hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高輝度・超短パルス次世代X線放射光源のための電子ビーム動力学と不安定現象の研究

超高輝度・超短パルス次世代X線放射光源であるERL放射光源(エネルギー回収型リニアック;Energy-Recovery Linac=ERL)の実現に必要な電子ビーム動力学の諸問題のうち、電子の集団効果に起因する現象(不安定性、エミッタンス増大)について研究を行った。ERLで加速可能な電流の上限を決めるHOMによる不安定現象については、HOM不安定現象を解析するために、粒子追跡型のシミュレーションコードを作成し、他の研究機関が開発したコードと比較対照を行った。また、原子力機構ERLにおいてHOM不安定現象を観測すべく、ビームに強制的擾乱を与える実験を行い、ビームの振動周波数に等しいHOMの励起を確認した。さらに、HOMを計測することで電子ビームのポジションを高精度で計測できることを提案し、予備実験により本手法の妥当性を確認した。ERL固有の構成要素である合流部におけるエミッタンス増大とその補償については、横方向空間電荷効果に加えて、縦方向空間電荷効果(longitudinal space charge force)を考慮しなければならないことを、本研究で初めて明らかにし、同時に、ビーム輸送の線形理論(行列計算)を用いてエミッタンス増大を最小にする合流部の設計が可能であることを示した。ERL入射器の設計は、多数変数を含んだ最適設計が必要であるが、滑降シンプレックス法とSA法(Simulated Annealing法)を適用した。この設計において、上記のエミッタンス増大解析手法(線形理論)を基本知識として取り込むことで最適設計が可能であることを示し、ERL放射光源が求める仕様を満たすERL入射器の基本設計を得た。超高輝度、超短パルスのX線の生成が可能な次世代放射光源として期待されている「エネルギー回収型リニアック(Energy-Recovery Linac ; ERL)において、その光源性能の上限を決める要因と考えられている二つの物理現象、「コヒーレント放射によるビームエミッタンス劣化」と「HOM(高次モード)不安定性」について研究を進めている。3ヵ年の研究期間の初年度にあたる平成15年は、以下の事項を実施した。(1)ERL型X線放射光源(電子エネルギーがGeV領域)では、コヒーレント放射によるビームエミッタンス劣化が、電子運動の線形解析から導出されるビーム輸送行列(R-matrix)を用いて解析できることを見出した。この手法を用いて、エミッタンス劣化を最小にするようなERL光源の設計が行えることを示した。(2)原研ERL(電子エネルギー17MeV)では、線形解析が適用できないので、粒子追跡シミュレーションによるコヒーレント放射効果の解析を行い、エミッタンス劣化が電子運動の二次収差と関係していることを明らかにした。(3)原研ERLにおいてHOM不安定現象を実験的に検証するための基礎データとなる、超伝導空洞のHOM特性の計測を行った。また、汎用の高周波電磁場解析コードに空洞形状を入力し、これから求められるHOMパラメータと計測結果を比較し、計測データの妥当性を精査した。(4)原研ERLにおいて、HOM不安定現象を強制的に誘起してこれを観測するための実験を計画した。実験に必要な電子ビームデフレクタの設計を行い製作した。また、必要な機器類(高周波計測装置、電子ビームポジションモニタ、広帯域RFアンプ、ハイブリッドカップラー等)を購入した。超高輝度、超短パルスX線の生成が可能な次世代放射光源として期待されている「エネルギー回収型リニアック(Energy-Recovery Linac; ERL)において、その光源性能の上限を決める要因と考えられているビーム物理に注目し研究を進めている。3ヵ年の研究計画の2年目にあたる平成16年度は、以下を実施した。1、昨年度成果の一部である、ビーム輸送行列を用いたコヒーレント放射効果の解析手法を拡張し、ERL合流部(低エネルギー電子と高エネルギー電子を同一軌道に導く装置)における空間電荷効果による低エネルギー電子のエミッタンス増大(ビーム質の劣化)の解析を行った。粒子追跡コードの結果と比較することで、本手法の妥当性を確認した。

さらに、本手法をERL入射器の最適化に援用し、有効性を確認した。2、電子の集団効果(コヒーレント放射、および、空間電荷効果)によるERL周回電子ビームのエミッタンス増大を実験的に研究するために、原研ERL装置を用いた実験を計画し、必要な装置の製作を行った。具体的には、微細なパターンを施したタングステン薄板(ビームマスク)であり、これを通過した電子ビームを周回軌道の下流で観察することで、電子の集団効果を評価することができる。実験は17年度に行う予定である。3、昨年度予算で製作したビーム位置モニターと超伝導空洞のHOMカップラーを併用して、電子ビームを用いた空洞のアラインメントを試みた。予備実験の結果、ビーム位置モニターとHOMカップラーの信号に相関性が認められた。さらに詳細な実験は17年度に実施する。4、ERL型次世代X線放射光源において、フェムト秒の時間波形を持った超短パルスX線を発生する方法として、従来提案されてきた方式(磁気圧縮)とは異なる速度集群方式を提案した。これにより5倍以上の輝度向上が可能であることが数値解析から明らかになった。超高輝度・超短パルスX線の生成が可能な次世代放射光源として期待されている「エネルギー回収型リニアック(Energy-Recovery Linac=ERL)」において、その光源性能の上限を決める要因と考えられているビーム物理に注目し研究を進めている。3ヵ年の研究計画の3年目にあたる平成17年度は、以下を実施した。1、昨年度までの成果であるビーム輸送行列を用いたコヒーレント放射効果の解析手法を拡張しERL合流部における低エネルギー電子のエミッタンス増大(ビーム質の劣化)の解析を行い、他の解析手法と総合的な比較を行った。2、昨年度までに電子の集団効果(コヒーレント放射、および、空間荷電効果)によるERL周回電子ビームのエミッタンス増大を解析し、最適設計を行う手法を提案した。本年度は、この手法および他の解析手法について総合的な比較を行った。3、昨年度までに製作したビーム位置モニターと超伝導空洞のHOMカップラーを併用して、電子ビームを用いた空洞のアライメントを試みた。ビーム位置モニターとHOMカップラーの信号に相関性が認められ、HOMカップラーをビーム位置モニターとして利用する方法の妥当性を確認した。4、以上の実験及び解析結果、さらに、昨年度までに提案した研究成果について、論文にまとめ発表を行った。
大規模データ処理のための高速仮想メモリシステムの研究

