hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報処理技術を援用した社会基盤構造物の戦略的維持管理マネージメント

我が国は、道路橋を含む膨大な量の社会資本ストックを抱えており、今後老朽化する社会資本ストックの維持管理が深刻な問題となる。社会資本ストックの維持管理の問題は、先進国だけの問題ではなく、発展途上国においても重要な問題であり、これらの情報を全世界で共有する必要がある。本研究の主な目的は、社会資本ストックの維持管理マネージメントを戦略的に行う枠組みを作ることにある。社会資本ストックの維持管理マネージメントには、膨大な知識および豊富な経験が必要であることから、専門技術者の知識や経験を整理、継承するとともに、これらのノウハウを広く普及する必要がある。構造物の維持管理においては、一番重要なことは、劣化状況、損傷状況などに関する調査・点検が適切に行われており、その記録が管理され、維持管理に活用されていることである。本研究では、情報技術を活用し、データ共有の枠組みを構築するとともに、維持上必要となる、調査・点検データの効率的な収集や整理について検討を行った。具体的には、情報ネットワークを介したデータベースシステムや維持管理情報検索システム、点検データ入力補助システムなどを構築した。このシステムは、XLMを用いてデータの標準化が図られたおり、日本国内のみならず、簡単な修正を行うことにより全世界で利用が可能である。さらには、今後は、構造物の数に比べて、点検できる専門技術者が不足することが予想されることから、構造物の遠隔モニタリングシステムについても検討を行った。本研究の目的は、杜会資本ストックの維持管理マネージメントを戦略的に行う枠組みを作ることにある。杜会資本ストックの維持管理マネージメントには、膨大な知識および豊富な経験が必要であることから、学術領域を越えた支援が必要であり、さらに専門技術者の知識や経験を継承するとともに、これらのノウハウを海外に広く普及するためには、情報ネットワークを活用した先進的な情報システムなどの開発も必要不可欠である。本研究では、上記の目的を達成するため、本年度は、各国における社会基盤ストックの維持管理の現状調査として以下の項目について調査を行った。さらに、各国の維持管理マネージメントの考え方について調査を行った。(1)構造物ごとの点検・診断項目の整理(2)診断技術や補修・補強技術の整理(3)損傷データ(画像を含む)の収集(4)維持管理マネージメントの考え方の調査本研究の主な目的は、社会資本ストックの維持管理マネージメントを戦略的に行う枠組みを作ることにある。社会資本ストックの維持管理マネージメントには、膨大な知識および豊富な経験が必要であることから、学術領域を越えた支援が必要であり、さらに専門技術者の知識や経験を継承するとともに、これらのノウハウを海外に広く普及するためには、情報ネットワークを活用した先進的な情報システムなどの開発も必要不可欠である。本年度は、上記の目的を達成するため、情報ネットワークによるデータベースシステムや維持管理情報検索システム、知識情報処理の技術を用いた意志決定システムなどを構築した。このシステムは、データの世界標準化が図られたおり、日本国内のみならず、全世界で利用が可能である。本年度は、情報ネットワークによるデータベースシステムや維持管理情報検索システム、知識情報処理の技術を用いた意志決定システムなどを用いてシステムの運用を行い、運用上の問題点を明らかにするとともに、その改良を行った。また、構造物の点検支援を目的に、画像データの効率的な取得方法、整理方法について検討を行った。特に、構造物の維持管理を効率的に行うには、構造物の損傷状況を写した画像データの処理が特に重要となる。損傷写真から3次元の損傷モデルを作成したり、損傷部位の測定、損傷状況写真の効率的なファイリングなどが必要となる。そこで、構造物の損傷状況を写した画像データからの損傷部位の計測、損傷状況を3次元的に表した3次元損傷モデルの作成、損傷画像を効率的に分類するためのファイリングシステムの構築を行った。

(1)損傷部位計測システムの構築(2)損傷状況の3次元モデル構築システム(3)維持管理情報ファイリングシステム本研究の主な目的は、社会資本ストックの維持管理マネージメントを戦略的に行う枠組みを作ることにある。社会資本ストックの維持管理マネージメントには、膨大な知識および豊富な経験が必要であることから、学術領域を越えた支援が必要であり、さらに専門技術者の知識や経験を継承するとともに、これらのノウハウを海外に広く普及するためには、情報ネットワークを活用した先進的な情報システムなどの開発も必要不可欠である。本研究では、上記の目的を達成するため、情報ネットワークによるデータベースシステムや維持管理情報検索システム、維持管理画像ファイリングシステムなどを構築する。このシステムは、データの世界標準化が図られたおり、日本国内のみならず、全世界で利用が可能であり、先進国のみならず、発展途上国に対しても、多大な貢献が可能である。本年度は、これまで検討結果を踏まえて構築した以下の主要なシステムを統合化し、維持管理マネジメントシステムのプロトタイプを作成し、その評価を行った。
歯科インプラントの上部構造用チタン系鋳造用合金の開発に関する研究

チタンは生体との親和性、耐食性、機械的性質など、多くの利点を有しているが、融点が1670°Cと非常に高いうえに高温で酸化しやすく、多くの埋没材やルツボ材と反応しやすく、鋳造欠陥ができやすいなどの欠点もあり、現状では鋳造が非常に難かしく面倒な金属である。本研究では、純チタンに各種金属を添加し、合金化による融点の降下、ガス吸収や活性の低下・抑制等を目的とし、歯科インプラントの上部構造としての機械的性質を兼ね備え、下部構造との電気化学的腐食を発生させない合金組成の検討を行った。まず、純チタンに添加する金属元素としてパラジウムを選択し、チタンにパラジウムを5%間隔で1025wt%添加することとして所要量を秤量し、アルゴン雰囲気中でアーク溶解し、銅ルツボ中に鋳込み、インゴットを製作した。合金の融解温度はおよそパラジウムの添加により1600°Cまで低下したが、溶湯の流動性はほとんど改善されなかった。セレベストCBを用いて指定された方法で板状試料を鋳造し、試料表面は、酸化膜除去後さらに研磨した。電気化学的腐食挙動の目安として、リンゲル液中における約120分後の飽和カルメロ電極に対する電位を自然電位として、合金間で比較した。純チタン(JIS第1種)で-320-380mVの電位を示し、15%Pdまでは電位は向上、20、25%Pdでは多少減少したが、純チタンとの電位の差は最大100mVであり、チタンインプラントの上部構造用合金として、耐食性の点では問題ないと評価された。鋳造試料のビッカース硬さは、1020%Pdで約330、25%Pdで350371で、鋳型の材質や合金の融解方法や融解回数で変化する。また、JIS第1種チタンの硬さは、鋳造体で約HV 200、鋳造前のインゴットはHV 90であることより、金属融解中の酸化よりむしろ鋳込中の合金の酸化防止が重要であり、そのためには、鋳型材を変更し鋳造工程を確立する等の検討を必要とすると考えられる。
紫外レーザー励起による表面吸着分子のラマン散乱

