hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
茨城県南東部地域における特徴的方言とその変容に及ぼす移住者増に関する研究

本研究課題の目的は、茨城県南東部地域における方言変容の様相を、主に移住者の増加と関連付けて動態的に解明することである。そのためには、当該地域方言の記述が不可欠である。茨城県神栖市の浜ことばについては、既に現地調査によりその概要を把握しているが、より詳細な現地調査に基づく当該地域方言の体系的記述を行うとともに、それを多人数調査に発展させていく。平成30年度は、茨城県南東部地域方言の語彙の記述的研究を中心に、下記3点を行った。1調査対象地域の基礎語彙調査のための調査票をもとに、平成29年度に引き続いて神栖市において現地調査を行い、「人体」関連の基礎語彙調査(調査語は252語)を完了させるとともに、「食」関連の基礎語彙調査を開始した。(「食」関連基礎語彙調査語は全230語)2茨城県南東部に位置し、神栖市の北西に隣接する潮来市の方言に関する資料調査と現地調査を行った。資料調査では、複数の方言集等、方言に関わる多数の資料を入手した。そのうち、項目数の多い旧潮来地区方言集2種について、見出し語形、語の掲載順、語の説明を比較対照し、両者は一方をもとに他方が記述された関係にあることを確認した。さらに、旧潮来地区方言集2種の項目を統合したものをもとに、潮来市延方地区(市内東南部に位置し、神栖市と鹿嶋市に隣接)において語彙調査(異形体を含む約1200語)を行った。また、同地域の方言の概要把握のための調査、談話調査等を行った。3多人数調査に向けて、潮来市調査の成果も考慮しながら、調査項目(方言語彙)を再検討した。その結果、調査項目としては、文法項目は推量・意志の「ぺ・べ」、方向を表す助詞「サ」、生物目的語を表す「ゴト/バ」、語彙項目は「ゴジャッペ」類、「ヒヤス/ウルカス」、「(生物名)+メ」(メは接尾辞)他、音声項目として語中のカ・タ行の有声化、および方言意識に関する項目とする予定。申請時の計画に対して、研究の進捗が遅れているのは、二つの理由による。第一の理由は、本研究課題の採択が平成28年度第7回分の追加採択であったこと(採択の学内連絡は平成28年10月24日)から、初年度において計画の実施が大幅に遅れた。第二の理由は、平成30年度においても文化庁委託事業(被災地における方言の活性化支援事業)を受託(平成24年度から単年度事業として継続して受託)したことと、茨城大学の改組・カリキュラム改革に伴って校務(特に新カリキュラム実施に係る教育業務)が大きく増加したことによる。この二つの理由により、平成28年度に生じた遅れを回収することができなかった。平成30年度の本研究課題については、現地方言調査を複数回実施するなど、ある程度の進展はあったものの、計画の全体からみると、上述の「研究実績の概要」で述べたことを行うにとどまった。平成30年度までに実施できた調査対象地域での現地調査を、令和元年度前半を中心に継続して行い、当該地域の方言の記述を完了させていく。方言の記述は、基礎語彙、方言全般の特色を中心に行う。それと並行して、当該地域における方言意識や方言認知に関する多人数調査のための調査票(実施用)を作成し、調査を実施し、その結果を集計、分析する。令和元年度後半は、本研究課題の成果を報告書にまとめ、公表し、本研究課題を完了させる。報告書には成果として、当該地域方言語彙の記述、多人数調査に基づく方言意識・方言認知の結果とその分析、当該地域の方言談話を集録する計画である。そのためには、まず、当該地域の方言の顕著な特徴であるアクセントと浜ことば・陸ことばの相違等を把握するための、当該地域方言の記述が不可欠である。研究代表者は、既に浜ことばの概要について現地調査によって把握しているが、より詳細な現地調査を行うことによって当該地域方言の体系的記述を行う必要がある。平成28年度は、茨城県南東部地域方言の記述的研究の準備として、下記の3点を行った。1調査対象地域の基礎語彙調査のための調査語彙を検討し、調査票の作成を開始した。基礎語彙に関する先行研究と当該地域の方言資料をもとに、基礎語彙2,000語程度を調査すべく、分野別調査票の作成を開始した。調査票では、当該地域の方言資料(茨城方言辞典、俚言集等)を参考に、調査時の意味・用法の記述の確認事項を加えたものとして作成中である。2調査対象地域のアクセントに関する調査結果の見直しと本調査の検討を行った。研究代表者が過去に行ったアクセントに関する小調査結果を、本研究課題の準備的調査と位置づけて見直し、アクセント傾向(東京式アクセント)を確認した。その上で、平成29年度に行うアクセントの記述を目的とした調査語の検討を行った。3調査対象地域の暮らしを反映した方言談話収集のための準備として、当該地域の生活文化(食文化、年中行事、生業等)について文献資料調査を行った。申請時の計画に対して、研究の進捗が遅れているのは、本研究課題の採択が第7回分の追加採択であったことが主たる要因である。(採択の学内連絡は、平成28年10月24日に受けた。)

研究代表者は、平成28年度の研究・教育の年間計画として、9月翌3月の後半期間は校務の他に文化庁委託事業(被災地における方言の活性化支援事業)に係る業務計画の遂行を予定していた。平成28年10月下旬時点においては、学外協力者も関係する文化庁委託事業の計画が進行していたため、それを優先せざるを得ない結果となった。本研究課題の目的は、茨城県南東部地域における方言変容の様相を、主に移住者の増加と関連付けて動態的に解明することである。そのためには、まず、当該地域方言の記述が不可欠である。研究代表者は、既に浜ことばの概要について現地調査によって把握しているが、より詳細な現地調査を行うことによって当該地域方言の体系的記述を行い、多人数調査に発展させていく必要がある。平成29年度は、茨城県南東部地域方言の記述的研究として、下記の3点を行った。1調査対象地域の基礎語彙調査のための調査語彙を検討して調査票を作成し、「人体」関連の基礎語彙調査を行った。また、基礎語彙全般に関する調査票として、先行研究と当該地域の方言資料をもとに、基礎語彙2,572語および追加参考語として当該地域の方言形830の計3,402語から成るものを作成した。このうち、本研究課題としては、「人体」に関わる語彙252語(基礎語彙201語、参考方言形51)、「食」に関わる語彙230語(基礎語彙201語、参考方言形29)、「民俗」に関わる語彙137語(基礎語彙119語、参考方言形18)を主たる調査対象語彙とし、「人体」基礎語彙について現地調査を行った。2多人数調査のための準備として、調査項目(方言語彙)候補を検討した。自身のこれまでの茨城県内各地の調査結果と先行研究から、高年齢層の使用語、高年齢層若年層の使用語(理解語)、若年層の非使用語(非理解語)と予想される各数語ずつを取り上げることし、候補語として推量・意志の「ぺ・べ」、生物目的語を表す「バ」、いい加減などの意の「ゴジャッペ」類、水につけておくという意の「ヒヤス/ウルカス」他を候補語とした。3言語生活の変化に関連し得る調査対象地域の変化に関する情報として、当該地域の自治体等による報告書等や地域史資料によって、地域の人口動態や開発に伴う変化等の情報収集調査を行った。申請時の計画に対して、研究の進捗が遅れているのは、二つの理由による。第一の理由は、本研究課題の採択が平成28年度第7回分の追加採択であったこと(採択の学内連絡は平成28年10月24日)から、平成28年10翌3月の期間は校務並びに文化庁委託事業(被災地における方言の活性化支援事業)に係る業務計画の遂行と重なり、計画の実施が大幅に遅れ、その遅れが平成29年度にも継続したためである。第二の理由は、平成29年度文化庁委託事業(同前)を受託し、その文化庁委託事業について、茨城県における平成2429年度の取り組みを総括するものとして行う事業であったことと、茨城大学の改組・カリキュラム改革に伴って校務が大きく増加したことによる。校務並びに文化庁委託事業の総括的取り組みが緊急を要したため、本研究課題を予定通り進めることができなかった。このような状況から、平成29年度の本研究課題については、上述の「研究実績の概要」で述べたことを行うにとどまった。そのためには、当該地域方言の記述が不可欠である。茨城県神栖市の浜ことばについては、既に現地調査によりその概要を把握しているが、より詳細な現地調査に基づく当該地域方言の体系的記述を行うとともに、それを多人数調査に発展させていく。
RFIDを用いた病院内業務効率化の検討

