hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト脳内ストレス処理過程とストレス関連疾患発症に関する研究

(1)ヒトは、大きく分けてストレスが身体反応を起こしやすいタイプと、そうでないタイプに分けられる。前者では、ストレス負荷に対して脳血流が急激に増加する、脳波の伝達が速くなる、心電図所見で交感神経優位になっているなど、過剰な反応が確認された。(2)また、ヒトにストレスが加わると、血小板が活性化され、血栓を作りやすくなることがわかった。つまり、ストレス耐性の低いヒトでは、ストレス負荷で、血栓性疾患を起こしやすいことがわかった。初年度の研究は、実験システムを構築し、次年度以降の実験プロトコル作成のための基礎的実験を中心に行った。健常人37人を対象に実験を行った。ストレス反応は、近赤外線トポグラフィー法による両側側頭部の能表血流変化、事象関連電位P300、ECG RR間隔周波数解析、血小板自然凝集能、血小板ノルアドレナリン惹起凝集、血中ストレス関連ホルモン、唾液中クロモグラニン、唾液中IgA、唾液中コルチゾルで行った。ストレス負荷は、従来よりわれわれが用いている3分間の暗算負荷法を用いた。本法では、血中ノルアドレナリンの増加とこれに対する血小板自然凝集能の亢進が確認され、一部被験者でP300潜時短縮を確認した。本負荷では、ノルアドレナリンの増加は誘発できたが、アドレナリンの増加を誘発することは出来なかった。また、負荷後ACTH、コルチゾールは逆に減少した。そこで、申請者ら独自のストレス負荷法として、ホラー映画の恐怖場面のみを編集した5分間の映像ストレスを負荷したところ、ノルアドレナリンとコルチゾールの有意な増加を認めた。しかし、本法では、ノルアドレナリンの測定値は変化しなかった。以上より、ストレス反応は、ストレス負荷法により個別に異なる事が示唆され、ヒトにおけるストレス負荷試験は複数種類のストレス負荷を平行して行い、その結果を総合的に評価するプロトコルを作成する必要がある事がわかった。また、ストレス負荷に対する能血流の変動は、被験者の生活歴、教育歴などに大きく左右される予想された。高次大脳機能は、トレーニングによって変わる事を意味し、脳血流をストレス反応評価に用いるためには、なんらかの工夫が必要と考えられた。昨年の実験で、近赤外線トポグラフィー法による脳血流を用いてストレス評価を行う際、ひと工夫必要であることがわかったので、本年は、その方法を検討しつつ、心電図脈拍変動によるストレス評価を中心に行った。ストレス負荷法は、従来より用いている暗算の他に、昨年から採用したホラー映像ストレスを10分間の刺激に延長した。ホラー映像は、疾走、不安、驚愕、残酷、流血の5つのカテゴリーからなり、カテゴリー別にストレス反応を評価した。ストレス評価は、持続的に記録した心電図をHRVモジュールで解析し、変動パワー指数LF/HFを求め、これを比較した。どのカテゴリーのホラーで、最もLF/HFが大きく変化するかは、明らかな個体差があり、各カテゴリーに対し同様の反応を示す被験者は認めなかった。主観的体験として、被験者がどのカテゴリーを最も不快と感じたかを聴取し、LF/HFが最も増加したカテゴリーと比較検討した。その結果、情動の表出としてのLF/HFと主観的体験の問に有意な関係を認めた。つまり、心拍変動を用いれば、個体の情動の主観的体験を推測する事が可能と考えた。被験者25人を虚血性心疾患riskをもつタイプA行動パタンと、タイプBに分けて比較検討した。タイプAでは、ストレスに対する心拍変動の変化が、負荷終了後遷延し、長時間交感神経緊張状態が継続する事が示唆された。交感神経緊張状態が長く続けば、血中カテコラミンも長期間高値となる可能性があり、これがタイプAにおいて、虚血性心疾患riskを高める要因のひとつになるのではないかと考えた。最終年度は、前年度に行った、心電図心拍変動スペクトル解析によるストレス評価法を再度検証した。さらに、ストレス関連疾患の中で、我が国の死因の第2位、第3位を占める心筋梗塞、脳梗塞の発症のトリガとなる、血管内微小血栓形成の測定に関して研究した。血栓形成性評価は、レーザー散乱光式粒子計測法による血小板自然凝集能を測定した。全血流動性の評価はMC研究所性MCFANを用い血流阻害の指標として、われわれが独自に算出した流動曲線変曲点と想定流量と実際流量の差を用いた。また、本年度は、人為的ストレス負荷法として昨年度同様に恐怖映像のほかに、生活習慣病のrisk factorとして周知の喫煙を加えた。対象は前年度同様に若年健常男性ボランティアを用いた。ストレス負荷後、血小板自然凝集における、大凝集塊/小凝集塊比が有意に増加し、血液流動曲線変曲点の有意な早期化、想定流量・実際流量差の有意な増加を認めた。これら所見は、血中カテコラミン増加と相関した。

3年間の研究で、人為的に負荷可能な軽微なストレス負荷でも、心電図心拍変動LH/HF比、事象関連電位P300、血中カテコラミン濃度は変化し、特にLF/HFは負荷したストレスに対する「苦手な度合い」も評価可能であり、客観的ストレス評価に有用であることが分かった。また、代表的ストレス関連疾患である心筋梗塞、脳梗塞発症のトリガとなる微小血栓形成は、われわれの用いた方法で評価可能で、わずかなストレス負荷でもその傾向を確認できた。以上より、ストレス負荷でヒトに脳心血管系ストレス関連疾患を発症させる可能性が示唆され、個体別にどのようなストレスが高いriskを有するかを客観的に評価することが可能であることが示唆された。
顎関節症患者に対するストレスマネージメントシステムの臨床応用

