hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
模擬降雨装置の開発と実効的土壌侵食実験方法に関する研究

3箇年の研究をまとめると次のようになる.細山田・柿田は,本研究で開発したつり下げ型圧力スプレー式模擬降雨装置について,リザーバーの加圧力,ノズルにかかる電磁弁の開閉時間,降雨強度,雨滴落下速度,雨滴径の関係を図表で示し,それぞれの場合について降雨エネルギーを算定した.自然降雨の侵食性因子の算定については,時間雨量から算定する簡便計算法と,本来の短時間降雨から計算する方法との相関性がきわめて高いことを示した.藤原らは,雨滴落下速度をマルチストロボを用いて撮影し,雨滴径と落下速度の関係を求め, Lawsの値と比較した.単滴による飛散土量分布を求めるため,水滴径,土粒子,湛水深を変化させ,距離別の飛散土量分布および土粒子の射出角を測定し,飛散分布型を推定した.日下は,従来から行ってきた自然降雨下の枠試験圃場における試験結果を用い,表面流を用いた室内実験の結果と比較して,土壌流亡量推算式の現地への適用を検討した.また,降雨量表面流出量の関係を統計的に求め,降雨量から土壌流亡量を直接計算できる推算式を求め,降雨のエネルギーの効果を考慮するとかなり高い精度で土壌流亡量の推算が可能であることを見出した.南らは,非圧力式の雨滴発生器の特性をひきつづき調査し,降雨量の場所的分布,雨滴径の変動範囲を調査し,降雨エネルギーの算定を行った.翁長は沖縄のある強度の雨に対してエネルギーが高いことを示し,沖縄の土壌特性(粒度,土壌構造など)や作付体系を調査し,土砂流亡の実態とそれへの対策についてまとめた.塩月は, 10分雨量データから集中豪雨時の雨滴粒度分布を再現する方法により,降雨エネルギー算定を試みた.その結果,豪雨時の1時間以内前後での極値雨量強度曲線(RT曲線)はTallot型でよく表されること,集中豪雨時の降雨エネルギーには雨滴の空間密度Noを基にした降雨エネルギー計算式が外挿できることを示した.3箇年の研究をまとめると次のようになる.細山田・柿田は,本研究で開発したつり下げ型圧力スプレー式模擬降雨装置について,リザーバーの加圧力,ノズルにかかる電磁弁の開閉時間,降雨強度,雨滴落下速度,雨滴径の関係を図表で示し,それぞれの場合について降雨エネルギーを算定した.自然降雨の侵食性因子の算定については,時間雨量から算定する簡便計算法と,本来の短時間降雨から計算する方法との相関性がきわめて高いことを示した.藤原らは,雨滴落下速度をマルチストロボを用いて撮影し,雨滴径と落下速度の関係を求め, Lawsの値と比較した.単滴による飛散土量分布を求めるため,水滴径,土粒子,湛水深を変化させ,距離別の飛散土量分布および土粒子の射出角を測定し,飛散分布型を推定した.日下は,従来から行ってきた自然降雨下の枠試験圃場における試験結果を用い,表面流を用いた室内実験の結果と比較して,土壌流亡量推算式の現地への適用を検討した.また,降雨量表面流出量の関係を統計的に求め,降雨量から土壌流亡量を直接計算できる推算式を求め,降雨のエネルギーの効果を考慮するとかなり高い精度で土壌流亡量の推算が可能であることを見出した.南らは,非圧力式の雨滴発生器の特性をひきつづき調査し,降雨量の場所的分布,雨滴径の変動範囲を調査し,降雨エネルギーの算定を行った.翁長は沖縄のある強度の雨に対してエネルギーが高いことを示し,沖縄の土壌特性(粒度,土壌構造など)や作付体系を調査し,土砂流亡の実態とそれへの対策についてまとめた.塩月は, 10分雨量データから集中豪雨時の雨滴粒度分布を再現する方法により,降雨エネルギー算定を試みた.その結果,豪雨時の1時間以内前後での極値雨量強度曲線(RT曲線)はTallot型でよく表されること,集中豪雨時の降雨エネルギーには雨滴の空間密度Noを基にした降雨エネルギー計算式が外挿できることを示した.従来の非圧力式模擬降雨装置によると、自然降雨の落下速度を得るためには、78m以上の落下高を必要とする。今回開発された圧力スプレー式模擬降雨装置は、水を貯えたリバーザにコンプレッサーで加圧し、電磁弁の開閉によって降雨管の下向きのノズルから圧力スプレーが断続的に発射される方式である。細山田、柿田の実験によると、ノズルをはなれる瞬間の初速は、加圧力、ノズルの大きさによって変化するが、自然降雨の雨滴に近い状態を保つには、加圧力は2kg/【cm^2】以下が適当であり、その場合、初速はノズルの径にもよるが、約3.5m/sであり、終速度を得るのに落下高を低くすることが可能であることがわかった。本装置の雨滴分布、降雨強度、落下終速度などの詳細な測定については、継続中である。藤原、南は、自然降雨の雨滴分布とその落下頻度については、降雨強度との関連において解析を進め、雨滴空間密度Noを用いて、降雨強度と雨滴径分布との関係式を求めた。すなわち、雨滴含水量M、雨滴平均直径D、k(標準偏差/平均直径)がそれぞれ降雨強度Rとの間に相関があるとしてNoの算定式を求め、雨滴径分布がガンマ分布に近似されることを観測値で検証した。日下は、表面流の掃流力と侵食過程の関連に重点をおき、リル侵食の生じる掃流力の限界条件の解析を試み、さらに流出条件等を導入することによって、降雨量から直接計算できる土壌流亡量推算式を提案した。

翁長は、沖縄地方の降雨特性を調査し、年降雨量の年変動が大きく、また、大雨の再現期間とともに地域により違いが著しいことを見出した。さらに、雨滴の粒度分布から、降雨強度をもとにした降雨エネルギー式を導き、沖縄における値がWischmeier等の式と比較して、同じ降雨強度でも大きな値になることを見出し、沖縄の土壌の受食性と相まって、土壌侵食がおこり易い地域特性を確認した。(1)細山田,柿田は、前年度に試作したつり下げ型圧力式模擬降雨装置について、その特性を明らかにした。すなわち、水を貯えるリザーバの加圧力,ノズルにかかる電磁弁の開閉時間,降雨強度,降雨落下速度,雨滴径の関係を表にまとめ、降雨落下エネルギーを算定する基礎資料を得た。自然降雨については、10分間降雨強度、標準斜面における縦うね、横うねの場合の侵食土量の実測を行い、それぞれの比較を行った。(2)藤原は、雨滴の落下速度について、マルチストロボを用いて実測し、従来用いられてきたLawsの結果と比較して、かなりの違いを見出した。また雨滴による土粒子の飛散分布について、上方および側方から2台のカメラによる同時撮影の結果を写真解析して、落下雨滴の挙動特性を追究した。(3)南は、新たに設置された雨滴発生器(非圧力式)の特性を調査し、ノズル振動数ごとの場所的平均値を基準とした降雨量比は、1.20.75、平均雨滴径は、ノズル振動数の変化により、2.13.3mmの範囲で発生可能であることを見出した。(4)日下は、無次元侵食量と無次元表面流の表現を用いて、表面流実験による土壌の層状侵食、リル侵食の境界領域を検討し、自然降雨下に設けられた枠試験圃場の侵食状況とほぼ同様の傾向を示すことをたしかめた。(5)翁長は、沖縄の雨滴径の分布から、降雨エネルギーの算定式を誘導し、日本内地や、アメリカ,アフリカの降雨エネルギーよりも、ある強度の雨に対して、エネルギーが高いことを示した。(6)塩月は、10分雨量データから雨滴粒度分布を求める方法により、昭和57年長崎豪雨,昭和42年西日本豪雨の降雨エネルギーを算定した。また同じく、10分雨量データのみから、豪雨の検知と短時間(13時間)最大雨量の予報を行う方法を開発し、昭和57年長崎豪雨に適用し、その有効性を明らかにした。
冷設什器と空調機器の相互影響を考慮した食品小売店舗設計に関する研究

