hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
双胎間輸血症候群の受血児心疾患の予知を目的とした超音波・生化学マーカーの有用性

2018年度も前年度に引き続き、胎児鏡下胎盤吻合血管レーザー凝固術を施行する患者の受け入れと超音波による胎児血流計測データ、手術時羊水の採取による胎児心不全の生化学マーカーの測定を行う予定であった。しかし、前任地からの異動により新規に山口大学の臨床研究における倫理委員会への申請が必要となったため、この作業に時間を要し、実際の倫理委員会の承認は2018年11月末となった。このため、症例の登録開始は2019年1月以降となった。よって、2018年度は当該課題の異動による再開のための準備期間となり、研究実績としては進捗がほぼない状態となった。今後、倫理委員会へデータ集積に必要な追加申請書(山口大学における手術実施例に対する後方指的検討など)の作成を行うとともに過去の症例の統計学的検討や、出生した児の調査を開始する。2018年4月、前任地より当施設へ異動となった。このため、前任地で作成した倫理委員会承認による臨床研究計画書の再承認が必要となり、研究開始までに9か月を要した。研究開始の9か月間も双胎間輸血症候群の治療症例は9例あったが、倫理委員会の未承認であったため、当該研究対象とはなっていない。このため、研究としてやや遅延した状態である。前任地から異動後のため、別途、新規に倫理委員会の申請を行う必要がある(前任地におけるデータ集積した内容の二次利用、山口大学で倫理委員会未承認期間に手術を実施した9例の後方指的な研究計画)。胎児鏡下レーザー凝固術の症例を前向きに施行、登録しつつ、後方指的に症例を検討する作業を平行に行う。2019年度は上記前向き作業と、後方指的検討書類の提出を行いつつ、すでに出生した児の生後経過のデータ集積も開始し、統計学的処置が行えるように推進する。(研究目的の概略)双胎間輸血症候群(以下TTTS)は予後不良の疾患であったが、現在は胎児鏡下胎盤吻合血管レーザー凝固術(以下FLP)が第一選択治療法となり、児の予後は飛躍的に向上した。しかし、特に受血児ではレーザー治療後であっても胎内において一定の心負荷の影響で、出生後に肺動脈狭窄などの心疾患を発症することがある。現時点では、このような心疾患を胎児期に予期することは難しい。今回の研究では、FLPを行う前後の胎児超音波心機能評価と、手術時に採取した受血児羊水による心不全マーカー値から、新生児期発症の肺動脈狭窄を予知できるかどうか検討した。(平成29年度研究実績の概要)1. FLP施行時の母体・胎児情報の取得に関してFLPを施行した妊婦のうち、29例において臨床研究参加の同意を得た。このため、手術時の母体・胎児情報は29例全例において取得している。今後も研究期間内に臨床研究に参加可能な妊婦は登録を行う見込みである。2. FLP前後における胎児血流計測データの集積、比較検討について当該臨床研究に対する同意を得て胎児超音波計測を施行したのは17例であった。17例では統計学的検討は難しく、次年度以降の課題とした。3.手術時受血児羊水中NT-proBNPの測定臨床研究参加の同意を得た17例中、7例において羊水中心不全マーカーの計測が可能であった。2と同様、統計学的処理を行うには症例数が乏しく、次年度以降も蓄積し解析を行う予定である。4. FLPによる治療効果を反映させる母体マーカーの網羅的探究現在のところ計測は行っていない。5.統計処理上記2.3での記載の通り、いまだ症例の蓄積は不十分である。今後症例を蓄積し平成30年度以降に統計学的処理を開始する予定とした。TTTSに対するFLPは川崎医科大学において、年間1015例前後の症例数であると見込まれる。このため、後方指的検討を含め29例の妊婦から研究参加の同意を得、超音波検査による計測数が17例であったことは、比較的妥当な進捗状況と判断できる。羊水中の心不全マーカー計測が7例に留まった理由は、検体の状態が悪く採取できなかった事例、供血児の羊水が混入していると判断した事例などが含まれているため、検体採取の実数は超音波計測の症例数に比べ少ない結果となった。今後も症例数を蓄積し今後の統計学的解析につなげる予定である。