パルスNd:YAGレーザーの基本波(波長1064nm)の第3高調波(波長355nm)、第4高調波(266nm)を励起光源とする紫外レーザー励起ラマン分光システムを構築した。分光計は紫外用小型分光器とシングル・ポリクロメーターを組み合わせて構築した。テスト・サンプルとしてNi(111)面上のニトロベンゼンのラマン散乱を測定した結果、2分子層(露出量11L)以上の吸着量でニトロベンゼンのラマン散乱が観測できた。観測できたラマン・ピークはNO_2対称伸縮振動(1346cm^<-1>)とベンゼン環のC=C伸縮振動(1590cm^<-1>)であった。このときの測定条件は以下のとおりである:励起条件:波長266nm,p偏光,入射角70°,試料上での照射密度-20mW/cm^2観測条件:偏光解析なし,観測角60°,積算時間160分また、紫外光照射によるニトロベンゼン分子の損傷を避けるために10分毎に励起光の照射位置を変えた。0.6mW(20mW/cm^2×0.03cm^2(有効採光面積))という非常に弱い励起条件で2分子層からのラマン散乱を観測することができた。これは紫外光を励起源とすることによってニトロベンゼン分子のラマン散乱断面積が増大していることを意味している。488nm励起に対する266nm励起の液体ニトロベンゼンのラマン散乱断面積の増大を実験的に見積もったところ、ω^4則と共鳴効果の重畳により約5000倍増大していることがわかった。このラマン散乱断面積の増大はラマン散乱を紫外光で励起することの有用性を示している。しかしながら、約5000倍という増強因子を得ながら、単一分子層のラマン散乱が観測できなかった。これはNi表面と吸着分子の損傷によって励起光強度の上限が制限されるためで、紫外光励起表面ラマン分光法の欠点である。分光器には既存のトリプル・ポリクロメーターを使用した。紫外励起ラマン分光法の表面測定感度を評価するためにNi(111)面上のアモルファス・ニトロベンゼン層のラマン散乱の測定を行った。その結果、以下の知見が得られた。1.パルスレーザーを使用しているため表面損傷を与えることなしにNi(111)表面に照射できるパワーは13mW/mm^2以下である。2.紫外光(355nm,266nm)照射によるラマン・スペクトルに経時変化が起こる。これはニトロベンゼン分子が紫外光照射により変質(解離や脱離など)していることを示す。3.355nm励起ではNi(111)基板やニトロベンゼン分子からのフォトルミネッセンスが強い。これによりスペクトルのバックグランドが上昇し、200分子層程度のアモルファス・ニトロベンゼン層からのラマン散乱しか観測できなかった(励起強度1mW)。4.266nm励起では7分子層のアモルファス・ニトロベンゼン層からのラマン散乱が検出できた(励起強度0.2mW)。

ニトロベンゼン分子は250nm付近に吸収があること、液体のニトロベンゼンの偏光解消度が0.4で可視光励起の場合の0.17と異なることから、共鳴ラマン効果が起こっていると考えらる。355nm励起に比べて266nm励起の測定感度が100倍向上したのはこの効果による。現段階ではニトロベンゼン単分子層からのラマン散乱を検出することはできていない。この最大の原因は使用している分光器の透過率が悪いためである。現在、本年度購入した紫外用小型分光器と既存のシングル・ポリクロメーターを組み合わせて高透過率の紫外ラマン分光システムを構築している。また、紫外光照射による吸着分子のダメ-ジは避けられないが、測定中試料を移動するといった工夫をすることによって試料のダメ-ジを軽減していく予定である。前年度は分光器として既存のトリプリ・ポリクロメーターを使用して紫外レーザー励起ラマン分光システムを構築し、Ni(111)面上のアモルファス・ニトロベンゼン層のラマン散乱の測定を行った。しかし、紫外光領域でのトリプル・ポリクロメーターの透過率が低かったため、7モノレ-ヤ-以上の吸着量でしかラマン散乱を観測することができなかった。今年度は、前年度購入した紫外用小型分光器と既存のシングル・ポリクロメーターを組み合わせ高透過率の紫外ラマン分光システムを構築し、Ni(111)面上のニトロベンゼンのラマン散乱を測定した。その結果、2モノレ-ヤ-以上の吸着量でニトロベンゼンのラマン散乱が観測できた。2モノレ-ヤ-の吸着量で観測できたラマン・ピークはNO_2対称伸縮振動(1346cm^<-1>)とベンゼン環のC=C伸縮振動(1595cm^<-1>)であった。このときの測定条件は以下のとおりである:励起条件:波長266nm,p偏光,入射角70°,試料上での照射密度70mW/cm^2観測条件:偏光解析なし,観測角60°,積算時間160分また、紫外光照射によるニトロベンゼン分子の損傷を避けるために10分毎に励起光の照射位置を変えて測定した。7mW/cm^2という非常に弱い照射強度密度で2モノレ-ヤ-からのラマン散乱が観測できた。これは266nm励起のニトロベンゼン分子のラマン散乱断面積が488nm励起のときよりもω^4則と共鳴効果の重畳により約4500倍増強したためで、紫外レーザー励起表面ラマン分光法の有用性を示している。2モノレ-ヤ-以上の1346cm^<-1>のラマン・ピークの強度を吸着量の関数としてプロットしてみると散乱強度ゼロの吸着量が約1モノレ-ヤ-であった。このことからNi(111)表面に直接吸着しているニトロベンゼンは解離しているかもしくは非常に強く化学吸着していることが分かった。
食事導入期のタンパク質栄養の制御による正常な大腸内環境の構築