食品小売店舗の省エネルギー改修に関する詳細計測調査結果から、45%のエネルギー消費削減が可能であることを示した。また、アンケート調査結果から、消費者影響が懸念される対策に関しても消費者は概ね肯定的な印象を持つことを示した。冷設什器のエネルギー消費予測モデルを構築した結果から、対策の一例としてリーチインケースへの置き換えにより、冷凍機動力が69%削減される一方、防露ヒータの増加を考慮した冷設什器全体では42%の削減と見積もられた。店舗全体では、空調機動力が大幅に増加する一方で、冷凍機動力や霜取りヒータの削減により、年間電力消費量の削減効果は27%になることを明らかにした。1.冷設什器の熱負荷構造把握のための熱収支詳細計測:冷設什器のエネルギー消費予測ならびに空調エネルギー消費への影響評価を行なうことを目的として、前年度に引き続き、典型的な食品小売店舗を対象として、冷設什器内部の熱環境特性(熱・気流)や熱収支に関する詳細計測を行なった。什器形状や庫内設定温度、庫内商品の陳列状況、周辺環境条件(周囲空気温度)など、熱収支構造に影響を与える要因別に冷気漏れ量や熱交換量を定量化した。2.冷設什器と冷凍機のエネルギー消費予測モデルの構築:冷設什器と冷凍機のエネルギー消費量を予測するための冷設什器熱負荷予測モデルを開発した。冷設什器の冷凍冷蔵負荷と冷気漏れ量(エントレインメント量)は、什器形状(開放多段型、開放セミ多段型、扉付閉鎖多段型、平台型など)や庫内温度(冷凍・冷蔵)、店舗条件(開店時・閉店時)別に整理した1の詳細計測データを基に評価した。本モデルの開発により、例えば開放多段型から扉付閉鎖多段型(リーチインタイプ)への変更に伴う冷気漏れ量の減少による冷設什器のエネルギー消費削減効果等を評価することが可能となった。3.省エネルギー対策に関する消費者意識アンケート調査:店舗における省エネルギー対策については消費者受容への配慮が不可欠であることから、省エネルギー対策に関する消費者意識アンケート調査を実施した。前年度の評価結果から、省エネルギートップランナー店舗において、消費者は店舗の省エネルギー対策を概ね肯定的に評価していたことから、今年度は否定的な消費者影響が予想される飲料常温販売(飲料ケースの非冷化)に関して、購買意欲の低下の程度を明らかにした。また、得られた結果を基にして、省エネルギー対策実施に伴う電力料金削減と飲料販売本数の減少による売上げ収支についても検討を試みた。1.食品小売店舗におけるエネルギー消費詳細計測:食品小売店舗において用途(機器)・時刻別のエネルギー消費量に関する詳細計測を行なった。対象店舗は典型的な中型食品スーパーと小型コンビニエンスストアとした。得られた結果については、冷設什器と空調機器の相互影響を考慮した店舗全体のエネルギー消費予測モデルを構築する上で、冷設什器の冷凍機に関する効率特性(負荷率や外気温による依存性)や照明・コンセントなどの内部負荷パターン、冷設什器の形状の違いがエネルギー消費特性に及ぼす影響の把握、さらには再現精度の比較検証データとして用いる。2.冷設什器の熱負荷構造把握のための熱収支詳細計測:冷設什器のエネルギー消費予測ならびに空調エネルギー消費への影響評価を行なうためには冷設什器内部の熱環境特性(熱・気流)や熱収支を詳細に把握するとともに、冷設什器周辺の熱環境に及ぼす影響の把握が不可欠であることから、これらに関する詳細計測を行ない、冷設什器のエネルギー消費予測モデルを開発する際の基礎情報として活用した。対象店舗は上記1と同様の店舗を用いた。3.店舗省エネ活動に対する消費者意識に関するアンケート調査:店舗における省エネ対策については消費者選好(受容)を考慮していないのが実情であることから、消費者がどのように店舗での省エネ対策を意識しているかを明らかにするためのアンケート調査を実施した。省エネ対策が消費者の店舗選びに影響を及ぼす程度や対策の認識、省エネ効果に関する情報提供が店舗選択に与える影響などについて調査を行なった。対象は来店者200名とした。本研究では食品小売店舗の冷設什器(冷凍冷蔵設備)に着目し,冷設什器のエネルギー消費予測モデルを構築するとともに,冷設什器に関わる省エネルギー対策の定量評価を試みた.本年度の研究成果を以下に示す.1.食品小売店舗の熱環境およびエネルギー消費量の長期計測:典型的な食品小売店舗を対象に、室内熱環境やエネルギー消費の長期実測を行った。得られた結果から、店舗のエネルギー消費特性や冷設什器のエネルギー消費特性を明らかにした。年間を通した店舗全体の用途別エネルギー消費分析結果では、冷設什器に関わるエネルギー消費量が店舗全体の84%を占めることを示した。2.冷設什器熱負荷予測モデルの構築:冷設什器の空気交換率や庫内熱・気流環境に関する調査結果を基にして、冷設什器の庫内外熱収支を詳細に評価した。

