hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経会陰超音波法を用いた妊娠期の骨盤底筋群評価による分娩進行予測の有用性の検証

本研究は、経会陰3D超音波を用いて、妊娠末期の挙筋裂孔と分娩進行・分娩様式との関連を明らかにすることを目的として実施した。本研究の結果、初産婦の挙筋裂孔と分娩第II期の長さには相関は見られなかった。しかしながら、挙筋裂孔と分娩方法との関連において、初産婦の正常経腟分娩群と緊急帝王切開分娩群を比較すると挙筋裂孔の怒責時面積が緊急帝王切開分娩群の方が有意に小さかった。また、挙筋裂孔が分娩様式に及ぼす影響をみたロジスティック解析では、挙筋裂孔が大きくなると緊急帝王切開分娩となるリスクが小さくなることが明らかになった。妊娠末期の挙筋裂孔を評価することが分娩方法を予測する可能性が示唆された。本研究は、分娩進行における重要な要素の一つである産道(骨産道・軟産道)のうち、軟産道と呼ばれている軟部組織の評価をするために経会陰エコーを用いて骨盤底筋群を測定し、分娩進行や産後の下部尿路障害との関連を調査することを目的としている。3D超音波装置での妊娠期の骨盤底筋(肛門挙筋)と分娩経過(陣痛・分娩・産後)との関係を調査するにあたり、時期や方法を検討するため、文献レビューを行った。先行研究では妊娠末期と分娩方法との関連が報告されているが、妊娠末期だけでなく妊娠前の特徴や妊娠による身体的変化が骨盤底に影響している可能性を考慮し、調査時期の検討を行った。骨盤底筋の測定は、安静時、怒責時、収縮時に実施している先行文献が多かったが、筋肉の機能(伸展)を評価する他の方法についても、専門家の意見を得ながら討論し、測定方法を慎重に検討した。測定変数に関しても、測定方法や妥当性を再度確認するために、文献レビューと専門家との検討を重ね、最終プロトコールを作成した。さらに、都内病院に研究フィールドの依頼・調整をし、研究調査用に3D超音波診断装置を使用できる環境を整えることができた。妊婦健診時にリクルートと調査が実施できるよう病院スタッフと調整を行い、倫理審査申請手続きを行った。本研究は、分娩進行を予測する上で重要な要素とされる産道、胎児・付属物、娩出力のうち、産道(軟産道・骨産道)に着目し、その中でも特に、測定が難しいことから、これまで評価がされてこなかった軟産道の変化に注目し、調査することを目的としている。具体的には、経会陰エコーを用いて、骨盤底筋群を評価し、妊娠中の継時的変化を観察し、分娩進行や産後の骨盤底障害および下部尿路障害との関連をみることを目的としている。経会陰エコー(3D超音波装置)により妊娠期の骨盤底筋を測定し、継時的変化を観察している。妊婦健診時に調査を実施するにあたり、本学医学部と調査施設(病院)両方の倫理審査員会より承認を得た。経会陰エコーでの測定にあたり、エコーの技術習得のため、産婦人科専門医より定期的な指導を受け、調査実施者が安定したデータを短時間で得ることができるようにした。また骨盤外計測においても検者間信頼性・検者内信頼性の検討を行った。妊娠20週、妊娠36週で妊婦を対象に調査を行い、約90名の妊婦より研究参加同意を得ることができ、現在調査進行中である。調査項目は、母体年齢、身長、体重(非妊娠時、分娩時、妊娠中の体重増加)、胎児の推定体重、児頭大横径、骨盤外計測所見、分娩時所見(分娩所要時間、分娩様式、出生体重、頭囲、胎位胎向など)、分娩時エコー所見、産後骨盤底障害・下部尿路障害などで、こうした項目について適宜情報を収集している。また産後の下部尿路障害をアセスメントする上で必要な膀胱内尿量の測定方法として、経腹エコー(2D超音波装置)と携帯型尿量測定装置での測定精度の検討も合わせて行った。2015年6月に調査施設(病院)の倫理審査申請書類を提出したが、倫理審査体制が変わったことなどにより、承認までに想定以上の時間を要し、調査開始が遅れたため。本研究は、正常な経腟分娩の進行に重要とされる分娩の三要素(胎児,娩出力,産道)のうち、これまで客観的評価がされていなかった産道の一部である軟産道の客観的評価を確立するため、超音波診断装置を用いた骨盤底筋群の所見と分娩進行・分娩様式・産後骨盤底障害との関連を明らかにすることを目的として実施した。評価指標として、経会陰3D超音波を用いて骨盤底筋群の一部である肛門挙筋が形成する挙筋裂孔に着目した。妊娠初期から後期までの挙筋裂孔の変化とその関連要因を明らかにすること、妊娠後期での挙筋裂孔と分娩進行や分娩様式との関連を検証すること、妊娠末期での挙筋裂孔と産後骨盤底障害との関連を検証することを目的とした。しかしながら、経会陰超音波を用いたプロトコールの作成や倫理審査通過までに計画以上の時間を要したため、妊娠初期からの縦断観察研究は十分なサンプルサイズが得られないと判断し、主目的である妊娠後期の挙筋裂孔と分娩との関連を中心としてデータを収集した。2016年2月より調査を開始し、141名から研究参加同意を得た。2016年11月までにデータ収集を終了した。