一連の研究で改良を進めてきた携帯型EMGバイオフィードバック装置の臨床応用と,さらなる装置の小型化を目指し無線化へ向けた概究を推進し,装置の臨床応用に向けたバイオフィードバック訓練を行った.日中のクレンチングを自覚し,咀嚼筋痛を訴えるクレンチング習癖者6名(男性3名,女性3名,平均年齢31.2±4.8歳)を被験者とした.記録およびBFには当講座で開発した携帯型BF装置を使用した.記録は昼食を挟む5時間の記録を連続する4日間行った。1日目はBF時の閾値設定をするためベースラインデータを記録,2日目および3日目に電子音を用いた聴覚BFを行った.4日目に再度筋電図の記録を行い,クレンチングイベント数の変化を観察Lた.その結果,1日目と比較して日目において,6名中5名にイベント数の減少が認められた(減少率40100%).そのうち4名は強く短いクレンチングから弱く長いクレンチングになるなど,クレンチングの様相に変化が認められた.本研究結果から,咀嚼筋痛を伴うクレンチング患者に対してBFの効果が認められた.また,効果的なBFを行っていくためには,BFによって生じるクレンチングの変化に対応した閾値設定が必要であると考えられた.一方,無線装置の開発に関しては,複数基板で構成されていた無線ユニットの1枚基板化を目標にした.送信ユニットでは差動計測アンプを実装し,受信ユニットでは出力レベル調整を行いバイオフィードバックレコーダーへの接続(LEMO社のコネクタより信号注入)を行った。送信ユニットと受信ユニットを通して限定された環境下ではあるが,ハードウエアの動作確認を行った.今後の課題として,有線伝送と無線伝送の測定精度検証,電極と送信ユニットの一体化,小型化が挙げられた.一連の研究で改良を進めてきた携帯型EMGバイオフィードバック装置の臨床応用と,さらなる装置の小型化を目指し無線化へ向けた概究を推進し,装置の臨床応用に向けたバイオフィードバック訓練を行った.日中のクレンチングを自覚し,咀嚼筋痛を訴えるクレンチング習癖者6名(男性3名,女性3名,平均年齢31.2±4.8歳)を被験者とした.記録およびBFには当講座で開発した携帯型BF装置を使用した.記録は昼食を挟む5時間の記録を連続する4日間行った。送信ユニットと受信ユニットを通して限定された環境下ではあるが,ハードウエアの動作確認を行った.今後の課題として,有線伝送と無線伝送の測定精度検証,電極と送信ユニットの一体化,小型化が挙げられた.日中に行われる無意識下でのクレンチングは咀嚼筋痛を惹起する口腔悪習癖である.しかし日常生活環境下でのデータ採得は従来の装置ではその形状や大きさから困難とされており,咀嚼筋痛を訴え日中のクレンチングの自覚がある患者の筋活動の実態は詳細に報告されていない.そこで平成16年度はクレンチング習癖者を対象とし被験者の日常生活環境下で計測された筋電図について検討をおこなった.被験者は咀嚼筋の疲労や疼痛を訴えている18名(男性7名,女性11名,平均年齢36.2±14.8歳)とした.筋電図計測には平成14年度に報告した装置を用いた.全被験者の非機能運動時間は162.9276.7sの範囲で,平均は243.3分となった.また各被験者の筋活動量は機能運動時では9.763.6μV・RMSで,非機能運動時では1.210μV・RMSの範囲であった.また,5時間の計測時間中に10秒以上持続する非機能運動が観察された被験者は18人中9人であった.また無線を使用することから,さらなる装置の小型化も検討している.平成16年度は筋電信号として、能動電極信号と不関電極信号の伝送方法を検討した。当初、民生用のステレオ2ch方式のトランスミッターを検討したが、十分なチャンネルセパレーションが確保できないことが基礎実験で判明したので、1つの不関電極に対する独立した2つの能動電極信号を無線伝送する方法は断念した。代替案として、単電源で動作する計測アンプ(DL-2で採用されたBB社INA118の単電源・省電力版)を用いた筋電アンプにより、2つの能動電極信号をそのまま差動信号とし、その出力(アナログ)をFM伝送することにした。

現在、試作品(ブレッドボードレベル)の伝送特性に着手したが、電源系の誘導ノイズ対策、FM受信機とDL-2との接続等問題点が残っている。日中に行われる無意識下でのクレンチングは咀嚼筋痛を惹起する口腔悪習癖である。夜間のブラキシズムに比較し、日中のクレンチングの筋電図的解析はほとんど行われていない。この点に着目し、当教室では日中の日常生活環境下で使用可能な装置の開発および筋電図解析方法の検討を行ってきた。平成17年度はクレンチング習癖者と健常者を対象とし両群被験者の口中の日常生活環境下における5時間連続した筋電図計測を行い、両群間で比較検討を行った。被験者は咀嚼筋の疲労や疼痛を訴え、クレンチングの自覚のあるクレンチング習癖者群13名(男性6名、女性7名、平均年齢27.5±3.8歳)と、健常群12名(男性6名、女性6名、平均年齢28.6±7.1歳)とした。筋電図計測には平成14年度に報告した装置を用いた。筋電図の分析方法としては最大かみしめ量の10%を越えて出現した筋活動をイベントとし、その筋活動持続時間を算出することから日中のクレンチングの出現状況を評価した。その結果,5時間中にクレンチングを行った時間はクレンチング習癖者で500.3±607.5s、健常群で35.1±34.2sで両群間に有意差を認めた(p<0.05,Mann-Whitney's U-test)。イベント数についてみた場合クレンチングと推測されるイベントはクレンチング習癖者群で192.8±228.8回、健常群で25.1±25.4回となり両群間に有意差が認められた(p<0.05,Mann-Whitney's U-test)。また無線を使用することから、さらなる装置の小型化も検討している。平成17年度は差動信号(アナログ)のFM伝送実験を行い、現送信回路において十分な伝送帯域が確保できることをシンセサイザー方式の受信機で確認した。ただし、この受信機は小型化を考慮していない民生品のため、次に専用ICを用いた受信機の小型化を検討した。実験の結果、小型化は実現できるものの受信精度・安定度ともにシンセサイザー方式に劣り、実用化には不適当であることが判明した。現在、これらの諸問題を解決するため、コイン(10円)サイズ(厚み3.3mm)の微弱無線モジュール(プロコム社)の使用を検討中である。このモジュールは送信回路・受信回路・水晶発振回路・変調回路・電源回路のすべての回路を内蔵しているもので、同調操作は不要であり、TYPE A(受信周波数315.120MHz送信周波数315.040MHz)、TYPE B(受信周波数315.040MHz送信周波数315.120MHz)の2種類をたすきがけで用いるものである。これらのモジュールをそれぞれ送信・受信専用(送信側ではTYPE A、受信側ではTYPE B)で用いることにより、送信側はもとより懸案であった受信側の小型化にも貢献するものと考えられる。平成18年度はクレンチング習癖者と健常者を対象とし筋電図計測を岩手医科大学で実施し、無線装置の開発を一関工業専門学校で実施した。効率の良いバイオフィードバック訓練行うために,クレンチング習癖とそれ以外の運動を識別するための閾値設定の方法についての検討を行った.被験者は咀嚼筋の疲労や疼痛を訴え、クレンチングの自覚のあるクレンチング習癖者群13名(男性6名、女性7名、平均年齢27.5±3.8歳)と、健常群12名(男性6名、女性6名、平均年齢28.6±7.1歳)とした。
適合的汎化に基づく情報検索システムの実験的研究

