hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PETおよびMRIを用いた腫瘍内低血流域の特性評価

FDG集積の不均一性について、手術前の化学療法前後にFDG PETが行われた食道癌において、治療効果や予後の予測に有用であるか否かを検討した。化学療法前の腫瘍内部の構造に対してテクスチャ解析を行い、metabolic tumor volume(MTV)等の腫瘍体積指標との関連を求めた。腫瘍体積と関連性の低いテクスチャ指標を検出することを目標とした。食道癌35病変に対してテクスチャ解析を行ったが、1次、2次、高次の多数の指標を用いた。様々なテクスチャ指標が腫瘍体積指標と関連していた。テクスチャ、腫瘍体積、いずれの指標も治療効果予測を行うことはできなかった。腫瘍体積指標は再発の予測にも関連がなかったが、複数のテクスチャ指標は有用であることが分かった。多変量解析の結果、2次指標であるspatialgraylevel dependence matrix (SGLDM)- entropy,inversedifference moment, uniformityが統計学的に有意な再発予測因子であり、中でもSGLDM inversedifference momentは腫瘍体積やFDG集積に影響されない因子であることが明らかとなった。この成果は、2016年の米国核医学会総会で報告した。腫瘍内部の低血流域における低酸素以外の特性を、PETを中心とする画像を用いて評価した。FDGを用いたPETからブドウ糖代謝の情報を得た。原発性肝腫瘍においては、FDG集積亢進と血流低下との関連が、膵臓癌ではFDG集積亢進とMRIから得た拡散低下との関連が明らかになった。腫瘍内FDG集積の不均一性は、膵臓癌で血流と関連していることが分かり、食道癌では、化学療法に対する治療効果や手術後再発に対する予測に有用である可能性が示された。さらに、腫瘍内FDG集積に対するテクスチャ解析では、テクスチャ指標の中に腫瘍体積やFDG集積の程度に影響されない再発予測因子があることが明らかとなった。全体としてはおおむね順調に進展している。新規放射性薬剤を用いたPET検査は行えていないが、従来のPETから得たデータの解析では良好な結果が得られつつある。腫瘍内部での特性評価を詳細に行い、将来的に治療効果予測や治療戦略に寄与できるような画像情報の取得に努める。腫瘍内低血流は、様々な新規分子標的薬や免疫薬を用いた治療との関連も注目されるところであり、様々な解析ソフトウェアを利用しながら、その特性に関して新たな知見を得る。核医学腫瘍内部での特性評価を詳細に行い、将来的に治療効果予測や治療戦略に寄与できるような画像情報の取得に努める。人および動物ともに、当施設での他の研究や実験の増加の関係から、PET検査や実験枠がかなり限定されつつある状況である。しかし幸いにして、近年の腫瘍PETに対する注目から、様々な解析ソフトウェアが利用できる状況になりつつある。これらをうまく利用しながら、既存の検査からでも新たな種類のデータを抽出し、新たな知見を得るような工夫が必要である。全体としてはおおむね順調に進展しているが、新規放射性薬剤を用いたPET検査や実験の準備がやや遅れている。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため、当初の見込み額よりもやや少ない執行額となっている。研究に支障は生じていない。
緊急時における小児甲状腺被ばく線量推定のためのＥＳＲ低線量被ばく線量測定法の開発

今年度は、ESR線量測定法で用いるESR信号の取り扱いの技術的問題と甲状腺に取り込まれた放射性ヨウ素I-131から歯エナメルへの線量寄与係数を求めるための研究を行った。ESR信号の取り扱いは、比較的高線量(1Gy<)被ばくの場合、被ばくによる線量応答のあるCO2-ラジカル成分のピーク幅により被ばく線量を正確に求めることが可能である。特に福島及び長崎原爆(地上距離2km)で0.1Gy以下と推定される場合、通常のESR測定法では検出限界と考え評価できない被ばく線量である。0.1Gy以下の低線量領域になると歯エナメル有機物に起因する有機ラジカル成分ESR信号がノイズ(バックグラウンド)としてCO2-ラジカル成分ESR信号と重なり正確な被ばく線量を求めることができない。そこで我々は、日本電子社製ESR装置から得られるESRシグナル解析に利用できる「ESR Data Process」、「Isotropic simulation」ソフトを用いて、測定ESR信号より有機成分ESR信号を差し引く解析及びCO2-ラジカル成分・有機成分ESR信号のシミュレーション解析を行うことで、低線量領域の被ばく線量評価が可能であるという結果を得ることができた。長崎被爆者の抜歯試料は、地上距離2km以内の被ばく者の方々より提供を受けた抜歯試料についての線量評価を行い、その遮蔽状況に応じたパラメータ解析を行っている。また、福島原発事故の影響を受けたと考えられる福島県や周辺地域で提供を受けた抜歯試料についても解析を進め、被ばく線量評価を実施している。放射性ヨウ素I-131から歯エナメルへの線量換算係数は、甲状腺を線源として歯エナメルが受けると想定した場合、放射性セシウムCs-137や放射性コバルトCo-60と同等であると換算した。一般公衆が放射線事故等に遭遇した場合、通常、被ばく線量計等は携行しておらずその線量推定は、行動調査などによる計算により求める。被ばく線量が1Gy以下となるとほとんど臨床症状はなく生体試料を用いた生物学的線量算定法を用いる。特に人の歯エナメルを用いたESR線量測定法は個人生涯線量を求める方法として使用される。本研究課題は0.2Gy以下の低線量被ばく線量の推定にESR線量測定法を用いる目的で、歯エナメルや被ばく時に身につけていた貝ボタンなどを用いた線量推定に関する基礎研究を行った。本年度は、ESR線量測定の基礎条件を収集する目的で研究を進めた。試料は、これまで提供を受けた歯と市販貝ボタン4種類(白蝶貝、黒蝶貝、高瀬貝、あわび)を用いた。基礎条件は、1)試料重量とESR信号強度との関係、2)照射する放射線エネルギーの違いとESR信号との関係、3)試料の粒径によるESR信号へ影響、4)試料個々の違いによるESR信号強度の違い、5)ESR信号より被ばく線量を求める方法の比較について行った。人の歯エナメルと貝ボタンのESR信号は、放射線によって生成される試料中のCO2-ラジカルと有機物起源の信号が重なった状態は同じであったが、少し異なるスペクトルを示した。低線量被ばく線量を評価する場合、後者の妨害信号を可能な限り低くする必要がある。ESR信号と試料重量については、エナメル250mg、貝ボタン350mgまでは直線的な関係が得られた。数10mg以下の場合、ESR信号の誤差が大きくなる傾向を示した。被ばく線量を求める方法は、歯エナメル分離が十分な試料の場合、ESR信号の標準曲線を求めるキャリブレーション法で十分な精度を得た。象牙質の除去が不十分な試料は、複数回の追加γ線照射を行う付加線量法が適していた。貝ボタンは個体差や種類の違いによりESR信号強度が異なるために付加線量法とした。ESR低線量被ばく線量測定法の低線量領域での測定技術の確立として、基礎データの収集は順調に進行している。ただし、最も重要な乳歯に関するエナメルの剥離技術の確立に遅れが生じている。永久歯の場合は、エナメルが十分に発達しており、剥離技術はすでに確立したが、乳歯の場合は、エナメル質が未発達でその厚みも薄いために、より細やかな作業ができる精密切断機の利用や化学試薬による有機物の除去を試みる予定であるが、試料が貴重であり数も少ないために歯科治療によりエナメルを削った歯などによる事前の剥離試験を行う予定である。そのためには、対象となる治療済み抜歯の収集が必要となる。また、福島県、熊本県での歯および貝ボタンの収集に関しては、本年1月から3月までに3回の福島出張を行い関係機関、歯科医院などを訪問し、特に福島県における人の歯エナメルを用いた被ばく線量推定の現状把握と今後の研究内容の説明および研究協力依頼を実施している段階であり、収集ネットワーク作りまでは至っていない。本研究課題は、個人被ばく線量を唯一実測可能な測定法として、人体の一部である歯エナメル、衣服などの貝ボタンおよび貝製品などを測定素子として用いる電子スピン共鳴(ESR:Electron Spin Resonance)被ばく線量測定法を低線量領域でも適用可能な測定技術へと向上を図り、緊急被ばく時における被ばく線量評価法として確立することを目的に進める。福島県および周辺地域及び熊本県(対照地域)で歯エナメル、衣服の貝ボタン及び環境中の貝や貝製品を収集し、福島原発事故による被ばく線量や医療被ばくなどにより受けた個人被ばく線量の推定に関する基礎研究を行った。

