hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がんに特異性の高いFBPAとFDGのPETを用いた免疫療法効果判定と副作用予測

がんに対する免疫療法では、炎症が大きく関与するため、従来の化学療法とは異なった治療後経過や副作用が生じる。様々ながんの化学療法効果判定に用いられているFDG PETは、炎症の影響を受けやすいために免疫療法の理想的な判定法とは言い難い。本研究では、がんに特異性の高いアミノ酸系の放射性薬剤F-18 fluoroboronophenylalanine (FBPA)を用いたPETを人および担がん小動物において行い、免疫療法治療後早期での効果判定における実用性・有用性を検討する。同時期に撮像したFDG PETと比較することで、炎症の存在を明確化し、炎症と最終的な治療効果や予後、副作用との関連を明らかにする。
空間的に非一様な伸張を受ける層流予混合火炎の構造

乱流予混合燃焼の詳細な現象把握のために、本研究では空間的に非一様な伸張を受ける層流予混合火炎の構造、特に火炎温度について検討を行った。具体的には、ポアズイユ分布を持つ速度場を並列に隣接させることで層流状態の速度分布に空間的な非一様性を持たせ、そこに形成されるしわ状の定在層流予混合火炎について速度場・温度場等を測定し、火炎伸張と火炎温度の関係について検討した。なお、予混合気には希薄プロパン/空気混合気(Le>1)を使用し、速度測定にはPIV、温度測定には熱電対を用いた。結果として、火炎伸張率が正(負)となる部位では火炎温度は断熱火炎温度より低く(高く)なっていることが分かった。これはルイス数が1より大きい場合の火炎伸張とルイス数効果の影響によるものであると考えられる。しかし、その温度変化は従来の研究において一様な伸張を受ける火炎に対して解析された理論モデルから予測される温度変化とは定量的には一致しなかった。そこで本研究では、その理論モデルについて火炎面に沿う方向及び背後燃焼ガスへ熱移動の影響を新たに考慮した上で再構築し、再度火炎温度変化を見積もったところ実験結果とかなり良い一致を示すようになった。このことは、空間的に非一様な伸張を受ける火炎では、火炎面に沿う方向及び火炎背後燃焼ガス方向への温度勾配の存在に起因する熱移動が、火炎伸張とルイス数効果の影響による火炎温度変化に関して重要な役割を果たすことを示している。また、以上のような熱移動において、火炎面に沿う方向への熱移動は背後燃焼ガスへの熱移動に比べて大きな影響を及ぼしていることも明らかとなった。実用燃焼器で高負荷燃焼を目的として用いられる乱流予混合燃焼は、乱流の大きな特徴である速度の空間的非一様性及び時間的変動という複雑な現象を伴うことから、その詳細な構造の解明を実現するには至っていない。そこで本研究では、その特徴の一つである速度場の空間的非一様性に着目し、空間的な速度勾配の存在に起因する火炎の伸張効果という点からその空間的非一様性が予混合火炎の構造に与える影響について詳細に検討した。具体的には、ポアズイユ分布を持つ速度場を並列に隣接させることで層流状態の速度分布に空間的な非一様性を持たせ、そこに形成される定在層流予混合火炎についてPIV及び熱電対を用いて速度場・温度場を測定し、火炎伸張と火炎温度の関係について検討した。その結果、本研究で形成された火炎は、火炎面に沿って非一様な伸張を受けており火炎温度はルイス数と関連する伸張効果によって変化していた。しかしその温度変化は、従来の研究において一様な伸張を受ける火炎に対して解析された理論からの予測とは定量的には一致しなかった。そこで、本研究ではその理論を再検討し、その理論中に火炎面に平行方向への熱移動の影響を新たに考慮した結果、実験結果とかなり良い一致を示すようになった。このことは、火炎面に沿って非一様な伸張を受ける火炎では、火炎面に平行方向への熱移動が重要な役割を果たすことを示している。高負荷燃焼実現を目指し、多くの実用燃焼器で用いられている乱流予混合燃焼は、乱流の特徴である速度の空間的非一様性及び時間的変動という複雑な現象を伴うため、詳細な構造解明には至っていない。そこで本研究では、その特徴の一つである速度場の空間的非一様性に着目し、火炎伸張効果という点からその空間的非一様性が予混合火炎の構造に与える影響について詳細に検討した。前年度(平成14年度)は、速度場・温度場等の測定から、速度の空間的非一様性に起因する火炎伸張効果の火炎面に沿う方向への変化を明らかにし、また、その影響から火炎温度も火炎面に沿う方向に変化することを明らかにした。

さらに、その温度変化に伴って火炎面に沿う方向へ熱移動が生じることで、従来提案されている一様な伸張率を仮定した理論モデルでは、本研究で対象とした火炎での火炎温度を定量的に予測することは難しく、そのモデルを修正・再構築した。そこで本年度においては、前年度において再構築されたモデルの定量的妥当性について詳細に検討を行った。具体的には、火炎面に沿う方向への伸張変化の程度が異なる3種類の火炎を形成させ、各々の火炎に対して火炎温度等の測定を行い、再構築した理論モデルから予測される火炎温度と比較した。その結果、再構築された理論モデルは、今回形成させた3種類の火炎いずれにおいても定量的に十分に適用可能であり、そのモデルの妥当性を示すに至った。
同室ＣＴ画像による臓器の移動量と陽子線線量分布の影響解析による最適化照射法の研究

