hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二層量子ホール系の輸送現象における電子相関効果の研究

本研究では,二層系ではクーロン相互作用により,どのような基底状態が実現しているのか,端状態はどのようになっているのかを理論的に調べ,更に層間のトンネリングと層内,層間のクーロン相互作用が輸送現象に及ぼす効果を調べ,その結果を用いて,基底状態の性格を明確にする実験の提案を行うことを目的とした.二層系はスピン自由度のある系と同様の取り扱いができる.先ずスピン系で提唱され,二層系の基底状態でも重要な素励起であるスカーミオンの研究を行ない,これを記述する波動関数を明らかにした.次に階層構造状態でのスピン分極率の違う状態間の相転移について複合フェルミオンを用いた場合の一般的な理論形式を作り上げた.量子ホール効果状態では端状態間のトンネリングが輸送現象に影響を与え,一方トンネリングの様子は基底状態に大きく依存する.そこで,トンネリングが基底状態でどのように変化するかを占有率が1/(2p+1)で表される状態で調べ,電位差依存性を明らかにし、ここに基底状態と端状態の性質が反映されることを明らかにした.次にこの結果を用いて,一層のみが電極につながれた二層系における電気伝導の様子を調べた.この結果,分数量子ホール効果状態においては,二端子伝導率,縦伝導率,ホール伝導率などに非線形性が表れること,従って,非線形性の測定より,基底状態の性質を知ることができることを明らかにした.引き続き階層構造状態や,層間の相関が本質的である状況での解析を進めている.なお,一層系の端状態と三次元電子系間のトンネリングの実験では階層構造状態において,Wenの標準理論とは合わない結果が報告され,その原因が未解明である.本研究では端状態について,この標準理論を用いた計算を行っているが,本研究で提案している実験は異なる状況でのトンネリングを用いるので,Wen理論の検証に重要な役割を果たすことが期待できる.本研究では,二層系ではクーロン相互作用により,どのような基底状態が実現しているのか,端状態はどのようになっているのかを理論的に調べ,更に層間のトンネリングと層内,層間のクーロン相互作用が輸送現象に及ぼす効果を調べ,その結果を用いて,基底状態の性格を明確にする実験の提案を行うことを目的とした.二層系はスピン自由度のある系と同様の取り扱いができる.先ずスピン系で提唱され,二層系の基底状態でも重要な素励起であるスカーミオンの研究を行ない,これを記述する波動関数を明らかにした.次に階層構造状態でのスピン分極率の違う状態間の相転移について複合フェルミオンを用いた場合の一般的な理論形式を作り上げた.量子ホール効果状態では端状態間のトンネリングが輸送現象に影響を与え,一方トンネリングの様子は基底状態に大きく依存する.そこで,トンネリングが基底状態でどのように変化するかを占有率が1/(2p+1)で表される状態で調べ,電位差依存性を明らかにし、ここに基底状態と端状態の性質が反映されることを明らかにした.次にこの結果を用いて,一層のみが電極につながれた二層系における電気伝導の様子を調べた.この結果,分数量子ホール効果状態においては,二端子伝導率,縦伝導率,ホール伝導率などに非線形性が表れること,従って,非線形性の測定より,基底状態の性質を知ることができることを明らかにした.引き続き階層構造状態や,層間の相関が本質的である状況での解析を進めている.なお,一層系の端状態と三次元電子系間のトンネリングの実験では階層構造状態において,Wenの標準理論とは合わない結果が報告され,その原因が未解明である.本研究では端状態について,この標準理論を用いた計算を行っているが,本研究で提案している実験は異なる状況でのトンネリングを用いるので,Wen理論の検証に重要な役割を果たすことが期待できる.今年度は主に2層系のbulk状態の研究を行なった.2層系はスピン縮重のある系とほとんど等価であるから,後者に関する現象も視野に入れての研究を行なった.先ず注目したのはこれらの系におけるスカーミオン励起の役割である.スカーミオン励起の存在が輸送現象に与える影響を明らかにするために,先ず孤立したスカーミオンの波動関数の研究を行った.従来は半古典的な取り扱いのみが行なわれてきたが,これは現実のスカーミオンに対しては良い近似とは言えない.これに対し,球面上の系での量子力学的な波動関数が解析的に表わせることを,数値対角化との比較によって明らかにした.次に,有限な密度でスカーミオンが存在し,互いに相互作用をしている場合の基底状態と励起スペクトルの研究に移行した.相互作用によってスカーミオンの結晶ができるというのが従来の理論であるが,これには疑問がある.本当の基底状態を知るために占有率1付近の比熱の実験における異常が鍵になると考えた.すなわち,スカーミオンを媒介とした核スピン間相互作用が異常をもたらすのではないかと考え,スカーミオンの波動関数を用いて核スピン間相互作用を計算した.相互作用の大きさはスカーミオン系の長波長励起の様子に敏感に依存する.このため,実験結果と主に平均場近似に基づく理論計算を比較することにより,スカーミオン系での長波長励起に対する情報を得ることができる.このことを用いてスカーミオン系の基底状態の妥当なモデルを構築する作業を現在実行中である.この結果の一部は1999年3月のアメリカ物理学会において発表する.

本研究では,二層間のトンネリングと層内,層間のクーロン相互作用が輸送現象に及ぼす効果を理論的に調べ,その結果を用いて,クーロン相互作用によりどのような基底状態が実現しているのか,端状態はどのようになっているのかを明確にする実験の提案を行うことを目的とした.量子ホール効果状態では端状態間のトンネリングが輸送現象に影響を与え,一方トンネリングの様子は基底状態に大きく依存する.そこで,先ず,トンネリングが基底状態でどのように変化するかを占有率が1/(2p+1)で表わされる状態で調べ,電位差依存性を明らかにし,ここに基底状態と端状態の性質が反映されることを明らかにした.次にこの結果を用いて,一層のみが電極につながれた二層系における電気伝導の様子を調べた.この結果,分数量子ホール効果状態においては,二端子伝導率,縦伝導率,ホール伝導率などに非線形性が表れること,従って,非線形性の測定より,基底状態の性質を知ることができることを明らかにした.引き続き占有率がp/(2p+1)の階層構造状態や,層間の相関が本質的である状況での解析を進めている.なお,一層系と三次元電子系間のトンネリングの実験では階層構造状態において,Wenの標準理論とは合わない結果が報告され,その原因が未解明である.本研究では端状態について,Wenによる標準理論を用いた計算を行っているが,本研究で提案している実験は異なる状況でのトンネリングを用いるので,Wen理論の検証に重要な役割を果すことが期待できる.
学校財務会計構造の実証的研究