これらの調査の結果、挙筋裂孔と分娩所要時間との関連においては、初産婦の妊娠中の挙筋裂孔と分娩第II期の長さには相関は見られなかった。しかしながら、挙筋裂孔と分娩方法との関連をみたところ、妊娠後期の挙筋裂孔の怒責時面積は緊急帝王切開分娩群の方が正常経腟分娩群に比べて有意に小さかった。またロジスティック回帰分析では、妊娠後期の挙筋裂孔の怒責時面積が大きくなると緊急帝王切開分娩となるリスクが小さくなることが明らかになった。こうしたことから経会陰3D超音波による妊娠後期の挙筋裂孔の評価は、分娩様式を予測する上で一助となる可能性が示唆された。本研究は、経会陰3D超音波を用いて、妊娠末期の挙筋裂孔と分娩進行・分娩様式との関連を明らかにすることを目的として実施した。本研究の結果、初産婦の挙筋裂孔と分娩第II期の長さには相関は見られなかった。しかしながら、挙筋裂孔と分娩方法との関連において、初産婦の正常経腟分娩群と緊急帝王切開分娩群を比較すると挙筋裂孔の怒責時面積が緊急帝王切開分娩群の方が有意に小さかった。また、挙筋裂孔が分娩様式に及ぼす影響をみたロジスティック解析では、挙筋裂孔が大きくなると緊急帝王切開分娩となるリスクが小さくなることが明らかになった。妊娠末期の挙筋裂孔を評価することが分娩方法を予測する可能性が示唆された。当初の計画では、平成26年度後半から本調査を開始する予定であったが、3D超音波装置を用いての経会陰エコーによる測定を実施することから、慎重に研究プロトコールや調査変数の検討を行う必要があり、調査フィールドの調整に多くの手続きを必要とし、倫理審査段階に至るまで、時間を要した。データ収集に関しては2016年5月に縦断観察研究のリクルートを終了させ、横断観察研究は2016年8月にリクルートを終了させ、11月にフィールドでのすべてのデータ収集を終了させる予定である。分析に関しては、7月中に妊娠中期のデータ分析、9月中に妊娠後期のデータを分析し、12月末までに分娩時のデータを含めた分析を実施し、論文執筆はデータ収集、データ分析と並行して行う予定である。助産学倫理審査承認後より速やかに本調査を実施し、3D超音波装置を用いての経会陰エコーによる骨盤底筋群の測定を行い、関連要因との検討を行っていく予定である。また、骨産道についても合わせて検討するため、骨盤外計測を実施するとともに、骨盤外計測の妥当性についても検討していくことを考えている。また、骨盤底筋や分娩と産後の下部尿路障害との関連を検討する上で、産後の下部尿路障害の実態について、診療録からデータを収集し、調査するとともに、産後の下部尿路障害のアセスメントをできるだけ正確に行うために必要な方法論についても検討したいと考えている。2015年6月に調査施設(病院)の倫理審査申請書類を提出したが、承認までに想定外の時間を要し、調査開始が遅れたため。3D超音波装置を用いての経会陰エコーによる測定を実施することから、慎重に研究プロトコールを検討する必要があり、調査フィールドの調整に多くの手続きが必要であり、準備に想定以上の時間を要した。調査日を増やし、データ収集に関しては2016年5月に縦断観察研究のリクルートを終了させ、横断観察研究は2016年8月にリクルートを終了させ、11月にフィールドでのすべてのデータ収集を終了させる予定である。倫理審査承認後より速やかに本調査を実施し、3D超音波装置を用いての経会陰エコーによる測定を行い、関連要因との検討を行っていく予定であるため、測定・調査に必要な物品費、交通費、協力者への謝品、データ解析にかかる費用等を支出する予定である。また、産後の下部尿路障害について、診療録からデータを収集し、調査するための費用、ならびに産後の下部尿路障害のアセスメント方法の妥当性を検討する上で必要な測定機器のレンタル費用等の支出を予定している。
地域住民に多発した珪肺症の疫学的研究

1.粉塵作業出稼ぎ経験者の追跡調査出稼ぎ珪肺患者が多発している富山県東部の5地域を選び、昭和52.53年の両年に患者把握のために出稼ぎの有無・粉塵作業の有無に関するアンケート調査を行った。この回答者を昭和63年まで10-11年間にわたり経過観察をおこなった。追跡可能であった2116人中、観察期間内の死亡者は361人であった。死亡原因のうち最も多かったのは悪性新生物であり、ついで脳血管疾患、心疾患、肺結核、塵肺の順であった。現在これら疾患死亡率に関して、出稼ぎの有無、粉塵職歴の有無、喫煙歴、及び自覚症状別に検討中である。2.粉塵作業出稼ぎ者の免疫異常昭和62・63年に健康診断を受けた40-69歳のトンネル作業などの粉塵作業出稼ぎ経験者159人(X線病型0-3)及び同年齢群の正常と思われる対照者251人に対し、液性免疫能と細胞性免疫能の検査をおこなった。粉塵作業者の免疫能の平均値は、IgG1505±340mg/dl、1gA288±124mg/dl、1gM117±55mg/dl、1gD2.8±(2.1)mg/dl(幾何平均)、83±(4)mg/dl・OKT3.62±10%、OKT4、39±9%、OKT8、25±8%、リンパ球幼若化試験PHA(SI)154±83、T細胞173±7%、B細胞15±6%であった。ところで免疫能は喫煙により影響を受けると言われ、本対象者でもIgG、IgAの低下とIgE、B細胞の上昇、また有意ではなかったがOKT3、OKT4/8、の上昇傾向がみられた。これを考慮しても対照群に比べ粉塵作業出稼ぎ者群は、IgA、IgD、B細胞の上昇とOKT3、OKT4、PHA(SI)、T細胞の低下が認められた。1.粉塵作業出稼ぎ経験者の追跡調査出稼ぎ珪肺患者が多発している富山県東部の5地域を選び,昭和52・53年度に患者把握のために行った出稼ぎに関するアンケート調査にもとずいて,レコードリンケージを行った.これらを昭和61年末まで追跡し,その結果は集計中である.昭和60年6月末までの追跡結果では全部で2116人の追跡ができており(追跡率94%),総観察人年は15.2535人,一人当り平均観察人年は7.2年であった.職歴別死亡率は千人年当り,粉塵作業出稼ぎ者23.0であり,粉塵作業以外の出稼ぎ者(同15.5),非出稼ぎ者(同9.5)より高く,年令別では6070才代でこの傾向が顕著であった.粉塵作業出稼ぎ者の死因別死亡率は,人口千人年対悪性新生物5.4(内肺癌1.8,胃癌1.3),肺結核4.9,塵肺4.0,心疾患3.6,脳血管疾患2.2の順であり,非出稼ぎ者に比べて呼吸器系の疾患で有意な超過死亡が認められた.また粉塵作業出稼ぎ者についてその死亡にかかわる要因を検討したところ,粉塵作業30年以上の者,自覚症状の有訴数5個以上の者で,死亡率が増大する傾向を認めた.2.粉塵作業出稼ぎ者の免疫異常珪肺は種々の免疫異常を示すことが知られており,その発生,進展にこの異常の関与が疑われている.そこで昭和62年度珪肺検診を受診した粉塵作業出稼ぎ者を対象に細胞性免疫の測定を行った.珪肺患者のT細胞72.7±7.1%, B細胞14.7±5.9%,モノクローナル抗体を用いたリンパ球サブセットの測定ではOKT3,60.2±11.1%,OKT4,37.9±9.2%,OKT8,26.0±8.0%であり,リンパ球幼若化試験ではSI, 151.0±77.9であった.昭和63年度には更に例数を増やすとともに, X線病型別の検討,さらには他の諸検査成績との関連を検討するなかで,珪肺症進展に影響する要因を免疫学的側面から明らかにして行きたい.1.粉塵作業出稼ぎ経験者の追跡調査出稼ぎ珪肺患者が多発している富山県東部の5地域を選び、昭和52.53年の両年に患者把握のために出稼ぎの有無・粉塵作業の有無に関するアンケート調査を行った。