1つのコンピュータのメモリには収まらないような大規模データを処理するために,高速ネットワークで結ばれた複数の遠隔のコンピュータのメモリを利用して,計算するコンピュータにあたかも大容量のメモリがあるかのようにみせかける仮想メモリを構築した.従来,メモリが不足する場合にはハードディスクにデータを展開して処理するしかなかったが,本研究により,従来手法に比べ数十倍から百倍以上,高速に大容量データ処理を行うことができるようになった.1つのコンピュータのメモリには収まらないような大規模データを処理するために,高速ネットワークで結ばれた複数の遠隔のコンピュータのメモリを利用して,計算するコンピュータにあたかも大容量のメモリがあるかのようにみせかける仮想メモリを構築した.従来,メモリが不足する場合にはハードディスクにデータを展開して処理するしかなかったが,本研究により,従来手法に比べ数十倍から百倍以上,高速に大容量データ処理を行うことができるようになった.従来のTCPソケットと10GbpsEthernetを利用したDLM(分散大容量メモリシステム)に加えて,以下のシステムの設計・実装,評価をおこなった.*マルチクライアント向け・常駐型メモリサーバシステムDLM-Mの構築・評価常駐デーモンとして複数のメモリサーバを立ち上げ,このサーバに複数のユーザプログラムが随時接続して利用できる環境を構築した.さらに同一クラスタ内(LAN)で,負荷や提供メモリサイズを考慮したメモリサーバ自動割付システムを設計・実装し,初期評価による有効性を確認した.*MPIバッチシステムクラスタにおける大規模データ逐次プログラム実行システム構築と評価共同利用クラスタにおいて広く利用されるMPIバッチシステムにおいて,一般ユーザがクラスタをメモリ資源として利用し,大規模データ処理応用を容易に実行できるDLM利用環境を構築した.これに伴い,TCPソケット通信による従来のDLMに加え、MPI通信によるDLM実行方式を構築し,ページスワップにおける通信プロトコルも複数提案・実装して評価した。*高速ネットワーク接続クラスタにおける各種応用ベンチマークの性能評価MPIの高移植性を生かし,最大40Gbps(Myri10Gネットワーク4本のボンディング)のネットワーク性能で結ばれたクラスタ(東大T2K,HA8000)において,各種応用(バイオ関連cluster3.0,数値計算Himenoベンチマーク,NPBベンチマークなど)の遠隔メモリ利用時の性能評価を行った.*分散仮想大容量メモリシステムにおける効率的なメモリ管理方式の構築動的メモリ割り当て・解放機能を効率的に提供する,遠隔メモリ利用のための効率的なメモリ管理方式の設計・実装し,大容量のメモリを必要とする応用処理において,動的割り当て(malloc)と解放(free)を利用する柔軟なプログラム環境を構築した.*WAN接続の複数クラスタ群の中から,適切なクラスタと計算・メモリサーバを自動選択して実行するDLM-WANを設計,構築.従来のDLM-Mに自動メモリサーバ選定機能を導入したDLM-LANでは,1クラスタ内のメモリサーバノード群の中から,メモリ利用状況やクライアントサービス負荷などを考慮して,適切なメモリサーバを自動選択するLAN管理プロセスを導入した.さらに,DLM-WANでは,WAN接続の複数のクラスタ群において,WAN管理プロセスを導入し,各クラスタのLAN管理プロセスから情報を収集する.WAN全体のクラスタの状況(計算負荷,メモリ利用状況)を考慮して,適切なクラスタと計算サーバ,メモリサーバを自動的に選択し,ユーザプログラムを実行するシステムを設計,構築した.また,利用者がどこからでも容易に大容量メモリを使うジョブを投入できるようなwebサーバとwebインターフェースを構築し,ポータルサイトを利用してユーザホストからプログラムやデータなどをDLMへ投入することを可能とした.日本全国17か所以上の組織のクラスタを結ぶIntriggerシステムにおいて,DLM-WANの稼働実験を行い,他のユーザの計算負荷,メモリ使用状況を考慮して,自動的にクラスタの計算サーバ,メモリサーバを選定して実行できることを確認した.*遠隔メモリ利用可能な逐次CプログラムのためのDLMコンパイラの構築,新機能の導入DLM用コンパイラは,既存のC逐次プログラムで,大容量メモリを使う変数(配列など)の前に,dlmという指定をユーザが行うだけで,ユーザには意識させずに,その変数を,ローカルメモリが不足する際に,遠隔メモリを利用して展開してくれるようにする.従来の逐次プログラムでは,通常,大容量データは,スタックサイズの制限を回避するため,大域変数として定義することが多かった.DLMコンパイラでは,関数内部変数にもdlm宣言を行うことを可能する新機能を追加した.これにより関数内部だけで大容量データを用いることも可能とした.(1)マルチスレッドプログラムに対応する遠隔メモリページングシステムの設計・構築・評価従来のシングルスレッド逐次プログラムだけでなく、マルチコア・マルチCPUを有しているクラスタノードで実行されるマルチスレッドプログラムが,遠隔ノードの大容量メモリを使うことを可能にするマルチスレッド向け大容量分散メモリシステムを新たに設計構築し,既存のマルチスレッドライブラリへの対応,単一ノード内で実行される共有メモリ型並列プログラミング(単一メモリアドレス空間)にも対応するシステムを構築した.ユーザが書いたpスレッドプログラムや,既存の数値計算ライブラリ(fftw)利用,NPBのOpenMP版のプログラム実行に対しても,遠隔メモリを透過的に利用できる環境を構築した.これによりマルチコアによるスレッド並列効果も得ることができた.(2)WAN接続クラスタ群上のマルチクライアント向け・常駐型メモリサーバシステムの構築複数のメモリサーバを常駐デーモンとしてオフラインに立ち上げ,このサーバに複数のユーザプログラムが随時接続して利用できる環境を構築した.メモリサーバの負荷や提供メモリサイズを考慮したサーバ自動割付システムを設計,実装した.WANで接続されたクラスタ群から適当なクラスタと,そのクラスタ内のメモリーサーバノード,計算ノードを自動選択する環境も実現した.

(3)MPIバッチシステムクラスタにおけるページスワッピングのための効率的通信実装方式の構築MPIバッチシステムクラスタにおいて,遠隔メモリページ交換通信プロトコルを複数実装し,比較性能評価を行った.MPIスレッドサポートレベルに応じて,適切なものを利用できる.(4)ページサイズ自動調整機構の設計と評価計算ノードで利用可能なローカルメモリサイズと,応用プログラムのワーキングデータセットを考慮し,実行時に適切なページサイズを自動的に計測,調整する自動適応型ページサイズ制御方式を設計,実装し,繰り返しを含む応用に対して評価した結果,効果を得た.
京都府・滋賀県の小売商業調整方式の革新と21世紀型商店街形成に関する基礎的研究