教育委員会から公立小中学校への予算配当方式に関して,枠配分・総額裁量方式と積み上げ・査定方式とに分類できる。近年は学校の自律性が強調され,枠配分方式の要素が取り入れられる傾向がある。公立小中学校の運営経費(人件費を除く)のうち概ね60%は教育活動とは直接関係のない一般管理的経費に使用されている。教授活動では理科、体育、特活等への支出比率が高くなる傾向がある。実際には,経常的経費に関する予算執行面での学校の自律性の範囲はかなり限定されている。大阪市や新潟市等の学校配当予算執行手続きに関する制度改革の動向について資料収集を行ない,近年の改革動向として大都市では学校の財務権限の拡充が課題となっていることを確認した。東日本調査においては,静岡県内の小中学校における経費分類の事例を集め,一般的には人件費が75%程度を占めること,また小規模学校は人件費が占める比率が高くなることが確認できた。人件費を含めた支出区分の事例はあまり知られていない中で,たとえば東京23区内の学校についての学校運営経費の試算を行なった経団連の推計(日本経済団体連合会『義務教育改革についての提言』2006年4月18日)などのような他の推計との比較可能性にも発展しうるものである。また神奈川県の大都市自治体における市立小中学校財務データの収集を依頼し,教科別及び活動別の学校運営経費分析をするための予備的作業を行なった。教科別・活動別といった今後のあらたな学校財務データ分析のための枠組みを構築するための基礎資料を収集できた。西日本調査では,学校の予算執行権限の拡充等について特徴ある改革を実施している宮崎県小林市等を事例としてとりあげ,教育改革戦略における学校財務の重要性に注目した訪問調査を実施し,教育改革に寄与する学校財務の在り方についての要素を抽出することに努めた。これまでの教育改革論議の中で見過されがちであった学校財務の側面に焦点をあてた事例研究は日本に於いてはあまり例がなく,貴重な質的データを収集した。なお,これらの知見を理論的に位置づけるため,アメリカ・ヨーロッパ諸国の学校財政・学校財務に関する文献資料に基づく研究も重ねた。とくにアメリカ学校財政・学校財務研究における費用算定(costing out)研究の手法が学校財政制度改革に及ぼしている影響等にも言及したレビューはこれまで日本ではほとんど紹介されたことがなく,日本教育行政学会の課題研究報告として報告した。西日本調査として京都市教育委員会を,東日本調査として横浜市教育委員会,南アルプス市教育委員会,及び北杜市教育委員会を訪問調査における学校への予算配当のしくみについて訪問調査を実施し,このうち京都市教育委員会と横浜市教育委員会の事例を対照的に検討した結果では,京都市の場合は学校長への支出命令書作成の権限と,教育委員会を経由せず首長部局の財務会計システムと学校とを直接結ぶシステムの構築がみられることを明らかにした。各地で学校の財務上の自律性・自主性の確立の必要性を指摘されながらもこれがなかなか進まない現状において,財務会計上の権限と責任の付与の側面に焦点をあてた分析が行われていない現状を指摘した。なおこの成果を日本教育行政学会において口頭報告を行なった。また南アルプス市と北杜市の訪問調査の成果は,学校からの予算要望が自治体全体の予算編成における教育予算算定の過程で極めて重要な位置づけとなっていることを明らかにし,平成23年度の日本教育経営学会で報告する予定である。また,10校の公立学校事務職員から支出額データの提供を受け,学校運営経費の分類作業と分析をすすめた。その際に,これまでの研究ではあまり試みられなかったような学校運営経費の分類基準を発案・提示した。大分類として教授活動,サポート活動,教育外サービスの3分類とし,されにそれぞれの大分類を中分類・小分類とした。提供を受けたデータの一次的な分類作業によれば,人件費を除く学校の公費配当予算の範囲では,サポート活動が学校運営経費の8割程度を占めていることがわかった。東日本の調査に関する実績としては,平成22年度に実施した山梨県南アルプス市と北杜市への訪問調査の成果を日本教育経営学会において報告した。どちらの市も中小規模の都市であり,学校からの予算要求を教育委員会が査定し学校配当予算額を決定していることから,各教科別の予算見積もりが大きな意味をもっていること,予算見積もりの様式としても教科単位の経費積算の重要性などを明らかにした。また横浜市のように総額裁量的な学校予算配分をしている自治体とくらべて自由裁量よりも合規性の方がやや重視される傾向にあることも指摘した。西日本の調査に関する実績としては,研究分担者が宮崎県五ヶ瀬町,小林市に導入されたスクールサポートセンター等の訪問調査を行い,なおまだ教育課程と学校予算との関連性が明確でないことから,事業型予算編成の必要性を主張した。その成果は論文,竺沙知章「学校における財務マネジメントの意義と課題」として京都教育大学大学院連合教職実践研究科紀要に掲載予定である(印刷中)。

平成22年度に収集した公立小中学校10校分の支出データを継続して分析し,教授活動,サポート活動,教育外サービスの3分類をさら中分類・小分類にわけて集計した。この調査では公費(学校配当予算)と私費(保護者からの徴収金)の双方のデータを収集しており,配当予算と同額がそれ以上の私費が徴収されていること,公費の半分以上は一般管理経費的なサポート活動に充てられていること,教科の中では理科や保健体育などに比較的多く公費が使われていることなどを明らかにした。このように公立学校で現実に支出されたデータを活動別・教科別に仕分けしてコストを計算した例はほとんど例がない。なお,この成果である論文,本多・末冨・田中「学校レベルの財務データから見た学校の自律性」を日本教育行政学会年報に投稿し,審査中である。
インタラクティブ動画学習システムの実用化に向けた研究