粉塵作業者の免疫能の平均値は、IgG1505±340mg/dl、1gA288±124mg/dl、1gM117±55mg/dl、1gD2.8±(2.1)mg/dl(幾何平均)、83±(4)mg/dl・OKT3.62±10%、OKT4、39±9%、OKT8、25±8%、リンパ球幼若化試験PHA(SI)154±83、T細胞173±7%、B細胞15±6%であった。ところで免疫能は喫煙により影響を受けると言われ、本対象者でもIgG、IgAの低下とIgE、B細胞の上昇、また有意ではなかったがOKT3、OKT4/8、の上昇傾向がみられた。これを考慮しても対照群に比べ粉塵作業出稼ぎ者群は、IgA、IgD、B細胞の上昇とOKT3、OKT4、PHA(SI)、T細胞の低下が認められた。
骨粗鬆症予知法開発のための分子遺伝学的手法を用いた検討

1.骨密度に対する生活習慣とビタミンD受容体遺伝子多型との関連1)VDR遺伝子多型と骨密度:健康な女性115名の骨密度はVDR遺伝子多型と有意な関係を示した。両測定ともに対立遺伝子Bのホモ接合体の骨密度が対立遺伝子bのホモ接合体の骨密度より低く、ヘテロ接合体はその中間の値であった。2)骨密度に対する重回帰分析:身体所見、生活習慣、栄養、運動に関する項目のうち、骨密度と相関係数が有意に高かった変数を独立変数、骨密度を従属変数とする重回帰分析の最適のモデルによる重回帰方程式は次のようになった。骨密度=0.685-0.014×(閉経後年数)+0.104×(VDR遺伝子allelebの数)+0.023×(食品群摂取頻度得点)。3)VDR遺伝子多型別の食品群摂取頻度得点と骨密度:各VDR遺伝子型における食品群摂取頻度得点はBB、Bb、bbそれぞれ8.0±2.6、9.0±2.7、8.8±1.1と有為差は認められなかったが、bb群においてのみ食品群摂取頻度得点と骨密度は正の相関を示した(r=0.481、n=42、p=0.0013)。2.エストロゲン受容体遺伝子多型と骨密度との関連1)ESR遺伝子多型:PvuIIおよびXbaIの制限酵素部位を有する対立遺伝子をそれぞれp、xとし、有さない対立遺伝子をP、Xとすると、その遺伝子型の頻度はPvrII遺伝子多型はPP、Pp、ppそれぞれ15.0%、52.3%、32.7%となり、XbaI遺伝子型はXX、Xx、xxそれぞれ2.8%、39.3%、57.9%となった。また、PvuIIとXbaI遺伝子多型は強く連鎖していた。2)ESR遺伝子多型と骨密度の関連:PvuII遺伝子多型は有意差はないもののPPの骨密度が高値で、Pp、ppの順に骨密度が低くなっていった。また、ビタミンD受容体遺伝子多型や体重、年齢などで調整した骨密度では有為にその関連を認めた。XbaIではXXが他の遺伝子型に比べて骨密度が高く、ANOVAで有意差を示した。さらに、ハプロタイプではPPXX型が他の遺伝子型に比べて有意に骨密度が高くなっていた。結論:ビタミンD受容体遺伝子型の内、bb型の人は他の遺伝子型に比べて、牛乳などカルシウムを多く含む食品の摂取に対して、骨密度を上げる反応が高かった。これは、ビタミンD受容体遺伝子がカルシウム摂取と骨密度との関係になんらかの関与をしていることを示唆するものである。エストロゲン受容体遺伝子多型はPvuII、XbaIともに、骨密度と関連があり、ビタミンD遺伝子多型とともに骨粗鬆症の危険因子の遺伝子マーカーとなりうることを示唆した。

これは、ビタミンD受容体遺伝子がカルシウム摂取と骨密度との関係になんらかの関与をしていることを示唆するものである。エストロゲン受容体遺伝子多型はPvuII、XbaIともに、骨密度と関連があり、ビタミンD遺伝子多型とともに骨粗鬆症の危険因子の遺伝子マーカーとなりうることを示唆した。
非コードＲＮＡに制御されるヘテロクロマチン形成場の解析

分裂酵母のRNAi依存性ヘテロクロマチンはヘテロクロマチン領域内で転写されるnon-coding RNA (ncRNA)が引き金となるRNAi機構によって形成される。このRNAi依存的ヘテロクロマチン機構においてはncRNAが転写ごクロマチン上に残ることが予想されているが、その証明はなくメカニズムもさだかでなかった。ヒストンを標的にしたRNA免疫沈降法によりクロマチン結合性のRNAの解析をおこない、ヘテロクロマチンたncRNAがクロマチンに結合していることを見いだした。さらに、ncRNAは鋳型DNAとDNA-RNAハイブリッドを形成することによりクロマチンに結合し、RNAi因子の足場となることを示した(Nakama et al. 2011)。これは今まで予想されていない新規のメカニズムであり、最近次々と明らかになりつつあるクロマチン制御に関わるncRNAの機能を考える上でも重要な知見である。一方、分裂酵母のヘテロクロマチン変異株のスクリーニングをおこない、そのうちのひとつが新規のヘテロクロマチン因子をコードすることを見いだしDsh1と名付けた。詳細な解析の結果Dsh1はncRNAからsiRNAを合成する際、反応の増幅因子として働くRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRP)とそれにより合成された二本鎖RNAからsiRNAを合成するDicer(Dcr1)と相互作用し双方の反応をヘテロクロマチン上で共役させていることを示した。さらに、Dsh1は核膜内側に局在し、そこに他の因子・核酸を集積し機能することを明らかにした。以上をまとめると下図のようにDNA-RNA hybrid形成とDsh1がともに機能することで、“siRNA合成場"ともいうべき「場」を核膜内側に形成する事になる。これは真核生物でヘテロクロマチンが核膜内側に位置する生理的意義の一端を明らかにしたものといえよう。24年度が最終年度であるため、記入しない。このRNAi依存的ヘテロクロマチン機構においてはncRNAが転写ごクロマチン上に残ることが予想されているが、その証明はなくメカニズムもさだかでない。このncRNAのクロマチン局在をヒストンを標的にしたRNA免疫沈降法により解析したことろ、たしかにncRNAがクロマチンに結合していることが明らかとなった。さらに、ncRNAは鋳型DNAとDNA-RNAハイブリッドを形成することによりクロマチンに結合し、RNAi因子の足場となることを示した。これは今まで予想されていない新規のメカニズムである。Dsh1はncRNAからsiRNAを合成する際、反応の増幅因子として働くRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRP)とそれにより合成された二本鎖RNAからsiRNAを合成するDicerと相互作用し双方の反応を共役させていることがあきらかとなった。またDsh1はヘテロクロマチンに結合することから、RNAi因子によるsiRNA合成反応をクロマチン上で効率良くおこなわせる、ある種のオーガナイザーとして機能するものと考えられる。このような因子の存在は今までになく、今後のヘテロクロマチン形成の全体像を理解する上で新たな視点をあたえる物である。DNA-RNAハイブリッド形成の重要性をあきらかにでき、論文として発表することができた。またDsh1についてはRNAi反応系のどの段階で機能するかを明確に示すことができた。