新たな治療を始めるに当たり、患者1人当たりの治療時間や放射線技師が治療の準備や治療後の片づけに要する時間を知ることは、患者の予約スケジュールを作るにあたり重要な情報である。我々はRFIDシステムを用いることで、滞在時間を測定することができた。前立腺がん患者についての分析では」、8回/2週間の治療を経験すると治療行為の手順に慣れ、治療室における滞在時間を10分以上短縮できる可能性がある。放射線技師は6か月(50名の患者)を経験すると機械操作や患者の案内に習熟し、スムーズな治療ができるようになると推測された。今後は、患者や医療スタッフによる行為とログの結合やRFIDタグの精度向上が課題である。本学医学部附属病院は重粒子線治療の可能な唯一の国立大学病院(かつ、内科外科など複数の診療科を有する総合的な病院)であり、患者が全国ばかりでなく海外からも治療のため来院する。平成25年夏からは、肝細胞がん、直腸がん術後の骨盤部再発、膵がん、孤立性リンパ節再発などに重粒子線治療の適応疾患が拡大となった。さらに海外から患者の受け入れがあった。今後、患者数の増加が予想され、業務は多忙を極めることが予想される。病院内でのRFID技術の応用は、医薬品や機器の管理、感染症患者の追跡など、様々な用途に有用と考えられ研究が進められている。診療に関わる院内スタッフの業務や所要時間、動線などの行動データを収集できれば、スタッフ配置の計画、診療計画の記録や評価に有用である。本年度は、重粒子線センターにおいて、RFIDによる患者の流れを自動的にデータ収集する。同時に、時間データを取得することが可能である。RFIDにより収集した時間ログのデータと患者の流れと観察することにより、患者待ち時間の短縮ばかりでなく、診療業務の効率化や医療安全に貢献することができるシステムが確立できると期待される。受け付け、診察室、治療室にRFIDの受信機を設置し、2種類のRFIDタグを用いて、電波の受信状況を確認した。重粒子線治療センターに来院時にRFIDのタグを患者基本票のホルダーに取り付けたものを持って移動してもらい、治療に必要な時間を測定した。実際の予約時間(予定治療時間)との比較を行った。このデータをIRIS(統合型放射線治療情報管理支援システム、東芝電力システム社製)の診療データと組み合わせることにより、治療が中断し後続の患者を先に治療した後再開したケースや、何人かのスケジュール変更があったことが分かる。疾患ごとの特性や回数に応じて、患者滞在時間が短縮され得ることがわかった。群馬大学医学部附属病院における重粒子線治療患者は年間600名弱となった。治療患者の増加に伴い照射スケジュールの調整にかかるスタッフの負担が増加している。そこで、迅速かつ効率的に治療を進めるためのアルゴリズムを検討のため疾患ごとの治療時間を検討した。重粒子線治療中の患者は、重粒子線医学センターの受付にて、RFIDのタグを受け取り、待合室・診察室・治療室前室、治療室の出入り口で通過時刻を記録し、その差を在室時間として計算した。重粒子線治療は疾患ごとのプロトコールが決められており、2週間から4週間継続するため、8回から16回の照射を受ける。まず、疾患ごとの重粒子線照射室の在室時間(治療時間)を計算した。治療症例の多い前立腺がんについて解析した(n=208)。前立腺がんの場合は16回照射を行う。治療時間は最初の3回の平均が30分以上であった。7回目以降は25分程度、14-16回目には、20.5分と約30%短縮されていた。頭頸部非扁平上皮癌(n=12)の場合も、前立腺がんと同様に16回の照射を行う。しかし、治療時間に関しては、第1週(1-4回目)の平均は32.3分で、その後の第2-3週目も30.8分であった。第4週になると、平均治療時間は28.5分とやや短縮している傾向があった。しかし、治療時間減少の程度は10%程度であった。照射回数の増加によって治療時間が減少する傾向があった。これは治療回数が増えるに従って患者が治療の工程に慣れるためであると考えられる。また、症例数の少ない頭頸部非扁平上皮癌は治療にあたるスタッフの作業手順への経験が少なくなく、照射準備の時間がかかっている可能性がある。年度ごとに同一の疾患の治療時間を検討して比較する必要がある。RFIDシステムは93.75KHzおよび300MHz帯の周波数帯を用い、重粒子線医学センター内の治療室ドア付近の天井に取り付けたループアンテナが患者の胸元に携帯されているRFIDタグを検知することで、患者の所在及び入室した場所・時刻をサーバーに記録可能であり、疾患ごとの治療時間の測定ができていた。疾患ごとの治療プロトコルと照射回数による平均治療室滞在時間(治療時間)を集計することができた。症例数の多い疾患については、治療回数が増えるにつれ治療時間が30%近く短縮されていた。一方、まれな疾患については治療時間の短縮の程度は10%程度であった。患者側の要素だけでなく、放射線技師など医療スタッフ側の要素(業務フローなど)も影響していると思われる。確実に治療時間のデータが集積できることがわかった。平成28年度は、診察室の利用時間を解析した。