板書や電子スライドを用いた講義をE-ラーニング教材として提供できる講義自動収録・配信・理解度判定システムを構築した.システムは,黒板の前の講師を自動追尾録画し,その映像からE-ラーニング教材を即座に作成することができる.研究成果として,ChalkTalkコアモジュールの動物体認識精度向上を実現した他,Android用プレーヤー,HTML5版プレーヤー(Android, iOS, Windows, MacOS, LinuxOSに対応)を実装した.黒板の板書を用いた講義をE-ラーニング教材として提供できるようにすることが必要であると考え,これを目的とした研究を実施してきた.そして,講義収録映像からE-ラーニング用コンテンツを自動生成するシステムの研究開発を行っており,この中で,講師が板書をしながら黒板の前を歩き回るような状況でも,講師の姿を自動追尾して無人撮影できる講義自動収録システム「ChalkTalk」の研究を行なってきた.本研究課題においては,板書を用いた講義,または,電子プレゼンテーションソフトを用いた講義を映像収録し,その講義収録映像からE-ラーニング用コンテンツを自動生成するシステム,および,それら生成されたコンテンツを携帯端末において視聴できるモバイルシステムを構築することが研究の目的である.今後ますます利用者の拡大が期待できるスマートフォンやタブレットにおいて稼動するモバイル学習システムを開発することで実利用に耐えるシステムを構築し,これまでに実施してきた一連の開発成果の集大成としてまとめあげるのが趣旨である.平成24年度においては,ChalkTalkコアモジュールの動物体認識精度,および,映像中の黒板の変化を認識して板書内容を特定する精度の向上を目指した開発をおこなった.また,新たにHTML5版プレーヤーを開発し,Android版スマートフォンのみならず,Windows,iPhone,iPad,MacOSでも,ChalkTalkが作成した講義動画を再生できるようにした.加えて,Windows版については講義ノート作成機能および多言語入力機能を追加し,実際の講義において本システムを導入しやすいようにした.黒板の板書を用いた講義をE-ラーニング教材として提供できるようにすることが必要であると考え,これを目的とした研究を実施してきた.そして,講義収録映像からE-ラーニング用コンテンツを自動生成するシステムの研究開発を行っており,この中で,講師が板書をしながら黒板の前を歩き回るような状況でも,講師の姿を自動追尾して無人撮影できる講義自動収録システム「ChalkTalk」の研究を行なってきた.本研究課題においては,板書を用いた講義,または,電子プレゼンテーションソフトを用いた講義を映像収録し,その講義収録映像からE-ラーニング用コンテンツを自動生成するシステム,および,それら生成されたコンテンツを携帯端末において視聴できるモバイルシステムを構築することが研究の目的である.今後ますます利用者の拡大が期待できるスマートフォンやタブレットにおいて稼動するモバイル学習システムを開発することで実利用に耐えるシステムを構築し,これまでに実施してきた一連の開発成果の集大成としてまとめあげるのが趣旨である.平成25年度においては,学習者用端末の機能として,学習者の映像視聴ログを取得する視線計測機器(アイトラッカー)を導入して視線分析ができるようにするとともに,演習問題解答ログを記録・分析し,サーバーに送信できる機能を実装した.加えて,講師認識領域を自動設定する仕組みを実装し動物体認識精度を高めつつ利用者の手間を省くようにした.講師認識の自動設定については当初の実施計画にはなかった項目であるが,本システムを利用している実ユーザから要望があり,それに応えて実装したものである.具体的には,講師の頭位置を検出し講師認識領域を自動設定するようにしている.板書や電子スライドを用いた講義をE-ラーニング教材として提供できる講義自動収録・配信・理解度判定システムを構築した.システムは,黒板の前の講師を自動追尾録画し,その映像からE-ラーニング教材を即座に作成することができる.研究成果として,ChalkTalkコアモジュールの動物体認識精度向上を実現した他,Android用プレーヤー,HTML5版プレーヤー(Android, iOS, Windows, MacOS, LinuxOSに対応)を実装した.黒板の板書を用いた講義をE-ラーニング教材として提供できるようにすることが必要であると考え,これを目的とした研究を実施してきた.そして,講義収録映像からE-ラーニング用コンテンツを自動生成するシステムの研究開発を行っており,この中で,講師が板書をしながら黒板の前を歩き回るような状況でも,講師の姿を自動追尾して無人撮影できる講義自動収録システム「ChalkTalk」の研究を行なってきた.本研究課題においては,板書を用いた講義,または,電子プレゼンテーションソフトを用いた講義を映像収録し,その講義収録映像からE-ラーニング用コンテンツを自動生成するシステム,および,それら生成されたコンテンツを携帯端末において視聴できるモバイルシステムを構築することが研究の目的である.今後ますます利用者の拡大が期待できるAndroid搭載のスマートフォンやタブレットにおいて稼動するモバイル学習システムを開発することで実利用に耐えるシステムを構築し,これまでに実施してきた一連の開発成果の集大成としてまとめあげるのが趣旨である.平成23年度においては,ChalkTalkコアモジュールが提供している動物体認識精度,および,映像中の黒板の変化を認識して板書内容を特定する精度の向上を実現すると共に,Android版TalkCastの開発に着手した.Android版TalkCastの構築に関しては,PSP版TalkCastに実装していた主要機能のうち,講師動画映像の再生,板書静止画アニメーションの再生機能の実装が完了した.Androidが提供するマルチタッチUI等の優れた操作性を有効活用して使いやすいユーザインタフェースを提供することができた.平成23年度においては,計画していた動物体認識精度,および,映像中の黒板の変化を認識して板書内容を特定する精度の向上が未実施であったが,その遅れを平成24年度において回復することができた.この精度向上を実現するために新たなデバッグ画像出力機能を実装して耐性を高めるようにした.

また,HTML5をサポートする各種Webブラウザが安定して稼働するようになったことから,HTML5版プレーヤーを開発し,Windows,iOS,MacOSでも,講義動画を再生できるようになった.加えて,実際の講義で使用することを考え,Windows版に講義ノート作成機能および多言語入力機能を追加した.平成23年度においては,ChalkTalkコアモジュールが提供している動物体認識精度,および,映像中の黒板の変化を認識して板書内容を特定する精度の向上,および,Android版TalkCastの全主要機能(講師動画映像の再生,板書静止画アニメーションの再生,演習問題出題)を実装することが目標であった.前者のChalkTalkコアモジュールの性能向上については,いままでAVCHD動画入力において正常な物体認識ができなかった問題を解消したり,デバッグ画像出力機能を実装して耐性を高めるなどの成果を得ることができ,目標を達成できた.後者のPSP版TalkCastの全主要機能をAndroid版TalkCastへの移植については,全主要機能のうち,講師動画映像の再生,板書静止画アニメーションの再生は実装完了したが,演習問題出題については一部未実装となっている.この未実装部分については,24年度前半期に実装完了予定である.当初計画の通り平成25年度は学習者用端末の機能として,学習者の映像視聴ログ,演習問題解答ログを記録・分析し,サーバーに送信できる機能を実装し,視線分析,対話分析等で,記録したログと実質的な学習効果とを対比できるようにする.平成23年度に未実装となった演習問題出題機能については24年度前半期に実装完了予定である.また学習者や学習監督者が理解度や進捗を確認できるシステムの構築に向け,平成24年度および平成25年度は学習者用端末の機能として,学習者の映像視聴ログ,演習問題解答ログを記録・分析し,サーバーに送信できる機能を実装する.また,学習状況を管理するWebアプリケーションを構築し,学習者用端末からアップロードされたデータを管理できるようにする.謝金の支払い対象となる大学院生のプログラム開発補助単価は1,600円/時であり月単価は1,600円x3時間x20日=96,000円である.24年度の当初計画では,動物体認識精度の向上のために商用ライブラリを購入して活用する計画であったが,独自に開発した手法によって満足できる精度を確保できることがわかったことから,商用ライブラリの購入が不要となり未使用額が生じた。
心臓のミクロ熱力学：局所熱パルス法を用いた心臓の機能制御と熱物性測定