本研究では、検索意図を推定し、それをユーザにも理解しやすい形式で表現できる情報検索システムを提案する。ここでは、検索者が用いる検索語の抽象度に注目して、検索意図の推定を行う。しかし、ユーザは、検索意図を表現するのに適切な抽象度の概念を必ずしも用いない場合がある。そのため、検索意図に応じた適切な抽象度の概念を検索キーワードに用いると、ユーザにも理解しやすく効率的な検索キーワードになると考えられる。そのため、本研究では、電子化辞書やシソーラスに記述されている概念階層構造を利用し、検索意図に応じて検索キーワードを適合的に汎化し、新たな検索式を作成する情報検索システムを提案する。ここで、適切な抽象度の汎化とは、検索キーワードが持つ正解判定の分別能力に関する情報を多く保存する汎化の事である。本年度は、この適合的汎化による検索拡張が、正解文書において補完関係にある検索語の発見を目指しているという点に注目し、適合的汎化による検索拡張の結果をBoolean式として表現する方法について検討を行った。さらに、実際にユーザが利用可能なインターフェースの作成を行った。また、文書中の語の役割を反映した抽象概念の提案手法についても検討を行った。これらの手法の有効性は、実際のユーザ実験によって検討する必要性がある。次年度以降は、ユーザ実験などを通して、本手法の有効性の検証と手法の洗練化を図っていきたいと考えている。
ペニングトラップによる重イオンの高精度質量測定

本研究の目的はペニングイオントラップ装置を用いて短寿命の不安定核原子やマイクロクラスターの質量を従来法より高い精度で測定することにある。本年度は、比較的短寿命の不安定核原子の精密質量測定を行うための準備実験として、放射性同位元素の生成、及び分離実験を重点的に行った。放射性同位元素の生成は、理研リングサイクロトロンで加速した高エネルギー重イオンを金属箔タ-ケットに照射する方法を用いて行った。具体的には、炭素、窒素、酸素、キセノン等の各イオンビームを、金、銀、鉄、タングステン等の金属箔タ-ケットへ照射することを試みた。ターゲット中に生成された放射性同位元素の検出、定量は各同位元素から放出されるガンマ線を計測することで行った。その結果、各々のターゲットにそれぞれ異なる放射性同位元素が何十種類も生成されることを確認した。特筆すべき点は、高融点であることから既存の装置では高精度の質量測定が困難とされているルテチウムやハフニウム等の白金族の放射性同位元素が多数生成されたことを確認した点である。ところで、このような高融点の放射性同位元素を金属ターゲットから分離する手段には、強力なバルスレーザーをターゲットに照射し同位元素を分離、蒸気化するレーザーアブレーション法が有力であると考えられる。本年度ではその準備実験を行うことを目的として真空装置を作製した。今後、真空装置中に設置した金属ターゲットにパルスレーザーを照射しターゲットに含まれる元素を分離、蒸気化した後、レーザー共鳴イオン化法により着目元素のみを選択的にイオン化して検出する実験を行うことを予定している。
ナノスケール空間における個々の分子の光励起電子移動過程

走査トンネル顕微鏡で分子や表面の励起過程を観察しようとするとき、試料基板に電気伝導性が必要であるため、基板への脱励起が深刻な影響を及ぼす。これに対して、原子間力顕微鏡は、絶縁体上での測定が可能であるので、素電荷を容易に検出できる。しかし、原子間力顕微鏡は力学応答を基礎とするため、時間分解能は極めて低く、動的な過程の検出には不向きであると考えられてきた。本研究では、近年、急速に発展した非接触原子間力顕微鏡をベースに、カンチレバーの振動とパルスレーザーを同期させることにより、ミリ秒以下、サブマイクロ秒に及ぶ時間分解能で試料-探針間に働く力を検出することに成功した。非接触原子間力顕微鏡では、局所的な力は、試料が探針に最近接したおよそ1マイクロ秒程度の時間しか働かない。この事実を応用して、パルスレーザー照射による電荷生成の後、ある遅延時間で探針が試料に対して最近接するように制御すれば、時間分解力検出が可能になる。実験では、シリコン基板上に形成した銅フタロシアニン薄摸を試料とし、励起光源として半導体励起YAGレーザーを試料-探針間に浅い角度で照射した。高い感度と空間分解能が得られる非接触原子間力顕微鏡では、探針の振動は自励発振で、その周波数は変動する。従って、外部のトリガーでカンチレバーの振動とパルスレーザー照射のタイミングを制御することはできない。そこで、制御回路を自作し、カンチレバーの振動を一周期ごとに検出し、これをもとに次の周期の運動とのタイミングをとることで、一定の遅延時間制御を実現した。この方法により、実際に遅延時間に対して、半値幅約2マイクロ秒の力学応答を検出することに成功した。光励起電子移動は光合成、光触媒反応、光・電子デバイスの素過程として重要である。電子移動の様子をナノスケールの実空間で追跡することを目標に、手法開発を行っている。本年度は、走査トンネル顕微鏡を用いた実効トンネル障壁測定を行い、単一分子内の電荷分布を直接画像化を行った。探針に一定電圧をかけて、探針-試料間距離sを変えながらトンネル電流Iを測定したとき、その傾きからトンネル障壁φを求めることができる。探針-試料間距離に変調を加えて、トンネル電流の変位をロックインアンプで測れば、局所的な実効トンネル障壁高さの面内分布を画像化することができる。この方法を用いて完全共役ポルフィリン6量体の単一分子計測を行った。この分子は、非常に大きな平面的π共役系をもつ特異なもので、ごく最近、京都大学理学研究科化学専攻において、大須賀グループにより合成されたものである。この分子をSTMで槻察したところ、分子の外形にほぼ対応した平面的な分子像が観測された。さらに、電荷分布を調べるため、実効トンネル障壁像も同時に測定すると、分子中央部の共役ポルフィリン環の部分だけが、著しく暗くなっており、強い電荷移動が起こっていることを示している。さらに周辺のオクチル基の部分は、中心部の電荷によって分極し、周辺より明るくなっていることがわかった。本研究では、分子内分極の画像化にはじめて成功し、電荷移動過程をプローブ顕微鏡で追跡することが、充分可能であることを示した。
交通流の円滑化に資する車両制御システムの研究