診察室の利用時間は、医師と患者が同時に診察室にいた時間、すなわち医師が診察室におり(RFIDが診察室で認識されている)、続いて患者が診察室に入った時間と診察室から退室した時間をRFIDのタイムスタンプから解析した。診察室は1室であり、RFIDの認識は98%以上であった。データから除外したケースは、入室の記録があるが、退出の記録のないものや同時に2名以上の患者のRFIDタグが認識されている場合である。解析の結果は、1回目の診察は平均1時間30分34秒と長く、2回目の診察は平均25分32秒であった。3回目以降は、診察時間の平均は5分から9分の間で推移していた。第1回目の診察時間が長い理由は、病気説明や治療内容についての説明が行われた可能性がある。第2回目は、初めての治療の影響を確認するために詳しく話を聞いた可能性がある。3回目以降は、状態が安定していれば、当日の体調を確認して、すぐに治療に入れることが推測される。そのようなかで、3回目以降におおいて、診察室に25分55秒滞在した記録があった。この症例は、感染性腸炎の症状があり、診察後、検査をおこなったためと思われる。このように、RFIDのタイムスタンプと診療記録を組み合わせることにより、診療時間がほかの症例より著しく長い場合にその原因を推測することは可能であった。一方、19分22秒滞在した症例があったが、診療記事はほかの診察日と大きな変化はなく、平均滞在時間よりはかなり長かったがその理由ははっきりしなかった。すべての内容が診療記事に反映されていない場合もあり、今後の検討課題である。平成28年度は、診療時間(医師と患者が診察室に同時にいた時間)を解析した。解析は、順調に進んでおり、昨年の治療時間のデータに加えて、来院、診察、治療の3過程のうち、2つの過程のデータを得ることができた。さらに、来院から診察までの時間を解析することで、患者のフローチャートを作成することができる。特に、時間の長い過程については、ボトルネックの可能性があり、患者の待ち時間の短縮やスタッフの業務の効率化の手掛かりとなる可能性がある。滞在時間の長い過程については、診療記録なども参考にして、原因をできる限り究明したい。これらのデータをもとに、予約システムを作る際に、疾患、患者のパフォーマンススタツス、年齢などを参考に、効率の良い治療の流れを作れるように工夫したい。患者の診察室や治療室における滞在時間や放射線技師の治療室における滞在時間についてRFIDシステムを用いて、測定することは治療スケジュール(予約)を立てるにあたり、重要な情報となる。治療開始後、4か月後の前立腺がん患者の治療室滞在時間を計算した。患者は16回の治療を受けており、その治療室滞在時間は1回目38分+/-18分であった。治療室滞在時間は、6回目ごろより減少し、8回目以降は30分未満となった。治療開始後8か月が経過すると、1回から10回の治療室滞在時間に明らかな差はないものの、10回目以降は4-10分の治療室滞在時間の短縮が見られた。患者が治療室に滞在した前後に、放射線技師が同じ治療室に滞在した時間を解析すると、やはり8か月から減少していた。放射線技師が患者の誘導や機械操作に慣れるまで6か月(途中約2か月のメインテナンスがあった)以上かかることが推測される。診察室における患者の滞在時間(医師と患者が同時に在室した時間)は、1回目は1時間以上と長かった。
ラット臼歯への矯正力負荷による歯根吸収:負荷の閾値と歯質吸収活性の時間的変動

歯科矯正臨床においては、歯の移動に伴う歯根吸収の防止が求められているが、現在までのところ、その発症を予知しうるに十分な科学的な知見は得られていない。本研究では、ラット臼歯を実験モデルとして、第一臼歯の近心移動に伴う歯根吸収の発症機序を細胞・分子レベルでの解明を目的とした。本年度においては、雄性SD系ラット(200g体重)を使用して、歯根吸収の引き金となる矯正力刺激の閾値が初期荷重量と負荷時間の積分値によって規定しうるとの作業仮説を検証した。初期負荷量を20g、40g、60g、臼歯近心移動モデルにおいて、負荷期間をパラメターとした実験を実施した。破骨細胞および破歯細胞の分化と活性化(その消退)を追跡する目的で、免疫組織化学(細胞同定のためのED1、ED2、炭酸脱水酵素、RANK、RNKL、cF0S、骨関連細胞の分化マーカーとしてI型コラーゲン、オステオカルシン)と酵素組織化学(TRAP/ALPの二重染色)を実施した。その結果から、今回のラット臼歯モデルにおいては、短期間の矯正力負荷量(1時間から1日)によっても、圧迫側の歯根表面では遅延性(準備・潜伏期間として3-4日間)に吸収窩が発生し、破歯細胞の出現時期と局所組織空間では、RANK陽性細胞とRNKL陽性細胞が共存することと、破歯細胞の接着した歯根表面ではオステオカルシン局在を確かめた。また、歯槽骨の骨細胞ではcF0S発現(免疫組織化学)が認められ、矯正力の受容と伝播に転写因子が関与することが示唆された。成立した歯質吸収窩では、酒石酸耐性酸性フォスファターゼ陽性細胞数の変動を指標とした吸収活性の増強と減衰、アルカリフォスファターゼの発現と硬組織添加を指標とした修復応答を調べた。なお、本年度においてエックス線マイクロCT装置の利用が可能となり、矯正力負荷による歯槽骨改造と歯根吸収の発症について3次元観察を開始している。本年度においては、歯根吸収の引き金となる矯正力刺激の閾値が初期荷重量と負荷時間の積分値によって規定しうるとの作業仮説を検証する目的で、SD系雄性ラット(200g体重)を使用して、右側上顎臼歯にクローズドコイルスプリングを連結したクランプ(0.012inchのオーストラリアンワイヤーを屈曲して作製)を動物口腔内で装着した。その場合の初期負荷量は、口腔内でのスプリング長の伸び率から判定して、20g、40g、60gに設定した。反対側上顎臼歯には負荷を懸けない状態での装置装着のみを施した。予定した動物実験は終了し、組織観察用の試料作製(EDTA脱灰、パラフィン包埋、対象臼歯列の水平断連続切片の作製)を継続している。これまでに作製した標本の組織観察に基づいて、歯槽骨吸収窩と歯根吸収窩の発生状況(吸収窩の発生状況、形状、大きさ、吸収活性の継続時間)について形態計測した。その結果では、40g荷重において臼歯の近心移動が確認され、傾斜移動の影響は小さく、実験モデルとして歯体移動を達成しえていると結論できた。関連細胞の表現型を調べる目的で、免疫組織化学(細胞同定のためのED1、ED2、炭酸脱水酵素、RANK、RNKL、cFos、骨関連細胞の分化マーカーとしてI型コラーゲン、オステオカルシン)と酵素組織化学(TRAP/ALPの二重染色)を実施した。その結果から、破歯細胞の出現時期と部位においてRANK陽性細胞とRNKL陽性細胞が共存することを確かめた。さらに、新たな組織試料を加えて、破骨細胞と破歯細胞の出現時期・部位と吸収活性から形成活性への転換時期についての検討を進めている。

なお、本年度においてエックス線マイクロCT装置の利用が可能となり、矯正力負荷による歯槽骨改造と歯根吸収の発症について3次元観察を開始している。
γ線,電子線による^3_ΛHeおよびΛ(Σ)NN生成反応とハイペロン-核子相互作用

r+d→K^++Λ(Σ)十N-反応(d、Nはそれぞれ重陽子、核子の略)の計算を行った。この反応の終状態でめハイペロン、核子間相互作用を精密に調べることが目的である。(本研究課題の前段的な解析であるが、定式化、数値計算、成果発表に一年間程度を必要とした。)これまでこの反応の研究においては、素過程r+N→K^++Λ(Σ)についての情報を得ることが主目的であり、ハイペロン-核子相互作用の働かない力学的領域が選択的に調べられてきた。本研究では、ΛN-ΣN結合相互作用を厳密に取り入れた計算を行った。
歯髄光電脈波と抹消血管運動の周期性解析による新たな歯髄診断法に関する研究

