hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高発熱機械室の高効率空調設備構築と信頼性評価に関する研究

本研究は、IT機器や工作機器を収容した高発機械室の空調設備に関し、機器の発熱を確実に高効率で冷却することを目的に、1)室内の温熱環境の適正化、2)空調設備の高効率化、3)空調設備の信頼性確保の3点を主眼に据え、1機器冷却特性を考慮した空調方式、2冷涼な外気を活用した高効率空調方式、3生産施設への置換換気方式の適用、4空調設備の信頼性評価の4つの課題について、機器の設計・製造(製造業)、サービスの構築・運用(サービス業)、空調設備の設計・建設(建設業)の異なる産業分野にまたがる課題を体系的に整理し、適応範囲、構成基準、その対策と効果を定量的に明らかにし、実用性の高い成果として取り纏めた。■機器冷却特性を考慮した空調方式(1)再循環を考慮したIT機器の冷却特性評価:各部の温度を関連付ける機器冷却モデルから、機器の冷却特性の評価に有効な各部の温度差比、排熱効率、二種類の再循環比(室内再循環比・機器再循環比)を定義し、実大実験からこれらのパラメータを同定する手法を示し、機器の冷却特性を左右する要因を明らかにした。この成果を用い、・機器が許容する吸込み温度条件、・ラック内で生ずる機器再循環を防止する遮蔽パネルの有無、・機器冷却温度差など機器の冷却特性を決定する各種条件が、空調効率(エネルギー消費係数)に与える影響を実在するDCの実測調査を通じ定量的に評価し各種条件の最適範囲を明らかにした。(2)IT機器の温度情報を活用した空調制御方式の検討: DC内に設置されているIT機器の中から、CPUのタスク・温度・ラックの排気温度情報を収集し、この情報を基にIT機器の適正な動作を保障するのに必要な空調設備の制御方法を検討した。■空調設備の信頼性評価室温変化を考慮した空調設備の信頼性評価:空調設備の信頼性の尺度として、冷却対象システムの動作が保障できない程に室温が上昇する時間の割合を「空調システムの不稼働率」と定義し、空調機の故障発生後、一定の時間(許容修復時間)およびシステムの故障率、平均修理時間を考慮した不稼働率算出モデルを作成した。また、空調設備の信頼性評価手法を一般化するため、評価対象設備の挙動をマルコフモデルで表現し、各状態の確率を求め、一定時間を超えてその状態にとどまる事象の発生確率等を評価する手法を検討した。■冷涼な外気を活用した高効率空調方式(1)外気冷房の実用化評価:データセンタ(DC)において、室内に設置されたIT機器で消費する電力は、ほぼ全てが熱になるため、適正な運用には冷却システムの運転が欠かせない。本研究では北海道石狩市に建設された郊外型大規模DC(現在2棟11,400m2、将来8棟45,500m2)を用い、豪雪・風雨・塩害等の厳しい自然条件を克服するための建築的工夫(建物本体を軽量で断熱性能の高いダブル折板屋根で包み込み、壁面のオーバーハングや、屋根端部のアール形状)の効果を長期にわたる実測調査を通じ、年間を通して、暴風雨、雪、塵埃、塩分等を除去し、温度・湿度を的確にコントロールできることを検証した。また、冷涼な外気を活用し、年間空調用エネルギー消費量を大きく削減し、年間PUE(Power Usage Effectiveness,全体の電力消費量/ICT機器の電力消費量)を1.15程度となることを目標に、空調設備の運転制御のチューニングを施し、その効果を検証した。(2)気化式加湿器の潜熱冷却効果の分析・評価:気化式加湿器は室内に冷却された空気を送風する空調機内に設置され、蒸発する際に吸熱反応による冷却効果が生ずる。乾燥した地域では有効な冷却方式として活用されているが、国内ではその実績が少ない。本施設で実施しているAHU内に設置した気化式加湿器を用い、加湿水量、風量、加湿器前後の温湿度を長期間、連続的に計測し、加湿器の潜熱冷却効果を定量的に把握し、外気冷房適用期間の延長可能性を検証した。(3)潜研熱分離空調システムの実測調査・評価:高効率空調システムの実現に向けた潜顕熱分離空調システムの実測を行い、その性能を評価した。■冷涼な外気を活用した高効率空調方式1外気冷房の実用化評価、2気化式加湿器の潜熱冷却効果の分析・評価、3潜研熱分離空調システムの実測調査・評価を行い、高効率化へ向けた運転制御方式を確立するとともに、国内最大級の外気冷房DCの有効性を実証した。(1)置換換気方式を導入した室内の機器排熱が室温分布へ与える影響:データセンタと同様に生産施設における高発熱機器からの排熱はプルームにより拡散する。また、その排熱や汚染物質の排出はファンによる強制排気が多く、排出位置も個々に異なる点が特徴的である。このように高発熱の生産施設の空調設備の省エネルギー化には、機器からの排気特性を考慮し、室内温度分布の形成要因の解明が重要になる。本研究では、縮小模型を用い置換換気の空調給気量、機器換気量、排熱高さ、発熱量、天井高さなどの各パラメータと、機器が設置される領域の温度分布の関係を実験的に解明する。領域の基準化温度差比kv =(θi-θSA)/(θEA-θSA)を用いアルキメデス数との関係を明確にした。次に、置換換気のモデルを用い基準化温度差比kvを用い外気冷房併用型置換還気方式のモデルを構築した。

