hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トポロジー符号化された量子計算のためのコンパイラ

25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究で主に2つの研究成果が出ている。1)トポロジカル量子計算のモデルで、量子ビットを表すディーフェクトをブリッジする手法が量子回路として有効であることを発見した。また、このブリッジンングの方法は、量子回路全体のサイズをより小さくするために非常に有用な手法であることがわかった。この方法を用いて、量子計算に必要となる量子ビットの数を、与えられた回路をトポロジカル量子計算で表現して得られる当初の見積もりより一桁減らすことに成功した。この研究成果を量子アルゴリズムの詳細なリソース解析へ応用し、隠れたリソースを残さない、詳細なリソース解析を行った。このような解析はこれまでになく、初めてのものである。(2)トポロジカル量子回路が正しく表せているかを確認するベリファケーションの方法を考察し、計算機で自動的に解析できるようなパッケージを開発した。最適化の過程により量子回路が最初に与えられた回路とは似つかないような回路となることはよくおこることである。このように最適化の過程を経た量子回路はベリファケーションによって回路が正しく元の回路を表現しているかを確認する必要がある。我々が開発したベリファケーションの方法は量子回路をシミュレーションすることができ、すでに大きな量子回路までテストすることができるまでに改善することができた。これらの結果はすでに発表済みか発表の予定がある。大規模の量子コンピュータにはこのようなソフトウエアに関連する研究が不可欠で、本研究は情報科学を含む研究努力へと拡張できてきている。研究開始時点では、トポロジカル量子コンピュータはその基礎的なことしかわかっていなかったが、今回の研究により理解が大きく前進した。アルゴリズムをトポロジカル量子コンピュータへ実装する方法はほとんど研究されていなかったため、その上での最適化については全くわかっていなかった。今回の研究から、まず大規模な量子コンピュータの構築にあたっては、物理的な量子デバイスの最適化は重要でなく、アルゴリズム的な最適化が重要であることがわかった。これは、これまでの常識に反する結果で量子コンピュータの実現上重要である。また、我々の最適化の方法はここに大きく貢献できることが予想される。次年度はこの研究成果をさらに発展させる予定である。特に最適化と検証の過程を自動で行うことを可能にすることは、トポロジカル量子コンピュータのパフォーマンスをさらに向上することに繋がると期待できる。今年度は、トポロジカル量子計算モデルを用いてアルゴリズムの最適化の研究を引き続き行う。主に次の3つの点が重要である。1)最近開発された状態精製プロトコルは従来のものと比較して有利な点があることがわかっているので、これをトポロジカル量子計算モデルへ応用する。2)トポロジカル量子回路の自動化では、サブルーティンなどの大きな量子回路を構成、最適化するための条件付き最適化を扱う。3)トポロジカル量子回路のベリフィケーションの拡張。今年度開発したベリフィケーション・パッケージを引き続き開発し、手動、自動の双方で検証できるように拡張する。
スピノザの自然哲学の形成に関する研究

本研究はスピノザのコナトゥス論の意義の解明を目指す。そのために,17世紀の西洋哲学・科学を視野に入れ,スピノザの自然哲学の形成過程の吟味を行う。研究成果として,スピノザの哲学はコナトゥスの現象の哲学であり,強い決定論である。また,存在論・認識論的な個物の理解は神の力とコナトゥスに基盤があることが明らかとなった。さらに,スピノザの哲学体系・自然哲学おいて,スピノザの方法論の内的・反省的特徴を示しえた。交付申請書の「研究の目的・研究計画」に照らした研究実績の概要は以下の通りである。1スピノザの『往復書簡集』,未邦訳科学的著作『虹に関する代数的論断』及び『確率に関する論断』の試訳を進め,スピノザの自然哲学の全体像を昨年度に続き一層明らかにした。また,『往復書簡集』の内容を吟味し,内容・事項を形而上学類と科学類に大別し整理するとともに,『虹に関する代数的論断』及び『確率に関する論断』の書誌学的確認をおこなった。2スピノザの物体的世界の枠組みの前提となる,『エチカ』第2部における思惟の及び延長の属性,対応する観念と対象(物体)の関係を厳密に解読した。その結果,それらは厳格な一体的関係にあり,またその決定論的性格が明らかになった。また,『エチカ』第2部に見られるスピノザの物体的世界の枠組を,スピノザの形而上学から再点検するとともに,スピノザ特有の個体・個物観についての明確化を行った。さらに,『エチカ』の主題・体系的構成を整理確認するために,ウォルフソン,カーリー等の研究書の解読及び比較検討を行った。3ボイルに関して,「懐疑の化学者」,「形相と質の起源」,「原子論哲学について」等の科学論・自然哲学的著作を中心に「原子論」,「粒子論」の観点から精査した。4ホッブスに関しては研究の進展が著しいため,特に国内の研究成果である『De Corpore』をはじめとした邦訳,関連する研究書・研究論文等の資料収集に努め,先行研究の把握を行った。2スピノザの物体的世界の枠組みの前提となる,『エチカ』第2部における個物観を「思惟の及び延長の属性との対応」を踏まえて,認識論的枠組みから厳密に解読した。その結果,スピノザにおける個物とは,決定論的な心身並行論の徹底の中で,現実的には非存在であっても神において存在しなければならないという,スピノザ特有の個体・個物観が明確になった。3ボイルに関して,スピノザ『往復書簡集』に見られる内容について,『懐疑の化学者』等の科学論・自然哲学的著作を中心に「原子論」,「粒子論」の観点から対応状況を精査した。4ホッブスに関しては研究の進展が著しいため,特に国内の研究成果である『De Corpore』をはじめとした邦訳,関連する研究書・研究論文等の資料収集に努め,先行研究の読解を行い,特に物体・個物観についてスピノザとの比較検討を行った。5デカルトの物体的世界とスピノザの物体的世界の構成に関する比較を行うため,デカルト『省察』における神と延長的実体との関係を確認した上で,スピノザの神と延長的実体との関係を吟味した。その結果,両者は単なる形而上学的二元論と一元論の異なりではなく,認識論的・倫理学的に相互に独自の思想であることが一層明らからになった。1中世・17世紀科学革命期の科学論・自然哲学に関する西洋科学論及びホッブス、デカルト等の西洋近世哲学関係図書の入手と分析を行い、特にデカルトの『宇宙論』に注目し、スピノザの物体論・コナトゥス論との比較検討を行った。2スピノザの『往復書簡集』の内容を吟味し、形而上学類と科学類に大きく大別し整理するとともに、科学的著作『虹に関する代数的論断』の一部の試訳を先行邦訳書・英訳書を参考におこなった。3『エチカ』第2部に見られるスピノザの物体的世界の枠組みの考察を行った。その結果、スピノザの物体的世界は最単純物体を基本単位とする階層的な世界であることが明らかになると同時に、実体ー様態関係から統合的な世界像を結ぶものであることが明らかになった。