食事導入期に与えるタンパク質が大腸内環境形成に与える影響を明らかにするため、離乳ラットに異なるタンパク質を与えたときの腸内細菌叢および大腸内発酵の変動を調べた。その結果、食事導入期の大豆タンパク質摂取で獲得した腸内細菌叢は安定で、酪酸生成を亢進することが判明した。この現象は肥満マウスでもみられ、肥満抑制に関与している可能性が見出された。以上より、食事導入期の適切なタンパク質摂取で、健全な大腸内環境を構築できることがわかった。比較的、消化吸収能の低い食事導入期に与えるタンパク質が腸内細菌叢や大腸内発酵に与える影響を明らかにするため、強制離乳した仔ラットにカゼイン(Cas)および大豆タンパク質(SPI)を与えたときの腸内細菌叢パタンおよび大腸内発酵の変動について調べた。出生21日後に強制離乳した仔ラットにCas食およびSPI食を与え、食事導入開始時および試験食投与途中の盲腸内容物中の腸内細菌叢パタン(16SrDNA PCR-DGGE法)および短鎖脂肪酸濃度を解析した。SPI食群の腸内細菌叢パタンはCas食群と異なる新たなクラスターを食事導入7日後以降形成し、食事導入21日後にはその菌叢がほぼ安定した。SPI投与ラットの盲腸内酪酸濃度はCas食群のそれに比べ有意に高く、食事導入21日後でほぼ一定となった。以上より、食事導入期のSPI投与によって大腸内に流入した窒素源は特有の大腸内細菌叢の形成に寄与し、大腸上皮細胞のエネルギー源となる酪酸の生成を亢進させることがわかった。次に、食事導入期のSPI投与によって形成された特有な大腸内環境の安定性を調べた。食事導入21日後までCas食およびSPI食を与えた後、飼料をクロスオーバーさせてさらに14日間飼育し、食事導入開始時および試験食投与途中の盲腸内容物中の腸内細菌叢パタン(16SrDNA PCR-DGGE法および16SrDNAクローンライブラリ法)および短鎖脂肪酸濃度を解析した。食事導入直後のSPI投与による酪酸生成亢進作用は、Cas食に切り換えることで消失したが、腸内細菌叢はSPIからCasに切り替えてもSPI摂取時の細菌叢と類似していた。以上より、タンパク質源として食事導入期にSPIを与えることで獲得した腸内細菌叢パタンは安定しており、食事導入期のSPI投与が高酪酸生成を可能にする腸内細菌叢の定着に寄与することを明らかにした。昨年度、消化吸収能の低い食餌導入期に分離大豆タンパク質(S)で大腸に窒素を供給した場合、酪酸生成を促進させる細菌叢が定着することも示した。このことから、食餌導入期に適切な窒素源と糖質源を大腸に供給することが有益な腸内細菌叢の形成を促す可能性が高い。そこで食餌導入期の仔ラットにSと同時にペクチン(P)を投与し、より高酪酸生成能を有する腸内細菌叢を構築できるかを調べた。妊娠ラットに固形飼料を与えて出産させ、出生21日後の仔ラットに食餌導入を開始した。同腹仔を4群に組分け、カゼイン(C)食とS食、及びそれぞれの5%P添加食(CP,SP)を与えた。食餌導入開始時、食餌導入14及び28日後に排出水素量を測定し、盲腸内容物中腸内細菌叢パタン及び短鎖脂肪酸を解析した。SP食群の摂食量は他群より低下傾向を示し、体重増加量は他群より有意に低下した。食餌導入14日後の腸内細菌叢パタンは群ごとに固有のパタンを形成する傾向を示したが、安定したものではなかった。一方、食餌導入28日後の細菌叢パタンは各飼料摂取でそれぞれ固有のパタンを形成した。また、摂取タンパク質によらず、P投与ラットのパタンは比較的類似した。食餌導入14日後、S食群の盲腸内酪酸濃度は他群より有意に高く、これまでの結果を再現した。しかし、いずれの食事導入期においてもSP食群のそれはS食群と同等もしくはそれ以下だった。一方、排出水素量はPの同時投与によって有意に増加した。このことから、食餌導入期にSと同時にPを与えても、大腸内酪酸生成を促進することはできないが、水素生成を促進できることがわかった。平成21、22年度の成果より、食事導入期の大豆タンパク質(SPI)摂取が酪酸生成を促進する腸内細菌叢の定着に強く寄与し、その定着がのちに他のタンパク質を摂取しても安定していることを明らかにした。一方、腸内細菌叢のパタンの違いで肥満発症に影響を与えることが報告されており、食事導入期に供給する窒素を変えることで健全な腸内細菌叢を構築できると考えた。そこで肥満モデル動物として遺伝的肥満マウス(ob/ob)を用い、食事導入期のSPI投与による特定腸内細菌叢の定着が肥満発症に与える影響を調べた。

肥満マウスのヘテロマウス(C57BL/6J ob/-)の交配により得られた仔ラット(C57BL/6J ob/-およびC57BL/6J ob/ob)を21日齢で強制離乳し、カゼイン(Cas)およびSPIを窒素源として与え、定着した腸内細菌叢の違いを16S rRNA遺伝子のPCR-DGGE法、クローンライブラリ法で調べた。また、脂肪細胞サイズを調べ、肥満発症に与える影響を検討した。この結果、食事導入7日後以降、いずれの遺伝子型でもSPI食群でCas食群と比べ有意に体重は低値を示した。SPI食群の腸内細菌叢はCas食群と有意に異なるパタンを示した。また、ヘテロマウスと肥満マウスの間でも有意な腸内細菌叢パタンの違いが認められた。腎周囲脂肪組織の脂肪サイズはSPI食群でCas食群より有意に小さかった。これらのことから、窒素源として食事導入期にSPIを与えると、正常動物のみならず、肥満動物でも大腸内の腸内細菌叢の定着に影響を与えられることが判明した。SPI食群で脂肪蓄積の減少も認められたが、腸内細菌叢の変動との関係についてはさらなる検証が必要である。
ディザスタリカバリを可能にする高速退避型遠隔ライブマイグレーションの研究

