hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セルフメディケーションの担い手を育成する医薬品教育プログラムの開発

中学校保健体育科において医薬品に関する内容を題材に取り上げ、医薬品の外箱、添付文書を活用した指導実践を実施した。6週間後に行った質問紙調査によれば、医薬品の正しい使い方の知識は高く、意識や医薬品の学習への興味・関心も継続していた。教員の意識調査では、医薬品に関する知識や情報は大切であると認識していたものの、医薬品教育への抵抗感もあり、医薬品に関する情報が少ないことが明らかとなった。こうした課題を解決するための情報提供に資する教材を作成し、評価検討を行った。また、生徒向けのデジタル絵本教材を作成した。また、生徒主体の課題解決型の学校保健委員会活動を薬剤師の協力を得て実施し、参考冊子を作成した。中学校学習指導要領保健体育科保健分野において、新たに盛り込まれた「医薬品の正しい使い方」に関する指導内容をもとに、授業実践研究を進めた。実施に当たっては、実生活において身近な医薬品の外箱や説明文書を活用し、その内容について生徒のグループ活動を通して重要な事柄に気付くよう指導するとともに、医薬品の成分を用いた実験も導入し興味関心を引きつけるよう配慮した。なお、実施の前後で質問紙を用い、医薬品に関する意識、知識や行動について教育効果の検討を行った。授業実践の介入により、生徒の医薬品に関する基礎的な知識、医薬品の学習に対する意識が有意に向上した。しかしながら、。医薬品の不適切な使用行動については、わずかな改善は認められたものの、顕著な改善にまでは至らなかった。一方、教材開発の一つとして、デジタル絵本の手法を用いた教材開発を進めてきたが、この教材を用いて授業実践を行った。結果については、現在分析中である。また、養護教諭や学校薬剤師による医薬品に関する教育への関わり方については、保健管理や保健指導での医薬品に関する取り扱いや指導を医薬品に関する教育に生かす方向性をもって検討を進めることとした。専門性の高い医薬品に関する教育を進めるに当たって,障壁となるのは保健体育科教員や養護教諭の意識であることから、これら教員を対象に医薬品に関する知識と意識について調査を実施した。その結果、「必要に応じて医薬品使用は大切か」との問いに対し、9割の教員は「大切だと思う」と回答したのに対して、副作用の心配等から医薬品使用に抵抗感を感じている教員は35%以上であった。「医薬品には危険性があるから医薬品の正しい使い方を教えることに抵抗を感じる」と回答した割合が21%、医薬品の授業に当たって知識、情報や資料等の不足をあげる教員も多く、こうした課題を克服するための働きかけが必要であることが明確となった。以上を踏まえ、医薬品に関する教育を進める上で障壁となる課題を解消するため、課題解消に役立つ教員向けのパンフレットを作成・配布し、その効果について調査を実施し、さらに修正を加えた。医薬品に関する教育を進める際に有効な効果が期待できる教材の開発を進め、デジタル絵本の手法を用いた教材を開発した。平成26年度は、セルフメディケーションの考え方に基づき、医薬品に関する教育の推進策の一つとして、生徒となって活動する生徒学校保健委員会の実践を進めた。すなわち、セルフメディケーションの担い手を育成するためには、生徒による本課題での関わりが必須と考えられるからである。実施に当たり、医薬品の専門家である学校薬剤師との連携協力のもと、生徒が主体的にセルフメディケーションを実行する手段の一つとして「薬局の活用」について意識を高めるために生徒の事前の意識調査をもとに、日常生活における医薬品の重要性、薬局の活用、医薬品の適正使用について、生徒自ら気づきその意義について体験的に学ぶことを狙いとするものである。成果として「セルフメディケーション今、私たちに求められる健康管理」を作成し、高等学校に配布し教材としての活用を図った。なお、医薬品に関するデジタル絵本教材については、その成果をまとめ現在投稿中である。さらに、生徒を対象とした意識調査については分析を進めている。保健体育科教員や養護教諭が、学習指導要領に基づき中学校や高等学校保健体育科に盛り込まれている医薬品に関する指導を実施するに当たり、教員が抱く医薬品に対する意識を調査した。その結果、副作用などの心配から医薬品使用に対して抵抗感があること、医薬品の授業に当たって知識、情報や資料等が不足している点などが明らかとなった。このため、課題解消に役立つ教員向けのパンフレットを作成・配布するとともに、その内容について検証を進めた。また、デジタル絵本の手法を用いた教材を開発しホームページにてアップしている。中学校、高等学校において医薬品に関する指導が円滑に進められるよう、教育プログラムの開発を進め学校現場での実践を積み重ねた。なお、プログラムにおいては、医薬品の空箱、説明文書などを活用するとともにブレインストーミングを活用したアクティブラーニング、ゲストティーチャーとしての学校薬剤師による実験などを取り入れ、理解が深まるよう配慮した。これらのプログラム実施に当たっては生徒の意識や理解の程度等について事前事後の評価を実施した。成果については論文として発表済みである。一方、医薬品に関する指導は保健学習ばかりでなく、特別活動における保健指導も重要な活動である。本研究のねらいである「セルフメディケーションの担い手」を育成するという趣旨は、生徒が主体的に医薬品を正しく理解し実生活で実践することで達成できるものと考えられる。このため、生徒学校保健委員会を活用し、生徒が学校薬剤師等の協力を得ながら医薬品に関する正しい理解を深めるよう実践化を図った。

また、生徒向けのデジタル絵本教材を作成した。また、生徒主体の課題解決型の学校保健委員会活動を薬剤師の協力を得て実施し、参考冊子を作成した。(理由)中学校での授業実践はすでに実施済みであり、デジタル絵本教材を活用した授業も実践は終了している。デジタル絵本教材を用いた授業実践の授業評価も終えており,分析の上、現在投稿中である。高等学校において、生徒保健委員会が主体となり、「セルフメディケーションに基づく健康管理」に焦点を当て、医薬品の意義、薬局の活用などについて事前事後の調査を行うとともに、パンフレットを作成し配布した。学校保健今後、研究計画に基づき、中・高校生の医薬品に関する正しい知識と使用実態について、調査結果をまとめる。また、プログラム作成及びフォーラムを開催し普及啓発するとともに効果検証を実施する予定である。中学校において医薬品に関する教育に関する授業実践を実施し、実施前後の生徒の知識や、意識の変容についてはすでに調査を終えた。養護教諭による特別活動や総合的な学習の時間での医薬品に関する指導についても実践化をはかった。また、開発したデジタル絵本教材を用いた授業実践、及びその前後の生徒の知識や意識の変容についても調査を終えたところであり、現在分析中である。中学生を対象とした医薬品に関する知識や意識については現在解析中であり、さらに調査対象の拡大に向けて進めているところである。中学校の保健学習担当教員の「医薬品に関する知識理解」や「医薬品に関する指導」への意識について質問紙調査を実施し、分析を行った。さらに、分析結果を踏まえ教員の理解が深められるようなパンフレットを作成・配布した。配布後、パンフレットの評価について調査を実施し、結果を基に改善点を抽出し修正を加えた。近畿の中学生を対象に医薬品に関する知識や意識について,質問紙調査を実施した。また、医薬品に関する教育を進める際に有効な教材としてデジタル絵本教材を作成した。以上については、当初より24年度実施予定にあげた内容であり、おおむね順調に進んでいると考える。研究協力者との打合せのための会議が予定回数よりも少なかったため今後、計画に基づき、中・高校生の医薬品に関する正しい知識と使用に関する意識について質問紙調査を実施する予定であるが、その際、調査対象となる地域を拡大する。作成された指導案で実施した授業の事前事後の評価をもとに、指導案の改善を図るとともに、教科、特別活動等での保健学習及び保健指導で構成されるプログラムの構築を図る。その際、知識及び意識に関する質問紙調査から導き出された生徒像を踏まえて検討を進める予定である。
スマートフォンを用いた簡易支持力測定システムの開発