歯髄は血管や神経、リンパ管などから構成され、歯に栄養を供給する組織である。歯髄の病態診断は、歯科治療における治療方針の決定、歯髄保存の可否において重要な判断材料となるため、正確な診断が求められる。歯髄の健康度を支配するのは歯髄の循環系であり、現在、LEDの透過光を利用した歯髄血流測定(透過型光電脈波測定Transmitted-light plethysmography (TLP))により、歯髄の生活反応を非侵襲的に診断することが可能となっている。しかし、小児患者の外傷歯の歯髄脈波より、歯髄血液は存在しても必ずしも健全歯髄と言えないケースも多いことがわかっている。本研究では、従来行ってきた歯髄光電脈波による歯髄血液の有無の診断に加えて、新たに歯髄の「抹消血管運動(Vasomotion)」の周期性に着目し、歯髄の生理機能の評価法の確立を最終目標としている。血管運動は、心肺の活動とは関係なく、中枢または抹消の神経支配によって周期的に血管自体が弛緩・収縮するもので、容積脈波とは異なる周期性を持つ。歯髄の「機能」や「病態」を「周期性」という相対値により定量評価できる可能性がある。初年度はデータ採得に先立ち、解析に必要な歯髄脈波を効率よく取得するための汎用プローブの作製を試みたが、被験者の動きによるアーチファクトが生じると微小な血液循環を検出することが困難であり、従来歯髄光電脈波の検出に使用してきたしたアダプター(即時重合レジンで作製)により、光源のLEDと受光素子Photodiodeを固定することとした。2年次は、血管運動を取得するため、周波数解析において低周波成分も検出できる電気回路の試作を行った。3年次以降はデータの取得を本格的に行っていく。抹消血管運動は、容積脈波とは異なる周波数を有し、文献によると0.0090.2Hzという報告がある。低周波数の測定を可能にするため電気回路や受光素子を工夫し、装置の受光感度やS/N比を向上させることで、低周波成分も測定が可能な装置(試作機)の作製を行った。しかし、臨床での測定の簡便性を追求するため、従来とは異なる反射型を採用しており、被験者の測定に至るまでに時間を要している。次年度は、ヒト歯髄からの信号を取得し、解析方法を決定する。測定の際は、心電図、指尖脈波、歯髄脈波をそれぞれ測定する。過去の報告によると、抹消血管運動の周波数解析のアルゴリズムには、自己回帰式法、FFT法、最大エントロピー法など複数存在する。歯髄を対象とした研究は非常に少ないため、歯髄に適した信号解析方法を選択し、心電図および歯髄光電脈波の周波数解析により、心拍由来成分、自律神経系に由来する成分、末梢の血管運動に由来する成分について区別できるかどうかを検証する。今回新たに導入する血管運動の解析では、心機能とは独立した生理的機能の解明を目的とするが、本来、歯髄の健康度を支配している心拍由来の血流を同時計測することで、歯髄の血流循環と抹消の生理的機能の両面に裏打ちされた歯髄診断法の可能性を探る。初年度はデータ採得に先立ち、解析に必要な歯髄脈波を効率よく取得するための汎用プローブの作製を行っている。臨床データ取得の際は、簡便性、歯周組織由来の血流の影響のない設計などがプローブの要件として求められる。また、低周波も検出可能とするための測定装置(試作器)の改良を行っており、いずれも継続して進行中である。理由:初年度の予定はプローブ作製を行うことであったが、解剖学的な形態の異なる種々の歯に対応したプローブデザインの考案に時間を要しており、研究進度はやや遅れている。また、抹消血管運動が取得できるために、低周波数の測定が可能にするため、測定装置(試作機)の改良を行っている段階である。

歯髄の健康度を支配するのは歯髄の循環系であり、現在、LEDの透過光を利用した歯髄血流測定(透過型光電脈波測定Transmitted-light plethysmography (TLP))により、歯髄の生活反応を非侵襲的に診断することが可能となっている。しかし、小児患者の外傷歯の歯髄脈波より、歯髄血液は存在しても必ずしも健全歯髄と言えないケースも多いことがわかっている。本研究では、従来行ってきた歯髄光電脈波による歯髄血液の有無の診断に加えて、新たに歯髄の「抹消血管運動(Vasomotion)」の周期性に着目し、歯髄の生理機能の評価法の確立を最終目標としている。血管運動は、心肺の活動とは関係なく、中枢または抹消の神経支配によって周期的に血管自体が弛緩・収縮するもので、容積脈波とは異なる周期性を持つ。歯髄の「機能」や「病態」を「周期性」という相対値により定量評価できる可能性がある。初年度はデータ採得に先立ち、解析に必要な歯髄脈波を効率よく取得するための汎用プローブの作製を試みたが、被験者の動きによるアーチファクトが生じると、微小な血液循環を検出することが困難であり、従来歯髄光電脈波の検出に使用してきたしたアダプター(即時重合レジンで作製)により、光源のLEDと受光素子Photodiodeを固定することとした。2年次は、抹消血管運動を取得するために、周波数解析において低周波も検出できる電気回路の試作を行い、歯髄光電脈波の検出をすることが可能となった。抹消血管運動は、容積脈波とは異なる周波数を有し、文献によると0.0090.2Hzという報告がある。低周波数の測定を可能にするため電気回路や受光素子を工夫し、装置の受光感度やS/N比を向上させることで、低周波成分も測定が可能な装置(試作機)の作製を行った。装置の作製に時間を要したため、研究の進度はやや遅れている。歯髄は血管や神経、リンパ管などから構成され、歯に栄養を供給する組織である。歯髄の病態診断は、歯科治療における治療方針の決定、歯髄保存の可否において重要な判断材料となるため、正確な診断が求められる。初年度はデータ採得に先立ち、解析に必要な歯髄脈波を効率よく取得するための汎用プローブの作製を試みたが、被験者の動きによるアーチファクトが生じると微小な血液循環を検出することが困難であり、従来歯髄光電脈波の検出に使用してきたしたアダプター(即時重合レジンで作製)により、光源のLEDと受光素子Photodiodeを固定することとした。2年次は、血管運動を取得するため、周波数解析において低周波成分も検出できる電気回路の試作を行った。3年次以降はデータの取得を本格的に行っていく。
臨床研究者・専門家育成のための生涯教育カリキュラム構築のための調査研究