40症例のCT画像(1520セット)について前立腺、精嚢、膀胱、直腸の輪郭情報を用いて、治療期間の臓器移動量について解析を行った。3種の画像照合方法(骨、前立腺中心、前立腺直腸境界)を模擬し、前立腺、直腸、精嚢について移動量解析を行った。その結果、昨年度に報告した10症例の結果をほぼ再現した。また、以上の解析では臓器輪郭移動量の基準画像は治療照射の約1週間前に取得した治療計画用CT画像(pCT)であった。この参照画像を治療の初日に取得した画像から20日目に取得した画像(rCT)まで変化させ、移動量の平均値と偏差の変化について解析し、再治療計画の最適時期について検討した。pCTを参照した場合では、腹側および精嚢側の直腸が参照画像の直腸と比較して腹側方向に移動する傾向が半数以上の症例で確認された。これらの症例について前立腺直腸境界照合を模擬した線量計算を行うと、直腸線量が計画時の線量を上回る場合があることが判明した。一方で参照画像をrCT画像に変えて移動量解析を行うと直腸の平均移動量が徐々に減少し、10日以後のrCT画像を参照すると日々の直腸位置や形状の一致の改善が可能であることが判った。10日以降のrCT画像によって照射計画を再作成することにより直腸線量を維持した治療ができることを線量計算によって示した。この臓器移動の特徴を理解するため深層学習を利用した研究を開始した。治療計画装置によって決定した照射機器パラメータに従ってrCT画像上で効率的に線量計算を行うソフトウェア(Axion4S)を購入し、当院の陽子線治療装置の技術仕様にカスタマイズした開発を行った。治療計画装置とAxion4Sの線量分布の一致について様々な照射条件について検証及び調整を行い、研究に利用できる品質を確保した。上記研究結果の線量計算はAxion4Sを用いて効率的行った。線量計算ソフトウェア(Axion4S)の開発および検証・調整を年度内に完了した。また、このAxion4Sを効率的に使用するため、画像レジストレーション、照射位置補正や線量解析を半自動的に実施できるソフトを構築し、多くの画像上で線量計算及び解析を実施できる環境を構築した。前立腺がん症例については計画どうり40症例の臓器移動量解析を実施し、昨年度報告した10症例による解析結果の検証や臓器変化の規則に応じた適合(再)治療計画について検討を行った。規則性検討では精嚢側直腸の腹側方向への移動に着目し解析を行った。その結果、照射10日以降の再計画は直腸線量をより安定化するというpreliminaryな結果を得た。しかし、この結果についてはより多くの症例による線量検証が必要であり継続して解析を行う。また、その現象の解剖学的因子を調べるため、深層学習を利用した因子抽出を試みている。ここでは40症例について匿名化した画像データと臓器輪郭の教育データを生成し計算環境を整えてこの解析を行っている。また、当初の計画にはないが、このデータ(1520セット)を利用して、最近注目されている深層学習による臓器の輪郭生成技術の開発を他大学工学部と協力して行っている。深層学習のネットワーク選別による輪郭精度解析や患者個別条件について検討している。肝臓がん症例については約15症例についての肝臓輪郭を生成し、肝臓変形の定量化やその変形が与える陽子線飛程や線量分布の変化について解析を行ってきた。肝臓の変形については肝臓形状が様々であるため、その定量化方法についての方針を検討している。また、肝臓がん治療の場合、陽子線ビームの照射方向や病巣位置によって陽子ビームの飛程が大きく変化(3mm25mm)する。従って、治療計画時に設定する飛程マージンの算出方法について検討を継続して行っている。前立腺がん40症例の臓器移動量と適合(再)治療計画に関する研究成果は2019年度4月に開催した117回日本医学物理学会において報告(口頭発表)した。また、6月中旬にある第58回世界粒子線国際会議(英国マンチェスター)においても報告する予定(ポスター発表)である。今後、本研究について線量解析の症例数の重ねて臓器移動の因子分析や適合治療計画条件及び計画シナリオについて検討し、Medical Physics等の論文誌への論文投稿を行う。肝臓がんについては昨年度から継続して肝臓形状変形の定量化と陽子線治療計画時におけるマージン評価法についての検討を行い、その成果についてMedical Physics等の論文誌への投稿を計画する。DIR(Deformed Image Registration)による積算線量を解析し照射毎に生ずる線量変化が積算線量に与える影響を評価する方法を検討して、In-room CTを利用した陽子線施設における線量監視の項目や条件について検討する。9月に開催される日本医学物理学会においてIn-room CTを備えた粒子線施設の研究者を集めて研究会を開催し、本研究課題の成果や各施設の講演を企画して、運用方法の検討や適合治療へ向けた技術やシステム開発について議論する。深層学習による臓器輪郭の自動生成技術の研究は、さらにデータを蓄積し大学と連携して推進する予定である。特に、当院で取得される日毎の画像データは臓器の3次元的な形状とその時間的変化について調べることができる。過去のデータから臓器の時間的変化についての特徴量を抽出し、未来に生じる臓器変化、それに伴う線量変化を予測する方法について検討したいと考える。前立腺症例の画像解析と陽子線の体内飛程の変化解析について研究を行った。30症例の照射毎の同室CT画像において骨盤内臓器(前立腺、精嚢、膀胱、直腸)の輪郭を作成した。

その10症例について3種の照合方法(骨、前立腺中心、前立腺直腸境界)を模擬し、臓器の形状や移動量の解析を行った。骨・前立腺中心照合の場合は、直腸壁の移動量が足側から頭側へ増大することが確認された。それに伴い前立腺の頭側の移動量は足側と比較して増大していた。精嚢についても前立腺と比較して移動量がより大きいことが判った。これは、恥骨前立腺靭帯や筋肉により前立腺の足側は固定され、頭側は直腸や膀胱の変化により移動量が増大することが原因と推測された。このため、前立腺直腸境界の照合により前立腺や精嚢の移動量が大幅に縮小することが判った。また、線量計算によって、この照合法の治療は直腸線量を抑えた治療が可能であることが示唆された。日々の直腸形状(体積)を一定にすることによりさらに移動量誤差を小さくできると考察した。上記の解析に用いたCT画像を使って日毎の飛程変化を解析した。飛程情報は、CT値-水等価変化テーブルによって変換される水等価密度分布を作成し、その密度をビーム方向に沿って数値積分することによって得た。腫瘍標的の側面位置における飛程変化を3次元的に解析した。この数値解析は本年度に購入した物品を利用して行われた。その結果、最大は15mm程度の飛程変化が確認され、主に体輪郭の日毎の変化が原因であることが判った。この変化を吸収するため7-9mm程度の飛程マージンを治療計画作成に考慮することが必要であることが示された。また、より日々の飛程変化を少なくするため患者体の固定法が重要であることを示した。以上の結果について論文を執筆し、アメリカ医学物理論文誌への掲載が受理された。また、粒子線国際会議(中国)においても講演を行った。本年度は前立腺および肝臓がん症例の各重要臓器の輪郭をそれぞれ30症例および10症例作成した。計画ではそれぞれ40症例および20症例としていた。また、前立腺症例については10症例の輪郭について各臓器の輪郭面の移動量を定量化し治療計画作成に必要なマージン値の参考値を算出した。この解析では当初20症例を計画していたが10症例においても3種の画像照合法(骨、前立腺中心、特に前立腺直腸境界)における直腸や精嚢の移動量や変形の解析結果は学術的に新規性があると認められたため、この症例数で論文を執筆し受理される運びとなった。また、本研究で得た成果を利用し当院の同室CT装置による前立腺がん陽子線治療の画像誘導精度・線量評価について論文を執筆し受理された。以上の論文作成作業により若干の研究計画の変更が生じた。肝臓症例では10症例の輪郭情報によって解析方法を検討した。骨照合から横隔膜併進による移動量、横隔からの腫瘍位置の移動量について解析を行った。腫瘍は横隔膜の位置に対して最大1.3mm程度(標準偏差)の位置変化が確認された。また、下葉や左葉など横隔膜から離れている腫瘍位置の変化が横隔膜近傍にある腫瘍位置変化と異なる傾向が示された。ビーム照射方向に依存した計画体積の生成方法について研究を行った。
ADAMファミリーメンバーのクローニングと機能解析