本研究では,鉄球を落下させることで,地盤に衝撃的な荷重を作用させ,地盤表面に発生する加速度から支持力を評価する試験法を開発した.試験をより簡便に行うために,加速度の測定にはスマートフォンに内蔵された加速度センサの活用を試みた.まず,スマートフォンから出力される加速度データを取得し,そのデータをファイルへ記録するためのスマートフォン用アプリケーションを作成した.また,種々の舗装構造を対象に数値解析を行い,路盤や路床の弾性係数と地盤表面に発生する加速度の関係を明らかにした.この弾性係数と加速度の関係に基づいて,スマートフォンで測定した加速度から直接的に路盤や路床の支持力を推定する方法を提案した.本研究は,載荷板を用いずにより簡易な試験で路床や路盤の支持力を評価するシステムを構築することを目的としている。試験の簡便性を向上させるために,載荷方法は鉄球を落下させるのみとし,また,載荷に伴い地盤表面に生じる加速度をスマートフォンに内蔵された加速度センサで測定し,その加速度に基づいて路床や路盤の支持力評価を試みる。まず,スマートフォンに内蔵された加速度計から出力される加速度データを収集するためのスマートフォン用アプリケーションの開発を行った。アプリケーションの開発に用いた言語は,Javaである。開発環境は,Android Studio (Ver. 1.4)およびJDK7 (Ver. 1.0.7_79)である。開発したアプリケーションでは,スマートフォンに内蔵された3軸方向の加速度の時系列データをCSV形式のファイルで保存し,そのファイルを指定するメールアドレスに送信することが可能である。次に,開発したアプリケーションをスマートフォンに実装し,鉄球による地盤の載荷状況の把握を試みた。粘性土地盤上に鉄球を任意の高さより落下させ,地盤表面に生じる加速度をスマートフォン(ASUS_Z00AD)および実際の加速度計(ARF-200A,東京測器研究所)を用いて計測し,両者の比較を行った。実際の加速度計で得られた結果では,鉄球の落下高さを高くすると地盤に生じる最大加速度が大きくなること,また,各落下高さについて,類似した加速度波形が得られることが確認された。一方で,スマートフォンで得られる加速度は,測定毎に最大加速度が変動し,波形データにも再現性が確認できなかった。このことは,鉄球の落下による地盤の載荷周期が著しく短いため,スマートフォンでの測定に適さなかったためと考えられ,計測精度を向上させるために荷重の載荷周期を長周期化する工夫が必要であることが確認された。本研究は,鉄球を落下させることで路盤や路床に衝撃荷重を作用させ,それにより表面に生じる加速度をスマートフォンで計測し,その加速度に基づいて支持力を評価する簡易支持力評価システムを構築するものである。本研究で行う検討項目は,(1)スマートフォン用の加速度計測アプリケーションの開発,(2)鉄球による地盤の載荷状況の把握,(3)加速度による路盤および路床の簡易支持力評価法の検討,(4)多層弾性理論に基づく舗装の構造評価方法の検討の4つである。平成27年度の研究では,当初の計画通り,(1)スマートフォン用の加速度計測アプリケーションの開発および(2)鉄球による地盤の載荷状況の把握を試みた。スマートフォン用の加速度計測アプリケーションの開発では,支持力の評価に最低限必要な加速度の時系列データの取得・保存に加え,データの転送方法の検討を行い,スマートフォンに実装できるまでに至った。今後,本アプリケーションを用いた実験の実施状況に応じて改良を行っていく予定ではあるが,当初の目的を達成したものといえる。鉄球による地盤の載荷状況を明確にしておくことは,本研究を遂行する上で必要不可欠である。粘性土地盤上において実施した試験の結果より,一般的なスマートフォンを用いる場合には,載荷荷重の周期を長くする工夫が必要であることが確認された。そのため,ゴムマットやバネを介した落球による載荷を検討しているが,現状において,あまり良好な結果は得られていない。そのため,当初の目的とした鉄球の落下高さと最大荷重の関係,落下高さと載荷波の形状の関係および落下高さと接地面積の関係の整理までは至っておらず,研究の進捗はやや遅れている。本研究は,路床や路盤の支持力評価を簡便かつ効率的に行う試験法の開発を行うものである.試験方法は,重錘等を路床や路盤上に落下させ,それに伴い地表面に生じる加速度を計測するものであり,その加速度の最大値から路床や路盤の支持力評価を試みる.なお,加速度の計測には,より試験を簡便に行うために,スマートフォンに内蔵された加速度センサを活用する.昨年度の研究では,スマートフォンに内蔵された加速度計からの出力データを記録・保存するためのスマートフォン用アプリケーションを開発した.また,そのアプリケーションを用いて,実際に鉄球を粘性土地盤上に落下させた際に地表面に生じる加速度の計測を行った.その結果,鉄球の落下によって地盤に生じる加速度の周期は非常に短く,スマートフォンに内蔵された加速度計測システムのサンプリング周波数では,十分な精度で計測が行えないことが確認された.そのため,本年度の研究では,載荷周期を長くするために,落下させる物体の重量や材質,および緩衝材の適用等について検討を行い,載荷面にゴムマットやバネを敷くことで,載荷周期の調整が可能となることが確認された.しかしながら,本年度の検討の範囲では,加速度の最大値を十分な精度で計測できるまでには至っておらず,載荷方法については,更なる改良が必要である.