本研究は、自動車の交通流の円滑化に新しいソリューションを実現した。ACC(Adaptive Cruise Control)とV2X(Vehicle to Everything)を組み合わせると、制御安定性を確保しながら従来よりも自由に目標車間距離の設計が可能になる。本研究では交通流の円滑化に焦点を当てて目標車間距離を設計した。従来の自動車の車間距離制御はCTG(Constant-Time Gap)かCDG(Constant Distance Gap)歯科存在しない。一般的なACCに用いられるCTGは車間距離が速度に比例する。前走車の無駄な加減速の振幅を減衰したい高速域でのCTGは理想的であるが、前走車との車間距離を拡げたくない低速域でのCTGは後続車に悪影響を及ぼす。また、CDGは速度に因って車間距離を変化させない。前走車の無駄な加減速の振幅を減衰したい高速域でのCDGは、その要求を全く満たさないが、前走車との車間距離を拡げたくない低速域でのCTGは理想的である。EDGは、車間距離が速度のべき乗に比例させることで、低速度域では一定車間距離制御の性質を持ち、高速度域では一定車間時間制御の性質を持つ。EDGの性質の変化は連続的なため、制御設計の切り替えによる制御の不安定化は起きないメリットを持つ。EDGは速度の乗数や係数が、制御設計の性質を変化させるパラメータとなる。本研究では、EDGを用いた制御アルゴリズムの開発を行い、実験による評価から、従来手法よりも交通流の整流効果と省エネルギー化が得られることが明らかとなった。(1) EDG制御系の構築:EDGの車両制御ストラテジに則って実際の車両を制御するためのフィードフォワードおよびフィードバック制御系を構築した。今年度は、前走車との通信によって車両の状態量を共有することを前提として、車群としての運動モデルを定義した。具体的には、前走車の状態量を入力とし、後続車の指令値を出力とするフィードフォワード・フィードバック制御系を得た。(2) EDG制御系のシミュレーション評価:構築したEDG制御系を、シミュレーション評価用コンピュータに構築した複数車両の車両運動を同時並列に算出可能なシミュレーションソフトウェアを開発した。シミュレーションは、構築したEDG制御系に必要な前走車の状態量情報に対して一定の遅延を含ませたり、センサ情報に対して一定の誤差を含ませることを可能とした。評価では、EDG制御系を用いた車両群のほうが、非EDG制御系に比べて、車群全体の平均速度と省エネルギー効果が向上する結果を得た。(3)実車実験に向けた実験車両の構築:平成29年度に実施する実車実験に向けて、EDG制御系を実装可能なように車両を改造した。車両は応募者が以前自動運転の研究で改造を行った実績があるトヨタプリウス(NHW-20)を用いた。車両はEDG制御系を導入し評価するために、CAN情報の取得だけでなく、アクセル・ブレーキの制御が行えるように改造した。また車両は、各種センサを搭載した上で走行実験を行い、車両の各種運動特性モデルを作成した。(1) EDG制御系の構築:予定していたとおり、EDGのEDGの車両制御ストラテジに則って実際の車両を制御するためのフィードフォワードおよびフィードバック制御系を構築した。(2) EDG制御系のシミュレーション評価:予定していた通り、構築したEDG制御系を、シミュレーション評価用コンピュータに構築した複数車両の車両運動を同時並列に算出可能なシミュレーションソフトウェアを開発し、EDG系のシミュレーション評価を行った。また評価ではEDG制御系が有効であることを得た。(3)実車実験に向けた実験車両の構築:一台の車両について、EDG制御系を実装可能なように車両を改造し、各種センサを搭載した上で走行実験を行って、車両の各種運動特性モデルを作成した。二台目については五月中に完成予定である。(1) EDG制御系の実験車両への適用平成28年度に構築したEDG制御系を実験車両に適用した。EDG制御系に必要となる前走車との車間距離の観測のために取り付けたレーザーセンサーを搭載した。実験車両に適用するEDG制御系ソフトウェアの作成には、研究代表者が所有する自動運転ソフトウェアプラットフォームを転用した。また、車車間通信を行うための2.4GHz帯無線モデムを前走車および後続車に搭載した。制御系処理にあたり、制御系処理用コンピュータ前走車および後続車に1台ずつ搭載し。前走車は後続車に対して自社の状態量を、車車間通信を介して送信できるようにした。(2)実験車両の走行検証とEDG制御系の評価平成29年度は実験車両の走行検証を実施した。大学の駐車場において、用意した2台の実験車両を、シミュレーションと同様の実験シナリオに則り、車両を走行させて安定性を評価した。安定性の評価にあたっては、シミュレーションで得られた最も安定性の高いシナリオから徐々に安定性の低いシナリオを実施し、かつ安全が確保できる範囲のみ実施した。実験車両では、安全確保のため、走行時には駐車場を一時的に封鎖して実施した。また、車両については、ハンドルかブレーキを一定量操作すると制御が解除され、手動走行に切り替える機能を持たせた。実験から、自動運転ソフトウェアプラットフォームと車両アクチュエータに起因する制御遅れから、追従運動に発散傾向を有することがわかった。そのため、制御系に改良が必要なことを明らかになった。(1) EDG制御系の実験車両への適用計画通り、平成28年度にEDG制御系を実験車両で走行検証と評価を行うための適用を行なうことができた。

(2)実験車両の走行検証とEDG制御系の評価計画通り、構築した実験車両2台を用いて、シミュレーションと同様の実験シナリオに乗っ取り、走行検証を実施することができた。しかし、計画当初想定されていなかった、本学の次世代モビリティ社会実装研究センターの立ち上げ業務が発生し、エフォートを割く必要ができたため、その後の改良に着手できなかった。(3) EDG制御系の実用に向けた技術的課題の抽出前述の実験車両の走行検証とEDG制御系の十分な評価を実施された後に、計画しているため、未着手である。本研究は、自動車の交通流の円滑化に新しいソリューションを実現した。ACC(Adaptive Cruise Control)とV2X(Vehicle to Everything)を組み合わせると、制御安定性を確保しながら従来よりも自由に目標車間距離の設計が可能になる。本研究では交通流の円滑化に焦点を当てて目標車間距離を設計した。従来の自動車の車間距離制御はCTG(Constant-Time Gap)かCDG(Constant Distance Gap)歯科存在しない。一般的なACCに用いられるCTGは車間距離が速度に比例する。前走車の無駄な加減速の振幅を減衰したい高速域でのCTGは理想的であるが、前走車との車間距離を拡げたくない低速域でのCTGは後続車に悪影響を及ぼす。また、CDGは速度に因って車間距離を変化させない。前走車の無駄な加減速の振幅を減衰したい高速域でのCDGは、その要求を全く満たさないが、前走車との車間距離を拡げたくない低速域でのCTGは理想的である。EDGは、車間距離が速度のべき乗に比例させることで、低速度域では一定車間距離制御の性質を持ち、高速度域では一定車間時間制御の性質を持つ。EDGの性質の変化は連続的なため、制御設計の切り替えによる制御の不安定化は起きないメリットを持つ。EDGは速度の乗数や係数が、制御設計の性質を変化させるパラメータとなる。本研究では、EDGを用いた制御アルゴリズムの開発を行い、実験による評価から、従来手法よりも交通流の整流効果と省エネルギー化が得られることが明らかとなった。(1) EDG制御系の実験車両への適用:平成28年度で構築したEDG制御系を後続車用実験車両に適用する予定である。(2)実験車両の走行検証とEDG制御系の評価:大学のキャンパス内などで、用意した2台の実験車両の走行検証を行う。EDG制御系が必要な情報を想定した範囲内の誤差と遅延で得られているかを確認する。確認後、シミュレーションと同様の実験シナリオに則り、車両を走行させて安定性や追従精度等の評価に必要なデータを取得する。これによりシミュレーション結果の妥当性と、実際の安定性や追従精度を明らかにする。また、シミュレーション結果と実車実験の結果が乖離する場合は、その原因を明らかにする。走行検証や実験の過程で理論的要素以外の技術的課題が生じた場合は、その解決策を講じた上でその効果についても定量的な評価を行う。
近代関西言語における条件表現の変遷原理に関する研究