ADAM15:ヒトADAM15のバリアント:細胞内ドメインに25個とそれに続く24個計49個のアミノ酸の挿入配列を持つADAM15v1とADAM15v2を見出した。この細胞内配列はプロリンに富むクラスIIおよびクラスIのSH3結合配列から成り、ADAM12の細胞内ドメインのそれに酷似するが、ADAM15v2はこの配列をタンデムに持つことからより強力な構造である。このバリアントmRNAはT細胞およびマクロファージに強く発現している。ADAM15v2のSH3結合配列に対する単クローン抗体(mAb)を作成し、免疫沈降法でバリアント蛋白の発現を確認した。マウスのADAM15遺伝子の全塩基配列を決定し、イントロン19内に同様のバリアントが存在することを確認した。マウスのADAM15v2は24個のSH3結合配列はクラスIIの1個のコンセンサス配列の違いから、クラスIのみの配列である。ヒトおよびマウスのADAM15v2とSrcファミリー蛋白との結合性や結合度をADAM15のそれと比較検討するために、Lck、Hck-GST蛋白、非燐酸化および燐酸化ADAM15およびADAM15v2HIS蛋白を作成しプルダウン法および免疫沈降法でADAM15v2がより強く、また、燐酸化蛋白がより強く反応することを確認した。さらに、非燐酸化および燐酸化ADAM15およびADAM15v2GST蛋白を作成し,抗LckあるいはHck抗体を用いてJurkat細胞やHL60細胞のLckあるいはHckが燐酸化ADAM15v2により強く反応することを確認した。また、マウスのEL4細胞では類似の方法で燐酸化LckおよびSrcが強く反応することを確認した。また、JurkatやEL4細胞をミリスチン酸や抗CD3抗体刺激で燐酸化ADAM15v2により強く反応することを観察した。Jurkat細胞では抗CD3抗体刺激でLFA-1とICAM-1の結合が亢進するが、この反応がBioporterを用いた抗ADAM15v2mAbの細胞内注入により阻害されることを確認した。(2)ADAM8(CD156):ADAM8のstabltransfectantを293T細胞に作成し、これに、TNF-α,HB-EGF,L-selectin,FasL,CD44などをtransient transfectし、免疫沈降法でTNF-αおよびHB-EGFが遊離されること(shedding)を確認した。TNF-αでは遊離をELISA法でも確認した。細胞内ドメインにはクラスIIおよびクラスI配列が存在し、これらにHckやLckが強く反応することを観察した。ADAM17に関する研究:ヒトとマウスADAM17(TNF-αconverting enzyme、TACE)にに対するmAbを作成し、それらを用いて単球での恒常的発現と活性化された好中球における細胞膜表面での出現を明らかにした。また、Concanavalin AやIL-2で刺激されたCD4^+CD8^+T細胞において陽性細胞増加が見られ、NK細胞の多くもADAM17陽性であった。ヒトの特発性間質性肺炎では肺胞壁のマクロファージ(Mφ)と好中球に、慢性関節リウマチでは滑膜下Mφに局在した。マウスではPropionibacterium acnes注射後の肺や肝の肉芽腫内Mφと好中球に発現を認めた。ADAM15(AD56)に関する研究:マウス分子の遺伝子が21個のエクソンからなることを明らかにするとともに、5'上流に種々の転写調節候補配列の存在を示した。また、LPSやサイトカイン刺激によりその遺伝子発現の亢進を観察した。未刺激胸腺T細胞での発現は陰性であるが、Concanvalin AやIL-2刺激後強く発現し、発現細胞はCD4^+CD8^+あるいはCD4^+CD8^-細胞に限られていた。正常マウスでは、脳の錐体細胞とPurkinje細胞、骨髄の巨核球、myeloid細胞、erythroid細胞、脾臓の巨核球、単核球、腎集合管上皮細胞、副腎網状帯細胞、心筋細胞などが強く免疫染色された。ADAM-8(CD156)に関する研究:マウスADAM8(CD156)は腹腔レジデントMφで発現しており、LPS刺激で陽性細胞の増加を観察した。同様に好中球にも発現があり、LPS刺激により陽性好中球が増加した。新規のADAM分子のクローニング:2種類の新しいcDNAフラグメントを検出した。そのうちの一つ(89-2-2)はzinc-binding siteとしてのコンセンサス配列を持ち、プロテアーゼの可能性が示唆された。1)TNF-αconverting enzyme(TACE,ADAM17):ヒトおよびマウスTACEに対する単クローン抗体(mAb)を作成し、ヒトおよびマウスのmyelois細胞および細胞株におけるTACE発現をウエスタン法およびFACS法で、組織所見は免疫染色(PAP)で観察した。顆粒球・単球系細胞:好中球では蓄えられたTACEが活性化後膜表面に出現することが示唆された。単球に恒常性発現を観察した。mAbはLPS刺激によるヒトの末梢血分離単核細胞のTNF-α遊離を強く抑制した。