また,路床や路盤の荷重支持性能を簡易的に評価するために,多層弾性理論に基づいて動的荷重に対する理論解を算定し,路盤の弾性係数と変位や加速度の関係を整理した.その結果,同じ載荷荷重であっても,荷重の載荷周期によって応答量が大きく変化すること,荷重の接地面積の影響は,載荷点近傍においてのみ生じること等を確認した.以上を踏まえ,一般的な舗装構造を対象として,単位荷重に対する加速度と地盤の弾性係数との関係を表す図表を作成し,簡易的に路床および路盤の荷重支持性能を評価する方法を提案した.本研究は,路盤や路床に衝撃的な荷重を作用させ,それによって生じる加速度をスマートフォンを用いて測定し,その加速度から荷重支持性能を評価しようとするものである.平成27年度の研究では,スマートフォン用の加速度計測用アプリケーションの開発に取り組み,加速度の時系列データの取得・保存,データのPCへの転送方法について検討し,スマートフォンへ実装するまでに至った.衝撃的な荷重を作用させたときに生じる加速度から路床や路盤の荷重支持性能を簡易的に評価するためには,予め測定対象物の剛性と加速度との関係を明らかにしておく必要がある.そのため,平成28年度の研究では,路床を想定した一層地盤および路床と路盤で構成される2層地盤を対象に,地表面に生じる加速度と地盤の剛性の関係を解析的に整理した.その結果,一般的な舗装構造を対象とした場合,載荷点から離れた位置(2050cm程度)での加速度および変位は,載荷半径の影響を受けないこと,加速度は載荷周期が短いほど大きく,変位は載荷周期が長いほど大きくなり,荷重の載荷周期によって応答量が変化すること,載荷半径や載荷周期によらず,載荷荷重と応答量には線形関係があることなどを確認した.また,以上のことを踏まえて,一般的な舗装構造を対象として,単位荷重に対する加速度と地盤の弾性係数との関係を表す図表を作成し,簡易的に路床および路盤の荷重支持性能を評価する方法を提案した.一方で,過年度の調査で課題として上げられた荷重の載荷方法の検討においては,載荷面にゴムマットやバネを敷くことで,載荷周期の調整が可能となることを確認したが,本年度の検討の範囲では,加速度の最大値を十分な精度で計測できるまでには至らなかった.そのため,加速度記録を用いた多層弾性解析による構造評価方法の検討が未着手の状態となっており,研究の進捗はやや遅れていると判断される.本研究は,路床および路盤の荷重支持性能を簡便かつ効率的に評価するための試験法を開発するものである.本試験では,路床や路盤に衝撃的な荷重を作用させ,それに伴い地表面に生じる加速度を計測し,その加速度の最大値から路床や路盤の荷重支持性能を評価する.なお,試験をより簡便に行うために,衝撃的な荷重の発生には重錘を落下させる方法を,また加速度の計測にはスマートフォンに内蔵された加速度センサの活用を試みた.本研究では,路盤や路床の弾性係数と加速度の関係を明らかにするために,動的荷重によって地表面に生じる加速度の理論解を多層弾性理論に基づいて誘導した.
ホームヘルパー養成研修の質的側面を評価する測定尺度の開発に関する実証的縦断研究

本研究は,1)ホームヘルパー養成研修により参加者の行動・意識がどのように変容するのかを測定・評価するための枠組みと尺度を開発すること,2)養成研修参加者の肯定的変容を促す具体的な研修手法を測定するための枠組みと尺度を開発すること,3)これらの実践的有用性を検証することの3点を,研究の目的とした。以上のような研究目的のもと,13の研修実施主体が実施する「ホームヘルパー養成研修」の参加者534人を対象とした調査から得られた計量的データを分析した。分析には,t検定,重回帰分析,因子分析などの数理統計学的手法を用いた。分析の結果,ホームヘルパー養成研修によって受講生に認められた変容は,ヘルパーとして求められる理念的側面についてのものというよりも,ヘルパーとしての基本的知識や技術や行動姿勢についてのものであることが明らかにされた。また,本研究が開発した新たな効果評価手法が,実践現場での使用において有用である可能性が高いことが示唆された。さらに,ホームヘルパーの変容には,研修実施主体や講師による学習方法上の工夫が少なからぬ影響を及ぼす可能性が高いことが示唆された。今後は,本研究が開発した効果評価指標をもとに,さらに有効な養成研修プログラムとカリキュラム,さらには教育方法を開発することが課題である。1先行研究の探索平成13年5月から8月にかけて、関連文献の収集と分析を行った。本研究の目的とするホームヘルパー養成研修の質的側面の評価に関する縦断的研究は、今だ未開拓な分野であり、本研究の意義を再確認することができた。2研究の枠組みと調査票の設計本研究の目的は、(1)養成研修により参加者の行動・意識がどのように変容するのかを測定・評価するための枠組みと尺度を開発すること(「何が変わるのか」)である。研究者らは、すでにこの目的に基づき平成11年度に、調査票の作成と調査を実施した。本研究では、今回実施した先行研究の探索結果も生かして、先の調査票を見直し新たな調査票を作成した。研究目的の(2)養成研修参加者の肯定的変容を促す研修手法を測定するための枠組みと尺度を開発すること(「何が変容を促進するのか」)については、今回新たに研修実施主体の研修担当者を対象にした調査票を作成した。3調査の実施研究目的の(3)は、(1)と(2)で示した研究の枠組みと調査票の実践的有用性を検証することである。研究目的(1)の調査票は、東京都、千葉県、埼玉県で実施されているホームヘルパー養成研修(1級・2級・3級)参加者を対象に調査を実施中である。研究目的(2)の調査票も、(1)の調査と並行して調査を進めている。次年度にこれらのデーターを分析し、研究の枠組みと調査票の実践的有用性を検証する。本研究は,現在実際に活動しているホームヘルパーに対する現任研修に関し,1)研修効果の質的側面を評価する概念枠組みを新たに設定すること,2)その枠組みに含まれる概念の測定尺度を開発すること,3)効果評価結果を基にした有効な研修プログラムを開発することの3点について,実証的かつ縦断的に検討を行なうことを目的とした。以上のような研究目的のもと,本年度は,分析データの追加収集と,収集されたデータの分析を行なった。具体的な分析データは,15の研修実施主体が実施する「ホームヘルパー養成研修」の参加者を対象とした調査から得られた計量的データを分析した。さらに,ホムヘルパーの変容には,研修実施主体や講師による学習方法上の工夫が少なからぬ影響を及ぼす可能性が高いことが示唆された。
セレンおよびテルルの化学とその応用

本研究は、我が国におけるセレン・テルル化学の第一線で活躍する研究者が、研究情報の交換、研究調査を協力して行ない、1991年に日本での開催が予定されている「第6回セレン・テルル化学国際会議」の開催に向けての必要な準備を行なうとともに、我が国のセレン・テルル化学およびその応用面の研究を飛躍的に進展させるため、研究者の組織化を目的とした。本研究では、セレン・テルルの化学に関し、重要な4つの課題「(1)セレンの化学とセレンを含む機能材料に関する研究」「(2)テルルの化学とテルルを含む機能材料に関する研究」「(3)セレン・テルルの生化学と生理学に関する研究」「(4)セレン・テルルを用いる有機超伝導体に関する研究」を設定し、各課題ごとに数名の研究者からなる検討班を組織した。各班においては、それぞれの専門分野での研究調査、情報収集を分担するとともに、密接な情報交換を行ない、各課題毎の国内外の研究状況について討議した。これら、各班の活動に加え、11月に全体会議を開催した。全体会議では、班員全員による最新の研究成果の発表を行ない、セレン・テルル化学の世界的動向と、各分野における我が国の進むべき方向について検討した。これらの資料を基に、上記国際会議の企画を行ない、1991年7月813日の6日間、大阪国際交流センタ-において開催することを決定した。また、第6回セレン・テルル化学国際会議組織委員会を発足させるとともに、そのテ-マとして反応、合成、構造、理論、生化学、機能材料、その他の7つを設定した。本国際会議は、海外12名、国内2名、計14名の精力的な研究者による特別講演、ならびに一般講演、ポスタ-セッションよりなり、全参加者200名程度を予想している。また、本会議のファ-ストサ-キュラを作成し、国内外に配布した。
工具姿勢最適化に基づく複雑形状の高精度3軸制御曲面加工法の研究