本研究では、地震発生直後の猶予時間を利用したサーバ退避手法に一定の実現可能性を付与することを目指し、仮想計算機群の遠隔移動の高速化手法について研究を進めてきた。(1)平時から実行状態を退避先に逐次ベストエフォートで転送し遠隔移動時には未転送の実行状態のみを転送する手法、(2)転送データ中の重複を排除する手法、(3)多くの仮想計算機を同時に移動する際に全体の移動時間を最小化するスケジューリング手法、(4)仮想計算機移動のシミュレーション手法を開発した。本研究では、仮想計算機のライブマイグレーション技術を改良し、地理的に離れた拠点に対して短時間で仮想計算機を移動する技術を開発する。初年度においては、関連技術の調査を行うとともに、提案手法について基礎的な設計を行った。あらかじめ仮想計算機の実行状態を宛先へ転送(キャッシュ)しておけば、移動時には残りの実行状態のみを転送することで移動時間を短縮できる。仮想計算機の主要な実行状態であるメモリおよびストレージに対して、そのデータをあらかじめ宛先に転送する手法について研究を行った。メモリに関しては、我々が以前発表した「過去に存在した仮想計算機のメモリデータを再利用することで移動時間を短縮する手法」を発展させて、「現在実行中のメモリデータをあらかじめ宛先に転送することで移動時間を短縮する手法」として拡張すべく基礎設計を行った。またストレージについては、既存のストレージサーバプログラムを拡張して、ディスクブロックをあらかじめ宛先に転送する機構について開発を進めた。データベース等のワークロードを用いて評価実験を行い、有効性を確認した。さらに、仮想計算機のメモリデータにおいては、ストレージデータと重複する内容が含まれていることから、重複データを排除できれば移動時間を短縮できる。ライブマイグレーション機構において重複データを排除する機構について研究を行った。過去に発表した手法では仮想計算機を移動する前に重複排除を完了する必要があるため時間短縮効果が限定的であったが、今回仮想計算機の移動と並行して重複排除を行う機構を開発したことで大きな時間短縮効果を得られた。本研究では、地理的に離れた拠点に対して仮想計算機を効率的に移動する技術を開発する。全体の研究期間3年において2年目にあたる平成26年度においては、第一に、仮想計算機のメモリデータとストレージデータ間に存在する重複を排除する機構について引き続き研究を行った。昨年度開発したプロトタイプを元に詳細な評価実験を行った結果、部分的に重複排除を行った場合に最も仮想マシンの移動時間を短縮できることがわかった。そこで時間短縮効果が最大となるように自動的に重複排除率を調整する機構を新たに開発した。時間短縮効果に関する理論的な分析も行った。第二に、仮想計算機の移動技術に関するシミュレーション手法について研究を進めた。昨年度プロトタイプを実装した提案手法について評価実験を行ったほか、評価実験に用いるシミュレーション技術の開発を行った。フランスの研究者らと共同で、過去に開発したシミュレーションフレームワークを強化し、より正確に移動時間を見積もることを可能にした。上記の重複排除手法の効果についてシミュレーションを用いて評価実験を行った。第三に、多くの仮想計算機を遠隔拠点に一度に移動する際に、仮想計算機群全体の移動時間を最小化する機構について研究を行った。過去に開発したプロトタイプに対して詳細な実験および理論的な考察を行い、その効率性を詳しく評価した。以上について、研究成果を適宜取りまとめ国際会議において発表を行ったほか、国際論文誌への投稿も行った。全体の研究期間3年において最終年度にあたる平成27年度においては、研究成果の取りまとめを中心に行った。第一に、これまで開発してきた仮想計算機の移動技術に関するシミュレーションフレームワークについて、クラウドコンピューティング分野におけるトップレベルの論文誌IEEE Transactions on Cloud Computingに投稿し、最終的に採録を得ることができた。この論文では、本フレームワークにより数万台以上の仮想計算機からなる大規模環境のシミュレーションが高い精度で可能になることを示している。評価実験を成功させるために、大規模クラスタを用いた対照実験の準備や、大規模環境に耐えうるようフレームワークの完成度を高めることなどに多くの労力を費やした。さらに、フレームワークのソースコードを整理し、使用方法を記載した文書を準備した。本シミュレーションフレームワークはクラウドコンピューティング分野の研究者らにとって有益なものとなるはずであり、今後は開発技術の普及活動に力を入れていく。第二に、仮想計算機移動時の性能低下を緩和する手法について、条件付き再録への対応を経て最終的に英語論文誌の採録を得ることができた。この手法は著名な仮想計算機プログラムQemu/KVMにおいて採用されており、今後研究成果が広く一般に普及することが期待される。第三に、仮想計算機のメモリデータとストレージデータ間に存在する重複を排除する機構については、これまでの研究成果を取りまとめ英語論文誌に投稿した。査読者からのフィードバックをもとにして、今後も研究の完成度を高めていく予定である。評価実験を通して明らかになった課題に対して、新たな改善手法を開発することができた。全体として順調に進展している。

システムソフトウェア本研究課題の最終年度である平成27年度においては、これまでの研究成果のとりまとめを行う。詳細な評価結果について対外発表を目指す。また仮想計算機の挙動を詳しく分析する手法について調査し、さらなる効率改善に向けて発展的な手法を検討する。文献調査で当初の見込みを上回る成果が得られた点や他の研究機関から協力を得られた点は予想外の成果である。全体として順調に進展している。一部の研究成果の発表先として当初は国際会議2件での発表を予定していたが、今年度の研究活動において予想を上回る良好な評価実験結果が得られたため、国際会議での発表ではなく、より学術的な価値が高い国際論文誌での発表を目指すこととした。翌年度においては、本年度開発した機構について機能向上や評価実験を行い、国内外での成果発表を行う。これまでは主として実機を用いた評価実験を行ってきた。しかし、一つの評価実験に要する作業量が比較的大きいという問題がある。今後、様々な環境下における提案手法の有効性を効率良く検証するために、シミュレーション技術を活用することを検討する。これまでの研究成果に関して対外発表を行い、また動向を調査するため学術会議に出張する。仮想計算機の挙動分析機能を備えた計算機システムの購入を計画している。関連技術の調査を目的として海外出張を予定していたが、当該年度に行った文献調査において当初の予定を上回る成果があったため、次年度以降に海外出張を繰り越すこととした。また当初予定していなかったこととして、他の研究機関(INRIA)から研究協力の申し出があり、彼らが有するサーバ計算機を研究開発に使用することができた。当該年度における研究機材の購入が不要となった。シミュレーション技術に関する動向調査および他の研究機関との調整のため海外出張を行う。
高強度・高精度な造形を可能にする新加工技術「溶融金属積層法」の開発