これを用いることで、建物条件、気象条件、室内の機器設置条件が変化した場合の空調設備のシステムシミュレーションが可能になり、各種条件での省エネルギー効果が推定できる。(2)工作機器に排気塔を設けた置換換気方式の評価:微細な部品を製造する床面積755m2の生産施設の一部を対象に、室内に設置された工作機器に排気塔を設けたことによる効果を基準化温度差比および年間空調用エネルギー消費量を検証した。さらに、LCEMツールを用い、外気冷房併用型置換還気方式のシステムシミュレーションを試み、生産施設だけでなく、DCについても年間システムシミュレーションを可能にした。外気冷房を併用した置換換気方式の効率的な運転・制御方法を明確にし、地域特性を考慮した高発熱機械室用空調方式として体系化した。(3)研究の取り纏め:高発熱機械室を対象とした空調方式に対し、実用性の高い高効率で確実な空調方式を実現し、設計・運用制御方法を体系化した。本研究は、IT機器や工作機器を収容した高発機械室の空調設備に関し、機器の発熱を確実に高効率で冷却することを目的に、1)室内の温熱環境の適正化、2)空調設備の高効率化、3)空調設備の信頼性確保の3点を主眼に据え、1機器冷却特性を考慮した空調方式、2冷涼な外気を活用した高効率空調方式、3生産施設への置換換気方式の適用、4空調設備の信頼性評価の4つの課題について、機器の設計・製造(製造業)、サービスの構築・運用(サービス業)、空調設備の設計・建設(建設業)の異なる産業分野にまたがる課題を体系的に整理し、適応範囲、構成基準、その対策と効果を定量的に明らかにし、実用性の高い成果として取り纏めた。本研究は、IT機器や工作機器を収容した高発機械室の空調設備に関し、機器の発熱を確実に高効率で冷却することを目的に、(1)室内の温熱環境の適正化、(2)空調設備の高効率化、(3)空調設備の信頼性確保の3点を主眼に据え、1機器冷却特性を考慮した空調方式、2冷涼な外気を活用した高効率空調方式、3生産施設への置換換気方式の適用、4空調設備の信頼性評価の4つの課題について、「機器の設計・製造(製造業)」、「サービスの構築・運用(サービス業)」、「空調設備の設計・建設(建設業)」の異なる産業分野にまたがる課題を体系的に整理し、適応範囲、構成基準、その対策と効果を定量的に明らかにし、実用性の高い成果として取り纏めるものである。現在までに以下の項目を完了した。■機器冷却特性を考慮した空調方式:1再循環を考慮したIT機器の冷却特性評価、2IT機器の温度情報を活用した空調制御方式の検討を行い、機器の冷却特性と空調設備の関係を明確にし、機器の要求する吸込み温度条件を満たしながら、最小の空調給気量を実現する方式の計画・設計方法を確立した。■空調設備の信頼性評価: 1室温変化を考慮した空調設備の信頼性評価、2複雑な設備構成に対応した信頼性評価を行い、故障パターンごとに室温上昇速度を盛り込んだ解析手法を明確した。■生産施設への置換換気方式の適用1置換換気される室内の機器排熱が室温分布へ与える影響、2工作機器に排気塔を設けた置換換気方式の評価を行い、IT機器以外の工作機械工場などの生産施設に適用した際の課題と効果を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。建築環境学・建築設備学これまでの検討結果を踏まえながら、今後は下記の点を課題として取組む。■冷涼な外気を活用した高効率空調方式:
質量の単位「キログラム」を基礎物理定数によって定義するための研究開発

近年、普遍的な物理定数によって、キログラムを定義することが検討されている。これまでに我々は、シリコン単結晶の密度などからアボガドロ定数を高精度に測定し、定義改定実現のための研究を進めてきている。アボガドロ定数測定の高精度化には、密度測定に必要なシリコン単結晶球体体積測定の高精度化が支配的な役割を果たす。本研究ではキログラムの基礎物理定数による定義実現のため、次の研究開発を行う。1)質量1 kgのシリコン単結晶球体の直径を、ほぼ原子間距離に等しい0.3 nmの精度で測定する青色半導体レーザー干渉計を開発し、球体体積を1.0E-8の精度で決定する。2) 28Si同位体濃縮シリコン結晶を用い、アボガドロ定数を世界最高精度(1.4E-8)で決定する。この目標を達成するために、以下の項目を平成30年度に実施した。1)Si球体直径測定用青色半導体レーザー干渉計開発:426 nm付近で光周波数チューニングが可能なシステムを構築した。光周波数の基準には長さの国家計量標準である「光コム」を用い、20 GHzの範囲にわたる光周波数掃引にもとづくSi球体直径測定を可能とした。2)すでに2017年度に28Si単結晶球体を用いたアボガドロ定数測定:28Si単結晶球体の直径測定、質量測定、表面分析を実施し、アボガドロ定数を世界最高精度(1.2E-8)で決定している。新たなキログラムの定義の基準となるプランク定数の値がすでに科学技術データ委員会(CODATA)によって決定されているが、この値の決定に本研究で決定したアボガドロ定数から導出したプランク定数も採用されている。また、2018年11月に開催された国際度量衡総会においてプランク定数にもとづく新たなキログラムの定義が2019年5月20日から施行されることが決定された。本研究の成果は、1889年に国際キログラム原器によってキログラムが定義されて以来、130年ぶりとなる改定に大きく貢献する歴史的な成果といえる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。近年、普遍的な基礎物理定数によって、質量の単位「キログラム」を定義することが検討されている。これまでに我々は、シリコン単結晶の密度などからアボガドロ定数を精密に決定し、原子の質量を基準としてキログラムを定義するための研究を進めてきている。アボガドロ定数高精度化には、密度測定に必要なシリコン単結晶球体体積測定の高精度化が支配的な役割を果たす。そこで、本研究ではキログラムの基礎物理定数による定義実現のため、次の研究開発を行う。1.質量1 kgのシリコン単結晶球体の直径を、ほぼ原子間距離に等しい0.3 nmの精度で測定する青色半導体レーザー干渉計を開発し、球体体積を1.0E-8の精度で決定する。2.28Si同位体濃縮シリコン結晶を用い、アボガドロ定数を世界最高精度(1.4E-8)で決定する。この目標を達成するために、以下の項目を平成28年度に実施した。1.Si球体直径測定用青色半導体レーザー干渉計開発:430 nm付近で20 GHzにわたる光周波数チューニングが可能なシステムを構築するための光学素子などの仕様を決定し、購入した。また、青色レーザーに対応した特殊コーティングを施した光学部品の仕様を決定し、購入した。2.自然同位体比Si単結晶球体による測定精度検証:平成29年度以降に実施する28Si単結晶球体の直径測定、質量測定、表面分析に備え、各測定の精度検証を行った。検証のための測定には産業技術総合研究所が保有する質量1 kgの自然同位体比Si球体を用いた。青色半導体レーザー干渉計の開発には、430 nm付近で20 GHzにわたってモードホップなしに光周波数チューニングが可能なシステムおよび青色レーザーに対応した特殊なコーティングを施した光学部品が必須である。光周波数チューニングシステム構築に必要な光学素子はすでに購入ずみであり、長さの国家標準である「光コム」を基準とした光周波数チューニングシステム構築のめどがたった。また、青色レーザーに対応した特殊なコーティングを施した光学部品をすでに購入ずみであり、青色半導体レーザー干渉計構築のめどがたった。近年、普遍的な基礎物理定数によって、キログラムを定義することが検討されている。この目標を達成するために、以下の項目を平成29年度に実施した。光周波数の基準には長さの国家計量標準である「光コム」を用い、モードホップのない20 GHzの範囲にわたる光周波数掃引を可能とした。