「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針(2015)」では、臨床研究者や専門家の教育研修について明記強調された。規制等の厳格化・複雑化により臨床研究の実施には、倫理・行動規範の理解のみならずに、方法論や規制、組織等の専門的な知識も求められるようになっている。臨床研究の質や信頼性を高めるために、系統的で継続的な人材育成のカリキュラムの開発は急務である。本研究では、国際標準レベルの臨床研究者育成に必須とされる知識・能力を明確化し、系統的なカリキュラム開発につなげることを目標に(1)教育のニーズの調査、(2)国内外の臨床研究者・専門家育成の調査、(3)学習カリキュラム開発を行ったので報告する。○具体的内容1)臨床研究支援教育カリキュラムのニーズ調査2)国内外のアカデミアにおける臨床研究者・専門家育成の実態調査3)調査の成果を臨床研究者・専門家育成カリキュラム策定の礎とするという目的に対し、1国立大学附属病院臨床研究推進会議(45大学)の教育研修担当者に対するwebニーズ調査の実施(2015年12月2016年1月)2東京大学医学部附属病院臨床研究支援センターで臨床研究のガイダンス・コンサルテーションを受けたことがある医師に対するwebニーズ調査(2016年1月)3米国コロンビア大学・琉球大学医学部附属病院臨床研究センター訪問(2016年1月)4国立大学附属病院臨床研究推進会議(45大学)のTopic Group4(教育・研修に関する分科会)で臨床研究者教育に関するシラバス・学習目標策定を行った。○意義2015年4月施行の「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」に対応した系統的な人材育成カリキュラムの開発は急務であるが、全国的にこの分野の専門家およびその教育人材は足りない状況である。現場を見ること、また一定の質問項目によって2つの視点(提供者:教育研修担当者・受給者:研究者自身)からのニーズ調査を行った。○重要性我が国では基礎分野の実績に比し、臨床研究分野での実績の低調さが指摘されており、一因として臨床研究者・専門家の育成の遅れが挙げられている。医学教育分野で特に取り組まれている分野ではないことより、臨床研究者教育は、倫理・行動規範のみならず研究実施方法の実際を学ぶ必要があるなど、生涯教育が必要とされる。その現状調査を踏まえて国際標準の臨床研究が行える研究者達を養成するための総合的見地をまとめることはそのカリキュラムの拡充のために必須である。研究目標のうち、概ね下記の半分以上が達成されている。1)臨床研究支援教育カリキュラムのニーズ調査2)国内外のアカデミアにおける臨床研究者・専門家育成の実態調査3)調査の成果を臨床研究者・専門家育成カリキュラム策定の礎とするしかしながら、当初の予定よりも早く教育カリキュラム開発を進めることとなったため、実態調査はカリキュラム提供と併行して、PDCAサイクルとして、よりいいものに改善するために行うこととなっている。また、臨床研究に関する教育・研修に関する知識の達成目標が明確でないため、欧州でのPharmaTrain CLICコースの一部を国立大学附属病院臨床研究推進会議(45大学)のTopic Group4(教育・研修に関する分科会)参考として1整備を行っている。<重要性>現在、臨床研究および臨床開発という日本が現在力を入れている分野においては、研究費の増加が期待されているが、同時に臨床研究法案が制定される間近でありヒトを対象とした研究においては、研究の実施前およびその間の継続的なその実施方法やデータの質の確保の方法や倫理性・行動規範といった多岐にわたった知識の教育研修が必要である。<目的> 1)臨床研究支援教育カリキュラムのニーズ調査、2)国内外のアカデミアにおける臨床研究者・専門家育成の実態調査、3)調査の成果を臨床研究者・専門家育成カリキュラム策定の礎とする。<具体的内容>1国立大学附属病院臨床研究推進会議(45大学)のTopic Group4(教育研修にかんする分科会)での「臨床研究者むけ教育の共通シラバス策定アンケート調査」のwebアンケートシステムを用いた1)「臨床研究者教育と倫理委員会との関わりについての調査」、2)「臨床研究の卒前教育の状況の調査への協力」を行った。2全国病院長会議常置委員会では、前述のTopic Groupでの活動の集大成として「臨床研究者に対する教育シラバス」の表明し、今後の臨床研究開発の教育の質を保つためのベースラインシラバスとした。3ARO協議会での「AROを担う人材教育」シラバス策定への協力、4臨床研究者を対象にした「系統的臨床研究者・専門家の生涯学習・研修カリキュラム」webシステムの充実化、5外部組織の臨床研究およびトランスレーショルリサーチ領域の教育に関する現状調査と相互認証に関する調査活動などの臨床研究者・専門家育成のための生涯教育カリキュラム構築に関する研究を行った。

本研究においては、臨床研究に関する教育・研修の推進方法として、より負担がなくグローバルスタンダードなシラバス・学習方法の規定をすることで質の保証をすることが必要である。2015年度に国立大学附属病院臨床研究推進会議(45大学)とともに策定したシラバス・学習を網羅した臨床研究・教育を提供するためにニーズ調査に基づいた臨床研究者用eラーニングおよび対面授業・講習会などのプログラムを策定することとする。卒前教育・卒後教育(地域・他組織との連携の強化・グローバルstudyでも対応可能な知識の質の確保・他団体との可能性などのの総合的見地をまとめる。「臨床研究トランスレーショナルリサーチ本研究は当初予定よりも、臨床研究に関する教育・研修の当施設内で早急な教育カリキュラム開発による対応および強化が求められたこと(利益相反に関する知識の向上・研究の信頼確保に関する啓発活動)を優先した。また、Webニーズ調査を導入することで本来予定額よりもニーズ調査が少額で済んだ。上記の理由によりため、H28年度に計上された。1.外部組織の教育・研修体制の実態の調査の強化2.外部組織との教育・研修の連携強化のための交渉
ケミカルジェネティクスと機能ゲノミクスを用いたがん脆弱性遺伝子の探索と治療法開発

