hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
界面局所場におけるナノ粒子の相転移に関する研究

しかし,ゾル-ゲル法で得たアナタースは,HClも含めてHNO_3,HBr,HI,HClO_4,H_2CrO_4において,H_2CrO_4を除いて他の酸はアナタース相をそのままで分散した.H_2CrO_4では分散されなかったが,ルチル型への相転移も観察されがかった.(3)相転移が期待される他の酸化物コロイド粒子として酸化ジルコニウムを調べた.種々の負イオンの酸を接触したが,結晶化は観察されなかった.本研究の結果は概略以下のようにまとめられる.(a)酸化チタンの安定相であるルチル型結晶構造を決定するのは微粒子の負の表面電荷が塩化物イオンだけと考えられていたが,実際はその決定機構は複雑で,その解明にはより系統的な研究が必要なことが分かった。(b)この現象には界面電場の影響が重要と考えられるが,1000volt/cmの電場では十分でなく,さらに強い電場が必要と思われる.
経気道曝露法による工業用ナノ粒子の標的臓器の検索と有害性評価

ルチル型二酸化チタン原粉から平均径55nmのナノ粒子を作製し、ラットの気管内に0.2mg、0.5mgの投与量で注入を行った。気管内注入後、経時的に肺、肝臓、腎臓、脾臓、血液の粒子量の定量を行った結果、肺からの排泄速度は0.2mg、0.5mg注入群で、それぞれ半減期3.4ヶ月、3.9ヶ月で順調に排泄されていた。血液、肝臓、腎臓、脾臓のチタン量については、チタンはほぼ定量下限以下であった。血液、気管支肺胞洗浄液中の総細胞数、好中球数は、正常ラットとほぼ差異はなかった。肺の病理組織観察では、炎症惹起作用は非常に軽度であり、線維化や細気管支ないし肺胞上皮の増殖性変化は、認められなかった。粒子はナノサイズになると、ナノ領域に特有の電気的性質、光学的性質が発現する。これらの性質を利用して、産業界では様々な商品の実用化が進んでおり、今後急激にその生産量、使用量が増加すると予測される。しかしナノ粒子含有製品の開発、製造、使用、廃棄の過程において、ナノ粒子が空気中に飛散し、浮遊、労働者が吸入する可能性がある。ナノサイズの粒子はミクロンサイズの粒子に比較して肺への影響が重篤であるという報告や、ミクロンサイズの粒子とは異なる体内動態も指摘されており、その有害性評価は、実際の労働環境における曝露に合わせた経気道的曝露を行い、また、最初の標的臓器である肺だけでなく全身における影響も評価検討することが必要である。本研究では、まず確実にナノサイズ粒子を試験試料とするため、市販の二酸化チタン粉体を蒸留水に懸濁させ、超音波粉砕、遠心分離操作を行い、二酸化チタンのナノサイズ粒子懸濁液を作成した。作成した粒子は気管内注入に供する分散した懸濁液の状態で動的光散乱法による粒径分布測定を行った結果、50nm程度のナノサイズであることが確認できた。この懸濁液を、0.2mgおよび0.5mgの投与量でエーテル麻酔下のラット肺に気管内注入を行った。気管内注入後、3日後、1ヶ月後、3ヶ月後に各群5匹を解剖し、肺、肝臓、腎臓、脾臓、血液を採取した。これらは、今後、二酸化チタン量の定量に供し、速度論的解析に利用する。また、0.5mg投与群の各5匹については、病理標本用にホルマリン保存し、今後組織変化評価に用いる。昨年度、液層分離法により作成した二酸化チタンのナノサイズ粒子懸濁液を0.2mgおよび0.5mg/0.4mlの投与量でエーテル麻酔下のラット肺に気管内注入を行った。気管内注入後、3日後、1ヶ月後、3ヶ月後の解剖は昨年度終了した。本年度はその後の6ヶ月後、12ヶ月後の解剖を昨年度と同様に遂行し、肺、肝臓、腎臓、脾臓、血液および気管支肺胞洗浄液を採取した。本研究の最大の目的である体内動態を明らかにするためには、肺および各臓器中の二酸化チタン量を正確に定量する必要があるため、まず肺や他の臓器に存在していると考えられる二酸化チタン量を正確に定量できるか否かを回収実験を行うことにより確認した。方法は、臓器1gに0.5500μgの既知量の二酸化チタン粒子を加えた試料を各3本ずつ用意し、これに硝酸、硫酸+硫酸アンモニウム(100ml+40g)溶液、過酸化水素を加え、マイクロウェーブ湿式灰化装置で酸分解を行った。分解後、溶液中のTiをICP発光分析装置で定量し、二酸化チタン粒子中のTi含有率から二酸化チタンナノ粒子量を算出した。すべての試料について90%以上の回収率が得られ、この方法により肺内二酸化チタン量が正確に定量できることを確認した。この定量方法を用いて、注入ラット肺内二酸化チタンナノ粒子量を定量し、肺内滞留性を求めた結果、0.2mg注入群では、半減期3.4ヶ月、0.5mgでは3.9ヶ月で肺からクリアランスされていることが確認された。今後は速度論的解析のため、他の臓器(肝臓、腎臓、脾臓、血液)中のTiの定量を行い、体内動態について明らかにしていく予定である。また、各解剖時期における血液、気管支肺胞洗浄液中の総細胞数、好中球数は、正常ラットとほぼ差異はなかった。今後は病理組織学的検討を行い、有害性についても検討していく。

これまでの2年間の研究期間では、ルチル型結晶構造の二酸化チタン原粉からナノサイズの粒子を作製し、ラットの気管内に0.2mg、0.5mgの投与量で注入を行い、注入後、3日後、1、3、6、12ヶ月後に、肺、肝臓、腎臓、脾臓、血液および気管支肺胞洗浄液を採取した。二酸化チタンナノ粒子の体内動態を明らかにするために、臓器中の二酸化チタン量を定量する方法を確立し、その方法で、ラット肺内の二酸化チタン量を定量し、肺からの排泄速度を求めた。その結果、0.2mg注入群では、半減期3.4ヶ月、0.5mgでは3.9ヶ月で肺から順調にクリアランスされていることが確認された。本年度は、注入後3日後、6ヶ月後、12ヶ月後の血液、肝臓、腎臓、脾臓のチタン量の定量、および肺の病理組織学的検討を行った。血液、各臓器におけるチタン量を定量した結果、いずれの解剖時期のいずれの検体においてもチタン量はほぼ定量下限に近い値であった。また、各解剖時期における気管支肺胞洗浄液中の総細胞数、好中球数は、正常ラットとほぼ差異はなかった。病理組織学評価では、各解剖時期における0.5mg注入ラットの肺から、病理組織切片を作製した。組織観察の結果、肺胞内に粒子を貪食したマクロファージが出現し、その出現頻度は全期間を通じてごく軽度ないし軽度であり、その集族はほとんど認められなかった。また、間質の炎症細胞浸潤もごく軽度であった。傍気管支リンパ装置にも粒子を貪食したマクロファージがごく少量観察されたが、線維化や細気管支ないし肺胞上皮の増殖性変化は、全観察期間を通じて認められなかった。これら結果より、注入したルチル型二酸化チタンナノ粒子の肺における炎症惹起作用は非常に軽度であり、34ヶ月の半減期で肺から順調に排泄されることがわかった。また、血液や他の臓器におけるチタンがほとんど検出されないことから、他臓器へもほとんど移行せず影響も及ぼさないのではないかと考えられた。
「パラグラフ」の韻律特徴:マクロレベルの発話分節化ストラテジーに関する研究

