hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エピゲノム比較解析パイプライン高度化のための正規化・統合解析手法の構築

多数のChIP-seqサンプルを比較する大規模ChIP-seq解析では、細胞特異的なタンパク結合や、DNA結合におけるタンパク間の依存関係を捉えることができる。しかし微量細胞や生体組織など困難な条件下で調整されたサンプルはデータに強い偏りが発生する場合があり、従来法ではデータ補正も困難なため、現状では比較解析に含めることができない。本申請ではこれらの課題を克服すべく、効率的に同時解析可能な解析プログラムDROMPA3、新たなChIP-seq品質評価手法SSPおよび、Hi-Cデータ解析パイプラインを作成した。これらの新規手法はより頑健かつ効率的な大規模エピゲノム解析を可能にする。ノイズ除去法について、Spike-in解析を用いたノイズ検出を行った。Spike-in解析とは、ChIPサンプルの比較解析の際、異なる生物種由来のゲノムDNAをreferenceとして全サンプルに等量入れ、シーケンシング後に得られたreferenceリード数を正規化に用いることで、referenceリードが無い場合には検出不可能なピーク強度の変化を測定する手法である。コヒーシン及びCTCFのノックダウンChIP-seq実験の結果、比較するサンプル間で目的タンパクのDNA結合量が大きく異なる場合、免疫沈降によって得られたDNA量に含まれるバックグラウンドリードの割合が大きく異なるが、通常の正規化手法ではバックグラウンドの量は一定であると仮定しているため、過度に増幅されたバックグラウンドがノイズとして現れていることがわかった。これらのノイズはreferenceリードによる除去が可能である。複数サンプルを統合的に解析する手法の開発について、サンプル間のS/N比の差を考慮した多サンプル比較解析手法を開発した。サンプル調製時の技術的な要因により、複製(replicate)間で得られるピークの強度(S/N比)が大きく変わる場合があるが、通常用いられる正規化手法はS/N比の差は考慮していない。そこで、サンプル間で共通するピーク領域でのピーク強度分布を測定し、その中央値に基づき各サンプルのピーク強度を補正する。同一抗体を用いた解析など、同一領域のピーク強度はサンプル間で一定であると仮定できる場合には、この正規化を用いることで技術的要因によるばらつきに対し頑健な定量的解析を行うことができる。IHECプロジェクトで得られたヒストン修飾データに対し、この手法を用いて組織間サンプルクラスタリングを行った結果、この補正により良好なクラスタリング結果を得た。この成果を現在論文投稿中である。Spike-inデータ及びIHECプロジェクトのサンプルを利用して、データ正規化手法、ノイズの検出法、大規模なデータセットの統合解析法について、新規手法を開発し、成果を得ることができた。IHECデータについては得られた成果を現在論文投稿中である。他にも本プログラムを用いた共同研究による成果を論文として発表した[Sutani et al. 2015など]。更に、多サンプルを用いた大規模なChIP-seq解析に必要な品質評価と解析手法について、これまで得た知見を論文にまとめ公開した[Nakato and Shirahige 2016]。最新の既存論文を体系立てて紹介した本論文は最新のChIP-seq解析のガイドラインとして使われることが強く期待される。一方、broad peakのヒストン修飾サンプル(H3K9me3など)については、sharp peakのサンプル(H3K27acなど)に比べて偽陽性の検出が困難であり、更なるノイズ検出法の検討が必要である。偽陽性ピークが多発する主要因として、初期DNA量の不足による過度のPCR増幅、GC含量の偏り、抗体の力価の不足、の三つが大きく関係していることがこれまでの実験でわかってきた。一方、これら三要因の相互の関係は未だ明らかではなく、これらの値が全て正常でも多くの偽陽性ピークを持つInputサンプルも存在し、未だ全容は明らかでない。今後さらに検討を進める。ChIP-seqサンプルの品質評価のための新規手法"SSP"を開発した(https://github.com/rnakato/SSP)。本手法は、順鎖・逆鎖それぞれにマップされたリードの相関の強さをJaccard indexを利用して計測し、strand-shift profileを描画することで、「抗体の力価(S/N比)」、「ピークの信頼性」をこれまでよりも頑健に推定することができる。従来の品質評価手法では、broad mark(H3K9me3ヒストン修飾など)のS/N比を評価できない、スコアの値がサンプルのリード数に依存するなどの課題があった。それに対して本手法は、リード数非依存的にsharp/broad両方のS/N比を頑健かつ感度良く評価することが可能である。また、従来のS/N比評価手法は、得られたピークの信頼性(ノイズピークをどの程度含むか)については評価できなかった。これに対し本手法では、ピーク領域でないバックグラウンドでのマップリードのばらつきを定量化した"background uniformity"スコアにより、サンプルから得られたピークの信頼性を評価することができる。これにより、従来のサンプル冗長度やGC含量の偏りなどでは分類できなかった低品質サンプルを検出することが可能となった。この成果は大規模ChIP-seq解析のための品質評価パイプラインの効率・精度を向上させるものである。この成果について、現在論文準備中である。SSPをENCODE, ROADMAP projectsなど大規模プロジェクトで生産されたエピゲノムデータに適用した結果、これらの中にも一定数の低品質データが含まれることが分かってきた。また、IHECデータを用いたエピゲノム比較解析パイプラインの開発を進めていく中で、生体細胞などでは培養細胞系に比べ、全てのサンプルを高品質に揃えることが難しい。

