hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重原子系の電子状態理論と化学反応への応用

1。SOMCSCF法のプログラムの作成を進めた。配置関数の作成、ハミルトニアン行列要素の計算、その他の部分はほぼ完成した。今後SO効果を含むエネルギー勾配法の計算のためにSO積分の微分表式を求める。2。スピン依存ユニタリー群の方法を発展させ、さらに他の群論的手法との関係を調べた。またスピン密度、スピンスピン相互作用等のスピン依存演算子の簡単な表式を求めることができた。次年度はこれらの計算用のプログラム作成を計画している。3。I_<2,>分子の励起ポテンシャル曲線を計算し、古くから問題であったB状態から前期解離を引き起こす状態が一重項の^1П_<1u>状態であること、またC状態の帰属として二つの可能性があったが、それが^3Σ^+_<1u>状態であることがはっきりし、これまでの論争を解決した。4。ランタノイド化合物における光電子放出・吸収スペクトルの理論解析を行なうため(TMP_4)^<3+>クラスターのSOCI計算を行ない、f→f吸収が結晶場にはあまり大きく影響されないこと、相対論的効果のためにf軌道がいくらか拡がること、そのためスピン軌道相互作用の計算には注意が必要であること、等がわかった。5。ICl分子の励起ポテンシャル曲線をSOCI法で計算し、第一及び第二吸収帯における光分解生成物のスピン軌道分岐比に関する理論的解析を行ない、これまでの実験結果と良い一致を得た。6。ICN分子の励起ポテンシャル曲面をSOCI法で計算し、それを用いた古典的軌跡計算の結果、これまで用いられて来たモデルが単純すぎ、必ずしも実験結果を十分説明できないことが分かり、多くの点で改良出来た。1。2。3。4。5。6。
生体に優しいレーザースペックル顕微鏡の開発-蛍光に依らない細胞観察法の完成-

本研究は、蛍光に依らない生体顕微観察を実現できるレーザースペックル顕微鏡の開発を行った。その結果、観察光学系、レーザー照射光学系それぞれについて最適条件が明らかになったと共に、レーザースペックル像の画像処理方法としては、差分法を基礎とするGD法が最適であることも分かった。また、照射レーザーとしては、分解能を上げる観察の場合には短波長光源を、詳細な生体活動可視化に重点を置く場合には、近赤外光源が好ましくことも明らかとなった。レーザー光源については、用途に応じて波長を変えられることが好ましいため、その光源として波長可変プラスチックレーザーの開発にも取り組み、専用励起源のマイクロチップYAGレーザーの開発も行い、励起に必要な高調波発生の準備まで整った。平成19年度は、以下の研究を行った。(1)光学系の最適化:観察の妨げとなる振動を取り除くための光学除振台を用意し、対物レンズとしては、10X, 20X, 40Xの3種類を試した。その結果、組織観察の場合には、20Xで十分であるが、単一細胞観察の場合には、40X以上の倍率が好ましいことが分かった。また、撮像素子については、130万画素のCMOSカメラを用意し、解像度の効果を検討したが、どの程度の解像度が最適であるかは、観察対象の注目している部位の寸法等により、一義的には決められず、対象によって、適宜使い分けるのが最適であることが分かった。(2)画像処理法の最適化:従来の解析は、高速Fourier変換(FFT)を利用した方法を用いていたが、レーザーが強く当たっている部位が、過大に評価されてしまう等の問題があった。この点を解決するために、動画の各フレーム間の差分を取ることによる評価法が、FFTによる方法の問題を解決できるとともに、より高速に解析できることも明らかとなった。この手法は、Generalized Differences (GD)法として報告されていることも分かった。(3)照明光源の最適化:波長可変プラスチックレーザーを光源として利用できるよう、その励起源であるマイクロチップYAGレーザーの開発を行った。その結果、波長1320nmでのロングパルス発振を確認した。この第3高調波が得られれば、プラスチックレーザーを励起可能となり、本顕微鏡の照明光源として利用できる。平成20年度は、主に装置の改良とデータ蓄積を行った。装置の改造に関しては、レーザー照射位置、レーザー波長について検討した。大腸菌懸濁液を観察する場合に、うまくレーザースペックル像が得られず、懸濁液のどの位置にレーザーを照射すればよいのか調べたところ、顕微鏡の焦点よりも僅かに下側にレーザー光を照射し観察することで、均一なレーザースペックルが観察でき、懸濁液の評価を行いやすいことが明らかとなった。レーザー波長については、405, 635, 780nmの3種類の波長で比較を行った。実験の結果、理論通り、波長が短い場合には、レーザースペックルの縞模様が細かくなり、画像の分解能は向上するものの、細胞の活動状態については、赤外の780nmのレーザー照射の場合が、最も明確に評価が可能であった。最適な照射レーザー波長は、観察する試料の吸収特性にも依存するが、生体試料の場合には、透過が比較的大きな、赤外光が好ましいことが実験的にも示されたことになる。大腸菌懸濁液の場合には、ある程度吸収特性が分かっているため、理論的な最適波長の導出を試みた。その結果、長波長になるに従いレーザースペックルによる解析能が上がることが示された。以上の結果から、生体試料を観察するには、近赤外のレーザー光で照射し、赤外カットフィルタを取り除いたCCDカメラで観察するのが最適であることが判明した。なお、波長可変プラスチックレーザーの励起源であるYAGレーザーについては、Qスイッチ動作を行うところまで確認を行った。データの蓄積に関しては、上記の大腸菌懸濁液、従来から行っている植物の観察(ミューレンベキア、アナカリス、野菜)、細胞に関しては、他大学の協力の下、ヒトのガン細胞のデータを蓄積することができた。
高脂肪低炭水化物食による心不全改善効果の検討：心機能と心筋代謝への影響の解明