4スピノザの自然哲学を含めた哲学全体の「方法」概念を明確化するために、方法論的著作『知性改善論』に見られる「真の観念」に注目し、方法確立の中心となる「真の観念」の特徴を他の虚構の観念等との比較分析によって明らかにした。スピノザ哲学における方法とは内的・反省的方法であることを明確にしえた。5スピノザ『エチカ』の主題・体系的構成を整理確認するために、ドゥルーズ、メイヤー等の研究書の翻訳及び比較検討を行った。本研究の目的に到達するための課題として,1スピノザとホッブス及びデカルトの自然観・物体観との比較研究、2西洋中世科学論との関係の解明,3 17世紀科学革命との関係の解明の3点が挙げられるが、そのすべてに着手している。また,それらの課題1・2・3について,特に自然観・物体観における西洋哲学史における文化的関係・思想内容の異同については具体的な知見・成果を得ている。本研究の目的に到達するための課題として、(1)スピノザとホッブス及びデカルトの自然観・物体観との比較研究、(2)西洋中世科学論との関係の解明、(3)17世紀科学革命との関係の解明の3点が挙げられるが、そのすべてに着手している。特に、(1)・(3)については具体的な知見、成果を得ている。23・24年度の成果に基づき,今後は特に西洋中世科学論を踏まえた近世哲学における科学論との関係の解明に研究の力点を移し,ホッブス,デカルトの自然哲学とスピノザの自然哲学の関係について研修成果のまとめを行う。同時に,スピノザ哲学全体の中での自然哲学の位置づけをコナトゥス概念を中心におき,スピノザの方法論・倫理学・神学・政治論との関連を明確するよう研究を進める。23年度の成果に加え、特に今後は西洋中世科学論との関係の解明に研究の力点を移し、ルネサンス期の自然哲学、すなわちブルーノの『原因・原理・一者について』等の自然哲学・形而上学的著作を中心に「原因」、「物体的世界構成」の解析を行う。また、中世の西洋科学論、自然哲学に関する関係図書などの資料の収集を行い、オリーヴィ『神学命題2巻問題集』における「傾向説」、マルキア『神学命題注解』の「残留力」、そしてビュリダン『アリストテレス自然学8巻問題集』の「インペトゥス説」に注目して、西洋中世科学論の中世における「運動」と「力」について解析を行う。該当なし24年度においてはルネサンス期の自然哲学,すなわちブルーノの『原因・原理・一者について』等の自然哲学・形而上学的著作及中世の西洋科学論,自然哲学に関する関係図書、先行研究論文などの資料を集中的に収集する。また、文献調査、資料収集及び成果発表のために国内出張を行う。
食道癌における放射線誘導性EMTと癌幹細胞分化制御に関する基礎的研究

癌の悪性度、治療抵抗性を決定づける因子としての上皮間葉移行(EMT)と癌幹細胞の特性や制御法を知ることは今後の癌治療に大きな福音をもたらす可能性がある。本研究では食道癌に対する放射線治療により誘導されるEMTと癌幹細胞形質獲得に焦点を置き、糖尿病治療薬であるメトホルミンがその抑制を介して食道癌治療に相乗効果をもたらす可能性について検討した。食道癌細胞株ならびに食道癌細胞株直腸移植モデルマウスを用いた研究において、メトホルミンの腫瘍増殖抑制効果や放射線誘導性EMT抑制効果が確認されたことで、癌治療における有用な治療補助薬として位置づけられる可能性が示唆された。研究1)食道癌術前化学療法症例50例の化学療法前後の食道癌組織において、癌幹細胞マーカーであるCD44、CD133の変化を免疫染色で検証した結果、CD44, CD133陽性細胞数はともにほぼ不変だが、発現強度は化学療法後に有意に増加した。この結果から癌幹細胞マーカーの発現する癌細胞には抗癌剤耐性が備わっていることが示唆される。また、化学療法前のCD44強発現、CD133高陽性率、腫瘍縮小効果不良が有意な予後不良因子であった。その他の癌幹細胞マーカーやEMTマーカーに関しては検討中である。研究3)TE9に対してmTOR阻害剤であるmetforminを1mM以上の濃度で添加すると、有意な増殖抑制効果が見られた。同濃度では有意な殺細胞効果は見られなかった。Metformin 0.25mMをX線照射前に添加しておくことによって、研究2で見られた照射後の細胞の形態および各種EMTマーカー蛋白発現に表現されるEMT誘導が抑制され、浸潤能・遊走能も有意に抑制された。この結果は、放射線誘導性EMT誘導がmetforminの照射前投与により抑制されたことを示唆する。研究4)食道癌細胞株におけるmetformin添加による癌幹細胞分化誘導抑制効果に関する研究を予定していたが、次年度にかけて実施する予定である。ヒト食道扁平上皮癌細胞株における放射線照射による上皮間葉移行(EMT)の誘導(細胞形態変化、上皮系蛋白発現の低下、間葉系蛋白発現の増強、浸潤能の上昇)を蛍光免疫染色、Western blotting法、Invasion assay、Gelatin zymographyを用いてin vitroにて確認した。食道扁平上皮癌細胞株に対するMetformin添加による1mM以上の濃度では濃度依存性の増殖抑制効果を認めた。増殖抑制効果を有しない0.5mM濃度のMetformin照射前添加にて、培養上清中のTGF-β1濃度の抑制を認め、放射線誘導性EMTが抑制されることを確認した(E-cadherin, N-cadherin, Vimentin, αSMA, HIF-1α, TGF-β1, Slug, Snail, TwistなどのEMT関連誘導蛋白・転写因子の発現変化や浸潤能・遊走能の変化を検討)。また、これらの反応は、HIF-1発現低下に伴うTGF-β発現抑制を介するSmad経路と、AMPK・Akt-mTORc1のリン酸化を介する非Smad経路の双方を介して起こることを証明した。Metforminは食道扁平上皮癌における放射線抵抗性を改善し、さらに放射線照射の細胞増殖抑制効果や放射線誘導性EMT抑制効果を増強する可能性が示唆された。ヌードマウス(Balb/c)を用いた食道癌細胞株直腸移植モデルを作成し、2.5mg/mL濃度のMetformin溶解飲料水投与を行ったところ、Control群と比較して腫瘍重量および腫瘍サイズにおいて有意な腫瘍増殖抑制傾向を認めた。今後更なる検討課題として、in vivoでの放射線誘導性EMTや癌幹細胞形質への影響の証明などにつき検討し、さらにMetformin投与によるEMT誘導や癌幹細胞形質の獲得の抑制効果を介して、食道癌治療に相加相乗効果をもたらす可能性について評価したい。研究活動にかける予定であるエフォート(当初20%を予定)を十分当てることができない。(研究時間を十分にとることができない。マンパワー不足。)当初予定していたエフォートを実現できるよう、要領よく実験を遂行するとともに、ほかの業務にかけるエフォートを見直し修正する。予定していた実験の前の段階に時間がかかったために予定所要額を全て消化できなかった。残額を含む予算の総額に対して、研究における使用区分の見直しを行い、研究を行うに当たって過不足のない使用計画を画策する。
lprマウスに発症する自己免疫病の放射線照射による軽減効果とアポトーシスとの関係