本研究では、造形物の温度状態と形状を1層ごとに比較し、積層に最適な温度状態を明らかにすることを目的とする。積層入熱による造形物の温度変化を調べるため、サーモカメラ(T630SC)を設置し、造形物の最上層の温度を測定した。造形物の各層の積層幅の変化を3Dスキャナ型三次元測定機(VL-350)により測定した。積層材料には、軟鋼相当(SM490)のものを用いた。造形物の形状は長さ100mm、高さ50mmの単純な垂直壁形状とした。積層条件は、溶接電流60A、溶接電圧15V、溶接トーチ送り速度100mm/minに固定とした。積層中の造形物の温度状態を変化させるために、1層積層終了するごとに積層を中断するインターバルを設け、積層を再開する温度(パス間温度)を100、300、500°Cと3条件設定した。本実験により得られた結果を以下に示す。・測定された温度パラメータの内、パス間温度と冷却速度を1層ごとに抽出する。2つの温度パラメータ(パス温度と冷却速度)と各層の積層幅を比較し、それぞれの相関性を評価した。・パス間温度を各層で均一に制御しても、積層幅が拡大していく傾向がある。積層幅の増大傾向と冷却速度の冷却速度の減少傾向には強い相関関係がみられた。・パス間温度500°Cの条件について、積層中の温度分布を求める解析モデルを作製した。使用した解析ソフトはLS-Dynaである。垂直壁造形時の温度分布を実験結果との誤差±50°C程度で計算可能な解析モデルを作製した。今後の予定としては、解析モデルの改良に取り組み、パス間温度100°C、300°Cの条件でも、積層中の温度状態を計算可能とする。最終的に、1層ごとに解析モデル内のインターバル時間を調整し、冷却速度を一定に保つようなインターバル時間を解析上で求めることで、積層前にあらかじめ造形に適した温度状態を予測可能とする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。WAAMにおける溶融池と温度分布をモニタリングする手法の開発を行った。WAAMでは、アーク放電のエネルギーによって造形物に溶融池を形成し、溶融池に溶融金属を滴下する。溶融した金属が凝固することで造形物が形成されるが、アーク放電による入熱が造形物に蓄積されるため、積層を繰り返していくと造形物全体が高温となり、溶融池が凝固するまでの時間が長くなる。そのため、上層部に行くほど溶融金属が垂れやすくなり、積層幅を一定に保つのが困難である。多層積層時に造形物の積層幅を一定に保つために、溶融池形状を一定に制御する必要がある。そこで、積層中の溶融池形状及び温度分布を測定することで、溶融池形状と温度分布の関係を明らかにする。その結果を用いて、溶融池形状を制御することで積層幅が一定な造形が可能であることを示す。溶融池及び温度モニタリングの結果と、造形物の積層幅の測定結果の相関関係を調査し、積層幅と溶融池長さの間に強い相関関係があることがわかった。また、積層直後の造形物の冷却速度と溶融池の長さの間に強い相関関係が得られた。WAAMは、ニアネットシェイプで造形可能なため、除去加工のみで製作した場合に比べ必要な除去体積を減らすことできる。そこで、WAAMにより作製した高硬度材料の造形物を切削した時の切削特性を調査するために、ダイカスト金型等に用いられる合金工具鋼を用いて造形を行い、造形物の物性調査及び切削試験後の切削面を観察した。造形物の硬さ分布を測定した結果、層間に硬度の低い軟化域を確認した。造形物の切削試験を行った結果、切削面の表面粗さのばらつきは小さいことがわかった。初年度に計画していた積層中の温度モニタリングに関しては、測定のための装置の導入、改良のために計画に遅れが出ている。来年度に予定していた、積層中の造形物の形状モニタリングに関しては、造形物の形状と相関があると考えられる溶融池形状のモニタリングを先行して行っている。近年、複雑形状を迅速に造形可能なアデティブ・マニュファクチャリング(AM)技術に注目が集まっている。申請者らは新たな金属AMの手法として、溶接技術で用いられるアーク放電により溶融させた金属を積層させることで3次元造形を行うWire and Arc-based Additive Manufacturing (WAAM)の高度化に向けた研究を行っている。本研究ではWAAMの高度化に向け高強度・高精度な造形を可能にするシステムの構築を目的とする。具体的には、高強度な造形を行うために、造形中に積層条件と冷却条件を制御し、造形物の金属組織を制御する手法を開発し、高精度な造形を実現させるために造形中の積層条件補正を可能とするシステムの開発を行う。本手法を用いて高付加価値を持つ複雑形状を高強度・高精度に造形するために、基礎的な物理現象の調査から高度化に向けた実践的内容まで総合的に研究を行う。本研究では、前述した目的を達成するために、造形中の造形物温度をモニタリングし、造形形状を高精度に造形可能なシステムの開発を目的とする。具体的には、先ず造形物の冷却速度と造形物形状の関係をまとめたデータベースを作製する。次に、そのデータベースを参照して、目標形状へと近づけるために造形条件を自動で補正するシステムの開発を行う。

本年度の研究では、造形時の入熱による造形物の温度変化を調べるため、サーモカメラを設置し、造形物の温度の造形物形状への影響を調査した。その結果、造形直後の冷却速度と積層幅には非常に強い相関関係にあることが明らかとなった。また、冷却速度が高い状態では、積層幅が±0.5mm以内の範囲で安定することが明らかとなった。平成29年度は造形中の温度状態をモニタリングし高精度な造形を可能にするシステム開発に取り組んだ。具体的には、積層中の造形物の温度変化をサーモカメラを用いて測定し、像傾注の温度変化のメカニズムを明らかにする研究に取り組んだ。当初は造形中の温度状態と造形物の形状の関係性を各積層条件で調査することで、温度と形状の関係をまとめたデータベースを作成し、そのデータを用いてフィードバック制御を行い高精度な造形を実現させる計画であった。しかし、各積層条件毎に温度、造形形状に加えて、データベースの妥当性を検証するために溶融池形状、出力電流等取り扱うデータ数が想定よりも多くなった。造形後の冷却速度と造形物形状の相関関係があり、造形物形状を制御するためのパラメータとして用いることが可能となったことは成果として評価できる.一方で、現在もデータベースの作製に取り組んでいる点では当初の計画に比べて遅れている。全体として期待よりもやや進捗が送れている.研究成果は、国内学会1件で発表を行った。本年度はジャーナル論文の執筆が必須となる。本研究では、造形物の温度状態と形状を1層ごとに比較し、積層に最適な温度状態を明らかにすることを目的とする。積層入熱による造形物の温度変化を調べるため、サーモカメラ(T630SC)を設置し、造形物の最上層の温度を測定した。造形物の各層の積層幅の変化を3Dスキャナ型三次元測定機(VL-350)により測定した。積層材料には、軟鋼相当(SM490)のものを用いた。造形物の形状は長さ100mm、高さ50mmの単純な垂直壁形状とした。積層条件は、溶接電流60A、溶接電圧15V、溶接トーチ送り速度100mm/minに固定とした。積層中の造形物の温度状態を変化させるために、1層積層終了するごとに積層を中断するインターバルを設け、積層を再開する温度(パス間温度)を100、300、500°Cと3条件設定した。本実験により得られた結果を以下に示す。・測定された温度パラメータの内、パス間温度と冷却速度を1層ごとに抽出する。2つの温度パラメータ(パス温度と冷却速度)と各層の積層幅を比較し、それぞれの相関性を評価した。・パス間温度を各層で均一に制御しても、積層幅が拡大していく傾向がある。積層幅の増大傾向と冷却速度の冷却速度の減少傾向には強い相関関係がみられた。・パス間温度500°Cの条件について、積層中の温度分布を求める解析モデルを作製した。使用した解析ソフトはLS-Dynaである。垂直壁造形時の温度分布を実験結果との誤差±50°C程度で計算可能な解析モデルを作製した。今後の予定としては、解析モデルの改良に取り組み、パス間温度100°C、300°Cの条件でも、積層中の温度状態を計算可能とする。最終的に、1層ごとに解析モデル内のインターバル時間を調整し、冷却速度を一定に保つようなインターバル時間を解析上で求めることで、積層前にあらかじめ造形に適した温度状態を予測可能とする。
医療施設における環境要因としての病床機能に適合した看護提供方式のモデル構築