ボールエンドミル工具による多軸制御工作機械を用いた曲面加工では加工面に対する工具姿勢を任意に設定できるため、高能率高精度な加工が期待できる、そのためには最適な工具姿勢を決定する必要がある。本研究課題では、切れ刃位置における加工能率情報を基に、最適工具姿勢の導出方法とその手順を明らかにすることを目的として行った。本研究の成果を以下に述べる。1.ボールエンドミル工具の切れ刃位置における加工能率を工具の傾斜加工実験結果に基づいて定量化した。仕上げ加工条件を用いた平面仕上げ加工を行い、表面粗さを用いて切れ刃の仕上げ加工能率とした。2.工具姿勢の評価が、高能率加工が可能な加工面積を基づいて行われた。全体の加工面積に対する高い加工能率で加工される加工面積の比を用いて評価値とした。3.工具姿勢評価のために、加工面を必要精度で細かい3角形(ファセット)に分割し、それらを最小加工単位とした。4.工具姿勢評価と工具やホルダーの干渉問題を同時に解決できる手法として、工具切れ刃位置に重み付けを行った「状態フラグ付き逆オフセット法」を提案した。5.離散化した工具姿勢に対してfacetには加工能率情報および可干渉フラグを持たせることで、工具姿勢単位で高能率切れ刃による加工面積の算出が可能となった。6.加工要求形状が加工特徴形状(要素面)の集合体で構成されていることに着目し、facetを要素面単位で管理することで要素面を加工能率の観点から定量的に評価する手法を明らかにした。。7.要素面の工具姿勢評価を基に、同一工具姿勢で高能率加工可能な加工面グループの導出法および段取り替え順序づけの手順を明らかにした。。ボールエンドミル工具による曲面加工では、その工具中心近傍および外側近傍切れ刃を使った加工は加工面性状の悪化につながることが知られている。本研究では、曲面仕上げ加工を効率よく行うため、ボールエンドミル工具の切れ刃位置と切削性能の関係を明らかにする実験を行った。切削性能を仕上げ面粗さの観点から定義し、種々の切れ刃位置と工具移動方式を変化させ、その仕上げ面粗さおよび加工面性状を観察した。実験条件は、被削材質、金型材に用いられるS55C相当、工具はR3mmの超硬ボールエンドミル、回転数5000rpm、切り込み0.1mm,送り速度1刃当たり0.05mm、乾式切削とした。実験では5軸マシニングセンタにより工具姿勢を被削材平面に対して傾斜させることで切れ刃位置を制御した。また、被削材面法線方向と工具送り方向で構成される接触平面内での傾斜、および接触平面に対する傾斜に対して行った。本研究の成果として(1)傾斜加工により回転中心近傍の速度ゼロ点が回避され良好な面性状を得られることを確認した。(2)傾斜方向として、接触平面内での傾斜加工が他方より良好な結果が得られた。(3)傾斜角度に対しては、前者の加工法では60度近傍程度まで比較的良好な結果が得られたが、他方は40度近傍あたりから不安定な状態となった。このため切削性能が良好な切れ刃角度は中心軸に対しておおよそ1550度であることが明らかになった。(4)面法線に対して同じ姿勢でも工具を送る方向によりその切削性能が異なることが明らかとなった。そのため、工具経路を含めた工具姿勢の最適化を考える上で工具の送り方向が切削性能に対して深く関わっていることが明らかになった。ボールエンドミル工具による多軸制御工作機械を用いた曲面加工では加工面に対する工具姿勢を任意に設定できるため、高能率高精度な加工が期待できる、そのためには最適な工具姿勢を決定する必要があり、平成16年度研究成果として加工面粗さや加工面性状の観点から傾斜加工実験によりボールエンドミル切れ刃位置における加工能率評価法を提案した。

本研究課題では、切れ刃位置における加工能率情報を基に、最適工具姿勢の導出方法とその手順を明らかにすることを目的として行った。本研究実績を以下に述べる。(1)工具姿勢決定に対する加工単位を必要精度で細分されたfacetとした。これにより既存のソリッドモデラーで作成された形状データの適用が可能となった。(2)工具姿勢ベクトルとfacet法線ベクトルから工具切れ刃位置を割り出し、facet群を加工能率の観点から定量的に評価する手法を提案し、その手順を明らかにした。(3)(2)において、工具姿勢評価と工具やホルダーの干渉問題を同時に解決できる手法として、工具切れ刃位置に重み付けを行った「状態フラグ付き逆オフセット法」を提案した。(4)離散化した工具姿勢に対してfacetには加工能率情報および可干渉フラグを持たせることで、工具姿勢単位で高能率切れ刃による加工面積の算出が可能となった。(5)(4)の加工面積から最適工具姿勢の選択が可能となった。(6)加工要求形状が加工特徴形状(要素面)の集合体で構成されていることに着目し、facetを要素面単位で管理することで要素面を加工能率の観点から定量的に評価する手法を明らかにした。(7)要素面の工具姿勢評価を基に、同一工具姿勢で高能率加工可能な加工面グループの導出法および段取り替え順序づけの手順を明らかにした。
高等学校数学科の指導要領改訂に伴うコンピューター利用の研究