好中球のLPSによるTNF-α遊離阻止は軽度であり、他のsheddaseの関与が示唆されたが、ADAM系メタロプロテアーゼに有効なhydroxamate系阻害剤で強く阻害されることから、細胞内TACEによるプロセシングが示唆された。特発性間質性肺炎では肺胞壁のMφおよび好中球、リウマチ関節では滑膜下Mφ、マウスP.acnes注射後の肺および肝で肺胞壁や肉芽のMφおよび好中球にTACE発現を認めた。2)ADAM15:ADAM15に対するmAbを作成した。FACSでマウスT細胞におけるIL-2+ConA,抗CD3,VP-16などの刺激に伴うADAM15の発現を検索し、アポトーシス(Apo)とADAM15細胞膜表面発現が相関することを見い出した。ApoとADAM15細胞膜表面発現はFasトランスフェクト細胞を抗Fas抗体刺激でもで観察されること、この発現はZ-VADで阻止されること、また、hydroxamate系阻害剤で阻害されることなどを観察した。以上の細胞ではApoに伴い細胞内ADAM15の減少が見られることから、細胞膜表面への移動が考えられた。さらに、アンチセンスADAM15cDNAをトランスフェクトしたRAW細胞でVP-16に対するApoの顕著な亢進が見られることから、ADAM15のApo阻止効果が示唆された。マウスADAM15の全遺伝子構造を明らかにし、刺激によるmRNAの発現変化を観察した。正常マウス組識におけるADAM15の発現検索:PAPでは脳の錐体細胞およびPurkinje細胞、骨髄細胞の巨核球、myeloid細胞、erythroid細胞、脾臓の巨核球、単核球、腎集合管上皮細胞、副腎網状帯細胞、心筋細胞などに強く発現が見られることを観察した。3)ADAM8(CD156):ADAM8の細胞外ドメインのFc融合蛋白を作成し、α2Mと結合することを明らかにした。マウスADAM8に対するmAbを作成した。Wobblerマウスでは神経および増生するグリア細胞にADAM8の強い発現が見られること、発現はTNF-a刺激で亢進し、IRF-1転写因子が関与することを明らかにした(JW Bartschとの共同実験)。マウス腹腔レジデントMφでADAM8が発現することおよびLPS12時間刺激により陽性細胞の増加を観察した。アルサス12時間の細胞では一部の好中球に発現を、また、LPS12時間刺激により陽性好中球が増加することを観察した。(1)ADAM15 1:ADAM15とアポトーシス(Apo):アンチセンスADAM15 cDNAをstableにトランスフェクトしたRAW細胞(3G)はLPSおよびIFN-γに対する感受性亢進が見られアポトーシス(Apo)を起こすことをアネキシンVの細胞膜発現を指標としてflow cytometory法で確認した。さらにDNA fragmentationでもこの現象を確認した。また、LPSおよびIFN-gによるApoではNOを介したApoが考えられるが、NOの供与体であるS-nitrosoglutathione(GNSO)でも3G細胞の顕著なApoの感受性冗進が確認された。P815-Fas細胞でもアンチセンスADAM15 cDNAをトランジエントにトランスフェクトした細胞でApoの亢進が見られる事を観察した。3G細胞とベクターのみをトランスフェクトした対照RAW細胞との違いやApoが起こりやすく変化した原因を明らかにするために、caspase系およびBcl-2系における違いについてスクリーニングするためにRNAse保護法で検討した。
在宅時の起立－着席運動を支援するシリアスゲームの開発に向けた高齢者への介入調査

本研究の目的は、在宅での起立着席運動を支援するSGを開発するために、「樹立の森リハビリウム」の心理・生理的評価を通して運用法やゲームデザインに対するフィードバックを得ることである。そこで、地域のコミュニティにおいてSGを導入した際に、どれくらいの高齢者が継続して利用し、運動を続けるかについてフィールド調査を行った。(方法)2014年の6月から2015年2月にかけて地域のコミュニティにSGを設置し、どれくらいの高齢者が継続的に利用するかについて調査を行った。(結果)研究期間中に、来所した高齢者は述べ150名を超えた。このうち、継続(週に3回以上)来所した高齢者は3名ほどだった。夏季(6月から9月)の方が、冬季(11月以降)に比較し、高齢者が来所する割合が高かった。男性より女性の来所が多く、60歳以上の高齢者が多く来所した。(考察)運動動機づけに対する「社会的つながり」の影響をみるため、既存コミュニティが存在する場においてSGを導入するというフィールド調査を行った結果、以前から社会的つながりのある高齢者が、運動を継続して行うために来所していた。一方で、誰かと一緒ではなくはじめから個人で来所した高齢者は、その後継続的に来所することは少なく、ほとんどがはじめの一回きりであった。運動動機づけに重要な要因として、「社会的つながり」を想定してフィールド調査を行い、その促進のためにSG導入を行ったが、直接的な効果として「社会的つながり」に対するSGの影響を確認できなった。本調査は、様々な要因を統制せずに行った、フィールドにおける実践研究である。そのため、得られた結果は決して一般化できるものではない。したがって、その結果の妥当性や信頼性を高めるには、さらに事例を集め検討する必要がある。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、在宅での起立-着席運動を支援するシリアスゲーム(以下、SGと略す)の開発に資する実践的知見を、高齢者への介入調査によって明らかにすることである。起立-着席運動は、高齢者の下肢筋力の維持に効果が高く、転倒防止などにつながることが臨床的に認められているものの、在宅で、動機を喚起・維持し行い続けることが難しい運動でもある。そこで、病院内で使用されることを想定されて制作された起立-着席運動を支援するSGを使用して、在宅での起立-着席運動に対する動機付けを喚起・維持することが出来るかどうかについて明らかにする。また、介入調査の結果から在宅での起立-着席運動の支援に有効な知見を得ることとする。そのため、平成25年度は「在宅高齢者を対象とした介入調査」を行った。介入調査では、クロスオーバーデザインによりSGを実際に貸し出す期間(game条件)と貸し出さない期間(self条件)を設け、それぞれにおいて起立-着席運動をどれくらいの頻度や回数実施したかを測定した。その結果、game条件とself条件で身体および身体機能への影響や心理的影響に差はなかった。また、動機づけに対する影響の指標として期間中の実施回数を条件間で比較したが、差はなかった。一方、実験参加者の「外向性」に着目し群分けを行い検討したところ、外向性の低い群においてgame条件での実施回数がself条件より有意に高かったという結果を得た。これらの結果から、SG導入に際して有効に機能する高齢者の人格特性を特定することができた。しかし、1「社会的つながり」によるSGの有効性への影響(申請書P5、「研究課題4」)、2ゲームデザインに対するフィードバック、3「どのような環境で使用されるのが有効か」(申請書P6)、についてはこれまでの研究で明らかにできていない。平成26年度は、SG導入に対する「社会的つながり」の有効性を実証し、SGを使用する際の外向性という個人内要因と、「社会的つながり」という環境要因の相互作用について明らかにしていく。

そのため、得られた結果は決して一般化できるものではない。したがって、その結果の妥当性や信頼性を高めるには、さらに事例を集め検討する必要がある。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では平成25年度の研究計画に則り、高齢者への介入調査を行った。その結果、運動行動を動機付けするためにSGを在宅高齢者に対して導入していく際に、特に重要となるユーザー特性を特定することができたという点で、今年度の研究について一定の達成を得たと言える。しかし、研究発表や論文の執筆など本調査に関する結果のとりまとめが十分であるとは言い難い。本課題における主要な問題点は、申請書に示していた「社会的つながり」によるSGの有効性への影響を検討できていない点である。本課題では、「社会的つながり」をSGの効果をより高めるための重要な要因と仮定しているが、その仮定を検討するための研究計画を実施できたとは言い難い。その理由として、平成25年度に行った介入調査では、意図しないかぎり参加者間に友人関係等の「社会的つながり」は存在しておらず、変数として統制することが難しかったことがある。今後の研究では、「社会的つながり」が明確に変数として設定できるような条件を調える必要がある。そこで、大学の実験室環境ではなく、フィールドを用いた介入調査を行う。既存の「社会的つながり」が存在している友人関係、あるいは関係性を作っていくことがシリアスゲームの効果にどの程度影響を及ぼすかについて明らかにすることで、「社会的つながり」の有効性を検討していくこととする。
精製ダニ抗原刺激後のアトピー性皮膚炎患者末梢血単核球上のFcepsilonRIIの発現について