本地域連携研究は,京都府,滋賀県,京都市を対象地域とし,対応する行政機関との連携をはかりつつ研究活動を継続してきた.研究期間内に大規模小売店舗法から大規模小売店舗立地法へと大規模小売店舗の主点調整に対する枠組みの変更もあり,現在ではいわゆるまち作り3法(改正都市計画法,改正建設基本法,大規模小売店舗立地法)によるまち作りとあわせた大規模小売店舗の立地調整が基本となってきた.こうした商業活動を巡る環境の変化と併せて研究期間内には商業活動自身にも大きな変化が発生した.複数の大規模小売業が破綻または大規模なリストラを行う必要が発生した.こうした商業活動を巡る大きな変化を目の当たりにしつつ,本研究プロジェクトでは,対象地域の各自治体における商業調整方法の変化や中心市街地活性化計画等の説明を受けつつ,大学の研究者が独自の研究計画に従った,研究を進め相互交流を図った.研究成果はいくつかに分類することができるし,今回の研究成果のすべてを研究報告書に取り入れることはできなかったが,今後個人ベースで今回の研究成果をより精査することと併せて,学内で研究グループを維持し,行政の担当者との交流を含めて来年度の研究成果の本格的なとりまとめを行うことを予定しており,学内的な予算措置も講じた.本研究では,京都府,滋賀県,京都市における商業活動状況の特性を明らかにすることを目指して,商業統計データの詳細な分析により,地域間の商業活動の比較分析を行った上で,京都府下および滋賀県内における具体的な研究対象地域を設定し,ここにおいて各種の調査を行った上で,これらの地域に対する具体的なまち作り計画を検討した.ここで対象とした地域は,京都府京都市伏見区の大手筋を中心とした商業地区と滋賀県草津市の中心市街地である.伏見地区では,TMOによる具体的な中心市街地活性化計画を策定中であり,これが完成した時点において,この地区がどのようになるのかを歴史的検討と併せて評価を行った.草津市後威信市街地では,大手スーパーSEIYUが撤退跡市を含む隣接地域の将来経計画が大きな課題となっており,これらを含めて検討を行った.こうした検討を行う上で,両地区の通行量調査,来街者調査,消費者の買い物動向調査を行い,これらの調査結果もとりまとめている.こうした調査は,これまで行政主体のものが多く,ここではこれらの内容にとらわれることなく,独自の調査を行った.地域連携推進研究は,今年度から実施された科学研究費であるため、具体的な作業手順の確率までに時間を要したが,大学における固有の研究活動と併せて,10月以降立命館大学所属の研究者と京都府,滋賀県,京都市の商業調整担当者との間の研究会を組織し,月2回程度ずつ開催し,連携関係を確立した.今年度は,次年度以降本格的な作業を行う上で必要となる基本的データ,ソフトウエア,図書の収集とパソコンの整備を行い,商業統計表を用いた,地域間の商業活動の比較分析,研究対象地域の計量経済モデル構築を行うことのできる条件が整備された.こうした資源を活用した作業は,来年度の中心的な課題となる.今年度行った作業は以下の通りである:1.自治体の関係者との研究会,およびこれへの外部講師の招聘により,京都府および滋賀県におけるこれまでの大規模店舗出店に関する調整の方法を検討した=>これに関する情報は公式には公開されていない.2.1と併せて,大規模小売店舗立地法施行後の大規模小売り店舗の出店に対する調整の考え方の現在時点における状況を聞き取りし,意見交換を行った.3.京都府,滋賀県における商業活動の状況を具体的に分析するため,京都市伏見区大手筋周辺の商店街,滋賀県草津市駅周辺,宇治市六地蔵,久御山の大型店を対象に来街者調査を行いこれらに関する統計分を行い,結果を整理している.4.草津駅周辺の通行両調査を実施し,10年前と比べて人の流れがどのように変化したのかを比較する.上記の作業は,今後分析を進める上での,基礎的な情報の収集と考えている.本年度の研究活動は,月に1度の連携先地方自治体を交えた全体研究会を中心に,研究グループごとの研究会とを平行して行いつつ,個別研究者の具体的な研究を行った.研究グループ全体で取り組む研究としては,京都府京都市の伏見を中心とする地域と滋賀県草津市を中心とする地域とを主要な研究対象地域として選定し,来年度両地域を対象とした商業施設を含んだ中心市街地活性化に対応したプランづくりのための基礎的調査を行った.今年度行った基礎的調査は,各地域(京都府京都市伏見地区,京都府宇治市,滋賀県草津市)に住民を対象とする消費動向調査を,郵送によるアンケート,地域女性会会員を対象とするアンケートの形で実施し,これを集計した.更に,滋賀県草津市を対象として,交通量と駐車場配置に関する基礎的な調査も行った.グループ別の研究として,2000年6月に大規模小売店舗立地法が施行されたことを受け,各自治体のこれらの運用マニュアルを収集し,調整方式の比較検討を行った.これと合わせて,各地で策定されている,中心市街地活性化基本計画,実施計画を収集し,これらと以前に策定された,商業近代化計画との性格の相違に関して比較検討し,いくつかの地域を対象に現地調査を行った.地域計量モデルと,商業活動データベースの整備のために,モデル分析の基本となる,地域別の商業統計を活用した商業活動の比較分析を行い,地域別特性の明確化を行った.上記の調査結果,検討結果に関しては,現在順次論文としてとりまとめており,来年度に入ってから順次公表の予定である.

本地域連携研究は,京都府,滋賀県,京都市を対象地域とし,対応する行政機関との連携をはかりつつ研究活動を継続してきた.研究期間内に大規模小売店舗法から大規模小売店舗立地法へと大規模小売店舗の主点調整に対する枠組みの変更もあり,現在ではいわゆるまち作り3法(改正都市計画法,改正建設基本法,大規模小売店舗立地法)によるまち作りとあわせた大規模小売店舗の立地調整が基本となってきた.こうした商業活動を巡る環境の変化と併せて研究期間内には商業活動自身にも大きな変化が発生した.複数の大規模小売業が破綻または大規模なリストラを行う必要が発生した.こうした商業活動を巡る大きな変化を目の当たりにしつつ,本研究プロジェクトでは,対象地域の各自治体における商業調整方法の変化や中心市街地活性化計画等の説明を受けつつ,大学の研究者が独自の研究計画に従った,研究を進め相互交流を図った.研究成果はいくつかに分類することができるし,今回の研究成果のすべてを研究報告書に取り入れることはできなかったが,今後個人ベースで今回の研究成果をより精査することと併せて,学内で研究グループを維持し,行政の担当者との交流を含めて来年度の研究成果の本格的なとりまとめを行うことを予定しており,学内的な予算措置も講じた.本研究では,京都府,滋賀県,京都市における商業活動状況の特性を明らかにすることを目指して,商業統計データの詳細な分析により,地域間の商業活動の比較分析を行った上で,京都府下および滋賀県内における具体的な研究対象地域を設定し,ここにおいて各種の調査を行った上で,これらの地域に対する具体的なまち作り計画を検討した.ここで対象とした地域は,京都府京都市伏見区の大手筋を中心とした商業地区と滋賀県草津市の中心市街地である.伏見地区では,TMOによる具体的な中心市街地活性化計画を策定中であり,これが完成した時点において,この地区がどのようになるのかを歴史的検討と併せて評価を行った.草津市後威信市街地では,大手スーパーSEIYUが撤退跡市を含む隣接地域の将来経計画が大きな課題となっており,これらを含めて検討を行った.こうした検討を行う上で,両地区の通行量調査,来街者調査,消費者の買い物動向調査を行い,これらの調査結果もとりまとめている.こうした調査は,これまで行政主体のものが多く,ここではこれらの内容にとらわれることなく,独自の調査を行った.今年度が研究活動の最終年度であることから、今年度の研究活動は、研究報告書の作成を目指して、これまでの調査・研究活動の成果のとりまとめを中心に行った。年度当初に、報告書の全体構成に関して、議論し、基本的な骨格を確定した。報告書では、統計データを活用した、全国的な商業活動状況の時系列的変化の概要。京都府・京都市・滋賀県における商業活動の概要をとりまとめたうえで、京都府下としては、京都市伏見区の中心商店街における商業活動の分析、滋賀県下では、草津市中心市街地における、商業活動をも取り込んだ、再開発計画の構想を描くことを目的として編集することとした。報告書ではこれらと併せて、大規模小売店舗立地法施行後の運用形態の分析、海外における調査活動のまとめをもとり入れることとした。上記の編集方針の下に、基本的には個別研究者、研究グループの研究活動を中心に今年度の活動を行ったが、行政の担当者を交えた研究会は、月1回のペースを基本に継続し、個別研究者の研究成果の報告と、行政における最近の調査活動の報告とをあわせて行った。上記の研究活動に基づいて、現在研究報告書の原稿をとりまとめ中である。
カリックスアレーン化合物の抽出異常性を利用した新規の分離・分析システムの創製