免疫不全lprマウスに1回0.04Gyあるいは0.1Gyのガンマ線を週3回、合計20回照射し、脾臓の肥大の軽減をみたMakinodanらの実験をもとに、lprとgldマウスの脾臓・胸腺に蓄積した異常T細胞(CD4^-/CD8^-)の放射線感受性とアポトーシスとの間連を解析した。MRL/Mpj-lpr/lprマウスでは、急照射1Gy群の脾臓のCD4^-/CD8^-分画で統計的に有意な減少がみられ、CD4^-/CD8^+分画では有意な上昇がみられた。緩照射1Gy群では統計的な差はないが、CD4・CD8分画割合の改善が認められた。C57BL/6J-lpr/lprマウスでは十分な発症が見られず、また発症のパターンも異っており、照射による影響は観察されなかった。MRL/MpTn-gld/gldマウスでは、照射群では脾臓でCD4^-/CD8^-分画の減少、CD4^+/CD8^-分画の増加がみられた。胸腺ではCD4^+/CD8^+分画の増加とCD4^-/CD8^-分画の減少がみられ、どちらも統計的に有意ではないが、Makinodanらの結果と同様の傾向を示した。今回実験に用いた各系統のlprやgldマウスの免疫不全発症状態は系統間で異り、バックグランドと性別がMakinodanらのものと同じ場合でも、発症状態が異なっていたため、目的の結果は十分には得られなかった。しかし、低線量ガンマ線照射で、lprやgldマウスの脾臓・胸腺の異常なT細胞分画の割合に改善傾向が見られ、またアポトーシス検出結果から、低線量放射線でアポトーシスをおこした放射線高感受性細胞が、異常T細胞(CD4^-/CD8^-)であると推察された。さらに放射線誘発アポトーシスにはFas-FasL系が関与しないことがわかった。これらのことから、低線量放射線でこれらのマウスの免疫不全による疾病の軽減効果が期待でき、ヒトへの応用の可能性も期待される。本年度は本実験の予備実験と実験条件設定を行うために,1prマウスとして最も症状が重いとされているMRL/Mpj-1pr/1prマウスを用いた実験をおこなった.

実験条件等は研究計画・方法に述べたものとほぼ同じであるが,照射時間時期を疾患の発症後とするために生後10週からとした.実験群は1日0.049Gyのガンマ線を週5回計20回照射(総線量0.98Gy)する緩照射群(I群)と,0.98Gyを1回照射する急照射群(II群),4Gyを1回照射する高線量急照射群(III群)に分けた.各群とも照射後6時間後に屠殺,脾臓,胸腺よりT細胞を取りだし,T細胞表面抗原分別用抗体で染色後,フローサイトメーターを用いて各分画の変化を調べた.また脾臓,胸腺の一部で組織切片を作成しアポトーシスの発生状況を観察した.各群ともマウスの体重や脾臓・胸腺重量に明瞭な変化は見られなかった.脾臓におけるT細胞の各分画の変化については,II群とIII群でCD4^-CD8^-とCD4^+CD8^-の各分画が非照射群と比べて明瞭に減少した.胸腺についてはII群とIII群でCD4^+CD8^+の分画が非照射群と比べて明瞭に減少した.脾臓と胸腺におけるアアポトーシスは,照射6時間後で全ての群で線量依存性に観察された.本年度の実験では,I群でのCD4^-CD8^-の異常蓄積T細胞の減少が見られず,急性照射群で脾臓のCD4^-CD8^-とCD4^+CD8^-の分画細胞群,胸腺でCD4^+CD8^+の分画細胞群の放射線感受性が高いことがわかったが,Makinodanらの実験結果とは異なっており,マウスのバックグランドの違いを反映している可能性が示唆された.アポトーシスに関して,このマウスではFAS-FASリガンドシステムが欠如しているにもかかわらず,線量依存性に発生しており,放射線によるアポトーシスはFASを介さない経路によることが判明した.免疫不全lprマウスに1回0.04Gyあるいは0.1Gyのガンマ線を週3回、合計20回照射し、脾臓の肥大の軽減をみたMakinodanらの実験をもとに、lprとgldマウスの脾臓・胸腺に蓄積した異常T細胞(CD4^-/CD8^-)の放射線感受性とアポトーシスとの関連を解析した。MRL/Mpj-lpr/lprマウスでは、急照射lGy群の脾臓のCD4^-/CD8^-分画で統計的に有意な減少がみられ、CD4^-/CD8^+分画では有意な上昇がみられた。緩照射lGy群では統計的な差はないが、CD4・CD8分画割合の改善が認められた。C57BL/6J-lpr/lprマウスでは十分な発症が見られず、また発症のパターンも異っており、照射による影響は観察されなかった。MRL/MpTn-gld/gldマウスでは、照射群では脾臓でCD4^-/CD8^-分画の減少、CD4^+/CD8^-分画の増加がみられた。胸腺ではCD4^+/CD8^+分画の増加とCD4^-/CD8^-分画の減少がみられ、どちらも統計的に有意ではないが、Makinodanらの結果と同様の傾向を示した。今回実験に用いた各系統のlprやgldマウスの免疫不全発症状態は系統間で異り、バックグランドと性別がMakinodanらのものと同じ場合でも、発症状態が異なっていたため、目的の結果は十分には得られなかった。しかし、低線量ガンマ線照射で、lprやgldマウスの脾臓・胸腺の異常なT細胞分画の割合に改善傾向が見られ、またアポトーシス検出結果から、低線量放射線でアポトーシスをおこした放射線高感受性細胞が、異常T細胞(CD4^-/CD8^-)であると推察された。さらに放射線誘発アポトーシスにはFas-FasL系が関与しないことがわかった。これらのことから、低線量放射線でこれらのマウスの免疫不全による疾病の軽減効果が期待でき、ヒトへの応用の可能性も期待される。
ELシート発光ブレードの開発と新しい小切開手術の開拓