2)28Si単結晶球体を用いたアボガドロ定数測定:28Si単結晶球体の直径測定、質量測定、表面分析を実施し、アボガドロ定数を世界最高精度(1.2E-8)で決定した。新たなキログラムの定義は、原子の質量と密接に関連するプランク定数となる予定である。科学技術データ委員会(CODATA)は、2017年10月に新たなキログラムの基準となるプランク定数の値を決定した。この値の決定に、本研究で決定したアボガドロ定数から導出したプランク定数も採用されている。これは、1889年に国際キログラム原器によって質量の単位が定義されて以来、130年ぶりとなる定義改定に大きく貢献する歴史的な成果である。Si球体直径測定用青色半導体レーザー干渉計開発は順調に進んでおり、平成30年度には測定が可能となる見込みである。一方、平成30年度に予定していた28Si単結晶球体を用いたアボガドロ定数測定に関しては、予定を前倒しして、平成29年度に実施した。これは、28Si単結晶球体が国際プロジェクト「アボガドロ国際プロジェクト」に参画している5つの研究機関の共同財産であり、産総研が測定のための28Si球体を保持できる期間が平成29年度に限られてしまったためである。このため、本研究で開発予定の青色半導体レーザー干渉計ではなく、すでに整備済みの赤色半導体レーザーを用い、球体直径測定を行いアボガドロ定数を決定せざるを得なかった。近年、普遍的な物理定数によって、キログラムを定義することが検討されている。これまでに我々は、シリコン単結晶の密度などからアボガドロ定数を高精度に測定し、定義改定実現のための研究を進めてきている。アボガドロ定数測定の高精度化には、密度測定に必要なシリコン単結晶球体体積測定の高精度化が支配的な役割を果たす。本研究ではキログラムの基礎物理定数による定義実現のため、次の研究開発を行う。1)質量1 kgのシリコン単結晶球体の直径を、ほぼ原子間距離に等しい0.3 nmの精度で測定する青色半導体レーザー干渉計を開発し、球体体積を1.0E-8の精度で決定する。2) 28Si同位体濃縮シリコン結晶を用い、アボガドロ定数を世界最高精度(1.4E-8)で決定する。この目標を達成するために、以下の項目を平成30年度に実施した。1)Si球体直径測定用青色半導体レーザー干渉計開発:426 nm付近で光周波数チューニングが可能なシステムを構築した。光周波数の基準には長さの国家計量標準である「光コム」を用い、20 GHzの範囲にわたる光周波数掃引にもとづくSi球体直径測定を可能とした。2)すでに2017年度に28Si単結晶球体を用いたアボガドロ定数測定:28Si単結晶球体の直径測定、質量測定、表面分析を実施し、アボガドロ定数を世界最高精度(1.2E-8)で決定している。新たなキログラムの定義の基準となるプランク定数の値がすでに科学技術データ委員会(CODATA)によって決定されているが、この値の決定に本研究で決定したアボガドロ定数から導出したプランク定数も採用されている。また、2018年11月に開催された国際度量衡総会においてプランク定数にもとづく新たなキログラムの定義が2019年5月20日から施行されることが決定された。本研究の成果は、1889年に国際キログラム原器によってキログラムが定義されて以来、130年ぶりとなる改定に大きく貢献する歴史的な成果といえる。
江戸/東京下町地震の特定

江戸川区江戸川小学校前の旧江戸川河底の地層を定方位で河底下9mまで抜き取り、河底下30cmに段差20cmの正断層状の地割れを発見した。この正断層状の地割れを生じた最新イベントは、放射線炭素年代で1800年前以降に起こったことが明らかとなった。しかし、これ以上の発生年代を狭めることはできず、安政江戸地震との関連をつけることはできなかった。一方、正断層状の割れ目の下流側では、深度78mの地層の境界が水平距離1mで約1.3m上下に食い違っており、この段差は断層による可能性が高い。この段差を生じたイベントは放射性炭素年代29003700年前に起こったと推定される。杉山・遠藤らのこれまでの調査によれば、調査地の数100m上流の地点で基盤のずれが見いだされており、その地点から走向N100゚EでC級下位の活動度をもつ活断層の存在が推定されている。上記地割れの走向は、N69゚Eであり、これが活断層の活動によるエシュロン割れ目であるとすると、この活断層は左横ずれ断層であると推定される。これは1931年西埼玉地震(M7.0)とほぼ似た走向の左横ずれ断層であることから、この地域のテクトニクスと調和する。また、最新イベントが放射性炭素年代で1800年前以降に起こり、その前のイベントが29003700年前に起こったとすれば、活動度は少なくともB級であろう。以上まとめれば、今回の成果とこれまでの調査から、東京都東部千葉県西部に次のような活断層が存在する可能性が示された。この活断層は左横ずれ断層で、走向はN100゚E、江戸川区小松川、千葉県市川市行徳の付近を通過する。活動度は少なくともB級、最新イベントは放射性炭素年代で1800年前以降、その前のイベントは29003700年前に起こった。基盤が深く地下24kmにもおよぶような場合に震源断層のずれが地表でどのように現れるのか、その物理的機構の解明が進めば、今回の調査で見いだされた正断層状の割れ目などの地変の解釈も確定することと思われる。江戸川区江戸川小学校付近の旧江戸川河底に見いだされた断層状の地変の成因を解明するために、1994年に採取された河底試料および今年度当科研費により採取された試料の詳細な検討結果と、付近で行われている他機関によるボーリング結果とを比較した。河底では最上部層が粗粒砂からなり、断層の北側で1m20cm、南側で40cmの層厚を持ち、80cmの上下ずれの可能性を示す。約8m下まで砂シルト層で、地層の対比からは80cmの上下ずれがほぼ保たれていると見られる。沖積層の基底は十数二十数メートルの深度にあって、埋没波食台が認められる。この埋没台地の縁が断層状の地変を生じた部分を通る可能性があり、不等沈下による地変の可能性が考えられる。一方、この地変が活断層のずれによるものとすれば、江戸末期/明治期に東京に被害を与えた地震と考えられ、1855年安政江戸地震、1894年東京湾北部の地震が候補となる。最近、1894年の地震は地震記象からやや深い地震であるとの見解が出されており、その可能性は低い。1855年安政江戸地震については、史料を整理して震度分布や液状化地域の分布をまとめた。地質調査所の結果によれば、旧江戸川河底の地変付近には埋没活断層の存在が示唆されており、その延長部は江戸川から荒川までN80Wの方向に延びる可能性が指摘されている。一方、1994年の音波探査からは荒川までN65Wの方向に延びている可能性が指摘された。これらの走向を用いて横ずれ断層の西端が荒川まで延びている場合の強震動を予測し被害史料との比較を試みた結果、現江戸川区など江戸東縁部の被害史料の不足が問題点となることがわかった。一方、断層状の地変そのものの特定には、代表者らが考案した地層抜き取り(中田・島崎,1997)を行うことが最も効果的と考えられる。河底の試料採取のため、油圧による圧入方式を採用することとし、地上テストを行って地下10mまでの地層を、堆積構造を乱すことなく採取することに成功した。今後河底からの試料採取を試み、この問題の決着をつける予定である。杉山・遠藤らのこれまでの調査によれば、調査地の数100m上流の地点で基盤のずれが見いだされており、その地点から走向N100゚