カルボニル基の官能基を有するカリックスアレーン化合物、すなわちアミド型およびケトン型のp-tert-オクチルカリックス[4]アレーン化合物との比較のためにそのモノマー体を合成し、塩酸と硝酸中からの銀(I)とパラジウム(II)の抽出挙動について比較、検討した。その結果、モノマー体では他の抽出剤と同様にパラジウムの方に選択性が大きく片寄っているのに対して、カリックス[4]アレーン化合物ではその傾向は逆転し、大量のパラジウム中から銀を高選択的に抽出することが分かった。これはモノマー体では金属イオンが陰イオン錯体として抽出されるのに対して、カリックスアレーンでは陽イオンの形で抽出されるためと結論された。このため金属陽イオンのペア-となる陰イオンとしてジノニルナフタレンスルホン酸のような油溶性の大きなイオンを用いると銀の抽出が大幅に促進されることが分かった。またカルボン酸型のp-tert-オクチルカリックス[4]アレーン化合物を用いて塩酸と硝酸中からの鉛(II)、鉄(III)、亜鉛(II)等の金属の抽出についても検討した。その結果100500倍過剰に存在する亜鉛中から数ppmオーダーで共存する鉛(II)イオンを定量的に抽出する事が認められた。さらに一般のカルボン酸とは大きく異なり、鉄(III)よりも鉛に対して高い選択性を有するという注目すべき特性も見出した。すなわち、この分子が鉛イオンに対して他の抽出剤では見られない程高度の認識・分離機能を有していることが分かった。さらにこのカルボン酸型のカリックス[4]アレーンをポリアリルアミンの母体に固体化した、カリックスアレーン樹脂の調製にも成功し、過剰量の亜鉛中から微量の鉛イオンを高選択的にトラップすることを明らかにした。平成8年度はカルボニル基の官能基を有するカリックスアレーン化合物、すなわちアミド型、エステル型、およびケトン型のp-tert-オクチルカリックス[4]アレーン化合物と比較のためにそのモノマー体を合成し、塩酸と硝酸中からの銀(I)とパラジウム(II)の抽出挙動について比較、検討した。3種の官能基を比較するとアミド型やケトン型のものではこのような特性が発現されるのに対して、エステル型の場合は抽出がかなり劣ることが認められた。またカルボン酸型のp-tert-オクチルカリックス[4]アレーン化合物を用いて塩酸と硝酸中からの鉛(II)と亜鉛(II)の抽出についても検討した。その結果100500倍過剰に存在する亜鉛中から数ppmオーダーで共存する鉛(II)イオンを定量的に抽出する事が認められ、この分子が鉛イオンに対して他の抽出剤では見られない程高度の認識・分離機能を有していることが分かった。さらにこのカルボン酸型のカリックス[4]アレーンをポリアリルアミンの母体に固定化した、カリックスアレーン樹脂の調製にも成功し、過剰量の亜鉛中から微量の鉛イオンを高選択的にトラップすることを明らかにした。
ストレス問題の解明に関する予防医学的研究

本研究の目的は、予防医学に携わりストレス研究を行っている環境医学、分子遺伝学、細胞遺伝学、神経科学、産業衛生学、疾病疫学、精神保健学、健康管理学、栄養学、中毒学などの専門家が一堂に会して、ストレス問題をきわめ、その解決を図ろうとするものである。目的達成のために、以下の項目について研究を推進した。1.ストレスの身体的健康度への影響を、免疫系を中心としたストレス応答機構に関連した遺伝子の発現およびストレス負荷による遺伝子の損傷とその防御機構から検討した。2.ストレスの精神的健康度への影響は、THI、GHQなどの調査票を用いたフィールド調査や、カテコールアミン、ホルモンなどの神経内分泌的手法を用いて検討した。3.ストレスの中枢機構について、脳波・誘発脳波のどの生理的検査ならびに神経生化学、神経解剖学的手法を用いて検討した。これらの研究成果を踏まえて、ストレスに対する身体的、精神的健康保持法について検討すると共に、ストレスの予防医学的解明のための研究計画を作成し、重点領域に申請した。
メタンハイドレートの資源開発技術に関する研究

本研究の目的は、将来のエネルギー資源として有望視されているメタンハイドレートの資源利用のため、その物理化学的性質を明らかにすることである。特に、結晶内部のメタン分子の描象を捕らえ、メタンハイドレートの生成・解離機構を明らかにするため、X線回折、ラマン散乱による実験および分子動力学シミュレーションを行なった。また、メタンハイドレートの特性を理解する上で重要である炭酸ガスハイドレート、空気ハイドレートの研究も行なった。本研究で得られた成果は、次の通りである。(1)人工メタンハイドレートの結晶構造解析を、X線粉末回折法で測定した。測定して得られた回折線強度は、計算で求めたI型ハイドレートの回折線の相対強度(エチレンオキサイドハイドレート単位胞長は、a=11.96±0.1 4Åと求められた。この結果、測定した人工メタンハイドレートはI型結晶であることが確認された。(2)メタンハイドレート中の水和数を非破壊で測定するため、人工メタンハイドレート試料について、ラマン分光測定を行った。各ケージへの占有率を熱力学的モデルを用いて見積ったところ、水和数は6.086.28となった。質量測定で得られた見かけの水和数の変化に比べて、見積もられた水和数の変化が小さいことから、この変化の差は試料中のハイドレート含有率として表わされることが示された。また、炭酸ガスハイドレートの生成過程をラマン分光法を用いて観察し、水溶液中で結晶が成長していく際に炭酸ガスの周囲の水分子の構造が変化していく様子を捕らえることができた。(3)メタンハイドレート結晶中のメタン分子の運動を明らかにするため、分子動力学シミュレーションを行なった。メタン分子の振動スペクトルを計算した結果、液体の状態よりもより速い回転・伸縮振動が起こっていることが明らかになった。また原子の軌跡より、ケージ内でメタン分子は周りからの束縛をほとんど受けずも回転運動をしていることがわかった。炭酸ガスハイドレートについては、結晶中にある大きさの異なる2種類のケージ内でのゲスト分子の運動状態を調べた。振動スペクトルの計算から、小さなケージ内では二酸化炭素分子の分子内伸縮振動数は高く、周囲の水分子からの束縛を受けた運動状態にあることが明らかになった。メタンハイドレート結晶の形成過程の研究は皆無といってよい。従って、本研究では計算機実験とラマン分光法を用いた光学的実験によってメタンハイドレートの形成過程の研究をスタートさせた。メタンハイドレート結晶の作製は極めて困難ではあるが、メタン水溶液の濃度を変化させ、また溶液を強制的に撹拌させるなどの異なる方法でメタンハイドレート試料を作り、それぞれのラマン分光測定を行った。その結果、メタンハイドレート結晶中のメタンハイドレートの占有率が極めて小さいこと(予想の1/21/3)、及び占有率が試料の作製法に強く依存することが明らかとなった。今後、この問題について解明しなければならないと考えている。計算機実験ではメタン水溶液中の炭素原子・水素原子の運動及びメタンハイドレート中の炭素原子・水素原子の運動を分子動力学的に計算しその結果をまとめた。H-C-Hの変角振動モード及び非対称伸縮モードはハイドレート中でラマンシフトが小さく、伸縮モードが大きくなることが明らかとなった。