平成21年度までの研究では、実際の開創ブレードを模したプロトタイプ1を、ステンレスを使用して作成し、これに絶縁テープ+シリコンコーティングを施したものを使用して各種基礎実験(電圧照度実験、経時的照度変化、漏電実験、滅菌耐性実験など)を繰り返した。その結果、最低限の安全性には問題ないものの、医療安全基準には及ばない程度の漏電が一部に認められた。ブレードのコーティングが不十分であったため、新たに特殊なコーティングを行った。実際に手術に使用されるブレード(Thompson RetractorR (Thompson Surgical Instruments,Inc.))を使用してプロトタイプ2を作成した。作成したブレード4枚は、生食に終日浸漬した後の漏電実験ですべてがこれをクリアーした。また、プロトタイプ1を用いて行った実験の基礎データから、最大限の光量を得るために電源としては9V直流を交流変換して使用することとした。これらの条件で、実際に豚の腎摘実験を施行した。2頭の去勢雄豚(3ヶ月、約40kg)に対して全身麻酔下に3回の腎摘除術を施行した。4枚のELシート面発光開創ブレードをThompson RetractorRに装着して2人で行った。6cmの皮膚切開を加え、後腹膜アプローチで摘出、手術中は部屋の明かりはすべて消灯して肌ブレードの発光のみで直視下に手術をおこない、消灯してある腹腔鏡でビデオ撮影した。3回とも完遂され、手術時間は1時間18分2時間38分、出血量は1g38g。創内の明るさは肉眼視で行うには十分な照度が維持され、安全な手術が可能であった。ELブレード4枚点燈下の創縁の照度は141Lxであった。術後の絶縁検証実験ではすべてのブレードが安全基準をクリアーした。実用化が視野に入ってきているが、さらに毒性溶出実験とさらに過酷な状況での絶縁検証実験が必要である。小切開手術のみならず、いかなる開腹術にも使用可能な面発行ブレードの開発を目指した。まず、実際のミニマム創手術用器具を模した開創ブレードをステンレスで作成した。光源として、面均一発光性、無志向発光性、高屈曲性・易工作性に優れた無機ELシートを使用した。これを開創ブレードの表面に貼り付け、漏電防止のため、透明絶縁テープで包埋後シリコンコーティングを行った。これを用いて、絶縁検証、照明および視認性の検証、ELシート表面温度検証、耐滅菌性の検証等を行った。生理食塩水に浸漬して行った漏電実験では、作成した5個のELブレードのうち1個で単一故障状態の規定値内に収まる漏れ電流が検出された。また他の1つでは測定中に発光しなくなった。漏れ電流は微量で最低限の安全性は確保されていると考えられた。照度実験では実際のミニマム創内部を模した直径10cm、深さ10cmの筒を作成、4方からEL開創ブレードを設置して行った。電源にアルカリ単3乾電池2本を使用したところ、開始当初の照度は60-1201xと十分であったが徐々に低下し、8時間後で約半分の照度まで低下した。腹腔内を模した赤色のgradationを使用し、筒内での視認性を検証したところ、照度が十分でもELシート発光色の種類により視認性が変わることがわかった。シート表面温度に関しては発光時間6時間を経過しても30度未満を維持し、低音熱傷の危険性は否定された。滅菌実験では、高圧蒸気滅菌ではELシートが溶けてしまったが、EOG滅菌では、その前後で照度に全く変化は無かった。以上の結果から、より高いレベル、技術の絶縁処理と電力供給方法の改善(とくに商用交流100vを使用したものなど)を施したEL開創器はミニマム手術において非常に有用と考えられた。今後は、これらの検索とともに、開発したEL開創器の生体への影響を動物実験を含めて詳細に行う予定である。

創内の明るさは肉眼視で行うには十分な照度が維持され、安全な手術が可能であった。ELブレード4枚点燈下の創縁の照度は141Lxであった。術後の絶縁検証実験ではすべてのブレードが安全基準をクリアーした。実用化が視野に入ってきているが、さらに毒性溶出実験とさらに過酷な状況での絶縁検証実験が必要である。
既存の２足歩行ロボットへの制御無干渉な外付け型歩行安定化の理論と機構に関する研究

さまざまな制御方策で歩行制御される2足歩行ロボットに対して,ロボット本体の制御に介入せずに,その歩行安定性を改善する新たな方法を明らかにした.具体的にはロボット足部から張り出す位置に,床面との適切な高さでロックされた支持機構を用意し,立脚が過剰な倒れこみの場合のみに支点切り替え効果で角速度を減少させる.能動歩行を行う小型ヒューマノイドロボットでの実験,および人の靴への応用で有効性を確認できた.本研究は2足歩行ロボットの安定歩行を,ロボット本体の制御に介入せずに,足部に張り出す形の外付け機構(抑制機構)により実現する新しい手法を提案するものである.初年度であるH27年度は,抑制機構のパラメータの理論設計と,能動歩行を行う2足歩行ロボットにおいて抑制機構が安定化を与えるかの実験的検証を行い,以下の成果を得た.(1)理論面での成果:足先抑制の設計パラメータを求めるために,2次元コンパスモデルの受動歩行において,設定したある角度(抑制開始角)を超えた時点で,張り出した足先に支点を切り替えて回転を継続する数理モデルを構築した.このモデルを用いて,斜度を様々に変更した路面での数値シミュレーションを行い,足先長と斜度の関係を求めた.その結果,足先長の増大に伴い,歩行安定化の効果が増大することが確認できたが,興味深い性質として,斜度の増加に対する安定化の効果が,短い足先の方がより高いという結果も得られた.このことは機構と抑制開始角に応じてもっとも効果的な足先長があることを示唆しており,次年度でより網羅的なシミュレーションを通じて明らかにしたい.(2)実現面での成果:能動歩行をおこなう2足歩行ロボットへの抑制機構の取り付け,および効果についての検討を行うため,高さ40cm程度の小型ヒューマノイドロボットの足先に小型サーボで抑制部の高さを調整可能な装置を取り付け,ロボット自体の制御では転倒する斜度の斜面において,抑制部の調整により歩行安定化が実現するかを検証した.その結果,約10度までの斜度においては,抑制部の張り出し高さ3mm程度によって,転倒しない安定歩行が実現できることが確認できた.一方で,張り出し高の適切な値が0.2mm程度異なる場合に転倒に至ることもわかった.これは張り出し部を点接触とした構造的な問題の可能性もあり,次年度で適切な接地機構についても検討を続けたい.H27年度は,能動歩行を行う2足歩行ロボットへ,足先のみに機構的な張り出しを設けることで安定化が実現できることを,小型ロボットによる実験で明らかにすることができた.これにより,本研究の方向性が正しいことが確認でき,意義のある成果を得たと考えている.また本年度の目標である,張り出し機構の設計のための設計式構築については,今年度はコンパスモデルについての正確なシミュレーション式を導出することができ,次年度に網羅的なシミュレーションを行う準備が整った.よって,本年度はおおむね計画通りに進んでいるものと考えている.本研究は2足歩行ロボットの安定歩行を,ロボット本体の制御に介入せずに,足部に張り出す形の外付け機構(足先抑制機構,以下抑制機構)により実現する新しい手法を提案するものである.前年度では,機構設計の理論を明らかにする数理モデルを簡易的なモデルに対して得ることができ,また能動歩行器にロック型の抑制機構を導入することで歩行を安定化できる見込みを簡易実験で得た. 2年目であるH28年度は,抑制機構のパラメータの設計方法の導出と,より実際的なロック型抑制機構のハードウエア設計を目標として,以下の成果を得た.(1)抑制機構のパラメータ設計に関する成果:小型能動歩行ロボットに抑制張り出し量をモータで制御できるロック型抑制機構を取り付け,歩行の挙動を定量化するために角速度センサを重心付近に取り付け,さまざまな斜面で実験を行ったところ,歩行面の斜度と,もっとも安定化効果のある抑制機構の床面高さの間に,ほぼ線形な関係がみられることが明らかになった.さらに適切な抑制機構により補正されたロボットの姿勢は,ほぼ平面を歩く場合と同様な直立姿勢に近いものであることが分かった.ただし斜度によっては若干の後傾姿勢が最安定となる場合も見られるので,次年度に詳細を明らかにしたい.これにより斜面に適応させる設計については,姿勢をほぼ垂直に補正するような抑制量を与えればよいことが明らかになった.(2)ロック機構のハードウエアに関する成果:前年度で明らかにした能動2足歩行ロボットへのロック型抑制機構では,抑制機構の点接触位置により,抑制後の左右の揺動の増幅が起き,横方向に不安定さを増す問題点がわかっていた.今期は接触点を若干拡大させ,柔軟な素材で覆うことで左右の揺動を抑える改良を行い,実験を通して有効性が確認できた.前年度は能動歩行を行う2足歩行ロボットにロック型の抑制機構を設けることで歩行が安定することを簡易的に実験で確認でき,また環境に応じた抑制量の設計についても簡単な理論モデルを導出した.この成果を受けてH28年度では,昨年度の機構を改良したものを用いて能動歩行ロボットでの網羅的な実験を行い,それにより「平地の安定歩行を行う能動2足歩行ロボットを,ある斜度の斜面で歩行させた場合に,安定歩行を実現するためのロック抑制は,その斜度における両足支持期の,ロボットの鉛直方向を基準とした姿勢が,平地歩行での鉛直方向を基準とした姿勢と同じになるような量である」ということが明らかになった.本研究は(1)ロック抑制機構のハードウエアを明らかにすること,(2)与えられた環境に対してロック抑制のハードウエアを動かす量を明らかにすること,