EでC級下位の活動度をもつ活断層の存在が推定されている。上記地割れの走向は、N69゚Eであり、これが活断層の活動によるエシュロン割れ目であるとすると、この活断層は左横ずれ断層であると推定される。これは1931年西埼玉地震(M7.0)とほぼ似た走向の左横ずれ断層であることから、この地域のテクトニクスと調和する。また、最新イベントが放射性炭素年代で1800年前以降に起こり、その前のイベントが29003700年前に起こったとすれば、活動度は少なくともB級であろう。以上まとめれば、今回の成果とこれまでの調査から、東京都東部千葉県西部に次のような活断層が存在する可能性が示された。この活断層は左横ずれ断層で、走向はN100゚E、江戸川区小松川、千葉県市川市行徳の付近を通過する。活動度は少なくともB級、最新イベントは放射性炭素年代で1800年前以降、その前のイベントは29003700年前に起こった。基盤が深く地下24kmにもおよぶような場合に震源断層のずれが地表でどのように現れるのか、その物理的機構の解明が進めば、今回の調査で見いだされた正断層状の割れ目などの地変の解釈も確定することと思われる。
固体内のイオン・電子伝導を活用した酸化触媒

本研究は、非常な温和な条件(気相での揮発性有機化合物の酸化では室温付近、液相での有機物分解では常圧かつ室温付近、有用有機化合物への変換では常圧または室温付近)での有害有機物の無害化、または有用有機物への変換を実現できる高性能酸化触媒の開発を目指す。これを実現するため、固体内における「イオン伝導」および「電子伝導」という新しい観点から新規触媒を設計・創成を行う。
経頭蓋超音波ドプラ法(TCD)の精度向上のための実験的研究

近年開発された経頭蓋超音波ドプラ(TCD)は非侵襲的かつ簡便に頭蓋内主幹動脈の血流動態を評価できる画期的な検査法であるが,定量性に欠ける難点があり血流速度やフローパターンの解釈は種々の病態に画一的に適用できるものではない。そこで本研究では,脳循環動態の変動要因として最も一般的な頭蓋内圧の影響を臨床例やモデル実験で観察し,TCDの定量性や信頼性を向上させるための検討を行った。臨床例では,1.TCDで計測した健常人の中大脳動脈,内頚動脈,総頚動脈の血流速度とPC-MRAで測定した定量値との間に正の直線相関が得られ,TCDの定性的信頼性を確認した。2.頭蓋内圧亢進の極限状態と考えられる脳死患者の頭蓋内主幹動脈ではsystolic flow,to-and-fro,noflowと3種類の特徴的なTCD脈波形を観察した。モデル実験では,このような脈波形を定量的に解析するために内圧可変式模擬頭蓋腔モデルを作製し,頭蓋内圧を上昇させたさいの脈波形,pulsatility index(P.I.)および流量の変化を観察し3者の関係を調べた。その結果,1.頭蓋内圧の増大に伴いドプラ脈波形は急峻化し,sharp wave,systolic flow,to-and-fro,spiky flowそしてno flowの順に変化した。2.systolic flow,to-and-fro,no flowの出現する時期はそれぞれ拡張期潅流圧,平均潅流圧そして収縮期潅流圧の陰転する時期にほぼ一致した。3.末梢抵抗を反映するP.I.は各脈波形段階で有意に増加した。4.単位時間当たりの流量は各脈波形の段階毎に有意に減少し,to-and-froの段階では無負荷の時と比べ約95%以上の減少を示した。以上の結果から,頭蓋内圧が著しく亢進した状態ではTCDのto-and-fro,spiky flowやnoflowの各脈波形は有効脳血流が得られない状態を反映する有用なパラメーターになるものと考えられた。近年,頭蓋内主幹動脈の血流が経皮・経頭蓋的に非侵襲的に測定できる経頭蓋超音波ドプラ(TCD)が開発され,脳血管攣縮や急性頭蓋内圧亢進時の脳循環動態の評価手段として広く応用されつつある。しかし,TCDは血管径や血流を直接に観察できないために定量性に欠け,実際の血流量に関しては不明な点も多い。そこで本研究は,脳血管攣縮や頭蓋内圧変動による脳潅流圧変化が脳循環動態に及ぼす影響について臨床例や動物実験・人工血管モデル実験で観察し,TCDの定量性や信頼性を向上させることを目的とする。今回,遠位側加圧による後負荷で潅流圧を変化できる人工血管モデルを作製し,このモデルに拍動流を流しさらに後負荷を加えたさいの流速をTCDで測定し,潅流圧と脈波形,pulsatility index(P.I.)および流量との関係を求めた。その結果,1.収縮期、拡張期ともに流速と潅流圧は正の相関を示した。

さらに,2.潅流圧の低下に伴う流速の低下の割合は拡張期の方が収縮期より大きい傾向を示した。このことから,3.潅流圧の低下に伴いフローパターンは急峻化し,sharp wave,systolic flow,to-and-froの順に変化した。そして,4.systolic flow,to-and-froの出現する時期はそれぞれ拡張期潅流圧,平均潅流圧の陰転する時期にほぼ一致した。また,5.末梢抵抗を反映するP.I.は各脈波形段階で有意に増加した。さらに,6.単位時間当たりの流量は各脈波形の段階毎に有意に減少し,to-and-froの段階では無負荷の時と比べ約90%の減少を示した。近年,頭蓋内主幹動脈の血流を経皮・経頭蓋的に測定できる経頭蓋超音波ドプラ(TCD)が開発され,各種病態下の脳循環動態評価手段として広く応用されつつある。しかし,TCDは血管径や血流を直接に観察できないために定量性に欠け,実際の血流量に関しては不明な点も多い。そこで本研究では,頭蓋内圧の変動などが脳循環動態に及ぼす影響を臨床例やモデル実験で観察し,TCDの定量性や信頼性を向上させるための検討を行った。臨床例では,健常人の中大脳動脈,内頚動脈,総頚動脈の血流速度をTCDで計測しPC-MRAで測定した同部位の血流速度の絶対値と比較した。その結果,各動脈で両者の間に正の直線相関が得られ,定性的評価法としてのTCDの信頼性を認めた。実験では,人工血管を貫通させた内圧可変式模擬頭蓋腔モデルを作製し,このモデル血管に拍動流を負荷したさいの流速をTCDで測定し,末梢端での単位時間当たりの流出量との関係を求めた。そして,頭蓋内圧を上昇させて潅流圧を減少させたさいの脈波形,pulsatility index(P.I.)および流量の変化を観察し3者の関係を調べた。その結果,1.頭蓋内圧の増大に伴いドプラ脈波形は急峻化し,sharp wave,systolic flow,to-and-fro,spiky flowそしてno flowの順に変化した。2.systolic flow,to-and-fro,no flowの出現する時期はそれぞれ拡張期潅流圧,平均潅流圧そして収縮期潅流圧の陰転する時期にほぼ一致した。3.末梢抵抗を反映するP.I.は各脈波形段階で有意に増加した。4.単位時間当たりの流量は各脈波形の段階毎に有意に減少し,to-and-froの段階では無負荷の時と比べ約95%以上の減少を示した。以上の結果から,頭蓋内圧が著しく亢進した状態で観察されるTCDのto-and-fro,spiky flowやnoflowの各パターンは有効脳血流が得られない状態を反映していると考えられた。
BBB(血液脳関門)モデルの開発とBBB成立機序解明に関する研究