有望ながんの新たな治療標的とその阻害剤を見出すために、当部でこれまでに取りためた数千種類の抗がん物質のJFCR39パネル感受性データを用いて、一部のがん細胞にのみ奏功しその他の細胞には影響しない物質を複数同定した。昨年、EGFR阻害剤ゲフィチニブが、ErbB4のキナーゼ活性を抑制することによりErbB4過剰発現細胞に抗がん効果を示すことを明らかにした。本年度、新たな研究対象として、開発中の新規分子標的Xの阻害剤Dxが、標的遺伝子であるXの発現量の多寡にかかわらず、JFCR39のうち4細胞株にのみ著効を示すことに注目した。そこで、JFCR39パネルの中で、薬効が高い細胞ほど発現量が多い遺伝子を抽出し、それらを順次siRNAにより発現ノックダウンを行うことにより抗がん効果への機能的関与を検討した。その結果、遺伝子Yの発現をノックダウンさせることにより薬剤Dxの感受性が消失することがわかった。現在、薬剤Dxによる選択的抗がん分子機構の全貌を明らかにするべく、研究を進めている。上記に加え本研究課題では、がん細胞株にゲノムワイドなバーコードshRNAライブラリーを発現するレンチウイルスを感染させ、薬剤非存在下で1014日培養する間に増減するshRNAの測定することにより、細胞株ごとに異なる増殖・生存にかかわる遺伝子群のプロファイリングを順次進めている。米国ブロード研究所では先行して類似の研究が進められているが、我々の解析法は彼らが進める“がん依存性マップ"とは異なる精緻な方法で進めているため、より正確なプロファイリングが可能となっている。本研究課題で確立した研究手法を用いて、JFCR39だけで別の細胞株の解析にも応用しており、がんの増殖・生存を標的とした新たな薬物療法を実現するための強力なツールとなっている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝子変異や遺伝子増幅、その他の理由で、がん細胞の増殖・生存が特定の遺伝子に依存している場合、その遺伝子を標的にした治療に著効を示すと考えられる。本研究では、このような遺伝子(脆弱性遺伝子)のうち、「一部のがん細胞に選択的に脆弱性を示すもの」をがん治療の重要な新規分子標的候補として検索・同定することを目的とし、ケミカルジェネティクスと機能ゲノミクスによるアプローチを試みている。ケミカルジェネティクスによるアプローチとして、JFCR39がん細胞パネルについて当部でこれまでに取りためた数千種類の抗がん物質の感受性データを用いて、一部のがん細胞にのみ奏功しその他の細胞には影響しない物質を複数同定した。このような物質を脆弱性遺伝子同定のためのケミカルプローブとして利用できる。その1つとして見出した新規抗がん物質は、39種中3種類のがん細胞でのみ著効し、他の細胞株の増殖、生存には影響しなかった。また、興味深いことに、本物質は既存の抗がん剤と類似した抗がんスペクトルを示した。両剤は構造的な類似性は認められないが、上記の抗がんスペクトルの類似性より作用メカニズムないし標的分子には共通性があることが予測された。両剤が3種類のがん細胞にのみ奏功する原因は、奏功する細胞と奏功しない細胞の遺伝子異常の違いに起因するとの仮説のもと、遺伝子発現情報や遺伝子変異情報などのオミックスデータとの関連分析を進めた。一方、機能ゲノミクスによるアプローチとして、ゲノムワイドながん脆弱性遺伝子をスクリーニングする目的で、バーコードshRNA発現レンチウイルスライブラリーを用いた実験の条件検討を行った。具体的には、レンチウイルスベクターにコードされる蛍光タンパク質の蛍光強度を指標とした感染効率の最適化を完了した。また、次世代シーケンサーを用いたバーコード配列解析の条件検討を進めた。前述の通り、本研究では「一部のがん細胞に選択的に脆弱性を示すもの」をがん治療の重要な新規分子標的候補として同定することを目的としている。ケミカルジェネティクスによるアプローチとして行ったJFCR39がん細胞パネルデータのスクリーニングにより、一部のがん細胞にのみ奏功しその他の細胞には影響しない物質が予定通り得られたが、これには新規抗がん物質と既存の抗がん剤がそれぞれ含まれた。今回例に挙げた新規抗がん物質と抗がんスペクトルが類似した既存抗がん剤は、現在は特殊な白血病の治療薬として承認されているが、がん腫(ほとんどの固形がん)には奏功しないと考えられてきた。しかし、JFCR39がん細胞パネル試験では3種類のがん腫由来の細胞株にナノモーラーのオーダーで増殖抑制を示すことが初めて示された。これらの細胞株がなぜ本剤に感受性を示すか、その原因遺伝子を特定できれば、新たな有望ながん治療ターゲットとして極めて有望であるばかりでなく、その遺伝子異常をバイオマーカーとした既存薬の適応拡大にもつながり、当初の想定以上の波及効果が期待される。バーコードshRNA発現レンチウイルスライブラリーを用いた実験については、条件検討により、パイロット細胞株として用いたヒト肺がん細胞株PC-9に対して適切な効率でウイルスを感染させることに成功している。また、ピューロマイシンを用いたセレクションによりウイルス感染細胞の濃縮が確認され、用いたレンチウイルスが正しく機能していると考えられた。がんの新たな治療標的とその阻害剤を見出すために、ケミカルジェネティクスによるアプローチとして、当部でこれまでに取りためた数千種類の抗がん物質のJFCR39パネル感受性データを用いて、一部のがん細胞にのみ奏功しその他の細胞には影響しない物質を複数同定した。

その1つとして見出したゲフィチニブは、EGFR遺伝子に活性化変異を持つ肺がんに奏功することが知られるが、意外にもEGFRの遺伝子変異を有さず、タンパク質レベルでもまったく発現していない肺がん細胞株に奏功することがわかった。JFCR39のオミックスデータを照会したところ、本細胞株はErbB4タンパク質を過剰発現しており、ゲフィチニブによる増殖抑制に伴いErbB4の脱リン酸化が認められた。本細胞株はErbB4を発現ノックダウンした際に特異的に増殖が抑制されたことから、ErbB4が本細胞株のアクショナブルな標的であると考えられる。一方、白血病治療に用いられる代謝拮抗剤がいくつかの癌腫由来細胞株に著効することを見出し、薬剤抵抗性に高い関連を示す一塩基変異(SNV)を抽出した。薬効が高い細胞株はすべて当該SNVが野生型ホモであったが、片アリルまたは両アリルに変異型を有する細胞株はすべて抵抗性を示した。このSNVと薬剤感受性の因果関係を調べるため、CRISPR/Cas9による変異導入株の構築を進めた。一方、機能ゲノミクスによるアプローチとして、バーコードshRNA発現レンチウイルスライブラリーを用いた実験を開始した。具体的には、特定の細胞株にレンチウイルスを感染させた5日後を起点に、一定期間の培養を経て増減するshRNAを同定するとともに、ゴルジ機能阻害剤やチロシンキナーゼ阻害剤存在下の培養で増減するshRNAの解析を進めた。本研究では「一部のがん細胞に選択的な抗がん効果を示す」薬剤またはshRNAをプローブに、がん治療の重要な新規分子標的候補とその治療薬を同定することを目的としている。ケミカルジェネティクスによるアプローチとして、JFCR39がん細胞パネルデータから一部のがん細胞にのみ奏功しその他の細胞には影響しない物質として、チロシンキナーゼ阻害剤ゲフィチニブと代謝拮抗剤Aを含む既知の抗がん剤や新規抗がん物質を抽出し、それぞれについてその分子メカニズムや感受性予測しうる分子の解析が順調に進んでいる。ゲフィチニブについて、EGFR遺伝子に活性化変異がなく、発現も認められない肺がん細胞株に著効を示したのは、本細胞株で過剰発現をしているErbB4を阻害することに起因することを明らかにした。また、代謝拮抗剤Aについては、奏功しないとされた癌腫細胞の一部で良好な効果を示すこと、その感受性に強い関連を示す一塩基変異を同定した。また、これら2剤以外の既知抗がん剤や新規抗がん物質についても解析を進めており、さらなる成果が期待される。この解析により、薬剤の直接ターゲットおよび感受性を規定する分子メカニズムが明らかにできれば、新たな分子標的薬の開発に加え、既存薬の適応拡大のためのバイオマーカーにも利用できる可能性がある。一方、バーコードshRNA発現レンチウイルスライブラリーを用いた実験については、初年度に実験条件の最適化に手間取ったものの、本年度より、一定期間の培養後に消失ないし増加するshRNAの解析を進めている。また、ゴルジ機能阻害剤やチロシンキナーゼ阻害剤との合成致死を起こすshRNAや、逆に薬剤耐性になるshRNAのスクリーニングにも着手した。このように、概ね順調に進んでいると言える。
液晶内包シリカナノ粒子の研究