(3)この方法が能動歩行ロボット自体の制御に干渉しないことを明らかにすること,の3つから成る.今年度で, (2)については斜面での歩行を対象として完了することができ,(1)については,すでに前方へのロック抑制機構について前年度で明らかにしているので,研究は順調に進んでいるものと判断している.本研究はさまざまな制御方策で歩行制御される2足歩行ロボットに対して,ロボット本体の制御に介入せずに,その歩行安定性を改善する新たな方法を提案するものである.具体的には,(1)足底から進行方向およびその直角方向に若干張り出す位置に,床の間に反力を伝える支持機構を用意する.(2)それぞれは,足底がある規定の角度に前屈あるいは回外した場合に床面と接触するように着地点(面)を設定し,固定する.(3)歩行が不安定となり,この機構が床面に接地する程度まで前屈あるいは回外した時点で,脚の回転は床面接地位置を新たな支点とする支点切り替えが生じ,角速度減少でブレーキ効果が得られる.これにより,ロボット内部の制御にかかわらず,倒れこみ過剰な場合に脚を受動的に引き戻す効果が得られる.この機構は,床面との接触高さのみを,歩行環境の乱雑さに応じて事前決定し,歩行前にモータにより高さを決めて,その位置にロックし,歩行動作期間中は無制御・無駆動で作動する.よって足底に装着する靴のような歩具として実現できる汎用性を有している.この研究では,(1)安定化の原理である支点切り替えによる脚の角速度減少効果を数値シミュレーションを通じて明らかにし,(2)歩行環境に応じたこの機構の床面接触高さについて,その決め方を前述のシミュレーションにより指針を示し,(3)固定シーケンスで歩行する簡易的なヒューマノイドロボットでの実機実験により,実際の設計例を明らかにした.さらに本研究では,この原理を人の靴へ応用し,靴と脚の間を弾性体で軽く拘束することで,過剰な背屈が生じた際に支点切り替えを生じさせて脚角速度を減少させて歩行安定化させる仕組みを提案し,実験により効果を確かめることができた.さまざまな制御方策で歩行制御される2足歩行ロボットに対して,ロボット本体の制御に介入せずに,その歩行安定性を改善する新たな方法を明らかにした.具体的にはロボット足部から張り出す位置に,床面との適切な高さでロックされた支持機構を用意し,立脚が過剰な倒れこみの場合のみに支点切り替え効果で角速度を減少させる.能動歩行を行う小型ヒューマノイドロボットでの実験,および人の靴への応用で有効性を確認できた.足先抑制機構の具体設計において,H27年度では,点接触による抑制機構が歩行安定化に与える鋭敏さが問題点として明らかになった.H28年度では,この問題を解決するため,矢状面での抑制と前額面での抑制の2方向の抑制を行う張り出し機構について研究を進めることを優先したい.足先の抑制機構の設計のためのシミュレーションにおいては,引き続き前年度に構築した理論モデルを用いて網羅的にパラメータ探索を行い,適切な張り出しの設計値の指針を得たい.同時に,矢状面・前額面の2方向の抑制に対応した理論モデルの構築に向けて,現在2次元コンパスモデルを用いている数理モデルを3次元に拡張することについても継続したい.(1)ロック抑制機構のハードウエアについて:残されている課題である後方向(矢状面),および横方向(前額面)のロック抑制機構について検討を行う.
希薄エタノ-ル水溶液の濃縮分離用圧透析膜の開発