脳血液関門のモデルを作製し、脳血液関門の成立機序を検討した。フィッシャー成熟ラットの脳微小血管から分離培養した内皮細胞(10-20代)をFalcon double chambersystemのフィルター上面に培養し、同じくフィッシャーの新生児ラットの脳から分離したアストロサイトを下面に培養した。タイプ1コラーゲンでフイルター上面をコーティングし、さらにファイブロネクチンで処理することにより、内皮細胞の増殖と分化を促進させた。両者の培養細胞を表裏に培養したフイルターは、培養の経過とともに膜電気抵抗が増大した。物質透過を検討すると、FITC-アルブミンとデキストランの透過性は培養の経過とともに減少した。透過型電子顕微鏡による観察では、内皮細胞間の接合はよりtightになり、一部にtight junctionが誘導された。内皮細胞のγ-GTP含有量を測定すると、経時的に増大した。次に、上記の培養系に血管形成した内皮細胞を維持した培養上清を加え、物質透過性の変化、tight junctionの誘導そしてγ-GTP含有量の変化を検討した。結果は、コントロール群と差が認められなかった。脳血管の内皮細胞は、アストロサイトと接触することにより、脳血管の内皮としての特性を獲得することが示唆された。血管形成した内皮細胞が液性因子を放出しアストロサイトを活性化させるという報告があるが、夲研究では、この液性因子の脳血液関門成立に果たす役割については明らかにできなかった。内皮細胞は成熟ラット(Fisher)の脳微小血管から,アストロサイトは新生児ラット(Fisher)の脳からそれぞれ分離し培養した。脳皮細胞は10-20代の継代された細胞を使用し、これらの細胞では脳微小血管内皮細胞のマーカーである細胞間のtight junctionとγ-GTP(膜酵素)活性を失っている。アストロサイトは初代培養の細胞を使用し、マーカーであるGFAPが陽性である。内皮細胞は、Falcon社のdouble chambersystemのフィルター上面に培養した。細胞はこのフィルター上では全く発育せず、type1 collagenでcoatingすることにより良好な発育を示した。さらにファイブロネクチンで処理すると細胞が密となり、細胞により被われたフィルターの膜電気抵抗が増大した。しかし、透過型電子顕微鏡による観察では、内皮細胞間にtight junctionを認めなかった。今後、フィルター下面にアストロサイトを培養し、内皮細胞の変化を生化学的及び微小形態学的に観察する予定である。内皮細胞がアストロサイトを呼び寄せる因子に関しては、以下の方法で検索した。内皮細胞をtype 1 collagenゲル内で培養し細胞が血管形成(tube formation)した後に加えた培養上清と単層に培養しconfuluentに達した後に加えた培養上清のそれぞれの組成を生化学的手法で検討した。この結果、前者の培養上清には、後者ではわずかしか検出されないペプタイド(分子量>5万)が多量に含まれることが判明した。管腔形成した内皮細胞が何らかの液性因子を放出しアストロサイトを呼び寄せることはすでに報告した。今回検出されたペプチタイドがこの液性因子と同一な物質か否か今後検討を進めていく予定である。フィッシャー成熟ラットの脳微小血管から分離培養した内皮細胞(10-20代)をFalcon double chambersystemのフィルター上面に培養し、同じくフィッシャーの新生児ラットの脳から分離培養したアストロサイトをその下面(底面)に培養した。細胞外基質であるタイプ1コラーゲンでフィルター上面をコーティングし、さらにファイプロネクチンで処理することにより内皮細胞の増殖と分化を促進させた。両者の培養細胞を表裏に培養したフィルターは、培養の経過とともに膜電気抵抗が増大した。透過型電子顕微鏡による経過時的観察では、内皮細胞間の接合によりtightとなり、一部にtight junctionが誘導された。しかし、その絶対数は少なかった。

上層の内皮細胞を分離し、γ-GTPの含有量を計測すると、γ-GTPは経時的に増大傾向を示したが、その絶対量はわずかであった。今後は、現在使用している培養システムに、タイプ1コラーゲン内で内皮細胞を培養した血管形成した後の培養液(上清)を加え、tighe junctionの形成がさらに促進されるか否か検討する予定である。フィッシャー成熟ラットの脳微小血管から分離培養した内皮細胞(10-20代)をFalcon double chambersystemのフィルター上面に培養し、同じくフィッシャーの新生児ラットの脳から分離したアストロサイトを下面に培養した。タイプ1コラーゲンでフィルター上面をコーティングし、さらにファイブロネクチンで処理することにより、内皮細胞の増殖と分化を促進させた。両者の培養細胞を表裏に培養したフィルターは、培養の経過とともに膜電気抵抗が増大した。物質透過を検討すると、FITC-アルブミンとデキストランの透過性は培養の経過とともに減少した。透過型電子顕微鏡による観察では、内皮細胞間の接合はよりtightになり、一部にtight junctionが誘導された。内皮細胞のγ-GTP含有量を測定すると、経時的に増大した。次に、上記の培養系に血管形成した内皮細胞を維持した培養上清を加え、物質透過性の変化、tight junctionの誘導そしてγ-GTP含有量の変化を検討した。結果は、コントロール群と差が認められず、血液脳関門の形成は促進されなかった。すなわち、アストロサイトを活性化させる因子(内皮細胞への遊走と接着を促進させる因子)は、血液脳関門の形成に関与しないことが示唆された。
ユーラシアの東西で異なるトキソプラズマの病原性遺伝子の同定とその拡散の歴史