大量のサンプルを扱う大規模ChIP-seq解析では各サンプルの品質及び特性を、手作業でチェックすることなしに自動評価できる品質定量化が非常に重要であるにもかかわらず、従来の品質評価法では各サンプルの特性を充分定量化することが難しかった。本申請ではかかる観点から、新たな品質評価プログラムを開発するに至った。本手法を既存のパイプラインに組み込み、サンプルの品質を揃えることで、より信頼性の高い大規模解析を進めることができる。ChIP-seqサンプルの品質評価のための新規手法"SSP"をBioinformatics誌に発表した(doi: bty137)。本論文はプレプリントサーバbioRxivにも併せて投稿しており、オープンアクセスで誰でも閲覧可能である(doi: 10.1101/165050)。本手法により、これまで難しかった「broad markのS/N比の評価」、「ChIP-seqサンプルのマップリード分布の信頼性評価」、「従来法では除去できないPCR増幅によるリード分布の偏りの検出」が可能となる。本手法はGitHubで公開しており、誰でも利用可能である(https://github.com/rnakato/SSP)。エピゲノム解析で得られる情報の価値をさらに高めるため、Hi-C法を用いた立体構造データ解析のパイプラインを構築した。Hi-Cデータから得られる染色体の大きな2分構造(コンパートメント)、立体相互作用のまとまり(TAD)、エンハンサー・プロモーター間相互作用をヒストン修飾ChIP-seq解析で得られるエピゲノム情報と統合し、遠位のエンハンサーと遺伝子の紐づけ、broad markのヒストン修飾境界の高精度な同定、さまざまなエピゲノム状態と立体相互作用頻度との関連など、いくつかの新規な知見が得られている。この成果について、現在論文準備中である。研究成果を社会に発信する方法として、申請者がこれまで開発したDROMPA, SSPを含めたChIP-seq解析のノウハウを解説するブログを作成した(http://rnakato.hatenablog.jp/)。ChIP-seq解析に慣れていない初心者や学生にわかりやすくするため、平易な日本語で記述しており、これまでのところ好評を得ている。本ブログは本課題終了後も引き続き更新を続ける予定である。多数のChIP-seqサンプルを比較する大規模ChIP-seq解析では、細胞特異的なタンパク結合や、DNA結合におけるタンパク間の依存関係を捉えることができる。しかし微量細胞や生体組織など困難な条件下で調整されたサンプルはデータに強い偏りが発生する場合があり、従来法ではデータ補正も困難なため、現状では比較解析に含めることができない。本申請ではこれらの課題を克服すべく、効率的に同時解析可能な解析プログラムDROMPA3、新たなChIP-seq品質評価手法
マイクロダイアリシス法を用いた暑熱順化に伴う脳内機構の変化の解明

通常温度環境で飼育したラットと,長期間暑熱環境下で飼育し,暑さに慣れたラットを用いて暑熱環境に曝された際の脳内の複数部位における脳内神経伝達物質(ノルアドレナリン,ドーパミン,セロトニン)と生理指標(深部体温,心拍数,活動量,尾部皮膚温)の変化を即時的に測定し,比較することを目的に実験を行う.今後地球温暖化の対策として暑さに慣れたラットの脳内ではどのような変化が起こるのかを解明することを目指す.通常温度環境で飼育したラットと,長期間暑熱環境下で飼育し,暑さに慣れたラットを用いて暑熱環境に曝された際の脳内の複数部位における脳内神経伝達物質(ノルアドレナリン,ドーパミン,セロトニン)と生理指標(深部体温,心拍数,活動量,尾部皮膚温)の変化を即時的に測定し,比較することを目的に実験を行う.今後地球温暖化の対策として暑さに慣れたラットの脳内ではどのような変化が起こるのかを解明することを目指す.
不斉ハロ環化反応による高機能性キラル合成素子の開発

平成26年度に、リン化合物がアリルアミドに対するブロモ環化反応の優れた触媒であることを見出していた。本年度は、その結果をもとに軸性不斉ビスホスフィンであるBINAPが有望な不斉誘起能を有することを見出し、真の活性種はBINAPの一方のリンが酸化されたBINAPモノオキシドであることを明らかにした。様々なNMR実験や対照実験を行い、反応機構に関する詳細な知見を得た。すなわち、リンとN-ブロモスクシミドが反応して発生するブロモホスホニウム部位が基質のアミド酸素と相互作用することで基質の配向を規制する。一方、リンオキシドが真のルイス塩基触媒としてN-ブロモスクシミドと反応し、キラルなブロモ化剤を発生する。このように触媒が基質と反応剤を適切に位置制御して反応が進行するために、高いキラリティー制御が実現された。BINAPモノオキシド触媒は、様々な1,1-二置換アルケンを有する基質に対して極めて高いエナンチオ選択性を示すことが分かった。また、この触媒を用いることで触媒量を低減することができた。すなわち、BINAP類を用いる場合、通常10 mol %必要であったが、BINAPモノオキシド類を用いると1 mol %まで触媒量を低減できた。また、BINAP類では非常に反応が遅かった基質(三置換または四置換アルケン、または共役エンインを有する基質)でも円滑に反応が進行し、良好なエナンチオ選択性で生成物を得ることができた。更に、この触媒系におけるアリルアミドの構造適用範囲を検討した。その結果、対称なビスアリルアミドの不斉非対称化が良好なジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性で進行することを見出した。この反応により高度に官能基化された、ニ連続不斉中心を有する1,2-アミノアルコールが合成可能であるため、複雑な構造を有する天然生物活性化合物の新規合成法に適用できると考えられる。現在、細胞増殖抑制活性を有する天然物の短工程合成法を検討中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。光学的に純粋なハロゲン化アルキルは、合成化学的に有用である。しかしながら、光学活性なハロゲン化アルキルを合成する方法は未だに限定されている。本研究では、有機分子触媒の電子的・立体化学的な構造改変を検討し、新規触媒の開発を狙う。また、既存の触媒では達成できていない新規反応を開発し、複雑な生物活性化合物の合成に有用な高機能性キラル合成素子の合成法を確立することを目指している。平成26年度は、触媒の設計コンセプトに基づきルイス塩基ーブレンステッド塩基複合二元触媒の合成を実施した。シンコナアルカロイドを母核として、9位に様々な窒素系塩基部位を導入した。目的とするハロラクトン化やハロアミド環化では、中程度の立体選択性に留まった。これは、ふたつの塩基の機能の差が小さく、基質酸性部位の捕捉とハロゲン化剤の活性化の役割分担が困難であったためと考えた。そこで、ソフト性がより高いリンを共役させたところ、アミド基質のブロモ環化において不斉誘起が観察された。ルイス塩基触媒としてリン化合物を用いる研究は少なく、新機能の開発が期待される。種々のキラルリン化合物を検討したところ、空間的に近接した位置にふたつのリン原子をもつBINAP類が高い活性と立体選択性を示すことが分かった。ブロモアミド環化反応は低温でも自発的に進行するため、リン触媒による加速効果が大きいことが予想される。また、ふたつのリン原子が必須なことからハロゲン化剤の活性化法が興味深く、特異な触媒活性種の存在が考えられる。BINAP類を用いたアリルアミドのブロモ環化は、1,1-二置換または1,1,2-三置換アリルアミドに適用でき、特に1,1-二置換の基質の場合、ほぼ完璧な不斉選択性にて所望するオキサゾリンが得られる。生成物は加水分解を行うことで、機能性キラル合成素子である1,2-アミノアルコールへと容易に変換できた。