研究開始の9か月間も双胎間輸血症候群の治療症例は9例あったが、倫理委員会の未承認であったため、当該研究対象とはなっていない。このため、研究としてやや遅延した状態である。現時点では順調に手術症例数が蓄積され、手術前後の母体に関する臨床データ集積については問題点がない。しかし、胎児心機能検査であるtei-indexの計測や、手術前・手術後の心機能を間接的に評価できる超音波測定に関しては、17例にとどまっている。この点に関しては、TTTSの手術は原則緊急手術であり、時間的余裕がないため測定が不十分であることはやむを得ない点もある。しかし、今後統計学的検討へ移行する点から、研究協力者と相談し測定内容の再検討も考慮する。さらに、超音波測定は基本的に手術執刀医が兼任し、手術前後に全て施行しているが、今後はデータ集積の完遂を企図し、研究協力者にも測定を依頼するなどの方策の変更を検討する。さらに、データ集積方法や解析に問題が生じるようであれば、適宜科内のカンファレンスなどを行い修正を怠らない様に努める。前任地から異動後のため、別途、新規に倫理委員会の申請を行う必要がある(前任地におけるデータ集積した内容の二次利用、山口大学で倫理委員会未承認期間に手術を実施した9例の後方指的な研究計画)。胎児鏡下レーザー凝固術の症例を前向きに施行、登録しつつ、後方指的に症例を検討する作業を平行に行う。2019年度は上記前向き作業と、後方指的検討書類の提出を行いつつ、すでに出生した児の生後経過のデータ集積も開始し、統計学的処置が行えるように推進する。平成29年度の段階では、胎児超音波パルスドプラ法で得られた測定値、または母体・胎児の臨床情報などの解析を行う為のパーソナルコンピューターと、データの統計処理及び論文作成、学会発表の資料作成のためのアプリケーションの購入には至っていない。また、NT-proBNPなどの羊水中生化学マーカーの測定に関してはELISAキット測定ではなく、症例数が少なく、さらに検体数が少ないため、検査値の正確性を考慮し外部業者への委託計測を依頼している。このため、平成30年度の請求額と合わせて追加で上記物品の購入予定である。前任地からの異動により、計画していた生化学マーカー測定などが行えなかったため。また、異動により当初の計画よりも研究の実行に遅延を来したため、中間報告としての学会発表(国内、海外を含む)が行えていないことが理由である。未使用額については、平成31年度の国内、海外学会への旅費、参加費として使用する。また、上記理由から本年度は未使用額が多く、平成31年度以降の検体提出費、統計解析ソフト、研究に関わる物品調達に使用する。
老年痴呆における神経回路網の変性及び再生に関する基礎的研究

第一に、コリン系ニュ-ロンに対して生存・成長促進ならびに変性防止作用を示すNGFが、移植したコリン系ニュ-ロンの生着や成長を助長するかどうか探る事を目的とし、胎仔の前脳基底部を成熱ラットの側脳室に移植してNGFの脳室内持続投与の効果を調べた。NGFは100ug/ml群と20ug/ml群の濃度群を作製し、濃度によるNGFの効果も検討した。移植組織のコリン系ニュ-ロンをAcetylcholinesterase(AChE)染色により観察し、AChE陽性ニュ-ロンの大きさを測定した。その結果、移植組織のAChE陽性ニュ-ロンの大きさは、NGF20ug/ml投与群で対照群より有意に大きく、NGF100ug/ml群では小さい値を示した。このことは、移植組織のAChE陽性ニュ-ロンの成長をNGFが促進すること、さらにNGFは用量依存的にニュ-ロンの成長を促進するのではなく、成長促進に適当なNGFの濃度範囲が存在する可能性を示唆する。次に我々は、上記実験中NGF投与群では対照群に比べ有意に体重増加が抑制されることを認めた。そこで、NGFによる体重増加の抑制作用が摂食行動の抑制と関連して生じるのか、またNGFがこの作用を発現するのに胎仔の脳内移植組織の存在が必要なのかに焦点を絞って研究を行なった。その結果、移植組織の有無にかかわらずNGFの脳内投与によって成熱ラットの体重増加が抑制されることが判明した。さらにNGF投与期間における体重変化と一日あたりの摂食量を経特的に測定した結果、この現象はNGF投与初期から発現していたが、両群の摂食量に有意差は認められなかった。第三に、ラットの各脳部位におけるNGF量を高感度酵素免疫測定法により定量し、成熟期(生後34カ月齢)と老齢期(24カ月齢)および雌雄差を比較検討したところ、成熟ラットに比べて老齢ラットでは雌雄とも前頭葉と海馬でNGF量の有意な低下が認められ、とりわけ海馬では雄よりも雌での低下が著しいことが明かとなった。今年度我々は、第一に若年成熟ラットの側脳室に胎仔の前脳基底部を移植して更に神経成長因子(NGF)を慢性役与する事により、移植ニュ-ロンの生着や成長に対するNGFの作用を検討した。移植組織は対照群とNGF群の両群ともよく生着しており、一部の移植組織では宿主組織との堺界が不明瞭であった。移植組織自体の大きさはさまざまで、対照群でも脳室いっぱいに成長している事が多く、対照群とNGF群で差異は認められなかった。コリン系ニュ-ロンの観察はAcetylcholinesterase(AChE)組織化学を用い、移植組織と宿主腹側淡蒼球(VP)中に認められるAChE陽性ニュ-ロンの形態を計測して比較検討した。その結果、移植組織と宿主VPの両方ともNGF群の方がより大きい傾向が認められた。この事は、NGFが幼若期のみならず成熟後でもコリン系ニュ-ロンの活性を高めることを示唆すると思われる。しかし、ここでNGF濃度によりニュ-ロンに対するNGFの影響が一様でないと考えられる事から、濃度によるNGFの効果を比較検討する為にNGF濃度が20ug/mlの実験群を加え、NGF群を濃度100ug/mlの群と2種類に分類した。