1本研究の目的は、パラグラフのような大きな言語単位を発話する際に、それがひとつのまとまりであることを示すために(即ち、発話の分節化のために)役立っていると考えられる韻律特徴について、音響学的に解明することである。2研究実施計画に従って、音声データの収録(平8/5-6月)、音響パラメータの計測(平8/7-10月)、分析および解釈・検討(平8/11月)を行った。特に発話の時間的特徴(ポ-ズ長と発話速度)に焦点をあてて解析を行い。さらに、分節化のためにポ-ズ(無音区間)を挿入した場合に、音声の基本周波数(F0)と発話速度がどのように影響されるかについても検討を行った。3本研究より、以下の知見が得られた。(1)いくつかのパラグラフから成るテキストを発話した場合、(a)ポ-ズについては、パラグラフ間のポ-ズもパラグラフ内(文間)のポ-ズも、テキストの後になるほど長くなる傾向があり、(b)発話速度については、テキストの後になるほど遅くなる傾向があることが明らかにされた。(2)さらに、ポ-ズ挿入に伴う他の韻律特徴の変化について調べるために、文中にポ-ズを入れて発話した場合と入れないで発話した場合を比較すると、(a)ポ-ズを入れて発話した場合、ポ-ズの前ではモ-ラ長が長くなる(発話速度が遅くなる)が後では反対にモ-ラ長が短かくなる(発話速度が速くなる)、(b)ポ-ズを入れて発話した場合、ポ-ズの前ではF0が低くなるが、後では反対にF0が高くなる、(c)モ-ラ長(発話速度)とF0とでは、ポ-ズ挿入に伴う変化の及ぶ範囲(時間区間)が特徴的に異なる、すなわち、モ-ラ長の変化はポ-ズの前後12モ-ラという短い区間に局限されているが、F0の変化はポ-ズ前34モ-ラ、ポ-ズ後56モ-ラというように比較的長い区間にわたって実現される、等の特徴が明らかにされた。4今後は、さらに詳細かつ包括的な解析を行い、パラグラフ等のマクロレベルの発話分節化に関する定式化を試みたい。
脳室内食塩投与時の中枢内活性部位の同定:内因性バゾプレッシン系による修飾

1)投与食塩水濃度とAV3V領域(脳室周囲器官含む)、視床下部室傍核(PVN)や視索上核(SON)等の各部位でのFos蛋白陽性細胞を指標とした検討:食塩水濃度を0.3M、0.67M、1.0Mと変化させると、終板脈絡器官(OVLT)、magnocellular components of PVN、SONは、0.3Mの高張食塩水投与時に有意なFos発現の増加を示した。一方、parvocellular components of PVNは、0.67Mの高張食塩水投与時に初めて有意に上昇した。これらの結果は、我々が以前に報告した意識下ラットにおける投与食塩水濃度と飲水行動、昇圧反応の反応閾値とほぼ一致するものであった(JANS.76,83-92,1999)。2)バゾプレッシンV_1レセプターアンタゴニストの側脳室内投与の影響:アンタゴニストのOPC-21268(250μg/kg)を投与30分後に、0.67Mの高張食塩水を投与した。PVNではFos蛋白陽性細胞数が有意に増加した。これより、内因性のバゾプレッシン系が中枢内の経路を介して、視床下部のPVNのFosの発現に対してnegative feed back的に作用している可能性が示唆された。3)中枢内のバゾプレッシン系がバゾプレッシン(AVP)、或いはオキシトシン(OT)産生ニューロンのいずれに影響しているかの検討:免疫組織化学的に、FosとAVP、或いはOT産生ニューロンとの二重染色によって検討すると、PVNでは両ニューロンともにFos蛋白陽性細胞の割合が有意に増加したが、SONではOTニューロンにおいてFos蛋白陽性細胞の割合が有意に減少した。これより、中枢内のバゾプレッシン系のfeed back機構にはそれ以外の、たとえば、オキシトシン系等のinteractionを考慮して、さらなる検討が必要と考えられた。
レーザー光電子分光を用いた量子臨界性を示す重い電子系超伝導体の電子構造の解明

量子臨界性を示すYbAlB4系化合物及び近藤半導体YbB12の電子構造を、光電子分光を用いて調べた。外部パラメータの制御無しに量子臨界性を示す重い電子系超伝導体β-YbAlB4では、Yb価数の評価を硬X線光電子分光を用いて行った。その結果、Yb3d内殻準位に二価と三価の両方のピークが明瞭に観測され、およそ2.8価の価数揺動状態にあることがわかった。これは、基底状態が量子臨界点にある物質としては他に例がない強い価数揺動である。この結果は、Physical Review Letters誌に論文が掲載されている。さらに、FeドープによりFermi液体金属から反強磁性へ基底状態を制御できるα-Yb(Al,Fe)B4では、同様にYb価数を調べると、量子臨界現象を示すドープ量(約1%)近傍で0.02程度の価数の飛びが観測された。これらの結果は、臨界価数揺らぎという新しいタイプの量子臨界現象が実現している可能性を示唆している。また、近藤半導体YbB12においては、今まで表面状態の存在により光電子分光では明確に観測されていなかった混成ギャップについて、時間分解光電子分光を用いて検証した。その結果、超高分解能レーザー光電子分光で見積もられた混成ギャップの開く特徴的な温度T*100K以下で、光励起電子の長時間緩和成分(時定数100ps以上)が急速に発達することが分かった。これは、真のギャップがT*以下で確かに開いていることを示しており、時間分解光電子分光を用いてYbB12における混成ギャップの特性温度を明確に定義することができた。
インタラクティブ教示による非日本語文化圏からのサービスロボットの遠隔制御