昨年度に引き続き複数のトキソプラズマ日本分離株について、マウス及びブタにおける病原性を確認するとともにその遺伝子型を調べた。またロシアのミンクからトキソプラズマDNAを分離し、タイピングを行った。国内で分離した株のうち複数が、欧州(ユーラシア西部)では報告がないタイプであることが示唆された。ロシア西部で採取されたトキソプラズマについては、今のところ欧州株との相違は見られていないが、さらに精査を続ける必要がある。とりわけ、シングルコピーの遺伝子座についてPCRがうまくかからない検体が多く(おそらく感染虫体数が少ないものと思われる)、これらの遺伝子座の増幅を効率よく実施できるような手技の改変が求められることがわかった。また、ロシアにおいて市街地から遠く離れた地域のげっ歯類では感染率が極端に低いことが分かったが、これに対してミンクの感染率は比較的高かった。本原虫は人間活動とともにその分布を世界に広げていったのではないかとする仮説をサポートする状況がさらに明らかになりつつある。これらの知見の一部について学会において公表した。岐阜大学周辺で豚コレラが発生し、ブタを用いた実験が大幅に遅延したため。ロシア分離株の遺伝子型についてより詳細に調査し、トキソプラズマの拡散の歴史について可能性の高いルートを見出す。複数のトキソプラズマ日本分離株について、マウス及びブタにおける病原性を確認するとともにその遺伝子型を調べた。調査した株のうち1株が、欧州(ユーラシア西部)では報告がないタイプであることが強く示唆された。この株は、ユーラシア西部におけるタイプ3型に酷似した遺伝子配列を持つものの、マウスにおける病原性が全く異なっていることが明らかになった。現時点では、世界の他地域からこのような株の報告はないが、このような株がユーラシアのどのあたりまで分布しているのか明らかにする必要がある。今後はこの株と同様の株のユーラシア大陸における分布を明らかにすることになる。またロシア各地におけるヤギのトキソプラズマ感染率を調査し、広い範囲に本原虫が分布していることが明らかになった。いっぽう、市街地から遠く離れた地域のげっ歯類では感染率が極端に低いことが分かった。本原虫は人間活動とともにその分布を世界に広げていったのではないかとする仮説をサポートする状況が明らかになりつつある。これらの知見の一部については、論文、学会において公表した。ロシア各地におけるトキソプラズマの分布が明らかになるとともに、感染動物のDNAサンプルの収集も順調に進んでいる。一方で予想外に虫体数の少ない検体が多く、遺伝子型の決定に時間がかかっている。今後は得られたDNAサンプルからトキソプラズマの遺伝子型を決定することになる。虫体数が少ない検体が多く、いかに効率よく標的遺伝子をPCRで増幅するかが問題になる。この部分の予備実験を慎重に進めたうえでタイピングを行う予定である。別の寄生虫を用いた予備実験で、これまでにごく微量のDNAからシングルコピーの遺伝子を増幅することに成功していることからこの条件を基準にトキソプラズマに最適な条件を絞り込む予定。虫体数の少ない検体の遺伝子型確定に時間がかかっているため。従来法では確度の高いデータが得られないことが分かり、検査法の最適化を実施するのに時間がかかったため。岐阜大学周辺で豚コレラが発生し、ブタを用いた実験が遅延したため。実験再開のめどは既についているので、予定されていた実験は2019年度に実施する。
母乳栄養に関する援助システムの検討に関する研究-母乳栄養に影響を及ぼす諸要因の分析を通して-

本研究では、日本における母乳栄養に関する新たな援助方法を検討することを目的に、1.母親の母乳に対する意識、母乳栄養の実態、周囲の状況、医療従事者から受けたケアの実態を明らかにする。2.母親のおかれている環境から母乳栄養に栄養している因子を探索する。3.母親が受けた母乳栄養に関する援助の現状の問題を分析する。の目標を定めた。そのために、平成8年4月1日から平成9年1月31日までに、高知市で出生した児の養育者(特に母親)2,774名を対象として、質の保証モデルを用いた質問紙を作成し、平成8年度の予算でアンケートを配布した。その結果、有効回答1,038名(37.4%)が得られた。平均年齢は28.8歳、初産595名(57.1%)、専業主婦650名(62.4%)であった。生後一週間の時点で、母乳のみであったのは31.2%、混合栄養は、64.7%であり、人工栄養は4.1%であった。生後1ヶ月では、それぞれ47.9%、46.4%、5.7%であり、生後4ヶ月では、41.7%、30.1%、28.2%、生後8ヶ月では、30.4%、23.0%、46.4%であった。生後1ヶ月まで混合ながらも母乳を与えたいた母親も4ヶ月の段階で人工栄養へと以降している。また、このような栄養に最も関係していたものは、いずれの段階も、母親の乳頭の形と母乳の分泌量が多いと自覚していることであった。生後一ヶ月と4ヶ月では、母乳育児へのこだわりが母乳栄養に関係していた。自分自身が母乳栄養で育児されたかどうかは、いずれの段階も関係はなかった。今後は更に、母親側からの母乳に関する援助の要因の分析を続けることと、母乳栄養に関する医療従事者の態度および援助の実態を把握し、その結果、母親栄養に関するケアと、医療従事者の提供したケアとの相違および矛盾を分析し、母乳栄養についての現状のケアシステムの問題を明らかにし、新たなケア形態を検討する事が必須であると考えている。母乳栄養に関する文献検討を行った結果、母乳栄養への援助を評価するためには、質の保証モデルの枠組みを用いて、行うことが有効であることがわかった。すなわち、母乳栄養確立のためには、まず構造変数として、施設側の特性(病棟形態、母子同室性、母乳栄養への考えかた、看護者の有無など)、援助者側の特性(年齢、臨床経験、母乳栄養に対する考え方、提供している援助内容など)および、対象者(妊産褥婦)の特性(年齢、妊娠分娩経験、家族構成、母乳栄養への姿勢、乳房の形など)があり、また、過程変数としては、受けた援助内容であり(分娩期のサポ-ティブケア、母乳に関する援助(乳房マッサージや指導等))などが挙げられる。さらに、結果変数として、母乳栄養率、援助への満足感、児への思い入れ(マタニシティ)などが挙げられる。そこで、次の段階として、この質の保証モデルの枠組みを活用して、まず、母乳栄養に関する実態の把握を行うことを計画した。高知市保健センターの協力を得て、現在平成8年4月から平成9年1月末までに分娩をした2,774人の母親を対象に、アンケートを配布する。母乳栄養の状態および妊婦分娩産褥期に受けた援助に関しての実態を把握し、その問題を把握する。現在はまだデータ収集の途中である。また上記の量的研究では、十分とはいえない援助者の受けた詳細なケアや母乳に対する思いについては、質的に捉えることが重要と考え、面接調査も実施している。この調査は、現在8名の妊娠中の母親に面接を行った段階であり、データ収集、分析中である。以上2側面の研究から分析を行い、質の保証モデルの枠組みによる母乳栄養に関する援助システムを検討する予定である。しかし、上記2調査はいずれも対象者に焦点を当てたものであり、質の保証モデルの枠組みを用いて援助システムを検討するためには、援助者側すなわち、看護者および医師を対象として、母乳栄養に関する援助の実態を把握する必要があると考え、今後の研究計画としたい。の目標を定めた。

生後1ヶ月まで混合ながらも母乳を与えたいた母親も4ヶ月の段階で人工栄養へと以降している。また、このような栄養に最も関係していたものは、いずれの段階も、母親の乳頭の形と母乳の分泌量が多いと自覚していることであった。生後一ヶ月と4ヶ月では、母乳育児へのこだわりが母乳栄養に関係していた。自分自身が母乳栄養で育児されたかどうかは、いずれの段階も関係はなかった。今後は更に、母親側からの母乳に関する援助の要因の分析を続けることと、母乳栄養に関する医療従事者の態度および援助の実態を把握し、その結果、母親栄養に関するケアと、医療従事者の提供したケアとの相違および矛盾を分析し、母乳栄養についての現状のケアシステムの問題を明らかにし、新たなケア形態を検討する事が必須であると考えている。
いじめ予防のための包括的ストレスマネジメント教育プログラムに関する研究