更に、この触媒系におけるアリルアミドの構造適用範囲を検討した。その結果、対称なビスアリルアミドの不斉非対称化が良好なジアステレオ選択性およびエナンチオ選択性で進行することを見出した。この反応により高度に官能基化された、ニ連続不斉中心を有する1,2-アミノアルコールが合成可能であるため、複雑な構造を有する天然生物活性化合物の新規合成法に適用できると考えられる。現在、細胞増殖抑制活性を有する天然物の短工程合成法を検討中である。当初計画した二元触媒を実施計画に従って合成し、提案した様々なハロ環化反応において機能評価を行った。設計した触媒は目的とする反応の促進によい効果を示さなかったが、触媒デザインを見直す過程でリン原子がルイス塩基触媒としてオレフィンのブロモ化に有効であることを見出した。これにより、これまで報告例のない不斉ブロモ環化反応を開発できた。この反応は、オキサゾリン合成法としてだけでなく、加水分解により1,2-アミノアルコールの合成法としても有用である。アミノアルコールの不斉合成への応用は目標のひとつである。平成26年度は、新規リン触媒の発見、新規反応の開発、有用物質合成法としての応用を達成できたため、達成度は十分高いと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度に、キラルリン化合物がアリルアミドのブロモ環化に有効であることを見出した。リン化合物は求電子的なブロモ化剤と反応してブロモホスホニウム塩を形成するが、これのオレフィンに対する反応性は高くないと一般的に考えられている。本年度はこの矛盾を解き明かすために、リン化合物によるハロゲン化の反応機構の解明を行う。また、明らかになった活性種の構造をもとに機能拡張を期待できる新規触媒を設計・合成する。これらを、昨年度開発したブロモアミド環化では適用できなかった基質荷も適用し、基質一般性の拡大を図る。更に、申請時に計画した未達成有用反応(1,3-アミノアルコールへと変換可能なハロアミド環化反応、共役ジエンカルボン酸の1,4-二官能基化、ポリエンハロ環化反応など)の開発において検討する。なお、必要に応じてキラルリン化合物だけでなく、キラルアミンの誘導体をルイス塩基性二元触媒として用いることも計画している。
子どもの気質特徴に合った育児支援策としての親子ふれあい遊びプログラムの開発

本研究は,子どもの気質特徴に合った親子ふれあいプログラムを開発し,その効果を検証し,その実践と啓発のためのパンフレットを作成することによって育児支援のための具体的方策を提案し,養育者の子育てに対する自己効力感を高め,育児不安を低減することを目的としている。2018年度は,以下の手続きで調査を行った。研究協力に同意した1歳から4歳の子どもの養育者を対象に,幼児気質質問紙,育児不安質問紙,育児自己効力感質問紙を実施した。子どもと養育者を対象とした子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びの会を実施し,そのなかで気質質問紙の結果を養育者にフィードバックした。気質質問紙の結果を養育者に個別にフィードバックした後に,2017年度の結果をもとに内容,構成を検討した子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びを実施した。プログラムの前後に養育者の唾液アミラーゼを測定し,終了直後に自由記述質問紙,1か月後に育児不安質問紙,育児自己効力感質問紙,自由記述質問紙への回答を求めた。これらの調査により,子どもの気質特徴をフィードバック後の親子ふれあい遊び体験が養育者の育児不安や育児自己効力感にどのような影響を与えるのか,養育者が日常生活において子どもをどのように理解し,気質特徴に合った親子ふれあい遊びをどのように体験し,どのように考えるようになるのかを明らかにし,従来の親子ふれあい遊びと比較することで子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びプログラムの効果を検討した。また,パンフレットを作成するために今年度はリーフレットを作成して配布し,参加者の反応を確認した。今年度の結果より,気質特徴に合った親子ふれあい遊びプログラムを作成,その効果を検証し,パンフレット作成およびその効果を検証するためのデータを得ることができた。2018年度は,研究参加に同意した養育者とその子ども38組を対象に調査を行った。養育者が幼児気質質問紙,育児不安質問紙,育児自己効力感質問紙に回答後,個別に子どもの気質特徴の結果が養育者にフィードバックされ,子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びを実施した。なお,親子ふれあい遊びは5回に分けて実施した。子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びの実施前後には養育者の唾液アミラーゼを測定することでストレスを評価し,親子ふれあい遊びを実施後に自由記述アンケートを実施した。さらに,親子ふれあい遊び実施後,1か月以上経過した後に育児不安質問紙,育児自己効力感質問紙,自由記述質問紙への回答,返送を求めた。結果,子どもの気質特徴のフィードバックを受け,親子ふれあい遊びあるいは気質特徴に合った親子ふれあい遊びを体験することで育児に対する漠然とした不安は下がり,育児自己効力感は高まるが,親子ふれあい遊びを体験すると育児によって生じる時間の制限感や拘束感が低下し,気質特徴に合った親子ふれあい遊びを体験すると子どもや養育に対する忌避感情が低下することが明らかとなった。親子ふれあい遊びの体験内容の違いによらず,育児不安や育児自己効力感に同一の効果がある一方で,育児不安の内容によって異なる効果が認められることが明らかとなった。また,気質特徴に合った親子ふれあい遊びは,従来の親子ふれあい遊びと同様に,ふれあうことの大切さや重要性を実感するだけでなく,日常生活に取り入れられていることや,自分自身や子どもの行動の変化などを感じるようになると考えられた。なお,2018年度で得られた内容については2019年度に開催される学会で報告予定であり,また,速報的に論文としてまとめ,2019年度中に投稿予定であることから順調に進展していると考えられる。2018年度までに得られた知見をもとにパンフレットを作成し,子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びプログラムの効果を検証する。2018年度と同数程度は対象者をリクルートするために,2018年度までに参加者募集に協力依頼した機関に協力継続を求めるとともに,プログラムの実施場所については参加者がアクセスしやすい場所で行えるよう準備を進めている。また,分担研究者である奥富の活動拠点である関東地方での実施も計画し,調査対象者数の確保を検討している。本研究は,子どもの気質特徴に合った親子ふれあいプログラムを開発し,その効果を検証し,その実践と啓発のためのパンフレットを作成することによって育児支援のための具体的方策を提案し,養育者が子育てに対する自己効力感を高めることを目的としている。研究計画は以下のとおりである。1育児不安を低減する子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びプログラムを作成する。2開発した子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びプログラムの効果を検証する。3効果を検証した子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊ぶプログラムのパンフレットを作成し,その効果を検証し,具体的方策としての提案を行う。2017年度は,以下のとおりの手続きで調査を行った。研究協力に同意した1歳から4歳の子どもの養育者を対象に,気質質問紙,育児不安質問紙,育児自己効力感質問紙を実施した。子どもと養育者を対象とした親子ふれあい遊びの会を実施し,そのなかで気質質問紙の結果を養育者にフィードバックした。フィードバック後に親子ふれあい遊びを実施し,終了直後および1か月後に自由記述質問紙への回答を求めた。また親子ふれあい遊びの前後に養育者を対象に生理指標を測定した。これらの調査により,気質特徴のフィードバック後の親子ふれあい遊び体験が養育者の育児不安や育児自己効力感にどのような影響を与えるのか,養育者が日常生活において子どもをどのように理解し,親子ふれあい遊びをどのように体験し,どのように考えるようになるのかを明らかにした。これらの内容より,子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びプログラム開発のための方向性を検討した。