昨年度に準備が完了した圧透析パイロットテスト装置及び膜面積1m^2のPEC1000膜からなる圧透析モジュ-ルを用いて,スケ-ルアップについて検討した。モジュ-ル単位での圧透析実験の結果を以下に示す。0.15Wt%のエタノ-ル水溶液に7.2wt%のNaClを添加した系では,操作圧力の増加とともに濃縮比は減少し透過液中のエタノ-ルは操作圧力が2.94MPaで0.19wt%まで濃縮されたが,4.90MPaでは,0.14wt%と希釈された。一方,同じくエタノ-ル水溶液に29wt%のショ糖を添加した系では,NaClとは異なり操作圧力の増加に伴って,濃縮比及び透過流束も増加した。例えば操作圧力が4MPaで,最高1.85倍の濃縮比が得られ,このときの透過量はモジュ-ル当たり0.18mol(エタノ-ル)1minであった。また,昨年度につづき液体クロマトグラフィ-による膜素材と溶質の相互作用について検討した。膜構造と膜性能に及ぼす製膜条件の影響を調べるため,逆浸透膜の製膜と同一組成で,酢酸セルロ-ス粒子の製造条件を検討した。ド-プ液中に添加剤として加えたリン酸量の増加に伴い,粒子の孔径は減少した。実験範囲においては,リン酸濃度15wt%で,粒子の孔径は最小となった。これは,酢酸セルロ-ス製逆浸透膜の製膜条件と一致した。また,エタノ-ルの分配係数についても,リン酸濃度の増加に伴い減少することが判った。更に,シアノエチルセルロ-スアセテ-ト(CACN)及びヒドロキシプロピルセルロ-スアセテ-ト(CAHP)についても,同様の粒子を製造し,液体クロマトグラフィ-を用いた液盾との相互作用を調べた。その結果,CACNとCAHPは共に酢酸セルロ-スよりも疎水性が大きいが,エタノ-ルの分配係数はほぼ同じであった。この分配系数の結果は,逆浸透によるエタノ-ル排除率と相関がみられた。酢酸セルロ-スの対称膜を作成し、エタノ-ル濃度2wt%の水溶液にショ糖を46.5,15.4wt%となるように添加した場合の膜への分配平衡を測定し、膜の多孔度と分配平衡の関係を測定した。ショ糖無添加液に比べて、分配平衡が23倍増大すること、及び、多孔度を50wt%から20wt%へと減少させることによっても3倍程度増大させることができた。なお、この手法では測定に多大の時間を要するので、購入した高速液体クロマトグラフィを用いる手法によって、分配平衡を測定することを試みている。その充填用試料として、種々の多孔度をもつ酢酸セルロ-ス粒子の製造を開始し直径200μm程度のものを得ている。さらに、直径20μm程度まで減少させるため努力中であり、この粒子製造法に成功すればいろいろなポリマ-より多孔度の異なる粒子を得て、エタノ-ルの分配平衡が大きい高分子の選別が可能となる。ショ糖濃度30wt%を含むエタノ-ル水溶液の圧透析実験を行い、酢酸セルロ-ス非対称膜で、3MPaの操作圧力で1.8倍、5MPaで1.2倍位の濃縮率となった。ポリエチレンイミンを塩化フタロイルと界面重合させて得た複合膜で、1.3倍程度となっている。大回転ミクロト-ムを購入し、膜を切断して電子顕微鏡を用いて製膜条件による膜構造と濃縮率の関係を検討中である。膜内の拡散係数については透過係数と分配平衡との実測値を用いて、有効拡散係数の形で整理している。より正確な膜面を用いて測定し、正確な拡散係数を求めることができると考えられる。エタノ-ル水溶液に糖を添加した場合の膜への分配平衡を迅速に測定するために高速液体クロマトグラフィを用いる手法によって行った。その充填用試料として.種々の多孔度を持つ酢酸セルロ-ス粒子を製造した。その粒径は100μm程度であった。酢酸セルロ-ス粒子を充填試料としてキャリア溶液にブドウ糖水溶液を使用した場合のエタノ-ル分配係数を求めた。その結果、キャリア溶液中のブドウ糖濃度が0.510wt%と増加するにしたがって、水に対して相対的にエタノ-ル分配係数は増加する傾向を示した。また、粒子の多孔度が高まるにしたがい、エタノ-ル分配係数は減少した。これは.前年度に行った酢酸セルロ-ス膜での結果と同様な傾向となった。また.酢酸セルロ-ス以外の素材については.ポリエ-テルスルホン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリルの粒子製造に成功した。これらの粒子についてもエタノ-ル分配係数を測定中である。さらに.他の素材についても粒子製造を努力中であり.広範囲な膜素材について圧透析の基礎的知見を深めていく予定である。実際に製膜も行い、製膜条件による膜構造と濃縮率の間係についても検討中である。本年度に準備が完了した圧透析パイロットテスト装置および圧透析膜モジュ-ルを用いて、モジュ-ル単位での圧透析実験を行い、スケ-ルアップした場合についての検討を行う。

モジュ-ル単位での圧透析実験の結果を以下に示す。0.15Wt%のエタノ-ル水溶液に7.2wt%のNaClを添加した系では,操作圧力の増加とともに濃縮比は減少し透過液中のエタノ-ルは操作圧力が2.94MPaで0.19wt%まで濃縮されたが,4.90MPaでは,0.14wt%と希釈された。一方,同じくエタノ-ル水溶液に29wt%のショ糖を添加した系では,NaClとは異なり操作圧力の増加に伴って,濃縮比及び透過流束も増加した。例えば操作圧力が4MPaで,最高1.85倍の濃縮比が得られ,このときの透過量はモジュ-ル当たり0.18mol(エタノ-ル)1minであった。また,昨年度につづき液体クロマトグラフィ-による膜素材と溶質の相互作用について検討した。膜構造と膜性能に及ぼす製膜条件の影響を調べるため,逆浸透膜の製膜と同一組成で,酢酸セルロ-ス粒子の製造条件を検討した。ド-プ液中に添加剤として加えたリン酸量の増加に伴い,粒子の孔径は減少した。実験範囲においては,リン酸濃度15wt%で,粒子の孔径は最小となった。これは,酢酸セルロ-ス製逆浸透膜の製膜条件と一致した。また,エタノ-ルの分配係数についても,リン酸濃度の増加に伴い減少することが判った。更に,シアノエチルセルロ-スアセテ-ト(CACN)及びヒドロキシプロピルセルロ-スアセテ-ト(CAHP)についても,同様の粒子を製造し,液体クロマトグラフィ-を用いた液盾との相互作用を調べた。その結果,CACNとCAHPは共に酢酸セルロ-スよりも疎水性が大きいが,エタノ-ルの分配係数はほぼ同じであった。この分配系数の結果は,逆浸透によるエタノ-ル排除率と相関がみられた。
黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH)ニューロン同時発火の機序:LHRHの役割

1.下垂体前葉からの黄体形成ホルモン(LH)のパルス状分泌は、視床下部正中隆起部からの黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH)のパルス状分泌により支配される。LHRHは視床下部の主に内側視索前野で産生されている。個々のLHRHパルスは複数のLHRHニューロンが同時に発火することにより引き起こされるが、この同時発火の機序は全く不明であった。2.自由行動下卵巣摘除ラットの正中隆起部では多ニューロン発火活動(Multiunit activity, MUA)の上昇(MUAバースト)、すなわち、複数のニューロンの同時の発火活動上昇が、20-30分間隔で見いだされる。このMUAバーストは必ずLHパルスを伴うことから、このMUAはLHRHニューロン群活動を反映していると推測されている。3.我々は、LHRHニューロンから視床下部内に局所性に分泌されたLHRHがLHRHニューロンの同時発火機序に関与するとの仮説を立て、卵巣摘除ラットの静脈内あるいは視床下部局所にLHRHを外来性に投与し、MUA及びパルス状LH分泌への影響について調べた。5.1ngのLHRHの正中隆起部局所投与も直ちにMUAバーストを出現させ、このバーストはLHパルスを伴うことが確認された。その後、MUAバーストとLHパルスは通常の間隔で出現した。6.1ngのLHRHの内側視索前野局所投与はMUAにもパルス状LH分泌にも影響を与えなかった。7.これらの結果から、LHRHニューロンから視床下部内に局所性に分泌されたLHRHは、自身のあるいは隣接のLHRHニューロンを次々と活性化し、これにより、多数のLHRHニューロンが同時に発火することが推測された。また、この機序は少なくとも正中隆起部あるいはその周辺に存在することが示唆された。
自閉症児における社会性の発達を促す指導方法の研究-行為への注目や模倣との関連性-