病的心では、心機能を改善するために各心筋細胞は仕事量を増加させる。そのため心筋細胞あたりの必要エネルギー量は増すが、病的心筋細胞ではそれを賄うだけのエネルギー創出ができない。高脂肪低炭水化物食(HFLC)は脂質代謝の再活性化によりエネルギー産生量を増加させると報告されている。本研究では心肥大モデルマウスにHFLCを与え、エネルギー産生が増加し心機能が保持できるか検討した。HFLCにより予想に反しエネルギー産生は低下したが、心肥大は抑制され、心機能は保持された。現在そのメカニズムの解明に取り組んでいる。心不全は心臓のポンプ機能の低下により全身に必要量の血液を供給できない状態であり、その際心筋細胞では主なエネルギー産生経路が脂質代謝から糖代謝に移行する。糖代謝は脂質代謝と比較しエネルギー産生量が少なく、実際に不全心ではエネルギー産生量が低下しており、エネルギー不足がさらに心機能低下を招いている。エネルギー産生量を増加させ、心筋細胞に必要量を供給することが心機能を改善させる1つの治療法となる可能性がある。高脂肪低炭水化物食は脂質代謝を再活性化させ、エネルギー産生量を増加させると報告されている。今回の研究では心不全発症マウスに高脂肪低炭水化物食を負荷することでエネルギー産生量を増加させ、心不全の発症進展を抑制できないか検討している。高脂肪低炭水化物食による心不全発症進展の抑制効果を検討するにあたり2種類の心不全発症モデルマウスを使用している。1つは高血圧性心疾患モデルマウスである。このモデルマウスは弓部大動脈を縮窄し、上行大動脈の血圧を上昇させる。圧負荷により心肥大が誘導されその後心機能が低下するモデルマウスである。このモデルマウスに術前より高脂肪低炭水化物食を負荷し、経時的に心エコーで心機能を評価した。高脂肪低炭水化物食により心肥大と心不全発症が抑制された。もう一つのモデルは拡張型心筋症モデルマウスである。ヒト拡張型心筋症の原因遺伝子である心筋αアクチン遺伝子の変異遺伝子を心臓特異的に過剰発現させた遺伝子改変マウスである。このモデルマウスはヒト拡張型心筋症の病態や自然経過に極めて類似している。この拡張型心筋症モデルマウスに、心機能が保持されている2ヶ月齢より高脂肪低炭水化物食を開始し、経時的に心機能を評価した。初年度の実験結果からは高脂肪低炭水化物食による心機能への影響は明らかでなく、現在マウスの数を増やし再検中である。心不全は心臓ポンプ機能の低下により全身に充分量の血液を供給できない状態であり、不全心筋細胞では主なエネルギー産生経路が脂質代謝から糖代謝に移行する。糖代謝は脂質代謝と比較しエネルギー産生量が少なく、不全心ではエネルギー産生量の低下によりさらに心機能の悪化を招く。エネルギー産生量を増加させ、心筋細胞に充分量のエネルギーを供給することが心機能を改善させる1つの治療法となりうる。今回の研究では心不全発症マウスに高脂肪低炭水化物食を負荷することでエネルギー産生量を増加させ、心不全の発症、進展を抑制できないか検討している。高血圧性心疾患モデルマウスと拡張型心筋症モデルマウスである。高脂肪低炭水化物食により高血圧性心疾患モデルマウスでは心肥大抑制、拡張型心筋症モデルマウスでは心機能保持効果を認めた。現在は高脂肪低炭水化物食による心肥大抑制、心保護作用の分子機序の解明を行っている。これまでにミトコンドリア関連因子、糖代謝、脂質代謝に関与する遺伝子発現をqRT-PCRで検討した。現在までに普通食摂食群と高脂肪低炭水化物食摂食群で有意な差を認める遺伝子の発見には至っていない。今後、炎症関連因子に関しても検討する予定である。高血圧心疾患モデルと拡張型心筋症モデルに高脂肪低炭水化物食を与え、それぞれのモデルマウスの心機能を評価した。両心疾患モデルで高脂肪低炭水化物食により心機能保持効果を確認した。2年目は主に高脂肪低炭水化物食の心臓保護効果の分子機序を明らかにするため、qRT-PCRで種々の発現を検討した。現在までに明らかな差異を認める遺伝子の発見には至っていない。機序の解明には至っていないが概ね当初の予定通り実験は進められており、実験経過は順調と考える。心不全状態にある心筋細胞では、主なエネルギー産生経路が脂質代謝から糖代謝に移行する。糖代謝は脂質代謝と比較しエネルギー産生量が少なく、不全心ではエネルギー不足によりさらに心機能が悪化する。不足するエネルギーを補い、心筋細胞に充分量のエネルギーを供給できれば心機能が改善するのではないかと考える。高脂肪低炭水化物食(HFLC)は脂質代謝を再活性化させ、エネルギー産生量を増加するという報告がある。今回の研究では心不全発症マウスにHFLCを与えることでエネルギー産生量を増加させ、心不全の発症、進展を抑制できないか検討した。HFLCによる心不全発症進展の抑制効果を検討するにあたり2種類の心不全発症モデルマウスを使用した。HFLCにより高血圧性心疾患モデルマウスでは心肥大抑制、拡張型心筋症モデルマウスでは心機能保持効果を認めた。通常食では圧負荷初期には嫌気的解糖系が亢進しエネルギー産生が保持された。

同時に酸化ストレスの増加を認め、ミトコンドリアの形態に変化を生じた。一方、HFLCでは脂質代謝が亢進したが、予想に反しエネルギー産生量は低下した。酸化ストレスの増加は認めず、ミトコンドリア形態も保持された。3年間の助成期間で高脂肪低炭水化物食(HFLC)による心肥大抑制効果と心機能保持効果を明らかとした。またHFLCは心臓におけるエネルギー産生低下作用と酸化ストレス軽減作用、ミトコンドリア形態保持作用を有することを明らかにした。このような変化を引き起こすメカニズムは不明であり、今後RNAseqなどを用い遺伝子変化を網羅的に検討することでメカニズムの解明を目指す。病的心では、心機能を改善するために各心筋細胞は仕事量を増加させる。そのため心筋細胞あたりの必要エネルギー量は増すが、病的心筋細胞ではそれを賄うだけのエネルギー創出ができない。高脂肪低炭水化物食(HFLC)は脂質代謝の再活性化によりエネルギー産生量を増加させると報告されている。本研究では心肥大モデルマウスにHFLCを与え、エネルギー産生が増加し心機能が保持できるか検討した。HFLCにより予想に反しエネルギー産生は低下したが、心肥大は抑制され、心機能は保持された。現在そのメカニズムの解明に取り組んでいる。初年度で、高血圧心疾患モデルと拡張型心筋症モデルに高脂肪低炭水化物食を投与し、それぞれのモデルマウスの心機能を評価できた。概ね当初の予定通り実験は進められており、実験経過は順調と考える。通常食と治療食を比較し、明らかな差異を示す遺伝子の発見に至っていない。最終年度は代謝産物の差異に注目して実験を進めていく予定である。循環器内科初年度の実験で高脂肪低炭水化物食による心肥大抑制効果を認めたため、次年度はその機序の解明を目指す予定である。改善機序のひとつとしてエネルギー産生量の増加を考えており、ATP産生量の測定とqRT-PCRにより脂肪酸β酸化に関与する因子の発現量を評価する。拡張型心筋症モデルへの高脂肪低炭水化物負荷については、マウスの数が少なく評価が不十分である。今年度はまずマウス数を増やし,統計解析を行うのに充分な匹数を追加する。最終年度は、高脂肪低炭水化物による心肥大抑制効果と心機能保持効果の分子機序の解明に焦点を絞り実験を行う予定である。そのために、これまでの2年間と同様マウスの購入、飼育費用に加え、ラット心筋細胞を用いたin vitroの実験を行う。また研究成果発表のため学会参加を予定している。当該年度にオフライン解析装置ライセンスを購入予定であった。当該年度当初、マウス専用エコー機に不具合がありライセンスの購入を考えていた。しかし本体の修理によりその不具合が改善したためライセンスの購入は中止した。ライセンス購入の費用として計上していた物品費が次年度使用額となった。マウス、ラット購入飼育管理のために80万円計上する。分子機序解析のための実験試薬代に50万円計上する。研究成果発表のため、30万円計上する。
半剛接柱梁接合部を有する中低層鋼構造建築骨組の耐震性能設計手法