本研究では,海外からのロボット遠隔制御システムの実現のため,次の2つのアプローチで操作者の情報をロボットに伝えるインターフェースの開発に取り組んだ.1)言語コミュニケーション:通常人間が使用する音声などによる指令形態であり,「あの薬を取ってきて」や「お茶を入れて」のような具体的な表現によるコミュニケーション.2)非言語コミュニケーション:言語的に表現できる指令には幾つかの解釈を持つものがある.例えば、「肩をたたく」という指令の場合,マッサージ効果のための動作,相手を気づかせるための動作,慰めのための動作などといったように,意向により動作が微妙に異なる.このように操作者の意向を抽出できるインターフェースである.言語コミュニケーションついては,操作者の言語情報を機械に理解させる方法として,物体の指示からタスクを教示できる機能を開発した.具体的には,デスクトップに映し出された遠隔地の画像中における物体を,操作者がマウスでクリックすることによりタスクにおける対象物が認識でき,環境から構築されたデータベースにおける物体とタスクの関係から,操作者の意向が推測できる.本研究が対象とする家庭内においては,予め大まかな環境を把握することができることから,データベースを用意することができる.さらに,ロボットに未知な物体が指示された場合には,画像処理によりそれが未知であることが判断できる機能,および未知物体の把持位置推定機能の開発も行なった.非言語コミュニケーションの開発では、これまでに開発を行なってきた操作者の意向を抽出する機能を拡張させ,インターネット上での遠隔操作環境での試験を行なった.ランダムかつ大きな通信時間遅れをもつインターネット上において,マスターアームによる操作者の「触れる」「たたく」「押す」という指令をリモート側で受信したデータは,操作者の意向に基づくものであり,従来の遠隔操作手法に比べランダムな時間遅れに対し頑健であることが分かった.本研究では,海外からのロボット遠隔制御システムの実現のため,次の2つのアプローチで操作者の情報をロボットに伝えるインターフェースの開発に取り組んだ.1)言語コミュニケーション:通常人間が使用する音声などによる指令形態であり,「あの薬を取ってきて」や「お茶を入れて」のような具体的な表現によるコミュニケーション.2)非言語コミュニケーション:言語的に表現できる指令には幾つかの解釈を持つものがある.例えば、「肩をたたく」という指令の場合,マッサージ効果のための動作,相手を気づかせるための動作,慰めのための動作などといったように,意向により動作が微妙に異なる.このように操作者の意向を抽出できるインターフェースである.言語コミュニケーションついては,操作者の言語情報を機械に理解させる方法として,物体の指示からタスクを教示できる機能を開発した.具体的には,デスクトップに映し出された遠隔地の画像中における物体を,操作者がマウスでクリックすることによりタスクにおける対象物が認識でき,環境から構築されたデータベースにおける物体とタスクの関係から,操作者の意向が推測できる.本研究が対象とする家庭内においては,予め大まかな環境を把握することができることから,データベースを用意することができる.さらに,ロボットに未知な物体が指示された場合には,画像処理によりそれが未知であることが判断できる機能,および未知物体の把持位置推定機能の開発も行なった.非言語コミュニケーションの開発では、これまでに開発を行なってきた操作者の意向を抽出する機能を拡張させ,インターネット上での遠隔操作環境での試験を行なった.ランダムかつ大きな通信時間遅れをもつインターネット上において,マスターアームによる操作者の「触れる」「たたく」「押す」という指令をリモート側で受信したデータは,操作者の意向に基づくものであり,従来の遠隔操作手法に比べランダムな時間遅れに対し頑健であることが分かった.海外からのロボットの遠隔操作にあたり、無視できない通信時間の遅れが必ず存在するので、リアルタイムの双方向制御できないと仮定した。そこで、操作者の意図を正確に抽出して、その意図をロボットサイドでおくり再現するという枠組みで検討することとした。ここで、操作者の動作意図として2つを考えることができる。1)何らかの言語表現できるもの。例えば「コップを掴む」などと明確に動作を表現できるもの。2)言語表現が不可能な動作。例えば「肩をたたく:マッサージ効果を狙ったもの、相手に気づかせるための動作、相手を慰めるための動作」は目的により動作が微妙にことなり、その表現は非常に難しい。とくに、文化背景が異なると、このような微妙な動作の表現は、ほぼ不可能になる。言語表現できる動作に関しては、日常生活内の動作は一般的な先進国文化圏では、ほぼ同じであるとの検討結果から、指示動作を「動詞」と「目的語」の組み合わせで表現することとした。目的語は一般に名詞であるが、これはロボットサイドの映像画面をマウスで指示することにより、その対象物が把握可能となる。また動作に関しては、必要となる基本動作(動詞)を各国の言語で記述しておき、それを選択することにより可能となる。さて、この動作命令を実行する際に、ロボットが如何に意図を正確に理解し、不足情報を自分で補足するかが問題となる。今年度は、与えられた対象物の位置を正確に把握すること、および動作に必要な補足情報(例えばカップを掴む際の取っ手の位置)をロボット自身で収集する部分を研究した。言語表現が不可能な動作については、操作者側のマスターアームで操作者の動作を補足することを試みた。ここでは、動作を簡単な数個のパラメータで表して、それをロボット側で再現する方法をとった。通信遅れのある場合の動作の転送は、このような動作特徴パラメータの転送が最も効率的であることが分かった。本研究では,海外からのロボット遠隔制御システムの実現のため,次の2つのアプローチで操作者の情報をロボットに伝えるインターフェースの開発に取り組んだ.

1)言語コミュニケーション:通常人間が使用する音声などによる指令形態であり,「あの薬を取ってきて」や「お茶を入れて」のような具体的な表現によるコミュニケーション.2)非言語コミュニケーション:言語的に表現できる指令には幾つかの解釈を持つものがある.例えば、「肩をたたく」という指令の場合,マッサージ効果のための動作,相手を気づかせるための動作,慰めのための動作などといったように,意向により動作が微妙に異なる.このように操作者の意向を抽出できるインターフェースである.言語コミュニケーションついては,操作者の言語情報を機械に理解させる方法として,物体の指示からタスクを教示できる機能を開発した.具体的には,デスクトップに映し出された遠隔地の画像中における物体を,操作者がマウスでクリックすることによりタスクにおける対象物が認識でき,環境から構築されたデータベースにおける物体とタスクの関係から,操作者の意向が推測できる.本研究が対象とする家庭内においては,予め大まかな環境を把握することができることから,データベースを用意することができる.さらに,ロボットに未知な物体が指示された場合には,画像処理によりそれが未知であることが判断できる機能,および未知物体の把持位置推定機能の開発も行なった.非言語コミュニケーションの開発では、これまでに開発を行なってきた操作者の意向を抽出する機能を拡張させ,インターネット上での遠隔操作環境での試験を行なった.ランダムかつ大きな通信時間遅れをもつインターネット上において,マスターアームによる操作者の「触れる」「たたく」「押す」という指令をリモート側で受信したデータは,操作者の意向に基づくものであり,従来の遠隔操作手法に比べランダムな時間遅れに対し頑健であることが分かった.
前立腺癌手術における的確な神経温存のための光音響画像化技術の有用性の検証