24年度が最終年度であるため、記入しない。DNA-RNAハイブリッドの形成機構の詳細を明らかにする。またDsh1にかんしては膜貫通ドメイン様の構造をもち核膜内側に局在することから核膜近傍でsiRNA合成場を形成する因子ではないかと考えている。この仮説の検証をおこなう。
ホスト・ゲスト錯形成による不斉認識の熱力学パラメータと分子構造との相関解明

クラウンエーテルとアミン類との錯形成においては、多くの場合に錯安定性の尺度の一つである錯安定度定数(K)の対数(1nK)が1/Tと直線関係を持ち、エンタルピー・エントロピー各効果を定量的に見積もり得る。この錯形成反応を用いれば、主に室温付近における錯形成能に基づき立体反発や受容体の基質捕捉部の空孔サイズと基質サイズの適合性など定性的な受容体-基質相補性を主な判断基準としたこれまでの分子設計に、エンタルピー・エントロピー各項を考慮した新たな判断基準を提案でき、精度の高い受容体設計に寄与しうるのではないかと考えられる。この考え方をさらに進め、不斉認識に展開するため、以下の三段階の研究計画を立てた。(1)構造相関のつく複数の光学活性人工ホストと両鏡像体ゲストの合成(2)両鏡像体アミンとの錯形成能評価(3)熱力学パラメータを考慮した人工ホストの分子認識原理の解明光学活性ホスト分子の系統的な構造変化と錯形成能変化の相関にエンタルピー・エントロピーをもちいた定量的な考察を加えるために、互いに構造相関のある一群のホスト合成を試みた。当初計画に挙げた6種類のホストとゲスト3種類の合計9種類の新規ホストおよびゲスト化合物のうち、平成12年度にホスト3種類とゲスト3種類を合成した、平成14年度までには、これを含めて、当初計画したすべてのホストとゲストを光学活性体として合成することが出来た。現在、光学活性ホストの不斉認識能について検討をおこなっている。現在、これらホストを用いてゲストアミンとの錯形成における温度依存性のさらなる検討をおこない、一部を報文にまとめた。また、光学活性クラウンエーテルを用いた不斉認識の検討方法として高速原子衝撃質量分析スペクトルを用いた検討を行い、一級アミンの光学純度決定への検討を行った。本成果は報文としてまとまった。さらに、核磁気共鳴報を用いる方法および紫外可視吸収スペクトルを用いる不斉認識能の検討方法について、広範で詳細な検討を行い理論から実施までを幅広くあつかった報文をまとめた。この中には、本研究課題である、不斉認識能の温度依存性の成果の部も紹介した。クラウンエーテルとアミン類との錯形成においては、多くの場合に錯安定性の尺度の一つである錯安定度定数(K)の対数(lnK)が1/Tと直線関係を持ち、エンタルピー・エントロピー各効果を定量的に見積もり得る。(1)構造相関のつく複数の光学活性人工ホストと両鏡像体ゲストの合成(2)両鏡像体アミンとの錯形成能評価(3)熱力学パラメータを考慮した人工ホストの分子認識原理の解明本年度は、光学活性体の効率的な合成法を見いだすために、酵素を用いた速度論的光学分割法の検討をおこなった。

また、光学活性ホスト分子の系統的な構造変化と錯形成能変化の相関にエンタルピー・エントロピーをもちいた定量的な考察を加えるために、互いに構造相関のある一群のホスト合成を試みた。その結果、光学活性体合成法の検討において、これまで合成困難とされていた第一級アルコールの効率的な速度論的光学分割法を見いだし、論文とした。本法をジオールの光学分割に適用すれば、光学活性ホスト分子の不斉ユニットの合成効率化に直結するものと期待される。また当初計画に挙げた6種類のホストのうちの3種類とゲスト3種類の合計6種類の新規ホストおよびゲスト化合物を光学活性体として合成することが出来た。光学活性ホストの不斉認識能について検討をおこない、結果を論文2報にまとめた。今後、残りのホストの合成をおこなうとともに、これらホストを用いてゲストアミンとの錯形成における温度依存性のさらなる検討に進む予定である。クラウンエーテルとアミン類との錯形成においては、多くの場合に錯安定性の尺度の一つである錯安定度定数(K)の対数(1nK)が1/Tと直線関係を持ち、エンタルピー・エントロピー各効果を定量的に見積もり得る。この錯形成反応を用いれば、主に室温付近における錯形成能に基づき立体反発や受容体の基質捕捉部の空孔サイズと基質サイズの適合性など定性的な受容体-基質相補性を主な判断基準としたこれまでの分子設計に、エンタルピー・エントロピー各項を考慮した新たな判断基準を提案でき、精度の高い受容体設計に寄与しうるのではないかと考えられる。この考え方をさらに進め、不斉認識に展開するため、以下の三段階の研究計画を立てた。(1)構造相関のつく複数の光学活性人工ホストと両鏡像体ゲストの合成(2)両鏡像体アミンとの錯形成能評価(3)熱力学パラメータを考慮した人工ホストの分子認識原理の解明本年度は、光学活性ホスト分子の系統的な構造変化と錯形成能変化の相関にエンタルピー・エントロピーをもちいた定量的な考察を加えるために、互いに構造相関のある一群のホスト合成を試みた。当初計画に挙げた6種類のホストとゲスト3種類の合計9種類の新規ホストおよびゲスト化合物のうち、昨年度に合成したホスト3種類とゲスト3種類を含めて、すべてを光学活性体として合成することが出来た。現在、光学活性ホストの不斉認識能について検討をおこなっているところであり、今後、これらホストを用いてゲストアミンとの錯形成における温度依存性のさらなる検討に進む段階にまで来た。また、光学活性クラウンエーテルを用いた不斉認識の検討方法として高速原子衝撃質量分析スペクトルを用いた検討を行い、一級アミンの光学純度決定への検討を行った。本成果は報文としてまとまった。さらに、核磁気共鳴報を用いる方法および紫外可視吸収スペクトルを用いる不斉認識能の検討方法について、広範で詳細な検討を行い理論から実施までを幅広くあつかった報文をまとめた。この中には、本研究課題である、不斉認識能の温度依存性の成果の一部も紹介した。
日本のODAと貿易・投資ビジネス摩擦が国や地域に与える影響:事例研究をとおして