本研究課題では、研究代表者らによる無溶接柱梁接合構法に関する既往の研究を発展させ、(1)高層建築への適用範囲拡大の可能性検証、(2)同接合構法に適した構造計画の提案、を行った。(1)については、高軸力柱における無溶接柱梁接合部の挙動を載荷実験と数値シミュレーションによって明らかにし、柱軸力が接合部の挙動に及ぼす影響を定量的に検証した。その結果に基づき、無溶接柱梁接合構法が適用可能な柱軸力の範囲を提示している。(2)については、高力ボルト接合を多用する無溶接柱梁接合構法に適した開断面の柱部材を用いることを想定して、一般的な中低層鉄骨建築物と同様の二方向ラーメン架構を実現できるよう、弱軸構面の柱梁接合部に方杖補強を行って架構の剛性と強度を確保する構造計画の実現可能性を検証した。1.梁端半剛接接合部の局部引張実験スプリットティを介して柱部材と梁部材を高力ボルト接合のみで接合することを想定した梁端半剛接接合部の局部引張実験を計画・実施した。本実験の目的は、柱軸力が柱部材板要素の面外変形に及ぼす影響を定量的に評価することであり、この点は既往の同様の実験的研究では未検討であった。今後は、この実験結果を用いて、既往の研究で提案されている降伏線理論による接合部局部耐力の評価手法における柱軸力の影響を考慮するための改良にも着手する予定である。2.有限要素解析による無補強柱梁接合部の弾塑性挙動予測本研究で対象とする無補強柱梁接合部について、その弾塑性挙動を有限要素解析によって精度良く予測可能であるか検証した。解析に用いた有限要素モデルは、柱・梁の各部材、スプリットティ、高力ボルトに至るまでソリッド要素を用いて詳細にモデル化したものである。その結果、本研究で実施した有限要素解析によって既往の骨組実験で得られている無補強柱梁接合部の繰り返し弾塑性挙動が非常に正確にシミュレートできることが確かめられた。次年度以降の研究では、同様の有限要素モデルを活用することで、接合部詳細の変化が接合部の構造性能に及ぼす影響を定量的に調べることが可能となる見込みである。最終的には、この数値シミュレーション結果と前項1.に述べた実験結果を総合して、構造設計における骨組解析に用いるための非線形回転バネの特性に適用できるような、無補強半剛柱梁接合部の繰り返し弾塑性挙動の数式表現を提案することを目指す。1.柱軸力が無補強柱梁接合部の力学挙動に及ぼす影響今年度は、柱軸力が無補強H形鋼柱-H形鋼梁接合部の力学挙動に及ぼす影響に関する実験的研究を実施した。具体的には、これまでの研究で実施してきた柱梁接合部局部引張実験について、さらに柱相当部に柱軸力に相当する圧縮力を作用させながら局部引張実験を実施した。柱相当部に与えた圧縮力の大きさは軸力比で約42%であり、強震時における高層建築架構に生じる最大の柱軸力に相当するレベルの圧縮力である。本実験の結果を詳しく分析して、高層鉄骨建築架構への無補強柱梁接合部の適用可能性を検証する予定である。2.半剛接接合部の力学的挙動を評価するための有限要素解析による数値実験前年度・今年度の実験的研究や耐力評価式に関する解析的研究を補足するために、汎用有限要素解析プログラムを用いて半剛接接合部の力学的挙動を評価するための数値実験を実施した。数値実験では接合詳細におけるパラメータの感度を定量的に確認できるため、耐力評価式の妥当性検証には有効である。本研究課題で研究対象とする半剛接接合部の有限要素解析による力学挙動予測は、本研究グループによる実績がある。今年度の研究では、関連文献を精査し、既往の研究で使用した解析モデルの改良(収束性の向上、計算時間の短縮)に関する検討を主に行った。最終年度である次年度においては、改良された解析モデルを活用して網羅的な数値計算を実施して基礎データを蓄積し、無補強柱梁接合部を実務で本格的に活用する上で必要な接合部性能の算出手法を提示することを目指す。1.柱軸力が無補強柱梁接合部の力学挙動に及ぼす影響柱軸力が無補強H形鋼柱-H形鋼梁接合部の力学挙動に及ぼす影響を明らかにするために、前年度に実施した載荷実験に引き続き、有限要素解析による数値実験を行った。数値実験の妥当性は、数値実験結果と前年度に実施した載荷実験結果とを比較することで確認できた。

載荷実験では柱部材に軸力比約40%相当の圧縮軸力を作用させたが、数値実験ではこの軸力比に関するパラメトリックスタディを行った。その結果、柱軸力の大きさに応じて無補強柱梁接合部の耐力がどの程度低下するかを定量的に把握することができた。そして、無補強柱梁接合部の耐力に及ぼす影響を無視できる柱軸力比が30%程度であることを明らかにした。2.方杖部材端接合部への無補強接合の適用可能性に関する検討前年度までの無補強柱梁接合部の研究結果を方杖部材端接合部に適用するための検討を行った。既往の無補強方杖部材端接合部を有する部分架構の繰り返し載荷実験結果を分析した結果、方杖材端接合部の局部挙動が接合部局部引張実験結果と概ね符合することが確認できた。したがって、無補強方杖端部接合部に対しても、前年度までの無補強柱梁接合部における研究成果が応用できる可能性が拓けたことになる。併せて、方杖部材周辺(梁部材、方杖端接合部、柱端接合部)の耐力のバランスを変えることで方杖付き架構の多様な構造設計が可能性であることもわかった。この点については、既存鉄骨造建物の耐震補強における方杖部材への応用が考えられるので、今後の研究課題としたい。
トップマネージャーの変革型リーダーシップ獲得に影響した省察的内省のメカニズム解明