本研究は,近代関西言語の条件表現の使用実態,推移の具体的なさまを,同時期に成った落語録音資料を用いて明らかにすることを目的とした。具体的な研究活動及び成果は次のとおりである。1.近代関西語研究に利用できる言語資料の整備の一環として,主として大正期から昭和初期に録音された落語資料の文字化を54演目分について行った。そのうち16演目分を研究成果報告書に掲載した。2.落語について,近代大阪語の言語資料としての特性を把握するために,条件表現の用法,及び助詞ガ・ハ(及びそれに対応する無助詞)の用法を指標として,録音資料と速記本との比較という観点から検討した。速記本には,仮定表現の用法において一段階前の使用状況を示す面があり,助詞の無標化の頻度が低いなど,書記言語としての特徴が見出せる。その一方で音声資料には必ずしも明示的に現れてこない言語使用が,速記本の方にわかりやすい形で認められる一面もあり,録音・速記本両方を効果的に用いた研究が重要であることが判明した。3.関西語における条件表現は,大きくはタラを基軸とする表現へという流れがある。ただタラの用法領域との距離関係によって歴史上の遅速があり,またその一方で,タラ条件句固有の特性に馴染まない用法領域では,根強く別の表現(ト,当為表現及び当為表現に準ずる表現領域の仮定形+バ)を維持している。標準語とは異質ながら,大阪語・上方語としての単純化・分析化の具現例であり,地域言語の推移を理解する上で一つの型を示すものとして注意すべきである。本研究は、近代関西言語の条件表現体系を最も合理的に説明する分類基準を解明し、条件表現の使用実態、推移の具体的なさまを整理することを目的とする。その検討の先には、近・現代関西語の文法表現体系の特徴を、標準語との比較において明確にすること、さらには、これまで標準語を対象とした現代日本語文法の諸研究成果を相対化し、把握しなおすことが最終的な狙いとしてある。その目的の下に行った平成17年度の主な研究成果は、以下のとおりである。1.明治現代関西語研究に供する資料収集。実際に落語録音資料を入手し、32演目について文字化する作業を行った。2.落語を近代大阪語の研究資料として用いるに当って、その資料的特性を把握しておくために、条件表現の用法、及び助詞ガ・ハ(及びそれに対応する無助詞)の用法を指標として、落語の音声録音資料と速記本との比較という観点から検討を行った。速記本には、一段階前の言語使用を示す面があり、助詞の無標化に関してもその使用が不活発である事実があるなど、書記言語としての特徴を見出せる面があることを指摘した。3.近代大阪語の順接仮定表現でタラが増加するシステムを把握するために、まず最も適していると考えられる分類基準を提案し、それに基づいてタラの発達の実態を観察、その推移を推し進めた背景について検討した。端的に言えば「話者が主体的に設定を行う」特性が強い場合ほどタラの進出が早い事実があること、また単純なタラへの統合整理ではなく関西語固有の分析的傾向として位置付けられる面があることなどを論じた。本年度は,昨年度行った近代大阪落語の録音文字化作業を継続的に実施し,その資料を用いて昨年に引き続き近代大阪語の条件表現について検討した。具体的な活動内容は次の通りである。1.明治末大正初期録音の落語資料22演目について文字化を行った。昨年度作業分とあわせて54演目の録音文字化資料のうち,特に言語調査上,必要の度合いの高いものから16演目選んで詳細な聞き取り・確認作業を改めて実施し,研究成果報告書に掲載した。2.落語の録音資料と速記本とを原因・理由表現の使用を通して比較した。

その結果,近代大阪語においては,表現者によって同表現の使用には大きな傾向差があること,同表現の使用を指標とすることによって速記本「上方はなし」の速記者についての検討が可能であること,録音資料と速記本とを補い合うことで初めて見えてくる実態があることが明らかとなった。3.〔様相〕表現としての特徴を持つ打消条件句及びラ変・形容詞を受ける条件句では,旧来の仮定表現である未然形+バ,仮定形+バを保持する傾向が強い。その事実関係について録音文字化資料を初めとする諸資料の調査によって明らかにした上で,その状況が生まれる理由について〔様相〕表現の特性から検討した。4.当為表現をなす二重否定形式の打消条件句は強く仮定形+バを維持する傾向があるが,非二重否定形式の当為表現は,他の仮定表現と同様に形式が変化していく。その歴史的な事実を文法化の観点から解釈し,その推移の様相について打消条件句全体および条件表現全体との関係から位置づけた。
米軍統治下の沖縄における奄美諸島出身者の社会地理

1950年、米軍統治下の沖縄島で軍事基地の建設が着手されると、奄美諸島を含む離島から、職と現金収入を求めて一方的な人口移動が起こった。基地周辺の市街地は、基地内外の関連する労働(建設や警備など)ならびにサーヴィス業を中心とする雇用の集積場と化し、多くの労働者が殺到したのである。本研究は、奄美-沖縄間の人口移動に関して、1奄美諸島の人口減少とその人口移動の規模、2奄美諸島出身者の移動先、そして3居住と就業にまつわる社会地理的な状況を明らかにした。二年目に当たる2012年度は、1年目の現地調査(資料取集、聞き取り、フィールドワーク)の成果に基づき、本研究の根幹をなす奄美ー沖縄の人口移動について論文をまとめ、「明軍統治下における奄美-沖縄間の人口移動」として発表した(掲載誌は『立命館地理学』第24号)。一般的な歴史書においては、「沖縄における本格的な基地建設の開始とともに、奄美から沖縄本島に流入してきた人たちは五万人に近かったといわれるが、奄美返還によってその一部は、京阪神や京浜地方に移った」ものの、「そのまま沖縄に残って外人登録を受けた人たちの数も二万八〇〇〇人にのぼり、未登録者を含むと、五四年ごろの在沖奄美出身者は約三万人と推定された」という指摘があるが(中野好夫・新崎盛暉『沖縄戦後史』、岩波新書、1976、71頁)、各種統計を用いて検証したところ、少なくとも統計上は3万弱の規模にとどまることが明らかとなった。ただし、いわゆる密航が頻繁に行われていた当時の状況を考えるならば、「沖縄とともに米軍政下に置かれた奄美から、仕事を求めて沖縄に渡った奄美人は、ピーク時には六万人とも七万人とも言われる」という57万人規模の人口移動が起こったする語りは、むしろそうした統計に記録されない人口フローのありようをうかがわせている。また、沖縄に流入した奄美諸島出身者の分布に関しても、おおよそ明らかになった。すあんわち、当時の那覇市の中心市街地を構成する旧那覇市と旧真和志市、さらには那覇市と連担して市街地化していた浦添村がその中心で、嘉手納基地のゲート前に形成されたコザ市、普天間基地の所在する宜野湾村がつづく。その他も、キャンプハンセン前の金武村や、キャンプシュワーブに隣接する久志村(辺野古)など、米軍関連施設の立地によって市街地化した場所に集積するという特色がみられたのである。本年度は奄美諸島の本土復帰から60年目の節目にあたり、各地で様々な取り組みが行なわれたため、現地調査に当たっては、関連する資料の収集と関係者へのヒアリング・インタヴューを実施した。とりわけ重要だったのは、沖縄与論会ならびに沖縄名瀬会関係者へのヒアリングである。それぞれの会の歴史と現状、居住地分布、職業などに関して多くの情報を得ることができた。この一連の調査の過程で、沖縄名瀬会『創立三十周年記念会誌』(2010年)、沖縄与論会『会員名簿2002年度版』、沖縄奄美連合会『会誌』(1993年)、沖縄喜界郷友会『創立三十五周年記念誌』(1999年)、在沖縄沖洲会『在沖縄沖洲会六十五年のあゆみ』(1989年)などの郷友会誌を収集し、関係者へのヒアリングに当たっては、これら資料の記述に関しても多くの点をご教示いただいた。期間全体を通じて、本研究では1)米軍統治下で奄美諸島から沖縄へと移動した人口の様態ーすなわち、送り出し/受け入れ地域双方の分布ーとその規模(経年変化)、2)奄美諸島出身者の職業分布、さらには3)基地都市の形成過程における居住分化に関して、社会地理学的な検討を加え、それらの諸特性を明らかにした。これによって、もはや忘れ去られたといっても過言ではない「在沖奄美出身者」の境位を捉え返し、米軍統治下という軍事化した生活世界のなかで、いかにして彼ら彼女らがその苦境を生き抜いたのかを論じる一端を切り開くことができたと考えている。さらに、基地都市の形成に焦点を合わせたことで、周辺領野の研究からは抜け落ちた空間の生産をめぐるポリティクスを明らかにすることができ、この過程に孕まれる植民地性の問題をも照射する論点を導き出し得た。このことは、奄美諸島出身者のみならず、沖縄諸島の離島出身者の境位を浮き彫りにする視点であり、今後の研究課題を基礎づけるものとなった。2011年度は、基礎資料の収集・整理・分析に関わる調査研究を推進し、それらに基づく知見を部分的ながらも学会発表ならびに著作のなかで公表した。