本年度は、前年度に得られた研究成果を基にESR被ばく線量測定法の基礎データを収集する目的で研究を継続した。研究に用いたESR試料は、これまで提供を受けた抜歯試料に加え長崎大学との共同研究で提供を受けた長崎原爆被爆者の抜歯試料、福島第一原発周辺の貝、市販の貝製品を用いた。研究内容は、1)乳歯における歯エナメルへの象牙質(有機物を多く含む)混入を下げる分離技術の確立と、2)測定により得た歯エナメルESR信号を有機ラジカル成分と線量応答のある(CO2ー)成分に分離する方法の開発、3)低線量被ばくで問題となる歯エナメルに記録された自然放射線や医療放射線の被ばく線量推定について研究を進めた。ESR被ばく線量測定法の低線量領域での測定技術の確立のために計画した歯エナメル質や貝試料の測定により得た基礎データは十分に収集することができた。本研究課題の遂行において、平成28年4月に発生した熊本地震によりESR装置が被害を受け年度末まで使用できなくなったことは、研究遂行に大きな支障となった。ただし、最新のESR装置を導入することができたことにより測定条件の初期設定などに多くに時間を費やすことになったが、得られるESR信号強度が格段に向上した。乳歯に関するエナメルの剥離技術の確立は遅れが生じているが、測定試料への象牙質の混入を最小限にする精密切断機の利用によりエナメル質の損失を最小限に抑えることが可能となった。引き続き測定試料への象牙質混入によるESR信号への影響を検討する。化学試薬による有機物の除去を試みたが、ESR信号の改善には至らなかった。医療放射線の影響は、歯の頬側エナメル質から得られたESR信号と舌側エナメル質から得られたESR信号を比較した結果、一部の例外を除いて頬側のエナメル質から得られたESR信号が比較的大きい傾向を示し、その医療放射線の寄与を0.040.60Gy程度と推定した。福島県、熊本県での歯、貝ボタン、貝製品などの収集に関しては、4回の福島出張を行い被ばく状況の現状把握と環境試料などの収集を実施した。また、長崎大学との共同研究で長崎市、福島県川内村を研究拠点とした活動を開始した。本研究課題は、人体の一部である抜歯試料の歯エナメル及び被ばく時に身に着けていた衣服の貝ボタンなどを線量測定素子とする電子スピン共鳴(ESR:Electron Spin Resonance)被ばく線量測定法を低線量域まで測定可能とする計測技術に発展させ、緊急被ばく時における低線量被ばく線量評価法として確立することを目的としている。また、低線量被ばくと考える福島原発事故による小児が受けた甲状腺被ばく線量の推定や比較的遠距離で被ばくした長崎原爆被爆者の線量評価に適用するために研究を進める。本年度は、線量測定素子に特化した低線量ESR被ばく線量測定法の基礎データを引き続き収集した。また、提供されたESR試料を用いて被ばく線量評価を実施した。ESR試料は、これまで収集した抜歯試料に加え長崎大学との共同研究で提供を受けた長崎原爆被爆者の抜歯試料をはじめ、環境試料として福島第一原発周辺で採取した貝や市販の貝製品を用いた。
文化特異的養育行動と子どもの感情制御行動の発達:その日中比較

全部で6つの大きな課題が,4つの研究集団の手によっておこなわれた。最初の3つは研究代表者を中心としたグループの,条件統制観察研究,乳児保育所の自然観察研究,それに河北と上海における感情意識構造の質問紙研究である。それぞれの結果は報告書にまとめられているが,全体を通じて,日本の母親や保育者が受け身姿勢であるのに対して,中国の母親や保育者の,指導をすることに対する強い姿勢が描き出された。坂元のグループは,最近日本でも話題になっている青少年の暴力犯罪に関する調査研究をおこなった。結果は多岐にわたるが,日中両国共,青少年犯罪の原因は家族内コミュニケーション不足といった後天的要因が作り出しているという見解において共通であった。日本ではメディアによる悪影響が問題にされるが,実際にはそれは青少年犯罪の本質ではないということも明らかにされた。山本のグループは,子どもが小遣いをどのように使うかということに視点を当て,日本民族,吉林省延辺に居住する朝鮮族,同じく延辺に居住する漢民族,上海市の漢民族とい4集団の比較研究をおこなった。その結果,民族間というよりも,居住地域において小遣いの使い方に違いが認められた。また,小遣いの使途に関する親子間の認識のずれは,これも当然のことながら,年代が上昇するにつれて拡大する。しかしながら,小遣いで購入する物品の価値判断については文化・地域において違いが認められなかった。河合のグループは,内モンゴル自治区の満州族を対象として,据え付けカメラを固定して日常を撮影するという手法,及び日記の分析を通じて,民族に特異的な養育観の研究をおこなった。幼稚園教育自体においては日中間に大きな違いはないが,集団の中での役割や行動規範の獲得において,中国側に強い強制力が働いていることが明らかになった。98年4月に荘厳と藤永が北京師範大学と上海の華東師範大学を訪問し,提携先大学の共同研究者たちと今後の調査の進め方について協議した。9月には河合,佐藤,郭が内モンゴル赤峰市を,山本,片が吉林省延辺朝鮮族自治区を訪問した。河合チームは赤峰市の保育所にビデオカメラを設置して日常的に定点観察をおこなう計画をまとめてきた。しかしながら,日本で使用していた中古カメラを寄贈する通関手続きに手間取っており,実際の観察は平成11年度になる可能性が強い。一方,山本チームは延辺において,子育て意識の聞き取り調査をおこない,漢族と朝鮮族の比較をおこなった。更に荘厳,坂元,上原,竹内が同じく9月に北京と上海を訪問し,日託(通園)施設と全託(24時間保育)施設における観察に入った。その結果,中国の幼児は2歳で既に社会化の基本訓練が終了しており,6ヶ月齢から企業が開設する乳児院における保育の様子を観察しなければ,子どもの社会化に関する正確な情報を把握することができないという結論に達した。この調査は11年度予算にて上原と竹内が中心となっておこなう予定である。なお,中国側では院生を中心に,既にこの課題に関する予備観察作業が開始されている。現代中国は一人っ子政策であるが,子どもたちの友だち関係についての調査が,現在上海市内の日託施設において調査研究が,現地大学院学生の手によっておこなわれている。日・韓・中,3国の比較研究のための観察課題研究に関しては,華東師範大学に設置された観察室で,平成11年度から子どもたちに軽いストレスを与える課題で,感情制御の発達研究がおこなわれる予定である。12月に荘厳が上海を訪れ,この行動コーディングの基本訓練を華東師範大学の学生たちにおこなった。2月28日には,華東師範大学学齢前教育専任講師の周念麗氏が訪日し,友だち関係に関する予備調査の結果がまとまる。4つの調査チームが活動した。