看護部長は時代のニーズに即した病院組織へと変革していくリーダーシップが求められる。効果的なリーダーシップの構築には「現場での経験」が重要とされ、この具体的経験について、経験の意味の探求や失敗からの学びなど「省察的内省」することから個人が経験を知識や能力として体得できるとされる。看護部長が効果的なリーダーシップとされる変革型リーダーシップを獲得した背景には、日常の具体的管理経験と省察的内省が関連していると予測されるが、看護部長の変革型リーダーシップ獲得に影響した省察的内省のメカニズムは定量的・定性的に調査されておらず、変革型リーダーシップ獲得のために省察的内省を効果的に行うためのエビデンスは不足している。以上から、看護部長が変革型リーダーシップを獲得に影響した省察的内省のメカニズムの解明を目的とする。平成30年度は、定量的調査については次のように進めた。変革型リーダーシップの先行要因及び省察的内省を促進する要因についての国内外の文献についてレビューを行い、その結果に基づき変革型リーダーシップと省察的内省に関する質問紙の作成を行った。具体的な質問紙の作成過程については、1原著者に使用許可を取り、変革型リーダーシップの日本語版の作成(バックトランスレーションを含む)を行った。2省察的内省の日本語版の使用許可の承認を原著者と日本語版を作成した研究者から取得した。3変革型リーダーシップと省察的内省に関連する要因ついて研究協力者と議論し、関連要因を抽出した。定性的調査については、変革型リーダーシップと省察的内省経験に関するインタビュー調査のためのインタビューガイドを作成した。本研究について、倫理審査委員会に申請した。平成30年度は、変革型リーダーシップおよび省察的内省の文献レビューが予定よりも早く終了し、質問紙の作成および倫理審査に申請が行えた。さらに、文献レビューの結果について国内学会のみならず国際学会で発表したことなどによりおおむね順調に発展していると判断できた。平成31年度は以下を予定している。1)質問紙調査のプレテスト実施2)全国の200床以上の病院から層化抽出した1000病院の看護部長に質問紙を郵送調査を実施。作業の効率化を図るために、質問紙の印刷や郵送は外部委託する。3)インタビュー対象者のリクルートを実施看護部長は時代のニーズに即した病院組織へと変革していくリーダーシップが求められる。3)インタビュー対象者のリクルートを実施今年度はおおむね予定通りに計画が実施できた。しかし、来年度は予備調査、本調査、インタビューのリクルートと実施予定が多いため、効率化を図り研究を進める必要がある。当初は質問紙調査の印刷、封入、発送のみを外部委託する予定であったが、調査の効率化を目的に対象者の層化抽出も外部委託することとなったため予算に変更が生じた。それ以外に、質問紙郵送費、研究成果発表にかかる費用、消耗品等を主な費目として使用する予定である。
日本におけるEOLケア教育のカリキュラム作成～我が国の実態と改善点を踏まえて～

看護基礎教育におけるEOL(エンド・オブ・ライフ)ケア教育の実態を把握するとともに、看護学生のEOLケアに対する態度を評価した。これらの結果を踏まえ、EOLケア専門家パネルにより、日本において実行可能で、効果的なEOL教育カリキュラムを検討した。その結果、「EOLー終末期援助論(30時間程度)」として、I.終末期の概念・文化的配慮、終末期を取り巻く医療の現状と課題、II.終末期における看護、III.痛みのマネジメント、IV.症状のメカニズムとマネジメント)、V.ライフサイクルによる終末期の特徴、VI.臨死期のケア、VII.家族のケアを含めた教育カリキュラムの作成の必要性についてコンセンサスが得られた。日本では総人口に占める65歳以上人口の割合がすでに20%を超え、今後死亡数が増加し続けることが予測される。このような多死社会の中で、看護師による質の高いEOLケアは一層重要となっている。2009年には、看護基礎教育の中にいて「終末期看護」に関する学習内容を含むようにカリキュラム改正されている。しかし、カリキュラム改正後、実際にどのようなEOL教育がどの程度実施されているか、また学生にどのような影響を与えているかはあまり明らかでない。本研究は、日本において実行可能で、かつ効果的なEOL教育カリキュラムを提案することを目指し、その第一段階として、看護基礎教育におけるエンド・オブ・ライフ(終末期:以下EOL)ケア教育の日本の実態を把握するとともに、看護学生のEOLケアに対する態度を評価することを目的とした。EOL教育の実態把握として、今年度はシラバス調査を実施した。医療関係者養成施設(http://youseijo.mhlw.go.jp/)に掲載されていた746校(大学215校、短大23校、専門学校508校)の学部長・学科長・校長宛に依頼状を送付し、シラバスの提供を依頼した。シラバスの提供に同意する看護師養成学校は、返信用封筒にシラバスあるいは自校のホームページからシラバスをダウンロードすることの同意書を同封し、調査事務局に送付した。本調査研究は、千葉大学大学院看護学研究科の倫理審査委員会の承認を得て実施した。シラバス調査の協力を依頼した746校のうち、67校(回収率9.0%)からシラバスの提供が得られた。得られたシラバスから、現在、EOLケアに関連する教育が行われている科目(教養科目・基礎科目は除いた専門科目)、項目、授業時間数を把握し、分析を行っている。本研究は、看護基礎教育におけるエンド・オブ・ライフ(終末期:以下EOL)ケア教育の日本の実態を把握するとともに、看護学生のEOLケアに対する態度を評価することを目的としている。平成26年度(2年目)は1年目に得られた65校のシラバスから、EOLケアに関連する教育が行われている科目、項目、授業時間数を把握した。死生学などを含めても約半数(44.6%)の学校しか何らかのEOLに関する科目を開講していなかった。EOL関連の授業時間数の平均(標準偏差)は15.5±8.9コマ/校,範囲は3-38コマ/校と幅広かった。必修科目の中でのEOL関連の授業数は大学よりも専門学校に多かった(9.3 v.s. 11.3コマ)。さらにシラバス返送がありかつ同意の得られた42校からランダムに抽出した30校の1年生と3年生(大学では4年生、以下最終学年生)を対象に「終末期にある患者とその家族に対するケアについてのアンケート」調査を行った。3,638部を配布し、1年生391人、最終学年生305人から有効回答が得られた(有効回収率19.1%)。年齢や入院経験、看取り経験を考慮しても、最終学年生は1年生よりも死にゆく人に対する態度が肯定的で、EOLケアに関する知識も高かった。しかしながら、シラバスに記載されているEOL関連授業時間数とこの態度や知識には関連がなかった。この結果は平成27年7月Sigma Theta Tau International Nursing Research Congressで発表予定である。また2年目は同時に米国、フィンランドにて、EOL教育のインタビュー調査を実施した。平成27年度(3年目)は、これまでの研究結果と先行研究をもとに、専門家パネルによるデルファイ法を実施し、日本において実行可能かつ効果的なEOL教育カリキュラム案をまとめ、報告する。我が国がむかえる多死社会への対応として、看護師によるEOLケアの提供体制を整備し、その質を高めることは重要な課題となっている。その重要な基盤を作るのは、看護師養成機関における基礎教育である。そこで、本研究は、日本における基礎教育の実行可能性を踏まえた上で、効果的なEOL教育カリキュラムを作成し、提案することを目的とした。EOLの教育カリキュラムは3段階で作成を行った。第1段階は、EOL教育の実態把握として、医療関係者養成施設に掲載されていた746校(大学215校、短大23校、専門学校508校)に依頼状を送付し、シラバスの提供を依頼した。第2段階として、シラバス調査での返送があり、かつ同意の得られた42校からランダムに抽出した30校の1年生と最終学年の看護学生を対象に、「終末期にある患者とその家族に対するアンケート調査」を実施した。第3段階として、第1、2段階で行った調査、米国・フィランドで行ったEOL教育のインタビュー調査を踏まえ、EOL教育カリキュラム案を作成し、専門家パネルにより検討を行った。