本研究の目的は、包括的ストレスマネジメント教育のいじめ予防効果を明らかにすることであった。まず、中学生433名を対象に2004年に実施したアンケート調査より、ソーシャルサポート得点が高い中学生はいじめ被害得点が低いことが明らかになった。この結果から、個人によって知覚されるソーシャルサポートが高まるようにストレスマネジメント教育を実施することによって、いじめ被害が改善されると考えられた。学校では、生徒が所属する学級において学級雰囲気を肯定的に評価するようになることが重要であると考えられた。そこで、鹿児島市内のA中学2年生1クラス(男子18名、女子15名)に対し、2005年11月から2006年2月までの3ヶ月間に、セルフ・リラクセーション、ペア・リラクセーション、メンタル・リハーサル等から構成された包括的ストレスマネジメント教育プログラムを計9回実施し、その効果を検討した。その結果、以下のような効果が明になった。(1)学級雰囲気が向上した。(2)いじめ被害得点が減少した。(3)いじめはいけないことであると判断する生徒が増えた。さらに、鹿児島市内のB中学1年生6クラス262名(男子131名、女子131名)を対象に、2007年2月の2週間の間に、クラス単位で「いじめ」事件に関する民事訴訟判決書を活用した人権教育と、セルフ・リラクセーションプログラムを中心としたストレスマネジメント教育を各々2時間ずつ実施し、それぞれのクラスにおけるいじめ予防効果を比較検討したが、いずれの授業においてもいじめ被害得点の減少は認められなかった。以上のことより、ストレスマネジメント教育によるいじめ予防効果を上げるためには、短期的介入ではなく、中・長期的にストレスマネジメント教育を継続することが重要であることがわかった。いじめを予防するためには、いじめの実態をいかに把握するかが重要になる。そこで、まず2004年11月から12月にかけて鹿児島県内の普通科高校と実業系高校において高校生計418名を対象に、いじめに関する質問紙調査を行った。具体的には、いじめの体験を直接体験と間接体験に分けて、小学校時代、中学校時代、高校時代の「いじめた体験」「いじめられた体験」「いじめ見聞き体験」といじめられた時の対処方法について調査した。また、いじめの直接体験と間接体験が心理的要因にどのように影響しているかについても調査した。有効回答者308名(有効回答率73.7%)を対象に、居場所感や抑うつ感等を従属変数として、2〔男・女〕×2〔体験あり・体験なし〕の2要因分散分析を実施し、次のような結果を得た。(1)「いじめた体験」が有るのは、小学生時代76名(25%)、中学生時代48名(16%)、高校生時代18名(6%)であり、小学生時代が最も多かった。(2)「いじめられた体験」が有るのは、小学生時代62名(20%)、中学生時代44名(18%)、高校生時代12名(4%)であり、小学生時代が最も多かった。(3)「いじめ見聞き体験」が有るのは、小学生時代187名(61%)、中学生時代205名(67%)、高校生時代103名(33%)であり、中学生時代が最も多かった。(4)小学校時代から高校時代のいずれかの時に「いじめられた体験」が有ると答えた74名に対処方法を尋ねたところ、「我慢する」が最も多く、いじめられている事実を打ち明ける場合の相手としては両親がもっと多く、教師は最も少なかった。(5)「いじめられ体験」が有る生徒は、抑うつ感が高く、クラス内での孤立感が高いことが明らかになった。以上の結果より、いじめの実態把握をするときには直接体験だけではなく間接体験を調査する必要があること、クラス内での居場所感や抑うつ感等など心理的要因を把握することによっていじめの有無を把握する可能性があることが示唆された。

そこで,平成17年度は,鹿児島市内の中学生433名(1年生135名,2年生149名,3年生149名)を対象に,11月と平成18年2月にいじめに関する質問紙調査を行った。質問紙では,「学級雰囲気」「いじめ被害」「いじめ加害」「PTSD」「ストレス反応」について調査した。有効回答者は1年生112名(有効回答率83.0%),2年生113名(有効回答率75.8%),3年生104名(有効回答率69.8%)であった。「学級雰囲気」や「いじめ被害」等を従属変数として,学年〔1・2・3〕×性別〔男・女〕の2要因分散分析を行った結果,男子は女子より「いじめ被害」得点,「いじめ加害」得点が高かった。一方,「ストレス反応」は男子より女子が高かった。さらに各学年における「学級雰囲気」得点,「いじめ被害」割得点等の相関を求めた。その結果,全学年において,「PTSD」得点が高い者は「ストレス反応」得点が高く,「いじめ被害」得点が高い者は「いじめ加害」得点が高かった。また,1年生・2年生においては,「学級雰囲気」得点が低い者は「いじめ被害」得点が高く,「学級雰囲気」得点が低い者は「いじめ加害」得点が高かった。このことより、いじめの実態把握を行う際,「学級雰囲気」を調査することでいじめの有無を把握できる可能性があることが示唆された。以上の結果を踏まえ,試験的に2年生の1クラスに対し,平成17年11月より平成18年2月にかけてストレスマネジメント教育を行った。その結果,教育前後で,各個人の評価による「学級雰囲気」が良くなり,「いじめ被害」が低減したことが明らかとなった。以上のことより,ストレスマネジメント教育により,学級雰囲気及び個人の他者への言動に対する受け止め方が変化することが示唆された。平成17年度研究成果として、包括的なストレスマネジメント教育を3ヶ月間継続した中学校2年生のクラスで、「学級雰囲気」得点が上昇し、「いじめ被害」得点が減少することを明らかにした。この結果から、継続的なストレスマネジメント教育によって「学級雰囲気」が好転し、結果的に他者の言動に対する受け止め方や、知覚されるソーシャルサポートが改善されて、「いじめ被害」が減少したのではないかと考えられた。そこで、平成18年度は、ソーシャルサポートといじめ被害、いじめ加害の関係性を検討するために、鹿児島市内の中学生433名に対して、「ソーシャルサポート」「いじめ被害」「いじめ加害」調査を実施し、それらについて分析した。有効回答者は315名(1年生118名、2年生103名、3年生94名)であり、「ソーシャルサポート」得点、「いじめ被害」得点、「いじめ加害」得点を従属変数として、学年〔3学年〕×性別〔男女〕の2要因分散分析を行った。その結果、以下のことが明らかになった。(1)2年生が3年生に比べると「ソーシャルサポート」得点が低く、女子の方が男子よりも「ソーシャルサポート」得点が高い。(2)「いじめ被害」得点、「いじめ加害」得点ともに、女子の方が低い。
17世紀ドイツ語圏の日本人描写と「宗派化」―修道会間の相違に注目して