現在、両群においての形態計測を追加施行中である。その一方でNGF投与期間前後での体重変化を測定したところ、対照群が平均43.7±5.7g増加したのに較べNGF群では有意に体重増加が少なく個体によっては体重減少を認めた。この傾向は2種類のNGF群に共通して認められ、更に移植をせずNGFの脳室内投与のみの実験群にても同様な結果が認められた。この事は、宿主個体の体重増加に対してNGFが直接的に何らかの影響を及ぼしている事を示唆するものである。しかしこの現象を説明する報告は末だ無く、現在多少の検討を加えている。第二に、ラットの大脳皮質、海馬、前脳基底部等におけるNGF量を高感度酵素免疫測定法によって定量した。成熟期(生後34カ月齢)NGF量は、海馬で最も高く次に大脳皮質、嗅球前脳基底部が高い値を示した。24カ月齢の老齢ラットでは、海馬でのNGF量が成熟期に較べ低い傾向が認められたが、次年度雌雄差を検討する予定である。昨年度我々は、若年成熟ラットの側脳室に胎仔の前脳基底部を移植して更に神経成長因子(NGF)を持続投与する事により、移植ニュ-ロンの生着や成長に対するNGFの作用を検討した。しかしその後、ニュ-ロンに対するNGFの影響はNGFの濃度により一様でないと考えられた為、NGF濃度20ug/mlの実験群を加えNGF群を濃度100ug/ml群と20ug/mlの2種類として、濃度によるNGFの効果を比較検討することとなった。その結果、移植組織のAChE陽性ニュ-ロンの大きさは、NGF20ug/ml投与群(総量3.36ug)で対照群より有意に大きく、NGF100ug/ml(総量16.8ug)群では小さい値を示した。このことから、移植組織のAChE陽性ニュ-ロンの成長をNGFが促進すること、さらにNGFは用量依存的にニュ-ロンの成長を促進するのではなく、成長促進に適当なNGFの濃度範囲が存在する可能性が示唆された。次に昨年度我々は、上記実験中NGF投与群では対照群に比べて有意に体重増加が抑制されることを認めた。そこで、NGFによる体重増加の抑制作用が摂徴行動の抑制として関連して生じるのが研究した。NG投与期間における体重変化と一日あたりの摂食量を経時的に測出した結果、この現象はNGF投与初期から発現していたが、NGF投与群と対照群の摂食量に有意差は認められなかった。成熟動物におけるこのような現象は報告されておらず、NGFの全身作用の一つとして今後解析する必要がある。第三に、ラットの各脳部位におけるNGF量を高感度酵素免疫測定法により定量し、成熟期(生後34カ月齢)と老齢期(24カ月齢)、および雌雄差を比較検討した。その結果、成熟ラットに比べて老齢ラットでは雌雄とも前頭葉と海馬でNGF量の有意な低下が認められ、とりわけ海馬では雄より雌での低下が著しいことが明らかとなった。
血管新生・創傷治癒における胎児性形態形成因子の役割

(1)hedgehogシグナル阻害マウス胚における血管新生の異常とその解析Sonichedgehog(Shh)に代表されるhedgehogシグナルは胎生期の重要なモルフォゲンだが、血管新生での役割は不明確である。本研究ではHedgehogシグナル阻害薬シクロパミンをマウス全胚培養系に投与し、胚の血管新生の異常を調べた。a.卵黄嚢血管網形態形成の異常・・シクロパミンをE7.8-E9.5に投与した胚の卵黄嚢血管網はリモデリングを欠く未熟な状態にとどまり、脈管形成から血管新生段階への移行が障害された。indian hedgehogおよびその下流のVEGF, Notchシグナルの関与が推測された。b.大動脈癒合過程の異常・・シクロパミンをE7.8-E9.5投与すると、本来すでに一本の大動脈であるはずが、未熟な左右1対の背側大動脈の状態であり、Shhが下流でBMP-4,VEGFの発現を静御するためと考えられた。c.神経管血管新生の異常・・シクロパミンをE8.5-E10.2投与すると、神経管への血管進入が阻害された。運動ニューロンがAngiopoietin-1を発現すること、Shhが運動ニューロンの誘導に関ることに起因すると考えられた。(2)伸展された単純性血管腫における血管新生関連遺伝子の発現変化切除術の際に伸展された単純性血管腫症例の組織の遺伝子発現変化を調べると、angiopoietin-1,Tie2の発現亢進を認め、血管新生の促進すなわち血管腫組織の増大をきたしたと考えられた。(3)bFGF投与褥瘡における異所性骨化bFGFは強力な血管新生因子として創傷治癒目的で臨床使用されるが、胎生期は骨誘導その他多彩な生理活性を持つ。本研究は2例のbFGF投与褥瘡での創内肉芽組織の異所性骨化を報告したもので、胎児性形態形成因子の臨床応用のひとつの問題提起といえる。(1)Shhシグナル阻害マウス胚における血管新生の異常とその解析Shhは発生過程で重要な役割を持つが、血管新生での役割はごく最近検討が始まったばかりである。本研究ではHedgehogシグナル阻害薬シクロパミンを全胚培養系に投与し、胚の血管新生の異常を調べた。その結果、神経管への血管侵入が著明に阻害されることを発見した。この過程に関与しうる血管新生因子を探索した結果、angiopoietin-1遺伝子が神経管内の運動ニューロン部位に発現することを見出した。シクロパミン投与胚では運動ニューロンの誘導がなされず、それに付随してangiopoietin-1遺伝子の発現も減少していた。今後このangiopoietin-1が実際に神経管内への血管侵入に関与するかを検討するため、レセプターTie2の機能阻害抗体を投与する実験を予定している。われわれは上記シクロパミン投与胚で、卵黄嚢表面の血管網の形成が阻害されることも見出した。卵黄嚢ではShhではなく、類縁のIhhが発現するので、Ihh阻害による表現型と考えられた。血管新生関連遺伝子としてはNotch-1, Delta-like-4などの発現変化を認めた。今後これらの分子カスケードの解析を更に進める予定である。(3)エキスパンダーで伸展された単純性血管腫における血管新生関連遺伝子の発現変化成体における血管新生の例として、エキスパンダーで伸展された単純性血管腫の症例に着目した。