本研究では心臓のイメージング手法と局所加熱法を組み合わせることで、細胞内Ca2+変化を伴わない心筋細胞の加熱収縮を生きたマウス内心臓で誘発し、心臓機能を熱的に制御する新たな手法の構築を目指す。そのために、心筋細胞のミクロ情報(収縮や細胞内Ca2+変化)を高時空間分解能でイメージング・解析するとともに、マクロ情報(心電図・心内圧)も同時に計測し、赤外光による心臓の局所加熱の影響を単一細胞レベルから心臓まで異なる階層で評価する。最終年度となる2017年度では、主に以下の研究を遂行した。1これまで開発してきた生きたマウス内心臓を局所加熱する顕微技術を用いて、心臓のマクロ機能(心内圧)の向上を試みた。水に吸収されやすい赤外光(波長1455nm)を心臓の任意の位置に集光し、局所加熱した。加熱のタイミングは心拍に同期または任意の遅延時間をもって制御することができる。照射部位や照射範囲、加熱時間や心拍との遅延時間を変化させたが、これまでのところ心臓のマクロ機能の向上は見られなかった。22016年度に開発した心筋細胞の局所温度計測法を用いて、心筋細胞の拍動に伴う発熱計測を行った。具体的には、単一心筋細胞に蛍光温度計色素を導入する手法や、細胞外から2次元温度分布を可視化する手法を構築し、電気刺激による拍動時の細胞の温度変化検出を試みた。特に後者の計測法においては、データを積算することで測定誤差を0.1°Cより小さくすることができたが、これまでのところ拍動に伴う顕著な温度上昇は検出されなかった。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は局所熱パルス法によって心機能を制御するとともに、心臓の感温機構やミクロな熱伝導を理解する基盤構築を目指す。すなわち「心臓のミクロ熱力学」を創成することを最終目標とする。具体的には、局所熱パルス法と心臓のイメージングシステムを組み合わせることで、Ca2+変化を伴わない心筋細胞の加熱収縮を、in vivoマウス心臓で誘発する。マクロ情報(心電図・心内圧)とミクロ情報(サルコメア動態)を同時計測し、心臓機能を熱的に制御する新たな手法を構築する。さらには、心臓の局所的な温度測定・熱伝導解析によって、心臓内の局所的な熱の流れを理解する物理的基盤を構築する。研究初年度である2015年度では、生きたマウス内心臓のサルコメア収縮を可視化するイメージングシステムの構築を行った。Z線に局在する蛍光タンパク質α-actinin-AcGFPを、アデノウイルスを用いて心臓内の心筋細胞に発現させ、高速共焦点顕微鏡による蛍光観察から、サルコメアの収縮を高時空間分解能で測定可能な顕微システムを構築し、マクロパラメータである心電図・心内圧とサルコメア動態の同時計測に成功した。続けて、サルコメア長とカルシウム変化の同時計測が可能な蛍光タンパク質を作成し、培養心筋細胞における単一サルコメアでの興奮収縮連関(E-Cカップリング)の可視化に成功した。さらには、局所熱パルス法を生きたマウス内心臓に応用することで、心筋細胞の加熱収縮を誘発することに成功。これらの成果により、日本生理学会入澤宏・彩記念若手研究奨励賞(心臓・循環部門)を受賞した。計画通り研究を遂行し、成果の一部は論文掲載することができた。2016年度では、主に以下の研究を遂行した。1昨年度に引き続き、筋横紋構造(サルコメア)の収縮とその局所でおこるCa2+変化の同時計測が可能な蛍光タンパク質の開発を進めた。新生仔ラットから採取した培養心筋細胞における単一サルコメアでの興奮収縮連関(E-Cカップリング)を解析し、共同第一著者としてJ. Gen. Physiol.に論文を発表した。2ラット灌流心臓において心筋細胞内局所を拡散するCa2+のイメージング・解析手法を開発し、Prog. Biophys. Mol. Biol.に論文を発表した。3心臓を局所加熱する顕微技術開発を進め、生きたマウス内心臓の拍動に同期または任意の時間差で加熱することを可能にした。赤外光の照射場所・範囲・時間を変化させて心内圧の変化を解析しているが、これまでのところ心臓のマクロ機能の向上は見られていない。4心筋細胞の局所温度計測法を開発し、心筋細胞の加熱時の温度や拍動に伴う発熱計測を可能とした。

最終年度となる2017年度では、主に以下の研究を遂行した。1これまで開発してきた生きたマウス内心臓を局所加熱する顕微技術を用いて、心臓のマクロ機能(心内圧)の向上を試みた。水に吸収されやすい赤外光(波長1455nm)を心臓の任意の位置に集光し、局所加熱した。加熱のタイミングは心拍に同期または任意の遅延時間をもって制御することができる。照射部位や照射範囲、加熱時間や心拍との遅延時間を変化させたが、これまでのところ心臓のマクロ機能の向上は見られなかった。22016年度に開発した心筋細胞の局所温度計測法を用いて、心筋細胞の拍動に伴う発熱計測を行った。具体的には、単一心筋細胞に蛍光温度計色素を導入する手法や、細胞外から2次元温度分布を可視化する手法を構築し、電気刺激による拍動時の細胞の温度変化検出を試みた。特に後者の計測法においては、データを積算することで測定誤差を0.1°Cより小さくすることができたが、これまでのところ拍動に伴う顕著な温度上昇は検出されなかった。計画通り研究を推進する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
世界初の急性冠症候群疾患モデルの実現