また、各冷凍機のCOPと負荷率を計測し、店舗の室内気温と室外気温から熱負荷とエネルギー消費量を求める什器熱負荷推計モデルとエネルギー消費予測モデルを構築した。評価モデルを用いて冷設什器のエネルギー消費量を再現するとともに、冷設什器と空調設備の相互影響を考慮した什器形状を変更する省エネルギー対策を提案した。その結果、冷設什器エネルギー消費量を42%削減可能であることを示した。3.空調熱負荷モデルの連成:冷設什器のみならず店舗全体での熱収支を詳細に分析し、空調機器のエネルギー消費特性や熱負荷特性も分析した。また、冷設什器と空調設備の相互影響を考慮した省エネルギー対策を評価するために、冷設什器の熱負荷モデルと空調の熱負荷モデルを連成した。評価モデルを用いて、店舗内の冷設什器をリーチイン型に変更した場合のエネルギー消費について比較評価を行った結果、空調機のエネルギー消費量が増加する一方で、全体では26%(50,537kWh)の省エネルギーになることを示した。建築環境工学1.冷設什器の熱負荷構造把握のための熱収支詳細計測:冷設什器の熱収支計測に関しては、実稼働店舗の実運用時を対象に実施したが、時々刻々の利用状況の把握などが難しいことから解析上の困難を一部で生じていた。これに対応するために、本年度は什器メーカーの協力を得て環境制御実験室内で周囲条件を統制した上で計測を行うことを計画していたが、メーカー側の都合により実験室内での計測が実現できなかった。そのため今年度も引き続き現場計測を行ったが、計測の際には可能な限り周辺状況の把握に努めることとした。2.冷設什器と冷凍機のエネルギー消費予測モデルの構築:予測モデルの構築に関しては、当初計画では冷設什器のエネルギー消費予測モデルと空調負荷計算モデルを連成し、冷設什器への対応が空調エネルギー消費量に与える影響を検討可能とすることを目標としていた。しかしながら、冷設什器の熱負荷評価と冷凍機のエネルギー消費特性評価に若干予想以上の時間を必要としたことから、年度内に空調負荷モデルとの連成解析を実施するには至らなかった。この点については、次年度に解析を行うものとする。3.省エネルギー対策に関する消費者意識アンケート調査:アンケート調査に関しては、申請書段階では当初計画していない検討事項であったが、省エネ対策について消費者受容への配慮は重要であることや協力事業者からのニーズも高かったことから追加的に実施を行ったものである。飲料ケースの非冷対応のように一部の消費者が否定的に評価する対応についても、電力料金削減によりメリットがデメリット(販売本数の減少)を上回ることを示すなど、貴重な結果が得られたと考えている。1.食品小売店舗におけるエネルギー消費詳細計測:エネルギー消費計測に関しては、申請書では大規模店舗での調査についても検討していたが、昨年度の実績では対象店舗は典型的な中型食品スーパーと小型コンビニエンスストアのみとした。
幸福度の高い社会の構築に関する実証分析

本研究は、幸福度の高い社会の構築との問題意識から、人々の幸福に対するとらえ方を定量的に把握するとともに、人々の幸福度とワーク・ライフ・バランスとの関係を解明すべく、マイクロデータを用いた実証分析を行うことにより、近年注目されるワーク・ライフ・バランスのあり方とその効果的な施策について検討を行うことを目的とする。本研究は、幸福度の高い社会の構築との問題意識から、まず、人々の幸福に対するとらえ方を定量的に把握するとともに、人々の幸福度とワーク・ライフ・バランスとの関係を解明すべく、マイクロデータを用いた実証分析を行う。具体的には、幸福度に関する自由記述を分析することにより、現在の日本人の幸福度を浮き彫りにする。更に主観的な幸福感に着目し、就業の状況、家庭での時間の過ごし方、子どもや介護等の家族形態等の個人的属性から職場と家庭における人々の行動を観察する。そして就業と家庭における時間の過ごし方が人々の主観的な幸福感に与える影響を実証的に明らかにすることにより、近年注目されるワーク・ライフ・バランスのあり方とその効果的な施策について検討を行うことを目的とする。平成22年度は、以下のとおりの活動を行った。2.ordered Probitモデルによる計量分析:既に、白石・白石[2009]において、夫の家事育児時間が女性の幸福度に与える影響に関する分析は終了しているため、このモデルを拡張し、女性の家事育児時間が女性本人の幸福度に与える影響を分析するための推計作業を行った。まだ確定的な結果が得られていないため、次年度も引き続き検討を行うこととする。3.ヒアリング:(1)と(2)はあらかじめ研究計画に挙げていたものであるが、それ以外の活動も行った。すなわち、本研究課題は、政策的な問題意識を持っている一方で、国や地方自治体等では幸福度を政策課題として着目しているところがある。そこで、内閣府と荒川区の研究会に参加し、現実の政策と幸福度に関する関係性についての議論等を行うことで、自らの研究課題へのフィードバックを行った。具体的には、主観的な幸福感に着目し、就業の状況、家庭での時間の過ごし方、子どもや介護等の家族形態等の個人的属性から職場と家庭における人々の行動を観察する。平成23年度は、22年度に引き続き予備的考察を行うとともに、本研究課題の視点を広げるため幸福度に関する書籍の翻訳作業を行った。具体的には以下のとおりである。(2)Bruno S. Frey[2008], Happiness: ARevolution in Economics (Munich Lectures in Economics),The MIT Pressの翻訳作業を行った。同書は、実証分析により、人々の幸福感の要因分析を行っている。特に、結婚と幸福度との関係について因果関係を制御する方法を提案している点、また、プロセスの効用という視点から、直接的な政治参加と就業形態の選択が幸福感を高める効果を分析している点が、本研究課題を進める上で大変参考になった。(3)本年度も内閣府と荒川区の研究会に参加し、現実の政策と幸福度に関する関係性についての議論等を行うことで、自らの研究課題へのフィードバックを行うとともに、他大学の研究者との研究交流を行った。本研究は、幸福度の高い社会の構築との問題意識から、人々の幸福度とワーク・ライフ・バランスとの関係を解明すべく、マイクロデータを用いた実証分析を行う。平成24年度は、23年度の検討を踏まえ、女性の幸福感の持続性に関するデータ分析を行うとともに、本研究課題の視点を広げるため幸福度に関する書籍の翻訳作業を完成させた。1イベントの発生と女性の幸福感の推移に関するデータ分析を行った。具体的には、家計経済研究『消費生活に関するパネル調査』の個票データを用いて、結婚と出産を経験した女性の主観的幸福感について、イベントの発生した時点を0年とし、その前後の主観の平均値を計算したところ、結婚の4年前から幸福度は上昇を始め、結婚当年にピークとなる。そして結婚翌年から幸福度は低下していくが、5年目以降はなだらかな低下傾向となる。2Bruno S. Frey[2008], Happiness: ARevolution in Economics, The MIT Pressの翻訳作業を完成させた。3本年度も内閣府と荒川区の研究会に参加し、現実の政策と幸福度に関する関係性についての議論等を行うことで自らの研究課題へのフィードバックを行うとともに、他大学の研究者との研究交流を行った。

本研究課題を進めていく上で、ミクロ計量経済学による幸福度の関数を単に推定することに疑問を持ち、研究の視野を広げるため、B.Frey[2008],Happinessの翻訳を行ったことが最大の成果である。特に、同書はプロセスの効用(標準的な経済学が想定しているように人々は結果からのみ効用を得ている以外にも、結果に至るプロセスからも効用を得ている)に着目しており、本研究課題でも、プロセスに関連した要因の検討をするべきであるとの結論を得た。なお、同書は、平成24年秋に、NTT出版社から刊行される予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度については、女性の幸福感に関する実証分析を深めていきたい。特に、家計経済研究所のパネル調査を用いて、結婚・出産というイベントに伴う幸福感の推移に着目した分析を行いたい。また、当初計画にあるとおり、男性が家事育児を行うことにより得られる幸福度の有無と限界効果を計算したい。
ゲノム情報を利用した野生植物の適応力多様性評価