この症例では血管腫の伸展部位でも縫合創の離開が見られず、血管新生(血管腫組織の増大)を生じていた。組織の遺伝子発現変化を調べたところ、angiopoietin-1, Tie2の発現亢進を認めた。現在正常伸展皮膚を含む遺伝子発現の変化を検討中である。(1)hedgehogシグナル阻害マウス胚における血管新生の異常とその解析Sonichedgehog (Shh)に代表されるhedgehogシグナルは胎生期の重要なモルフォゲンだが、血管新生での役割は不明確である。本研究ではHedgehogシグナル阻害薬シクロパミンをマウス全胚培養系に投与し、胚の血管新生の異常を調べた。昨年度報告した卵黄嚢および神経管の血管新生の異常のほか、本年度は以下の検討を加えた。a.大動脈癒合過程の異常・・シクロパミンをE7.8-E9.5投与すると、本来一本の大動脈であるはずが、未熟な左右1対の背側大動脈の状態であり、Shhが下流でBMP-4,VEGFの発現を制御するためと考えられた。b.神経管血管新生の異常・・シクロパミンをE8.5-E10.2投与し、神経管への血管進入が阻害された。運動ニューロンがAngiopoietin-1を発現するため、Shhが運動ニューロンを誘導するためと考えられた。本年度は追加実験とともに論文投稿し、Genes to Cells誌に掲載決定した。(2)伸展された単純性血管腫における血管新生関連遺伝子の発現変化昨年度までの検討で、切除術の際に伸展された単純性血管腫症例の組織の遺伝子発現変化を調べると、angiopoietin-1,Tie2の発現亢進を認め、血管新生の促進すなわち血管腫組織の増大をきたしたと考えられた。本年度はこのデータにさらに検討を加え、論文投稿し、Annals of Plastic Surgery誌に掲載決定した。(3)bFGF投与褥瘡における異所性骨化本年度に行った解析である。bFGFは強力な血管新生因子として創傷治癒目的で臨床使用されるが、胎生期は骨誘導その他多彩な生理活性を持つ。本研究は2例のbFGF投与褥瘡での創内異所性骨化を報告したもので、胎児性形態形成因子の臨床応用のひとつの問題提起といえる。
新規ｉｎｔｒａｖｉｔａｌ蛍光イメージングシステムの開発とがん微小環境の解析

蛍光ズーム顕微鏡に直接共焦点レーザー顕微鏡のヘッドを装着し、マウスに移植した腫瘍塊の全体像から1細胞レベルまでズームアップで観察できる新規生体蛍光観察システムを開発した。実際に、ヌードマウスの皮下にヒトがん細胞を移植したがんモデルにおいて、リアルタイムでマクロからミクロへの画像変換を試み、がん組織内の血管の流れがわかる状態で、10倍以上ズームをスムースにかけることに成功した。一方、新規蛍光イメージングがんモデルとして、細胞周期とTGF-βシグナルを可視化できるがん細胞株を樹立し、カテプシンやMMPを含めた数種類のプロテアーゼ活性検出蛍光タンパク質プローブとともにin vivoで評価した。本研究の目的は、蛍光実体顕微鏡をベースに、マウスの全体像から細胞レベルまでの観察を高空間分解能で可能な新規intravital(生体)蛍光観察システムを開発することである。さらに、細胞周期を可視化するFucciシステムを駆使して、生体内で冬眠状態にあるがん幹細胞を同定し、がん幹細胞マーカーをスクリーニングすることも試み、一方でがん細胞内部のシグナル伝達を可視化するバイオセンサーや微小環境を可視化する各種蛍光プローブを開発し、がん幹細胞とがん微小環境の相互作用を時空間的に可視化し、その分子メカニズムを明らかにすることを行う。本年度は、蛍光実体顕微鏡AZ100をベースに、光源から検出系までを改良し、広い倍率を高空間分解能で可能な新規生体蛍光観察システムの設計を行った。さらに、細胞周期を可視化するFucciを導入したがん細胞株を数種類作製した。一方、プローブについてはTGF-βシグナルを可視化するプロモーターレポーター蛍光遺伝子の設計を行い、カテプシンKを含めた数種類のプロテアーゼ活性検出プローブの検討を行った。カテプシンKプローブについてはS/Nが悪く、in vivoでの使用が困難であることが判った。イメージングTgマウスについては、数種類のデザインを行うとともに、SCAT3.1アポトーシスイメージングTgマウスを入手し、掛け合わせを始めた、本研究の目的は、蛍光実体顕微鏡をベースに、マウスが生きている状態で、その全体像から細胞レベルまでの観察を高空間分解能で可能な新規intravital(生体)蛍光観察システムを開発することである。さらに、細胞周期を可視化するFucciシステムを駆使して、生体内で冬眠状態にあるがん幹細胞を同定し、がん幹細胞マーカーをスクリーニングすることも試み、一方でがん細胞内部のシグナル伝達を可視化するバイオセンサーや微小環境を可視化する各種蛍光プローブを開発し、がん幹細胞とがん微小環境の相互作用を時空間的に可視化し、その分子メカニズムを明らかにすることをおこなう。本年度は、蛍光ズーム顕微鏡AZ100をベースに改良した新規生体蛍光観察システムを実際に構築し、生体サンプルを使った画像取得をおこなった。また、同じ対象領域を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて生体サンプルの画像を取得し、得られた画像を比較検討した。さらに、AZ100に共焦点レーザー顕微鏡のヘッドを組み合わせるシステムのデザインをおこなった。一方、細胞周期を可視化するFucciを導入したがん細胞株を作製し、in vitroおよびin vivoで抗がん剤感受性などを含む細胞の機能解析をおこなった。イメージングTgマウスについては、細胞核でGFPが発現するマウスで基礎データを取得した。アポトーシスイメージングTgマウスに関しては、全身でSCAT3.1を発現するマウスを用いた生体イメージングの基礎実験を終了した。本研究課題では、蛍光実体顕微鏡をベースに、マウスが生きている状態で、その全体像から細胞レベルまでの観察を高空間分解能で可能な新規intravital(生体)蛍光観察システムを開発することである。さらに、細胞周期を可視化するFucciシステムを駆使して、生体内で冬眠状態にあるがん幹細胞を同定し、がん幹細胞マーカーをスクリーニングすることを試み、一方でがん細胞内部のシグナル伝達を可視化するバイオセンサーや微小環境を可視化する各種蛍光プローブを開発し、がん幹細胞とがん微小環境の相互作用を時空間的に可視化し、その分子メカニズムを明らかにすることを目的に研究を推進する。本年度は、昨年度に設計が終了したマウス全体から細胞レベルまでズームアップで観察できる新規生体蛍光観察システムを実際に構築した。具体的には、蛍光ズーム顕微鏡AZ100に直接共焦点レーザー顕微鏡A1のヘッドを装着し、光学系を最適化した。まず、はじめに、ヌードマウスの皮下にヒトがん細胞を移植したがんモデルのがん組織において、リアルタイムでマクロからミクロへの画像変換を試みた。その結果、がん組織内の血管の流れがわかる状態で、10倍以上のズームをスムースにかけることが出来た。一方、細胞周期を可視化するFucciを導入したがん細胞株については、昨年度作製した新たに数種類の細胞株を用いて、引き続きin vitroとin vivoで機能解析をおこなった。イメージングTgマウスについては、昨年検討した赤色蛍光タンパク質mCherryが発現するマウスに加え、より明るいtdTomatoが発現するマウスを準備し、基礎実験を開始した。アポトーシスイメージングTgマウスに関しては、全身でSCAT3.1を発現するマウスの準備が終わった。