第一のチームは荘厳をヘッドとする,上海華東師範大学における5歳,4歳,3歳の,それぞれ異なる年齢の保育園児の観察である。これは軽いストレスを与える条件設定場面での,子どもの感情制御行動を観察・分析した。現在,5歳児集団の全てのデータ分析と入力が終了した。主要な結果としては,社会化が早期に完成していることと無関係ではないと思うが,中国の5歳児の方がストレンジャーに対して無関心であること,子どもの遊びに対する母親の関与が強いこと,ストレス耐性が強いことなどの特徴を指摘できる。2つ目のチームは,上原をへッドとする,上海市の乳児院における行動観察である。日本と異なり,床に直接寝させるということがないためか,8ヶ月齢にも達すると歩行器での移動が目だった。子どもに対する保育者の関わりとしては,顔をのぞき込んだり視線を交差させたりする情緒的な関わりが少なく,生活課題に合わせて子どもを設定場面に移動させたり,介助したりする行動が目だった。詳細については現在分析中である。3つ目のチームは,河合をヘッドとする内モンゴル赤峰市の保育園に関する登下校を中心とした観察である。内モンゴルにおいても1人子政策が目だち,親が子どもに対して過剰に介護する様子が印象的であった。親の介助姿勢は,日本よりもはるかに強い印象を受けた。初めての登園で感情的にストレス反応を示す子どもは,最近の日本よりも多いことも,もう一つの特徴であろう。4つ目のチームは,山本をヘッドとする吉林省延辺朝鮮族自治区における調査である。漢族の保母に比較して,朝鮮族の保母は日本の保母同様,子どもに情緒的に関わっていく姿が印象的であった。また,子どもと同じ目線で相互作用をおこなう姿勢が顕著であった。9月には上原明子,亀島信也,竹内信宜が昨年に引き続き,乳児保育所の観察に入った。前年度1歳であった子どもたちが,満2歳になって保育所に移籍する前の観察と,新しく1歳あるいは1歳未満で入所してきた子どもたちが,集団保育場面に適応していく過程の分析をおこなった。ただ問題は,これらの子どもたちに学習性無力感のような症状が散見されたことであるが,これは保育者が強権的に子どもたちに接する結果ではないかと考えられる。12月から1月にかけて,山本が吉林省の延辺に再度入った。調査研究はおこなわなかったが,現地の教育研究所との間で従来おこなってきた,資料整理に従事した。今年度を持って,調査研究はいったん終了したが,新しく基盤研究Sと基盤研究Aに,それぞれ先行研究を継続するプロジェクトが申請されている。また,色々試行錯誤や行き違いはあったが,中国側研究者との協力体制が確立したことが,何ものにもかえ難い成果であることを強調しておきたい。
極めて広い視野角を有する新しい二層式電界制御型複屈折性液晶表示素子の開発