具体的には、米軍統治下における奄美-沖縄間の人口移動に関して、『うるま新報』・『沖縄タイムス』における関連記事、1940年代末1953年7月までの奄美諸島の人口動態がわかる統計、『琉球要覧』などの関連する資料、そして沖縄県立公文書館所蔵の『沖縄在住、大島出身者名簿』と題された簿冊を収取し、現時点で統計的に把握が可能と思われる全容を明らかにした次第である。先行研究では規模のみが漠然と語られるしかなかったものの、上記資料の分析を通じて、記録に残された規模だけでなく、送り出し地域の様態、さらには移動先の分布に関しても明らかにし得たことは、大きな前進であったと言えよう。また関連する資料として、奄美出身者の多くが含まれると思われる「無籍者」に関する記事、さらには郷友会誌なども合わせて収集した。これらは、次年度以降、奄美復帰前後の米軍統治下沖縄における奄美諸島出身者の境位を考察する上で、基礎的な資料になると思われる。より精緻な人口移動分析を踏まえて、集住/分散と互助の関わりを追究する起点としたい。さらに、今年度の調査の過程で、奄美出身者が集住した地区の存在が浮かび上がった。これまでの研究においてそうした指摘はなく、沖縄においてはきわめて稀有な事例であると思われる。しかも、そこは歓楽街として開発された場所であり、今後の調査において、社会的ネットワークや物理的な景観を復原する必要を感じている。以上、本年度は基礎的な資料調査・フィールドワークを重ねながら、成果発信に向けての土台をつくったといってよい。一年目の基礎調査が実を結び、奄美-沖縄間の人口移動に関する統計上のデータを踏まえて考察することができたゆえ、おおむね順調に進展しているといえる。また、奄美大島・徳之島・与論島における現地調査を実施し、とりわけ与論島では在沖与論会関係者への紹介を受けたことから、最終年度における掘り下げの端緒が得られたことは大きい。また、文字数の関係で上記概要に記すことはできなかったものの、奄美諸島出身者の集住地区に関する分析もできたので(『立命館大学人文科学研究所紀要』第101号に「戦後沖縄における基地周辺の「歓楽街」ー《泉町》と《辻新町》の成立をめぐってー」として発表)、進捗の度合いは順調である。「研究実績の概要」でも述べたように、沖縄県立公文書館が所蔵する『沖縄在住、大島出身者名簿』の簿冊をすべて複写し、データベース化の作業を完了したことで、本研究は当初の計画どおりに(部分的には計画以上に)に進展している。その成果の一端は、すでに人文地理学会第274回例会で発表し、概要を公表した。またその他の資料に関しても、(県立図書館をはじめ)主だった図書館にも所蔵されていない、入手困難と思われた文献も、幸いにして古書店などで購入することができたので、次年度以降の研究に資するものと期待できるからである。さらにくわえて言えば、当時の状況を知るうえで重要な新聞の複写版が沖縄県立図書館の開架に配架されたことで、一度の現地調査で効率的に記事収集が可能となったことも幸いした。なお、旧知の奄美出身者の方にヒアリングを依頼することもできたので、来年度以降に取り組んで行けるものと確信する。次年度は最終年度に当たる。今後は、質的な調査に力点を移して研究を進めることにしたい。すなわち、喜界島・沖永良部島でのフィールドワークを実施した上で、すでに情報のある与論島出身者を中心に、聞き取り調査を進める予定である。その他、すでにコンタクトのある奄美諸島出身者の方にもお話をうかがい、ネットワークをひろげてゆくことにしたい。生活・就労に関する聞き取りとともに、「差別」のありように関しても、できる限り調査したいと考えている。これと並行して、権利回復にまつわる制度変遷を法令・条例や新聞記事などを通じて整序し、沖縄が本土に復帰する1972年までの在沖奄美出身者の境位を明らかにする予定である。上述したように、唯一ながらも米軍統治下の沖縄における奄美出身者の特定の集住地区が見いだされた。
正極材料として有機硫黄材料を用いた光充電可能な二次電池の開発