本研究課題では、蛍光実体顕微鏡をベースに、マウスが生きている状態で、その全体像から細胞レベルまでの観察を高空間分解能で可能な新規intravital(生体)蛍光観察システムを開発することである。さらに、細胞周期を可視化するFucciシステムを駆使して、生体内で冬眠状態にあるがん幹細胞を同定し、がん幹細胞マーカーをスクリーニングすることを試み、一方でがん細胞内部のシグナル伝達を可視化するバイオセンサーや微小環境を可視化する各種蛍光プローブを開発し、がん幹細胞とがん微小環境の相互作用を時空間的に可視化し、その分子メカニズムを明らかにすることを目的に研究を推進する。本年度は、昨年度に構築し、最適化したマウス全体から細胞レベルまでズームアップで観察できる新規生体蛍光観察システムを用いて、実際にイメージングを行った。まず、昨年度のパイロットスタディーの結果をもとに、ヌードマウスの皮下にヒトがん細胞を移植したがんモデルを用いて、スキンフラップ法を施したのちにマクロからミクロのリアルタイムがん組織イメージングを行った。具体的には、腫瘍塊全体が観察可能な10x10 mm2から細胞レベルの観察可能な0.5x0.5 mm2までズームインを行い、同時に血管造影を行った。さらに応用として、透明な角膜組織で蛍光色素の流れをマクロからミクロで観察する機能解析に成功した。一方、細胞周期を可視化するFucciを導入したがん細胞株については、数種類の細胞株を用いて、in vitroとin vivoで抗がん剤耐性をスクリーニングした。mCherryやtdTomatoが発現するマウスおよび全身でSCAT3.1を発現するマウスの観察は終了した。本年度は、昨年度に引き続き、蛍光ズーム顕微鏡AZ100をベースに改良した新規生体蛍光観察システムと共焦点レーザー顕微鏡を用いて生体サンプルの画像を取得し、同一部位で得られた画像を比較検討した。一方、細胞周期を可視化するFucciを導入したがん細胞株を新たに数種類作製し、得られた細胞株を用いて、in vitroとin vivoで細胞の機能解析をおこなった。特にin vivoでは細胞動態の解析も合わせておこなった。
デモクラシー論における動員概念の規範的研究-参加概念との対比から