液晶は次世代のフラット・パネル・ディスプレイとして最も可能性を秘めているキーデバイスである.しかしながら,多くの液晶表示素子において視野角の狭さが高品質表示を実現する欠点として指摘されている.その課題の解決を図るために,本研究では以下のような検討を行い,その目的を達成した.(1)狭い視野角の原因は液晶分子が屈折率の異方性を持っていることである.そこで複屈折の角度依存性を補償する方式として二層式電界制御型複屈折性液晶表示素子(D-ECBセル)を考案し,その光学的補償条件を理論的に明らかにした.(2)設計条件に基づきD-ECBセルの電気光学特性を実験的に評価し,視野角を大幅に拡大できることを確認した.(3)D-ECBセルは電圧印加時にのみ光学的補償効果を発揮する.電圧無印加状態でも補償効果を出すために,光学位相フィルムを用いたD-ECBセルについて検討した結果,視野角の拡大が実現された.(4)どのような電圧印加条件においても広い視野角を実現するために総合的な検討を行い,最適条件を明らかにした.上記の研究を通してリタデーションの光学的補償効果に基づいた二層式電界制御型複屈折性液晶表示素子を設計試作し,極めて広い視野角を有することを実証した.液晶は次世代のフラット・パネル・ディスプレイとして最も可能性を秘めているキーデバイスである.しかしながら,多くの液晶表示素子において視野角の狭さが高品質表示を実現する欠点として指摘されている.その課題の解決を図るために,本研究では以下のような検討を行い,その目的を達成した.(1)狭い視野角の原因は液晶分子が屈折率の異方性を持っていることである.そこで複屈折の角度依存性を補償する方式として二層式電界制御型複屈折性液晶表示素子(D-ECBセル)を考案し,その光学的補償条件を理論的に明らかにした.(2)設計条件に基づきD-ECBセルの電気光学特性を実験的に評価し,視野角を大幅に拡大できることを確認した.(3)D-ECBセルは電圧印加時にのみ光学的補償効果を発揮する.電圧無印加状態でも補償効果を出すために,光学位相フィルムを用いたD-ECBセルについて検討した結果,視野角の拡大が実現された.(4)どのような電圧印加条件においても広い視野角を実現するために総合的な検討を行い,最適条件を明らかにした.上記の研究を通してリタデーションの光学的補償効果に基づいた二層式電界制御型複屈折性液晶表示素子を設計試作し,極めて広い視野角を有することを実証した.液晶は低電圧,低消費電力の特長を発揮して次世代の大画面,高精細フラット・パネル・ディスプレイとして最も可能性を秘めているキーデバイスである.液晶が他の表示素子の追随を許さないのは,液晶分子自身が誘電率と屈折率の異方性を持っていながら流動性を示すという特異な性質があるためで,これが液晶の表示性能に低電圧・低電力という優れた特長を与えている.しかしながら,最近,表示パネルの観察方向によっては表示が消えてしまうという,視野角の狭さが液晶の欠点として指摘されている.応用分野の拡大に伴い,この課題の克服は今後益々重要になっていくことは明らかである.この狭い視野角の原因は液晶の特徴の一つである屈折率の異方性である.ところで,これまで申請者らは表示容量の飛躍的な拡大が期待される電界制御型複屈折性液晶表示素子に着目し,この実現に向け積極的な研究を続けてきた.これには分子配向制御と視角依存性の克服の2つの主な課題がある.本研究では,これらの課題を克服するため,申請者らが新たに開発した技術と概念を利用して,極めて広い視野角を有する新しい二層式電界制御型複屈折性液晶表示素子(DECB)を設計試作し,実用の可能性について明らかにすることを目的とし,検討した.実際には,液晶素子内部の分子配向状態を弾性理論で,電気光学的特性を4×4マトリクス法で求める手法を確立した.シミュレーションにより方位角を変えても液晶パネルの表示特性は変わらないことが確認された.また,素子の作製を試みた.液晶には誘電率異方性の大きなものを用い,しきい電圧の低減化を試み,約1Vのものが得られた.さらに電気光学的特性の測定により,積層した液晶素子の補償効果はしきい電圧直後から起き始め,しきい値の少なくとも3倍までは有効であるとこが確認された.液晶は次世代の大画面、高精細フラット・パネル・ディスプレイとして最も可能性を秘めているキーデバイスである。液晶が他の表示素子の追随を許さないのは、液晶分子自身が誘電率と屈折率の異方性を持っていながら流動性を示すという特異な性質があるためで、これが液晶の表示性能に低電圧・低電力という優れた特長を与えている。しかしながら、最近、表示パネルの観察方向によっては表示が消えてしまうという、視野角の狭さが液晶の欠点として指摘されており、この原因は液晶の特徴の一つである屈折率の異方性である。本研究では、これらの課題を克服するため、申請者らが新たに開発した技術と概念を利用して、極めて広い視野角を有する新しい二層式電界制御型複屈折性液晶表示素子(D-ECBセル)を設計試作し、実用の可能性について明らかにすることを目的とした。まず、実際に試作するD-ECBセルの設計製作に関する総合的検討を加えた。昨年度行われた1.D-ECBセルにおける電気光学的特性の理論設計、2.電気光学的特性の評価、3.フィルムによる光学的補償効果の研究成果のもとに実際の試作を目的とした設計を行った。

特に光学位相補償フィルムの設計にはリタデーションの相補効果を用いた。その結果、電圧の印加状態に関わらず広い視野角を得られることが明らかになった。さらに、上記の設計により得られた結果を基に、D-ECB型液晶表示パネルの試作を行った。その結果、明らかに補償が行われ、所望の素子の特性を得ることが明らかになった。
強磁性体ジョセフソン接合を用いた量子コンピュータの理論

本研究においては、強磁性絶縁体を用いたジョセフソン接合の量子輸送及び巨視的量子ダイナミクスの理論・数値解析を行い、その基礎物性の予測及びコヒーレンス評価行う。そして、強磁性絶縁体ジョセフソン接合が量子ビットとして有望な素子となりうることを明らかにする。本研究においては,強磁性絶縁体を用いたジョセフソン接合の量子ダイナミクスの解析を行い,その基礎的物性の理論的予測及び評価行う。そして,強磁性絶縁体ジョセフソン接合を利用した超伝導量子ビットの理論提案を行う。今年度は,ジョセフソン電流の符号が反転するπ接合が出現する条件を量子散乱理論に基づいて明らかにした。また,単一のπ接合から構成されるπ接合位相量子ビットのアーキテクチャ提案を行った。そして,提案したπ接合位相量子ビットの読み出し過程におけるデコヒーレンス解析を行い,従来の0接合の場合に比べて準粒子散逸の影響が著しく小さくなることを示した。これにより高い精度で量子ビットの読み出しが可能となることがわかった。また,強磁性絶縁体のエネルギーバンド構造を考慮にいれたジョセフソン電流の数値計算プログラムを作成し,大規模数値シミュレーションを行った。そしてLSCOなどの(アップスピンバンドとダウンスピンバンドがフェルミ面を境に完全分離した)完全偏極強磁性体を用いたジョセフソン接合の場合,π接合が出現することを理論的に明らかにした。また,膜厚を増やしていくとπ接合から0接合へ転移することも明らかにした。この結果を基に,電流をバイアスした強磁性絶縁体π接合における巨視的量子トンネル現象の解析を行った。そしてトンネル確率は準粒子散逸によってほとんど減少しないことを明らかにした。これにより強磁性絶縁体π接合は量子コンピュータとして非常に高いポテンシャルを有することが明らかとなった。本研究においては、強磁性絶縁体を用いたジョセフソン接合の量子ダイナミクスの解析を行い、その基礎的物性の理論的予測及び評価行う。そして、量子コンピュータの構成要素としての可能性を検討する。昨年度、LBCO銅酸化物強磁性体などの完全偏極強磁性絶縁体を介したジョセフソン接合においてπ接合が出現することを理論的に予言した。本年度は、その物理的メカニズムを強束縛模型及び転送行列法用いて解明した。そして、強磁性障壁に対する透過係数のスピン依存性がπ接合形成に本質的であることを明らかにした。さらに、Euカルコゲナイドなどのスピンフィルター材料を介したジョセフソン効果に関して大規模数値シミュレーションを行った。その結果、スピンフィルター効果のみではπ接合は生じないが、局在電子と価電子との間の起動混成が大きければ、π接合が実現可能であることを明らかにした。さらに、スピンフィルター材料の膜厚を変化させると0接合からπ接合へ交互に転移を引き起こすという興味深い新奇現象を見出した。また、超伝導電極が高温超伝導体の場合にも拡張を行い、その動作温度が金属超伝導体に比べて大きく向上することも分かった。以上により、強磁性絶縁材料は量子コンピュータの構成要素として極めて有望であるということが明らかとなり、本研究の目標は達成されたと考える。なお以上の成果に関して、本年度は二件の国際会議(イギリス、つくば)において招待講演を行った。
金型設計・製造のためのエキスパートシステムの開発に関する研究