今年度の結果より,13ための基礎的なデータを得ることができ,育児支援策の1つとしての子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びプログラムを開発するための基礎的知見が得られた。2017年度は,研究協力に同意した養育者とその子ども24組を対象に調査を行った。養育者が幼児気質質問紙,育児不安質問紙,育児自己効力感質問紙に回答後,個別に子どもの気質特徴の結果が養育者にフィードバックされ,親子ふれあい遊びを実施した。なお,親子ふれあい遊びは3回に分けて実施した。親子ふれあい遊びの実施前後には養育者の唾液アミラーゼを測定することでストレスを評価し,親子ふれあい遊びを実施後に自由記述アンケートを実施した。さらに,親子ふれあい遊び実施後,1ヶ月以上経過した後に育児不安質問紙,育児自己効力感質問紙,自由記述質問紙への回答,返送を求めた。結果,気質特徴を理解し,親子ふれあい遊びを体験することは,育児のなかでの子どもへの新たな気づきにつながり,子どもへの関わりの重要性を実感させ,育児による時間の拘束感や負担感が低下するなど,一定の効果が認められた。なお,2017年度で得られた内容については2017年度に学会および研究会で報告済みであり,また2018年度には2つの学会での報告を予定している。また,原著論文としてまとめ,2018年度中に投稿予定である。本研究は,子どもの気質特徴に合った親子ふれあいプログラムを開発し,その効果を検証し,その実践と啓発のためのパンフレットを作成することによって育児支援のための具体的方策を提案し,養育者の子育てに対する自己効力感を高め,育児不安を低減することを目的としている。2018年度は,以下の手続きで調査を行った。研究協力に同意した1歳から4歳の子どもの養育者を対象に,幼児気質質問紙,育児不安質問紙,育児自己効力感質問紙を実施した。子どもと養育者を対象とした子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びの会を実施し,そのなかで気質質問紙の結果を養育者にフィードバックした。気質質問紙の結果を養育者に個別にフィードバックした後に,2017年度の結果をもとに内容,構成を検討した子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びを実施した。プログラムの前後に養育者の唾液アミラーゼを測定し,終了直後に自由記述質問紙,1か月後に育児不安質問紙,育児自己効力感質問紙,自由記述質問紙への回答を求めた。これらの調査により,子どもの気質特徴をフィードバック後の親子ふれあい遊び体験が養育者の育児不安や育児自己効力感にどのような影響を与えるのか,養育者が日常生活において子どもをどのように理解し,気質特徴に合った親子ふれあい遊びをどのように体験し,どのように考えるようになるのかを明らかにし,従来の親子ふれあい遊びと比較することで子どもの気質特徴に合った親子ふれあい遊びプログラムの効果を検討した。また,パンフレットを作成するために今年度はリーフレットを作成して配布し,参加者の反応を確認した。
看護学的視点による形態機能学教育の再構築

本研究では、実際の看護ケアの展開につながるように看護学的視点から形態機能学教育の再構築を行うことを目的としている。平成14年度は、1)臨床および大学の多様性のあるメンバーからなる討議会を重ね、また2)臨地実習の経験のある学生を対象にフォーカスグループインタビューを行った結果、(1)事例を入り口として帰納的に学ぶ、(2)形態機能学と看護を連結する、(3)知識習得と実践を繰り返して学ぶ、(4)疾患がある場合の形態機能に重点を置く、(5)臨床の場を想定する。(6)視覚を重視したわかりやすい講義という方向性が示された。これらの結果をふまえ、平成15年度は模擬授業を実施し、受講生の反応より、(1)疾患事例を用い、具体的な場面で看護の役割を伝えることで、看護学への理解が深まり、形態機能学の知識が看護ケアにつながるルートが頭の中に形成される、(2)ロールプレーイングの教育手法の導入によって、患者の理解を進めさせることが示唆された。平成16年度は模擬授業の結果を受け、「消化器系」、「内分泌系」、「骨格系」についてそれぞれ、胃癌、バセドウ病、骨折の症例から形態機能を学んでいく学習要項を作成した。まず症例を示し、症例の問題を身体的側面、生活的側面、心理社会的側面から包括的にとらえた上で、身体問題について焦点を当て具体的な臨床の看護の場面を提示する講義構成とした。予習として症例の問題点を考えたり、症例の検査値より症例の身体状況を考える設問を設定した。また、症例で十分学べなかった器官についての知識を自己学習する項目や復習問題を設定した。この学習要項について、それぞれの分野の臨床に従事している複数の専門看護師と各分野2回ずつ会議を持ち、臨床の視点からみた改善点の助言を得て内容を検討し、最終的な学習要項を作成した。看護教育における形態機能学は看護活動の基盤をなし、その理論的根拠を与える重要な科目の一つであるが、実際の看護ケアの展開につながっていかないのが現状である。そこで、本研究では、看護学的視点から形態機能学教育の再構築を行うことを目的とする。本年度は、形態機能学が、実際の臨床の場面での看護の展開につながっていかない要因を検討し、形態機能学の看護学教育での位置付けと役割を明確にすることを目的に1.アクションリサーチの形式をとり大学臨床の多様性のあるメンバーからなる討議会を重ねるとともに、2.実習経験のある学生を対象にフォーカスグループインタビューを行った。1.計5回の討議会の結果、1)形態機能学は看護の展開に役立つ2)形態機能学は看護を展開するのに充分でない3)看護は形態機能学の展開に役立つという項目が出て看護形態機能学は医学と看護の翻訳機の役目をし両者の橋渡しをすることで両者を発展させる可能性が示唆された。内容的にはminimum essentialsと疾病による形態機能の変化を詳細に検討する必要が示された。2.35名の学生を対象としたフォーカスグループインタビューの結果、習得のバリアとして、1)形態機能学の難解さ、2)自己学習の難しさ、3)学習動機が低いことがあげられ、臨床の場面に応用するバリアとして1)知識を統合して考えることが難しい、2)形態機能学は包括的な人の理解につながりにくい、3)現在の形態機能学の知識は臨床で使うには不十分である、4)臨床の現場(場の力の中)で考えることの難しさがあげられた。学生達は1)疾患による形態機能の変化を詳しく知りたいと考え、2)臨床に即した知識を得たいと考えていた。