本研究は、病床機能に応じて効果的な看護提供方式を検討することを目的として、看護提供方式と病棟アウトカムとの関連について調査を行った。文献検討に基づき、看護提供方式を識別する調査票を作成し、急性期病棟と回復期病棟で調査を実施した。その結果、患者アウトカムとの関連は示されなかったものの、チームが目標管理などの組織活動も共有している病棟ではより学習的・支援的な組織風土があった。また、ペア方式をとっている病棟では、仕事に対する満足度が高いという結果が得られた。これらの傾向は病床機能間で同様であり、どちらにおいても日々の看護の提供と職場改善のための相互支援を結びつけることが重要であると考えられた。平成26年度は、看護提供体制の変更とその評価、および看護提供体制の比較をテーマとした国内外の研究論文を収集して文献調査を実施した。文献調査の目的としては、1看護提供体制を構成する要素を抽出すること、2次年度の調査に向けて看護提供体制を評価するために有用なアウトカム指標を抽出すること、3看護提供体制の効果に影響を及ぼす背景要因について仮説を立てることを目的とした。看護提供体制を構成する要素としては、業務配分方法、看護ケアに対する責任の期間、看護ケアに対する責任の単位、看護ケア担当者の役割範囲、業務中の支援体制、看護展開に対する支援体制の6つの次元が導き出された。看護提供体制の評価指標としては、看護師のアウトカム指標として自律性、職務満足度、専門職意識など、患者アウトカム指標として医療事故の減少、ケアの継続性、直接ケア時間の増加等が抽出された。さらに、看護提供体制の効果に影響を及ぼす背景要因としては、看護提供体制およびその中での個人の役割に対する教育の有無、看護計画立案あるいはリーダー役割を担うための教育の有無、診療内容や在院日数、補助者の役割などの病棟の看護業務の構造が考えられた。さらに、患者満足度に対しては、看護提供体制や担当看護師の患者への周知、看護展開への患者の参画の程度なども影響を及ぼすことが示唆された。次年度以降、これらの結果に対して看護管理者の意見を得ながら質問紙の作成を進める予定である。平成27年度は、文献調査を継続するとともに、その結果を踏まえ、看護提供方式の特性と職員アウトカム、患者アウトカムとの関連を検討することを目的とした。前年度から行っている文献検討の結果、職員アウトカムとしては看護師の仕事に対する認識、患者アウトカムとしては患者からの看護サービス評価を取り上げることとした。また、看護提供方式についてはすでに抽出した業務配分方法などの構成要素のほか、看護補助者の有無や業務内容、リーダー等の役割に対する教育の有無など病棟の業務構造も含めて検討する必要があったため、これらの要因について文献検討を継続して調査票の洗練を行った。最終的に、看護提供方式の特性、病棟アウトカムに加え、これらのアウトカムに影響を及ぼす他の要因である職員配置や患者数、勤務体制を尋ねる調査票を用いて、急性期病棟および回復期リハビリテーション病棟計19病棟547名の看護師および患者を対象に調査を行った。患者調査では入退院状況を考慮して配布する必要があるため、一定数を収集するために調査を継続中の施設もあり、今後、これらのデータを用いて、看護提供方式と職員アウトカム、患者アウトカムとの関連について解析する予定である。また、サンプル数および看護提供方式の多様性の観点から調査施設の追加が必要であるため、急性期病院、回復期リハビリテーション病院に再度募集を行い、現在の調査をさらに継続して実施する予定である。文献レビューの結果、看護提供方式の一部として、看護補助者の業務などの要素、また関連要因として勤務交代制などの要因も考慮する必要があり、これらについて新たに整理し、調査内容を検討するのに時間を要した。また、調査対象施設の看護提供方式はある程度多様である必要があるが、事業期間中に特定の看護提供方式の普及度合いが高まったため、多様性をもたせるには施設の追加募集が必要な状況となった。看護提供体制と看護師の仕事に対する認識および患者の評価する看護サービスの質との関連を明らかにするために、同意の得られた5病院40病棟で質問紙調査を実施した。29病棟が一般病棟、11病棟が回復期系の病棟であった。調査対象は対象病棟の病棟責任者および看護師、入院患者とした。病棟責任者には、病棟属性および看護提供体制を尋ねる病棟調査票に回答してもらった。看護提供体制は、文献検討の結果をもとに、患者受け持ちの方式に加え、チームやリーダーの役割、情報共有の方法などの要素別にその有無や種類をたずねた。看護師には、職務満足や職場の風土、実践行動等、入院患者には看護職員の接遇や看護ケアの質について尋ねた。719名の看護職員および368名の患者から回答が得られた。すべての病棟が、チームやグループ等の小集団を構成して看護を提供しており、日々の看護の提供をペアで実践している病棟が20病棟であった。職員調査の個人単位の分析では、ペア方式で看護を提供している病棟の看護師は、職場および仕事に対する満足感が有意に高かった。また、チームが日々の患者受け持ちだけでなく目標管理などの組織活動を共に行っていること、新卒者教育をチーム単位で行っていることは同僚間支援などの職場風土と関連しており、特に、組織活動を共に実践していることは職場風土の複数の要素と関連していた。日々の業務の中での相互支援と、職場改善のための相互支援の活動が結びついていることが組織の活性化につながる可能性が示唆された。患者調査の結果では、質指標に有意差を認めたのは一部のみであり、ケアプロセス上の他の要因の影響が大きいと考えられる。

本研究は、病床機能に応じて効果的な看護提供方式を検討することを目的として、看護提供方式と病棟アウトカムとの関連について調査を行った。文献検討に基づき、看護提供方式を識別する調査票を作成し、急性期病棟と回復期病棟で調査を実施した。その結果、患者アウトカムとの関連は示されなかったものの、チームが目標管理などの組織活動も共有している病棟ではより学習的・支援的な組織風土があった。また、ペア方式をとっている病棟では、仕事に対する満足度が高いという結果が得られた。これらの傾向は病床機能間で同様であり、どちらにおいても日々の看護の提供と職場改善のための相互支援を結びつけることが重要であると考えられた。実施計画を再検討し、看護提供体制の評価指標は質問紙によるツール作成ではなく、エキスパートパネルによる妥当性確認によって行う予定とし、平成26年度は文献調査の目的を拡大して成果指標や関連要因の検討を行うこととした。そのため、質問紙の作成にまで至らなかった点で、実施計画から見るとやや遅れている状況である。調査依頼施設を追加で抽出し、調査中の施設とは異なる看護提供方式とその効果について検討する。また、過去に研究協力を得られている施設等も含めて追加を検討する。看護管理学文献調査の結果を、看護提供体制の分類のための項目、成果指標、関連要因の3つの観点から整理する。この結果に対し、特に看護提供体制の分類のための項目に重点を置いてその重要性、妥当性、調査可能性について意見を得て修正し、質問紙案を作成する。これと同時に調査参加施設を募り、調査については当初の計画通り実施する予定とする。調査票の検討に時間を要したため、調査の開始が予定より遅れ、予定していた施設数に至っておらず、調査費として予定していた額が次年度使用額となった。実施計画を再検討し、今年度は文献調査の目的を拡大した。これに伴い、看護提供体制の評価指標は質問紙によるツール作成ではなく、エキスパートパネルによる妥当性確認によって行うこととしたため追加で協力施設の募集を行うための通信費および調査実施のための旅費、印刷費として使用する。翌年度請求分と合わせ、質問紙の印刷、調査旅費、協力者への謝金として使用する計画である。
遺伝子変異動物によるCa^<2+>/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼIIの機能解析