今日、デモクラシーをめぐる議論はかつてないほどの興隆を見せているものの、現代の民主主義論、特に20世紀後半のそれは概して「参加」という観念に取り憑かれてきたといえる。しかしながら現況として、統治や意思決定への市民参加の水準が著しく低いとすれば、参加の理念は民主主義の正統性を十分に担保しうるだろうか。本研究の見立てでは、このような参加理論のある種の無効化は、これらの想定ではうまく捉えられない、新たなアイデンティティ状況が出現しているためである。本研究が着目したのは、近年の政治理論や社会理論が明らかにしてきたように、参加の前提となるアイデンティティの存在がもはや自明でなく、それゆえアイデンティティの恒常的な不安定さが経験されているということであった。参加モデルが求めるシティズンシップの基準を満たす市民の存在をもはや当てにはできないとすれば、われわれにはデモクラシーを論じるための新しい言語の発明が求められている。このような問題意識のもと、本研究の目的は「動員mobilization」概念の民主主義的な可能性を検討し、それをデモクラシーの「動員モデル」として参加概念を補うものとして提示することであった。本年度はこのプロジェクトの最初の段階として、参加概念と動員概念を対比的に検討し、前者が今日的なアイデンティティ状況において困難な現実に直面していること、そして後者のパースペクティブから民主主義を再考する必要性を提示した。エルネスト・ラクラウやシャンタル・ムフのヘゲモニー概念を手掛かりにしながら、動員の言説の特徴を分析し、それがいかなる条件においてデモクラシーと相容れるのか、あるいは相容れないのかを検討し、論文を執筆した。(抄録なし)今日、デモクラシーをめぐる議論はかつてないほどの興隆を見せているものの、現代の民主主義論、特に20世紀後半のそれは概して「参加」という観念に取り憑かれてきたといえる。(抄録なし)
高品質ソフトウエアコンポーネントの自動抽出と検索に関する研究

コンポーネントベース開発とは、特定の標準に従ったソフトウェア部品(コンポーネント)を組み合わせて、新たな大規模・複雑・高品質なソフトウェアを効率よく開発する手法である。多様なソフトウェア群を効率よく生み出す開発技術の確立が社会的急務であり、これまでに標準を中心として研究実践が進められつつある。しかしながら、従来のコンポーネントベース開発手法および支援手法・環境は、最初から再利用を考慮して部品化されたコンポーネント群を扱うことを目的とする。従って、従来の手法・環境では、汎用性がありかつ部分的に有用な機能・データを含むにも関わらずコンポーネントとして開発されていないソフトウェア資産(例えばプログラム資産)を扱うことができない。そこで本研究では、部品化再利用を考慮せずに実装された大量のオブジェクト指向プログラム資産から、独立して再利用可能なコンポーネント群を自動的に抽出し、その品質を測定・評価し、一定の品質レベルを伴ったコンポーネントの単位で検索し、検索によって得られたコンポーネント群を組み合わせて得られる全体の品質を測定・評価する仕組みを実現した。具体的には平成18年度において、同仕組みの実現に必要な要素技術として、プログラムソースコードの種々の品質特性を多面的かつ体系だって定量評価する品質測定・評価枠組みの構築、プログラム部品を組み合わせて得られるコンポーネントベースシステム全体の複雑度(および保守性)測定法の実現、および、前年度までに実現済みのコンポーネント抽出手法を含めて全手法・環境を統合的に実装した高品質コンポーネント自動抽出の枠組みを構築した。同枠組みの利用により、大量のオブジェクト指向プログラム資産から開発者の目的に合致した高品質なコンポーネントを得て、新たな高品質ソフトウェアを効率よく開発することが可能となる。高品質・大規模なソフトウェアを効率よく開発するために、特定の規格に従ってソフトウェア部品としてのコンポーネントを開発し、コンポーネントを再利用し組み合わせて新たなソフトウェアを迅速に開発する手法(コンポーネントベース開発)が提案されている。しかしながら、従来のコンポーネント開発を支援する試みは、再利用することを前提として開発されたコンポーネントの扱いを目的とし、有用な機能を含むにも関わらずコンポーネントの集合として開発されていない既存のソフトウェア資産(例えばプログラム資産)を扱うことができない。そこで本研究では、コンポーネントの形態をとらない大量のオブジェクト指向プログラム資産について、独立して再利用可能かつ高品質なコンポーネントを自動的に抽出し、コンポーネントの単位で検索と再利用を支援する仕組みの実現を目指している。具体的には平成17年度において、同仕組みの実現に必要な要素技術として、コンポーネントの品質特性全体を定量化する測定法集合(メトリクス)の提案、プログラム解析に基づくコンポーネント抽出・接続手法の提案、および、全手法を統合的に実装した高品質コンポーネント自動抽出システムの構築を行った。本システムの利用により、大量のオブジェクト指向プログラム資産から開発者の目的に合致した高品質なコンポーネントを得て、コンポーネント間の自動的接続により新たな高品質ソフトウェアを効率よく開発することが可能となる。
現代チベット語における方言語の構文論研究-とくにLA格助詞に関わる記述的研究-

今年度は、予備的な調査ではあったが、中国青海省のアムド方言を調査することができた。チベット語アムド方言は、中華人民共和国の青海省、甘粛省、四川省にわたる地域で話されている方言である。中央方言に比べ、声調を持たず、有声・無声の対立を残している点でチベット語のより古い形態を残していると考えられている。1995年8月、青海省同仁県のアムド方言のデータを採取した。アムド方言は、中央方言に比べ古い音節構造を保持しており、子音の体系は複雑である。とくに、音節初頭では多くの子音が区別され、また、子音結合も多い。さらに、中央方言では失われているが、音節末においては、n,m,ngの区別を保持している。統語上、基本的にはSOV型の構造を持つ。中央方言と同じく能格型の格形式を示す。調査した方言では、古典語のla don(LA格助詞)は、先行する名詞の音節末子音(綴字上の添後字rjes'jug)を繰り返し、母音aを付加することによって表される。(ただし、再添後字yang'jugは消滅しており、繰り返されない。)今年度はLA格助詞の生起の記述を課題としていたので、存在文、所有文などのほかに使役構文の例を採取した。被使役者は中央方言と同様la don(LA格助詞)を付加することによって表されるが、1人称のnga「私」のときは弱化しており、他の場合は、上で述べたように音節末子音が繰り返されるタイプのla don(LA格助詞)が用いられる。また、中央方言では動詞句はV+du bcugとなるが、アムド方言ではV+gi bzhugが用いられ、中央方言とは大きく異なる。今回の調査は予備的なものであり、使役構文の例を収集してみたが、アムド方言の門をたたいた程度にすぎない。実際には、中央方言にはない助動詞など、きわめて興味深い例が見られるので、さらに調査を進める必要がある。
弥生〜古墳時代銅鏃の製作技術の研究