金型製造工程における問題点の1つは成形加工との関連で決定される設計工程であり、2つには金型熟練工のノウハウにより処理されている金型自由曲面の仕上加工工程である。特にプラスチック成形金型の加工工程において、平滑加工や磨き加工などの仕上げ加工は、加工全工程の約30%以上を占めているにもかかわらず、手作業で行う割合が高く、金型製作時間の短縮と高精度化の隘路となっている。そこで、金型磨き熟練工が持っている専門的な知識や技術を科学的に分析し、それらを基にして金型仕上加工の自動化を可能とする金型磨き作業を支援するためのエキスパートシステムの開発を行った。本試験研究においては、まず1、金型熟練工の磨き作業に対する知識を、ある金型メーカーの作業標準書からとアンケート調査によって収集し、その内容の分析を行ない磨き工具の使用手順決定に関する生産知識情報を蓄積した。2、知識データベースを基にして平面を対象として、前加工面の粗さと傷を除去し、最終的に要求金型仕上げ面状態を能率的に達成できる工具とその使用手順、磨き回数を教示するキスパートシステムを構築した。3、エキスパートシステムの中核となる知識ベースを構築するために、金型熟練工による手仕上げとNC立フライス盤を用いた自動磨き加工の加工能率を比較検討し、金型仕上作業の知識獲得とその定量化を図った。4、これらの知識ベースを基にして、エキスパートシステムによる推論を実行し、その推論結果と熟練工の手磨き結果を比較し、本システムの妥当性を検討した。5、本エキスパートシステムをさらに能率よく、作業現場に適用して金型仕上加工の自動化を進めるためには、磨き作業者の熟練技能を代行できる各種センサ、アクチュレータの研究開発が必要である。金型設計・製造をコンピュ-タの支援によって行うCAD/CAMの研究は従来からなされており、すでに金型生産加工に利用されている。最近さらに、この技術を高度化、統合化しようとする動きも活発であり、知識工学の手法を利用した、専門技術者の経験や知識を取り込んだエキスパ-トシステムの研究開発も試みられている。しかしながら、金型加工工程の30%以上を占める仕上加工工程については、その知識および技術が体系化されておらず、金型磨き作業のためのエキスパ-トシステムの開発が強く要望されている。そこで、体系化されていない金型磨き作業の調査・分析を行いまた金型熟練工の持つ経験的な知識や技能を実験的に抽出し、知識ベ-ス構築をまず行った。次にこの知識ベ-スを基にして、前加工面の粗さ・傷を除去し、最終的に要求仕上面状態に到達できる工具使用順序、磨き回数を自動的に決定可能な以下のような特徴を持つエキスパ-トシステムを構築した。(1)金型磨きの作業手順決定に関する知識をif-thenのル-ル形式で表現し、前加工面および要求仕上面の粗さと傷深さを入力することにより前向き推論で全可能解を探索できるシステムである。(2)本システムは工具優先順位表の採用によって工具使用順禁則条件処理が可能であるため、磨き工具の種類が多くなっても高速に全可能解を探索することができるシステムである。(3)各種工具の特性の定量化すなわち数式表現化を図り、ル-ルファイルの他に数式ファイルを持たせ、膨大でしかも繁雑な各種知識に柔軟に対応できるシステムである。最後に、構築したエキスパ-トシステムは、平面の金型磨き作業における工具選択の順序と各使用工具の磨き回数の決定が可能であることを、獲得した知識デ-タベ-スを利用して実証した。これまでに研究代表者の研究室においては、プロロ-グ言語による機械加工用エキスパ-トシステムおよび磨き仕上げ加工の工程設計用エキスパ-トシステムの開発研究を行ってきており、これらの技術蓄積から、平成元年度においては本試験研究費により購入したEWSアポロドメインDN3500型上でのエキスパ-トシステムの構築を比較的、容易に実行することができた。

またこれまでに構築した金型の磨き仕上げ加工の工程設計用エキスパ-トシステムの普及を一般化し、複数の金型製作システム上で稼働させるためには、EWSアポロドメインDN3500型上に構築したエキスパ-トシステムがパ-ソナルコンピュ-タ(PCー98シリ-ズ)上で実行出来る必要がある。そこで先ず、PCー98パソコン上への移植実験を行い、続いて金型表面の磨き加工用の工具選定、工具駆動法、加工条件に関する知識ベ-スの格納を一部行った。開発した磨き仕上げ加工用エキスパ-トシステムで得られる磨き工具、加工手順、加工条件と熟練金型仕上技術者が経験に基づいて選定した加工手順、加工条件等との比較検討を行い、ほぼ同一結果が得られることを明らかにした。なおパソコンを用いた金型表面磨き用エキスパ-トシステムの研究成果については、1990年度と1991年度の精密工学会春季学術講演会(東京3月)で発表している。また自動加工機(数値制御立フライス盤)による知識獲得システムおよび自動磨きロボット(ダイキン工業(株)製)による知識獲得実験を行い、その手法を確立したが、現在それらのデ-タ整理とエキスパ-トシステムへのデ-タ格納を実行中である。
フェルミ準位近傍の準粒子に働く多体相互作用の定量評価