分子動力学を用いた実験研究が分子内運動も明らかにすることができたのは画期的であり、今後はラマン分光の実験結果と対比しつつ、計算によっても占有率を求めていく計画である。以上の研究結果は平成8年3月にカナダ・ビクトリア大学で開催される日本-カナダ科学技術ワークショップにて発表する。本研究の目的は、将来のエネルギー資源として有望視されているメタンハイドレートの資源利用のため、その物理化学的性質を明らかにすることである。特に、結晶内部のメタン分子の抽象を捕らえ、メタンハイドレートの生成、解離機構を明らかにするため、X線回析、ラマン散乱による実験および分子動力学シミュレーションを行なった。また、メタンハイドレートの特性を理解する上で重要である炭酸ガスハイドレート、空気ハイドレートの研究も行なった。本研究で得られた成果は、次の通りである。(1)人工メタンハイドレートの結晶構造解析を、X線粉末回析法で測定した。測定して得られた回析線強度は、計算で求めたI型ハイドレートの回析線の相対強度(エチレンオキサイドハイドレード単位胞長は、a=11.96±0.1 4Åと求められた。この結果、測定した人工メタンハイドレードはI型結晶であることが確認された。メタンハイドレード中の水和数を非破壊で測定するため、人工メタンハイドレード試料について、ラマン分光測定を行った。各ゲージへの占有率を熱力学的モデルを用いて見積もったところ、水和数は6.086.28となった。質量測定で得られた見かけの水和数の変化に比べて、見積もられた水和数の変化が小さいことから、この変化の差は試料中のハイドレート含有率として表わされることが示された。また、炭酸ガスハイドレートの生成過程をラマン分光法を用いて観察し、水溶液中で結晶が成長していく際に炭酸ガスの周囲の水分子の構造が変化していく様子を捕らえることができた。メタンハイドレート結晶中のメタン分子の運動を明らかにするため、分子動力シミュレーションを行った。メタン分子の振動スペクトルを計算した結果、液体の状態よりもより速い回転・伸縮振動が起こっていることが明らかになった。また原子の軌跡より、ケージ内でメタン分子は周りからの束縛をほとんど受けずも回転運動をしていることがわかった。炭酸ガスハイドレートについては、結晶中にある大きさの異なる2種類のケージ内でのゲスト分子の運動状態を調べた。振動スペクトルの計算から、小さなケージ内では二酸化炭素の分子内伸縮振動数を高く、周囲の水分子からの束縛を受けた運動状態にあることが明らかになった。
新規多糖誘導体リン酸化プルランを用いた硬組織用ドラッグデリバリーシステムの開発

本年度は,代表研究者らが開発した天然多糖誘導体であるリン酸プルランについて,抗菌物質を徐放する硬組織用ドラッグデリバリーシステムとしての有用性を中心に評価した。(1)抗菌物質の最小有効濃度の検討う蝕原因菌Streptococcus mutansを用い抗菌効果を検討した結果,抗菌物質である塩化セチルピリジニウム(CPC)単独では、軽い洗浄後でも抗菌効果は発揮できなかったが、リン酸化プルランとCPCの混合溶液では両者の濃度がわずか0.01%であるにも関わらず著しく増殖が抑制されていた。この結果は歯周病原因菌であるAggregatibacter actinomycetemcomitansでも同様であった。しかしながら,リン酸化プルランとCPCの配合比の異なる溶液を作製して同様の実験を行ったところ,リン酸化プルラン0.05%,CPC0.01%(リン酸化プルラン:CPC=5:1)やリン酸化プルラン0.01%,CPC0.05%(リン酸化プルラン;CPC=1:5)の溶液では、リン酸化プルランやCPCの濃度が高くなったにも関わらずほとんど抗菌作用を示さなかった。(2)細胞実験および動物実験による安全性の検討線維芽細胞,骨芽細胞,間葉系幹細胞のいずれもリン酸化プルランにより細胞増殖が促進されることが明らかとなった。これより細胞毒性を有する可能性は極めて低いと考えられる。また、ラットに0.01%リン酸化プルランと0.01%CPCとの混合液を1週間水の変わりに与えた結果,コントロールである蒸留水を与えた群と比較して,肝組織に大きな違いは認められず、本剤の高い生体安全性が示唆された。本研究では,代表研究者らが開発した天然多糖誘導体であるリン酸プルランについて,(1)リン酸化プルランの生体硬組織やインプラント表面に対する吸着能をナノスケールで分析するとともに,(2)骨再生に関与する細胞でその効果を検討することにより,成長因子や抗菌物質を徐放する硬組織用ドラッグデリバリーシステムとしての有用性を評価した。1)リン酸化プルランの吸着能評価(1)表面分析法による検討リン酸化プルランにてアパタイトおよびチタン表面を処理し,X線光電子分光装置(XPSまたはESCA)により分析した。その結果,酸性であるリン酸化プルラン水溶液のみでなく,中性あるいは弱アルカリ性に調整したリン酸化プルランナトリウム水溶液でも,アパタイトやチタンに対しリン酸化プルランが強固に吸着することを示唆された。(2)水晶発振子マイクロバランス法(QCM)による検討生体分子間相互作用定量測定装置・QCM-D300のアパタイトセンサーならびにチタンセンサーを用いてリン酸化プルラン吸着特性をリアルタイムで測定した。その結果,アパタイトやチタンにリン酸化プルランが強固に吸着することが確認された。2)細胞実験チタンプレートを1.0wt%リン酸化プルラン溶液で処理し,コントロール条件では,蒸留水に処理した。洗浄後,マウス骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1細胞をそれぞれのチタンプレート上で培養し,細胞の形態,接着,増殖に及ぼすリン酸化プルランの影響を検討した。さらに,MC3T3-E1細胞のマイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)の発現に及ぼすリン酸化プルラン処理の影響も検討した。その結果,細胞播種後1,2および3日後において,リン酸化プルラン処理を行った方が有意に高い増殖反応を示し,その反応はMAPKのERKの系を介していることが示唆された。
血管再生療法による脳アミロイド血管症の能動的制御とアルツハイマー病治療法の開発