FcepsilonRII/CD23はIL-4により、リンパ球、単球、マクロファージ、好酸球などで誘導され、IgEの関与した免疫反応において重要な役割を果たしていると考えられている。ADにおいては、末梢血中のCD23陽性細胞の比率は臨床的に重症な患者ほど高く、CD23の積極的な関与が想定されている。そこでわれわれは、in vitroにおいて、ダニ抗原に感作されたAD患者末梢血単核球(PBMC)を精製ダニ抗原で刺激し、それによって発現されるCD23をflow cytometryを用いて検討した。対象は、mite-sensitive AD患者10名、mite-nonsensitive AD患者4名、アトピー歴のない正常者5名を対象とした。AD患者末梢血より分離したPBMCを10%FCS加RPM11640培養液で1x10^6cells/mlに調整し、200mul/wellずつ96穴平底マイクロプレート(Corning社)に分注した。次にダニ抗原を蛋白濃度として20mug/mlとなるように添加し、37°C、CO_2インキュベータで培養した。培養液に添加するダニ抗原は抗DF虫体抗体を結合させたカラムを用いて回収したaffinity purifiedDF-bodyを用いた。mite-sensitiveなAD患者では、PBMC上のCD23の発現はspontaneousと比較して有意に上昇した(P<0.005)。mite-nonsensitiveAD患者および正常人においては、CD23の有意の上昇は認めなかった。同時にTおよびBリンパ球上のCD23発現をtwo color分析で行ったところ、helper T細胞、suppressor T細胞、B細胞いずれにおいても、CD23陽性細胞は有意に増加した。このようにmite-sensitive AD患者とmite-nonsensitive AD患者および正常人では、CD23の発現に有意の反応性の違いが認められた。このように、AD患者のPBMC上のCD23発現率は高く、in vitroにおいて、抗原刺激によりさらにCD23が特異的に誘導されることが明らかとなった。CD23分子の役割については、なお不明の点も多いが、CD23分子の発現は、IgE依存性の反応をさらに増幅させるものと考えられる。
認知症高齢者のエンドオブライフ・ケア充実に向けた家族ケア実践能力育成に関する検討

本研究は、認知症高齢者のエンドオブライフ・ケア充実に向けた、入所高齢者の家族への看護師のケア実践能力育成に関する基礎的資料を得るために、家族と看護師の認識および看護師の家族ケア実施状況等を把握することを目的とした。家族に比べて看護師は施設入所後の介護負担の認識が低いため、入所後の家族ケアが重要視されていない可能性が示唆された。また、ケアへの参加機会の設定など家族のケアニーズに応えるため、家族ケアも包含したエンドオブライフ・ケア実践能力の充実が介護老人保健施設の看護課題であった。【はじめに】本研究の目的は、認知症高齢者の介護家族に対するケアの現状とニーズを把握し、より効果的な家族ケアを行うための展望を示す。さらに、看護師に対する認知症高齢者のエンドオブライフ・ケアの教育実態とニーズを把握することである。このことによって、看護師の家族ケア実践能力を育成し、高齢者介護施設に入所する認知症高齢者に対するエンドオブライフ・ケアの質の向上を目指す。【研究概要】1.研究方法:無記名による自記式質問紙調査法による調査研究2.調査対象:中部地方にある介護老人保健施設のうち、調査研究に協力が得られた施設に入所する認知症高齢者の介護家族及び勤務する看護師3.調査内容(1)介護家族用質問紙:介護負担の程度と内容、看護師から受けている支援と希望する支援など(2)看護師用質問紙:介護家族に対するケアの現状、終末期ケアと家族ケアに対する認識、教育実態とニーズなど【今年度の研究活動と今後】中部地方にある介護老人保健施設長に研究計画書を添えて研究協力を依頼した。協力が得られた東海エリア43施設と北陸エリア19施設に対して、調査書類一式(協力者用説明文、介護家族用,看護師用質問紙、返信用封筒)を発送した。調査対象者(介護家族、看護師)には依頼施設から配布した。調査対象者に対しては、協力者用説明文に研究の主旨及び方法・倫理的配慮等を明記し、自由意志により同意を得た。アンケートは郵送で回収した。介護家族462名、看護師462名からの返送があった。次年度に、異なる地域である甲信越エリアで同様なアンケート調査を施行し、調査したエリア(3地域)のデータ整理・統計学的分析を行う。【目的】認知症高齢者のエンドオブライフ・ケア充実に向けた、入所高齢者の家族に対する看護師のケア実践能力育成に関する基礎的資料を得るために、家族と看護師の認識および看護師の家族ケア実施状況を把握する。【方法】中部地方の介護老人保健施設(以下、老健)のうち、調査研究に協力が得られた施設に入所する認知症高齢者の家族と勤務する看護師を対象に、無記名自記式質問紙調査を実施した。【倫理的配慮】浜松医科大学「医の倫理委員会」の承認を得て実施した。調査対象者には研究の主旨・方法等を明記し、自由意思による参加の同意を得た。【結果】中部地方にある老健100ヶ所の調査協力を得て質問紙調査を実施し、家族594名、看護師647名から回答を得た。「家族は看護の対象である」と半数以上の看護師が回答した。看護師の認識に比べ、介護が負担だと思う家族の割合は有意に多かった。「今後の見通しや家族の心構え」「治療や看取りなどの意思決定」への看護支援を希望した家族は有効回答者の9割に及ぶが、実施している看護師は7割程度であった。「ケアに一緒に参加できる機会の設定」を7割の家族が希望したのに対し、実施している看護師は4割程度と有意に少なかった。老健での看取りを希望する家族は6割にも及び、また看護師も6割以上が高齢者本人や家族の希望があれば施設で看取りたいと考えていた。しかし、看取り経験の少ない者や家族ケア・終末期ケアに自信がなくストレスを感じると回答した看護師も少なくなかった。【考察】家族に比べて看護師は施設入所後の介護負担の認識が低いため、入所後の家族ケアが重要視されていない可能性が示唆された。また、ケアへの参加機会の設定など家族のケアニーズに応えるためには、家族ケアも包含したエンドオブライフ・ケア実践能力の充実が老健で働く看護師にとって課題であることが明らかになった。
多国籍企業の知的財産マネジメントとグローバル・シチズンとしての納税責任