放射光の直線偏光特性を活用した高分解能角度分解光電子分光を用いてフェルミ準位近傍の準粒子に働く多体相互作用を定量評価する研究手法を構築した。金属単結晶(パラジウム、鉄、モリブデン、アルミニウム)、希土類薄膜、ルテニウム酸化物超伝導体,鉄系超伝導体などの多バンド強相関電子系のフェルミ面、バンド分散を分離観測し、多体相互作用の結合定数の大きさを精密に決定した。本年度は、測定試料表面の定量評価システムの構築、高分解能角度分解光電子分光(ARPES)で得られたスペクトル形状の定量解析手法の検討、直線偏光依存高分解能ARPESによる強相関電子系の電子状態の研究を行なった。主な実績は下記の通り。(1)高速電子線回折(RHEED)装置、高速画像処理システム、低速電子線回折(LEED)解析システムを導入し、単結晶試料表面の構造を評価できるようにした。(2)鉄、パラジウム、アルミニウム単結晶試料に対して、フェルミ準位近傍の電子状態(フェルミ面構造、バンド分散)を高分解能ARPESで精密に観測した。従来から行なわれてきたスペクトル形状の定量評価方法を再検討し、運動量分布関数、エネルギー分布関数の有効領域について新たな知見が得られた。またARPESスペクトルの定量解析から電子-格子、電子-電子相互作用の結合パラメータを評価した。(3)直線偏光依存高分解能ARPESにより、始状態波動関数の対称性を指定して、ルテニウム酸化物超伝導体の電子構造を解明した。超伝導発現に重要なクーパー対の形成において電子-格子相互作用が重要役割を果たしていることを明らかにした。(4)直線偏光依存高分解能ARPESより、鉄系超伝導体BaFe_<1.85>Co_<0.15>As_2の電子構造を精密決定し、新型トポロジカル絶縁体TlBiSe_2の電子構造を解明した。(5)フェルミ準位近傍の準粒子に働く多体相互作用の研究という内容で、ポーランドで開催された放射光利用に関する国際学校・シンポジウムで招待講演を行ない、バンクーバーで開催された真空紫外・X線物理に関する国際会議で口頭発表を行なった。金属・半金属の低温物性はフェルミ準位近傍の準粒子のふるまいと密接に関わっている。本研究の目的は準粒子に働く多体相互作用を放射光を用いた高分解能角度分解光電子分光実験により定量的に明らかにすることである。交付申請書に記載した実施計画(1)-(4)に対応させて、得られた成果の内容、意義、重要性を記述する。(1)超高真空中で単結晶試料を2000°Cまで加熱できるシステムを構築した。これにより高温加熱が必要なタングステン、モリブデンなどの単結晶試料の清浄表面が得られるようになった。このシステムを用いてタングステン表面上のスピン偏極した表面準位を発見した(K.Miyamoto et al., Phys.Rev.Lett.108, 066808 (2012))。また米国のネブラスカ・リンカン大学との国際共同研究によりモリブデン(112)単結晶表面上に存在する表面準位が初めて完全に明らかとなった(K.Fukutani et al.Phys.Rev.B (2012)印刷中)。(2)強相関希土類薄膜単結晶Ce/W(110)および参照系としてLa/W(110)の作製に成功した。(3)CeおよびLa薄膜について放射光励起の高分解能共鳴角度分解光電子分光を行ない、フェルミ面やバンド分散を明らかにし、4f電子がフェルミ準位近傍にどのくらい寄与しているのかを明らかにした。Ceのc-f混成バンドでは電子相関が強いことが示唆された。Laではc-f混成を通じて4f電子の寄与があるものの電子相関はそれほど顕著でないことも明らかとなった。またLa薄膜単結晶においては電子-格子相互作用によるバンドの折れ曲がりが観測され、結合パラメータを0.7と見積った。(4)放射光の直線偏光特性を活かした高分解能角度分解光電子分光実験により、国内外の共同研究者とともに銅系および鉄系超伝導体、ルテニウム酸化物超伝導体の電子構造を精密に明らかにした。本研究の目的は、放射光を用いた高分解能角度分解光電子分光実験(ARPES)により強相関物質のフェルミ準位近傍の準粒子に働く多体相互作用を定量的に明らかにすることである。(1)(4)に本年度の研究実施計画と対応させて研究成果の概容を記述する。(1)パラジウム単結晶の∑1バンドの自己エネルギー解析を行い、電子ー格子、電子ー電子、電子ーパラマグノン相互作用の結合定数を初めて決定し、論文発表した(Phys. Rev. B 87, 035140 (2013). Editors' suggestionsに選定)。(2) dhcp構造を持つLaのバンド計算を行い、フェルミ面やバンド分散がARPES実験と良く対応することを見出した。

La4d-4f共鳴領域でARPESスペクトル強度が増強されるのは、4f軌道が混成したLa5dバンドであることを明らかにした。(3)ネブラスカ大学リンカン校との国際共同研究で、モリブデン(112)単結晶表面上に作製した金原子ナノワイヤの表面準位について自己エネルギー解析を行った。その結果、低エネルギーフォノン散乱により電子ー格子結合定数が増強されていることを明らかにした(Phys. Rev. 86, 205432 (2012))。(4)国内外の共同研究者と放射光励起の高分解能ARPES実験を行い、ルテニウム酸化物超伝導体における電子-電子相互作用を定量評価し(Phys. Rev. Lett. 107, 193002 (2012))、新しいトポロジカル絶縁体の電子構造を解明し(Phys. Rev. Lett. 108, 206803 (2012))、有機金属界面電子構造を解明した(Nature Communications 4, 1514 (2013))。実施計画をほぼ達成でき、部分的には当初の計画以上の研究成果を公表することができた。タングステン(110)表面に存在するスピン偏極した表面準位が発見できた(K.Miyamoto et al., Phys.Rev.Lett.108, 066808 (2012))。これまで技術的に困難であったCeおよびLaの純良薄膜単結晶の作製に成功し、フェルミ面、バンド分散を明瞭に観測できるようになった。実施計画であげた銅系、鉄系超伝導体、ルテニウム酸化物以外にもトポロジカル絶縁体、強相関希土類化合物、希土類表面合金、Al(100)表面準位の研究など国内外の研究者と放射光を用いた高分解能光電子分光による物性研究を広く展開することができ、Science, Phys.Rev.Lett., Phys.Rev.Bなどに17編の論文(掲載決定済含む)を発表できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに得られた希土類単結晶薄膜の結果について、さらに研究を進め、投稿論文にまとめる。本研究で開発した装置を用いて、重金属元素表面上のラッシュバ分裂した表面電子状態の探索、トポロジカル絶縁体、表面ナノワイヤ、半導体表面上の二次元電子ガスの多体効果の研究などを展開する。
低浸襲性生体皮膚遺伝子導入法の開発と栄養障害型表皮水庖症遺伝子治療への応用

生体皮膚への低浸襲・高効率遺伝子導入法を開発し、栄養障害型表皮水庖症の遺伝子治療へと応用研究を進めた。1)黄色ブドウ球菌由来毒素exfoliative toxinA(EFTA)含有ローション塗布により、マウス表皮の顆粒層、角層に発現するデスモゾームカドヘリンdesmoglein 1(Dsg1)を特異的に破壊し、表皮上層を低浸襲性に剥離できることを明らかにした。次いで、EFTA含有ローションにFITC蛍光ラベルした二本鎖オリゴDNAを溶解し、これをマウス背部皮膚に塗布した後、経時的に皮膚を採取してFITC標識オリゴDNAの導入を組織学的に検討した。その結果、塗布24時間後に真皮上層から深層にかけてFITCによる著明な緑色蛍光が確認された。本技術開発により、生体皮膚に対する低浸襲性核酸医薬導入が可能になった。2)VII型コラーゲンノックアウトマウス皮膚水庖内にVII型コラーゲン遺伝子発現プラスミドベクターを直接投与することにより、水庖蓋および水庖底のケラチノサイトにプラスミドDNAを導入し、遺伝子発現を誘導して基底膜領域に欠損していたVII型コラーゲンの分布を回復することに成功した。この方法を応用することにより、極めて低浸襲製に栄養障害型表皮水庖症患者の遺伝子治療が可能になると期待できる。3)センダイウイルス(HVJ)の外殻のみを利用して融合により遺伝子導入可能なHVJ-Eベクターの融合タンパク(F)の一部を表皮基底細胞特異的カドヘリンDsg3に対する単鎖抗体(Dsg3-scFv)との融合タンパクに組み換えた。このDsg3-scFv-F-HVJ-EにVII型コラーゲン遺伝子発現プラスミドDNAを封入してVII型コラーゲンノックアウトマウス水庖内に投与することにより、極めて効率的に基底膜領域にVII型コラーゲンを供給することに成功した。1)侵襲性皮膚バリアー除去法開発黄色ブドウ球菌由来毒素の一つであるexfoliative toxin (EFT)を種々の濃度で含有する溶液(ローション)あるいは軟膏を作成し、これを用いてマウス皮膚を種々の条件で処理することによる表皮上層デスモゾームの破壊を試みた。その結果、100μg/mlのEFTローション外用24時間で、表皮顆粒層、角層の剥奪が可能であることが組織学的に明らかとなった。また、ケミカルピーリングの技術を生体皮膚への遺伝子導入のための前処置として応用するための条件を検討した。マウス皮膚を、種々の濃度のグリコール酸で処理し、角質層および顆粒層を選択的に除去する条件を検討した。その結果、50%グリコール酸溶液塗布10分で、角質および顆粒層の変性、除去が可能であることが確認された。2)生体表皮細胞への直接遺伝子導入技術開発超音波エネルギーによる生体皮膚遺伝子導入条件の最適化を試みた。ルシフェラーゼ遺伝子、βガラクトシダーゼ遺伝子、およびGFP遺伝子を発現するプラスミドDNA溶液内にマウスおよびラット皮膚を浸し、種々の条件で超音波を照射した後に一定面積皮膚を生検後、ルシフェラーゼ活性を測定して遺伝子導入効率を検討した。導入遺伝子の局在については、生検皮膚を用いたβガラクトシダーゼ染色、あるいはGFP蛍光を指標に検討した。ルシフェラーゼ活性で検討した遺伝子導入高率は、超音波無しでは殆ど0%、超音波単独でも殆ど酵素活性は得られなかった(数十RLU/mg蛋白)。