コアシェル法並びにストーバー法にて室温ネマチック液晶5CB (4-ペンチル-4'-シアノビフェニル)をシリカナノ粒子内に固定する調製法及び界面活性剤を用いて5CBを中空シリカナノ粒子内に固定する調製法を研究し約3.5wt%の5CBを内包する90nmから400nm径の中空シリカナノ粒子を調製することに成功した。5CBの光吸収極大のシフト及び発光極大のシフトなどの液晶性分子のナノ空間閉じ込め系における振る舞いとして新たな知見を得た。一方、5CB注入(体積充填率70%)したより大きな空コアシェル法並びにストーバー法にて室温ネマチック液晶5CB(4-ペンチル-4'-シアノビフェニル)をシリカナノ粒子内に固定する調製法を研究したが5CBの含有量が小さく諸物性を解明することが難しいことから新たに界面活性剤を用いて5CBを中空シリカナノ粒子内に固定する手法を検討、約3.5wt%の5CBを内包する90nmから400nm径の中空シリカナノ粒子を調製することに成功した。TEM観察におけるシリカ及びナノカプセルに詰め込まれた5CBそれぞれに由来する2つの異なる面間隔の存在、紫外・可視吸収スペクトルにおける5CBの吸収極大のシフト(284nmから275nmへ)及び蛍光スペクトルでの発光極大のシフト(339nmから351nmへ)、更には詰め込まれた5CBの固体ー液晶ー等方性液体相転移に起因すると考えられる蛍光強度の減少が確認された。これらは液晶性分子のナノ空間閉じ込め系における振る舞いとして新たな知見を含むと考えられる。一方、より大きな空間を持つ中空シリカマイクロカプセル(平均粒径2.4μm、平均細孔径9nm、平均中空率:約70vol%)の5CB注入(体積充填率70%)を行い、偏光顕微鏡観察による光学的異方性及び示差走査熱量(DSC)測定による5CBの融点及び透明点に加えて新たに現れる複数の熱相転移の確認からミクロンサイズの中空空間の閉じ込め系では多様な分子集合状況の共存の可能性が示された。また、これをシリコンオイルに分散させITOガラスに挟んで直交ニコル下偏光顕微鏡観察すると電場のオン・オフに伴い視野全体に明暗の弱い変化が認められ個々の粒子中の5CBが電場配向する可能性も示唆された。詳細は今後の検討によるが、本研究によりネマチック液晶詰め込み系中空シリカの異なる粒子径の組み合わせによって、光散乱が電場により制御できる新たな材料の可能性を見出したと考えている。一方、5CB注入(体積充填率70%)したより大きな空コアーシェル法において液晶分子(5CB)をシリカカプセル(内径40nm)内に密に内包させるため、コアとして用いる金微粒子への5CB分子の吸着及び金微粒子の非凝集状態を金微粒子の522nmのサーフェスプラズモンピーク波長でモニタリングし、5CB分子の吸着による長波長シフトと吸光度減少を明らかにした。[5CB]/[Au]p=4320(最大値の34%)で5060°Cで調製した試料のTEM像から外径50±4nm (n=33)、内径約30nm、シェル厚約10nmのカプセル形成を確認した。申請費用で外注した5CBのシリカ粒子中の深さ分析から炭素原子が一部のカプセル内部及びシェルに沿って内側に観測された。窒素原子は領域のSAEDの回折パターンにより検出され、5CBの存在が示唆された。一方、中空シリカマイクロカプセルへの5CBの外部からの注入も検討した。平均外径8μm及び12μmのシリカマイクロカプセル(それぞれ細孔径1.53nm及び9.23nm、空孔率42%及び58%)を既報に従って合成、減圧下5CBの液体温度(50°C)で5CBを注入、それを吸引濾過後所定量のヘキサンで洗浄した後、熱重量分析(TGA)及び塩化メチレン溶液の紫外・可視吸収スペクトルにより5CBの体積充填率がそれぞれ8%及び13%を得た。示差走査熱量計(DSC)測定では、ネマチック(N)相ー等方性液体相転移温度(透明点)はバルクの5CBと変わらないものの、一方、結晶ーN相転移温度(融点)はバルクの相転移の低温側にもう一つの相転移が存在することが判った。しかもその転移潜熱は相関して多様に変化することが示唆された。ナノ空間におけるN液晶の相転移に関する一連の理論研究は透明点の低下と融点の変化を予測したが充填率の低い系での現象については論じられていない。ナノ空間シリカ微粒子内の5CBの相転移を考える上で重要な知見を得た。

液晶内包シリカナノ粒子の調製では、粒子径40nmの金微粒子を用いて、1Au粒子あたり4320個の5CB分子を吸着(最大値の34%)させた条件下でシリカカプセルの調製が成功したこと、5CB分子が内部にある様子が深さ分析と高倍率画像から得られたこと、Au微粒子と5CBの吸着実験からさらに5CBを取り込ませることが可能なことが示されたことから概ね順調に進展していると判断している。一方、予備的に始めたサイズの大きな中空シリカ粒子(マイクロカプセル)を用いた実験では、充填率の制御による多形制御の可能性を示唆する結果を得たことから、ネマチック液晶を内包したシリカナノ粒子の新たな機能への検討課題が増えたと考えている。平成23年度に得られた成果を基にして、最大吸着量の68%98%までの5CB分子を40nmのAu微粒子に吸着させてシリカカプセルを100mlオーダーで調製し、限外ろ過装置を用いて1mlまで濃縮することにより物性計測に使用する。また、最大吸着量を増やすことによりシランカップリング試薬が吸着できなくなるため多孔質カプセルになることが予測され、マイクロカプセルでの実験結果からこれに5CB液体を直接加え濃度拡散によりさらに5CBを取り込ませることが期待できる。これらにつぃて5CBの熱相転移や電場応答性について知見を得ると共にマイクロカプセルへの充填率制御による相転移制御に関して考え方を確立できるよう検討を行う。産総研では予算額と最初の一連の実験の研究代表者による実施の必要性(マイクロカプセル調製等)からH23年度の実験補助員雇用費をH24年度に残した。H24年度は産総研所内規定に準じた形で実験補助員を雇用し、研究の加速を図る。
短ミリ波及びサブミリ波領域におけるスミス・パーセル型自由電子レーザの実験研究