男性の勃起神経は前立腺周囲に微小血管と共在し、神経血管束を形成する。光音響画像は超音波断層法と同様の手法で、造影剤を使用することなく高コントラストに微細血管内のヘモグロビンの画像化が可能なモダリティーである。世界初となるオリジナルの光音響リニアプローベ、光音響経直腸プローベを開発した。前立腺摘出標本をリニアプローベで観察したところ、前立腺後外側に強いシグナルが認められた。さらに、前立腺全摘術中に経直腸プローベにより術中にモニタリングを行ったところ、神経血管束と同一部位に強いシグナルが認められた。光音響画像による神経血管束内の微小血管をランドマークとしたイメージングの有用性が示唆された。根治的前立腺全摘術は前立腺癌の最も有効な治療法であるが、微小血管網とともに前立腺をネットワーク状に覆う勃起神経(神経血管束)の損傷が不可避であり,術後性機能障害は悩ましい合併症である。神経血管束中に神経線維と共在する微小血管をランドマークとして神経分布を術中に得ることができれば、最大限に性機能を温存できる。光音響イメージングは超音波断層法と同様の手法で、造影剤を使用することなく高コントラストに微細血管内のヘモグロビンの画像化が可能なモダリティーである。前立腺癌の診療、特に外科的治療に応用可能な超音波断層法と光音響画像との組み合わせによる光音響イメージング技術の確立を目的とし、光音響リニアプローベ、光音響経直腸プローベを開発した。前立腺全摘術を施行した症例を対象とし,摘出直後にホルマリン未固定のまま、光音響リニアプローベを用いて観察したところ、神経血管束が豊富な前立腺後外側に、前立腺周囲を覆う微細血管網と思われる強いシグナルが認められた。得られた信号と前立腺周囲の微細血管網の整合性を確認するために、摘出標本に対する血管内皮、および神経線維の二重染色を行った。光音響シグナルの強い部位と血管内皮の染色結果が整合しており、光音響画像により前立腺周囲の微細血管網が観察されている可能性が高いことが判った。さらに、前立腺全摘術中に光音響経直腸プローベにより術中リアルタイムなモニタリングを行ったところ、摘出検体と同様に神経血管束と同一部位に強いシグナルが認められた。光音響イメージングによる、神経血管束内の微小血管をランドマークとしたイメージナビゲーションの可能性が示唆された。神経温存根治的前立腺全摘除術は、制癌と性機能温存を要求される難易度の高い手術である。的確な性機能温存には、微小血管とともに前立腺周囲を覆う勃起神経のネットワーク(神経血管束)を術中に明瞭に認識することが理想だが、現状の画像診断技術では不十分である。次世代の画像診断技術として注目されている光音響イメージングは、超音波診断装置にレーザー光を付加してヘモグロビンのみを画像化可能で、使用するレーザー光の波長によってオキシヘモグロビン、デオキシヘモグロビンを識別できるため血中酸素飽和度のマッピングも可能な方法として着目されている。今年度は、これまでに開発してきた径300マイクロメートルの微小血管網の3D画像撮像が可能となった光音響画像断層撮影実験機(リニアプローベ)を用いて、マウス皮下に作成したヒト前立腺癌皮下腫瘍モデルを用いた腫瘍血管、腫瘍周囲血管の撮像を行った。さらに、計14例の外科的切除された前立腺組織を撮像し、血管をランドマークとした神経血管束の同定が可能かを検討してきた。撮像した組織のパラフィン包埋切片を用いて、抗CD34抗体を利用した血管内皮、および抗S-100抗体を利用した神経細胞の免疫染色を行い、光音響画像所見との整合性を確認した。さらに、利便性を考慮し、経直腸的超音波プローベと光学系を組み合わせた光音響プローベを開発した。倫理委員会承認を得て、術中イメージングへの応用について検討中である。超音波断層装置にレーザー光を付加した光音響画像化技術は、光と超音波の長所を融合したハイブリッドモダリティーである。ヘモグロビンの吸収波長にレーザーを設定することで、造影剤を使用することなく微細な血管網の画像化が可能であるが、医療機器は世界で未だに開発されていない。我々は本研究期間中に、実臨床で使用されるプローベと同一形状のリニアプローベと経直腸用プローベを有する、世界初となる光音響画像断層撮影実験機を開発し、神経温存根治的前立腺全摘除術における神経血管束のイメージングの有用性を検討した。計16例の外科的切除された前立腺組織に対して、光音響リニアプローベ用いて前立腺周囲組織の光音響画像を撮像した。神経血管束の局在と一致する前立腺後外側に強い光音響シグナルを検出した。

さらに、摘出標本のパラフィン包埋切片を用いて抗CD31抗体、抗S-100抗体による二重染色を行い、神経血管束内の微小血管内皮細胞と神経細胞の局在を検討したところ、光音響シグナル検出部位に密な微小血管像を認め、神経細胞との共在が確認された。さらに、8例の外科的切除例を対象に光音響経直腸光音響プローベを用いて、術中に神経血管束のイメージングを行った。いずれの症例においても、光音響画像を併用することにより、通常の超音波よりも神経血管束の構造が明瞭に認識された。以上の結果から、光音響画像技術は神経温存前立腺全摘術の術中イメージングに有用と考えられた。腫瘍学研究開始当初の研究到達目標として掲げた項目は、動物実験モデル(イヌ)を用いた前立腺における光音響画像の検討と、光音響リニアプローベの開発であった。当初の予定よりも早く経直腸プローベの開発が進み、昨年より防衛医科大学校倫理委員会の承認を得て、実際の手術およびベッドサイドでの検査における臨床研究段階へ到達した。実際の臨床研究段階がメインの研究となり、症例の蓄積も進んでいるため、動物モデルの検討は今後の研究計画とする。このような進捗状況から、当初の計画以上に進展していると判断する。昨年度の研究到達目標として掲げた項目は、(1)光音響画像断層撮影機がヌードマウス皮下に作成した小径腫瘍内や腫瘍辺縁の微小血管を認識しうるか確認を行うこと、(2)ヒト前立腺のサイズでの性能評価を外科的に切除されたヒト前立腺癌組織を用いて検討すること、であった。両者とも現有のリニアプローベならびに新たに開発したプローベでの検討がなされた。さらに、経直腸プローベの開発も完了し、倫理委員会の承認を得て臨床研究段階へ到達したため、当初の予定よりも進展していると考える。これまでに蓄積された臨床研究データをもとに、改めて経直腸超音波プローブと光音響画像の最適な配置を検討し直し、より迅速なデータの取り込み、画像表示が可能で、実用的なプローベ開発を目指す。次なる目標として、手術時の神経血管束同定のとどまらず、前立腺生検時の腫瘍の同定、手術中の腫瘍のモニタリングに対する有用性に関しても検討する。平成25年度以降は以下の二項目を重点的に行う。(1)イヌをモデル動物とした手術シュミレーションイヌの前立腺は形態的にも機能的にもヒトの前立腺と類似している。前立腺周囲の神経、血管構造もヒトと類似しているため、臨床応用への可能性を踏まえた、経直腸的に使用できるプローブ開発のために最も適したモデルといえる。現有の8チャンネルアレイセンサを経直腸用プローベとして使用し、経直腸下での前立腺及び神経血管束のランドマークである血管網の可視化性能を評価する。経直腸下での観察が可能であれば、実際に経直腸的に前立腺をモニターしながらイヌの前立腺摘除を試み、神経温存手術のガイドとしての有用性を検証する。(2)根治的前立腺全摘除術への応用イヌモデルで得られた結果をもとに、経直腸超音波プローブと光プローブの最適な配置を決定する。また、ヒトに適応する際に重要なファクターであるデータの取り込み、画像表示時間の短縮化に関する検討、画像表示法に関する検討を加え、より実用的なプローベ開発を目指す。昨年度は光音響プローベが計画より早期に完成し、臨床症例を対象とした研究データの蓄積が主であったため、実験用動物や備品に要する経費が次年度に繰り越されたため。実験用動物および備品の購入、およびデータ解析用ソフトの購入
ダイナミッククランプによる海馬局所回路網の摂動実験とベイズ統計解析