二年間にわたる"かけんプロジェクト"が今年の三月に終わりました。二年間のプロジェクト期間に、様々な国々の様々な様相の紛争について考慮しながら、紛争の根本的要因やどの様に国際社会が紛争の解決に関与できるかなどの重要な問題について研究がなされました。世界の様々な国の研究者から委託した論文を遅れずに受け取る事ができました。何人かの研究者は著名な大学教授であり、彼らは多くの論文を出版していました。多くの研究者はNepalやCambodiaやSri Lankaといった紛争によって影響をうけた国で働いた経験があります。現段階では、すべての原稿を委託した研究者から受け取った段階で、これらの原稿を一つの論文として編集しているところです。この原稿の編集が終わった後、Conflict formation,Development of International Cooperationというタイトルの本の執筆に取りかかろうと考えています。この本は全部で10程の章から構成され、それらはこれまでに提出されたレポートに基づいたものにしようと考えています。これらの活動に加えてdissemination conferenceという会議が2007年11月にUniversity of Colomboとの協力で開かれました。また、私個人としてもdisseminating seminarsをカンボジアとネパールで行いました。このリサーチプロジェクトに対し、我々は主として現地調査を行った。ミャンマー、インドネシア、スリランカへの訪問、およびこれらの国々に在住する人へのインタビューを通して新たな研究課題が形成された。また、インドネシアとスリランカからのレポート原稿を受け取り、ミャンマーとスリランカからも同様のレポートがまもなく届くことになっている。このインタビューを通して、カンボジアとネパールもこの調査に加えることが可能であると認識した。二年間にわたる"科研プロジェクト"が今年の三月に終わりました。多くの研究者はNepalやCambodiaやSri Lankaといった紛争によって影響を受けた国で働いた経験があります。この原稿の編集が終わった後、Conflict formation, Development of International Cooperationというタイトルの本の執筆に取りかかろうと考えています。
センサーデータの時空間集約による異常トラヒック検知手法の研究

本年度は,以下のとおりセンサデータ集約方式の理論解析およびシミュレーション評価,機械学習を用いた時系列データ分析法の比較評価までを実施した:1.センサデータ集約方式の理論解析:昨年度論文投稿した統計的データ集約方式の理論解析を非統計的データ集約方式に拡張し,系内時間特性及び最適集約パラメータを導出した.具体的には,集約処理に一定個数集約方式,送信処理に非統計的データ集約方式を採用した方式を待ち行列としてモデル化し,総系内時間分布のLSTを導出した.さらに,平均総系内時間を最小化する最適集約個数の精度の良い推定式を導出した.これらの結果を電子情報通信学会研究会・大会で発表すると共に,国際会議に投稿した.また,統計的データ集約方式の理論解析の論文掲載を果たした.2.データ集約環境のシミュレーション評価:統計的及び非統計的データ集約方式の理論解析結果を応用した適応的な最適集約制御方式を提案し,時変動入力トラヒックに対する特性をシミュレーション評価し,国際会議,電子情報通信学会研究会,大会で発表した.3.機械学習を用いた時系列データ分析法:各種機械学習技術がモジュールとして用意されている汎用データマイニングツールVisual Mining Studioを導入し,サポートベクタマシン,決定木,および両手法を組み合せたハイブリッド手法を用いて,実トラヒックデータに対する異常検知精度の特性評価を進めた.並行して,オープンソース機械学習ライブラリであるscikit-learnに実装されている3種の異常検知手法を同データにより比較評価した.現在,これらを継続して評価中である.研究実績の概要に記したとおり,統計的データ集約方式の理論解析の論文掲載を果たすとともに,同理論解析を拡張した非統計的データ集約方式の近似解析とシミュレーション評価ならびに機械学習を用いた時系列データ分析法の初期検討まで,おおむね当初計画どおり進捗している.併せて,統計的データ集約方式の理論解析を応用した適応的制御技術の検討を進め,国際会議等で発表した.機械学習を応用した時系列データ分析法の特性評価については,継続して,汎用データマイニングツールVisual Mining Studioを活用した評価と併せて,オープンソースツールを活用した評価を進め,時系列トラヒックデータの異常検知に適した分析法の確立に向けた検討を加速する.併せて,センサデータ集約方式に関して,以下を目標に研究を進める:(1)非統計的データ集約方式の理論解析結果の国際会議発表及び論文投稿,(2)統計的・非統計的データ集約方式を統一して扱うモデルの提案,(3)同モデルに基づく適応的制御方式の特性評価の国際会議投稿・発表.本年度は,以下のとおりセンサデータ集約環境の理論解析およびシミュレーション評価,データ圧縮技術であるスケッチ法の比較評価までを実施した:1.基本的センサデータ集約方式の理論解析: IoTゲートウェイ等における基本的なデータ集約方式の系内時間特性を明らかにし,最適集約パラメータを導出した.具体的には,一定間隔集約方式と一定個数集約方式を待ち行列としてモデル化し,総系内時間分布のLSTを導出した.さらに,両モデルの平均総系内時間を最小化する最適集約間隔および最適集約個数の精度の良い近似式を導出した.これらの結果を電子情報通信学会研究会で発表すると共に,同英文論文誌に投稿し採録を果たした.2.データ集約環境のシミュレーション評価:上記理論解析結果を組み合せた適応的な最適集約制御方式を提案し,データ集約環境を模擬するシミュレーションにより,時変動入力トラヒックに対する過渡特性を評価し,電子情報通信学会総合大会で発表した.3.異常トラヒック検知性能の評価:通信トラヒック量の増大に対応可能な異常トラヒック検知技術を確立するためには,実データの予測から異常検知までの処理時間特性を明確にすることが重要となる.本年度は,予測処理及び可視化処理に要する処理時間特性を,性能の異なる3種のPC環境を用いて比較評価した.上記に加え,IEEE ComSocの主要国際会議であるCQR workshop,ICCおよびGlobecomに参加し,QoE評価,トラヒック分析・可視化,トラヒック制御技術などの関連技術を調査した.さらに,災害時の輻輳制御方式のシミュレーション評価等の検討を進め,主として電子情報通信学会にて発表した.研究実績の概要に記したとおり,データ集約環境の構築とスケーラビリティ評価ならびに異常トラヒック検知技術の処理能力評価まで,おおむね当初計画どおり進捗している.当初計画どおりに進まなかった事項は,次の点である.当初,地理的に分散する一次集約データをオンラインで収集し,時系列データ分析を実行する第二次階層サーバの処理能力評価,及び一次集約,二次集約間規模のスケーラビリティバランスの総合評価までを目指していた.しかしながら,到達点は,一次集約環境の性能評価に留まっており,二次集約まで含めた階層的集約環境での評価は実現できていない.この理由としては,年度途中で,当初シミュレーションのみで評価する予定であった一次集約サーバの特性が理論解析により導出できることを思いつき,当初予定になかった理論解析と論文化に注力したためである.同理論解析結果に基づく,最適集約制御方式の提案と評価も当初計画に無かった事項として進展しており,本質的な原理に根差した成果に繋がっていると考える.本年度は,以下のとおりセンサデータ集約方式の理論解析およびシミュレーション評価,機械学習を用いた時系列データ分析法の比較評価までを実施した:1.センサデータ集約方式の理論解析:昨年度論文投稿した統計的データ集約方式の理論解析を非統計的データ集約方式に拡張し,系内時間特性及び最適集約パラメータを導出した.具体的には,集約処理に一定個数集約方式,送信処理に非統計的データ集約方式を採用した方式を待ち行列としてモデル化し,総系内時間分布のLSTを導出した.