その結果、「EOL-終末期援助論(30時間程度)」として、「I.終末期の概念・文化的配慮、終末期を取り巻く医療の現状と課題」「II.終末期における看護(コミュニケーション・意思決定支援、終末期における心理的・社会的・身体的反応、終末期におけるサポート体制)」「III.痛みのマネジメント(トータルペイン、スピリチュアルケア、疼痛コントロール)」「IV.症状のメカニズムとマネジメント(倦怠感・浮腫・栄養不良、呼吸器症状、消化器症状、精神症状に関するケア(薬物療法含む)」「V.ライフサイクルによる終末期ケアの特徴(小児、周産期、成人、高齢者、認知症)」「VI.臨死期のケア(エンゼルケア等)」「VII.家族のケア(予期悲嘆、遺族ケア等)」の内容を含めた教育カリキュラムについてコンセンサスが得られた。研究計画書に示した、1シラバス調査、2EOLケアに対する態度と自信に関する自記式質問紙による調査(タイトル「終末期にある患者とその家族に対するアンケート調査」)を実施し、その結果に加え、米国・フィランドのEOL教育に関するインタビューから得られた知見も反映し、EOLに関するカリキュラム案を作成し、専門家パネルより検討し、コンセンサスを得ることができた。研究計画書に記載した研究事項は終えたが、研究成果から得られた知見をさらに深めるために、海外等の研究者と情報交換を行うこととし、1年延長すこととした。本研究は、看護基礎教育におけるエンド・オブ・ライフ(終末期:EOL)ケア教育の日本の実態を把握するとともに、看護学生のEOLケアに対する態度を評価するものである。さらに、諸外国の教育カリキュラムや先行研究と比較して、日本のEOLケア教育の改善すべき点を抽出し、EOLケア専門家パネルに基づき、日本において実行可能で、効果的なEOL教育カリキュラムを提案することを目的とした。EOL教育カリキュラムは3段階のプロセスで作成した。第1段階は、EOL教育の実態把握として、医療関係者養成施設に掲載されていた746校(大学215校、短大23校、専門学校508校)に依頼状を送付し、シラバスの提供を依頼した。第2段階として、シラバス調査での返送があり、かつ同意の得られた42校からランダムに抽出した30校の1年生と最終学年の看護学生を対象に、「終末期にある患者とその家族に対するアンケート調査」を実施した。第3段階として、第1、2段階で行った調査、米国、フィンランドで行ったEOL教育のインタビュー調査を踏まえて、EOL教育カリキュラム案を作成し、専門家パネルにより検討を行った。その結果、「EOLー終末期援助論(30時間程度)」として、以下のの内容を含めた教育カリキュラムの作成の必要性についてコンセンサスが得られた。I.終末期の概念・文化的配慮、終末期を取り巻く医療の現状と課題II.終末期における看護III.痛みのマネジメントIV.症状のメカニズムとマネジメント)V.ライフサイクルによる終末期の特徴VI.臨死期のケアVII.家族のケア看護基礎教育におけるEOL(エンド・オブ・ライフ)ケア教育の実態を把握するとともに、看護学生のEOLケアに対する態度を評価した。これらの結果を踏まえ、EOLケア専門家パネルにより、日本において実行可能で、効果的なEOL教育カリキュラムを検討した。
フェアリー化合物の菌類におけるホルモンとしての証明

フェアリーリング惹起物質として、コムラサキシメジ菌糸体培養濾液から単離された2-azahypoxanthine (AHX)及びimidazole-4-carboxamide (ICA)は分類学上の科に関係なく様々なキノコに内生していることが判明し、更に、多くのキノコの成長を制御していることが示唆された。このようにAHXとICAはこれまでに未同定であるキノコにおけるホルモンの有力な候補であり、ホルモンとして証明するべくコムラサキシメジを供試菌として、両化合物の生合成研究を行った。先行研究によって、AHX及びICAはプリン代謝経路から生合成されることが判明している。その中間体である5-aminoimidazole-4-carboxamide-ribotide (AICAR)から、AHX及びICAの推定生合成前駆体であるAICAへの変換はadeninephosphoribosyltransferase (APRT)によって触媒されると仮説を立てた。そこで、大腸菌を宿主としてコムラサキシメジ由来APRT遺伝子を過剰発現させ、組換えタンパク質rLsAPRTを調製した。In vitro酵素活性試験の結果、AICAの生成が確認でき、LsAPRTがAHX及びICAの生合成における初発反応を触媒することが明らかになった。AHX及びICAの生合成前駆体がAICAであるかを確認するために、2個の炭素が13Cで標識された安定同位体ラベル化AICAの取り込み試験を行った。ラベル化AICAを処理したコムラサキシメジ菌糸体抽出液をLC-MS/MSに供した結果、2個の炭素が13Cで標識されたAHX及びICAを検出することに成功し、AHX及びICAはAICAから生合成されることが明らかになった。現在、AICAからAHXの変換を触媒する酵素を探索中である。我々はAHXやICA (以下、fairy chemicals, FCsと呼称する)がキノコにおける新規のホルモンであるという仮説を立てており、その仮説を支持する結果が得られ、更に、コムラサキシメジにおける両化合物の生合成経路の一部が明らかになったためである。FCsのキノコに対する活性に関する研究成果やコムラサキシメジにおけるFCsの生合成に関する研究成果は、論文を投稿予定である。更に、コムラサキシメジ由来APRTに関する研究成果に関しても論文を執筆中である。研究実績の概要にも記したように、AICAからAHXの変換を触媒する酵素の探索を行う。AICAからAHXの反応を考えると窒素源の供給が必要になる。これまでの研究から、その窒素源はNO synthase (NOS)によってL-Argから生成するNOであることが示唆されている。すなわち、AICAからAHXの変換反応にはNOSが関与していると仮説を立てている。ゲノム解析の結果、コムラサキシメジにはNOS遺伝子が8個存在していることが判明した。これらNOS遺伝子のうち特に発現量が高かった2個のNOS遺伝子の全長クローニングを行い、大腸菌を発現用宿主としたNOSの機能解析を行ったが、現在までに酵素活性を確認できていない。今後は大腸菌発現系を再検討すると共に、酵母と昆虫細胞を宿主とした発現系を新たに構築する予定であり、活性型のNOSによってAICAからAHXの反応が起こるかを確認することが今後の課題である。