高等学校数学科の指導要領は、平成6年から実施に移されようとしている。今回の指導要領の特色の一つは、コンピュータの取り入れに向けて大きく前進した事である。これに続いて当面の急務は、教育内容の充実、日本の教育形態である一斉教育とコンピュータとの融和、その一斉教育自体の反省、大学入試との関連、教員の再教育などの問題を解決する事である。この研究は今回の指導要領の改訂に関わった者が中心になり、合計100人以上の方々の協力のもとに行われたものである。当初の研究の中心は、新指導要領に示されたコンピュータの取り入れ原則に沿い、その実行案を一層強化ブラシアップし、平成6年からの学校現場に向けての一つの指針を作成しようというものであった。それは詳しく述べるとまず次のような計画であった。(I)コンピュータを用いる数学の授業を如何に設計するか(II)数学科の中でのコンピュータの教育を如何に行うか(IV)高校現場に於けるコンピュータ利用の実践と望ましいソフトの作成(V)コンピュータの急速な発展を視野にいれた数学教育の設計も考える事(VI)近未来の数学教育はいかにあるべきか(VII)大学入試にコンピュータ教材を取り入れる方法の研究(VIII)数学教員のコンピュータ教育に向けての再教育の方法研究は全員を5つの研究班に分けて行われた。当初の主テーマである(I)、(II)、(III)は第2班、第3班により総合的に行われ、(IV)は第4班により、(V)は第5班により行われた。この報告書は各研究班の得た知見を総合したものである。交付申請書に述べた本年度の研究実施計画によれば、その第一の目標は「納得の数学のためのコンピュ-タ利用」である。そこにも述べたように、その基本的な方向は、研究代表者寺田文行が提案するCSCの考えである。これに関しては「11.研究発表」の中の情報処理学会における報告にその成果が述べられている。これは近未来の高校数学のカリキュラムの一試案を提案するものであり、現在1994年度新カリキュラム「数学I」に対応する部分は完成している。これに関しては1991年夏の科学教育学会で発表をする予定である。第二の目標は「高校数学を通しての情報処理教育」である。これは、数学教育の会を三分科会に分け、その第二分科会(竹之内脩主催)と第三分科会(森本光生主催)において12月21、22日および2月10、11、12日に研究集会を行って多大の成果を得ている。これは1994年度からの新カリキュラムにおけるコンピュ-タ活用の実践の指針を与えるものである。成果は科研費報告書(1993年)、および来春刊行予定の文部省による高等学校指導資料(数学編)、科学教育学会誌等に報告される。第三の目標は「近未来におけるコンピュ-タ利用の研究」である。これは竹谷誠を中心に進められており、より先端的なコンピュ-タ利用として、次世代のコンピュ-タと考えられるUNIXワ-クステ-ションを軸に、CDーROM等のメディアや、Mathematica、Xーwindow等のツ-ルを数学教育にいかに活かせるかという観点からの学習用ヒュ-マンインタ-フェイスの研究である。ヒュ-マンインタ-フェイスはコンピュ-タ利用者の拡大のハ-ドウェアの進歩により、急速に変化することを要求され、また実際に変化しつつある。学習環境においても将来一般的となるこのインタ-フェイスについて、出来るだけ早い時点から研究を開始しておく必要があると認識している。昨年度に引き続き[数学教育の会]の活動の中心となっているのが,この研究の研究代表者ならびに研究分担者である.高校数学カリキュラムの抜本的改革とも言うべき1994年改訂に関する研究面からの基を与えたのが,この[数学教育の会]であり今後ともこの役割をもつことになる.

この[数学教育に会]への恒常的な参加者は約60名であり,今年度はそれを4つの班に分け,研究分担者にその指導的役割をとって貰った.そして,その各グル-プ毎の研究を昨年度と同様に,7月・12月の全体会に持ち込んで結果報告ならびに研究の問題点,その深化について討議を行った.各班の活動の概要は以下の通りである.研究分担者の藤田宏・茂木勇・山崎圭次郎を中心とする第1班は高校数学のコンピュ-タ利用と大学入試・大学初年級の数学系の講義の新しい方向を研究討議し,それを大学関係者に呼びかける活動をリ-ドした.研究代表者の寺田文行および研究分担者の森本光生を中心とする第2班は新カリキュラムに沿った高校数学の実践を行った.なお,これは現在も続行中である.これには[数学教育の会]のメンバ-の他に東京都立高校の教員ら約30名が恒常的に参加し,2ヵ月に1回の割合で集会をもち,大きな収穫をあげている.その結果は今後1年間に集大成して高校数学教育界に広める予定である.研究分担者の一松信・長野東を中心とする第3班はコンピュ-タメ-カ-側との共同分科会をもち,今後の数学教育の理想に係わるメ-カ-側の意識の発展に努めつつ、ハ-ド・ソフト作成に当たった.特にソフトに係わる収穫は次年度に集大成させ世に広めることができよう.また,研究分担者の竹谷誠・中村直人・釈氏孝浩らと研究代表者の寺田文行はMathematicaを用いた学習環境に関する研究で多大な成果をあげている.本研究は,高等学校数学科の指導要領改訂にともなってのコンピュータ利用の研究ということであった.その主たるテーマは次のような4つに大別され,三年目の今年度に於いて,多大の成果を得たものと自負している.(1)コンピュータの持つ種々の力を利用して,とかく国民大衆から離れがちの数学を,理解しやすくかつ楽しく学習させるのが,改訂の主旨であった.これについてのより掘り下げた研究が望まれ,はじめ指導要領が決定されたときに較べてはるかに上回る定見が,大阪大学名誉教授竹之内脩を中心とする10数名のスタッフの協力により作成された.(2)この定見の基づき,見本ソフトの作成が,学習院大学教授飯高茂を中心として,東京都数学教育研究会のコンピュータ分科会のメンバー40数名の協力により得られた.これが本研究の最大の成果である(3)高等学校数学科の新指導要領において,数学A・数学B・数学Cの中のコンピュータを扱う単元(全6単位)の具体的展開の追求は,教科書の作成が進むにつれて,著者グループから,数学教育の会に要望されていたものである.この方面の研究のまとめは,京都大学名誉教授一松信を中心とする10数名のスタッフの協力により完成された.(4)高等学校数学科に於けるコンピュータ利用は,今回の指導要領に於けるような多数の高校生を対象とする視点にとどまらず,数学並びに情報科学に優れた資質をもつ高校生の養成へと発展させねばならない.そのためには,近未来のコンピュータの発展を展望したときの教育利用を進めねばならない.特にマルティメディアの活用は,研究代表者が永年手がけてきたものであるから,この方面の研究を拓殖大学教授竹谷誠に分担を依頼していた.これも満足できる成果が得られたと考える.以上,本試験研究は当初の目的を達し得たものと考えられる.
抗精神病薬抵抗性の精神分裂病の病態に関与する神経ペプチドの役割

精神分裂病の成因機序としてドーパミン過剰仮説、興奮性アミノ酸機能低下仮説が唱えられ、とりわけいわゆる陰性症状を主とする抗精神病薬抵抗性の分裂病ではドーパミン機能異常を越えた脳の器質的な変化の存在が推定されている。本研究ではグルタミン酸受容体のうちNMDA受容体と共役するイオンチャンネルを遮断する、またドーパミン再取り込み輪送機構を阻害する幻覚惹起物質フェンサイクリジン(PCP)を反復投与した動物を分裂病モデルとみなして、CCK免疫活性およびCCKmRNAを測定した。PCP(7.5mg/kg,ip)単回投与したラットの前頭前野皮質、内側前頭皮質、海馬のCCK免疫活性の一過性の減少と海馬、頭頂後頭葉皮質のCCKmRNAの低下を認めた。しかしPCPを反復投与した7日あるいは14日後には、前内側前頭葉皮質、海馬、頭頂後頭葉皮質でCCK-8免疫活性は有意な増加を、CCK-33免疫活性は多くの脳部位で減少傾向を示し、それは分裂病死後脳所見に類似するものであった。この時CCKmRNAも前頭前野皮質、頭頂後頭葉皮質で有意に増加しており、CCK作動系が機能亢進状態にあることがわかった。他方、幻覚や妄想などの陽性症状を発来させ、分裂病脆弱性モデルとみなされるメタンフェタミン(MAP、0.5mg/kg,ip)の投与実験も行った。MAP単回投与で海馬、頭頂後頭葉皮質のCCKmRNAは一過性に減少した。反復投与してもこれらの部位でCCKmRNAは短時間減少したが持続することはなかった。前頭前野皮質では常に明らかな増域を認めなかった。PCP精神病とMAP精神病の抗精神病薬への反応性や症状を比較考慮すると、陰性症状を主にする治療抵抗性の分裂病においては脳の特定部位のCCK作動系が機能亢進にあること、CCKの過活動が分裂病症状に関与していることが推察される。
ポジトロンCTを用いた短期記憶関連脳機能地図の作成