働き盛りの生命を前触れなく奪う急性冠症候群は、その予防法の開発が必須だが、この病態を再現できる生体モデルが存在しないことが予防法開発の障壁となっていた。本研究課題では、我々が独自に開発した疾患モデルを応用し、急性冠症候群を再現できるモデルの開発を試み、疾患発症のきっかけとなる現象(冠動脈硬化プラークの損傷)を高率に誘発できるモデルの開発に成功した。この新規モデルは、急性冠症候群の予防を目的とした新薬の生体レベルでの薬効評価において優れたツールとなることが期待される。先進諸国の主な死因である急性冠症候群(ACS)は、心臓の冠動脈に生じた動脈硬化プラークの破裂→血栓形成→冠動脈の閉塞により発症する。ACSは臨床上予測が困難かつ死亡率が高いが、これを再現できる疾患モデル動物は無かった。申請者らは、独自に開発した冠動脈プラークを発症するWHHLMIウサギに冠動脈の異常収縮(冠攣縮)を誘発し、ACSの再現に世界で初めて成功(Arterioscler Thromb Vasc Biol,2013; 33: 2518-2523)した。しかしその発症率が低いため、追加の予備検討ならびに国内外の専門家との協議を行い、発症率を向上させ疾患モデルとして確立できる目途が立った。そこで、世界初のACSのモデル動物を確立することを目的に本研究を遂行した。初年度は、前年度までの交配にて準備した高齢WHHLMIウサギを用いて、プラーク破綻の確率を高めるための試みを行った。冠攣縮誘導の方法は、前年度までの予備実験で得られた結果をもとに、従来法の薬剤に加えAngiotensin II 20ng/kg/minを併用投与するとともに、Norepinephrineを従来法の半量(1 microgram/kg/min)にし、冠攣縮誘発剤であるErgonovineを当初の予定よりも高用量かつ短期間で連続投与する方法を採用(1000 microgram/kg, 5分間隔で4回)した。この投与法改善により、冠攣縮の誘発率は従来法と大きな違いは認められなかったが(従来法77%,今回80%)、冠攣縮によるプラークの損傷について、病理組織学的解析の結果、病変内マクロファージの内腔への突出の頻度が大幅に増加していることが明らかになった(従来法57%,今回100%)。次年度は、高齢個体に比べ脆弱なプラークを有する若齢個体を用いて、ACSを高率に発症するプラーク破綻モデルの確立を目指す。先進諸国の主な死因である急性冠症候群は、心臓の冠動脈に生じた動脈硬化プラークの破裂→血栓形成→冠動脈の閉塞により発症する。急性冠症候群は臨床上予測が困難かつ死亡率が高いが、これを再現できる疾患モデル動物は無かった。申請者らは、独自に開発した冠動脈に重度の冠動脈硬化プラークを自然発症するWHHLMIウサギを用いて、薬剤による冠攣縮誘発により急性冠症候群を再現できる疾患モデルの確立を試みた。本年度は、昨年度に生産した12月齢のWHHLMIウサギ(若齢群)を用いて、昨年度、新たに確立した冠攣縮誘導法(維持麻酔下にて、Norepinephrine 1 ug/kg/minの持続投与後にAngiotensin II 20ng/kg/minとNorepinephrineの持続投与に切り替え、そこへ冠攣縮誘発剤Ergonovine 1,000 ug/kgを5分間隔で4回投与する)により、冠攣縮誘発実験を行った。その結果、若齢群への薬剤投与により、前年度に実施した高齢群に比べ、冠攣縮が高率に誘発された(高齢群80%,若齢群100%)。また、心電図所見を解析すると、これまでの検討では約8割の個体で認められたSTの低下が、若齢群では全例に認められた。さらに、これまで3割弱でしか認められなかったSTの上昇が、若齢群では8割という高頻度で認められた。これらの結果より、若齢個体への冠攣縮誘導は、高齢個体に比し、より重度の心筋虚血を生じさせることが明らかになった。当初計画では、今年度、安静時急性冠症候群の開発研究に加え、労作性の急性冠症候群モデルを開発するための実験を実施予定であった。しかし、本実験で使用するWHHLMIウサギを飼育する動物実験施設にて、本年度、飼育経費の見直しが行われ、飼育管理費が大きく値上がりし、研究費に占める飼育管理費の負担が当初の予想を大きく上回った。支払不能な状況を回避するため、WHHLMIウサギの飼育維持コロニーの縮小を余儀なくされた。この結果、労作性モデル開発実験を断念せざるを得ない状況に陥ったため、方針を転換し、安静時の急性冠症候群モデルの確立を目的とし、予定通り、若齢群を使用した冠攣縮誘発実験を実施した。急性冠症候群(Acute coronary syndrome, ACS)は、冠動脈(心臓を栄養する血管)に生じた動脈硬化プラークの破綻(破裂、びらん)に伴う血栓の形成により冠動脈が閉塞されることで発症する。ACSによる死亡は、主にカロリー摂取が過剰傾向にある先進諸国で多く見られるが、誰にいつ発症するかの予測が難しい一方で死亡率が高いため、この克服は喫緊の課題である。しかしながら、これを再現できる疾患モデル動物が存在しなかった。申請者らは、20年以上の歳月をかけ独自に開発した、ACSの発症基盤となる冠動脈プラークを自然発症するWHHLMIウサギを用いて、薬剤による冠攣縮の誘発によって急性冠症候群を再現できる疾患モデルの確立を試みた。

本年度は、昨年度の冠攣縮誘発実験に使用した若齢個体の冠動脈を用いて詳細な病理組織学的解析を実施した。1個体平均100枚の病理切片を作成し、左冠動脈回旋枝、左冠動脈前下行枝、左冠動脈中隔枝、右冠動脈を解析した。その結果、若齢個体にて、冠動脈プラークの狭窄率には大きな個体差が存在することが明らかになった(382%)。冠動脈プラークには繊維性の病変、泡沫細胞に富む病変、繊維と泡沫細胞の両者が混在するものが認められた。また、冠攣縮に伴うものと思われる病変内のマクロファージが内腔に突出している所見が全例に認められた。さらに、病変内に赤血球が存在する所見が3割の個体に認められた。病変の損傷により内腔から病変内に流入したか、病変内で出血が生じたかの同定は困難なため今後の更なる検討が必要と思われる。働き盛りの生命を前触れなく奪う急性冠症候群は、その予防法の開発が必須だが、この病態を再現できる生体モデルが存在しないことが予防法開発の障壁となっていた。本研究課題では、我々が独自に開発した疾患モデルを応用し、急性冠症候群を再現できるモデルの開発を試み、疾患発症のきっかけとなる現象(冠動脈硬化プラークの損傷)を高率に誘発できるモデルの開発に成功した。この新規モデルは、急性冠症候群の予防を目的とした新薬の生体レベルでの薬効評価において優れたツールとなることが期待される。申請の時点では、高率にプラーク破綻を生じるACS発症モデルを確立するため、冠攣縮の誘導法を、Angiotensin IIを追加し(20 microgram/kg)、冠攣縮誘発剤のErgonovine(200 microgram/kg)を、30分間隔で5回、1時間間隔で3回、24時間間隔で2回行う予定であったが、申請後のさらなる予備検討の結果、これらの方法よりも血管壁への強い負荷をかけられると推測される方法を見出し、この方法にて順調に1年目の試験を実施できた。この新たな方法では、上記のAngiotensin IIの追加に加え、Norepinephrineを従来法の半量(1 microgram/kg/min)にし、冠攣縮誘発剤のErgonovineを予定より高用量かつ短期間で連続投与(1000 microgram/kg, 5分間隔で4回)した。これによりNorephiephrine投与に伴う心拍出量増加、つまり労作性負荷に似た負荷を心臓にかけるリスクを低減でき、今回の目的である「非労作性=安静時」の条件に合致するだけでなく、冠攣縮誘発剤の高用量かつ短期間での連続投与により、血管壁に強い収縮を誘導できるため、冠動脈プラークへの物理的負荷を増大できる。その結果、冠動脈プラーク損傷の指標のひとつである病変内マクロファージの血管内腔への突出の発生率を大幅に増加(従来法57%,今回の方法100%)させることに成功した。本年3月より開始予定であった若齢個体を用いた検討が、本年度の病理組織学的解析が1ヵ月遅延したため次年度に実施することになったが、遅延の原因となった病理組織学的解析の方法に改善の余地があるため、その改善によりこの遅れを新年度にて吸収できると考えており、大勢には影響しないと判断した。ウサギの飼育管理費高騰に伴い、労作性急性冠症候群モデルの開発研究を断念せざるを得ない状況に陥ったが、安静時の急性冠症候群モデル開発のための実験は、ほぼ予定通り実施できたため、このモデルの完成に照準を絞った解析を最終年度に実施する。
新規覆髄材の開発を目的としたβig-h3の解析