ハクサンハタザオは日本国内に広く分布する普通種である一方で、ゲノミクス・エピゲノミクス・トランスクリプトミクスなど、様々な分子遺伝学的研究の対象となっており、野生植物としては世界的にも他に類を見ないレベルでの生物学的知見が蓄積されている。また、近縁種であるシロイヌナズナとは異なり、多家受粉によって繁殖を行い、様々な環境に生育するため、非常に高いレベルで多様性を維持している。本研究の目的は多様な環境に生育するハクサンハタザオの全ゲノム解析から検出される適応遺伝子情報をもとに、新たな環境下における潜在的適応能力を推定することで、種が内包する適応力多様性の評価を目指すものである。平成30年度では、これまでに収集したハクサンハタザオの分布情報と、1キロメッシュの環境情報を用いた一般的なニッチモデリングを行った。その結果、ハクサンハタザオの生育適地は温暖化にともない現在よりも高緯度・高標高に移動することが示された。次に、ゲノム情報と環境情報のゲノムワイド関連解析(GWAS)によって特定した適応遺伝子の対立遺伝子(祖先型または派生型)の分布情報をもとにニッチモデリングを行った。ここでは生育適地予測に頻繁に用いられる、在/不在を扱うMaxEntではなく、多項ロジットを採用することで祖先型アリルのホモ/派生型アリルのホモ/両アリルのヘテロ/不在という選択肢を環境変数で説明した。その結果、多くの適応遺伝子で祖先型と派生型の対立遺伝子間で適地が異なり、温暖化に対する応答にも差が生じることが示唆された。この結果は、同じ種であっても遺伝的構成によって適地や気候変動に対する応答が異なることを示しており、種内における適応力多様性を評価する上で重要な指標になり得ると考えられる。本研究は、シロイヌナズナに最も近縁な野生植物ハクサンハタザオを対象とし、全ゲノム解析から検出される適応遺伝子の情報をもとに、現存する集団の新たな環境下における潜在的適応能力を推定することで、種が内包する適応力多様性の評価を目指す。初年度である平成28年は主に対象植物の現存集団の分布調査と、ゲノム解析用サンプルの採取を行った。標本情報などを参考に、現存する集団を探索したところ、新たに30集団を発見し、既知の集団と合わせて111地点の分布データを得た。このデータは北海道から九州まで、本種の国内における分布を網羅しており、今後の生態ニッチモデリングを進めていく素地として十分な精度を持つ。また、共同研究者から提供された韓国の個体を含め、各地点1個体、計112個体についてDNAの抽出、ゲノムライブラリ作成、次世代シーケンサーHiSeq2500によるゲノム解読を進めた。すでに80個体についてはゲノム解読が完了しており、今年度採取した個体の一部についてもゲノムライブラリ作成を進めている。さらに、北海道、岩手、石川、島根、熊本から選定した5地点については生体を人工気象器内で栽培し、クローンによる増殖も行った。栽培個体は春化処理を施すことで開花させ、集団間でのかけあわせを行い、F1種子を得た。今後もかけあわせを続け、様々な遺伝的背景を持つ個体の創出を目指す。かけあわせに用いた個体とその後代については今後異なる環境下における適応度を測定するとともに、ゲノム解読を進める予定である。集団の分布調査は順調であり、本種の国内における分布をほぼ網羅することができたと言える。しかしながら、今年度採取した一部のサンプルについては採取時期が遅かったこと、採取した組織の量が足りなかったことから、質の高いゲノムライブラリを作ることができなかった。これらのサンプルについては平成29年度に再び採取を行うことで補完し、SNPデータベースの構築を予定である。室内における栽培実験は順調であり、一個体からクローン増殖によって、70株以上に株分けすることに成功した。これらのクローン株は適応度測定の際の反復実験に用いる。本研究が対象としているハクサンハタザオは、シロイヌナズナの最近縁種であり、ゲノミクス・エピゲノミクス・トランスクリプトミクスなど、様々な分子遺伝学的研究の対象となっており、野生植物としては世界的にも他に類を見ないレベルでの生物学的知見が蓄積されている。さらに、シロイヌナズナと異なり多家受粉によって繁殖を行い、日本全国はもとよりヨーロッパに至るまで様々な環境に生育するため、非常に高いレベルで多様性を維持している。2年目となる平成29年は初年度にサンプリングが出来なかった地点およびゲノム解読に失敗した地点を補充することで、最終的に120地点にまで解析サンプルを増やすことができた。これは、本種の国内における分布を網羅しており、今後の生態ニッチモデリングを進めていく素地として十分な精度を持つ。また、生態ニッチモデリングに必要となる環境情報データベースの構築を進めた。農業環境技術研究所より提供された気象予測データ、傾斜や河川からの距離などのGISデータから、ハクサンハタザオの生育に深く関連していると思われる要素を抽出し、現代(19802000年)と将来(20802100年)の環境情報データベースを1キロメッシュの精度で構築した。このデータベースを使い、予備的に種の分布情報から生育適地予測をMaxEntで行ったところ、精度の高い在不在モデルを得ることができた。