これらを解決する方法として、1)事例を使って形態機能を学ぶ方法、2)知識と実践を繰り返しで学ぶ方法、3)ビデオや解剖実習など視覚・実感的に学ぶ方法が提案された。本研究では、実際の看護ケアの展開につながるように看護学的視点から形態機能学教育の再構築を行うことを目的としている。本年度は、昨年度の研究結果を受け、1)事例を入り口とする、2)形態、病態、看護実践の連結授業、3)知織習得と実践の繰り返しで学ぶ、4)疾患がある場合の形態機能に重点を置く、5)臨床の場を想定するという要素を取り入れ、模擬授業を実施し、その効果について検討を行った。対象は高校2年生とし、近隣の高校にポスターの掲示を依頼し、応募した学生とその保護者に再度説明を行い参加の同意を得た。模擬授業は、「心筋梗塞」の症例について、発作時、手術前後、リハビリ時について計3回行い、50分の講義と50分の看護の演習を、形態、病態、看護実践が組み合わさるように3人の専門の教員が合同で行うことを計画した。解析は、1)授業風景をビデオに撮り学生の発言や反応より看護へのつながりが示唆された場面の抽出と教員のリフレクションの検討2)知織の定着度を聞く質問紙調査(開始前と最終回後による比較)、3)授業後の理解度の自己評価(毎回授業後)4)興味を感じたり習得できたことに関してのグループインタビュー(毎回授業後)により検討した。対象者は1617歳の女性7人であった。その結果、疾患や治療に関しての知織には向上がみられ、生活の視点が芽生えていたが、インタビュー結果より、むしろ看護学の理解に難しさがあることが示唆された。症例を導入したことで、人間を統合して捉える一助として形態機能学を学ぶという認織が強まり、「形態機能学は看護へつながる」という認識は漠然とした形で学生の中で始まったことが示唆された。現在、ビデオの解析に関しては作業中であるが、その結果と合わせ、来年度は教育プログラムについて検討を重ねる予定である。実際の看護ケアの展開につながるように看護学の視点から形態機能学教育を再構築することを目的に研究をすすめてきた。平成14年度は、1)臨床および大学の多様性のあるメンバーからなる討議会を重ね、また2)臨地実習の経験のある学生を対象にフォーカスグループインタビューを行った結果、(1)事例を入り口として帰納的に学ぶ、(2)形態機能学と看護を連結する、(3)知識習得と実践を繰り返して学ぶ、(4)疾患がある場合の形態機能に重点を置く、(5)臨床の場を想定する。(6)視覚を重視したわかりやすい講義という方向性が示された。これらの結果をふまえ、平成15年度は模擬授業を実施し、受講生の反応より、(1)疾患事例を用い、具体的な場面で看護の役割を伝えることで、看護学への理解が深まり、形態機能学の知識が看護ケアにつながるルートが頭の中に形成される、(2)ロールプレーイングの教育手法の導入によって、患者の理解を進めさせることが示唆された。平成16年度は模擬授業の結果を受け、「消化器系」、「内分泌系」、「骨格系」についてそれぞれ、胃癌、バセドウ病、骨折の症例から形態機能を学んでいく学習要項を作成した。まず症例を示し、症例の問題を身体的側面、生活的側面、心理社会的側面から包括的にとらえた上で、身体問題について焦点を当て具体的な臨床の看護の場面を提示する講義構成とした。予習として症例の問題点を考えたり、症例の検査値より症例の身体状況を考える設問を設定した。
DTA・NMR同時測定によるイオン伝導現象の評価