脳にはリンパ管が存在しないため,動脈拍動が駆動力となり,βアミロイド(Aβ)などの老廃物の排泄を助けている.よって,動脈硬化により動脈拍動が低下すると,Aβが蓄積する病気であるアルツハイマー病は悪化する.したがって,血管病の予防はアルツハイマー病を含む認知症の予防となる.本研究では,ヒトのアルツハイマー病の脳ではAβが蓄積することにより小さな脳梗塞が多数生じ,アルツハイマー病のモデル動物で動脈の拍動を低下させるとAβが蓄積することを見出した.血管に作用する薬剤を投与するとそのような蓄積が減少し認知機能が改善し,認知症の初期の患者に薬剤を投与する臨床試験を開始する基礎データが得られた.脳にはリンパ管が存在しないため,動脈拍動が駆動力となり,βアミロイド(Aβ)などの老廃物の排泄を助けている.よって,動脈硬化により動脈拍動が低下すると,Aβが蓄積する病気であるアルツハイマー病は悪化する.したがって,血管病の予防はアルツハイマー病を含む認知症の予防となる.本研究では,ヒトのアルツハイマー病の脳ではAβが蓄積することにより小さな脳梗塞が多数生じ,アルツハイマー病のモデル動物で動脈の拍動を低下させるとAβが蓄積することを見出した.血管に作用する薬剤を投与するとそのような蓄積が減少し認知機能が改善し,認知症の初期の患者に薬剤を投与する臨床試験を開始する基礎データが得られた.アルツハイマー病(AD)患者の90%以上では脳表の血管にβアミロイド(Aβ)が沈着する脳アミロイド血管症(CAA)を合併している。さらに,Aβ沈着血管の近傍には,肉眼では確認できない微小な脳梗塞(皮質微小梗塞)が散在している。皮質微小梗塞は,脳低灌流領域である分水嶺域を中心にみられることから,皮質微小梗塞の形成にCAAと脳低灌流が協働的に作用するという仮説をたて,ヒト剖検脳とCAAモデルマウス(Tg-SwDIマウス)を用いて検証を行った。ヒト剖検脳の皮質微小梗塞密度は,CAA軽度群では0.113/cm^2,中等度群では0.584/cm^2,高度群では4.370/cm^2であり,CAAの重症度により直線的に増加した。皮質微小梗塞密度はAD群と非AD群で有意差がなかった。多変量解析では7つの変数(年齢,疾患,動脈硬化,老人斑,神経原線維変化,CAA,白質病変重症度)のうち,CAA重症度のみが唯一,皮質微小梗塞密度と有意な相関を示した(p=0.0022)。またこのヒト剖検脳データと一致して,Tg-SwDIマウスでは脳低灌流侵襲後に,一部で微小梗塞が再現され,Aβの血管壁への沈着がより早期に観察された。一方,偽手術群では32週齢まで微小梗塞は一切みられなかった。12週間の脳低灌流後,Tg-SwDIマウスでは脳血流が手術前と比較し26%低下していたが,野生型マウスでは15%にとどまっていた。皮質微小梗塞の密度はCAAの重症度と相関していたが,老人斑や神経原線維変化の重症度には相関しなかった。脳低灌流侵襲を加えたTg-SwDIマウスの脳血流回復が不良であったことより,Aβの沈着が,血管機能を障害し,血管支配領域の梗塞に至ったものと推察された。CAAは認知症への寄与危険度が高いことがすでに報告されており,関連して起こる皮質微小梗塞も高齢者における認知機能低下の重要な背景病理である可能性がある。アルツハイマー病(AD)患者の90%以上では脳表の血管にβアミロイド(Aβ)が沈着する脳アミロイド血管症(CAA)を合併する.さらに,Aβ沈着血管の近傍には,肉眼では確認できない微小な脳梗塞(皮質微小梗塞)が散在している.これまでの研究で,皮質微小梗塞の形成にCAAと脳低灌流が協働的に作用することが明らかとなった.さらに,AD剖検脳やCAAのモデルマウス(Tg-SwDIマウス)の脳血管平滑筋細胞には,ホスホジエステラーゼIII(PDEIII)の発現が亢進していた.PDEIIIの発現が亢進するとcAMPが減少し,血管拡張能や反応性が低下することから,PDEIIIの発現亢進がAD/CAAにおける微小梗塞の発生やAβ蓄積に中心的な役割を担うという作業仮説を立てた.そこで,PDEIII特異的阻害剤シロスタゾールを0.3%含有する餌(または対照餌)をTg-SwDIマウスに4ー12か月齢,または1.5ー15か月齢まで投与した.シロスタゾールを投与されたTg-SwDIマウスでは,対照餌を投与されたTg-SwDIマウスと比べて以下の7項目において有意な改善が見られた:1)5%二酸化炭素吸入下での脳血管反応性,2)同吸入下での脳循環予備能,3)脳表アセチルコリン灌流下での脳血管反応性,4)脳内Aβ蓄積量の減少,5)Y迷路試験で評価される認知機能,6)蛍光標識Aβ1-40投与後のAβクリアランス速度,7)電子顕微鏡下での血管内皮細胞,平滑筋細胞,周皮細胞の形態変化.さらに,後方視的な臨床観察では,シロスタゾールを投与されていた軽度認知障害患者では,未投与患者に比べて,有意にMMSEの低下が抑制されていた.