【研究目的】本研究では、Tomasello(2005)を基盤として作成された「意図共有」発達支援プログラム(長崎,2006)における「行動と情動の共有」の段階に焦点をあて、広汎性発達障害のある児童を対象とした、特別支援学校の授業場面での指導方法とその効果について検討することを目的とした。【研究方法】1.対象児:自閉症男児(以下A)。CA,8:2。田中ビネー知能検査V:MA3:8。図形の模写などが得意で、言語表出を求められる課題は苦手であった。2.指導場面:特別支援学校小学部の集団授業において、絵本の読み聞かせ場面を設定し指導を行った。3.指導目標:「友達や教師の様子を見ること」「自ら動作やことばでセリフを表現できること」とした。4.指導方法:セリフに応じた動作を決め、教師は段階的な援助(身体援助、モデル提示、ことばがけ、注意喚起・時間遅延)を行った。また指導期を第1期(4回:身体援助とモデル提示を中心に行う時期)、第2期(8回:援助を徐々に減らす時期)、第3期(4回:最小限の援助を維持する時期)とした。5.分析方法:VTRによる記録と分析。標的行動は(1)動作:セリフに応じて自発的に表出した動作、(2)視線:絵本、教師、友達への注目、(3)情動:笑顔等の快情動の表出とした。【研究成果】標的行動の平均生起数(回):(1)動作:1期1.3,2期7.6,3期7.5,(2)視線:1期9.5,2期13.3,3期13.8,(3)情動:1期1.3,2期3.5,3期4-5。(2)視線について、第1期は教材(絵本)への注目がほとんどであったが、第2期以降は教師や友達への注目が増えた。(1)動作と(3)情動の表出については、第2期になって大きく増加し動作に伴う情動表出も見られた。全標的行動が1ヶ月指導の空いた第3期でも同様に見られ、行動の維持がうかがえた。物から人へと関心が変化する中で他者がモデルとなり、動作模倣や自発的な動作表現へと広がったと推察された。コミュニケーション行動や他者への関心を育む際に本指導が有効であることが示唆された。CA,8:2。
創傷治癒過程における汗腺組織の再生と上皮化への関与の解明

平成13年度の科研費で以下のことをさせていただきました。(1):患者さんの同意のもとに,足底の皮膚腫瘍の切除時に得られた,正常な部分の皮膚から汗腺の導管部を取り出したものと,これをexplant cultureして増殖した細胞のケラチン分析を行いました。(もともと汗腺のケラチン分析は免疫染色でしか行われておらず,生化学的な汗腺導管部のケラチン分析は新しいものと考えられます。)汗腺導管部自体のケラチンは,二次元電気泳動にてケラチンサブユニット5,6,(10),14,16,19が認められ,explant cultureしたものは,(1),5,6,10,14,16,19が認められました(()は発現量が少量のため,精査が必要)。これにより汗腺導管部は培養により,表皮の性質を帯びてくることが推測されました。しかしさらにウエスタンブロットによる精査,免疫染色による追加実験が必要と思われます。(2):器官培養を用いた汗腺組織からの上皮化をみた実験では,約1週間程度で,汗腺導管部から汗腺の表皮内汗管の構造と同様に螺旋を作りながら細胞が増殖し,さらに周囲へ張り出していく像が認められました。これをディスパーゼではがして,ケラチン分析を行いましたが,採取できる量が少量のため分析がうまく行きませんでした。さらに器官培養を行うサンプル数を増やして,採取できる量を多くすることが必要と思われます。
自家組織を用いた代用気管に関する基礎的研究

犬において,開腹して長さ約8cmの遊離空腸片を採取し,空腸片の動静脈を甲状腺動脈および頚動脈は顕微鏡下に吻合し,その犬の頚部気管を10気管軟骨輪含めて管状切除したあとに,この空腸片を代用気管として挿入した.代用気管の内腔を保持するためにgore-tex管あるいはT-tubeを用いた.上記の実験によって以下に述べる結果をえた.1.血管吻合した遊離空腸は生着し, gore-tex管あるいはT-tubeで内腔を保持すれば代用気管として機能することができた.2.無処理の空腸片では消化液の分泌のコントロールが困難で,そのために肺炎を発症するものが多かった.上述の成績をえて,次の基礎実験を行った.3.開腹して長さ約6cmの空腸盲管を4個作り,これを有茎のまゝ腹部皮下に埋没した.4.空腸盲管には種々の操作を加えた.すなわち, a.粘膜面を硝酸銀で焼灼する.b.粘膜を剥離する.c.粘膜を剥離し,さらに創面を電気メスで焼灼する.d.コントロール. 4個の盲管にはシリコンチューブを予め挿入しておき,経時的に盲管内の分泌液の量を測定した.この基礎実験により,空腸粘膜を剥離して創面を電気メスで焼灼する方法が移植空腸の消化液の分泌をもっとも抑制することが分かった.5.遊離空腸をその粘膜を剥離して創面を電気メスで焼灼した後,頚部気管の欠損部に移植し,内腔を保持するこめにT-tubeを挿入した実験犬は術後早期に衰弱で死亡したものを除くと全例長期生存した.空腸内にステントとして挿入したgore-texは固定が難しく,さらに検討を要すると思われた.犬において,開腹して長さ約8cmの遊離空腸片を採取し,空腸片の動静脈を甲状腺動脈および頚動脈は顕微鏡下に吻合し,その犬の頚部気管を10気管軟骨輪含めて管状切除したあとに,この空腸片を代用気管として挿入した.代用気管の内腔を保持するためにgore-tex管あるいはT-tubeを用いた.上記の実験によって以下に述べる結果をえた.1.血管吻合した遊離空腸は生着し, gore-tex管あるいはT-tubeで内腔を保持すれば代用気管として機能することができた.2.無処理の空腸片では消化液の分泌のコントロールが困難で,そのために肺炎を発症するものが多かった.上述の成績をえて,次の基礎実験を行った.3.開腹して長さ約6cmの空腸盲管を4個作り,これを有茎のまゝ腹部皮下に埋没した.4.空腸盲管には種々の操作を加えた.すなわち, a.粘膜面を硝酸銀で焼灼する.b.粘膜を剥離する.c.粘膜を剥離し,さらに創面を電気メスで焼灼する.d.コントロール. 4個の盲管にはシリコンチューブを予め挿入しておき,経時的に盲管内の分泌液の量を測定した.この基礎実験により,空腸粘膜を剥離して創面を電気メスで焼灼する方法が移植空腸の消化液の分泌をもっとも抑制することが分かった.5.遊離空腸をその粘膜を剥離して創面を電気メスで焼灼した後,頚部気管の欠損部に移植し,内腔を保持するこめにT-tubeを挿入した実験犬は術後早期に衰弱で死亡したものを除くと全例長期生存した.空腸内にステントとして挿入したgore-texは固定が難しく,さらに検討を要すると思われた.
スーパーキャパシタと系統、太陽光発電、風力発電および負荷の統合システムの研究

