでベノミル感受性が抑圧されることから何らかの標的因子が脱リン酸化されることで、機能すると推測された。

また、我々はSUMO1化経路における標的因子とPIAS型SUMOライゲースを出芽酵母において初めて同定したが、2種のSUMOライゲースのin vivoとin vitro系での活性を比較することにより、ライゲース活性には、RING様ドメインが必須であり、C-末端領域などは、細胞内局在などに関与していることが分った。さらに、in vitro系ではSmt3がSmt3に修飾結合するポリ化現象が起こるが、Smt3の15番目のリジン残基に結合することが分った。細胞周期G2からM期への移行に必須なユビキチンリガーゼAPCの基質認識活性化因子である出芽酵母Cdc20の温度感受性変異の復帰変異株の解析を切り口に、APCの活性化・不活性化、APCの基質認識、スピンドルチェックポイントコントロールなど、G2よりM期への移行における細胞周期制御を分子レベルで解明することを目的とした。ベノミル感受性、cdc55変異株は当初、高温でM期への移行に必須なユビキチンリガーゼTom1の復帰変異として単離されたが、cdc20温度感受性変異の復帰変異でもあった。Cdc55はホスファターゼ2AのBサブユニットである。このcdc55変異株はスピンドルチェックポイントコントロールに関与することを種々の実験から明らかにした。ベノミル存在下で、cdc55株のPds1,Clb5の分解はmad2株と同じようであったが、Clb2の分解は起こらなかった。また、DNAの再複製も起こらず、明らかにMad経路とは異なる経路のチェックポイントコントロールに働いていると考えられる。ホスファターゼ触媒サブユニットを大量発現することでベノミル感受性が抑圧されることから何らかの標的因子が脱リン酸化されることで、機能すると推測された。出芽酵母細胞周期G2からM期への移行に関与するMPT5遺伝子を解析した。破壊株は温度感受性であり、HU感受性である。この温度感受性を抑圧する欠失変異(dsf : deletion suppressor of mptFive)を4種単離したところ、新規のdsf1,dsf2と、sir3,swe1であった。また、mpt5遺伝子破壊株の温度感受性はPKCをコードするPKC1,その上流因子であるMID2,SLG1の過剰発現でも、抑圧されたが、HU感受性は回復しなかった。PKC1の下流カスケードとして知られるBCK1,MKK1,MKK2,MPK1からなるMAPKカスケード因子を活性化しても抑圧できなかったことから、MAPKによるRlm1転写因子が働いているのではなく、PKCそのものか、MAPK以外の別の経路が働いて抑圧されると考えられる。
根尖性歯周炎患者における炎症性サイトカイン遺伝子多型性の解析

根尖性歯周炎においてサイトカイン遺伝子多型性がリスクファクターとなり得るかどうかを明らかにするために、24本以上の残存歯を有し歯周組織が健常な成年者66名(平均年齢45.3±0.9歳、範囲:3658歳)を被験者とし、口腔内診査、X線写真撮影および末梢血の採取を実施した。患者末梢血からゲノムDNAを抽出し、Polymerase Chain Reaction (PCR)法を用いて増幅することによりIL-1αならびにIL-Iβの二つの遺伝子型を判定した。その両者にアリル2(IL-1高発現型調節遺伝子)を1コピー以上有するもとを陽性と判定した。被験者66名中5名がIL-1陽性で、その発現率は8.2%であった。またIL-1A(+4845)あるいはIL-1B(+3935)アリル2のみの保有者はそれぞれ14名、5名であり、IL-1Aアリル2の方が高い保有率(21.2% vs.8.2%)を示した。被験者の全残存歯に占める根管治療歯ならびに根尖病巣を有する歯の割合を調べたところ、IL-1陰性者が各々11.4%、3.3%であるのに対し、IL-1陽性者は18.5%。