外部充電不要な小型電子機器が実現すれば、情報通信技術(ICT)やIoT機器の利便性、メンテナンス性が飛躍的に向上する。現在、太陽電池と二次電池とを組み合わせた電子機器は存在するが、機器が大型化し、携帯型電子機器への応用は困難である。本研究の目的は、外部電源がなくても使用可能な小型電子機器の実現に向け、光による充電機能を有する二次電池正極材料を開発し、光充電できる電池を作製することである。具体的には、ジチオビウレット(DTB)をベースとした有機硫黄材料のジスルフィド結合(S-S結合)の電気化学的充放電(酸化還元)、光充電(酸化)について多様な分析手法を駆使し、(1)高効率光酸化条件の決定、(2)電池セル内光化学反応の機構解明、(3)外部充電不要な光充電の作製、のステップで研究を進める。平成30年度は、「(1)高効率光酸化条件の決定」を主目的として研究を推進した。光酸化によるS-S結合形成条件の探索には、有機硫黄ポリマー正極物質の基本骨格となるDTBを用い、DTB水溶液で実験を行った。光酸化によるS-S結合形成の確認は紫外光吸収測定で行った。S-S結合の形成はpHに敏感であることが知られていることから、pH依存性を調べたところ、DTBの孤立水溶液では、pH 4.5付近で最も効率が高いことが明らかになった。ただし、孤立溶液で光酸化を行う場合、帯電効果により反応速度が低下することが推測される。このため、DTB溶液を外部回路への接続することで、帯電除去を行い、その効果を調べたところ、帯電除去により、光酸化効率が向上することが明らかになった。帯電除去条件下では、光酸化反応はpH 3.1付近で最も効率が高く、反応時定数約360分を達成するに至った。この結果、pH最適化と帯電除去を行わない場合に比べ、DTB光酸化の14倍もの効率化に成功した。当初、孤立溶液での光酸化効率の最適化までを目的としていたが、帯電除去効果を確認し、その条件下で更なる高効率化に成功したため。さらに、光酸化の効率化も10倍以上を達成したため。平成30年度、DTB水溶液の光酸化において、光充電に現実的な時定数を達成できた。今後、先ず、「(2)電池セル内光化学反応の機構解明」を主目的として、研究を推進する。正極活物質に有機硫黄ポリマーを用いて電極表面観察用電池セルを組み立て、電気化学的特性、光照射応答を調べる。応答から電池セル内での光酸化反応を評価し、光充電に向けた条件最適化の課題を明らかにする。
DNA修復機構に着目した顎顔面領域における先天異常発生メカニズムの解明

DNA修復機構に関わる分子とされるReptin欠損マウスの詳細な形態・分子解析に加え、別のDNA修復分子であるPontinを解析することにより、Reptin欠損マウスで認められた先天異常がDNA損傷によるものかを判断する。Cre-LoxPシステムに変異エストロゲン受容体の融合タンパク質であるERを併合させることで、欠損させる部位や欠損時期を自在に操作する。つまり、ReptinとPontinを、狙った部位から、狙った時期に欠損させることで、顎顔面発生におけるDNA修復分子の時間的・空間的な機能が解析でき、顎顔面発生におけるDNA損傷とDNA修復の全貌を把握する。
魚立体筋構造模倣型ソフト水中ロボットの研究開発

魚類の筋肉は左右一対の拮抗筋構造を有し、左右の筋肉の筋節は3つの円錐が連結したような三次元的に複雑な形状をしている。この筋節の複雑形状(以下、連結円錐構造)は、魚が推進に用いる胴体屈曲運動を効率的に行う効果があると報告されている。本研究ではこの連結円錐構造に着目し、その優れた特性を柔軟な人工筋肉で模倣することで、効率的に屈曲動作を生成する魚立体筋構造模倣型駆動モジュールの開発を目指す。また、開発した魚立体筋構造模倣型駆動モジュールを用いて魚型ソフト水中ロボットを制作し、高速・高効率推進可能な魚型ソフト水中ロボットの実現を目指す。
グローバル化時代におけるファッションに関する諸研究の総合化と多極化への企画調査

本研究課題は、「グローバル化時代におけるファッション」に関係する諸研究について、各学問分野において「ファッション」に関する研究に関わってきた気鋭の研究者を招聘して、シンポジウムを開催し、日本における諸研究の現状と将来の発展性について調査し、その成果の上にヨーロッパ、アメリカ、アジア太平洋の各地域および各学問分野の研究動向を調査し、地域および学問分野に横断的な共同研究にむけた企画調査を実施した。1.美術家の森村泰昌、文化人類学の野村雅一、表象文化論の小林康夫、西洋モード史の深井晃子の4名の研究者を招聘して、Fashion Studies in Japanと題するシンポジウムを開催した。2.このシンポジウムでの議題をさらに深めるために、ヨーロッパ、アメリカ、アジア太平洋州の研究動向を、おもに各学問分野別の研究状況や研究雑誌と研究者グループの有無などについて調査した。日本だけではなくアジア太平洋地域において、「ファッション」はいまだ家政学的な範疇に留まっていること、欧米においても学際的であり総合的な"Fashion Studies"としての学問的な地平を整地しつつあるのは英語圏の少数の研究者グループのみであり、ヨーロッパ諸国においても「ファッション」を対象とする学問分野は発展途上であり、各学問分野および地域において分断されていることが海外調査から分かった。3.以上のシンポジウムおよび海外調査の成果を、英文報告書としてとりまとめ、ファッションに関する日本の水準と議論を欧米地域の研究者に公のもととするとともに、シンポジウムの成果を中心に図書として出版する準備を進めている。
急性期リハビリテーションにおける認知機能障害の評価尺度ならびに回復ツールの開発

本研究は,意識障害を起こした患者の急性期リハビリテーション時における認知機能障害の評定尺度,ならびに認知機能回復ツールの開発を目的とした。背面開放座位は,ある一定期間継続することで意識覚醒に有効であり,その際の瞬目回数は回復の指標になることが示唆された。受傷時からあまり遡らない時期の患者の趣味・嗜好にかかわる刺激が認知機能の賦活に有効であり,患者の脳活動を確認しながらリハビリテーションを行うことは有効であると考えられた。3次救命救急施設では、意識障害を起こした患者に対して早い段階からのリハビリテーション(急性期リハビリテーション)が行われる。意識障害は、機能障害を起こしている脳の部位によって覚醒の障害、認知の障害、そしてその両方の障害という3種類に分類することができると考えられている。一方、意識障害を起こした急性期の患者に対して行われるリハビリテーションは、覚醒の障害に対するリハビリテーションが、認知の障害に対するリハビリテーションよりも優先的に遂行されることが多いという現状がある。その理由として、認知の障害に対するリハビリテーションには十分な評定尺度が存在せず、また機能回復を目指せる十分なツールが確立されていないことがあげられる。覚醒の障害と同様、認知の障害についてもリハビリテーションは、社会復帰した際の患者にとって重要であり、早期からの対応が望まれる。そこで「急性期リハビリテーションにおける認知機能障害の評定尺度の開発」と「急性期リハビリテーションにおいて使用する認知機能回復のためのツールの開発」を目的とした研究を行うこととした。初年度における達成目標は、急性期リハビリテーションにおいて使用する認知の障害の評価尺度と、認知機能回復のためのツールに採用する視覚刺激の決定であった。現段階では、モニター上を移動する視覚刺激を追跡する際の眼球運動を測定することで認知の障害を評価するという方向で研究がすすめられている。本年度は、上記の刺激を用いた尺度とツールの開発が目標となる。この際に、尺度、ツールの信頼性、そして妥当性を検証することは大切なことである。医師の診断内容、看護師や理学療法士からのフィードバック、他の判断尺度やツールとの照合が重要な課題となる。特に前年度末に購入した頭部近赤外分光計測装置の有効な利用も目指したい。1.急性期意識障害患者に対する背面開放座位の効果脳卒中や頭部外傷による遷延性意識障害患者に背面開放座位を行うことが,意識覚醒に有効であるという報告がある。本研究では急性期意識障害患者を対象に背面開放座位を行い,意識覚醒の程度をGCSと瞬目回数によって評価することを試みた。対象は脳卒中や頭部外傷による急性期意識障害患者4名であった。入院期間の短い患者3名についてはGCS,瞬目回数ともに大きな変化はみられなかった。一方,入院期間が長かった患者1名については,GCSには大きな変化がみられないにも関わらず,瞬目回数の増加が確認された。計測開始時では背面開放座位時のみ瞬目回数の増加がみられたが,途中より安静時と背面開放座位時との瞬目回数には大きな差が見られなくなった。遷延性意識障害と同様に,急性期意識障害の患者に対する背面開放座位も意識覚醒に有効である可能性が示唆された。2.脳活動モニタリングによる意識障害の認知リハビリテーション意識障害患者の認知活動を脳活動モニタリングにより評価するリハビリテーションの開発を目的とした。受傷後3年6ヶ月と,6ヶ月の意識障害患者を対象者とした。患者の覚醒水準と認知活動を,目視(瞬目等)と小型頭部近赤外分光計測装置により確認した。各患者の認知リハビリテーションに適切と考えられる刺激(動画像等)を,反応を確認しながら探索的に提示した。脳活動モニタリングを用いた認知リハビリテーションの有効性が示された。目視による観察では判断のつきにくい場合でも,前頭前野の脳血流,脈拍数の変化によって患者の認知活動を確認することが出来た。リハビリテーション内容の善し悪しを計測値から相対的に比較することの可能性も示唆された。患者の(特に受傷時からあまり遡らない時期の)趣味・嗜好にかかわる刺激が,有効に認知機能を賦活させる可能性が高いことが示された。
体内埋込み型医療機器のMRI安全性評価のためのMRI温度分布画像化法