全固体の燃料電池やリチウム二次電池などの電解質として、無機ガラス形成物質や高分子固体電解質などが期待されている。NMRはプローブ核の拡散現象に敏感であり、一方DSC/DTAは試料のガラス転移、結晶化、相転移そして融解などの変化を検出できる技術である。我々のこれまで自作してきたNMRプローブやDSC/DTA装置の技術を統合し、同時測定可能なシステムを構築した。このシステムを用いてイオン液体を混合した高分子やガラス化する濃厚塩化リチウム水溶液など、プロトンやリチウムイオン伝導が期待される系に応用し、その物性が評価できることを確認した。温暖化防止技術の一環として燃料電池やリチウム二次電池など、安全でエネルギー効率の高い電気化学的デバイスが求められている。これらのデバイスには使用温度範囲が広く、高いイオン導電性をもち、且つ電気化学的に安定な固体電解質が必要不可欠である。本研究ではイオン伝導性固体の温度による動的構造変化を評価するため、22年度は以下のような特徴を持つDTA-NMR同時測定装置を開発し(90K500K)、テスト試料の測定から装置の特性を評価した。テスト試料としてはイオン性液体や高濃度の塩を溶解した水を用いた。(1)安定したベースラインのDTAを観測するため、熱容量の大きい銅ブロックを用いた。(2)試料は融解や分解の可能性があるため高分解能NMRサンプルチューブを封管して使用し縦に挿入した。(3)超電導磁石の磁場は上下となるため、NMRのRFコイルはサドル型とした。(4)インピーダンスマッチングはステンレスパイプ製の同軸ケーブルにピストントリマの役割を持たせた。このような装置を用いてDTAとNMRが両者とも感度よく測定できた。また、測定ソフトはLabVIEWを用いて行っているが、プログラム上のトラブルが少なく簡単であるためDTAとNMRの制御やデータの取り込みはそれぞれ独立したコンピュータで行った。平成23年度は一連の濃度のLiCl水溶液を調製し、DTA・NMR同時測定装置を用いて、ガラス状態、結晶化、融点を水溶液濃度の関数として測定した。また、Li塩を溶解させた一連のイオン伝導性高分子を測定した。これ等の同時測定から、ガラス転移とNMRにおける運動による尖鋭化を同時に検出し、それらの関係を定量的に考察できる環境が構築されていることが明らかとなった。これまでガラス転移現象を運動の相関時間の観点から考察した例はほとんど存在しない。そこで今後、NMRの線形のシミュレーションにより運動の相関時間を見積る解析環境が整備できれば、ガラス転移温度と分子運動の関係を同時測定データから考察できる。一方、ハード及びソフトの測定環境においては下記のような問題点があった。(1)^7Li NMRにおけるように低濃度試料では感度が悪く、またノイズの多い周波数帯のためノイズ対策が不可欠。(2)制御ソフトの作成しやすさからDTAとNMRをそれぞれ異なったPCで制御している。(3)ベースラインの安定したDTA測定には、より最適な昇温速度や温度制御のPIDパラメータを決定する必要がある。これらの問題に対し、プローブの作製も含め総合的に取り組み、1台のPCで安定したDTA曲線とノイズの少ない^7Li NMRが測定できる環境が完成した。高分子電解質にイオン性液体をブレンドしたプロトン伝導性試料にDTA・NMR同時測定を応用した。一般にDTAやNMRなどの単独の測定では、固体の中で起こっている現象をあいまいさなしに帰属することは困難なことが多い。しかし、DTA・NMRの同時測定することで、ガラス転移、結晶化、融点等の現象が確実にあいまいさなしに帰属できた。さらに、1H NMRの尖鋭化現象から分子やイオン拡散の相関時間を見積もり、ガラス転移温度との関係を考察できた。一方、装置の応用範囲を広げるため、7Li NMRに対しても同時測定が可能なプローブを作製し、高分子電解質にイオン性液体リチウム塩を溶解させた試料を測定した。プロトン伝導性試料と同様に、ガラス転移、結晶化と融点が観測された。この試料ではガラス転移温度の2030K高温側で7Li NMRの尖鋭化が観測できた。尖鋭化現象から拡散の相関周波数(1/相関時間)を見積もった。それによるとこの試料では拡散の相関周波数が20005000Hz程度に到達すると、ガラス転移が誘発されていることが明らかとなった。また、LiCl等の無機塩水溶液を調整し、塩の濃度の関数としてガラス転移、結晶化や融点、過冷却現象を観察した。その結果、飽和溶液に対して約50%濃度の水溶液では結晶化せず、ガラス転移のみ示した。ガラス性の固体状態で高いプロトンやリチウムイオン導電率を示すのものと考えられ、今後の展開に期待できる。^1H,^<19>F,^7Li NMRとDTAの同時測定できるハード及びソフトの両面から測定環境がおおむね完成した。比較的低濃度のリチウムのNMR信号もノイズ対策を施すことにより同時測定できる。

今後はイオン液体やゲル状高分子など、多くの試料を測定し、ガラス転移温度、結晶化や融点と分子運動の関係を詳細に検討できる状況となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。高分子材料を中心にイオン伝導性試料に対し同時測定を行い、イオン導電率、ガラス転移や結晶化、融解とNMRからの運動の相関時間の関係を定量的に考察する。この計画を遂行するためには特にNMR線形のシミュレーションが必要不可欠でソフトの開発も中心に総合的に計画を推進する。
学校教育のための成長型気象観測ネットワークシステムの開発研究

本研究は専門知識や設定が不要で、思いついた時に即座に任意の場所・要素の測定を開始でき、測定値も自動で観測者の手元で得られる「置くだけ」のシステムを構築して自由な環境測定への障壁をなくす。校庭や公園の気象要素だけでなく、廊下や教室、体育館の空間の上下など屋内環境も屋外と区別せず扱う。置くだけでネットワークにつながり、システムを利用している全国のあらゆる学校とデータが共有され、値を自由に参照できる。児童らの測定がアメダスよりも細かい距離感でリンクし、センサネットワークを拡張し成長させ、教材として応用範囲が増していく。本システムは、「測定点」「記録サーバ」「可視化サーバ」の3つから構成する。「測定点」は、気象要素を測定できるセンサと、センサから得た測定値を記録サーバに送る小型計算機、通信を確保するためのモデム、そして独立電源からなる。測定要素は気温、相対湿度、風向、風速、雨量、気圧、可視画像等から選択できる。測定点は現地に通信線や電源線を必要とせず、それらに囚われることなく自由に設置することができる。「記録サーバ」は、測定点から測定値を受け取るWebサーバと、それを記録するデータベースからなる。データベースには測定値だけでなく、測定点の基本情報も保持する。「可視化サーバは、ユーザ(児童ら)からのリクエストに応じて、記録サーバに蓄積された測定値から表や図を作成して提示する。Webサービスとして稼働するため、ユーザは一般的なWebブラウザを利用すればよく、専用のアプリケーションソフトなどは必要としない。記録サーバ、可視化サーバ、仕様の異なる複数の測定点を開発し、屋外で1年以上の運用をおこなった。システムは正しく機能し、気象要素の測定から測定値の可視化まで動作を確認できた。小型気象観測ユニット、気象データベース、気象データ提供サーバの開発・構築をおこなった。必要とする条件、実装すべき機能を検討し仕様を決定した。その決定をもとにして機器の選定とソフトウェアの開発をおこなった。・観測ユニットは超小型計算機とI2Cセンサ、小型4Gルータを組み合わせた。通信は4G回線を使用する。電源は太陽電池とバッテリで確保し、日射ゼロでも数日間停止せず稼働する。これにより電源線も通信線も新たに用意する必要が無く「置くだけ」で環境の測定が可能となった。使用センサは、教材として使用する際に矛盾が生じないように測定精度を重要視した。そのために複数種のセンサを用意し、取付位置や向きを変えながら値を検証して個体や配置を決定した。また気象観測用の高級なセンサや光学カメラも含め様々なセンサを必要に応じて接続できるようにした。測定ユニットの設定は通常不要で、もし変更する場合でもできる限り専門知識を必要としないようにした。測定間隔は60分間隔までの60の約数で任意に設定できる。通信エラー時は、送られなかった情報を保持し、後で自動で送信する。・気象データベースと提供サーバは、メンテナンス時も含めて停止することは望ましくない。また外部に公開されることで侵入等の意図しない攻撃にさらされることが考えられるため、ホスティングサービスを利用することにし、最小限の対策ですむようにした。サーバはあらかじめ定めた手順で測定データを観測ユニットから受け取り、データベースに格納する。データを提供する際はデータベースから値を抽出してユーザに示す。本年度は最小限の機能のみを実装した。・観測ユニットを鹿児島県内3カ所の屋外に設置して3ヶ月間連続しての稼働実験をおこない、その後、継続中である。電源や通信の確保が意図した通りにできているか確認するとともに、ソフトウェアの不具合や運用上の不都合の抽出を行っている。初年度に予定した計画は概ね実施された。サーバ環境を構築し、基本となる機能のみを実装した試作機を製作して、百葉箱など大きめの収容箱に入れ、屋外環境へ暴露しての連続稼働実験までおこなった。概ね当初の計画通りといえる。前年度に仕様と設計を決定して試作したシステムについて連続運用試験を行い、同時並行で不具合修正と機能更新をおこなった。・観測ユニットは、前年度の百葉箱型の他にも、小型で場所をとらない杭型のものを制作して稼働させた。対応センサもI2C通信センサだけでなく、シリアル通信にも対応させ、環境観測で一般によく使われているセンサユニットでも接続できるようになった。センサ用電源もこれまで3.3Vのみであったが、12V,5V,3.3V,1.5Vに対応した。これにより、おおよそ想定されるほとんどのセンサの接続をカバーできるようになったといえる。また、今後の拡張のため観測ユニット間の無線通信をインターネット接続無しでできるようにした。これによりインターネットの回線契約本数の削減が可能となり、将来的に運用コスト減を見込める。・気象データベースと提供サーバについては、テーブルの設計の見直しや可視化システムの開発を行った。可視化システムはWEB上でGUIで提供する。マウス操作で地図やグラフを動的に表示、操作できるものとなった。また、可視化システムにあわせてデータベースの構造の見直しも実施した。・多点観測時の問題発見やシステムの不具合の早期発見のため、観測ユニットの設置点を増やした。1年超の連続運用によって梅雨や夏季の高温多湿、台風、冬季の低温・積雪時の影響を知ることができた。連続運用によって、測定点側のプログラムの改良を数回にわたり施し、簡単な不具合ならば自己復旧するなど、より安定した稼働が可能となった。可視化システムの動作にまだ不具合が残っているが大きな影響は無い。