弥生古墳時代銅鏃研究のもととなる資料集成については,全国の遺跡・古墳出土資料約1300点の9割強に当たる1180点の実測図・寸法等のデータを集めることができた。それをもとに,製作技術の検討の出発点となる型式分類を試み,9系統15類型を設定できた。それらのうち主要かつ所属例数の多い系統(無篦被柳葉系・有篦被柳葉系)について,それらが一定本数まとまって出土した近畿地方の古墳の資料を中心に,形態・研磨技法・銅質等を重点として実地観察を行った結果,(1)弥生時代銅鏃は形状が不一定で個体差が大きいのに対し,古墳時代銅鏃にはおいては類型・系統毎にきわめて微細な技法・形状表現の規則(鏃身下縁・側縁S字カーブ,関部上面の段など)が段階的に成立し,最終的にはそれを厳密に遵守しながら規格性の強い個体群が量産されるようになること,(2)弥生時代銅鏃は錫分の少ない低劣な原料で製作されているのに対し,古墳時代銅鏃は錫分の高い良質の原料で製作されていることが判明した。また,(3)古墳時代銅鏃のうちでも,小墳墓や集落から出土するものは弥生時代の製品と変わらない特徴をもつ場合が普通であることにも注意された。以上の点から,古墳時代への移行とともに,弥生時代以来の実用的な銅鏃とは区別しうる儀器的色彩の強い銅鏃が創出され,鏡の〓製と軌を一にして量産が開始されるという銅鏃の形態・機能・製作体制における大きな画期の存在を見つけだすことができた。さらに,それが古墳時代前期の中央首長グループによる政治活動の痕跡を示している可能性を指摘できた。今後は,実体顕微鏡による製作痕観察をさらに推し進めることによって同一工房の製品群を抽出し,その製作および流通過程のより具体的な復元が期待できる。
有機珪素化合物を用いた炭化珪素エピタキシャル成長における表面反応過程

平成14年度は、Si(100)の清浄表面でのMMSまたはDMSによる反応について、RHEEDを用いて表面構造の変化をその場観察し、同時に表面の原子配列をSTMを用いて詳細に評価した。その結果、Sic(4×4)構造形成時の表面にはc(4×4)と(2×1)構造が共存しており、ラインプロファイル測定によりc(4×4)ドメイン内の格子は収縮しているのに対し、(2×1)構造のドメインのダイマー列間の距離は大きくなっていることが分かった。SiC核はMMSに比べDMSを用いる事でより高密度に形成されることが分かった。さらにDMSを用いた場合、直径5nm程度と小さいSiC核が、c(4×4)ドメインの配列方向と同じ<010>軸方向に沿って配列していることが原子間力顕微鏡(AFM)により観察された。このことからc(4×4)構造形成後に発生するSiC核は、より格子定数の近くなったc(4×4)構造上に形成されるのではないかと推察された。平成15年度には、本研究補助金で購入したマスフィルタをチャンバーに装着、反応表面から発生するラジカル・分子の同定の実験を行った。その結果、基板に吸着し分解したシリル及びメチル基は殆ど脱離することなくSi及びC原子となり基板内に拡散またはSiC核内に取り込まれ、残りの水素のみが脱離することが分かった。さらにRHEEDおよびSTM観察の結果と併せることによりc(4x4)構造形成前の段階で分子内に含まれるSiはダイマー欠損の修復にも寄与し、C原子は基板表面層内に拡散しc(4x4)構造の形成に寄与することが推察された。また昇温脱離スペクトルからもc(4x4)構造形成時の表面において表面のタイマーのバックボンドにSi-C結合を有する事が窺われ、XPS測定と同様にc(4x4)構造表面層にC原子が拡散していることが確認できた。申請者はこれまで反射高エネルギー電子線回折装置(RHEED)とX線光電子分光法(XPS)を用い、ジメチルシラン(DMS)とモノメチルシラン(MMS)各々のSi基板との反応によるSi表面の構造変化を解析し、吸着分子からの原子の拡散とSiC核発生過程について考察してきた。そしてXPSよりSiC核発生前に現れるSic(4x4)構造の表面層にSixCxアロイ層が形成されていることを見出し、またRHEEDパターンの変化から得られたSic核発生後の初期成長速度の活性化エネルギー値から、初期成長時の反応はSiC核表面の水素がSi表面のダングリングボンドに移動し、その後Si-H結合から水素が脱離することで進行するというモデルを立てた。しかしSiとSiCという大きな格子ミスマッチが存在する系では、格子歪みにより成長の活性化エネルギーが本来の原料分子のC-H結合からの水素脱離に必要なエネルギーより小さくなる可能性も否定できない。そこで本研究計画では走査型プローブ顕微鏡装置(STM)を用い、表面構造を原子スケールで直接観察すると共に発生核近傍での走査トンネル分光測定(STS)により水素原子の移動を調べる。さらに結晶成長チャンバーにマスフィルタを取り付け、有機珪素化合物の分解とSi表面からのラジカルの脱離過程をその場観察し、脱離種からのラジカルや原子の移動を調べ、有機珪素化合物とSi基板との反応過程、SiCの核生成・成長の全体像を解明することを目的に実験を行っている。