しかしEFTを用いたバリアー除去後にはおよそ10^310^4RLU/mg蛋白、ケミカルピーリング後には10^410^5RLU/mg蛋白の酵素活性を検出出来た。また、GFPあるいはβガラクトシダーゼ遺伝子を用いた導入遺伝子局在検討の結果、本システムでは表皮内に限定した遺伝子導入が観察された。本年度は、昨年度開発を進めた低侵襲性皮膚バリアー除去法を利用して、実際に皮膚の深層(真皮内)に高分子物質導入が可能か否かについて、動物実験により検討した。昨年度までの研究により、黄色ブドウ球菌由来毒素のひとつであるexfoliative toxin A(EFTA)含有ローションあるいは軟膏塗布により、マウスおよびラット表皮の顆粒層、角層に発現するデスモゾームカドヘリンdesmoglein 1(Dsg1)を特異的に破壊し、表皮上層を低浸襲性に剥離できることが明らかとなった。そこで本年度は、このETFA含有ローション(100μg/ml)を利用して実際に生体皮膚に高分子DNAを投与可能かどうかについて検討した。具体的には、EFTA含有ローションにFITC蛍光ラベルした二本鎖オリゴDNAを最終濃度100μg/mlとなるように溶解し、これをマウスおよびヘアレスラット背部皮膚に塗布した後、経時的に皮膚を採取してFITC標識オリゴDNAの導入を組織学的に検討した。その結果、塗布24時間後に真皮上層から深層にかけてFITCによる著明な緑色蛍光が確認された。一方ETFA非含有ローションでは真皮におけるFITC蛍光は検出し得ず、角層外にのみ滞留していることが示された。今回使用したオリゴDNAは20塩基対、分子量約12,000で、通常表皮角層のバリアーを通過することが可能な分子量(約1,000)を大幅に超過している。今回の研究により、ETFAによって表皮上層の角化細胞間デスモゾームを破壊することにより、通常不可能な高分子物質の外用による低浸襲製導入が可能であることが初めて明らかとなった。本法を利用することにより、種々の皮膚疾患に対するオリゴDNAを用いた核酸医薬治療が可能になると予想される。今後より高分子のプラスミドDNA、あるいは蛋白分子の皮膚への導入の可能性について検討を進めていく予定である。生体皮膚への低浸襲・高効率遺伝子導入法を開発し、栄養障害型表皮水疱症の遺伝子治療へと応用研究を進めた。1)黄色ブドウ球菌由来毒素exfoliative toxinA(EFTA)含有ローション塗布により、マウス表皮の顆粒層、角層に発現するデスモゾームカドヘリンdesmoglein 1(Dsg1)を特異的に破壊し、表皮上層を低浸襲性に剥離できることを明らかにした。次いで、EFTA含有ローションにFITC蛍光ラベルした二本鎖オリゴDNAを溶解し、これをマウス背部皮膚に塗布した後、経時的に皮膚を採取してFITC標識オリゴDNAの導入を組織学的に検討した。本技術開発により、生体皮膚に対する低浸襲性核酸医薬導入が可能になった。2)VII型コラーゲンノックアウトマウス皮膚水疱内にVII型コラーゲン遺伝子発現プラスミドベクターを投与することにより、水疱蓋および水疱底のケラチノサイトにプラスミドDNAを導入し、遺伝子発現を誘導して基底膜領域に欠損していたVII型コラーゲンの分布をを回復することに成功した。3)センダイウイルス(HVJ)の外殻のみを利用して融合により遺伝子導入可能なHVJ-Eベクターの融合
24 時間尿分析で熱中症リスク判定は可能か。ナトリウム等ミネラル摂取習慣と熱中症