本研究は、摂動実験と数理解析を駆使して海馬局所回路網の情報処理メカニズムを理解することを目的としている。摂動実験により細胞の位相縮約モデルを同定し、神経回路の縮約記述を得て、その情報処理メカニズムの解明を行うものである。(1)摂動実験のためのダイナミッククランプシステムを構築。(2)ダイナミッククランプを用いた摂動実験によりラット海馬CA1錐体細胞の確率的位相縮約モデルを推定。(3)ダイナミッククランプで実細胞による仮想回路を構成し、推定した確率的位相縮約モデルの有効性を検証。(4)推定した位相縮約モデルを用いて、海馬の場所細胞等の情報表現を説明。これらの一連の研究成果により、ボトムアップ的理解とトップダウン的理解が整合性を保って行われたことになる。本研究は生理実験と数理理論を駆使して、海馬局所回路網の情報処理メカニズムの理解を行うものである。位相縮約モデルを介してボトムアップに構築した神経回路の縮約記述と計算論的にトップダウンに導出した縮約記述の間の整合性を検証する。平成20年度は以下の中間成果が得られた。そして、研究会等でこれらの中間成果の発表を行った。1.海馬CA1錐体細胞の位相応答の測定に必要な制御装置である「ダイナミッククランプシステム」を開発し、このシステムに位相応答の測定プロトコールを実装した。そして、連携研究者である宮川教授と共同で電気生理実験を実施した。少数のサンプルであるが、ラット海馬CA1錐体細胞の位相応答の測定に成功した。2.平成20年度に学術論文紙で発表した位相応答曲線の統計的推定アルゴリズムを、1で得た生理データに対して適用し、ランジュバン方程式で記述された神経細胞の位相ダイナミクスを同定した。数例であるが、任意の周期外力下での神経細胞の確率的挙動を、同定した位相ダイナミクスで予測することに成功した。3.トップダウンアプローチにより最適位相応答曲線の導出を行う理論的枠組みを構築した。構築した理論を検証するため、予備的な数値実験を行った。4.神経細胞の位相応答曲線と情報符号化の関係を明確にするベイズ統計の枠組みを構築した。[連携研究者]東京薬科大学・生命科学部・教授宮川博義電気生理実験本研究は、生理実験と数理理論を駆使して海馬局所回路網の情報処理メカニズムを理解することを目的としている。生理データより細胞の位相縮約モデルを同定し、神経回路の縮約記述を得て、その情報処理メカニズムの解明を行うものである。平成21年度は以下の成果が得られた。そして、国際論文誌や研究会等でこれらの中間成果を発表した。1.平成20年度に引き続き、本研究の一貫として開発した「ダイナミッククランプシステム」を用いて、次の電気生理実験を行った。ダイナミッククランプを用いてラット海馬CA1錐体細胞の発火周波数を一定に制御し、発火周期の様様なタイミングに矩形摂動電流を与えて位相応答を測定した。更に、位相応答の測定に成功した細胞に周期外力を与へ、スパイクタイミングの確率的挙動を計測した。平成21年度中に多数の実験サンプルデータが得られた。2.平成20年度に学術論文紙で発表した「位相応答曲線の統計的推定アルゴリズム」を1で得た実験サンプルデータに適用し、位相応答曲線と背後の白色雑音強度を推定した。更に、推定した位相応答曲線と白色雑音強度を用いた位相ランジュバンモデルにより、周期外力下での神経細胞のスパイクタイミングの確率的挙動を予測した。この予測が十数個の事例で成功しており、本提案手法の有効性を検証することができた。3.平成20年度に構築した「神経細胞の位相応答曲線と情報符号化の関係を明確にするベイズ的枠組み」の有効性を大規模モンテカルロシミュレーションで検証した。そして、2で得た位相応答曲線に当該理論を適用し、ラット海馬CA1錐体細胞の特徴空間を求めた。平成22年度は以下の成果が得られた。1.前年度までに、ラット海馬CA1錐体細胞の位相応答を測定し、これと同時に位相応答の測定した同一の細胞に周期外力を与へてスパイクタイミングの確率的挙動を計測する実験を行い、多数の実験サンプルデータを得ることが完了している。

本年度は前年度に引き続き、これらのサンプルデータに対して我々が開発した「位相応答曲線の統計的推定アルゴリズム」を適用することにより、この統計的手法の有効性と推定した位相応答曲線の信頼性の検証を行った。これらの結果をまとめた論文を、国際学術論文誌(Physical Review E)に投稿した。現在、査読で指摘された問題点を解決するため、論文の訂正を行っている。2.前年度に引き続き、我々が構築した「神経細胞の位相応答曲線と情報符号化の関係を明確にするベイズ的枠組み」を1で得た位相応答曲線に適用し、ラット海馬CA1錐体細胞の特徴空間を求めた。これらの成果をまとめ、国際学会(CNS2010)で発表を行った。現在、論文の執筆中である。3.海馬の場所細胞の時間表現の歪みである「タイムオフセットカーブ」を、位相縮約モデルで説明する枠組みを構築した。1で得た海馬CA1錐体細胞の位相応答曲線を用いて、定性的にこのカーブを再現することができた。[連携研究者]東京薬科大学・生命科学部・教授宮川博義電気生理実験
大腸菌化学感覚とレセプターの膜を介したシグナル伝達能の解析