今後は環境適応を担う遺伝子の選定を進め、遺伝子型にもとづく分布予測を進める。2年間にわたる野外調査の結果、本種の国内における分布をほぼ網羅することができ、本研究の最も重要な要素であるサンプリングがようやく完了した。サンプリングは初年度に完了させる予定であったため、ゲノム解析が予定よりも遅れている。現在は手持ちのデータで予備的に候補遺伝子の選択や生態ニッチモデリングを進めているが、あらかじめ解析方針を決定しておき、ゲノムデータが揃い次第速やかにとりかかれるように準備をしておく必要がある。ハクサンハタザオは日本国内に広く分布する普通種である一方で、ゲノミクス・エピゲノミクス・トランスクリプトミクスなど、様々な分子遺伝学的研究の対象となっており、野生植物としては世界的にも他に類を見ないレベルでの生物学的知見が蓄積されている。また、近縁種であるシロイヌナズナとは異なり、多家受粉によって繁殖を行い、様々な環境に生育するため、非常に高いレベルで多様性を維持している。本研究の目的は多様な環境に生育するハクサンハタザオの全ゲノム解析から検出される適応遺伝子情報をもとに、新たな環境下における潜在的適応能力を推定することで、種が内包する適応力多様性の評価を目指すものである。平成30年度では、これまでに収集したハクサンハタザオの分布情報と、1キロメッシュの環境情報を用いた一般的なニッチモデリングを行った。その結果、ハクサンハタザオの生育適地は温暖化にともない現在よりも高緯度・高標高に移動することが示された。次に、ゲノム情報と環境情報のゲノムワイド関連解析(GWAS)によって特定した適応遺伝子の対立遺伝子(祖先型または派生型)の分布情報をもとにニッチモデリングを行った。ここでは生育適地予測に頻繁に用いられる、在/不在を扱うMaxEntではなく、多項ロジットを採用することで祖先型アリルのホモ/派生型アリルのホモ/両アリルのヘテロ/不在という選択肢を環境変数で説明した。その結果、多くの適応遺伝子で祖先型と派生型の対立遺伝子間で適地が異なり、温暖化に対する応答にも差が生じることが示唆された。この結果は、同じ種であっても遺伝的構成によって適地や気候変動に対する応答が異なることを示しており、種内における適応力多様性を評価する上で重要な指標になり得ると考えられる。今年度は再度サンプリングを行うとともに、DNA抽出、ゲノムライブラリの作成、次世代シーケンサーを利用したゲノム解読作業を済ませる。次世代シーケンサーから得られたデータをもとに、SNPデータベースを完成させ、取得済みのGIS情報と関連解析によって適応遺伝子を抽出する。また、栽培実験で得た株を様々な温度条件、乾燥条件で生育させ、適応度を測る。まずは次世代シーケンサーを利用したゲノム解読作業を速やかに完了させる必要がある。ゲノムデータからSNPデータベースを完成させ、関連解析によって適応遺伝子を抽出する。地理的環境情報データの構築は完了しているため、生態ニッチモデリングについても最適な系を検討する。今のところモデリングにはMaxEntを運用しているが、多項ロジットによる適応遺伝子の分布予測についても解析を試みる。生じた次年度使用額はごくわずかであり、予定通りの執行状況と言える。
最適性理論を用いた形式意味論/語用論の研究

初年度は、OTの基本的問題の1つである、随意性の問題を考察した。まず、Otani and Whitman(1991)の「日本語にも動詞移動がある」ということを前提にして議論を構築し、OTで随意性を扱うためには「中和化」という概念を用いたアプローチが経験的に優れていることを示した。次に、Otani and Whitmanの動詞移動分析に対する反論等を外観し、日本語に動詞移動がないと仮定した場合どうなるのかを議論した。結果的には、中和化を用いるべきであるという結論に至った。次年度は、OTのもう一つの問題である表現不可能性の問題を扱った。これは、統語論と意味論の接点に関わる領域である。具体的には、英語とイタリア語の多重wh疑問文をとりあげ、Lgendre, Smolenky and Wilson(1998)で提案されたPARSE(wh)という制約を用いた解決案が妥当でないことを、単方向的OT統語論と単方向的OT意味論、及び、双方向的OTの観点から議論した。最終年度は、意味論と語用論の接点に関わる問題を扱った。ここでは、いわゆるロバ文における代名詞の解釈を論じた。ロバ文代名詞は、普遍量化的に解釈される場合と存在量化的に解釈される場合がある。Chierchia(1995)の「意味論ではどちらの解釈も生成できるようにしておいて、どちらの解釈が得られるかは語用論が決定する」という主張に従い、意味論で生成された2つの解釈が候補となり、どちらがより好ましい解釈であるかは語用論的な要請を含む制約のランキングによって決定されるということを示した。そして、語用論制約の1つとして、文が記述する出来事の中で、目的を達成するための手段は最小でなければならないという「最小努力制約」を提案した。最適性理論(OT)にはいくつかの理論的問題があるが、そのひとつに言語の随意性の問題がある。今年度は、統語論を中心に、この随意性に対してある程度の方向性を見いだすことに重点をおいた。統語論的随意性の現象としては補文標識削除がある。OT内部でも、いくつかのアプローチが提案されてきたが、本研究では、Bakovic and Keer(2001), Kurafuji(1997)で示された中和化のアプローチを修正/発展させることとした。ただし、Kurafuji(1997)では前提とした言語分析が、その後の研究によりそのままでは使えないことが分かってきたので、中和化を支持するための新たな議論構築に着手した。これまでの先行研究のポイントは動詞移動と補文標識の削除が関連しているという点である。Kurafuji(1997)は、動詞句削除に基づくOtani and Whitman(1991)等の分析に従い、日本語でも動詞移動があると仮定して、東京方言と関西方言の補文標識削除の違いを議論した。しかし、Fukui and Takano(2003)等で、日本語の動詞移動をする積極的な証拠はないという主張がなされている。Koizumi(2002)のように、日本語の動詞移動を主張する論文もないわけではないが、それほど説得力があるようにも思えない。そこで、日本語で動詞句移動がないとすると、日本語の補文標識削除が、いくつかの言語で観察される動詞移動と補文標識削除の相関と、どのように結びつくのかを考察した。現段階では、依然、中和化のアプローチが優れていることになるという結論に至った。意味論/語用論の分野では、信念文における照応形は指示詞として扱う分析を提案した。OTは用いなかったが、今後、代名詞/指示詞の選択の問題を考える際に必要となるであろう。

まず、Otani and Whitman(1991)の「日本語にも動詞移動がある」ということを前提にして議論を構築し、OTで随意性を扱うためには「中和化」という慨念を用いたアブローチが経験的に優れていることを示した。次に、Otani and Whitmanの動詞移動分析に対する反論等を外観し、日本語に動詞移動がないと仮定した場合どうなるのかを議論した。結果的には、中和化を用いるべきであるという結論に至った。次年度は、OTのもう一つの問題である表現不可能性の問題を扱った。これは、統語論と意味論の接点に関わる領域である。具体的には、英語とイタリア語の多重wh疑問文をとりあげ、Lgcndrc, Smolcnky and Wilson(1998)で提案されたPARSE(wh)という制約を用いた解決案が妥当でないことを、単方向的OT統語論と単方向h的OT意味論、及び、双方向的OTの観点から議論した。最終年度は、意味論と語用論の接点に関わる問題を扱った。ここでは、いわゆるロバ文における代名詞の解釈を論じた。ロバ文代名詞は、普遍量化的に解釈される場合と存在量化的に解釈される場合がある。Chicrchia(1995)の「意味論ではどちらの解釈も生成できるようにしておいて、どちらの解釈が得られるかは語用論が決定する」という主張に従い、意味論で生成された2つの解釈が候補となり、どちらがより好ましい解釈であるかは語用論的な要請を含む制約のランキングによって決定されるということを示した。そして、語用論制約の1つとして、文が記述する出来事の中で、目的を達成するための手段は最小でなければならないという「最小努力制約」を提案した。
社会保険における構造改革の国際比較分析と規範原理の再構築に関する研究