本研究の目的は、多国籍企業の知的財産マネジメントの特徴を考察し、多国籍企業がグローバル・シチズンとしての納税責任を果たすことがその企業価値の向上に結びつくことを解明していくことである。2018年度は、おおむね実施計画どおりに、日本企業の知的財産マネジメントの学術的な理論の研究とその実践について調査するとともに、BEPSプロジェクトについての文献収集を行った。学内において研究会を開催するとともに、その成果の一部を国際学会において報告した。理論的な側面では、Caf Dowlahの著作などに依拠して、多国籍企業が実物財の国際的な移動管理で国際的な税コントロールを行うことから、近年の無形固定資産の国際的なコンフィギュレーションによって国際的な実効税率を抑えようとする管理に移行してきた過程を吟味した。他方、研究成果の発表については、国際学会(2018年7月5日:大阪)において、日本企業において純粋持株会社を有する企業グループの純粋親会社の事業子会社コントロールの関与の程度とその決定要因についての研究論文の発表を行った。この研究内容は、論文として学会誌(Review of Integrative Business & Economics, vol.8 (3), 2019, pp.43-53)に掲載された。また、同年9月のドイツ・ミュンヘンの国際研究会において、日本企業ののれん(知的財産)の減損損失のリスク管理についての理論および事例研究についての研究論文発表を行った。この研究ではトービンのqが、国際的な買収において発生する巨額なのれんから派生するリスクの大きさを測る尺度のひとつとなりうることを示したうえで、その仮説をいくつかのケースで検証することを試みた。多国籍企業の行き過ぎた節税行動を規制することに先行しているヨーロッパの研究会に参加し、研究報告することによって知見を得ることができたからである。今年度も引き続き、多国籍企業の国際税務戦略とそれを規制しようとするBEPSプロジェクトなどを調査しながら、国際学会において報告して知見を得る予定である。
脳の酸化的ストレスの核医学的診断法の開発

ラジカル生成の評価法の開発OHラジカルのインビボ診断薬として[^<11>C]メソキシ安息香酸、[^<11>C]サリチル酸、[^<11>C]アセチルサリチル酸を合成して、マウスの体内分布を検討した。いずれの薬剤とも、ほぼ同様の体内分布および挙動を示した。脳への集積はいづれも高くはなく、脳以外の臓器での利用が示唆された。ミトコンドリア代謝の評価法の開発a.[^<15>O]酸素を用いたミトコンドリア代謝機能の測定開発した脳切片-[^<15>O]酸素反応装置を用い脳切片中のミトコンドリア機能を正常とミトコンドリアにおける電子伝達の阻害剤(NaCN、ロテノン)処理と比較した結果、電子伝達の阻害剤の処理によって[^<15>O]酸素の集積率が著しく低下することが明らかになった。本法で脳切片中のミトコンドリア機能を画像化することができた。さらに、その機能を酸素の単位時間当たりの最大速度(Vmax)として、脳の局所ごとに表すことにも成功した。[^<11>C]coenzymeQアナログの化イデベノンとCoQ0のマウスの体内分布を検討した。その結果、イデベノンは補酵素CoQと類似のベンゾ両者の比較から、脳診断に適しているのはイデベノンとCoQ0の間だ側鎖(CoQ1あるいはCoQ2)が望ましいと考えられた。抗酸化的ストレス能の評価法の開発(1)フリーラジカル生成の評価(2)ミトコンドリア代謝の評価イデベノンとイソプレノイド側鎖の無いCoQoのC-11標識化を試みた。イデベノンの脱メチル体は武田薬品より供与されたものを使用し、CoQoはLiAlH_4で脱メチル化したものを使用した。これに[^<11>C]CH_3Iを作用させ、[^<11>C]イデベノンと[^<11>C]CoQoの標識化に成功した。[^<15>O]酸素を利用した酸化的ストレスの核医学的評価法のための基礎検討を試みとして、[^<15>O]酸素ガスを用いたMt機能の評価を目的に、気相一固相オートラジオグラフィー法を開発した。これにより組織切片中の酸素摂取率の局在性の視覚化が可能となった。(3)抗酸化的ストレス能の評価[^<99m>Tc]meso-HM-PAOはミトコンドリア集積性を示すか?また、脳のグルタチオンを減らすような処理をしたときに[^<99m>Tc]meso-HM-PAOの集積が低下する細胞内画分はどこか?これらの疑問に答えるべく、脳細胞内画分への[^<99m>Tc]meso-HM-PAOの集積を調べた。その結果、[^<99m>Tc]meso-HM-PAOの脳集積のかなりの部分にミトコンドリアのグルタチオンがかかわっていることが明らかとなった。[^<99m>Tc]meso-HM-PAOは、脳のグルタチオン量を評価するトレーサになるばかりでなく、ミトコンドリア内のグルタチオン量を評価する良い指標となることが示唆された。抗酸化的ストレス能の評価法の開発
人体に影響する環境リスクの社会的評価

本年度は、全体として、昨年以来継続していっている、現在様々な分野で行われているリスクの評価手法についての現状把握のためのヒアリングを行うとともに、各研究分担者が、各分担課題にもとづいた個別研究を行い、それを報告し検証するための全体研究会を開催した。ヒアリングとしては、筑波大学社会科学系の酒井泰弘教授より、「不確実性の経済学」と題する講演をしていただいた。この講演では、リスクアセスメントに関し、不確実性の経済学の応用という観点からのアプローチ方法に主眼をおいて検討が行われた。そして、不確実性の中でいかに人間が行動するか、そしてその時に考慮する要因は何か、主にどのような結果が予想されるのか、についての経済学的検討に接することによって、リスクアセスメントに関する経済学的な基礎的把握ができたものと思われる。各研究分担者の分担研究は、本年度は以下のように進んでいる。(1)化学物質の人体に対する悪影響について、統計的データにもとづいた毒性や危険性を評価すること(2)有害分質対策の比較的考察をスーパーファンド法の最近の動向を中心として行うこと(3)バイオテクノロジーにおけるリスクアセスメントにつき、〈1〉欧米諸国におけるバイオテクノロジー・リスク・アセスメントの現状についての調査を行うこと(4)使用済核燃料処理処分事業に於ける費用と事業実施主体について、費用確保、環境汚染の費用化、費用の世代間負担、効率性と安全性という観点から検討すること(5)リスク評価に関する文献の比較的考察をすること本年度は以上のように研究を進めてきた。今後は、今年度の研究をふまえて、一般的な環境リスク評価手法の基準を確立するための基本的な考え及び問題点を明らかにし、若干の実態調査を通じて検討を深めていく計画である。
ひび割れとプレストレスの複合的影響を考慮したＰＲＣ部材の塩分浸透特性評価法の構築