大腸菌の「味覚」センサーである化学感覚レセプターについて以下のような知見を得た.(1)リガンド識別機構の解析.二つのレセプターTarとTsrのキメラの作成および部位特異的変異の導入により,リガンド(アスパラギン酸とセリン)特異性の決定に関わる残基を特定した(投稿準備中).(2)抑圧変異を利用した膜貫通領域の解析.Tarの第一膜貫通領域(TMl)内の変異A19Kに対する抑圧変異のうち,第二膜貫通領域(TM2)に起こったものについて解析し,サブユニット間抑圧を示す「クラス1変異」と,示さない「クラス2変異」に分かれることを見出した.さらに詳細な解析の結果,クラス1変異の抑圧機構として,TMl-TM2間の塩橋の形成が示唆された(論文2).これは,シグナル伝達過程における膜貫通領域の動きを知る上で重要な成果である.(3)温度受容機構の解析.Tarの温度受容能は,リガンドに適応してメチル化を受けると逆転する.部位特異的変異とメチル化酵素大量発現系を組み合わせた実験から,温度受容能の逆転には,わずか1分子のメチル化で充分であるという驚くべき知見を得た(論文4).また,TM2の変異によって,リガンド非依存的に温度受容能の逆転を引き起こすことも見いだした(論文3).これらは,温度受容機構のみならずシグナル伝達機構そのものを理解する上でも重要な成果である.(4)ダイマー間のメチル化酵素を介した相互作用の解析.主要なレセプターのC末端にはNWETFという共通配列があり,メチル化酵素CheRが結合することがin vitroで示されている.変異Tarについて解析し,NWETF配列が確かにin vivoでCheR結合部位として働くことを示唆する結果を得た(論文1).このNWETF配列とCheRとの相互作用は適応機構の鍵となるものであり,さらに詳しく解析中である.大腸菌の「味覚」センサーである化学感覚レセプターについて以下のような知見を得た.(1)リガンド識別機構の解析.アスパラギン酸レセプターTarとセリンレセプターTsrの間でのキメラの作成および部位特異的変異の導入により,リガンド特異性の決定に関わる残基を特定した(投稿準備中).(2)抑圧変異を利用した膜貫通領域の解析.Tarの第一膜貫通領域(TM1)内の変異A19Kに対する抑圧変異のうち,第二膜貫通領域(TM2)に起こったものについて解析し,サブユニット間抑圧を示す「クラス1変異」と,示さない「クラス2変異」に分かれることを見出した.さらに詳細な解析の結果,クラス1変異の抑圧機構として,TM1-TM2間の塩橋の形成が示唆された.これは,シグナル伝達過程における膜貫通領域の動きを知る上で重要な発見である(投稿準備中).(3)温度受容機構の解析.Tar温度受容能はメチル化を受けると逆転するので,メチル化部位に系統的変異導入を行い,この部位の電荷が温度レセプターとしての機能に重要であるという知見を得た(論文1).さらに,別の実験から,温度受容能の逆転には,わずか1分子のメチル化で充分であるという驚くべき結果を得ている.また,温度受容能逆転を引き起こすTM2の変異についても解析中である.(4)ダイマー間のメチル化酵素を介した相互作用の解析.主要なレセプターは5残基からなる共通配列NWETFをもつ.最近,in vitroでこの配列にメチル化酵素CheRが結合する事が示されている.この配列を欠損したTarは,発現量やシグナル伝達能は正常であったが,適応能,被メチル化能が低下していた.さらに,この表現型はCheRを大量発現することで抑圧された.これは,NWETF配列がin vivoでも確かにCheR結合配列として機能することを示している(論文2).大腸菌の「味覚」センサーである化学感覚レセプターについて以下のような知見を得た.(1)リガンド識別機構の解析.二つのレセプターTarとTsrのキメラの作成および部位特異的変異の導入により,リガンド(アスパラギン酸とセリン)特異性の決定に関わる残基を特定した(投稿準備中).(2)抑圧変異を利用した膜貫通領域の解析.Tarの第一膜貫通領域(TMl)内の変異A19Kに対する抑圧変異のうち,第二膜貫通領域(TM2)に起こったものについて解析し,サブユニット間抑圧を示す「クラス1変異」と,示さない「クラス2変異」に分かれることを見出した.さらに詳細な解析の結果,クラス1変異の抑圧機構として,TMl-TM2間の塩橋の形成が示唆された(論文2).これは,シグナル伝達過程における膜貫通領域の動きを知る上で重要な成果である.(3)温度受容機構の解析.Tarの温度受容能は,リガンドに適応してメチル化を受けると逆転する.部位特異的変異とメチル化酵素大量発現系を組み合わせた実験から,温度受容能の逆転には,わずか1分子のメチル化で充分であるという驚くべき知見を得た(論文4).また,TM2の変異によって,リガンド非依存的に温度受容能の逆転を引き起こすことも見いだした(論文3).これらは,温度受容機構のみならずシグナル伝達機構そのものを理解する上でも重要な成果である.(4)ダイマー間のメチル化酵素を介した相互作用の解析.主要なレセプターのC末端にはNWETFという共通配列があり,メチル化酵素CheRが結合することがin vitroで示されている.変異Tarについて解析し,NWETF配列が確かにin vivoでCheR結合部位として働くことを示唆する結果を得た(論文1).
コンラート・ゲスナーによる１６世紀ヨーロッパの出版情報の収集と組織化

ゲスナー『万有書誌』に収録された文献情報については実証的な研究がない。そこに含まれた文献情報を明らかにするため、全項目をデータベース化して研究を行った。本研究は次の点を明らかにした。チューリッヒ中央図書館所蔵のゲスナー手沢本『万有書誌』の研究から印刷上のヴァリアント・コピーを発見した。ゲスナーは同時代の出版業者が発行した出版目録から主に情報を収集していた。彼はその目録の記述方法を改良して、近代的な目録規則の基礎となる書誌記述要素を考案した。収録された印刷本を15-16世紀の書誌データベースを利用して版を同定すると、3295版を識別することができ、重複を除いた実質的な版は2,798件であった。1.コンラート・ゲスナー『万有書誌』の著者所蔵本(チューリヒ中央図書館蔵)調査著者所蔵本(チューリヒ中央図書館蔵)の全頁にわたる書込みを調査し、著者が本書印刷中から1550年代前半まで本文の追加訂正を行っていたことが判明した。その際、454葉裏の本文(Iohan. Serapionesの項目)を訂正して刷り直していたことを発見した。この点はこれまで認識されていなかった。チューリヒ所蔵本3冊のうち2冊が初刷りで1冊が後刷りであった。この点について日本国内所蔵本4点(早稲田本、慶應本、明治本、広島経済大学本)を調査したところすべて後刷りであった。この刷り直しについては全巻にわたる訂正追加にも関わらず、この箇所だけをなぜ刷り直したのかという問題点が浮上し新たな研究課題となった。2.ゲスナー『万有書誌』に収録された印刷本の版の確定とゲスナーの記述の正確性本書収録の印刷本書誌データの版を欧米で出版、公開されている15-16世紀印刷本の書誌、データベースで確定し、その正確性を検証した。ゲスナーの書誌記述3866件のうち3211件の版を確定した。それによって、ゲスナーの記述の誤謬は印刷出版地で0.9%、印刷出版者で3.4%、印刷出版年で4%ほどであり、書誌学発達以前の16世紀であることを考慮すると、相当に正確であったことが実証された。これらの版のうちバーゼル版が31.5%、ヴェネツィア版が14.2%、パリ版が9.5%であり、印刷業者ではヴェネツィアのアルド・マヌーツィオおよびその後継者の版が5.8%、バーゼルのペトリ父子の版が5.6%、リヨンのグリフィウス版が5.3%であった。ゲスナーは1冊の本の著者、編者などで副出し、収録作品を個々に分出していたため、重複記述を除く収録版数は2734版であったことが判明した。また、本書にはドイツ語などの俗語文献が収録されていたことも明らかになった。研究計画では『万有書誌』第1巻に収録された文献情報と第2巻『総覧』と『神学の分類』に収録された文献情報を突合させる計画であったが、サンプリング調査の結果『総覧』と『神学の分類』において簡略に記述された文献情報を第1巻の文献情報と正確に一致させることは非常に困難であることが判明した。したがって、今年度は第一にゲスナーの分類システムを検討した。ゲスナー分類の基礎となったコンラート・ペリカンによるチューリヒ大聖堂図書館蔵書目録との比較を行った。ゲスナーの分類システムはペリカンのものとは異なり16次区分となっていた。これらすべての下位区分をコード化して、文献が記述されている最小区分のLocusに番号を付与して総数を算定した。Locusは合計40310である。そして、各分類における文献採録方法を検討した。各分類にはそれぞれ文献採録方法に特徴があり、単純な文献リストというだけでなく、図書館蔵書目録を収録する書誌の書誌、特定の文献から主題を抽出した主題文献索引、人物を抽出した人物文献索引、動・植物名をリスト化して典拠文献を示す動・植物名索引となる特徴を示す項目があった。収録文献にはいくつかの分類で頻繰り返し記載されたものや『万有書誌』第1巻未収録文献が多数あった。第二に、2013年度にチューリヒ中央図書館で発見した『万有書誌』第1巻の印刷ヴァリアントについて研究した。ヴァリアントがどのような範囲に見られ、どのような原因で生じたのかを解明した。印刷ヴァリアントはfol.454裏だけでなく、fol.453表ーfol.454裏にかけての4ページ、1シート分に及んでいた。ヴァリアントが生じた原因はfol.454裏の文章を改訂してページを差し替えるため、その箇所を含む1シート分を印刷し直す必要があったからである。しかし、単純な誤植程度のものは訂正されていないことも判明した。平成27年度には、第1に、ゲスナー『万有書誌』中最長の「アリストテレス」の項目の情報源を調査した。チューリヒ中央図書館所蔵のゲスナー手沢本『アリストテレス全集』(B 83 & a)にゲスナーが章立てのためにギリシア語で書き込みを行い、そのラテン語訳をこの項目で記述していたことが判明した。第2に、ゲスナー『総覧』と『神学の分類』の情報源を調査し、バーゼル大学図書館所蔵のゲスナー手沢本(BG IV 35)に合本されているRutiliusとFichardusの著書が第19類法学の分類に直接引用されていたことを突き止めた。