体内埋込み型医療機器のMRI安全性のうち,高周波電磁界による発熱の実測試験法では光ファイバー温度計による複数点測定の方法が記載されているが,温度上昇の空間分布を捉える方法にはなっていない.そこでアーチファクトを低減しつつ,十分な温度感度を有するMRI温度分布画像化法の開発を目指した.エコーシフト・スピンエコー法による磁気共鳴周波数法及び複フリップ角勾配磁場エコー法によるスピン格子緩和時間による温度分布画像化法を検討した.前者では従来の勾配磁場エコー法とアーチファクトの点において有意な差がないこと,ならびに後者では温度分布画像を得られるものの励起磁場の不均一の影響が大きいことがわかった.本年度はエコーシフトを使ったシーケンスの妥当性を評価するための準備として、まず磁気共鳴周波数とスピン格子緩和時間(T1)を同時に測定することのできる撮像シーケンスの開発から作業を始めた。まずは体内埋め込み型医療機器がない状態のファントムを準備した。ファントム内部にはポリアクリルゲル(導電率0.45-0.47 S/m,比誘電率64-80)あるいはオリーブオイルを満たした。撮像シーケンスとしては、まず複数のフリップ角を使った勾配磁場エコー法を用いて、この特性を解析した。9.4Tの動物実験用MRIを使って、TR/TE = 30ms/5msとした上で、フリップ角を10度から90度まで10度刻みで設定した。これらの中から2つないしは3つのフリップ角を利用した際に、T1の測定精度が最も高くなるフリップ角の組み合わせを求めた。T1の真値はあらかじめ反転回復法にて実測しておいた。この結果、2つのフリップ角の組み合わせでは、10度と50度の組み合わせが最もT1の測定精度が高く、3つ目のフリップ角を組み合わせても余り精度の向上に寄与しないことが分かった。次に温度を変化させた際の、水プロトンの磁気共鳴周波数とT1の相関を求め、室温から60°Cの範囲で両者が、相関係数0.99以上で相関することがわかった。以上より、まず複フリップ角法が、発熱評価に使えることが明らかになった。さらにMRIを用いた体内埋め込み型医療機器周辺の温度分布を求めるための先験情報として、多くの機器の基本形状が、円筒、円柱ならびに円盤で近似できることに着目した。これらの形状における磁束密度、電界ならびにSARの分布を、有限差分時間領域法で求め、機器周辺の発熱ならびにアーチファクトの生じ具合を評価した。上述のように研究結果は出てきているが、当初計画とやや順番を変えて実施しているため、未知な部分を含めてやや遅れていると評価している。当初は上述の勾配磁場エコーに基づく複フリップ角法よりも先にスピンエコーによるエコーシフト法を優先させる予定であった。しかしこのシーケンスの評価のためには、まず体内埋込みが機器のない状態では最も温度を正確に測定できる磁気共鳴周波数と、それとT1の同時測定を可能にする方法が必要であると考えて、複フリップ角法を先に検討した。来年度に遅れを取り戻す。昨年度までの検討結果に基づいて最適化された複フリップ角法によるT1に基づく温度計測法と、エコーシフト・スピンエコー法による水プロトン共鳴周波数に基づく温度計測法を比較検討した。前者における実験結果からは、励起RF磁場(B1)の不均一の影響が大きく、最適化されたフリップ角の組み合わせ(10°・50°)を使った場合においても、温度分布推定誤差が著しいことがわかった。特に体内埋め込み型医療機器が存在する場合には近傍における磁化率効果が、温度係数-0.01ppm/oCを2桁以上上回るため、近傍の温度分布が測定できないという結果になった。また当初計画したエコーシフト・スピンエコー法においては、温度指標に水プロトンの磁気共鳴周波数を用いるが、この方法においても磁化率効果の影響が大きいことが明らかとなった。このためさらに撮像方法の幅を広げて比較検討を行った。その結果、反転回復法を準備パルスとして勾配磁場エコー法で信号読み出しを行なう方法、ならびに勾配磁場に対するRFパルスの中心周波数をずらせながら信号読み出しを行なう方法にメリットが見られた。現在この両手法について、シーケンスの実装を行なっている。一方、MRIによって生じるRF電磁界ならびにSAR分布、その結果として求められる温度分布について、計算機シミュレーションで求める方法は確立できており、一度シーケンスが確定すれば検証が出来る状態にはなっている。研究実績の概要に示した通り、エコーシフト・スピンエコー法、マルチフリップアングル法とも、体内医療機器近傍における誤差が大きいことが判明した。これにより撮像法を再度検討し直しているため、少し遅れている。本研究において懸案であった、エコーシフト・スピンエコーシーケンス法のシーケンスを1.5Tならびに3Tの臨床機において整備でき、体内埋込み金属がある場合についての金属物近傍のアーチファクトに関する解析ならびにT1による温度計測の詳細を検討した。まずエコーシフト・スピンエコーに関しては当初予定の通り、スピンエコー中心のタイミングから読み出し勾配磁場の中心をΔTEずらせる形で、信号取得を行なった。ASTM2182に示された発熱評価と同一仕様のポリアクリルゲルを満たしたファントムを対象とした。得られた画像を、ΔTEと同程度のエコー時間(TE)による勾配磁場エコーと比較したところ、金属アーチファクトの程度は同程度であった。これは昨年度の昨年度の理論的な検討結果を裏付けるものであった。続いてスピン格子緩和時間T1の各測定手法を検討した。