社会保険を取り巻く社会・経済的環境は大きく変容してきた。これに対応して諸外国の社会保険制度では、(1)正規雇用労働者と非正規雇用労働者との間の差別取り扱いの禁止、(2)性または家庭における地位による差別取り扱いの禁止、および(3)社会保険料の租税代替化など、重要な改革が進められている。こうした改革は、伝統的な社会保険の道具概念(tool)の修正・変更をもたらしており、その修正は、被保険者としての「被用者」の概念や被用者と「自営業者」の峻別、「被扶養配偶者」の概念などの修正から、保険料負担と給付の間の双務関係ないし対価関係の修正にいたるまで、広く認められる。こうした改革の基礎にある基本理念については、必ずしも一貫した普遍的な理念が共有されているわけではない。ただ、先進諸国に共通する理念(「第三の道」理念)として、しばしば挙げられるのは、(1)機会(opportunity)、(2)責任(responsibility)、および(3)コミュニティ(community)の三位一体の理念である。そして上記3つの基本理念から導かれる政策指針として挙げられるのは、(1)社会財(asset)の形成をもとに実質的な機会の平等を保障すること、(2)一方的な福祉給付ではなく契約に基づく給付として構成しなおすこと、(3)公的サービスの提供の仕方を変えること、などの政策指針である。以上の調査結果から、社会保険の伝統的な道具概念(ツール)の修正点が明らかにされるとともに、それらの改革と「第三の道」理念との関連性が明らかにされた。本研究計画の初年度にあたる平成17年度において、研究実績の第1は、社会保険法理の変容に関する足かけ2年間にわたる共同研究の成果を、日本社会保障法学会第48回大会(2005年10月、於岡山大学)のシンポジウム「社会保険の変容と社会保障法」(司会:河野正輝・良永彌太郎)において発表したことである。研究分担者の学会報告テーマは次のとおりである。阿部和光「社会保険の法的検討の意義」井原辰夫「社会保険における被保険者の位置付け-医療保険における保険者機能強化論を中心に-」石田道彦「社会保険法における保険事故概念の機能と変容-予防給付を手がかりに-」西田和弘「社会保険サービス給付の給付水準」丸谷浩介「社会保険費用負担の法関係」なお、以上の各報告の内容は、質疑応答とともに、学会誌『社会保障法』21号(2006年5月)、法律文化社、に掲載されることとなっている。研究実績の第2は、ヨーロッパの先進諸国における社会保険改革の実態調査計画に従って、ドイツは、マックスプランク研究所(ミュンヘン)において、フランスはOECD,全国疾病金庫連合会、フランス保健省、および全国家族手当金庫において、オランダはオランダ保健省において、イギリスはケンブリッジ大学等において、それぞれ聞き取り調査を行ったことである。平成18年度も継続して国際比較調査を進めることとしている。研究実績の第3は、社会保険と社会扶助の西システムに関係する自立支援サービスの国際的動向とわが国の法制のあり方について、研究成果を公表(河野正輝および井原辰夫の研究発表を参照)したことである。平成18年度は、本研究の2年目となり、諸外国の調査をさらに進めるとともに、毎月の研究会において、国際比較分析の論点整理と規範原理にかかわる改革動向の分析を重ねた。まず諸外国の調査について今年度は、アメリカにおけるEmployee Benefit Research Institute, Urban Instituteなどの研究機関において、アメリカの社会保険、とくにメディケアと州の医療改革、企業年金制度の動向について聞き取り調査を行った。また、オーストラリアにおけるWelfare Rights Center, Public Interest Law ClearingHouseおよびシドニー大学ロースクールなどの研究調査機関において、オーストラリアの社会保障改革、とくにメディケア、失業者等に対するワークフェア(Workfare)の動向ならびに権利擁護システムの組織・活動について聞き取り調査を行った。

一方、毎月の研究会(社会保障法理研究会として組織されている)では、2006年5月に、ヨーロッパ諸国(ドイツ、フランス、オランダ、イギリス等)の調査結果報告(石田道彦、井原辰雄、西田和弘、石橋敏郎)に基づいて国際比較分析を試み、同六月に我が国の社会保障法体系の学説における社会保障の位置づけについて(良永弥太郎)、8月に諸外国の社会保障改革にみられる規範的理念について(河野正輝)、同10月に、アメリカ及オーストラリア調査のための論点整理について(西田和弘、石田道彦)、2007年1月には、イギリスにおけるWorking Tax Creditのシステムについて(平部康子)、同2月にフランスにおける医療保障給付の水準と低所得者への適用について(笠木映里)、同3月にドイツにおける社会保険の改革動向について(木村茂喜)、などさまざまな角度から検討を行い、本研究の完成へ向けて研究調査を積み重ねた。諸外国の改革動向から見て、社会保険の伝統的な道具概念に変容が認められるのは、(1)まず被用者概念は常用のみを指す伝統的な取り扱いを改め、常用と非常用との差別を禁止するという原則の転換が認められる。(2)被用者と自営業者を峻別する伝統的な取り扱いも改め、形式上の擬似自営業者を被用者の区分し、国によっては被用者と自営業者の区別そのものを廃止する例もある。(3)非正規労働者が短時間・低賃金であるため事実上社会保険へのアクセスが制限される問題を緩和するため、年金保険上の拠出要件の緩和、育児・介護期間の保険料免除と受給資格期間への参入、最低保障年金の創設などの変容がみられる。(4)主婦を被扶養配偶者とする伝統的世帯単位の概念を改め、性または家庭における地位に基づく差別として禁止そる、原則の転換がある。(5)夫の拠出に基づく遺族年金を給付する世帯単位を改め、遺族年金を老齢年金から分離して独立の個人単位の社会保険方式を創設する例もある。(6)労使による保険料のみを財源としてきたビスマルクモデルの国でも「保険になじまない医療」の概念や一般社会拠出金などを導入することにより、租税代替.化が図られている。こうした社会保険改革の動向と「第三の道」理念との関連性を見ると、「第三の道」理念は伝統的な社会保険の基礎と通底している面を有し、かつ社会保険改革を部分的に領導している面を有していることが認められる。特に「第三の道」が掲げるresponsibilityの強調やその政策指針としてのcontractualismは社会保険改革においても基本理念として重要視されていると考えられる。その反面、租税代替化の動向など、「第三の道」とは逆に所得再分配の拡充を図る動きも見られる。したがって引き続き理念と改革の関連性についてフォローする必要があると考えられる。
間接遷移型半導体による発光の研究