Ca^<2+>/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMKII)は、中枢神経系に豊富に存在する多機能型のプロテインキナーゼとして、神経活動の制御やシナプス可塑性に深く関わると考えられている。本研究においては、CaMKIIの主要なサブユニットであるαの遺伝子に"点変異"という機能的な欠損を導入したマウスを作製することにより、生体内におけるCaMKIIの果たす役割について新たな知見を獲得することをめざした。具体的には、CaMKIIαサブユニットの活性中心である42番めのリジン残基(Lys-42)をアルギニン(Arg)に置換した、不活性型のαCaMKII(Arg-42)を発現する変異マウスの作製を試みた。まず、マウスTT2細胞株の遺伝子DNAライブラリーをスクリーニングして、マウスのαCaMKII遺伝子断片を得、制限酵素地図を作製した。これに基づき、αCaMKIIの活性中心であるLys-42に対応する核酸配列に1塩基変異を導入した相同組み換え用のターゲッティングベクターを作製した。これをES細胞に導入した後、G418薬剤耐性を指標に合計410個のES細胞クローンを選択した。PCR法とサザンブロット法によってこれらクローンのスクリーニングを行った結果、相同組換えによるαCaMKII遺伝子変異を持つES細胞クローン3個を同定した。現在、これらの細胞株をマウス8細胞期胚に注入することにより、キメラマウスの作製にとりかかっている。今後は、作製したキメラマウスを交配することにより、αCaMKII遺伝子変異マウスを作製し、その機能解析を行う予定である。これによって、αCaMKIIの蛋白分子としての役割とプロテインキナーゼ活性の果たす役割とを区別して評価することが可能になるものと期待される。本研究においては、αCaMKII遺伝子に"点変異"という機能的な欠損を導入したマウスを作製することにより、生体内におけるCaMKIIの果たす役割について新たな知見を獲得することをめざしている。具体的には、αCaMKIIの活性中心である42番めのリジン残基(Lys-42)をアルギニン(Arg)に置換した、不活性型のαCaMKII(Arg-42)変異マウスの作製を試みる。本年度はまず、マウスαCaMKIIの遺伝子断片のスクリーニングを行った。ラットのαCaMKII cDNAを元に、適当な制限酵素を使って、活性中心であるLys-42に対応する核酸配列を含むcDNA断片(0.45kbp)をサブクローニングし、これをプローブとして、後で用いるES細胞の由来するTT2細胞株の遺伝子DNAライブラリーから、マウスαCaMKII遺伝子断片のスクリーニングを行った。38個の陽性クローンの中から、さらに小さな断片であるLys-42に対応する核酸配列を含むexon2(95bp)のみを検出できるようなプライマーを用いてPCRを行い、陽性クローンを7個に絞り込んだ。これらのファージクローンをプラスミドに組み込み、制限酵素による切断パターンから、各クローンのグループ分けを行った。現在、サザンプロットとの組み合せにより、さらに詳細な制限酵素地図を作製中である。

本研究においては、αCaMKII遺伝子に"点変異"という機能的な欠損を導入したマウスを作製することにより、生体内におけるCaMKIIの果たす役割について新たな知見を獲得することをめざしている。具体的には、αCaMKIIの活性中心である42番めのリジン残基(Lys-42)をアルギニン(Arg)に置換した、不活性型のαCaMKII(Arg-42)変異マウスの作製を試みる。これによって、αCaMKIIの蛋白分子としての役割とプロテインキナーゼ活性の果たす役割とを区別して評価することが可能になるものと期待される。本年度は、昨年度マウスTT2細胞株の遺伝子DNAライブラリーからのスクリーニングによって得られたマウスαCaMKIIの遺伝子断片の解析を進め、その詳細な制限酵素地図を作製した。それを元に、適当な制限酵素による遺伝子の断片化とサブクローニングを行い、αCaMKIIの活性中心であるLys-42に対応する核酸配列に、PCRを用いて遺伝子の点変異の導入を行った。さらに、薬剤耐性遺伝子とネガティブ遺伝子の導入を行い、ターゲッティングベクターを完成させた。引き続いて、このターゲッティングベクターをES細胞に導入するために、現在プラスミドの大量精製に取りかかっているところである。Ca^<2+>/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMKII)は、中枢神経系に豊富に存在する多機能型のプロテインキナーゼとして、神経活動の制御やシナプス可塑性に深く関わると考えられている。本研究においては、CaMKIIの主要なサブユニットであるαの遺伝子に"点変異"という機能的な欠損を導入したマウスを作製することにより、生体内におけるCaMKIIの果たす役割について新たな知見を獲得することをめざしている。具体的には、CaMKIIαサブユニットの活性中心である42番めのリジン残基(Lys-42)をアルギニン(Arg)に置換した、不活性型のαCaMKII(Arg-42)変異マウスの作製を試みている。本年度は、昨年度までに完成させた点変異を含む相同組み換え用のターゲッティングベクターをエレクトロポレーションによってES細胞に導入した。G418薬剤耐性を指標に合計410個のES細胞クローンを選択し、PCRによるスクリーニングと、サザンブロットによる相同組換えの確認を行い、さらには点変異を含む遺伝子部分のPCR産物の制限酵素処理と同産物の核酸配列の決定によって点変異の存在を確認し、最終的に3個の陽性細胞株を得た。引き続き、これらの細胞株をマウス8細胞期胚にマイクロインジェクション法によって注入し、キメラマウスを作製し、それらを交配することにより、αCaMKII遺伝子変異マウスを完成させ、その機能解析を行う予定である。
EDRF/NOの動脈圧受容体反射に及ぼす影響