平成7、8年度の当該研究は、精密なビーム制御が可能な静電加速器を用いた相対論的電子ビームを用いたスミスパーセル型自由電子レーザを建設し、その特性をミリ波領域で測定する事を目的としている。静電加速器として1MVの小型コンパクトな、デスクトロン型静電加速器を稼動させた。電子源としては、エネルギー広がりの少ない光電効果による光電子ビームを利用した。このため、エキシマレーザからのパルス紫外光レーザを静電加速器内の陰極に照射し、最大1-4Aのピーク電流の電子ビームを発生させる事に成功した。電子ビームのビームラインとしては、ビームラインパイプ中を、磁場偏向コイル及び磁場集束コイルを用いてビーム制御をおこないつつ、伝搬させる事に成功した。スミスパーセル型自由電子レーザとしては、電子ビームと回折格子近傍の電磁波モードの分散式を解析して、最適な発振条件を理論的に設定した。この結果、目標発振周波数51GHzのミリ波での発振を試みる事とした。回折格子周期長2.5mm、長さ30cmの金属回折格子を製作した。電子ビームの形状と位置を、上記の回折格子表面ぎりぎりに伝搬させる事を行った。現在までの所、Uバンド(45-60GHz)帯ミリ波領域での電磁波が、検波ダイオードによる波形検出によって確認されている。発生した電磁波のすべてのエネルギーを検波器に集める事はできていないが、約0dBmの出力が確認されている。51GHzのミリ波のスミスパーセル型自由電子の発振がおきているとする理論的予測と矛盾しない実験結果を得ていると結論できる。平成7年4月に、ディスクトロン型静電加速器(出力1MV)を導入して、オーバーホール整備の後、高電圧発生に成功している。電子ビームを発生させるために、光電効果型の電子銃を開発した。エキシマレーザ(KrF)を設置して、ガス配管等を行なって、8月にはエキシマレーザの安定運転に成功した。10月には、エキシマレーザ光をディスクトロン型静電加速器内の陰極に照射し、光電子を発生して、高エネルギー電子ビームの引出しに成功した。以降3月までの間に、電子ビームの位置制御、収束実験を行ない、並行して、回折格子を設計、製作した。平成8年4月からは、本格的なスミス・パーセル型自由電子レーザの実験に着手する。静電加速器として1MVの小型コンパクトな、デスクトロン型静電加速器を稼働させた。

発生した電磁波のすべてのエネルギーを検波器に集める事はできていないが、約0dBmの出力が確認されている。51GHzのミリ波のスミスパーセル型自由電子の発振がおきているとする論理的予測と矛盾しない実験結果を得ていると結論できる。
河道内樹林の消長機構に関する水理・生態学的解析と持続的河川管理に向けた戦略研究

加古川,旭川,手取川をフィールドとして,樹林化が進行する河川の洪水水理と植生動態を実証的,解析的研究を遂行し,洪水攪乱を利用した樹林化抑制と自然再生に向けた河川管理戦略を検討した.研究期間において各試験区間では樹林損壊をもたらす規模の出水が複数回発生し,洪水攪乱による樹木倒伏の水理解析手法が確立された.また,植生が繁茂した河川に礫河原を再生するための試験施工や水理実験を通して,自然を復元するための河川整備や水制工配置などの適正化に資する技術的知見を得た.本研究では模型ヘリによるリモートセンシングなど河川監視に利用可能な新技術も開発された.加古川,旭川,手取川をフィールドとして,樹林化が進行する河川の洪水水理と植生動態を実証的,解析的研究を遂行し,洪水攪乱を利用した樹林化抑制と自然再生に向けた河川管理戦略を検討した.研究期間において各試験区間では樹林損壊をもたらす規模の出水が複数回発生し,洪水攪乱による樹木倒伏の水理解析手法が確立された.また,植生が繁茂した河川に礫河原を再生するための試験施工や水理実験を通して,自然を復元するための河川整備や水制工配置などの適正化に資する技術的知見を得た.本研究では模型ヘリによるリモートセンシングなど河川監視に利用可能な新技術も開発された.樹木の流水抵抗を考慮した横断面一次元モデルを用いて樹木に作用する倒伏モーメントの経年変化を解析し,加古川における樹林化要因を明らかにした.[河川整備,樹木管理]の適切な組み合わせにより流水撹乱頻度を増加させ,省力的に河道内樹木を管理する方法を検討した.樹木冠水状態を再現できる二次元二層流モデルを用いた流れの解析により,20092011年に加古川で発生した出水を再現しH-ADCPによる流速観測値や倒伏樹木実績と比較・考察した.流量の確率特性と樹木の生態特性を考慮した樹木消長モデルを構築し,加古川の樹林化が進行する箇所と樹林化が抑制されている箇所を判別解析を実施した.樹木消長モデルは,河道内樹林の経年変化を的確に再現し,水理解析とカップリングすることによって,樹林化の要因と抑制対策に資する実用的知見を提供している.樹林消長モデルに基づいて[流量,樹径(樹高),密生度]の同時生起確率を求め,これに二次元二層流モデルを適用することによって,樹木倒伏率の期待値を推定することに成功した.この手法を用いれば,高水敷の切り下げが樹木倒伏促進にどの程度寄与するかを定量的に評価することができる.さらに,限定された研究期間では多様な水理条件の洪水流を現地観測だけで確認することは困難であるため,樹林の冠水・非冠水など広汎な水理条件の流れを開水路実験で再現した.今後,二次元二層流解析との比較検証を経て,樹林が冠水する条件での流体解析精度を高める.河川敷における樹木一本一本の地道な調査とともに洪水現象を的確・精密に再現するための水理学モデルを組み合わせて実施した.今年度の研究は学術性に加えて河川管理上の技術課題にも視点をおいて,国土交通省の現場担当者との度重なる打合せのもとで進められた.河道改修や流量の人為制御がなされている河川の多くでは砂州の固定や陸地化,樹林化が進行し,治水・親水利用・環境面での課題が顕在化している.河川環境の復元に要する技術的知見を得るために,本研究では流量制御がない加古川(大堰より上流区間)と流量制御・河道改修の影響がある旭川をフィールドとして,水文・樹林の現地観測を実施し,樹木消長機構と洪水流特性を明らかにした.まず,加古川中流部に試験区間を設置して,洪水流況と出水後の樹木倒伏を観測した.ラジコンヘリFalcon-PARSを用いたリモートセンシングも実施し,樹高分布と洪水流の表面流速に計測に成功した.洪水流況や樹木に作用する倒伏モーメントは二次元二層流(2D2L)モデルによって解析された.さらに,複数の樹木輪伐シナリオを想定して,2D2Lモデルを用いた流水攪乱効果を評価し,洪水の自然営力と樹林の部分伐採を組み合わせた河道内樹木の維持管理方法を考察した.2D2Lモデルは樹林部の相当粗度係数評価にも応用され,相当粗度と水理・樹木諸元との関係を明らかにした.植生動態のモデル化に関しては,高水敷切り下げ部におけるヤナギの栄養繁殖調査に基づき新規参入と枯死動態を合理的に定式化し,河川敷の切り下げや樹林間伐が洪水攪乱と樹林動態に及ぼす影響を明らかにした.水文確率過程を考慮した樹林の中長期的動態解析に加えて樹林化河道の治水安全度を評価した.旭川の試験区間では洪水攪乱による樹林消長の解析モデルを構築するとともに,樹林化抑制と礫河原再生を目指した水制・護岸工の機能を評価した.手取川ではダムの流量制御を受ける試験区間を設定し,ダム操作が河道地形の固定・植生消長に及ぼす影響を実証的・解析的に明らかにした.今後,河川管理者との相互連携を進めて,研究成果の実装を図ることに注力する.加古川における研究対象区間では,試験的切り下げを実施した高水敷においてヤナギの幼木の再繁茂が確認され始めたため,その成長・損壊特性を調査した.