研究実績の概要にも記したように、AICAからAHXの変換を触媒する酵素の探索を行う。AICAからAHXの反応を考えると窒素源の供給が必要になる。これまでの研究から、その窒素源はNO synthase (NOS)によってL-Argから生成するNOであることが示唆されている。すなわち、AICAからAHXの変換反応にはNOSが関与していると仮説を立てている。ゲノム解析の結果、コムラサキシメジにはNOS遺伝子が8個存在していることが判明した。これらNOS遺伝子のうち特に発現量が高かった2個のNOS遺伝子の全長クローニングを行い、大腸菌を発現用宿主としたNOSの機能解析を行ったが、現在までに酵素活性を確認できていない。今後は大腸菌発現系を再検討すると共に、酵母と昆虫細胞を宿主とした発現系を新たに構築する予定であり、活性型のNOSによってAICAからAHXの反応が起こるかを確認することが今後の課題である。
HVJリポソーム遺伝子導入法による新たな疾患モデル動物作製のための基礎研究

HVJリポソーム法を用いた生体遺伝子導入による新たな疾患モデル系を確立することを最終目標に揚げ、その基礎検討の結果として以下の知見を得た。1.HVJリポソーム生体遺伝子導入法の技術の確立:発現ベクターpEBActNIIにLacZおよびGFP遺伝子を組み込み、HVJリポソームを作製した。このベクターは、EBウィスルの潜状感染装置を利用したもので、中枢神経系のような非分裂細胞で安定した成績が得られると期待されている。ラット新生仔1および3日齢の右大脳2mm下の部位に50μlのHVJリポソームを接種し、経時的に脳を摘出、固定後X-gal染色もしくは蛍光顕微鏡により観察した。その結果、投与部位においてLacZおよびGFPの発現が観察された。遺伝子改変動物の作製が困難な場合においても、本手法を用いることにより、中枢神経系疾患の解析系を確立することも可能と期待される。2.HVJリポソームを精巣内投与した際の生殖系列への遺伝子伝達性:最近、リポソームを精巣内投与することにより、極めて高率にトランスジェニック動物を作出した事例が学会報告された。そこで、核内移行の効率を向上させたHVJリポソーム法によるトランスジェニック動物の作出を試行した。精巣内投与後4日目の精巣上体からDNAを抽出、PCR法にてLacZ遺伝子の存在を確認した。しかしながら、この時期の雄を雌ラットと交配し84匹の産仔を得たが、ゲノムへの遺伝子の組込みは認められなかった。3.疾患モデル動物におけるポジショナルクローニング:HVJリポソーム法は遺伝子治療の手段としても有用であると期待されるため、ヒト難治性疾患のモデル動物の一つであるtremorラット(海綿状神経変性と欠神様発作を発症)の原因遺伝子をポジショナルクローニング法により同定した。その結果、aspartoacylase遺伝子の欠失が異常表型の原因であることが判明し、このミュータントはヒトのカナバン病と相同であることが明らかとなった。本研究においては、HVJリポソーム法を用いた生体遺伝子導入による新たな疾患モデル系を確立することを最終目標に掲げ、その基礎検討として、(1)HVJリポソーム生体遺伝子導入法の技術の確立、(2)巨大DNA導入時におけるHVJリポソーム法の有用性の評価、(3)HVJリポソーム法の微生物学的モニタリングに対する影響の評価、(4)HVJリポソームを精巣内投与した際の生殖系列への遺伝子伝達性の検討を遂行している。本年度においては、このうち、(1)と(4)について、検討を行った。(1)発現ベクターpEBActNIIにLacZ遺伝子を組み込み、HVJリポソームを作製した。このpEBActNIIベクターは、EBウィルスの潜伏感染装置を利用したもので、特に中枢神経系のような非分裂細胞の遺伝子導入に安定した成績が得られると期待される。そこで、ラット新生仔1日齢の右大脳2mm下の部位に50μlのHVJリポソームを接種し、経時的に脳を摘出、固定後X-gal染色を施した。その結果、離乳後においても、中枢神経系全体で安定したLacZの発現が観察された。以上により、新生仔の中枢神経系に遺伝子を導入する手法の確立に成功したことが明らかとなった。遺伝子改変動物の作製が困難な場合においても、本手法を用いることにより、中枢神経疾患の解析系を確立することも可能と期待される。

(4)最近、リポソームを精巣内投与することにより、トランスジェニック動物の作出に成功した事例が学会報告された。そこで、核内移行の効率を向上させたHVJリポソーム法によるトランスジェニック動物の作出を試行した。精巣内投与後4日目の精巣上体からDNAを抽出、PCR法にてLacZ遺伝子の存在を確認した。この時期の雄を雌ラットと交配し現在までのところ36匹の産仔を得ている。しかしながら、ゲノムへの遺伝子の組込みは認められていない。HVJリポソームを用いた生体遺伝子導入法による新たな疾患モデル系を確立することを最終目標に掲げ、その基礎検討の結果として以下の知見を得た。1.HVJリポソーム生体遺伝子導入法の技術の確立:発現ベクターpEBActNIIにLacZおよびGFP遺伝子を組み込み、HVJリポソームを作製した。このべクターは、EBウィルスの潜伏感染装置を利用したもので、中枢神経系のような非分裂細胞で安定した成績が得られると期待されている。ラット新生仔1および3日齢の右大脳2mm下の部位に50μlのHVJリポソームを接種し、経時的に脳を摘出、固定後X-gal染色もしくは蛍光顕微鏡により観察した。その結果、投与部位においてLacZおよびGFPの発現が観察された。遺伝子改変動物の作製が困難な場合においても、本手法を用いることにより、中枢神経系疾患の解析系を確立することも可能と期待される。2.HVJリポソームを精巣内投与した際の生殖系列への遺伝子伝達性:最近、リポソームを精巣内投与することにより、極めて高率にトランスジェニック動物を作出した事例が学会報告された。しかしながら、この時期の雄を雌ラットと交配し84匹の産仔を得たが、ゲノムへの遺伝子の組込みは認められなかった。3.疾患モデル動物におけるポジショナルクローニング:HVJリポソーム法は遺伝子治療の手段としても有用であると期待されるため、ヒト難治性疾患のモデル動物の一つであるtremorラット(海綿状神経変性と欠神様発作を発症)の原因遺伝子をポジショナルクローニング法により同定した。その結果、aspartoacylase遺伝子の欠失が異常表型の原因であることが判明し、このミュータントはヒトのカナバン病と相同であることが明らかとなった。
農作物の生産・流通システムにおけるアクター間の役割分担のあり方についての研究