スーパーキャパシタと系統,太陽光発電,風力発電および負荷を局所DC配電システムに接続し統合システムを構成し,その有効性を明らかにすることを目的に研究を進めてきた。"統合システム"に関して検討すべき事項として,(1)94%以上の高効率変換器の実現,(2)小型軽量化および低価格化,(3)電力変換器のソフトウエアによる完全なディジタル制御法の確立,(4)有効無効電力の非干渉化制御法の実現などが挙げられる。平成18年度では,主に(1)および(2)に関して,主に計算機シミュレーションの手法で検討した。MATLAB/SIMULINKを用いて高効率・高密度変換器モデルを構築し,計算機シミュレーションにより検証を行っている途上である。これと並行し,(3)の課題に着手し,DSPを中核とするPWM変換器を構成した。DSPにはTI社製のTMS320VC5416DSPスタータキットを用いた。DSPにデータを取り込むための電流・電圧センサー回路,A/D変換回路およびインターフェース回路を構成し,DSP上で高密度変換器のPWM信号発生が実現できていることを確認した。さらに,スーパーキャパシタが高価で大容量のものを入手できないため,3レグインバータを用いた新しいEDLCシミュレータを提案し,その有効性をPSIMシミュレータを用いて確認した。シミュレーション結果から,1000μFの電解コンデンサを1F,300VのEDLCに模擬できることを明らかにした。
フィリピンにおけるＲＳＶ感染症の疫学及び感染伝播に関する研究

Respiratory Syncytial Virus (RSV)は、小児下気道感染症の主要原因であり、特に生後6か月未満の感染で重症化しやすいことから重要な病原体である。現在開発が進められているワクチンによって、免疫能の十分でない乳児の重症なRSV感染を予防する方法が模索されており、RSV感染伝播の理解と乳児の感染源の解明が求められている。よって、RSV感染症の伝播の疫学像の理解を目的に本研究を考案・実施した。フィリピン東部に位置する東ビサヤ州ビリラン県の一部地域で実施した5歳未満児を対象としたコホート研究のデータを用いて、特に6か月未満児のRSV感染症の感染源を明らかにするために解析を行った。感染源が家庭内の5歳未満児であったと考えられる症例について検討した。世帯内の5歳未満児が乳児のRSVの感染源であると考えられた例は、RSV感染症が確認された乳児の約30%であった。乳児にとって世帯内の5歳未満児が感染源として重要であることが示された一方、乳児は家族から感染する場合のほかに、家族以外から感染する場合もあることが考えられる。これらの結果は、RSV symposiumおよびOpen Forum Infectious Diseasesに発表した。2017-18年(1シーズン目)に採取した検体について、Real-time PCR法でRSVを検出した。RSV陽性の乳児の家族6名のうち4名からRSVが検出されたが、乳児が初発例である可能性が高く、家族以外から感染した可能性もあることが示された。RSVを検出した4名のうち3名は成人であり、成人も含んだ伝播が観察された。2シーズン目となる2018-19年に67名の乳児とその家族を対象とし流行中に呼吸器症状のモニタリングおよび検体採取を継続した。ウイルス検出と解析を実施している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではフィリピンビリラン島のコホートで収集した情報の解析により、RSV感染症の流行動態と感染伝播の疫学について明らかにすることを目的としている。平成28年度では地理空間解析と家庭内伝播について解析を行った。2014年の1年間の内7月から12月まで、3317名のコホート児から266名のRSV症例を検出した。SubgroupはRSV AとRSV Bの混合流行であった。遺伝子型はRSV Aは全てON1、RSV Bは全てBA9で、各国で検出されている株と高い相同性を持ち、流行期間を通して同一であった。結果に基づきSubgroupを区別して、統計学的に有意な集積箇所(クラスター)の位置を時系列にプロットすると、両Subgroupでその位置は時期により異なっており、患者発生の有意な集積がある位置は時系列に変化していることがわかった。次にRSV症例を検出した世帯での家庭内伝播について解析した。Subgroupを同定した199世帯で、感染者が1名の世帯は173世帯、感染者が2例以上の世帯は26世帯であり、26世帯中25世帯が同一のSubgroupの感染であった。全世帯と比較して、RSVを2例以上検出した世帯では、5歳未満の児が3名以上である世帯の占める割合が有意に高いことから、複数のRSV感染者の発生では3名以上の5歳未満児の比率が高いことがわかった。RSVを2例検出した世帯で発症日を10日以内のものを世帯内感染として15例を同定した。Secondary Attack Rateは平均34.2%であり、5歳未満の同胞内での高い二次発症が示唆された。これらのことから、RSV感染症が家庭内で伝播しながら地域内で徐々に拡大していることが考えられる。平成28年度の解析内容のうち、重要な焦点であったRSV感染症の地理的な拡大過程及び5歳未満の同胞内での感染伝播についての解析を進め、2014年について終了している。同様のデータを2015年も収集できているため、引き続き解析を行い、結果の統合と考察を行う予定である。当初予期していなかったこととして、2016年についてはRSV感染症の発生が散発的であったことがあげられるが、その原因については2014年、2015年のデータ解析と合わせ考察を進める計画である。本研究ではRSV感染症の疫学的解析を通じてRSVの地域レベルでの流行拡大過程を理解し、予防施策の考案に繋がる知見を得ることを目的としている。フィリピン東ビサヤ地区ビリラン島での5歳未満児を対象としたコホート調査で得られたデータについて、空間疫学的解析を行い、感染者の増加ともに地域内で有意な症例の集積の認められる箇所が経時的に変化する一方で、個々の集積の地理的規模は小さいことを示した。これにより、地区レベルもしくは世帯レベルでの小規模な伝播を繰り返されることで地域全体に流行が拡大していることが考えられた。次に、コホート世帯内での二次感染率について検討し、5歳未満の同胞間での高い二次感染があることを示した。しかし、5歳未満のみを対象とし、世帯を単位とするこれまでのデザインでは、世帯での初発例がどのような感染源によって生じるのか、世帯間および異なる世代での感染伝播がどのように起きているのかの疫学的特徴については明らかでなかった。