申請者らは、歯髄細胞による象牙芽細胞への分化を抑制するメカニズムを明らかにすることで、新規覆髄財の開発へと想定したβigh-3の解析を平成26年度より開始した。計画したように、まずrhβig-h3を用いた象牙芽細胞分化・増殖に及ぼす影響の解析を行った。rhβig-h3で刺激したヒト歯髄細胞を解析し、象牙芽細胞分化マーカーに関してrealtime RT-PCR法によるRNA発現解析を行った。また、ALP活性の比較および象牙芽細胞分化誘導培地を用いた分化誘導実験を行うことにより、βig-h3が及ぼす機能的な影響も確認した。さらに、WST-1試薬を用いて、増殖能に及ぼす影響についても評価を行い、一定の成果を得た。次に、βig-h3 siRNAを用いて、βig-h3の発現抑制時における象牙芽細胞分化・増殖に及ぼす影響について解析を始めた。ヒト歯髄細胞にβig-h3 siRNAを導入し、RNA発現により、導入効率を確認した。そしてβig-h3がノックダウンされた歯髄細胞において、同様に解析を行い、象牙芽細胞分化に及ぼす影響を検討した。結果に関しては、さらなるデータが必要であると判断し引き続き実験を行う一方で、次年度の計画であったシグナリングの解析にも着手した。下流のβig-h3の発現が減少すると報告されているLiClが歯髄細胞に及ぼす細胞内シグナルに関する解析について解析を始め、一定の成果を得た。一方で、関連学会(歯内療法学会)へ参加することで、同様の研究から幅広い知見も得たため、研究の遂行に役立った。
知的障害者入所施設の閉鎖プロセスと地域生活支援システムの日加比較研究

本研究は、フィールドワーク調査によって、カナダ及び日本の知的障害者の入所施設の閉鎖プロセスと地域生活支援の仕組みについて比較研究したものである。この結果第一に、カナダでは1)運動団体によるアドボカシー活動に行政が応答し脱施設化政策を実施することによって施設閉鎖が展開し、2)個別化給付と意思決定支援の仕組みが地域生活移行支援において実施されたことが明らかになった。第二、日本では1)施設職員主導によって施設閉鎖が展開し、2)地域生活移行支援においてグループホームが主要な受け皿となり、制度的制約や自治体行政との関係によってグループホームが大規模化・一極集中化していることが明らかになった。2014年度は本研究の目的である「知的障害者の入所施設閉鎖のプロセス及び地域移行後の地域生活支援システムの現状と課題」のうち、第一に、日本及びカナダを含めた福祉先進国の脱施設化評価研究の実情を明らかにするための文献整理を行った。この結果、脱施設化評価研究において一貫して個人の行動指標が重視されてきたことの背景には、1)生活の質理論、2)専門性や費用対効果の考え方が個人の行動指標を重視してきたことを明らかにした。こうした脱施設化評価研究についての障害学に基づく批判的検討はこれまでの先行研究では存在しなかった。この成果は障害学会機関誌・『障害学研究』第11号において論文(査読付き)の掲載が決定されている。第二に、カナダの脱施設化政策をリードしたカナダ・ブリティッシュコロンビア州の知的障害者入所施設の閉鎖過程を明らかにするため、年間を通した文献研究の他に、2014年9月1328日にカナダにおける調査研究を行った。これによってブリティッシュコロンビア州の脱施設化過程と施設閉鎖運動に関与した親の会の実態を明らかにできた。これによって親の会が行う施設閉鎖運動の過程で全施設の閉鎖と共にパーソナルアシスタンス/ダイレクトペイメント制度が具体的に提案され実施されたことが明らかになった。この成果は第11回(2014年度)障害学会沖縄大会(11月8日・9日沖縄国際大学)のポスター発表及び第62回(2014年度)日本社会福祉学会秋季大会(早稲田大学2014年11月29日・30日)の口頭発表において発表した。第三に、日本の北海道における施設閉鎖を実施した先進施設における施設閉鎖過程を明らかにするために、2015年3月2231日に調査研究を実施した。この結果、日本の施設閉鎖過程には支援費制度や障害者自立支援が一つの契機となっていることなどが分かった。この成果は次年度に発表する。第一に、2015年9月1日10月4日にカナダ・オンタリオ州・ブリティッシュコロンビア州で地域移行の先進事業所でインタビューし、重度知的障害者への個別化給付やブローカリッジという方法が地域移行の支援方法として実施されてきたことを明らかにした。この成果は、2015年4月25日にパーソナルアシスタンス研究会で「カナダにおける知的障害者入所施設の閉鎖運動とパーソナルアシスタンスブリティッシュコロンビア州の事例に依拠して」という題名で口頭発表した。さらに、2015年第12回日本グループホーム学会全国大会in京都において「私のウチとしてのホーム」という題名で講演し、季刊誌『障害のある人と援助者でつくるグループホーム』の「私のウチとしてのホーム日本とカナダの経験から」として掲載された。さらに2016年1月30日の琉球大学法文学部市民講座第12回地域貢献フォーラムにおいて「ノーマライゼーションからインクルージョンへ障害者福祉の変革の動向」という題名で講演した。第二に、2015年8月6日から8月17日に北海道の美深福祉会にフィールドワーク調査を行い、施設閉鎖の経緯を明らかにした。2014年度の調査結果と共にこの成果は、2015年8月8日に美深町文化会館COM100で開催された記念講演会「知的障害者の地域移行とパーソナルアシスタンス」として講演をした。さらに、2016年3月21日4月2日に北海道の白老宏友会などにおいてフィールドワークを実施し、施設閉鎖の経緯に関連して地域生活支援システムにおいては差異が生じることが明らかになった。第三に、2015年度の文献研究の成果は2015年7月5日に開催された障害学研究会九州沖縄部会の沖縄研究集会において「知的障害者の脱施設化/地域移行政策の成果に関わる評価研究研究の視座と理論的限界」として口頭発表をした。2年目に予定していた研究実施計画に基づきカナダ及び日本の調査施設での関係者とメールや電話を通して予定を立てることができ、さらに、数度の訪問によって調査対象施設の関係者とも信頼関係が形成され、調査の受け入れを積極的に行っていただいている。2015年度においてカナダ統計局からカナダにおける知的障害者の入所施設や地域生活の実際を示す統計的データを入手することができた。ただし、関係者との情報交換の過程で補完的なデータを入手する必要があることがわかり、これを含めたデータの整理と論文の作成は2016年度へと計画を変更した。今年度の研究実績の概要は下記の通りである。第一に、2016年9月11日2016年9月24日にわたって、カナダ・ブリティッシュコロンビア州、マニトバ州及びオンタリオ州において、脱施設化運動を牽引した知的障害者の当事者団体であるピープルファーストの関係者にインタビューを行った。具体的には、知的障害当事者、彼らを支援してきた支援者や家族にインタビューを行った。また、各州において、当事者団体による活動に関わる資料を収集した。