日本では伝統的に、国および地方公共団体による強力な保護・管理体制を前提とした農作物の生産・流通システムによって、食料の安定供給や自給率の維持向上が図られてきた。しかし、こうしたシステムをめぐっては、昨今の「民間活力の活用による農業競争力の強化」を目標とした農政改革を契機として、規制改革に伴う根本的な変容と、それに伴う混乱が生じている。本研究は、不安定化する上記システムを今後どのように安定化すべきか、そのためには、国や地方公共団体といった公的部門、農業協同組合をはじめとする農業団体、個々の農業者の各アクターがどのように役割分担を行うべきか、という問題を明らかにするものである。研究一年目にあたる今年度は、日本における農作物の生産・流通システムの望ましいあり方を研究するための準備作業として、同システムにおいて重要な役割を果たしている農業協同組合の法的構造を検討した。具体的には、次のような検討を行った。(1)まず研究の前提として、農業協同組合法の規定をもとに、そもそも農業協同組合がどのような組織なのかについて検討を行った。またその際、他の協同組合(例:水産業協同組合)との異同や、関連する法制度(例えば独占禁止法)との関係についても明らかにした。(2)続いて、農業協同組合の歴史的沿革について検討を行った。具体的には、明治以降、日本において農業団体がどのように発展してきたかを概観したうえで、現在の農業協同組合がいかなる経緯で成立したかを分析した。(3)さらに、農業協同組合が実際にどのような役割を担っているかを検討した。日本の農協の特徴として、一定地域において各種事業を総合的に担うタイプの農協の存在があげられる。本研究では、こうしたタイプの農協が各地域で実際にどのような役割を担っているかについて、検討を行った。以上の分析を踏まえ、農業協同組合がどのような法的構造を備えた団体であるかについて、考察を行った。また、上記の研究を行う過程で、次年度検討する予定であった「望ましい農作物の生産・流通システムを確立するうえで各アクターがどのように役割分担を図るべきか(とりわけ、国家・地方公共団体と農業協同組合がどのような関係を構築すべきか)」という問題についても、一定の示唆を得ることができた。今年度は、当初予定していた計画に沿って、農業協同組合の法的構造に関する研究を進めることができた。またその成果については、次年度に論文として公表する目途が立っている。以上のことから、研究はおおむね順調に進展しているものと考えられる。2019年度もまた、当初の計画に依拠しつつ、次の研究を行うこととしたい。(1)農業協同組合の法的構造に関する研究。その際、今年度の成果も踏まえつつ、当該研究が行政法学上いかなるインパクトを有するかについて重点的に検討を行う。(2)農作物の生産・流通システム全体に関する研究。本研究の総括として、当該システムのあり方について一定の視座を示し、論文ないし研究報告という形で公表することを目指す。

(1)農業協同組合の法的構造に関する研究。その際、今年度の成果も踏まえつつ、当該研究が行政法学上いかなるインパクトを有するかについて重点的に検討を行う。(2)農作物の生産・流通システム全体に関する研究。本研究の総括として、当該システムのあり方について一定の視座を示し、論文ないし研究報告という形で公表することを目指す。
機械学習を用いた原子データインフラストラクチャの開発

核融合プラズマ・宇宙プラズマ・極端紫外光源プラズマなどの分光診断に際限なく必要な原子データセットを、機械学習技術により抜本的に効率よく構築する。特に、断片的に報告される原子データの矛盾のない統合、誤ったデータ・精度の悪いデータの検出、未知のデータの統計的予測、を自動的に行う枠組み(インフラストラクチャ)を開発する。それにより、様々な領域におけるプラズマ分光計測の高精度化に寄与する。
環境影響を考慮したVOC吸着剤の迅速評価法

循環型社会を意識した廃材の再利用による多孔質木質系炭素材料をVOC及び臭い物質の吸着剤に利用するための迅速評価法を確立した。この方法は多孔質炭素材料を約5 mg, VOCを0.11μL使用して、他の試薬を用いずに100分で評価する方法である。VOCとしては、香料、悪臭物質共に評価できる。さらに確立した評価法を国内外での学会発表、講演会等で報告し、論文・解説の他、関連の図書にも記載した。循環型社会を意識した廃材の利用による多孔質炭素材料をVOC及びにおい物質の吸着剤に利用するための迅速評価法を確立する。研究成果を国内外の学会で発表するほか、論文発表を行い、さらに各種講演会で講演して、確立した評価法の普及を図る。本研究の目的は「廃材の再利用による多孔質木質系炭素材料をVOC及び臭い物質の吸着剤に利用するための迅速評価法の確立」である。平成20年度は木質系多孔質エコマテリアルのVOC吸着特性の迅速評価法及びVOC脱着特性の迅速評価法、の2点について評価時間の短縮と複数成分の同時評価法確立を目指すことであった。今年度得られた成果として、吸着、脱着共にVOC成分が2成分共存する系において適用できることがわかった。評価時間は単成分に対して120分であったものを、2成分で100分にまで短縮することができた。また吸着剤の対象もリンゴ搾汁残さに加えて、建築廃材及びオカラから調製したウッドセラミックス(多孔質炭素材料)に広げることができた。今年度の研究過程において、ウッドセラミックスの調製条件のうち焼成温度が重要であることがわかってきた。特に500°C以下の比較的低い温度で焼成した場合に特異的に吸着するVOC成分が材料によって異なってくると考えられた。詳細な研究を現在進めている。これらの成果は4つの国際学会及び2つの国内学会においてあわせて12件の報告を行うことができた。また、学会以外に西本は2件の講演(エコマテリアルフォーラムグリーン購入法を促進するリサイクル技術および製品の調査2008ワーキング、神奈川大学湘南ハイテクセミナー)を行っている。この報告件数は計画を上回るものである。平成21年度は木質系多孔質エコマテリアルのVOC吸着特性の迅速評価法及びVOC脱着特性の迅速評価法、の2点について評価方法の改良と時間の短縮を目指し、適用範囲の拡大を図ることであった。今年度得られた成果として、吸着、脱着共にVOC成分が2成分共存する系において100分で評価できる方法が確立できた。また建築廃材やオカラ等から調製したウッドセラミックス(多孔質炭素材料)の表面処理や熱処理によってVOCに対する選択性が得られることがわかってきた。さらに高分子分析への適用を行った。これらの成果は6つの国際学会及び5つの国内学会においてあわせて15件の報告を行うことができた。また、学会以外に西本は昨年度と同様に2件の講演(エコマテリアルフォーラムグリーン購入法を促進するリサイクル技術および製品の調査2009ワーキング、神奈川大学湘南ハイテクセミナー)を行っている。さらに評価法について図書(熱量測定・熱分析ハンドブック及び高分子分析入門)でも紹介することができた。現在機能水や各種処理を用いた消臭効果について評価をはじめており、論文3報はこの関連である。さらに鉄鋼協会の評価・解析・分析部会において津越3回、西本1回の招待講演を行っている。本研究の目的は、循環型社会を意識した廃材の利用による多孔質炭素材料をVOC及びにおい物質の吸着剤に利用するための迅速評価法を確立する。研究成果を国内外の学会で発表するほか、論文発表を行い、さらに各種講演会で講演して、確立した評価法の普及を図ることである。平成22年度はこれまでに確立した方法を改良し、消臭効果を有するとされる処理(紫外線照射、機能水処理など)の影響を検討すること。目的物質と使用条件に応じた調製法を整理すること及び引き続き国内外での学会発表を積極的に行うことを目標として実施した。分析化学に掲載された論文2報、国際学会4件を含む学会報告19件に加えて、著書2冊、総説3報、解説1報を出すことができた。また津越はこのほかに招待講演4件を行っている。この数は予想を上回る。本研究の目的は評価法の確立に加えて、評価法の普及に重点を置いている。その意味では3年目の研究成果は充分達成できたといえよう。また消臭効果を有するとされる処理の影響に関しても、岡崎の自然科学研究機構の基礎生物学研究所生物機能解析センター光学解析室における共同実験を開始した。成果を発表するには至っていないが、有意な差異が観測され、次年度に継続も決定していることから、最終年度において成果が必ず出せるものと考えている。