さらに,平均総系内時間を最小化する最適集約個数の精度の良い推定式を導出した.これらの結果を電子情報通信学会研究会・大会で発表すると共に,国際会議に投稿した.また,統計的データ集約方式の理論解析の論文掲載を果たした.2.データ集約環境のシミュレーション評価:統計的及び非統計的データ集約方式の理論解析結果を応用した適応的な最適集約制御方式を提案し,時変動入力トラヒックに対する特性をシミュレーション評価し,国際会議,電子情報通信学会研究会,大会で発表した.3.機械学習を用いた時系列データ分析法:各種機械学習技術がモジュールとして用意されている汎用データマイニングツールVisual Mining Studioを導入し,サポートベクタマシン,決定木,および両手法を組み合せたハイブリッド手法を用いて,実トラヒックデータに対する異常検知精度の特性評価を進めた.並行して,オープンソース機械学習ライブラリであるscikit-learnに実装されている3種の異常検知手法を同データにより比較評価した.現在,これらを継続して評価中である.研究実績の概要に記したとおり,統計的データ集約方式の理論解析の論文掲載を果たすとともに,同理論解析を拡張した非統計的データ集約方式の近似解析とシミュレーション評価ならびに機械学習を用いた時系列データ分析法の初期検討まで,おおむね当初計画どおり進捗している.併せて,統計的データ集約方式の理論解析を応用した適応的制御技術の検討を進め,国際会議等で発表した.平成29度の第1段階のデータ集約環境の特性評価による洞察に基づき,今後は,第2段階として,機械学習を応用した時系列データ分析法の提案と特性評価を進める.交付申請書の平成30年度の研究実施計画にも記したとおり,SVM(サポートベクタマシン),ニューラルネット,自己組織化マップなど,様々な機械学習技術の異常検知への適用が試みられているが,これら単体での検出精度には限界がある.本研究では,複数の機械学習技術を組み合わせることで検知精度を向上させる時系列データ分析法の確立を目指す.このため,当初計画では,各種機械学習技術がモジュールとして用意されている汎用データマイニングツールVisual Mining Studioを活用し特性評価を進める,としていたが,機械学習の各種ツール類のオープンソース化が進展していることから,複数のオープンソースツールを活用したハイブリッド型時系列データ分析法の適用可能性についても検討する.併せて,平成29年度の理論解析をより一般的なモデルに拡張した近似解析,及び,理論解析を応用した適応的制御技術の検討を進める.機械学習を応用した時系列データ分析法の特性評価については,継続して,汎用データマイニングツールVisual Mining Studioを活用した評価と併せて,オープンソースツールを活用した評価を進め,時系列トラヒックデータの異常検知に適した分析法の確立に向けた検討を加速する.併せて,センサデータ集約方式に関して,以下を目標に研究を進める:
デジタル歯科技工に顎顔面形態機能情報を付与する統合型３次元計測システムの開発

デジタル歯科技工に顔面データを付与する目的でPOLARIS Vicraを用いた計測システムを開発した。機能は以下のとおりである。11本のプローブによる基準平面の作製と、基準平面からの距離、角度の計測22本のプローブによる距離と角度の計測.次の段階は、カスタムメイドプローブのレジストレーション機能および模型データとのレジストレーションであるが、異なる装置より得られたデータの統合を行うことまでは当該期間中には実現できず開発を継続している。オプティカルトラッカー(POLARIS Vicra)を使用したソフトウエアを作成した。本装置による計測は、プローブ1本による3次元計測およびプローブ2本を用いた相対的3次元計測モードを有する。ただしアプリケーションの使い勝手や、プローブの大きさ等、実用レベルには至っていない。開発中の本装置についてはその概要と今後の計画について"デジタル歯科技工に顎顔面形態機能情報を付与する統合型3次元計測システムの開発"として2013年11月に顎顔面バイオメカニクス学会にて発表した。その後、ソフトウエアの改良を行っているところである。またプローブについては、複数化と精度を確保するため、passive markerのrigid bodyを追加購入し、これを用いて口腔内でも使用しやすい小型、先端角度付きのプローブを開発している。これらは特に口腔内の臼歯部に用いるためである。臼歯部に2本のプローブが同時に使用できるようにすることは、特にデンタルインプラントの術中リアルタイム位置決めに役立てるものである。第22回日本顎変形症学会総会(福岡)にて"手術ナビゲーションシステムを使った近位骨片の術中位置決め"として本研究による計測結果を額矯正手術における近位骨片の位置を術中リアルタイム表示する手術ナビゲーションにも適用できる可能性を示した。第20回顎顔面バイオメカニクス学会(東京)では手術ナビゲーションに加え、歯科用チェアや技工室にオプティカルトラッカーを設置して歯科用CAD/CAMに適用する方法について示した。第16回日本顎顔面インプラント学会総会(北九州)では歯科インプラント手術のためのサージカルトレーニングシステムの研究として発表したが、この研究においても、オプティカルトラッカーによる3次元計測がインプラント埋入のトレーニングの評価方法として役に立つ可能性が示唆された。現在は、購入したオプティカルトラッキングシステム(POLARIS Vicra)を利用するソフトウエアを開発中であり、基本動作のアプリケーション(顔面基準面の作成および距離計測機能)が作成できたところである。トラッキングシステムのプローブは付属の標準型を利用したが、今後は計測目的に応じたオリジナルマーカーの作製が必要になるためその検討を行っている。今回開発したソフトウエアにより、顔面と咬合平面の位置形態情報を得ることができる。現在野口、重松が現在、動作確認実験を行っている。デジタル歯科技工はコンピュータによる設計と製作(CAD/CAM)を使った歯科技工で、クラウン、ブリッジなどの歯冠補綴、インプラントの上部構造の他、矯正の分野でも利用されるようになってきた。デジタル技工では歯の模型をスキャナーでデジタル化して、そのデータを遠隔の技工所(工場)に送り補綴物を作製する。しかしながら、現在市販のシステムは基準となる頭蓋顎顔面の形態情報が無く歯列模型のみの形態情報をもとに補綴物が作製されるため、顔面形態や顎運動と調和した補綴物の作製を自動化するまでには至っていない。今回の発想ではオプティカルトラッカーを使って歯や顔面あるいは顎運動の形状データを統合すれば、できたモデルをCAD/CAM技工に利用できると考えた。そこで本研究ではオプティカルトラッカー(POLARIS Vicra)を用いた計測システムの開発を行った。当初計画したアプリケーション開発のうち11本のプローブによる基準平面の作製と、基準平面からの距離、角度の計測22本のプローブによる距離と角度の計測は実現できた。ただし、計測インターバルに0.6秒程度を要するため、実用化するためにはアルゴリズムの改善やハードウエアの能力向上が望まれる。また精度についても検証を行う。当初の計画では、カスタムメイドプローブのレジストレーション機能および模型データとのレジストレーション、および、異なる装置より得られたデータの統合を行うことになっていたが、当該期間中には実現できておらず開発を継続している。デジタル歯科技工はここ数年急速に発達しているが、顔面形態情報や、顎関節の機能情報を付与したシステムはまだ無い。今後実用化をめざし企業との共同開発を目指している。歯科口腔外科開発費を低減する必要があり、そのためソフトウエアの開発に時間がかかっている。しかしながら進行は得られている。また臨床に用いるには法的問題も全くないとは言えず、手続きが必要である。POLARIS Vicraの納入が当初の予定より遅れたためソフトウエアの開発もやや遅れ気味である。当初の計画で基本ソフトウエアの開発および動作確認実験を24年度中に済ませる予定であったが、現在基本ソフトウエアの作成ができ、動作確認実験を行なっているところである。ソフトウエアの開発を進めるとともに、実験を行う。2014年5月には診療室にトラッカーを設置して、ファントムモデルや歯列模型をもちいて法的に全く問題ない範囲で試験を行う予定である。