この調査によって、オンタリオ州においては、ピープルファーストと州の親の会との間で当事者団体の自律性をめぐり意見の対立があったが、現在において、脱施設化の取り組みにおいてある一定の協力関係があることが明らかになった。また、親の会の全国組織であるCACLとピープルファーストカナダとの協働による脱施設化特別委員会が州政府と交渉するなどの具体的活動を通して、現在の脱施設化運動を牽引していることが分かった。第二に、2016年8月3日8月11日にわたって、北海道において知的障害者入所施設を閉鎖した社会福祉法人札幌この実会と社会福祉法人美深福祉会にて、施設閉鎖の取り組みに関わった職員・家族・知的障害者本人へのインタビュー調査を行った。また、当施設の閉鎖に関わる報告書やニュースレターなどの収集を行った。その結果、札幌この実会においては、小規模のホームづくりという理念が設立当初からあり、その理念の実現に向けてのこれまでの地域移行の取り組みの延長線上に施設閉鎖の取り組みがあることが分かった。一方、美深福祉会においては、当時の施設における入居者と職員間の上下関係の解消に向けての取り組みのために、短期間において施設閉鎖の取り組みを実施してきたことが明らかになった。本研究の目的を明らかにするうえで、カナダにおける調査においては、主に知的障害当事者団体の関係者から情報を収集することに焦点をあてていた。当事者団体であるピープルファーストの関係者にはインタビュー調査を実施することができ、必要な情報をほぼ収集することができた。ただし、歴史的な資料については、全国組織であるピープルファースト・カナダの事務局にニュースレターと総会決議の資料があることを確認することができたが、当局の情報整理が十分にできていない状況もあり、必要な情報を入手することができないでいる。この点については、メール上で当局の関係者と連絡をとりあっており、近いうちに必要な資料を提供して頂く予定となっている。一方、日本における施設閉鎖を実施した社会福祉法人の取り組みに関わる歴史的な資料については必要な情報をほぼ得ることができた。インタビュー調査についても、調査対象とした関係者にはインタビュー調査を実施することができている。研究成果については既にいくつかの学会誌や学会、さらにシンポジウムなどで発表している。また、カナダと日本の施設閉鎖の取り組みについて、全体的に整理し、書籍という形でまとめていく予定である。この最終的な総括については、未だ十分に整理できていない状況なので、今後の課題としたいと考えている。これらの理由から、(2)の区分とさせていただいた。平成29年度においては、第一に、カナダにおける知的障害者の入所施設閉鎖過程についてのこれまでの研究成果を整理し、総合的なまとめを行った。具体的には、カナダにおけるフィールドワーク調査の結果に依拠して、カナダにおいて知的障害者の施設福祉サービスからの脱却を図るために、1)知的障害者本人の会や親の会がどのような働きかけを行い、行政がどのように政策や移行システムを実施し、脱施設化を正当化するためにどのような主張がなされたのか、2)個別化給付という形態は地域生活への移行支援の過程や制度化された仕組みにおいてどのように活用されてきたのか、ということを検討した。
コア形成と大気散逸過程に着目した地球型惑星の表層水量と大気組成の起源の解明

同じ地球型惑星でも金星や火星の表層環境は地球とは大きく異なる。惑星の運命を分ける条件を探るため、大気や海洋の主成分である窒素や水素、炭素といった揮発性元素の存在量とその起源に着目する。惑星が集積する際に生じる金属コア形成や大気散逸過程において、地球型惑星の揮発性元素量がどのように進化したのかを理論計算によって明らかにする。本研究は、惑星形成に関する物理的理解と地球化学や固体地球科学の知見を融合させることで、地球型惑星の形成史および現在の表層環境や生命の起源を探る研究である。
急性腰痛発症因子としての脊椎弾性破綻の3次元的評価

【要旨】急性腰痛発症の原因として重量物挙上動作は最も多いものの一つであるが,この動作における脊椎の弾性破綻を3次元動作解析手法により明らかにした.挙上姿勢,体幹装具の装用やいきみ(Valsalva)などが脊椎の弾性破綻に少なからぬ影響を与えていることが明らかとなった.急性腰痛に関する労働災害、スポーツ傷害等の頻度は多く,これらを予防する意義において重要な知見であると考えている。【方法-その1-】対象は腰痛を認めない健常人ボランティア22人とした。等運動性重量物挙上動作の初期に見られる脊椎の撓みを3次元動作解析装置(VICON system)によって定量的に解析した.第1胸椎(T1),第5胸椎(T5),第9胸椎(T9),第12胸椎(T12)及び第5腰椎(L5)棘突起部の皮膚上に反射マーカーを張り付けた.脊椎の撓みは他動的屈曲(passive flexion of the spine ; PAFS)とし、T1-L5,T9-L5,T12-L5の反射マーカー間の距離(T1-L5 distance, T9-L5 distance, T12-L5 distance)の挙上動作初期にみられる短縮値を以って評価した。また,線分T1-T5,T12-L5のなす角度(TL angle)を胸腰椎間の矢状面アラインメントの指標とし,挙上動作初期にみられる角度減少値を以って脊椎の撓みの評価とした.【結果-その1,2-】重量物挙上動作初期にPAFSは観察され,重量物に加速度が発生する直前に消失した.重量物挙上動作初期に見られるPAFSがT1-L5 distance, T9-L5 distance, T12-L5 distance, TL angleにより検証可能であり,挙上重量の増加に伴いPAFSも増加した.腰部ベルトの装用,いきみの両者によりPAFSは減少した.【要旨】重量物挙上動作において,物が持ち上がる寸前に脊椎があたかも撓むような動態を呈することを3次元動作分析により明らかにした。体幹前屈位という体幹筋活動が通常静止している状態で観察されるこの現象が,急性腰痛発症因子である脊椎弾性破綻に密に関連していることが推察され、労働災害、スポーツ傷害等の予防的意義にて重要な知見であると考えている。また、腰椎ベルト装着によりこの他動的屈曲が減少する傾向があり、その腰痛発症予防効果が示唆された。【方法-その1-】対象は腰痛を認めない健常人ボランティア8人とした。重量物挙上動作の初期に見られる脊椎の撓みを3次元動作解析装置(VICON system)によって定量的に解析した.脊椎の撓みは他動的屈曲(passive flexion of the spine ; PAFS)とし、第1胸椎及び第5腰椎棘突起部の皮膚上に張り付けた反射マーカー間の距離(T1L5-distance)を以って評価した。すなわち、PAFSが増加するとT1L5-distanceが短縮することで脊椎の動態を捉えた。【方法-その2-】腰椎の体外式の固定具である重量挙げに用いられる腰部ベルト装着,非装着の2条件間におけるT1L5-distanceを上記の方法にて比較検討した.【結果-その1, 2-】重量物挙上動作超早期に見られるPAFSはVICONsystemを用いた本研究装置にて捉えることができた。その角度には個体差がみられたが、概ね挙上重量に比例して増加した。腰部ベルトの装用がPAFSを減少させる傾向が認められた【今後の展望】本システムのPAFS検出能力は満足のいくものであり、対象を増やしてデータ解析をすすめる方針である。また,線分T1-T5,T12-L5のなす角度(TL angle)を胸腰椎間の矢状面アラインメントの指標とし,挙上動作初期にみられる角度減少値を以って脊椎の撓みの評価とした.【結果-その1,2-】重量物挙上動作初期にPAFSは観察され,重量物に加速度が発生する直前に消失した.重量物挙上動作初期に見られるPAFSがT1-L5 distance, T9-L5 distance, T12
新人看護師の血管確保成功率が向上する技術トレーニングプログラム