本年度の研究では、短期記憶をコントロールする“central executive"機能が脳のどこかの領野にあるのを明らかにした。9名の右利き男性被験者を対象とし、局所脳血流量をPET装置および酸素15で標識した水を用いて測定した。被験者はPETによる計測の最中に次の2つ課題を行った。1)角度DMS課題:被験者に頭部固定型ディスプレー(HMD)を装着させた。円の次に呈示される線分の角度を記憶し、同じ角度の線分が呈示された場合に右手で合図するよう指示した。2)コントロール課題:角度DMS課題と同じ視覚刺激を用いた。被験者には円が呈示されたときに右手で合図をするように指示した。各被験者の脳血流画像は、コンピュータ化脳図譜システムを利用して、解剖学的標準化した。その後、角度DMS課題引くコントロール課題の差分画像を作成し、有意(p<0.001)に活動を示した領野を特定した。角度DMS課題で活動を示した領野は、左半球の捕捉運動野、Precuneus、島皮質、下部後頭葉と、右半球の頭頂間溝、前頭前野に3ケ所、後頭葉に2ケ所、中側頭回に認められた。
偏食が味覚センサーを起点とする口腔脳腸連関や摂食行動に及ぼす影響の解明

本研究では、栄養の偏った食品摂取の習慣(偏食)が、口腔・腸管に存在する味覚センサーの発現に変化を引き起こすことで、末梢での情報伝達やその中枢に変化が生じ、エネルギー代謝や摂食行動に影響を与えるのかどうかを明らかにするために、高脂肪食や欠乏食及び普通食で飼育した動物の消化管における味覚センサー分子の発現を解析し、脳幹部を組織学的に解析するとともに、味覚神経/内臓迷走神経切断や脳破壊した動物の摂食行動を解析することで、栄養の偏った食品摂取が体の末梢(口腔・腸管)、中枢(脳幹)や摂食行動に及ぼす影響を統合的に明らかにし、機能性食品の開発や発見に繋がる知見を得ることを目指す。
ミズクラゲの大量発生が仔稚魚および低次生物生産に及ぼすインパクトの定量的評価

ミズクラゲの大量発生が東京湾などの内湾域に産する仔稚魚を含む低次生産生物群集に対するインパクトを定量的に把握する目的から,(1)東京湾をフィールドとして先に開発したミズクラゲの音響探知・判別手法の一層の確立に向けた基礎研究を継続し,(2)ミズクラゲその他の生物の炭素・窒素の安定同位対比から食物関係を明らかにし,(3)クラゲを含む動物プランクトンの捕食速度に関する知見を集めた。得られた概要は以下のとおりである。(1)ミズクラゲのバイオマスと反射強度との間に直線関係が存在し,回帰式が得られた。これに基づき東京湾におけるミズクラゲの連続的なバイオマス分布が得られ,本種の分布にはパッチ性が顕著に認められた。なお,ミズクラゲが音響学的に定量評価されたことは,過去に例がなく,本研究の最大の成果の一つである。(2)炭素・窒素安定同位対比の測定結果より,ミズクラゲとアカクラゲには食物関係のあることが強く示唆された。アカクラゲは魚食性が強く魚類に一定の捕食圧をかけていることが予想される。またミズクラゲをも捕食するので興味深い。なお,本種には近年,増殖傾向が認められ注意を要する。(3)ミズクラゲは魚卵を効率的に捕食できる。また,動物プランクトンを巡りミズクラゲならびにプランクトン食性魚類は競合関係にあるが一般にミズクラゲの捕食能が勝る。また,ミズクラゲが1立方メートル当たり1固体以上の生息密度があれば,同種ポピュレーション濾水量は1日当たり1立方メートルを超えるので,動物プランクトン群集をも大きく減少させているものと考えられる。(4)東京湾の場合,動物プランクトンの中でも小型カイアシ類のOithona davisaeがもっとも優先し,これを巡り魚類とミズクラゲが競合しているものと考えられる。本種カイアシ類は植物プランクトンのなかでも優先する珪藻を摂食できないので,珪藻類は利用されないままに枯死しDOCとして水に回帰することでバクテリアの増殖を促す結果,微生物食物連鎖が卓越し魚類へは効率よくエネルギーが流れないような構造となっている。同湾はミズクラゲが大量に増殖するという構造になっているものと結論できよう。1ミズクラゲ個体群サイズの定量的把握に向けた音響学的手法の確立(1)魚群探知機200kHz反射像からミズクラゲ特有のパターンの存在すること、また、ミズクラゲ個体群バイオマス・サイズと反射強度(Sv)との間に一定の比例関係があることが判明した。(2)この関係に基づき、春季(5月)東京湾における本種個体群バイオマスを定量的に評価した。(3)反射ノイズにともなう感度低下など本手法の一層の確立に向け今後検討すべき課題が残されるものの、通常のネット法から得られるバイオマス推定値は有意に過小評価となることが明らかとなった。2ミズクラゲの魚卵・仔稚魚に対する捕食圧推定に向けた基礎的実験(1)魚卵、仔稚魚のいずれもミズクラゲにより捕食されたが、捕食速度はミズクラゲのサイズならびに被捕食生物の濃度に大きく依存することが明らかとなった。