5.4%と有意ではないがやや高い傾向を示した。IL-1α,IL-1βアリル2のホモ/ヘテロ保有については、IL-1陽性者5名のすべてがヘテロでった。さらにIL-1raを調節する遺伝子IL-1RNアリル2の保有率は66名中8名であり、IL-1陽性あるいはIL-1raを調節する遺伝子IL-1RNアリル2の保有率は66名中8名であり、IL-1陽性あるいはIL-1A(+4845)およびIL-1B(+3935)アリル2保有率との間に有意の関連は認められなかった。今回得られた日本人被験者におけるIL-1陽性率は8.2%とコーカサス人種で報告されている陽性率(30%)に比べはるかに低く、人種間に差異があることが明らかとなった。しかし、IL-1陽性者における根尖病巣を有する歯の割合は陰性者のそれに比べてやや高い傾向があり、今後さらに症例数を増やして検討を行うことが必要と考えられた。
南方中国における信仰と歌謡に関する基礎的研究

南方中国においては、戦国時代以来越人の流入が多く、その独特の習俗であった呪鬼の風が広く伝えられた。これは禁架・禁呪とも称され、呪言をもって鬼神を役使し意のごとく作用させるとも、あるいは呪言を誦す際の吐気に効能があるともいう。『後漢書』方術伝や『抱朴子』には「越方」と記され、治病や災厄の消除に効果をあらわしたという。一般的には、「劾」と呼ばれる同様の方法が存在するが、もとは「越方」よりでたものと考えられる。いずれにしても、南方中国には北方にはなかったこのような呪鬼の方法が存在した。南方文化の伝播に大きな役割を果たしたのは長江である。北方の黄河流域の文化と南方の長江流域の文化の相違は、その風土や民族性の相違として理解されてきたが、特に南方文化に限れば、異文化の流入も重要な要素となろう。たとえば『楚辞』のなかには、多くの神々や神話・伝説が描かれるが、それらは、多くが楚の国の巫祝のもつパンテオンとして理解されてきた。しかし、そのなかには霊魂が空を飛んで移動すること、気を養い強化することなど、「越方」と類似した技法が見られる。従来、『楚辞』は、多く儒数的理解によって解釈されてきた。ことに屈原の伝説によって、その内容は著しく歪められてきたといえる。この研究では、南方の信仰を理解する手がかりとして『楚辞』をとり上げ、それを新たに解釈しなおすことで、歌謡の中に記録された信仰の実態を明らかにする基礎的作業を行った。武漢大学楚文化研究所の現地調査によって、楚文化に関する多くの資料を得たこと、また台湾の中央研究院歴史語言研究所での調査によって、『楚辞』の解釈に影響を与えた近代学術の動向をも考慮にいれて、成果の一部を公刊した。本年度、表記研究課題に沿い、代表者山田は、中国の南方、特に江南において5世紀に成立したとされる霊宝経典に収められる頌賛歌を中心に考察した。既に歌譜は存在しないが、頌詩の語句は残される。これらはいわゆる初期霊宝経典に、おそらく後になって付加されたものと考えられる頌詩である。いずれも招神の際に用いられるものは、おそらく中国の伝統的信仰にもとづくものであろう。一方竹下は古代の南方歌謡を代表する『楚辞』の王逸注を含めた分析と、そのデータベース化を進めた。特に引書の解析によって、新しい解釈を行い、『楚辞』のもつ宗教性の解明を行っている。本年度には、7月に台湾に出張し、国立中央研究院において、林冨士研究員等と、南方宗教文化に関する資料状況を意見交換し、同研究院附属の図書館、博物館等を調査した。図書館には、未整理状態の資料などもあり、すべてを掌握していないが、本邦未公開の文献など、いくつかの情報を得ることができた。また、8月には中国、武漢に出張し、武漢大学において開催された聞一多国際学術研討会において、竹下が聞一多の『楚辞』研究の性格について発表した。また山田は、古代楚文化の根底にある楚の宗教観とその信仰について、湖北省博物館、湖北省社会科学院等を訪ね、資料を得た。また、武漢大学の民族歌謡研究所では、所長以下主要な研究院と懇談し、各種資料を入手する機会を得た。これらの資料については、現在分析中であり、詳細を記す事はできないが、いずれ何らかの方法での公表を考えている。南方中国における古代祭祀儀礼の基礎的文献は『楚辞』である。