血管確保の成功率向上を目指したトレーニングプログラムは、新人看護師自身の実践場面の録画を用いた課題抽出やベテランナースによる教育的介入など5つのStepから構築している。集団比較実験デザインによる検証を行った結果、血管確保成功率の向上や失敗要因の改善が認められた。ベテラン看護師の介入後、針先を静脈血管内に入れる、すなわち留置針刺入時のフラッシュバックチャンバーへの血液逆流の遂行が有意に向上した。血管確保アルゴリズムなど活用し、ベテラン看護師が介入した結果、新人看護師の血管確保における内外針の操作に関わる判断および具体的な操作方法の理解が向上した。血管モデルに対し新人看護師および看護師経験年数10年以上のベテラン看護師計20名が血管確保を実施しモーションキャプチャー(pro reflex MCU120)を用いた3次元計測を行った。専用7mmマーカーを看護師が持つ留置針の2か所に取り付け、モーションキャプチャーを用いて3次元座標を100Hzで測定した。結果、新人看護師はベテラン看護師に比べ留置針の刺入速度が遅く、血管穿刺が困難あるいは内出血の危険が増す要因となっていることが示唆された。今後得られた3時元計測データを基に刺入角度や刺入した長さ等の分析を行い、平成25年度の技術トレーニングプログラムの開発に活用する。録画アプリケーション搭載の携帯録画機器(iPod Touch)は臨床看護師10名が使用し、臨床における自己の血管確保技術を録画した。1カ月間に10例の血管確保場面の録画を収集し分析した。その結果、臨床における血管確保実践において新人看護師の特徴として静脈血管の怒張および刺入部位の選定に課題があり、針先を静脈血管内に入れることが困難である傾向が示された。また、経験年数1年3年の看護師は静脈内に内針が到達した後、外針の挿入および内針の抜去までの過程に血液の逆流が消失する類の失敗がみうけられ、内外針の操作に課題があることが示唆された。研究代表者(炭谷)が作成した血管確保アルゴリズムを基に、内外針の操作に関わる判断および具体的な操作方法を検討した。これらの結果を平成25年度の技術トレーニングプログラムの開発に活用してゆく。新人看護師の看護技術と臨床に求められる技術との乖離が問題となる中、看護技術の中でも特に巧緻性の高い末梢静脈留置針を用いた血管確保技術に着目した技術トレーニングの構築が急務である。臨床看護師の技術獲得をもって患者に貢献しうる技術トレーニングプログラム構築の研究意義は大きい。血管モデルに対する血管確保実施と3次元計測の分析の結果、ベテラン看護師は新人看護師に比べて留置針の穿刺速度が速かった。また、新人看護師は穿刺時に針が動揺し、ベテラン看護師は意図的な角度調整を行っていることが示唆された。また、臨床における血管確保技術を録画したモニター試験によると、血管モデルに対する血管確保における静脈穿刺角度は従来の国内の代表的なテキストに記載されている15°20°に比べ、最小値、最大値共に範囲は広く7.1°28.1°であった。従来推奨されている静脈穿刺角度より実際は患者の血管の走行深度や内外径などの性状等に合わせて穿刺角度をより幅をもって配慮していることが示された。血管確保などの静脈穿刺において、穿刺角度決定のための静脈血管の性状(表在性、直進性、太さなど)の把握、すなわち血管アセスメントが重要である。なお、トレーニングプログラムに臨床実践を含む必要があり、新人看護師は教育的介入によって教示された技術を臨床において患者に実践し、教示された技術の効果を実感し身に付けてゆく過程が重要である。求められる新人看護師の変化とは、留置針の穿刺速度にこだわり、配慮し、適切な穿刺速度を模索しようとする意識が新人看護師に生まれることにある。今までの成果を基に、新人看護師自身の録画を用いたトレーニングプログラムトレーニングプログラムは、Step1デモンストレーションビデオ視聴、Step2人体への血管確保の実践録画による課題抽出、Step3ベテランナースによる教育的介入、Step4臨床実践、Step5フレッシュナースの実践録画による評価という5つのStepから構築した。平成23年度予定の第1研究では、血管確保における皮下の観察を可能とするため、シリコン製透明血管モデル(以下血管モデル)を試作した。5名のベテラン看護師により、人体の一条件として妥当かどうか聞き取りした結果、「皮膚温度が低い」「留置針の刺入抵抗が高い」「皮膚表面がべた付く」との課題が明らかとなった。そこで、皮膚表面にべたつきを抑えるコーティングを施し、シリコン材質を変えた3種の血管モデル(a,b,c)に対して、常温の血管モデル(22°C)と湯煎した血管モデル(35°C)に対する刺入抵抗をオートグラフにて測定した(穿刺角度30度、22G留置針シュアシールドサーフローII使用)。その結果、常温の試作の血管モデルに比べ、湯煎した血管モデルcの刺入抵抗は150.5fgから96.2fgに軽減した。