全研究期間にて,PRC構造に混在する複雑な優劣相反因子(ひび割れ幅の拡大制限(優位因子),圧縮応力付与による部材の損傷(劣位因子))が複合的に作用した時の塩分浸透特性を明らかにする。平成30年度に着手した研究は,「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」である。研究の目的は,コンクリートの塩分浸透特性に及ぼす圧縮応力付与の影響に関する知見を得ることである。平成30年度は,研究計画と平成29年度に実施した先行実験結果を踏まえ,圧縮応力付与条件について応力状態および圧縮強度比を追加し,電気泳動試験を実施した。追加状態と条件は,一つは(a)付与応力を圧縮強度比(f'c比)=0,10,20,30,40,50%の6条件で静的に応力保持する状態,もう一つは(b)付与応力をf'c比=0,10,20,30%の4条件で繰返し応力(100万回)を与えた後に応力開放した状態である。追加の理由として,応力状態の追加((a)静的応力状態)はプレストレスの本来の優位性の程度を得るためであり,圧縮強度比の追加((a)f'c比=050%,(b)f'c比=030%)は,実構造物に導入されるプレストレスの大きさの範囲内で塩分浸透特性に及ぼす影響を詳細に検討するためである。電気泳動試験にて得られた成果は,以下の通りである。「静的応力保持する状態では,付与応力の増加に伴い実効拡散係数が低下する傾向,すなわちプレストレスの導入によって塩分浸透抵抗性が向上する傾向がある。付与応力はf'c比=40%をピークにそれ以上のf'c比では塩分浸透抵抗性が減少する。繰返し応力(100万回)を与えた後に応力を開放した状態では,f'c比の増加に伴い実効拡散係数が低下し,塩分浸透抵抗性が向上する傾向がある。」研究計画の予定として,平成2930年度は(1)「ひび割れが塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」,平成3031年度は(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」,平成31年度令和2年度は(3)「各因子(ひび割れ,圧縮応力付与)の複合作用が塩分浸透特性へ及ぼす影響を明らかにする研究」を推進する。平成29年度の実績として,(1)「ひび割れが塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」を研究計画どおりに全実験条件にて実施し,良好な成果が得られた。加えて,(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」に関して,主要な実験条件にて先行実験を実施し,妥当な結果が得られた。平成30年度の実績として,(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」に関して,当初の研究計画と平成29年度の先行実験結果を踏まえ,さらに研究の進展が見込める条件を追加して実験を実施し,当初の研究計画を上回る十分な実験条件と有益な研究成果が得られた。このことから,平成31年度令和2年度は(3)「各因子(ひび割れ,圧縮応力付与)の複合作用が塩分浸透特性へ及ぼす影響を明らかにする研究」に関する研究に移行することができ,当初の研究計画よりも前倒しで研究を進められる見通しが立っている。以上より,現在の進捗状況は「当初の計画以上に進展している」と判断する。平成30年度は,(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」に対して,当初の研究計画を上回る十分な実験条件と有益な研究成果が得られた。平成31年度令和2年度は,当初の研究計画より前倒しで(3)「各因子(ひび割れ,圧縮応力付与)の複合作用が塩分浸透特性へ及ぼす影響を明らかにする研究」を推進する予定である。この研究では,(1)「ひび割れが塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」(平成29年度実施),(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」(平成29,30年度実施)の結果から,ひび割れと圧縮応力付与の各条件を決定することが研究計画とされている。条件として,(1)の研究結果よりひび割れ幅は0.1mm,0.2mmと比較のためにひび割れ無しの3条件とし,(2)の研究結果より圧縮応力付与は圧縮強度比30%を100万回付与する場合と比較のために圧縮応力を付与しない場合の2条件とし,各条件を掛け合わせた6条件を予定している。なお,(3)「各因子(ひび割れ,圧縮応力付与)の複合作用が塩分浸透特性へ及ぼす影響を明らかにする研究」の実施後は,これまでの(1)(3)の研究結果を整理する(あるいは,追加条件を設定し追実験を行う)予定である。その目的のため,申請者の確立手法による電気泳動法を駆使して,次の(1)(3)の研究を順次実施する。(1)「ひび割れが塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」,(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」,(3)「各因子(ひび割れ,圧縮応力付与)の複合作用が塩分浸透特性へ及ぼす影響を明らかにする研究」。平成29年度に主に着手した研究は,(1)「ひび割れが塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」である。

この研究の目的は,コンクリートの塩分浸透特性に対するひび割れ幅の違いの影響を調べることである。それに対し,電気泳動試験装置と試験環境の整備,供試体の作製とひび割れ幅の加工,電気泳動試験の実施と試験結果の取得ならびに考察といった研究実績が得られた。研究計画に基づき,ひび割れ幅の条件を0.05,0.1,0.2,0.4mmとする供試体に電気泳動試験を施して得られた成果は,以下の通りである。「実効拡散係数とひび割れ幅の関係は,概ね正の相関がある(ひび割れ幅が2倍になると実効拡散係数も2倍になる)。算出したひび割れ部の拡散係数が水中のCl-の拡散係数の概算値(400cm2/年)に比較的近い値を示したことから,ひび割れを有する状態への電気泳動法の適用は問題がない。」さらに,平成29年度には先行実験として,(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」についても電気泳動試験を実施し,以下の結論を得た。「応力付与による塩分浸透特性への影響は,応力付与方向においては不利な影響を受け,応力付与直角方向においては許容応力程度内において優位な影響を示す。」研究計画として,平成2930年度は(1)「ひび割れが塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」,平成3031年度は(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」,平成3132年度は(3)「各因子(ひび割れ,圧縮応力付与)の複合作用が塩分浸透特性へ及ぼす影響を明らかにする研究」を推進する予定である。平成29年度の実績として,(1)「ひび割れが塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」を研究計画どおりに全実験条件にて実施し,良好な成果が得られた。付け加えて,(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」に関して,主要な実験条件にて先行実験を実施し,妥当な結果が得られた。このことから,平成3031年度に実施する(2)「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」に関して,全実験条件の実施とその結果の取得に向けた良好な見通しが立っている。以上より,現在の進捗状況は「おおむね順調に進展している」と判断する。全研究期間にて,PRC構造に混在する複雑な優劣相反因子(ひび割れ幅の拡大制限(優位因子),圧縮応力付与による部材の損傷(劣位因子))が複合的に作用した時の塩分浸透特性を明らかにする。平成30年度に着手した研究は,「圧縮応力付与が塩分浸透特性に及ぼす影響を明らかにする研究」である。研究の目的は,コンクリートの塩分浸透特性に及ぼす圧縮応力付与の影響に関する知見を得ることである。平成30年度は,研究計画と平成29年度に実施した先行実験結果を踏まえ,圧縮応力付与条件について応力状態および圧縮強度比を追加し,電気泳動試験を実施した。追加状態と条件は,一つは(a)付与応力を圧縮強度比(f'c比)=0,10,20,30,40,50%の6条件で静的に応力保持する状態,もう一つは(b)付与応力をf'c比=0,10,20,30%の4条件で繰返し応力(100万回)を与えた後に応力開放した状態である。追加の理由として,応力状態の追加((a)静的応力状態)はプレストレスの本来の優位性の程度を得るためであり,圧縮強度比の追加((a)f'c比=050%,(b)f'c比=030%)は,実構造物に導入されるプレストレスの大きさの範囲内で塩分浸透特性に及ぼす影響を詳細に検討するためである。電気泳動試験にて得られた成果は,以下の通りである。「静的応力保持する状態では,付与応力の増加に伴い実効拡散係数が低下する傾向,すなわちプレストレスの導入によって塩分浸透抵抗性が向上する傾向がある。
高効率の無線電力伝送システムの設計法の研究