この文献の持つ宗教性・信仰性については、従来より指摘されてきた。今回の研究では、かつての楚だけではなく、長江流域にまたがる荊楚呉越の地に展開された信仰と、『楚辞』特にその「離騒篇」との関連を考える基礎的な作業を主とした。現地調査を含む今回の研究成果は、いわゆる楚文化とはいかなる文化であるのか、そしてその文化は、北方の文化とどのように異なるのかを、例えば『詩経』との比較により、信仰の実態を明らかにし相違点を論じた。そのための基礎的資料として、『楚辞』離騒篇や九歌篇の正確な翻訳を行い、歴代の注釈の特徴など明らかにし、さらに古代のいわゆる「越方」との関係についても考察を試みた。『楚辞』離騒篇・九歌篇・招魂篇は、古代楚国の祭祀の状況を伝える文献であり、特に離騒篇・九歌篇の内容は、いわゆる招魂儀礼の方法とも関わる。従来の研究では、古代の招魂法のみに注意が向けられてきたが、この研究では、そうした古代の招魂・招神の方法と、「越方」や巫祝の呪術、あるいは道教の霊宝法との関連も視野に入れた。殊に霊宝法は『詩経』の「霊保」の南方音、という説に従えば、北方も南方もほぼ同じ霊魂観を基盤にしていたことが分かる。勿論、その発展形態はそれぞれに異なるが、尸にもとづく信仰のあり方は、南北ほぼ同じであったといえよう。九歌篇の内容もまた、『詩経』頌部と同じように、死者や神への頌詩であり、招魂・招神の儀礼と深く関わるといえる。いずれも、『楚辞』と『詩経』の祭祀がきわめて類似した方法を基盤にしていたことを明らかにするものである。宗教儀礼のもつ音楽性については、古代以後の儀礼においても継承されてきたが、招魂・招神の方法としての頌詩の歌詠は伝えられない。ただし、古代祭祀と音楽性は、湖北省博物館所蔵の戦国期の諸楽器によっても証される。
自動血球計数装置スキャッタグラムを用いた免疫応答パターンダイナミクスの解明

本研究は、フローサイト法を用いたCBC検査から得られるスキャッタグラムパターンを用いた診断や予後予測を目的とした知識データベースの作成と、生成した知識データベースをマクロ的な視点で可視化した、免疫応答のパターンダイナミクスの全容の解明を目的としている。今年度は、収集した計測生データは、過去3年間で、総ファイル数は約135万件となった。計測生データをデータベースに展開後、さらに、病院情報システムとデータとを結合することにより、計測生データと病歴や薬歴との連携解析ができる環境を整えた。さらに研究に利用できるように匿名化データベースの作成を行った。計測生データを用いた解析は、膨大なデータ量となるため、スキャッタグラムの多次元的な視点に展開した次元に変換を行うプログラムを科開発して準備を行った。特に、一般的には可視化されていない次元にも注目した解析を実施中である。これにより、これまで一般的なCBC検査では計測困難とされてきたCD4,8比のような新たな視点の検査値の推定が可能であることが示唆される結果も得られている。開発した解析プログラムの妥当性の検討を行うため、一般的に実施される臨床検査項目の結果を対象とした検査診断特性の結果から導き出されたネットワーク分析も先行して行い、教科書や診断ガイドラインと同様な結果が得られるかの検証を行った。この結果として、非常に良好な結果を得ることができた。これらの視点の知識データベースも、利用価値が非常に高いと判断されたため、診断支援や教育の補助的なシステムとしても利用できる物と期待される。