研究分担者独自の新しい物理効果、化学効果による間接遷移型半導体の発光に関する討論を通じて、得られた研究成果は以下の通りである。1.多孔質シリコンによる発光:電子分光、高速イオン分光や高分解能電子顕微鏡等の評価法により調べ、酸化処理効果と発光過程の相関に関する知見を得た(伊藤)。可視発光機構を明らかにするため、電子構造の解析やフォトルミネセンス、エレクトロルミネセンス特性の測定・解析を行った(越田)。量子効果による発光を得るためには、表面の不活性化が重要であることが解明できた。2.Si/Ge超格子による発光:分子線エピタキシ-(MBE)によるSi/Ge成長で、表面変性剤を用いたヘテロ界面の急峻化および平坦化を行った、Si/Ge歪超格子からの発光について検討した(坂本)。結晶方位によって異なるバンド不連続と発光効率の関連を調べ、強い発光を得るための、キャリアの新しい閉じ込め方法を考案した(白木)。3.微結晶による発光:数ナノメートル寸法のGe微結晶をSiO_2、NaBr母体結晶中に作製し、フォトルミネセンスの温度依存性、時間特性を研究し、寸法依存性を明らかにした(舛本)。4.理論:第一原理の電子構造計算法により、超格子構造等の遷移確率の理論計算を行った。ブリルアン帯折り返しでは、バンド構造が直接遷移型になるも遷移確率が小さいことを明らかにした(池田)。5.AIP/GaP超格子による発光:MBEによりAIP/GaP超格子の各層厚を変えた不規則超格子による強い発光に対して、層厚変化と発光強度の関連を調べた(佐々木)。AIP/GaP短周期超格子に関して、有機金属気相法(MOVPE)で、発光と成長層歪の関係を明らかにした(柊元)。間接遷移型半導体からの発光を強める各種の機構を解明し得た。今後、特性向上により、デバイス応用に研究を続けることが望まれる。本研究では、独自の物理効果、手法によって、間接遷移型半導体により直接遷移型半導体と同等の強さの発光を実現し、これまで間接遷移型半導体は発光デバイスに使えないという固定観念を打ち破り、電子工学、光電子工学において、材料面からの大きな変革を実現することを目的としている。具体的にはブリルアン領域折り返し、人工局材準位の形成、微細構造等による各種量子効果、閉じ込め効果、サイズ効果、界面効果によるSi/Ge,AlP/GaP,Ge,Si等の間接遷移型半導体の強い発光を目指した。今年度得られた研究成果は以下の通りである。(i)第一原理計算に基づき(GaP)_m(AlP)_n超格子の電子構造を調べ、m+n=5において(GaP)_m(Alp)_<5-m>(m=3,4)超格子はGaP基板上で直接遷移型になることを見いだした(池田)。(ii)MOVPE法を用いて(AlP)_m(GaP)_m(2〈m〈10)超格子を作製した。これらの試料からのPL特性はmが小さくなるほど短波長域で発光すること、さらに同組成の混晶と比較すると100倍程度強い発光が得られた。このことからバンド折り返しによる直接遷移化が起こっている可能性が示された(柊本)。(iii)MBE法を用いて(Al_xGa_<1-x>As)_m(Al_yGa_<1-y>As)_n不規則超格子を作製し、種々のx,y組成に対するPL温度特性を調べた。

この結果、まず、比較のため作製した規則超格子に比べて不規則超格子はその発光強度が極めて強い(77Kにおいて約1000倍)こと、また温度消光の度合いが非常に小さいことを見い出した。さらにToなる特性温度を用いて不規則度に対する発光強度の温度消光を検討した結果、バンド不連続が大きい程かつまたm,nに基づく不規則度が大きい程、温度消光が小さくなることを見いだした(佐々木)。(iv)Siを種々の条件で陽極酸化し、その発光特性を評価した。酸化とともに発光のブルーシフトが増加しやがて飽和することから、量子効果に加えて、やがて界面における局在効果が現れてくることが判明した(伊藤、越田)。(v)作製条件によっては、ポーラスSiはその吸収スペクトルはサイズとともにブルーシフトするが、発光ピークは変化しないことがあることを見いだした。これは、ポーラスSiが量子効果がおこるSi微結晶やそれを取り囲むアモルファス相からなる複雑系であることに起因することを示した(舛本)。(vi)SiGe/Si量子井戸をMBE法により作製し、その発光特性を詳細に検討した。SiGe量子井戸に捕獲された正孔が電子を引き寄せエキシトンを形成することにより強い発光が得られることを見いだした(白木)。(vii)Si/Ge系超格子を作製する上で重要となる界面の急峻性を得るために種々の材料のサーファクタント効果を検討しその効果を明らかにした(坂本)。以上の研究成果については研究討論会において相互に議論を行った。これにより、間接遷移型半導体においてより強い発光を得るために必要な今後の研究の方向付けを行うことができた。研究分担者独自の新しい物理効果、化学効果による間接遷移型半導体の発光に関する研究を進め、随時情報交換と、徹底した討論を通じて、発光原理の解明と発光強度増大の方法等について検討を行った。今年度、得られた研究成果は以下の通りである。分子線エピタキシ-によりAlP/GaP超格子の層厚を変え局在準位を人工的に形成し、局在準位を通しての発光の強さを層厚変化との関連で調べた。(佐々木)MBEによるSi/Ge成長で、表面変性剤を用いたヘテロ界面の急峻化および平坦化を行い、欠陥の少ないSi/Ge歪超格子からの発光について検討した。(坂本)AlP/GaP短周期超格子に関して、有機金属気相法(MOVPE)で構造を高精度に制御して作製する技術を確立し、発光と成長層歪との関係を明らかにした。(柊元)第一原理の電子構造計算法により、間接遷移型材料の微細構造や超格子構造等の遷移確率および光吸収係数の理論計算を行った。(池田)Si/Ge量子井戸の発光効率の向上のため、結晶方位依存性について検討を行い、すなわち、結晶方位によって異なるバンド不連続と発光効率と関連を調べ、発光効率向上のための検討を行い、強い発光を得るための、キャリアの新しい閉じ込め方法を考案した。(白木)数十メートル寸法のGe微結晶をSiO_2,NaBr母体結晶中に作製し、構造評価を行ないながら、フォトルミネセンスの温度依存性,時間特性を研究し、サイズ依存性を明らかにした。(舛本)多孔質シリコンの可視発光機構を明らかにするため、電子構造の解析やフォトルミネセンス,エレクトロルミネセンス特性の測定・解析を行った。(越田)陽極化成法により作製した多孔質シリコンの微細構造を安定化するため、酸化処理を行う。
OCT-guided冠動脈バイパス手術の安全性および有用性