また、同書に合本されたHieronymusとGennadiusの著作も『万有書誌』に活用されていた。第3に、『総覧』の様々な分類で繰り返し引用されているCaeliusという人物について調査した。Caeliusは16世紀初めのイタリアの人文主義者Lodovico Ricchieriであることが判明した。ゲスナーは1542年バーゼル版Ricchieri, Lectionum antiquarum libri XXX巻頭の章一覧を活用して分類項目に引用していた。なお、国際研究雑誌Zwinglianaへ論文を投稿し、また2016年6月にチューリヒで開催されるゲスナー生誕500年記念国際会議での発表論文を提出した。また、研究総括として『コンラート・ゲスナーによる16世紀ヨーロッパの出版情報の収集と組織化』を刊行した。研究期間を通じて、ゲスナーの情報源とその取扱い方をゲスナー手沢本の書き込みから具体的に明らかにし、『万有書誌』の印刷ヴァリアントを発見するとともに、ゲスナーによる目録編纂の具体的な方法を解明することができた。そして、ゲスナーが確立した印刷本の目録記述法が今日の目録規則の原点となることを考察して、ゲスナー『万有書誌』の歴史的意義を明らかにした。ゲスナー『万有書誌』に収録された文献情報については実証的な研究がない。そこに含まれた文献情報を明らかにするため、全項目をデータベース化して研究を行った。本研究は次の点を明らかにした。チューリッヒ中央図書館所蔵のゲスナー手沢本『万有書誌』の研究から印刷上のヴァリアント・コピーを発見した。ゲスナーは同時代の出版業者が発行した出版目録から主に情報を収集していた。彼はその目録の記述方法を改良して、近代的な目録規則の基礎となる書誌記述要素を考案した。収録された印刷本を15-16世紀の書誌データベースを利用して版を同定すると、3295版を識別することができ、重複を除いた実質的な版は2,798件であった。2014年度にゲスナーの分類書誌である『総覧』と『神学の分類』の内容を検討して、従来の仮説を検証し、分類における文献の採録方法を考察した。そして、チューリヒ、バーゼルの図書館を訪れてゲスナー関係文献の閲覧と収集を行った。特にチューリヒ中央図書館では貴重書担当者と協議して資料の撮影・出版許可を頂き、それに基づいて論文の執筆を行った。また、分類書誌の研究成果は2015年5月開催の日本図書館情報学会2015年度春季研究集会で発表する予定である。図書館情報学2014年度に行った『総覧』と『神学の分類』に関する研究のレビューを行いながら、両書に収録された文献情報の中でゲスナーが繰り返し言及した文献を抽出して、ゲスナーの文献利用の特徴を考察する。そして、ゲスナー『補遺』(1555年)とゲスナーの資料に基づいてジムラーが刊行した『簡略版』(1555年)に収録された文献情報を『万有書誌』第1巻と比較して、採録方法について検討し、未収録文献を抽出して、21013年度に作成したデータベースに入力する。ゲスナーが記述した印刷本情報から実際の版を確定する作業が難航して予想以上の時間がかかったため、研究成果の一部については論文発表を行うことができたが、学会での発表は年度内には行えなかった。そのため、やや遅れたが2014年5月の日本図書館情報学会春季研究集会で行うこととなった。
打音・表面振動・弾性波の相関性に着目した鋼板巻立て橋脚の点検診断技術の確立