まず,散乱行列による無線電力伝送効率を最大化する設計法として,モーメント法を用いて,複雑な環境においても,高速でかつ高精度に誘電体近傍のアンテナを含む無線電力伝送システムの散乱行列を抽出する方法の開発に成功している.また,アンテナの入力インピーダンスの整合回路に損失を考慮した整合回路の設計法を提案している.さらに,アンテナの入力インピーダンスを動的に補正する方法として,インピーダンスのスイッチ付き散乱素子アレーをアンテナ近傍に設置し,スイッチングを制御することにより,システムの送受信アンテナ間の位置ずれや姿勢の変化による伝送効率の低下を抑制することができた.マルチアンテナを用いた無線電力伝送システムをマルチポートのネットワーク等価回路として,その等価回路のS行列を導出した.また,S行列により,本無線電力伝送システムの無線電力伝送効率を最大化する整合条件を導出した.さらに,マルチアンテナを用いた場合,アンテナ間の相対位置を変更すると,無線電力伝送効率がどのように変化するかについても,電磁界シミュレーションにより検討した.その結果,近傍界結合方式による無線電力伝送は,共鳴(共振)というコンセプトを利用せず,送受信アンテナ間の相互結合を考慮した送受信アンテナのインピーダンス整合をすれば,最大電力伝送効率を得ることができ,高効率の近傍界による無線電力伝送はアンテナと負荷インピーダンスとの共役整合を行うことが条件であることが分かった.これは,従来この分野において「共鳴方式」が条件とされてきた研究結果と異なり,近距離の無線電力伝送効率を引き出すためのシステムとアンテナの設計条件を示したものになる.また,数値シミュレーションの結果から,比較的長距離でも高い電力伝送効率を実現するためには,アンテナの導体損失を減らし,整合回路のQ値を上げることが非常に重要であり,アンテナの最適なサイズは,伝送距離,アンテナの導体損失と整合回路の損失の程度から決められることが分かった.一方,分担者と共同で,電源装置や人体などの電波散乱体をモデル化した大規模電磁界散乱問題に適応するモーメント法を開発した.高速な計算アルゴリズムの検討やGPUという多数の演算プロセッサーの処理が可能な計算機コーディングなどが行われた.近傍界無線電力伝送システムにおける位置ずれ時の電力伝送効率低下の問題に対し,無給電素子アレーの終端条件変化による新しい整合方法による電力伝送効率の高効率化を検討した.新たに提案したシステムは送電側にスイッチを装荷した無給電素子アレーを配置したアンテナシステムである.受電アンテナが位置ずれした場合,無給電素子の終端条件を変化させる簡易整合方法によって高効率な無線電力伝送を期待できる.本研究では,提案したシステムの数値シミュレーションを行い,理論的な検討を行っている.送受電アンテナの位置ずれ時,斜めずれ時,姿勢ずれ時のそれぞれについて検討し,無給電素子の終端条件を変化させることで電力伝送効率を大きく改善できることを示している.また,無給電ヘリカル素子の巻き数,送電アンテナと無給電素子間の距離を変化させた場合や送電アンテナと無給電素子間の距離を変化させた場合など様々な環境において,より高い改善効果を持つ送電アンテナと無給電素子間の距離を検討し,システムの設計の最適法を検討している.さらに,提案システムの送受電アンテナと無給電素子を製作し,評価実験を行っている.その結果,位置ずれ時において提案システムは無給電素子の終端条件変化によって電力伝送効率の低下を抑制したことが分かった.よって,位置ずれ時でも高効率な無線電力伝送が可能であると実験的に確認している.近傍電磁界を用いた無線電力伝送技術が注目され,関連研究が活発に行われているが,高効率の無線電力伝送を実現するためのシステムの設計手法はまだ確立されておらず,送受信アンテナの設計指針やインピーダンスの整合法などの課題が残されている.本研究は,アンテナの設計指針やインピーダンスの整合法を提案し,近傍電磁界を用いた高効率の無線電力伝送システムの設計手法を確立することを目的としている.まず,S行列による無線電力伝送効率を最大化する設計法としては,無線電力伝送システムからS行列を抽出し,送受信アンテナの近傍にある電源装置や人体などの電波散乱体を考慮できるモーメント法を開発した.特に多層誘電体媒質上のアンテナの高速計算法の開発に成功している.次に,インピーダンス補正法の検討と無線電力伝送システム制御法について検討した.本研究では無給電の散乱素子アレーを用いて,各素子に接続する整合制御回路のインピーダンスを制御することにより,周辺の電波散乱体の影響やアンテナの位置変化によるインピーダンスの不整合を補正する手法を提案している.無給電素子として,ダイポール型とコイル型の検討をそれぞれ検討した.数値シミュレーションを行った結果,本手法は,送受信アンテナの位置ずれや姿勢の変化に伴う電力伝送効率の低下を補正することに顕著な効果があったことを確認できた.最後に,実環境において近傍電磁場の結合を利用した無線電力伝送システムを設計し,試作を行った.送受信アンテナの位置と姿勢を変化させたときに電力の伝送効率を測定し,本研究の提案法の有効性と妥当性を示した.本研究は,申請時の研究実施計画に基づき行われており,予定していたすべての検討項目の実施を完了し,研究目的を達成した.まず,散乱行列による無線電力伝送効率を最大化する設計法として,モーメント法を用いて,複雑な環境においても,高速でかつ高精度に誘電体近傍のアンテナを含む無線電力伝送システムの散乱行列を抽出する方法の開発に成功している.また,アンテナの入力インピーダンスの整合回路に損失を考慮した整合回路の設計法を提案している.