本研究の目的は、心臓血管外科用の光干渉断層法(OCT)プローベを開発し、それを用いて冠動脈壁の性状を評価、その上で冠動脈バイパス術中に至適な吻合部位を決定する'OCT-guided冠動脈バイパス術'の安全性と有効性について評価するものである。この研究を進めるために、H28年度は既存の、血管内診断用のOCTプローベを用いて、冠動脈バイパス術中にOCTを用いた評価が安全にできるのか、その有効性はどうかについて検討、学会での発表を行った。H29年度には日本冠動脈外科学会といった冠動脈専門の学会においてOCT評価によるバイパス術について発表し、他の研究者らとその有用性についても検討を行ってきた。H31年度は今回開発したハンドヘルドタイプのデバイスを臨床応用する予定としている。またこれまでに本方法を用いて至適吻合部の選択を行った症例について、その開存性など経過をfollowする予定である。現在までに既存のOCTプローベを持ちいた冠動脈評価を行い、上記のように学会発表、論文投稿を行いすでに論文は掲載されている。本研究は冠動脈バイパス術中に冠動脈の壁性状を評価し、至適吻合部位を決定することが可能であるが、さらに至適吻合部位に吻合した後長期の開存性が良好化を検討する必要がある。また今回開発したハンドヘルドタイプのデバイスの臨床応用に向けて準備を行っているところである。開発したハンドヘルドタイプのデバイスは、海外施設とともに研究を行っている。現在当施設でのハンドヘルドタイプのデバイス使用に関して倫理委員会への申請を行うところであり、今後海外施設との連携で開発したデバイスについて臨床応用を行う。本研究の目的は1心臓外科用光干渉断層法(OCT)プローベを開発し、2それを用いて冠動脈壁性状を病理学的に準じて診断し、吻合部位を決定する『OCT-guided冠動脈バイパス術』の安全性および有用性について検討することである。H28年度の計画としては、既存の血管内診断用のOCTプローベをもとに、心臓外科用のOCTプローベを開発し、ブタを用いてその安全性を検証するという計画であった。現在の進行状況としては、既存の血管内診断用OCTプローベを用いて、OCT使用下の自己冠動脈評価について症例を重ねている段階である。冠動脈バイパス術では全例でこのようなデバイスを用いた壁性状評価が必要というわけではなく、また本研究で用いるOCTデバイスが高価であることから、今年度は術前のCTあるいは冠動脈造影検査で吻合部位の決定が難しかった症例のうち、4例に対してOCTを用いて自己冠動脈の性状評価を行いバイパス手術を行った。既存のデバイスを用いた検討だが、いずれの症例においても自己冠動脈の評価は問題なく施行可能であった。しかしながら血管性状評価のtargetととした血管は、左前下行枝領域と対角枝の領域のみであり、回旋枝領域や右冠動脈領域では十分な性状評価は困難だった。近年では多枝病変患者が大部分を占めており、回旋枝や右冠動脈領域に対しても評価を行うためにはやはり既存の血管内カテーテルを使用するのではなく、術中評価用のpencil typeのOCTデバイスの開発が必須であると思われた。また今年度は多数の学会にも参加し、冠動脈バイパス術の現状、問題点などについても新たな知識を得た。本研究のような至適吻合部位を評価する研究は少なく、pencil typeのデバイスを作成し、だれでも使用可能な道具を開発することは今後の冠動脈バイパス術の治療成績向上につながると思われた。既存のOCTデバイスを用いた評価をもとに手術を施行し、その利便性、有用性について評価を行った。OCTデバイスを用いて評価した症例で吻合困難であった症例はなく、既存のデバイスでのOCTを用いた冠動脈壁性状評価は有用であると思われる。冠動脈バイパス術の最大の目的である、長期グラフト開存や長期生存に関しては、まだ本研究実施から期間が短いため評価できていないが、症例を重ねて今後中期成績を確認する。Pencil typeのデバイスの開発に関しては、海外共同研究者とはメールでのやり取りのみとなっており今後実臨床応用にむけて話し合いを進める予定である。この研究の推進のためにH28年度は、既存の血管内診断用のOCTプローベを用いて、安全にOCTを用いた評価が施行可能か、またどの程度冠動脈の性状評価が可能なのかを実臨床において評価を重ねた。その結果を以前に関西胸部外科学会で発表し、さらにH29年度は症例数をまとめた結果を日本冠動脈外科学会等で発表した。現在までに使用しているプローベは血管内診断用ではあるが、実際の臨床においても評価が可能であったことから、心臓外科手術時の吻合部位選択において、OCTでの評価が至適吻合部位の選択に有用であったことについての英語論文を作成し投稿している段階である。またプローベの開発に関しては、既存の血管内診断用の側方視型プローベが手術時には取り扱いが非常に悪いことから、直視型で取り扱いの容易なPencil typeのプローベを開発した。現段階では実臨床での使用はまだ行っていない。H29年度末に使用可能と考えていたが、若干の遅れが生じており、H30年度中に実臨床において評価を行う方針としている。

既存の血管内診断用のプローベをもとに、当初の目的である外科手術時に使用可能なPencyl typeのプローベの開発を行った。まずOCTが指摘吻合部位の選択において有用であったことに関する論文はすでに作成投稿している。今後実際開発したプローベが手術時に有用であるかを検討する必要があるが、研究代表者がH29年度末から短期で海外留学しているため実臨床での使用が遅れている。H30年度中には帰国予定であり実臨床での評価が可能になると思われる。本研究の目的は、心臓血管外科用の光干渉断層法(OCT)プローベを開発し、それを用いて冠動脈壁の性状を評価、その上で冠動脈バイパス術中に至適な吻合部位を決定する'OCT-guided冠動脈バイパス術'の安全性と有効性について評価するものである。この研究を進めるために、H28年度は既存の、血管内診断用のOCTプローベを用いて、冠動脈バイパス術中にOCTを用いた評価が安全にできるのか、その有効性はどうかについて検討、学会での発表を行った。H29年度には日本冠動脈外科学会といった冠動脈専門の学会においてOCT評価によるバイパス術について発表し、他の研究者らとその有用性についても検討を行ってきた。H31年度は今回開発したハンドヘルドタイプのデバイスを臨床応用する予定としている。またこれまでに本方法を用いて至適吻合部の選択を行った症例について、その開存性など経過をfollowする予定である。現在までに既存のOCTプローベを持ちいた冠動脈評価を行い、上記のように学会発表、論文投稿を行いすでに論文は掲載されている。本研究は冠動脈バイパス術中に冠動脈の壁性状を評価し、至適吻合部位を決定することが可能であるが、さらに至適吻合部位に吻合した後長期の開存性が良好化を検討する必要がある。また今回開発したハンドヘルドタイプのデバイスの臨床応用に向けて準備を行っているところである。H28年度の研究で既存のデバイスが有用であることは確認できた。H29年度の計画としては、共同研究者と共にpencil typeあるいはより使用しやすい形態のデバイス開発を行う。また実際のデバイスが完成した場合は、実際の使用具合や、現在用いている既存のデバイスでは評価できていない回旋枝領域や右冠動脈領域についても評価が可能なのかを検討していく必要がある。前下行枝領域だけでなく他の領域の評価も可能となれば、より汎用性の高いデバイスになると思われる。心臓手術用のプローベはすでに作成されており、あとは評価を行う段階に来ている。研究代表者の短期海外留学のために実臨床での使用が遅れているだけであり、H30年度中には開発したプローベを用いて初の実臨床での評価が可能になると考えている。心臓外科手術におけるOCTデバイスの評価が有効であったことについて、論文を投稿している段階であり、開発したプローベに関しても症例数を重ねていく段階で学会発表、論文投稿を行う予定としている。開発したハンドヘルドタイプのデバイスは、海外施設とともに研究を行っている。現在当施設でのハンドヘルドタイプのデバイス使用に関して倫理委員会への申請を行うところであり、今後海外施設との連携で開発したデバイスについて臨床応用を行う。年度末の3月に、OCTを用いた評価が最適な症例がありデバイスを購入したこと、冠動脈疾患治療の新たな知見を得るために、国際学会に参加した費用が重なり今年度分の計画を超えることになった。