予定していた計画は全体として概ね実施されたといえる。本研究は専門知識や設定が不要で、思いついた時に即座に任意の場所・要素の測定を開始でき、測定値も自動で観測者の手元で得られる「置くだけ」のシステムを構築して自由な環境測定への障壁をなくす。校庭や公園の気象要素だけでなく、廊下や教室、体育館の空間の上下など屋内環境も屋外と区別せず扱う。置くだけでネットワークにつながり、システムを利用している全国のあらゆる学校とデータが共有され、値を自由に参照できる。児童らの測定がアメダスよりも細かい距離感でリンクし、センサネットワークを拡張し成長させ、教材として応用範囲が増していく。本システムは、「測定点」「記録サーバ」「可視化サーバ」の3つから構成する。「測定点」は、気象要素を測定できるセンサと、センサから得た測定値を記録サーバに送る小型計算機、通信を確保するためのモデム、そして独立電源からなる。測定要素は気温、相対湿度、風向、風速、雨量、気圧、可視画像等から選択できる。測定点は現地に通信線や電源線を必要とせず、それらに囚われることなく自由に設置することができる。「記録サーバ」は、測定点から測定値を受け取るWebサーバと、それを記録するデータベースからなる。データベースには測定値だけでなく、測定点の基本情報も保持する。「可視化サーバは、ユーザ(児童ら)からのリクエストに応じて、記録サーバに蓄積された測定値から表や図を作成して提示する。Webサービスとして稼働するため、ユーザは一般的なWebブラウザを利用すればよく、専用のアプリケーションソフトなどは必要としない。記録サーバ、可視化サーバ、仕様の異なる複数の測定点を開発し、屋外で1年以上の運用をおこなった。システムは正しく機能し、気象要素の測定から測定値の可視化まで動作を確認できた。百葉箱を用いての動作試験を、測定点を増やしながら継続する。それに並行して、システムの安定化、測定データを提供するためのwebアプリケーションの開発、パッケージの小型化・堅牢化を同時に進めていく。特に測定データを提供するシステムの開発を中心に手を付け、測定値を教育現場での活用可能にしていく。次年度は本課題の最終年度である。観測ユニットをさらに小型化・堅牢化し、小中学生でも好きな場所へ持ち運び配置できる形態・設計にしていく。また、小型計算機とセンサ間を無線化を検討し、より柔軟な測定への対応を目指す。可視化システムについては残存する不具合を修正し、使いやすいものにしていく。予定していた出張を体調不良のため1回キャンセルした事により繰越が生じた。不適切な執行によるものではない。(理由)今年度予定していた消耗部品の購入数を一部減らしたことによる。(使用計画)次年度の物品費に組み込む。成果物の屋外動作試験のための設置にかかる旅費へ支出する。
開腹下手術の臓器変形に対応したイメージガイド手術システムの開発