新しいCBCの自動血球計数装置を用いたデータ解析に関して、過去3年間で計測生データとしては、約135万件のデータ取集ができたが、実際の病院情報システムのデータとこれらの計測生データの結合作業を行った結果、総患者数にして、約6万人となり、本研究の目的を達成できる規模のデータセットの準備ができた状況である。ただし、本研究で注目したいWDFおよびWPCチャネルを用いた検査を行った患者数が意外にも少なく、長期間のデータ収集を余儀なくされ時間を要してしまったのが遅延の最大の原因である。データ収集期間中は、新たなプログラム開発に専念し、検査診断特性ネットワーク解析を行うためのプログラムが完成し、開発したプログラムの解析能力の妥当性を検証するため、既知の臨床検査データを用いた解析を実施した。このシステムを利用すると、検査項目や病名を指定すると瞬時に関連する検査と病名グループに対する検査診断特性のネットワーク図を作成できるようになった。この結果開発したプログラムの妥当性が検証でき、同様な手順で、CBCの多次元的なスキャッタグラムデータについても解析処理を実施する予定であり、研究の遅れも解消される見込みである。投薬イベントに対するパターンダイナミクスの研究では、薬剤数が膨大であることから、抗生剤、抗がん剤、分子標的薬を用いた治療薬等について、限定的に解析を実施する方向でイベント検出の準備が完了した状況である。現在、特定のイベントタイミングにおける横断的な検査診断特性の視点における可視化が高速に可能となったため、これをさらに拡張して、イベント前後の事象について縦断的に解析を進め、縦断的なパターンのダイナミクスを可視化するための計算を進めて行く予定である。投薬イベント毎の縦断的なスキャッタグラムのパターン変化に対する解析に関しては、膨大な薬剤の組み合わせ計算が必要となることから、抗生剤、抗がん剤、分子標的薬を用いた治療薬等に注目して優先的に解析を進めて行く。本研究は、日常診療で最も頻繁に検査が実施されるCBC検査から得られるスキャッターグラムパターンの時系列的変化に対する診断や予後予測を目的とした知識データベースの作成とこの分野の研究者向けの利用環境の整備を目的とする。さらに、本研究で生成した知識データベースを基に、CBC検査により観察できる免疫応答のパターンダイナミクスの全容の解明を目指している。初年度は、自動血球計数装置の内部で日々消去されていく大容量の計測生データの保存作業に加えて、病院情報システム側が持つ病歴、薬歴、検査歴、入院歴データなどの診療データの収集とデータベース構築のためのプログラム開発を行った。計測生データは、現在までに65万件のデータが収集されている。1件あたり約数万個の血球成分のデータで構成されたビッグデータである。このデータをFCS(Flow Cytometry Standard)フォーマットに変換後、スキャッターグラムパターンの特徴量の抽出と数値解析が可能なフォーマットに変換したデータベースを作成した。診療データに関しては、病院情報システムから出力されたSS-MIX2「厚生労働省電子的診療情報交換推進事業」のデータファイルから読み込むプログラムを開発しデータウエアハウスを構築した。研究成果としては、赤血球のインピーダンス法とオプティカル法において、差異が生じるイベント前後では、末梢血中の老化赤血球の比率が推定可能で、赤血球寿命のダイナミクスを反映していることが解り、造血に関わる治療効果の判定や予後予測に応用可能であることが明らかになった。新型自動血球分類装置XN(Sysmex社)に保存されている計測生データのデータ収集および解析環境の構築の課題に対して、計測生データをFCSフォーマットに変換し、さらに解析可能なフォーマットのデータベースを構築するためのプログラム開発を行った。現在まで約65万件のデータ収集とデータ変換を実施したが、計測生データの取得は、分析装置が停止している間に手作業でバックアップを行う方法であるため、データ取得に手間が取られ若干の進捗の遅れが生じている。