(2)捕食・閾値レベルの存在が示唆されたが、その一層の明確化、さらにミズクラゲの捕食の選択性の有無など今後検討すべき課題が明確となった。3クラゲ類の安定同位体比(1)ミズクラゲ、アカクラゲ、カタクチイワシ稚魚の窒素ならびに炭素安定同位体比を測定した結果、ミズクラゲとアカクラゲは捕食・被捕食関係にあって、アカクラゲの食物段階がミズクラゲより1段階高いことが推察された。しかし、クラゲ類とカタクチイワシとの間には食物関係が認められなかった。1.ミズクラゲ個体群サイズの定量的把握に向けた音響学的手法の確立(継続)ミズクラゲの魚群探知機反射像に基づき咋年度は淡青丸KT-02次航海において反射強度(Sv)とミズクラゲ個体群バイオマスとの間に一定の比例関係のあることを明らかにした。本件度も引き続き、淡青丸KT-03次(5月)航海において反射強度の測定をした。その結果、昨年得られた比例関係式に再現性のあることが明らかとなった。この式を用いて同航海で得た反射強度からミズクラゲバイオマスの鉛直縦断面構造が把握した。これによって湾全体のミズクラゲ現存量定量化、という当初の目標が果たせるという展望が得られた。2.クラゲ種間関係アカクラゲとミズクラゲとの関係安定同位対比測定の結果からアカクラゲの食物段階がミズクラゲよりも1段階高く、両種の間に捕食-被食関係のあることが示唆されたが、これを実証する必要があった。KT-03次航海のROV観察によって、ミズクラゲとほぼ同時出現するアカクラゲが実際にミズクラゲを捕獲する場面が捉えられた。今後、ミズクラゲの捕食による死亡率の評価がなされなければならない。3.東京湾におけるカタクチイワシ漁獲量東京湾のカタクチイワシ漁獲量は昭和51,52年の2000から2500トンをピークに、それ以降は急減し、昭和56年には140トンまで落ち込んだ。その後大きな回復もないままに約400トンで推移したが、最近になってさらに減少し200トン程度になっている。この減少理由としてはオーバーフィッシングもあろうが、クラゲ捕食も一因となっているものと考えられる。今後は、この可能性について検討する。最後に、本研究で得られた成果をベースに平成15年9月13日にはシンポジウム「ミズクラゲ、新たな海洋生物資源としての利用性を探る」(会場:日本大学生物資源科学部)を広海ならびに共同研究者である西田が責任者となって企画し、これを開催したことを報告する。ミズクラゲの大量発生が東京湾などの内湾域に産する仔稚魚を含む低次生産生物群集に対するインパクトを定量的に把握する目的から,(1)東京湾をフィールドとして先に開発したミズクラゲの音響探知・判別手法の一層の確立に向けた基礎研究を継続し,(2)ミズクラゲその他の生物の炭素・窒素の安定同位対比から食物関係を明らかにし,(3)クラゲを含む動物プランクトンの捕食速度に関する知見を集めた。得られた概要は以下のとおりである。(1)ミズクラゲのバイオマスと反射強度との間に直線関係が存在し,回帰式が得られた。これに基づき東京湾におけるミズクラゲの連続的なバイオマス分布が得られ,本種の分布にはパッチ性が顕著に認められた。なお,ミズクラゲが音響学的に定量評価されたことは,過去に例がなく,本研究の最大の成果の一つである。(2)炭素・窒素安定同位対比の測定結果より,ミズクラゲとアカクラゲには食物関係のあることが強く示唆された。
腸腎連関： 腸内細菌叢が慢性腎臓病に与える正負両因子の解明

腸内細菌叢は腎臓と腸管の臓器連関「腸腎連関」を介して慢性腎臓病(CKD)の病態に関与する。本研究では腸内細菌叢がCKDに与える正と負の両作用を同定しその機序を解明することで、腸腎連関に基づくCKDのさらなる病態解明、新規治療法の開発を目指す。腸腎連関に基づくCKDのさらなる病態解明、新規治療法の開発を目指す。具体的には、1腎内炎症抑制に腸内細菌叢が担う役割の解明2腸内細菌叢由来腎不全物質の潜在的腎保護効果の解明、3腸内環境モジュレータ薬によるCKD治療薬の探索を行う。本年度は、腸内細菌叢を変化しうる薬剤によるCKD治療介入の可能性を検討した結果、糖尿病治療薬でありSGLT阻害薬であるカナグリフロジンが腎不全時に悪化する腸内細菌叢を変化させ、腎不全時に蓄積する腸内細菌叢由来尿毒素であるインドキシル硫酸やパラクレシル硫酸の血中濃度を減少させることをアデニン誘発腎不全マウスを用いた検討から明らかにした。(Mishima et al. Am J Physiol Renal Physiol. 2018;315:F824)。また、腸内細菌叢由来尿毒素であるフェニル硫酸は腎臓の糸球体障害を増悪させ糖尿病性腎臓病の病態を悪化させうることを動物モデルから明らかにした。また、糖尿病患者のコホートサンプルを用いた検討から、このフェニル硫酸の血中濃度が微量アルブミン尿の増加の予測因子であることを明らかにした。腸内細菌叢の有無による腎不全マウスでの免疫細胞の発現プロファイルの差異を検討した。その結果、腸内細菌叢が腎不全病態下で免疫細胞発現にあたえる影響を評価し、特定のサイトカイン類の発現に違いがあることを認めた。今後は、これらサイトカインの発現量の差が腎不全病態にあたえる影響について検討をすすめる。腸内細菌叢の有無により発現量が変化するサイトカインが腎不全病態にあたえる影響について検討をすすめる。必要に応じて特定のサイトカインのノックアウトマウスを利用して、腎不全病態における影響を同定する。
栽培作物における花芽分化誘導物質の探索

植物の花芽分化は、ある物質によって支配されていることが示唆されているが、その物質の正体は今日まで明らかになっていない。筆者らは、ウキクサの花芽形成機構の研究において、体内窒素含量が低下するとタンパク質分解反応が促され、それによって生成される産物が花芽分化を誘導するとの結果を得た。この知見に基き、ウキクサの花芽分化誘導物質を探索した結果、その物質は分子量約12万の前駆体タンパク質として体内に存在することが明らかになった。興味深いことに、イネ、コムギ、ダイズ、トウモロコシ、ジャガイモ、キャベツ等の栽培植物にも共通の前駆体タンパク質が含まれることが示唆された。本年度、そのタンパク質を単離生成することを試みた結果、活性は前駆体タンパク質中の分子量約22000の部分構造に由来し、10^<ー10>Mという低濃度で検定植物のアオウキクサに花成誘導活性があることが明らかになった。現在、タンパク質中の花成誘導活性を持つ部分(ペプチド)の化学構造の決定を試みている。構造決定後は、この活性物質を人工合成し、前駆体タンパク質の存在が示唆されたイネ、コムギ、ダイズ、トウモロコシ、ジャガイモ、キャベツ等の栽培植物に対する花芽分化誘導活性を調べる予定である。最終的には、この物質を利用して、栽培植物の花芽分化を制御して、植物の生産性向上に寄与することを目的とする。平成元年度は、栽培作物に存在する花芽分化誘導物質の抽出方法の確立と、作物の生活環進行に伴うその生理活性の変動を把握することに重点をおいて研究を進めてきた。その結果、抽出材料に用いたイネ、コムギ、ダイズ、トウモロコシ、ジャガイモなどにアオウキクサの花芽分化を誘導する物質が存在することが確認された。水またはリン酸bufferで抽出を行い、ゲルろ過してみると、花芽分化誘導活性を持つ物質の分子量はおよそ200k、15k、1-2kと推察された。これらの花成誘導物質は栄養成長時でも生殖生長時でも見いだされ、分子量約200kの高分子性化合物はタンパク質であることがわかった。これまでの研究経過とこれらの結果から、「植物には、花芽分化誘導物質の前躯体タンパク質が存在し、花芽分化誘導処理によりこれが低分子化されて花成ホルモンとなるのではないか」と考えられる。そこで、protease inhibitorの花芽分化に対する効果を調べてみると、ある種のprotease inhibitorにより花芽分化が著しく阻害されることが確認された。以上の結果、花芽分化誘導物質の前躯体は高分子性のタンパク質であり、花芽分化誘導処理によりそれらが分解された結果、低分子性の花芽分化誘導物質が生じていると考えられる。しかし、現時点では、高分子のタンパク質性の花成誘導物質と低分子の花成誘導物質の構造的関係が明らかにはなっていない。また、植物の栄養生長から生殖生長への移行に際し、低分子性の花芽分化誘導物質が量的に増加することも確認されていない。これらの点は、花成誘導物質が単離精製された後、同定されることにより解決できると考えられる。