熱中症の罹患者増加を背景に、熱中症の経験あり群で、24時間採尿による塩分摂取量や栄養バランスの状態が結果であった先行研究から、日常的な栄養状態と熱中症との関連について検討を進めた。体育会クラブに所属する大学生や高校生、地域の強化チームの中高生などを対象に調査を行ったところ、熱中症予防のためにスポーツドリンクや塩タブレットの利用が日常的な事がわかり、熱中症発症の有無と栄養状態の評価で明らかなる差を認める事ができなかった。スポーツ集団では食塩摂取が多量な者がいるなど、今後の研究課題に繋がる発見もあった。熱中症予防を目的とした適切な塩分摂取量を評価する方法がないため、今後さらなる検討が必要となる。近年、日本国内では熱中症という言葉を良く耳にする。猛暑の夏はもちろん、暑いだけでなく、湿度が高い時期でも熱中症になる人が多いと言われている。熱中症の予防対策として、水分補給やミネラルの補給、また日中の外出を制限するなど色々方法はあるが、暑い日が続くとそれもままならない。熱中症の増加には地球温暖化やヒートアイランド現象など、様々な要因があると言われているが、それだけでは説明できない部分も多い。同じ状況下でも熱中症になる人と、ならない人がおり、単に水分補給だけの違いだとは思えない。これまでの熱中症の研究は、地球温暖化やヒートアイランド現象などといった環境問題と、水分補給や失われたミネラルの補給、核心部の体温低下の方法などが多く研究されている。環境問題はともかく、ヒトに対しては、暑熱環境に暴露された時に、どのように予防(対処)するかが焦点となっている。しかし我々はそこに至るまでの普段の食生活が熱中症になりやすさに関連するのではないかということを考えた。なかでも塩分摂取とカリウムの摂取は体液のバランスなどにも大きく関わるため、食生活と熱中症の関係を見る際には非常に重要な栄養素であると考えている。本研究では我々が最も得意とする24時間採尿の結果を使い、年々増加しつつある熱中症のリスク判定へ応用することが出来るかを検討し、その結果を基に食生活を変えることで、さらに予防へと繋がるかを検証することを目的とする。現在、熱中症のリスクが高い室外競技のスポーツ選手を対象に、身体測定、血圧測定、採血、24時間採尿を含む1回目の健診を実施し、併せて夏場の熱中症の罹患経験も調査した。この結果から、熱中症の罹患経験のある人(熱中症リスク者)を重点的に24時間尿中バイオマーカーとの関連を検討する。熱中症のリスクが高い、室外競技スポーツ選手を対象に、身体測定、血圧測定、採血、24時間採尿を含む健診を実施し、食物摂取頻度調査と併せて熱中症の罹患状況を確認した。研究開始当初は、熱中症が年々増加の一途をたどっており、その要因の一つとして、普段の食習慣と関係があるのではと考え、特に塩分摂取量が多いと、急な発汗で塩分再吸収能がうまく働かず、汗とともに排泄され続けるために低ナトリウム血症に陥るのではないかと考えた。そこで常に運動を行う運動部やスポーツ選手を対象に、24時間採尿を実施して塩分摂取量と熱中症罹患の関係を検討した。しかし近年では、運動実施時に、指導者等が積極的に水分の摂取や、スポーツドリンク、塩分摂取を推奨するなどの対策が講じて熱中症罹患者が減少傾向にあり(日本スポーツ振興センターHP http://www.jpnsport.go.jp/参照)、当初予定していたスポーツ団体でも、熱中症の発生率がゼロに近いとの報告を受け、調査の実施が難しくなるという問題が発生していた。そこで、近隣や関係者だけでなく、全国レベルで協力していただけるスポーツ団体に声掛け、関東のゴルフ団体の若手育成集団や、サッカークラブ、女子では食育に興味のある高校バレー部、体育館内で実施する大学運動部などから協力を得る事ができた。また、1年目の研究計画であった、既に調査を行った大学のスポーツ集団で熱中症の経験の有無での比較検討では、熱中症の経験者の方が、その予防対策が高じられているためか、食塩摂取量が多い傾向もみられたため、今年度は、こういった対策が必須でない冬季の検討を考え、11月からサンプル回収を進め、4団体で実施し180名の同意を得てサンプル回収を行う事ができた。研究開始当初は、「熱中症」が年々増加の一途をたどっていたが、近年では水分の摂取や、日中運動の制限などの対策が講じて「熱中症」罹患者が減少傾向にある。また、当初、日常の食習慣が熱中症の罹患率に関わる事を想定していたが、既に予防対策をしている団体では、スポーツドリンクや塩タブレットなどの対応で、逆に塩分摂取量が多い個人も見受けられ、生活習慣病のリスクとの関係も懸念される。そこで、今年度は、その影響を払拭するため、サンプル回収をスポーツドリンクや水分補給量の少ないと思われる冬季に実施する事にした。今年度の冬から実施しているゴルフ団体の参加者は、男性32名(年齢13.4±2.1才)、女性31名(年齢14.4±1.6才)、サッカーチーム男性78名(年齢13.5±0.50才)、女子バレー部女性19名(年齢16.4±0.5才)、女子体操部女性18名(年齢19.3±16.4才)となり、熱中症の罹患率は全体の3割程度であった。

熱中症の罹患者が増加している事を背景に、我々の先行研究では、熱中症の経験あり群で、24時間採尿により評価した塩分摂取量や食生活のバランスが悪い状態であった事から、24時間採尿により評価した日常的な栄養状態と熱中症との関連について検討を進める事となった。1年目は、体育会系クラブに所属する大学生のうち、熱中症のアンケート調査が実施できた75名では、熱中症罹患率は約30%、うち重度である者は10%程度であり、これは年齢階級別・発生場所別患者数割合(2013年)の調査とほぼ変わらない結果であった。しかし、先行研究のように熱中症罹患者で食生活のバランスが悪い結果は得られなかった。次に新しい対象者として、関東地域のサッカー、ゴルフ強化チーム、バレーボール、バスケットボール、体操部などの協力を得て調査を進めた。2年目の協力者は232名(男子151、女子81)であった。熱中症の罹患率は男子で約30%、女子で約20%であり、国の調査の10代と同様であった。そして熱中症の有無による栄養状態の評価を行ったところ、1年目と同じような結果であった。3年目はサッカー、ゴルフの強化チームで再度、調査を行い、熱中症の発生状況の詳細なアンケート調査を追加して行った。熱中症予防のために、スポーツドリンクや塩タブレットの利用が日常的な事がわかり、24時間採尿調査の食塩摂取量に影響を与える要因が多い事から、熱中症発症の有無と栄養状態の評価をするには、さらなる工夫が必要である。しかし、熱中症の正しい罹患率は、熱中症の症状を説明した上で評価をすることが重要なこと、またスポーツ集団では食塩摂取量が多過ぎる者がいるなど、今後の研究課題に繋がる発見があった。熱中症予防を目的とした適切な塩分摂取量を評価する方法がないため、今後さらなる検討が必要となる。熱中症の罹患者増加を背景に、熱中症の経験あり群で、24時間採尿による塩分摂取量や栄養バランスの状態が結果であった先行研究から、日常的な栄養状態と熱中症との関連について検討を進めた。体育会クラブに所属する大学生や高校生、地域の強化チームの中高生などを対象に調査を行ったところ、熱中症予防のためにスポーツドリンクや塩タブレットの利用が日常的な事がわかり、熱中症発症の有無と栄養状態の評価で明らかなる差を認める事ができなかった。スポーツ集団では食塩摂取が多量な者がいるなど、今後の研究課題に繋がる発見もあった。現在、被験者も100名以上集まっており、集まったデータから24時間尿中バイオマーカーと熱中症との関係について検討している。一方で2年目の健診に向けての準備も進めており、被験者数を増やしてデータを集める予定である。これまでに採取できたデータから、本研究の目的である熱中症との食習慣との関連を検討し、目的達成に向けての問題点がクリアになるようなデータ採取法も取り入れながら、最終年度は論文執筆へと繋げられるような検討を行いたい。この研究実績を足掛かりに、本研究を次のステップへと繋げていくことも目指す。食生活学、食生活の評価おおむね順調に使用してきたが、当初計画から消耗品に必要数などが少し減ったこともあり、2235円という多少誤差が生じることになり、翌年に繰り越した。厚生労働省や環境省、スポーツ振興会などが呼び掛けた対策の効果から、当初、想定していた「熱中症」の罹患者数が減少し、予定していた実施団体での実施が困難になるなど、対象集団が決定するまでに想定より時間が掛かった。また、実施期間を夏季ではなく秋季冬季にした事で実施期間をずらしたために、年度内に予定数のデータ採取ができずに、翌年にずれ込んでしまったため。