腹部領域の外科手術で、術野画像上に術前のX線CTデータから三次元再構築した腫瘍や血管などの内部構造モデルを重畳するAR型手術ナビゲーションシステムの開発を行なう際、術中に変化する臓器形状に応じて内部構造モデルを変形させて重畳表示することが必要となってくる。本研究では、臓器表面形状の計測手法、および臓器モデル内に仮想の関節リンクモデルを設置して関節リンクの変形に伴って臓器モデルを変形させる手法の開発を行ない、腹部領域の手術ナビゲーションシステムへの適用を検討した。平成25年度は、昨年度までに行なってきた臓器表面形状計測と臓器モデルの変形手法の開発について、実際の術場に適用しやすい手法の開発を継続して行なった。臓器表面形状計測については、赤外の幾何学パターンを対象物に照射して表面形状を計測する民生機を用い、摘出臓器において表面形状の計測を試みた。昨年度試作したステレオ画像から表面形状を計測する手法と比べて、肝臓のような表面テクスチャに特徴の少ない臓器においても欠損が少ない表面形状を色情報とともに得ることができた。また形状取得のフレームレートについても、これまでよりも高速に取得できるようになった。使用した民生機は安価であり、同時に複数台の使用も可能であることから、多視点からの計測による、より死角の少ない臓器形状の計測が可能であると考える。臓器モデルの変形手法については、CGアニメーション等に用いられているスキニングを応用し、臓器モデル内に仮想の関節リンクモデルを設置し、関節リンクの変形に伴って臓器モデルの変形を行なう手法の開発を行なった。昨年度開発を行なったSphere filled modelよりも少ない構成要素を基にした変形が行なえることと、変形の演算にGPUを用いることで、高速なモデルの変形を行なうことが可能になった。変形のベースとなる構成要素が少なくなったことで、物理的に生じうる全ての臓器変形に対応することは難しいが、術中のナビゲーションが必要とされる状況における変形に限定した関節リンクモデルの設置パターンを検討していきたいと考える。平成24年度の実施計画である臓器表面形状計測システムの開発については、ナビゲーションで術野画像の撮影に用いる予定の短軸の立体硬性鏡の画像を用い、得られる左右一対の術野画像から術野の三次元表面形状を計測するシステムの試作を行なった。試作したシステムにより撮影した領域を色情報を持った三次元形状として2 frame/sec程度で得られるようになった。しかし領域中にハイライトの部分が多く存在するとその部分の形状が欠損する場合があり、無影灯照射下の開腹手術では形状の取得が困難になるケースが考えられるため、術野へのマーカーの設置や幾何学パターンの術野への投影など、高輝度の照明の影響を受けにくい計測手法により改良を行なっていく必要があると考える。また形状取得のフレーム数についても処理の並列化等を行なうことにより速度の向上を図っていく必要がある。術野表面形状に応じた臓器モデルと内部構造モデル変形手法の開発については、われわれが手術シミュレーションシステムの開発で用いてきたSphere filled modelを適用して臓器表面形状の変化に追従する臓器モデルの試作を行なった。10 frame/sec前後で変形を行なうことができたが、実際の手術での術野の状況を考えた場合、計測される術野表面形状と臓器モデルの間で同じ領域を常に対応づけることが難しいと思われるため、前述した術野へのマーカーの設置等により、表面形状と臓器モデルでの対応付けを行なっていく必要があると考える。平成26年度は、術中ナビゲーションを行なう際にプロジェクタを用いて臓器の内部構造モデルを術野に直接投影することを目的とし、これまでに開発を行なってきた臓器表面形状計測で得られたデータを基に、投影時に臓器表面形状の凹凸により歪む投影画像を補正する手法の開発を試みた。本手法では術者の視点で見えるべき内部構造モデル画像を2Dテクスチャとしてあらかじめ描画し、プロジェクタから臓器表面へ投影した際に表面の凹凸により生じる投影画像の歪みを計測した表面形状を用いて推定し、2Dテクスチャを変形させて投影するようにした。開発した手法の検証については、X線CTデータから三次元再構築した臓器モデルを用い、3Dプリンタで臓器のファントムモデルを作成して実験を行なった。実験では投影画像の歪みの補正については良好な結果を得られたが、補正の演算に時間を要するため、術者の視点移動に追従するのが難しかった。今後は演算の並列化やGPUを用いるなど高速化を計って臨床適用が可能なシステムにしていきたいと考える。また前年度まで行なっていた臓器変形の手法をヒトの全身のモデル(体表面、骨格、主要血管、腹部臓器を含む)に応用し、モーションキャプチャデータによって全身モデルを動作させた際に、体表面や内部構造モデルも変形を伴って動作する四次元人体モデルの開発を行なった。歩行動作データ等を用いた実験では20 fps前後でのモデルの駆動が可能であった。現在はサーフェスモデルを用いているが、今後はサーフェスモデルの基となっているMRIデータ自体を変形させて駆動できるよう開発を行なっていく予定である。医用画像工学平成25年度の開発により、これまでよりも実際の術場環境の影響を受けにくい臓器表面形状計測と、高速な臓器モデル変形を行なうことができるようになったと考える。

特に臓器表面形状計測のフレームレートが向上したことにより、臓器のどの領域が変形したのかを追跡しやすくなったと考える。平成24年度に計画していた臓器表面形状計測システム、および術野表面形状に応じた臓器モデルと内部構造モデル変形手法の開発、いずれも基本的な手法の構築はできたと考えている。ただし、実際の術場への適用を考えた場合、その適用が困難になる状況が想定されるため、ファントムや摘出臓器などを用いた実験を行なうことにより問題点の克服を行なっていきたいと考える。平成26年度は、研究実績の概要で述べた表面形状計測装置を複数台用い、多視点からの死角の少ない表面形状計測を行なえるようにするとともに、術中ナビゲーションに適した臓器モデル内の関節リンクモデル設置パターンを検討し、その関節リンクモデルと計測した表面形状とを対応付けし、表面形状の変化に応じた臓器モデルの変形が可能なシステムの開発を行なっていきたいと考える。平成25年度については、研究実績の概要でも述べた実際の術場環境で想定される問題点を克服するために術野へのマーカーの設置や幾何学パターンの投影などにより術野の照明条件等の影響を受けにくい表面形状の計測手法、および表面形状と臓器モデルでの対応付けが可能な手法の開発を行なっていきたいと考える。これらの開発で必要な実験は、実際の手術室とほぼ同じ機器類を備えるロボット手術実験室でファントムや摘出臓器を用いて行ない、開発を迅速に行なっていきたいと考える。平成25年度は、臓器表面形状計測、および臓器モデル変形のためのプログラム開発が中心となり、ファントムや摘出臓器を用いた実験が当初想定していたより回数が少なく、ファントム作成用材料や摘出臓器の購入に計上していた分が次年度使用額として生じた平成26年度は本研究課題の最終年度となるため、ナビゲーションシステムとして完成させるためのコンピュータの周辺機器(ケーブル、スイッチなど)やナビゲーション画像保存のためのメディア(HDD, DVなど)への使用と、システム検証実験のためのファントム作成用材料や摘出臓器購入のための使用などを計画している平成25年度はファントムや摘出臓器を用いた実験が多くなると考えられるため、実験に必要なファントムの作成や摘出臓器の購入に研究費の使用が多くなると考えている。また、臓器表面形状の計測を行なうにあたって術場の環境に影響を受けにくいマーカーの開発や術野への幾何学パターン投影のための機器への支出も想定している。さらに実験結果保存のためのメディア(HDD, SDカードなど)やナビゲーションで必要となるコンピュータの周辺機器(フットスイッチ,映像用ケーブルなど)の物品費としての使用を計画している。