以上より,シロスタゾールなどの血管作動薬がAD治療の新潮流となる可能性が高いと考え,多施設共同の二重盲検プラセボ対照試験を医師主導治験として開始することとなった.アルツハイマー病(AD)患者の90%以上では脳表の血管にβアミロイド(Aβ)が沈着する脳アミロイド血管症(CAA)を合併する。さらに,Aβ沈着血管の近傍には,肉眼では確認できない微小な脳梗塞(皮質微小梗塞)が散在している。これまでの研究で、皮質微小梗塞の形成にCAAと脳低灌流が協働的に作用することが明らかとなった。さらに,AD剖検脳やCAAのモデルマウス(Tg-SwDIマウス)の脳血管平滑筋細胞には,ホスホジエステラーゼIII(PDEIII)の発現が亢進していた。PDEIIIの発現が亢進するとcAMPが減少し,血管拡張能や反応性が低下することから,PDEIIIの発現亢進がAD/CAAにおける微小梗塞の発生やAβ蓄積に中心的な役割を担うという仮説を立てた.そこで,PDEIII特異的阻害剤シロスタゾールを0.3%含有する餌(または対照餌)をTg-SwDIマウスに4-12か月齢,または1.5-15か月齢まで投与した.シロスタゾールを投与されたTg-SwDIマウスでは,対照餌を投与されたTg-SwDIマウスと比べて以下の7項目において有意な改善が見られた:1)5%二酸化炭素吸入下での脳血管反応性,2)同吸入下での脳循環予備能,3)脳表アセチルコリン灌流下での脳血管反応性,4)脳内Aβ蓄積量の減少,5)Y迷路試験で評価される認知機能,6)蛍光標識Aβ1-40投与後のAβクリアランス速度,7)電子顕微鏡下での、血管内皮細胞,平滑筋細胞,周皮細胞の形態変化.さらに,後方視的な臨床観察では,シロスタゾールを投与されていた軽度認知障害患者では,未投与患者に比べて,有意にMMSEの低下が抑制されていた(約2年半の観察期間).以上より,シロスタゾールなどの血管作動薬がAD治療の新ストリームとなる可能性が高いと考え,将来の前向き臨床試験を計画中である.25年度が最終年度であるため、記入しない。ヒト剖検脳の解析を終了し、すでにこれまでの成果の一部を学術誌に報告した(Okamoto Y etal. Acta Neuropathologica 2012).さらに、平成25年度に予定していた動物実験(薬剤投与による認知機能改善作用の検討)にも取り掛かっており、ほとんどデータが出揃ったため(投稿準備中)動物実験によるアミロイド血管症機序のさらなる解明と治療法の開発について、海外の研究者(Southampton大学Carare医師,同大学Weller名誉教授)との連携を高め、推進していく.25年度が最終年度であるため、記入しない。動物実験によるアミロイド血管症機序のさらなる解明と治療法の開発について、海外の研究者(Southampton大学Carare医師,マサチューセッツ総合病院Eng H. Lo博士)との連携を高め、推進していく。
地域環境におけるダイオキシン類の環境動態解析に関する研究

平成11年度は,水田地域3地点程度を選定し,大気・土壌および魚類試料の採取と分析を行った。平成12年度は,調査区域の拡大および特定区域内のより詳細な調査を同時に実施した。平成13年度は,都市域および森林域の大気および土壌の分析を実施すると同時に,地域における土地利用調査結果とあわせて,地域環境におけるダイオキシン類環境動態予測モデルの開発に取り組んだ。研究期間の研究実績を大気--土壌系,水田--生物系および水田--作物系に3別して以下に記す。1)大気--土壌系については,水田において,季節変動の把握のために春,夏および秋季に試料を採取し,分析を行った。この調査では昨年度までの試料採取および分析方法を延長して検討を行った。2)水田--水--生物系については,水田地域の環境動態をより詳細に解明するために数地域のより閉鎖系の水田地域を調査対照区域として選定し,より精密に流出/濃縮の調査を実施した。水試料の分析に際しては、これまでに開発してきた簡便分析手法を適用するための改良も行った。また,河川の上流中流域において河川水を採取し,これら試料の分析も行った。また,調査結果をもとに水田域からのダイオキシン類流出負荷原単位の算出や流出負荷モデルを作成した。3)水田土壌上の米の分析を実施した。試料は藁,籾殻,糠および白米に分離して分析した。作物試料の分析に際しては,これまでに開発してきた簡便分析手法を適用するための改良も行った。これらの研究成果から,石川県(特に犀川)をモデルとした地域環境におけるダイオキシン類の環境動態に関する多くの知見が得られた。また,ダイオキシン類流出負荷モデルと組み合わせた環境動態予測モデルの開発により,地域環境におけるダイオキシン類の将来濃度をある程度予測可能となった。本年度は、特に水田環境におけるダイオキシン類の多媒体的な環境動態を検討することを目標として、水田地域において3地点ほどを選定し、大気・土壌、および魚類試料の採取と分析を行った。主要な検討結果は以下の通りである。1水田地域における大気中-土壌間の環境動態の検討(1)水田地域では土壌中ダイオキシン類の濃度が比較的高いため、大気濃度が汚染土壌の影響を受ける可能性が考えられる。本年度は、土壌粒子の巻き上げによる大気への寄与を検討するため、アンダーセンサンプラー及びポリウレタンフォームサンプラーを用いて粒径別の大気採取を水田地域3地点において行い、ダイオキシン類を分析した。(2)上記の結果、大気粒子中のダイオキシン類の同族体分布が粒子粒径により異なり、粒径の大きい粒子中で土壌の影響が相対的に強いことが示唆される結果となった。(3)上記の検討を行うにあたって、これまで開発したダイオキシン類の簡便分析手法を大気試料に適用するための検討を行い、分析法の改良を行い、方法を確立した。2水田地域における水生生物-土壌間の環境動態の検討(1)水田周辺の小水路を中心として魚類を採取し、これらのダイオキシン類分析を行った。(2)その結果、水田周辺魚類では平均的にダイオキシン類濃度がやや高く、また、土壌の同族体分布に影響されていることが示唆された。(3)上記の検討を行うため、水生生物試料の分析に対してこれまでの簡便分析手法を適用するための改良を行い、方法を確立した。3まとめと今後の課題今後更に、水田地域の環境動態をより詳細に明らかにするため、より閉鎖系の水田地域を選定して詳細な調査を進める予定である。

本年度は,この平成11年度の成果をさらに拡大するために,調査区域の拡大および特定区域内のより詳細な調査を同時に実施した。本年度の研究実績を大気-土壌系,水田-生物系および水田-作物系に3別して以下に記す。1.大気-土壌系については,水田において,季節変動の把握のために春,夏および秋季に試料を採取し,分析を行った。この調査では昨年度までの試料採取および分析方法を延長して検討を行った。2.水田-水-生物系については,水田地域の環境動態をより詳細に解明するために数地域のより閉鎖系の水田地域を調査対照区域として選定し,より精密に流出/濃縮の調査を実施した。水試料の分析に際しては,これまでに開発してきた簡便分析手法を適用するための改良も行った。また,河川の上流中流域において河川水を採取し,これら試料の分析も行った。3.水田土壌上の米の分析を実施した。試料は藁,籾殻,糠および白米に分離して分析した。作物試料の分析に際しては,これまでに開発してきた簡便分析手法を適用するための改良も行った。今後,都市域および森林域の大気および土壌の分析を実施すると同時に,地域における土地利用調査結果とあわせて,地域環境におけるダイオキシン類環境動態予測モデルの開発に取り組む予定である。平成11年度は,水田地域3地点程度を選定し,大気・土壌および魚類試料の採取と分析を行った。平成12年度は,調査区域の拡大および特定区域内のより詳細な調査を同時に実施した。本年度は,都市域および森林域の大気および土壌の分析を実施すると同時に,地域における土地利用調査結果とあわせて,地域環境におけるダイオキシン類環境動態予測モデルの開発に取り組んだ。本年度の研究実績を大気-土壌壊系および水田-生物系に2別して以下に記す。1.大気-土壌系については,森林域および都市域において,季節変動の把握のために春,夏および秋季に試料を採取し,分析を行った。2.水田-水-生物系については,水田地域の環境動態をより詳細に解明するために数地域のより閉鎖系の水田地域を調査対照区域として選定し,精密に流出/濃縮の調査を実施した。また,調査結果をもとに水田域からのダイオキシン類流出負荷原単位の算出や流出負荷モデルを作成した。これらの研究成果から,石川県(特に犀川)をモデルとした地域環境におけるダイオキシン類の環境動態に関する多くの知見が得られた。また,ダイオキシン類流出負荷モデルと組み合わせた環境動態予測モデルの開発により,地域環境におけるダイオキシン類の将来濃度をある程度予測することが可能となった。
東北日本弧のモホ面付近で形成された集積岩相の岩石・鉱物学的、同位体岩石学的研