また、ストレートエンジンハンドピースや直達内視鏡、小型ビデオカメラ等へrigidbodyをとりつけ実験を行う。オプティカルトラッキングシステム(POLARIS Vicra)を使ったソフトウエアの開発中であり、基本動作(3点指定による基準平面の設定と、そこからの距離のリアルタイム計測)のアプリケーションが作成できたところである。今後、野口、重松で動作確認実験を行なった後、基本動作に追加して2本のプローブを同時に使った距離角度計測や、デンタルインプラントにマーカーを取り付けて計測する方法など、その機能を追加する。これにはアダプターとそれに接続するマーカーの開発が必要である。加えて、得られた計測データが歯科用CAD/CAMに連携して使用できるようにCAD/CAMメーカーに働きかける。上記ソフトウエアの機能追加を行う。また同時に計測デバイス(オプティカルトラッカーのマーカーと計測物を接続するためのアダプターおよび目的に合わせて配置したマーカーフレーム)の開発。論文の投稿。学会発表を行う。
個体分裂アルゴリズムを用いた座席予約システムに関する研究

ネットワークを通して業者と利用者,あるいは利用者間で座席の取引をリアルタイムに行うことを想定した座席予約に関する新たなビジネスモデルを提案し,その提案モデルに対する最適な取引を行うための座席予約システムの構築と運用を行った.具体的には,提案ビジネスモデルに基づく座席取引を想定した座席予約システムの運用シミュレーションにより,座席割当システムで使用する個体分裂アルゴリズムのチューニングを行った.チューニングは,個体分裂アルゴリズムにおける座席割当に関する部分を中心に行い,座席割当の最適解を求めつつ,座席割当の速度を上げることを可能にした.この過程において,個体分裂アルゴリズムは従来の手法に較べて規模の大きな組み合わせ最適化問題に使用することができるものの,適用する個々の問題に応じて行われるヒューリスティックな設定が計算の精度や速度を決定する大きな要因となり,その使用に関しては適用する問題への十分な理解が要求されることが再確認された.システムのチューニング終了後,学内ネットワーク上の40台のコンピュータを用いた運用試験を行った.ただし,今回のシステムでは,システムの安全性確保や利ざやによる利益の確保のみを目的とした不健全な座席の取引を排除する目的から,サーバ間の座席予約情報の受け渡しを一部人的な対応により行った.運用試験の結果,システムの安定的な運用に問題は生じず,小規模システムにおいては,十分に実用化が可能であることを示した.座席予約に関する新たなビジネスモデルを提案した.提案ビジネスモデルは,サービスを受ける側(顧客)と提供する側(企業)の要求価値を追求し,かつ調整する機能を備えている.本モデルでは,顧客満足とスループットの最大化を行う.具体的には,顧客には顧客の望む範囲内でサービスを受けたい時期と価格を明示してもらい,その範囲でサービスを提供できる顧客をいかに多くするかを考える.このように,顧客自身がサービスを受ける権利(サービス座席あるいは単に座席とよぶ)の価格形成に直接的に参加するのが本モデルの大きな特徴の1つである.提案ビジネスモデルにおけるサービス座席の割当には,個体分裂アルゴリズムを用いる.個体分裂アルゴリズムは生産ラインの設計で既に実績をもつが,サービス座席の割当に適した運用方法を提案した.具体的には,座席の割当を「座席を割当る顧客数の最大化」「最も希望する座席を割当る顧客数の最大化」「最大割増価格の最小化」の3つの段階に分け,それぞれの段階について,前段階の達成度を固定したまま座席の割当を行った.これにより,より最適な座席割当が可能となった.座席予約システムの構築については,エーザインターフェイス用サーバと座席割当用サーバーの2台のサーバを準備し,それぞれが連携してデータをやりとりすることで,安定したシステムの運用を図れるようにした.システムで使用したソフトウェアは,OSも含めてそのほとんどがフリーソフトウェアを活用し,低コストでのシステム構築を実現した.現在,少数ユーザ利用可での運用には問題が無いことが確認できている.ネットワークを通して業者と利用者,あるいは利用者間で座席の取引をリアルタイムに行うことを想定した座席予約に関する新たなビジネスモデルを提案し,その提案モデルに対する最適な取引を行うための座席予約システムの構築と運用を行った.具体的には,提案ビジネスモデルに基づく座席取引を想定した座席予約システムの運用シミュレーションにより,座席割当システムで使用する個体分裂アルゴリズムのチューニングを行った.チューニングは,個体分裂アルゴリズムにおける座席割当に関する部分を中心に行い,座席割当の最適解を求めつつ,座席割当の速度を上げることを可能にした.この過程において,個体分裂アルゴリズムは従来の手法に較べて規模の大きな組み合わせ最適化問題に使用することができるものの,適用する個々の問題に応じて行われるヒューリスティックな設定が計算の精度や速度を決定する大きな要因となり,その使用に関しては適用する問題への十分な理解が要求されることが再確認された.システムのチューニング終了後,学内ネットワーク上の40台のコンピュータを用いた運用試験を行った.ただし,今回のシステムでは,システムの安全性確保や利ざやによる利益の確保のみを目的とした不健全な座席の取引を排除する目的から,サーバ間の座席予約情報の受け渡しを一部人的な対応により行った.運用試験の結果,システムの安定的な運用に問題は生じず,小規模システムにおいては,十分に実用化が可能であることを示した.
熱量と電気分極の測定による結晶,ガラス,およびガラス性結晶の緩和現象の研究