本研究(個人研究)の代表者は、近世ドイツ語圏の日本観およびその形成プロセスに宗派がどの程度影響を与えたのかを、同地域で上演された日本関係の学院劇に注目して研究を進めている。この目的のもと、代表者はザルツブルクのベネディクト会劇の調査・分析を行い、以前に行ったイエズス会劇の調査・分析結果と比較することを目的としている。この研究のため、代表者は平成30年度に、117世紀のザルツブルクで上演された学院劇について、代表者は劇上演の際に配布されたプログラムの保管状況を現地で確認し、これを収集する作業と、2ザルツブルクのベネディクト会に関する基本文献の収集・読破、3収集したプログラムの分析を行った。当初の予定では平成30年度の夏にスイスに滞在する予定であったが、勤務校の語学研修の引率のため、これが難しくなった。そのため代表者は語学研修の引率先であるウィーンで、引率の合間にザルツブルクに関する文献の収集など(2)を行った。同時に、オーストリア国立図書館を通してザルツブルク大学の図書館にアクセスし、ザルツブルクの学院劇のプログラムを5件程度デジタル化して入手することに努めた(1)。スイスの調査については、今後いずれかの時期に改めて行いたい。平成30年度の23月には、代表者はミュンヘンを拠点に調査を行った。先行文献などから想定していたよりも、17世紀のザルツブルクの劇はアジアとの関係が薄かったため、本年度と来年度で17世紀の調査を終え、再来年度は18世紀も研究対象にする必要が出てきたためである。この計画変更のため、ミュンヘン大学歴史学科の図書館で文献調査を行った。平成30年度に勤務校の語学研修の引率で、予定していたスイスでの調査が行えないという計画変更が生じたが、引率先のウィーンで文献調査や史料収集がある程度できたため、平成31年度に予定していた作業が先に行えた部分もある。したがっておおむね順調に進展していると考えている。17世紀の学院劇が先行研究における言及よりもアジアと関係していないことがわかってきたため、なるべく早い時期に17世紀の調査を終え、18世紀の調査に移りたい。平成30年度にできなかったスイスの調査に関しては、勤務校の校務との関係で問題がなければ平成31年度の9月に行いたいと考えている。本研究で行っているベネディクト会劇の研究の比較対象であるイエズス会劇の研究を、オーストリアのラテン語研究所の研究員と学振の二国間交流事業を活用して2019年3月まで共同で行っていた。
高機能ディジタル補聴器の開発とそのフィッティング手法の研究

本研究の一環として開発した携帯型ディジタル補聴器に,ラウドネスリクルートメント補償アルゴリズム実装し,実生活における評価実験を行った.その際,リクルートメント補償のためのラウドネス補償関数の形状を,低レベルでリニヤ動作をするように設定することによりスペクトル減算法を実現し,環境騒音(背景騒音)の抑圧を図った.また,高機能ディジタル補聴器は,特性の設定が柔軟に行える一方,ともするとフィッティングに長時間を要することがある.そこで,精度をできる限り維持しながら,効率的にラウドネスリクルートメント補償特性の推定が可能なラウドネス関数測定手法の検討を行った.その結果,第1段階のラウドネス判断を細分化した尺度で行う細分化1段階尺度評定法が最適であることを明らかにした.これらの研究成果を基に,100名を越える感音性難聴者について,実際にラウドネスリクルートメント補償関数を測定し,その測定結果に基づくフィッティングを行った.フィッティングされたディジタル補聴器によって,実生活における長時間の聴取実験を行った.評価結果は,静寂な環境下におけるテレビ・ラジオの聴取,23人での会話,環境騒音下における23人での会話,多人数の会話,街頭における会話の聞き取り,自己発声音の評価など,様々な聴取条件下における補聴効果を,7段階の評価尺度値として判断させた.その結果,聞き取りに関する全ての項目において,従来型の補聴器に比べ有意に優れた評価値を与えることが明らかになった.本研究の一環として開発した携帯型ディジタル補聴器に,ラウドネスリクルートメント補償アルゴリズム実装し,実生活における評価実験を行った.その際,リクルートメント補償のためのラウドネス補償関数の形状を,低レベルでリニヤ動作をするように設定することによりスペクトル減算法を実現し,環境騒音(背景騒音)の抑圧を図った.また,高機能ディジタル補聴器は,特性の設定が柔軟に行える一方,ともするとフィッティングに長時間を要することがある.そこで,精度をできる限り維持しながら,効率的にラウドネスリクルートメント補償特性の推定が可能なラウドネス関数測定手法の検討を行った.その結果,第1段階のラウドネス判断を細分化した尺度で行う細分化1段階尺度評定法が最適であることを明らかにした.これらの研究成果を基に,100名を越える感音性難聴者について,実際にラウドネスリクルートメント補償関数を測定し,その測定結果に基づくフィッティングを行った.フィッティングされたディジタル補聴器によって,実生活における長時間の聴取実験を行った.評価結果は,静寂な環境下におけるテレビ・ラジオの聴取,23人での会話,環境騒音下における23人での会話,多人数の会話,街頭における会話の聞き取り,自己発声音の評価など,様々な聴取条件下における補聴効果を,7段階の評価尺度値として判断させた.その結果,聞き取りに関する全ての項目において,従来型の補聴器に比べ有意に優れた評価値を与えることが明らかになった.1.入力音の周波数スペクトルを刻一刻分析して,装用者の残存聴野に入力音を写像し、リクルートメントを補償するという,我々の開発した補聴器の基本的な特性に加え,ハウリング抑圧機能と衝撃音抑圧とを,低電力型のDSP(ディジタル信号処理IC)で実現するためのアルゴリズムの研究・開発を行った.ハウリングの抑制については,フィードバックキャンセラを用いてハウリングを抑圧する手法の研究を行った.この手法は,補聴器のマイクロホンとレシ-バ間の伝達関数をフィルタにより模擬し,これによりフィードバック信号の複製を発生させ,これを入力端に逆相で足しあわせることにより,フィードバック信号を除去するものである.開発した補聴器のマイクロホンとレシ-バ間の伝達関数を測定したところ,伝達関数のインパルス応答は比較的短時間で収束することが分った.このことから,小タップ数のFIRフィルタを挿入することにより,フィードバック信号を十分除去できる可能性が示された.また,衝撃音の抑圧については,現在,検討を進めている.2.2段階評定尺度法によって,高精度なラウドネス関数の測定を行うシステムを,ワークステーションとDSPボードを用いたシステム上に構築した.このシステムは,対話型であり,刺激音と伴に,ワークステーションの画面上にラウドネスに関する評価語が現われ,被験者は該当する評価語に対応する画面の一部分に触れることにより,ラウドネス判断を行う.このシステムにより,ラウドネス関数が高精度で測定できることを,実験により確認した.3.ラウドネス関数から,リクルートメント補償関数を推定する手法について,実験的検討を行った.健聴者および難聴者のラウドネス関数を比較することにより,リクルートメント補償関数が得られる.ここでは,補聴器のフィッティングのための補償関数の合理的な近似式について検討した.この結果,3種類程度の傾きを持つ折線により概ね近似できることが明らかになり,装用の大幅な効率化がなされた.今年度は,まず昨年度検討したリクルートメント補償アルゴリズムを,携帯型ディジタル補聴器に実装した.また,騒音抑圧については,今年度の理論的な検討によって,リクルートメント補償のためのラウドネス補償関数の形状を適切に設定することにより,スペクトラルサブトラクション(スペクトル減算)法のアルゴリズムを実現できることが明らかになった.