モホ面近くで形成された集積岩類として、新潟県米山地域と海川地域のハンレイ岩質捕獲岩類について、約150サンプルの顕微鏡観察を行なった。その結果、これらは主にホルンブレンドーパイロクシナイト、輝石-ホルンブレンダイト、ホルンブレンド-アノ-ソサイト、アノ-ソサイトなどの超苦鉄質苦鉄質集積岩に分類され、輝石に富むものにはAlに富むスピネルが、角閃石に富むものにはチタン磁鉄鉱が含まれることが明かとなった。また構成鉱物のEPMA分析によって求めた角閃石のAl含有量から圧力を見積った結果、輝石を含む集積岩類の形成深度は7-9kbと深く、輝石を含まないタイプはそれらよりやや浅めで5-8kbや2-6kbの深さで形成されたと考えられる。輝石や角閃石の化学組成は、サンプルによっていくつかの分化系列に分けられ,複数のマグマシステムからの結晶分化物であると考えられる。しかし、分析した輝石の共通した性質として、輝石台形上でソレアイト質の分化経路を描くことや、Ca+Na-Ti図、Ca-Ti+Cr図、Al-Ti図上で造山帯のソレアイトの特徴を示すことから、本源マグマは島弧ソレアイトの可能性が高いことが明かになった。以上のように、北部フォッサマグマ地域の鮮新世火山岩類中に含まれる集積岩質捕獲岩類は、島弧ソレアイト質の本源マグマがモホ面付近またはそれ以浅で結晶分化作用を行なった結果形成された地殻物質であることが明かとなった。
認知症高齢者の周辺症状及び虚弱を指標とした転倒予測アセスメントツールの開発

本研究から認知症高齢者の転倒リスクには認知症に伴う空間認知能力や記憶力などの認知機能や周辺症状などの情動反応、身体機能、療養環境などが複雑に絡んでいることが明らかとなった。また、ひとたび、転倒経験があれば、外出頻度が減少し、さらなる転倒リスクを高める一因となっている。これらの結果から、認知症高齢者の転倒予防には、症状や障害のアセスメトだけで入院環境のアセスメントだけでなく、患者が表現できないニーズも含めたアセスメントと、患者の残されている機能を踏まえたアセスメントが重要となることが示唆された。認知症高齢者の安全な療養生活の保証には、加齢とともに増加する転倒予防が重要な課題となる。認知症高齢者の転倒は健常な高齢者と比べ、1.74倍の転倒リスクがあり1)、重度の転倒に伴う外傷の発症リスクが2.13倍と高くなり2)、汎用されるアセスメントツールの信頼性や妥当性が低い3)という報告がある。そこで、本年度は、認知症高齢者の転倒リスク二関連する要因として、虚弱や周辺症状に関する調査項目を設定し、調査を行うことを目標に設定した。汎用される転倒アセスメントツールとして、Morse、Oliver、泉のツールを選択した。また、周辺症状に関する調査項目はDementia Behavior Disturbance Scale、虚弱は体重減少、握力、5m歩行速度、基本チェックリスト、筋肉量、血清アルブミン等を含む指標とした。本課題で設定した調査を特定機能病院の内科病棟で実施するために研究倫理審査の準備と調査協力施設との調整を行っている。5月の倫理申請で承認予定であり、その後プレテストとして500名に実施し、入院中の転倒をアウトカムに設定し、前向き調査を行う予定である。また、高齢者の虚弱と認知機能の関連について、地域住民を対象に検証した。その成果、虚弱改善を行うプログラムに参加すると認知機能も改善するや虚弱があると認知機能の悪化が促進されることも実証した。3泉キヨ子.患者の転倒・転落の予測はどこまで可能か転倒・転落防止のためのアセスメントツールの有効性.EB NURSING2001; 2(1),16-24.1)プレテストとして、特定機能病院に入院した65歳以上の高齢者を対象20名に、入院期間中の身体機能、認知機能等を前向き調査した。対象者の基礎疾患は、高血圧が9名(45%)で最も多く、次いで白内障と骨関節疾患5名(25%)、認知症1名であった。栄養状態は、BMI平均値が22.1±4.7、筋肉量平均値が37.9±4.6であった。身体機能は、握力平均値が15.0±5.4、要介護認定を受けている者が12人(60%)であった。転倒ハイリスク患者は、泉が4名、STRATIFYが5名、MFSが8名であった。認知機能はCADIの平均値が5.5±2.0で、認知機能が低下している者が7名であった。泉とMFSは強い正の相関があったが(r=0.715,p=0.001)、転倒スケールと認知機能では関連は認められなかった。また、入院期間中の転倒者はなかった。対象者のうち認知症と診断されている者は1名のみであったが、認知機能の測定により認知機能の低下を認めた者は7名であったことから、高齢者の認知機能評価とその看護の重要性が示唆された。2)65歳以上の高齢者の転倒とMMSEとの関連、転倒に関連する要因を明らかすることを目的に検証した。対象は雲南市に居住する認知症の診断を受けていない65歳以上の高齢者98名をとした。転倒と関連要因の相関と重回帰分析を行った。対象者の年齢は82.3±5.5歳、性別は男26名(29.9%)であった。この1年で転倒経験があるものが35名(40.2%)で、転倒不安があるものが61名(70.1%)であった。MMSE 24.4±2.9点、GDS 5.5±3.1点であった。転倒経験は外出頻度の減少と相関があり、外出頻度は転倒経験とGDSと相関があった。MMSEは,年齢と握力と相関があった。重回帰分析の結果、転倒経験は外出頻度(β=-0.26,p=0.013)、椅子からの立ち上がり(β=-0249,p=0.018)で、MMSEとの関連は証明されなかった。しかし、転倒は、外出頻度が少なくなることで筋力が低下し、椅子からの立ち上がりにも困難を感じていると推察できた。1)入院中の高齢者対象者20人中男性が10人、基礎疾患は、高血圧が9人(45%)で最も多く、次いで白内障と骨関節疾患5人(25%)、認知症1人であった。内服状況は、降圧薬服用者8人(40%)、緩下剤服用者6人(30%)であった。