電気分極とエンタルピーを同時に測定する電気分極カロリメーターを設計、製作した。カロリメーターとしての性能はヘリウム温度領域から常温にいたる温度範囲で0.1%より良い精確度で熱容量を測定するものである。また試料容器内部に1.8mm間隔で正負の電極が備えられており試料に電場を与えることができる。電極は熱伝導のよい銅でつくられているので試料に加えられた熱エネルギーを速やかに試料全体に均一化するための均温板としてもはたらく。外部電場を与えつつ試料を冷却すると試料はそれに応じた電気分極をもってガラス化する。ガラス状態においては分子運動が凍結されるので分極も一定の値にとどまる。電場を取り去って温度を上昇させるとガラス転移付近で分極が消失するに伴い脱分極電流が流れる。その経時変化、温度変化を観測することによって分極緩和を、また断熱条件下での温度変化からエンタルピー緩和を測定する。1-プロパノールとイソシアノシクロヘキサンのガラス状態について測定を行い、緩和が単一指数関数で表現されないことを見出した。最近発見された炭素の同素体フラーレンC60の低温熱容量を測定しこの物質が86Kにガラス転移をもつガラス性結晶であることを見出した。ガラス転移温度付近における緩和は単一指数関数で例外的によく表現されることがわかった。これは立方結晶という高い対称性と球に近い分子の形によるものであろう。活性化エンタルピーは21kJ/molであった。ガラス転移における熱膨張係数の変化から、分子配向の励起が体積減少を伴うという特異な性質が結論され、この物質の分子間相互作用について新たな知見えられた。種々の物質の温度に対する応答と電場に対する応答は分子運動の異なる側面を反映し、それらの精確な測定は結晶やガラスの中で起こる様々な分子過程の研究に多くの知見をもたらす.すでに試作した電気分極カロリメ-タ-によって13Kから300Kにいたる温度範囲でこれら二つの量を同時に測定することが出来る.本研究の目的は電気測定と熱測定をさらに低い温度まで拡張することである.平成3年度には極低温用クライオスタットを設計し、製作した.このクライオスタットは液体ヘリウム4と液体ヘリウム3を冷媒とし、0.3Kの極低温から作動する.即ち、大気圧下にあるヘリウム4で冷却された空間内で、ヘリウム4を減圧下におく.その温度は1.2Kに低下する.ヘリウム3を1.2Kの低温に接触させることにより液化し、その蒸発熱で0.3Kを得る.このクライオスタットは完成し、現在排気系を整備しつつある.極低温における熱測定と電気測定を正確に行うに当たり、電気的シ-ルドと熱的シ-ルド、及び導線のインピ-ダンスなどに多くの制約がある.この点に関してテフロン絶縁ステンレス製シ-ルド線がきわめて有効である.このシ-ルド線は極低温における熱と電気測定の両立に不可欠の役割を果たす.その有効性を低周波領域の誘電率によって確認した.また温度測定に関してロジウム鉄合金抵抗温度計を極低温でも利用できるように20nWの低電力で使う方法を試み、1mKの測温分解能を得た.本装置による測定に先立ち、特異な水素同位体効果を示す水素結合性結晶酸性セレン酸ルビジウムとその重水素置換体の熱測定を行い、重水素塩において、軽水素化合物に見られない相転移を見出した.装置の完成後、本物質およびガラス性結晶をふくむその他の物質について熱電気同時測定を行う予定である.昨年度に設計製作した極低温用クライオスタットを理学部低温センター2階に設置した.クライオスタット内熱交換スイッチの作動を円滑にする工夫を行った.真空排気装置(真空理工社V250)を購入し、クライオスタットと接続した.

接続にあたってはクライオスタットと排気系入口の距離が比較的大きいことを考慮し、配管のコンダクタンスを高く保つために内径70mmの太いステンレス鋼管を用いた.アップルコンピューター社マッキントッシュSiIIを購入し、低温センター2階に設置、通信回線との接続を行った.種々ソフトウエアの実用化を現在進めつつある.アドバンテスト社デジタル超高抵抗計R8340を購入し、テストを行った.テストはリーク電流の少ないスチロールコンデンサーからの電流の測定によった.500ピコファラッドのスチロールコンデンサーをクライオスタットの試料部に接続し、その漏洩電流を測定した.その結果+0.02pAの精度で測定可能であることが示された.n-プロピルアルコールについて電気分極と熱容量の測定を行い、ガラス転移点において著しい緩和電流の増大を見出した.また同じ温度において熱容量の階段状増加を見出した.この温度において試料の自発的発熱と吸熱が起こりそれにともなって分極電流が変化した.これは分子運動が物質のエンタルピーと電気的性質を同時に決定することを示すものである.熱容量は文献値と満足すべき一致をみた.また電気分極は液体における静的誘電率の補外値から計算される値と一致した.熱と電機分極の同時変化の解析を進めつつある.
金属リチウム負極界面の電気化学的構造制御による高効率化

1金属リチウム界面に対する低温サイクル前処理効果金属リチウム負極を低温で数回予備サイクルさせることにより,「充放電反応に適した界面の構築」を行う新規手法について精査した。その結果,この効果は用いる電解質と電解液溶媒の両者に左右されることが判明した。電解質塩としては六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)が適し,溶媒には含環状エーテル溶媒は不適で,カーボネート系が適することが判った。この場合,低温予備サイクルにより形成された界面が昇温後もコンパクトなまま維持されるが,含エーテル類溶媒ではイオン移動に不利な界面に変化していた。カーボネイト系溶媒で低温サイクル前処理(-20°Cにて10サイクル)を行うと,長期サイクル試験では25%も効率が向上した。溶媒依存効果の解明には,リチウムと溶媒との相互作用を明らかにするラマンスペクトル測定が有効であることが判った。2金属ヨウ化物添加剤による金属リチウム界面の高効率化金属リチウムの充放電効率向上を狙った電解液用添加剤として,金属ヨウ化物の効果を検討した。その結果この種の添加剤が効果を発揮する条件として,電解質(リチウム塩)との相性が極めて重要であることが判明した。例えば電解質としてLiPF6を用いた場合,ヨウ化アルミニウム(A1I3)添加では無添加より効率は低下したが,ヨウ化マグネシウム(Mgl2)添加では効率が向上した。添加剤と電解質塩の相性が効率を左右する機構については,LiPF6塩を用いた場合,A1I3添加では電極界面にリン酸などの塩分解生成物が蓄積し,これが充放電反応を阻害することが明らかになった。一方MgI2添加では阻害物生成反応は起こらず,電極界面の好適なモルフォロジーを維持するLi-Mg合金が形成された。この様に添加剤効果のメカニズムについても界面現象から合理的に説明できた。