Nitric Oxide(NO)の血圧調節における作用部位を動脈圧受容体反射の観点から明らかにするために,NOの前駆体であるL-アルギニン,NO合成の阻害薬であるN^G-monomethyl-L-arginine(L-NMMA)静注による血圧および求心性神経活動と節前・節後性遠心性交感神経活動の反応を定量的に検討し,以下の点を示した.1.L-アルギニンを静脈内に漸増投与すると,血圧・大動脈神経活動に変化を認めない段階から頚部交感神経活動および腎交感神経活動の減少を認めた.L-アルギニン200mumol/kg/minでは血圧の下降とともに大動脈神経活動は減少した.しかし,通常の圧受容体反射を介した反応とは異なり,頚部交感神経活動・腎交感神経活動は増加せずに更に減少した.2.L-NMMAを投与した場合では,投与速度の増加にともない血圧の上昇,大動脈神経活動の増加を認めた.しかし,頚部交感神経活動と腎交感神経活動は通常の圧受容体反射を介した反応とは異なり,増加傾向を示した.3.L-アルギニンの持続静注による血圧,神経活動の変化は,D-アルギニンの持続静注ではみられなかった.4.L-アルギニンの持続静注による血圧,神経活動の変化は,L-アルギニンとL-NMMAを同時に投与した場合にはみられなかった.5.L-アルギニンまたはL-NMMA投与により,大動脈神経活動,頚部交感頚部神経活動,腎交感神経活動の血圧変化に対する感受性には変化を認めなかった.以上の結果より,NOが圧受容体反射の末梢経路を介さずに中枢神経系に作用することにより交感神経活動をそして血圧を調節することが示唆された.Nitric Oxide(NO)の血圧調節における作用部位を動脈圧受容体反射の観点から明らかにするために,NOの前駆体であるL-アルギニン,NO合成の阻害薬であるN^G-monomethyl-L-arginine(L-NMMA)静注による血圧および求心性神経活動と節前・節後性遠心性交感神経活動の反応を定量的に検討し,以下の点を示した.1.L-アルギニンを静脈内に漸増投与すると,血圧・大動脈神経活動に変化を認めない段階から頚部交感神経活動および腎交感神経活動の減少を認めた.L-アルギニン200mumol/kg/minでは血圧の下降とともに大動脈神経活動は減少した.しかし,通常の圧受容体反射を介した反応とは異なり,頚部交感神経活動・腎交感神経活動は増加せずに更に減少した.2.L-NMMAを投与した場合では,投与速度の増加にともない血圧の上昇,大動脈神経活動の増加を認めた.しかし,頚部交感神経活動と腎交感神経活動は通常の圧受容体反射を介した反応とは異なり,増加傾向を示した.3.L-アルギニンの持続静注による血圧,神経活動の変化は,D-アルギニンの持続静注ではみられなかった.4.L-アルギニンの持続静注による血圧,神経活動の変化は,L-アルギニンとL-NMMAを同時に投与した場合にはみられなかった.5.L-アルギニンまたはL-NMMA投与により,大動脈神経活動,頚部交感頚部神経活動,腎交感神経活動の血圧変化に対する感受性には変化を認めなかった.以上の結果より,NOが圧受容体反射の末梢経路を介さずに中枢神経系に作用することにより交感神経活動をそして血圧を調節することが示唆された.
中咽頭扁平上皮癌に対する計画的頚部郭清術の意義に関する研究

頸部転移優位型の4期中咽頭癌に対しドセタキセル併用放射線療法および一部の症例にPlanned neck dissection(PND、計画的頸部郭清術)を施行した。治療成績と本治療法の役割を検討した。方法:200106年に慶礁病院で治療を行ったT1-3, N2-3, MOの4期中咽頭扁平上皮癌23例を対象とした。放射線治療は30回60 Gy、ドセタキセル点滴静注は10 mg/m2/週、計6回を目標とした。原発巣のCRを確認した症例の一部に対し放射線治療終了後68週目にPNDを施行した。結果:TN分類はT1が2例(9%);T2が11例(48%) ; T3が10例(43%)、N2が19例83%) ; N3が4例(17%)であった。平均観察期間は38ケ月であった。グレード3の粘膜炎は70%に、皮膚炎は30%に認められた。1例のみ原発巣がCRに至らなかった。PNDを施行した10例中4例(40.0%)は組織学的に癌細胞が残存していた。全23例の3年全生存率は82.6%、疾患特異的生存率は87.0%、原発制御率は87.0%、頸部制御率は78.3%であり、PND施行群と非施行群の間にいずれも有意差を認めなかった。結論:本治療法はT1-3, N2-3の4期中咽頭癌に対し良好な成績を示した。全例にPNDを行う必要はないがPNDが頸部制御に寄与する可能性が高い。頸部転移優位型の4期中咽頭癌に対して少量化学放射線療法士計画的頸部郭清術という治療戦略は検討されるべきである。化学療法や射線療法を強化しても大きなメリットは得られないかもしれない。中咽頭癌は頸部リンパ節転移進行病変が多く化学放射線療法によって原発巣が制御されてもリンパ節転移が制御されないことがある。また化学放射線療法後のリンパ節の効果判定は難しい。われわれは2001年からT1-3かつN2-3の中咽頭癌12例に対しドセタキセル併用放射線療法に加えplanned neck dissection(PND、計画的頸部郭清術)を行った。今回の研究は、ドセタキセル併用放射線療法の頸部リンパ節転移病変に対する治療効果を明らかにすること、リンパ節における癌細胞残存の予測因子を明らかにすること、PNDの安全性を検証することを目的とした。PNDによって得られたリンパ節標本を病理組織学的に検討したところドセタキセル併用放射線療法のpathological CR率は58.3%であった。PND後の全症例の2年頸部制御率は91.7%であったととからPNDはN2-3の治療成績の向上に寄与している可能性が高いと思われた。TN分類、ドセタキセル総投与量、照射線量、MRIにおけるリンパ節の最大径および縮小率は、いずれも癌細胞残存の予測因子とならなかった。術式としては選択的頚部郭清術を基本としたが手術合併症は少なくPNDは安全に施工できることが明らかになった。PNDのドセタキセル併用放射線療法への上乗せ効果を明らかにするためにはPND非施行群との比較も含めたさらなるコホート研究が必要である。
新規光学活性ホスフィン配位子の合成と不斉触媒反応への利用

リン原子上に不斉中心をもつホスフイン配位子の中で、o-メトキシ基を有する配位子がロジウム錯体を触媒として用いるデヒドロアミノ酸の不斉水素化反応においおて、特に高い不斉水素化能を示すことが報告されている。この高い不斉誘導をもたらす因子として、o-メトキシ基の酸素原子とロジウム金属との弱い配位的相互作用が示唆されている。我々はこの不斉水素化では、配置相互作用よりもむしる立体的な要因が重要であると考えた。この考えを実証するために、メトキシ基と立体的に等価であるが配位能力のないアルキル基をもつ配位子を用いて不斉反応について検討した。モデル配位子として(S.S)-1,2-ビス「(o-エチルフエニル)フエニルホスフィノ1エタンを選び、これをホスフイン・ボランを経由して合成した。この配位を用いたデヒドロアミノ酸の不斉水素化反応では、o-メトキシ基を有する代表的な配位子であるDIPAMPよりも若干不斉水素化能が劣るものの86-93%eeで不斉還元が起こることがわかった。また、同じ絶対配置をもつ配位子は同一の立体配置をもつ還元物を与えることが明かとなった。これらの結果は、o-エチル基はo-メトキシ基と同様な役割を果たしており、不斉誘導におよぼす因子として配位相互作用よりも立体効果が重要であることを示している。これらの知見に基づいてo-位にメチル基、イソプロピル基等をもつ類似の配位子を合成し、それらの不斉水素化能を調べた。いずれの場合にもDIPAMPとの相関性が見られた。さらにロジウム錯体の立体構造をDIPAMPのそれと比較するために、X線結晶構造解析を行った。リン原子に結合している芳香環の"フエイス"、"エッジ"の形成は配位相互作用によるものではなく立体効果によることが明らかとなった。