また講演も前年度に引き続き同様なペースで実施している。本研究の目的は、循環型社会を意識した廃材の利用による多孔質炭素材料をVOC及びにおい物質の吸着剤に利用するための迅速評価法を確立する。研究成果を国内外の学会で発表するほか、論文発表を行い、さらに各種講演会で講演して、確立した評価法の普及を図ることである。平成23年度は最終年度にあたるため、これまでに確立した評価法の問題点の点検を行い、改良を重ねた上で、さらなる普及を図ることを目的として実施した。また昨年度に引き続き、岡崎の自然科学研究機構の基礎生物学研究所生物機能解析センター光学解析室における紫外線照射の共同実験を本研究に取り入れて行った。直接本研究に関連する成果の一部を分析化学に掲載された論文(西本、津越)として発表したことに加えて、関連する成果を防菌防徽誌(西本)、分析化学(津越)、Analytical Methods(津越)に発表することができた。現在も投稿準備中である。また著書においても関連の評価法を紹介した。さらに国際学会5件(内1件は招待講演)、国内学会16件(内4件は招待講演、1件は受賞講演)において評価法とそのアプリケーションを報告することができた。発表学会は国際学会4学会、国内学会8学会(協会)に及び、広く評価法の普及を計るという当初の目的は達せられたと考えている。昨年度より開始した紫外線照射(分光照射)の共同実験についても主テーマとして2件、熱測定討論会において発表することができた。それ以外にも発表内容に組み込んだ発表もある。紫外線照射(分光照射)の共同実験については、発展テーマとして現在も研究継続中である。本研究の成果の一つである。
マイクロサージェリー用ハプティックインタフェースの開発

本研究では、次世代外科手術支援ロボット技術にとって必要不可欠な基盤技術となる、外科医と手術システムをより密接につなぐことの可能なヒューマンインタフェース技術を研究課題として、脳外科手術時に外科医が感じる手術器械の操作感覚と脳内部組織の触覚を提示可能なマイクロサージェリー用ハプティックインタフェースを開発することを目的とした。先行研究として行ってきた小型6自由度ハプティックインタフェースを適用した脳外科手術操作シミュレータの研究成果より、マイクロサージェリーを対象とした微小な運動および触覚(力覚)を提示可能であり、また、脳外科手術操作の中で基本的な手術操作と位置づけられる、押し込み(引っ張り)、つまみ、切断、剥離の四つの操作を実現可能な新たなハプティックデバイスの開発が必要であることが明らかとなった。これらの要求を考慮し、さらにこれまで用いてきた独自開発された小型6自由度ハプティックインタフェースにおいて実現不可能であった切断操作を実現するために、本研究ではマイクロ剪刀型ハプティックデバイスを開発した。開発した本デバイスでは、脳組織へ与える損害を考慮し最大提示力を1Nと設定、微小な切断感覚を提示するため低摩擦を実現可能なリンク機構を採用し、把持部には実際のマイクロ剪刀をそのまま流用、操作者である外科医へのより臨場感のある感覚提示を目指した。また、デバイス剛性を損なわずに微小な切断力を計測するためにH型力覚センサも独自に開発した。さらに、切断感覚提示を行う制御モデル構築のため、実際のマイクロ剪刀に対して開発したH型力覚センサを組み込み、から切り時のデバイスの運動と切断力の計測を実施し、制御則を含めたデバイスシステム全体を開発した。そして、本デバイスを用いた基本的な切断力提示実験、豚の脳組織の切断実験の結果より、その有効性を示した。本研究課題では、次世代外科手術支援ロボット技術にとって必要不可欠な基盤技術となる、外科医と手術システムをつなぐヒューマンインタフェース技術を研究目的とし、脳外科手術時に外科医が感じる手術器械の操作感覚と脳内部組織の触覚を提示可能なマイクロサージェリー用ハプティックインタフェースを開発することを目標とする。(※マイクロサージェリーとは、実体顕微鏡の下で行われる外科手術のことであり、近年、眼科、脳外科、形成外科などの複数の分野で注目、利用されている。)本年度は次の二つの取り組みを行い、外科医が実際に行うマイクロサージェリーの特徴や性質を考慮したハプティックデバイスおよびその制御装置を開発することを目標とした。(1)外科医の行うマイクロサージェリー用手術器械の操作動作と操作力、それぞれの計測および解析(2)解析結果より、マイクロサージェリー用ハプティックインタフェースの設計要求を定め、それを満たすデバイスおよび制御システムの設計・開発脳外科手術における術式を考慮すると、勢刀、ピンセット、脳ベラの三つの手術器械に対して、基本となる操作感覚・触覚が含まれると考え、本研究ではこの三つを対象手術器械としたハプティックインタフェースを開発する。しかし、手術器械の可動範囲や操作力、触覚の反力などの詳細情報が未知である。そこで、定量的な評価基準を決めるため、マイクロサージェリー用手術器械を外科医に使用してもらい、その際の操作動作および操作力を実際に計測し、解析する。この際、器械の剛性低下を押さえつつ感度の良い計測が可能な力センサを内蔵した、独自の計測用手術器械を製作する。そして、この解析結果より、実際の外科医の持つ感覚に十分に対応可能なマイクロサージェリー用ハプティックインタフェースを開発する。