鋼板巻立て補強橋脚の点検診断技術の確立に向けて,打撃音や打撃面表面の加速度を特徴量とすることにより異種材料で構成されたコンクリート部材の健全度診断の可能性を検討した。研究機関を通して,大別して,理想的環境下における供試体実験による検討と解析による検討を実施した。その結果,打撃音と表面加速度の相関性は強いことと,接着鋼板の厚さに依存するが,鋼板とコンクリートの付着部の欠陥に関しては,打撃音や加速度データによる健全度の定量的評価が可能であることが確認できたと同時に,その適用限界を明らかにした。本年度は下記2項目に重点を置き研究を実施した。1.内部に人工欠陥を有する鋼板巻き補強コンクリート供試体を用いた供試体実験:前年度は,打撃音と表面振動等の基本特性を把握する実験を主として実施したが,今年度は,鋼板を接着した角柱コンクリート供試体を多数製作し,鋼板厚さや欠陥種別をパラメータとすることで,打音法と赤外線法の適用限界について検討した。また,音圧波形や表面加速度波形,それらをフーリエ変換して得られる周波数波形を基に欠陥の有無や欠陥の種類を判別可能な打音特徴量の抽出を試みた。その結果,まず,鋼板厚さが6mmになると空隙や付着切れを判別することは困難であり,さらに1mmの場合に着目すると,空隙がある場合は卓越する周波数が3.5kHzと高くなるとともに,5kHz10kHzという高周波数帯にも第二,第三の卓越周波数が表れることが確認できた。一方,付着切れがある場合は第一の卓越周波数は健全の場合と変わらないが,空隙と同様,高周波数帯にも第二,第三の卓越周波数が表れることが確認できた。この傾向は,鋼板厚さ3mmの場合にも健全との差として表れるが,その差は小さくなる。加速度波形についても同様の見解を得ることができた。結果として,赤外線法と打音法を併用することにより,異種材料で覆われた部材の健全度診断の可能性は広がるが,覆う側(鋼板)の厚さや内部欠陥の種別によって限界があると言え,今後,実規模橋脚等での実験や調査が必要であることがわかった。2.数値解析による取り組み:本年度は,構造-音響解析を通して構造解析のみによる構造振動の定量的評価が重要であるとの判断から,供試体実験を模擬した過渡応答解析を実施し,打音と表面振動と弾性波発生メカニズムや相関性について検討を実施した。その結果,本研究で提案したFEMモデルにより供試体実験結果の傾向を精度良く捉えることができた。本研究では,予防保全型維持管理の概念に基づき,鋼板巻立てコンクリート内部の健全度・経年劣化を適切に評価するために,打音と表面振動と弾性波の相関性に着目した「低コストで簡易な信頼性の高い点検診断技術」を確立することを最終目標としている.その目標を達成するための第一段階として,本年度は下記2項目に重点を置き研究を実施した.1.内部に人工欠陥を有するモルタル供試体と鋼板巻き補強コンクリート供試体を用いた供試体実験:まず,音圧や周波数特性などの打音情報や表面振動特性が内部欠陥の有無や種類によりどの程度の変化を示すか等の基本特性を把握する目的で,人工欠陥を有するモルタル供試体を欠陥種別や大きさをパラメータとして複数体製作し,打音試験を実施した.その結果,コンクリートの欠陥状態の変化は,特に高周波数域に影響を与え,今回提案した音圧または表面加速度の最大値の健全供試体との相対差で定義したピーク値パラメータや8kHzから20kHzにおける周波数特性に着目し,この範囲における卓越周波数の健全度供試体との相対差で定義した周波数パラメータを用いることで,欠陥の有無や状態を適切に把握することが可能であるなどの成果を得ることができた.次に,鋼板巻き補強コンクリート供試体の製作を実施した.実験パラメータは,鋼板の厚さ・人工欠陥(発砲スチロール)の埋設深さ・コンクリートの劣化状態である.2.打音と表面振動と弾性波の発生メカニズムとそれらの相関性を理論的に解明ための数値解析技術の構築:本年度は,汎用ソフトを利用して構造振動・音響連成解析技術の確立のための基礎検討を実施した.具体的には,音響解析ソフトウェアActranを基盤として,ユーザーサブルーチンを利用した連成解析技術を開発した.現段階では適用性の検討段階であり,打音と表面振動と弾性波発生メカニズムや相関性の解明については次年度上旬に実施予定である.今年度の研究計画では,「(1)打音と表面振動と弾性波の発生メカニズムとそれらの相関性の理論的解明のための数値解析」,「(2)鋼板巻き立てコンクリートの内部欠陥と3つの特性(打音特性,表面振動,弾性波)の関係性の把握その1供試体実験」を実施する計画を立てていたが,その達成度は約90%でおおむね計画通りに順調に進んでいるといえる.しかし,当初予定していたソフトウェアの購入が遅れたことに伴い,構造振動ー音響連成解析技術の開発はやや遅れているといえる.

この遅れは次年度の上半期で取り戻せる予定であり,全体の流れには大きな問題はない.また,供試体実験については,年度をまたぐ今まさに実験中のものもあり,ほぼ順調に進んでいるといえる.次年度の計画の大幅な変更なしに研究を進めていけば,当初予定していた研究成果を得ることができると考えている.今後の研究の内容および推進方策は下記の通りである.(1)「鋼板巻き立てコンクリートの内部欠陥と3つの特性(打音特性,表面振動,弾性波)の関係性の把握その1供試体実験の続き」:様々な内部欠陥や劣化を考慮した鋼板巻き立て補強したコンクリート供試体の打音試験を引き続き実施することで,打音特性・表面振動・弾性波それぞれの応答変化を調べるとともに,それらの相関性を把握する.さらに,コンクリートが鋼板等の異種材料で被覆された場合に対する打音法の適用限界についても検討する.(実験に関する研究協力者との打ち合わせで旅費を20万円計上)(2)「鋼板巻き立てコンクリートの内部欠陥と3つの特性(打音特性,表面振動,弾性波)の関係性の把握その2シミュレーション」:供試体実験を対象とした大規模シミュレーション(構造-音響連成解析)を実施することで,鋼板を巻き立てられたコンクリート内部の欠陥状態と3つの特性(打音,表面振動,弾性波)との定量的な関係を適切に再現できるシミュレーション方法を確立する.シミュレーション方法が確立した上で,欠陥の大きさや深さなどをパラメータとした様々な解析を実施し,内部欠陥状態と3つの特性との関係性を示す多数のデータを収集する.(解析結果は莫大なデータ量になる可能性があり,大容量HDDが必要となるため,物品費に5万円計上)(3)「内部欠陥の有無や大きさを判断可能な特徴量関数の提案」:供試体実験とシミュレーションから得られたデータを整理することで,内部欠陥状態を精度良く評価できる特徴量関数(多変数関数;特徴量を基底とした多次元空間)の提案を行う.(成果を取り纏めた論文投稿料のため10万円計上,土木学会やコンクリート工学会での発表等の旅費のため15万円計上,最終報告書作成・印刷代で10万円計上)物品費:特に購入予定なし旅費:実験に関する研究協力者(横須賀)との打ち合わせで20万円使用予定(50千円×4回),土木学会西部支部や全国大会などでの研究成果発表のため15万円使用予定謝金等:特に予定なしその他:論文投稿料で10万円,成果報告書印刷費用で10万円,データ保存用メディアで5万円使用予定
経験による学修過程の可視化と共有－プロフェッショナルへの近道

歯科医師の養成機関である歯科大学・歯学部に与えられた社会的使命は国民に信頼される歯科医師を養成することであり、いつの時代にも不変である。しかしながら、高度に発展した歯科医療技術を習得するために歯学生や研修歯科医に与えられた期間は必ずしも十分とはいえず、より効果的で効率的な歯科臨床技能教育法の開発が待望されている。また、歯科臨床技能には経験することによってしか獲得できないヒントが隠されており、教育上大きな問題となっている。そこで本研究はこれらの問題を解決するとともに歯科医師の早期完成や継続的な自己研鑽に係る基盤的なpersonal autonomy(自律学修)の構築を目的として実施する。