構造決定後は、この活性物質を人工合成し、前駆体タンパク質の存在が示唆されたイネ、コムギ、ダイズ、トウモロコシ、ジャガイモ、キャベツ等の栽培植物に対する花芽分化誘導活性を調べる予定である。最終的には、この物質を利用して、栽培植物の花芽分化を制御して、植物の生産性向上に寄与することを目的とする。
重粒子線心臓照射における電気生理学的及び照射容積線量関係の検討

縦隔への重粒子線照射患者に、ホルター心電図を施行し、心臓の重粒子線被曝による電気生理学的影響と、心臓に対する重粒子線被曝の相関を検討した。重粒子線被曝量を照射容積-線量関係を用いて定量化し、不整脈不変群と不整脈消失群に対して検討した。しかし照射容積-線量関係曲線より求められた平均線量、最大線量には、有意な相関は認めなかった。本研究登録症例に、頻度は稀であるが致死的な心臓原発悪性腫瘍が1例あり、重粒子線治療の安全性と抗腫瘍効果が確認された。重粒子線治療は、心臓原発悪性腫瘍に対して新たな治療法になる可能性を秘める。本研究は、心筋梗塞後の致死性心室性不整脈に対する重粒子線治療の有効性を確かめ、臨床応用の実現に向けた前段階研究である。本研究の目的は、縦隔に対する重粒子線照射予定患者を対象に、ホルター心電図を施行し、心臓の重粒子線被曝による電気生理学的影響の有無を明らかにするとともに、心臓に対する重粒子線被曝を照射容積-線量関係を用いて定量化し、電気生理学的影響と被曝の相関を明らかにすることである。この結果は、心筋梗塞後の致死性不整脈の予防治療の臨床応用の際、不整脈予防の効果予測、心臓への照射部位、方向及び安全性に寄与できると考えられる。本年度は、縦隔に対する放射線(重粒子線)照射予定患者(肺癌、食道癌、脊椎腫瘍、胸部リンパ節腫瘍など)に、本調査の対象か否かの判断を担当医師が行い(スクリーニング)、10症例(肺癌、心臓腫瘍)に同意を取得した。高分解能・高信頼性を有するEla medical社のホルター心電図記録器を使用し、放射線照射前、照射後1週間以内(急性期)、照射後1ヶ月(慢性期)に施行した。取り付け時間は放射線医学研究所における治療前照射後までの連続24時間であった。この登録された10症例に対して、心室遅延電位(LP),T波のオルタランス(TWA),QT時間のばらつき(QT-D)の経時的変動の解析を開始した。また心臓の重粒子線被曝の定量化も開始した。実際の重粒子線照射に用いられる治療計画CTを用いて、心臓各部位をコンピューター上にてコンツールすることにより同定し、癌治療のために照射される線量にて、心臓への線量分布の計算を開始し、心臓各部位の重粒子線被曝を照射容積-線量関係を用いて定量化する予定である。本研究の目的は、縦隔に対する重粒子線照射予定患者(肺癌が主)を対象に、ホルター心電図(高分解能・高信頼性を有するElamedical社の記録器)を施行し、心臓の重粒子線被曝による電気生理学的影響の有無を明らかにするとともに、心臓に対する重粒子線被曝を照射容積-線量関係を用いて定量化し、電気生理学的影響と被曝の相関を明らかにすることである。本年度は、登録した10症例の、心室遅延電位(LP),T波のオルタランス(TWA),QT時間のばらつき(QT-D)の経時的変動の解析し、重粒子線の安全性を確認した。実際の重粒子線照射に用いられる治療計画CTを用いて、心臓各部位を、コンピューター上にてコンツールすることにより同定し、癌治療のために照射される線量にて、心臓への線量分布を計算し、心臓各部位の重粒子線被曝を照射容積-線量関係を用いて定量化し、現在解析中である。今回登録された症例の中に、非常に稀な腫瘍(1000万人に4人程度の発症率と推測される)であるが、致死的で治療法の確立されていない疾患である、心臓の悪性腫瘍(左房原発平滑筋肉腫、骨肉腫の左室壁心筋転移)が2例あり、重粒子線の電気生理学的安全性とともに、抗腫瘍効果も確認された。肺癌症例9例、心臓悪性腫瘍症例1例の10例が登録され、照射後のホルター心電図を拒否した1例を除いた9例を解析対象とした。症例はすべて縦隔に対する重粒子線照射が行われ、心臓へ重粒子が照射されていた。

平均照射回数は12.8回、心臓への照射線量は、平均47.3GyE、最大52.0GyEであった(GyE;重粒子線の生物学的効果を考慮したX線等価線量)。重粒子照射前後のホルター心電図記録から、不整脈発現回数と心室遅延電位(LP)を解析した。不整脈出現の有無については、慢性心房細動が洞調律に回復;1例、発作性心房細動が消失;1例、心室性期外収縮が消失;1例、非持続性心室頻拍が消失;1例、不変;5例であった。LPについては1例で、照射により陰転化を示した(心室性期外収縮消失例)のみであったため、不整脈不変群、不整脈消失群に対して、心臓に対する重粒子線照射線量との相関を検討した。心臓全体及び心臓各部位(左房、左室、右房、右室)の照射容積-線量関係より求められた平均線量、最大線量を、Mann-Whitney検定を行ったところ、有意な差は認められなかった。これは症例数の少なさの他に、動物実験と異なり、1回線量の少なさが大きく異なることが推測された。しかし9症例は、少なくとも、電気生理学的に安全な照射が行えていることが判明した。重粒子被曝の定量化は解析中であるが、心電図の解析が終了し、重粒子線の安全性を確認終了し、その結果は論文となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。今回登録された症例の中に、非常に稀な腫瘍であるが、致死的で治療法の確立されていない疾患である、心臓の悪性腫瘍が2例あり、重粒子線の電気生理学的安全性とともに、抗腫瘍効果も確認された。この重粒子線治療は、心臓悪性腫瘍に対して革新的治療法になり得る可能性を秘め、この結果について、名古屋大学医学部循環器内科及び藤田保健衛生大学循環器内科より、招待講演を依頼された。