平成14年度は、第一段階として結晶成長チャンバー内でSi(100)の清浄表面を形成した後、いくつかの基板温度条件下、MMSを微量導入、RHEEDにより表面構造の変化をその場観察し、特徴的な構造が見られた各段階で反応を止め、その表面の原子配列をSTMを用いて詳細に評価した。その結果、Sic(4×4)構造形成時の表面にはc(4×4)と(2×1)構造が共存していること、またドメイン内の格子は収縮しているのに対し、(2×1)構造のドメインのダイマー列間の距離は大きくなっていることが分かった。また5[nm]程度の大きさのSic(4×4)ドメインがAFMで観察されたSiC核の配列方向と同じ<010>軸方向に沿って配列しているのが、観察された。このことからその後に発生するSiC核は、より格子定数の近いSic(4×4)構造上に形成されるのではないかと推察された。また、SiC核発生時のSiC核の周囲の領域に対するSTS測定から表面が水素原子により終端されていることを窺わせる特性が得られ、表面に吸着したMMSやSiC核表面から水素原子がSi表面に移動しその後Si-Hから水素が脱離するというモデルを支持する結果を得た。さらに本研究補助金で購入したマスフィルタを結晶成長チャンバーに装着、反応表面により発生するラジカル・分子の同定の実験を現在行っており、今後得られた実験結果を順次、学会で報告し論文にまとめてゆく予定である。申請者はこれまで反射高エネルギー電子線回折装置(RHEED)を用い、ジメチルシラン(DMS)とモノメチルシラン(MMS)各々のSi(001)-2x1清浄表面との反応によるSi表面の構造変化の解析を通して、SiC核発生までに生じる表面反応素過程について考察してきた。そしてXPS測定(ex-situ)よりSiC核発生前に現れるSi c(4x4)構造の表面層にSil-_xC_xアロイ層が形成されていることを見出した。同時に走査型トンネル微鏡装置(STM)を用い、Si(2x1)清浄表面からSi c(4x4)構造、そしてSiC核発生までの各段階おける表面構造を原子スケールで直接観察することによりRHEED観察結果との対応づけを行った。さらにマスフィルタを結晶成長チャンバーに取り付け、有機珪素化合物の反応によりSi表面から脱離する原子や分子、ラジカルを昇温脱離法により観察し、脱離の温度特性を調べ、有機珪素化合物のSi基板表面での反応過程や表面原子の結合構造を解明することを目的に実験を行った。平成14年度は、Si(100)の清浄表面でのMMSまたはDMSによる反応について、RHEEDにより表面構造の変化をその場観察すると共に表面の原子配列をSTMを用いて詳細に評価した。その結果、SiC核は基板のステップに沿って発生することはなくテラス上にも形成され、またMMSに比べDMSを用いた場合、より高密度に形成されること等が分かった。さらにDMSを用いた場合、直径5nm程度と小さいSiC核が、c(4x4)ドメインの配列方向と同じ<010>軸方向に沿って配列していることが原子間力顕微鏡(AFM)により観察された。これらの結果をもとに平成15年度には、本研究補助金で購入したマスフィルタをチャンバーに装着、反応表面から発生するラジカル・分子の同定の実験を行った。その結果、基板に吸着し分解したシリル及びメチル基は殆ど脱離することなくSi及びC原子となり基板内に拡散またはSiC核内に取り込まれ、残りの水素のみが脱離することが分かった。さらにRHEEDおよびSTM観察の結果と併せることによりc(4x4)構造形成前の段階で分子内に含まれるSiはダイマー欠損の修復に寄与し、c原子は基板表面層内に拡散しc(4x4)構造の形成に寄与することが推察された。
小胞体Ｃａ２＋取り込みと連動するカウンターイオン輸送体

機能的な小胞体Ca2+ストアが成立するためには、内腔側の陰荷電を効率的にカウンターイオンにて中和する機構が必要であると仮想されている。研究代表者らが分子同定したTRICチャネルはK+チャネルとしてカウンターイオン動態に寄与することが示唆されているが、他のチャネルやトランスポーターの寄与も強く示唆される。その検索を目的とした本研究にて、in silicoまたは単クローン抗体によるスクリーニングにて筋小胞体膜タンパク質Tmem52とミツグミン56が新規に見出された。両タンパク質の小胞体Ca2+ストア機能への関与が期待される。様々な細胞機能を制御する生理的な小胞体Ca2+が成立するためには、内腔側の陰荷電を効率的にカウンターイオンにて中和する機構が必要であると仮想されている。研究代表者らが分子同定したTRICチャネルは、細胞内膜系に分布するK+チャネルとして、Ca2+放出時のカウンターイオン動態に寄与することが示唆されている。しかしながら、TRICチャネル以外にもカウンターイオン動態に寄与するチャネルやトランスポーターが依然として想定されることから、その候補膜タンパク質の分子検索を本研究の目的とした。昨年度のin silico検索にて注目された膜タンパク質Tmem52については、免疫化学実験にて筋小胞体の分布パターンが示唆されたが、siRNAノックダウン実験では筋小胞体Ca2+放出への寄与は確認できなかった。平行して遂行した遺伝子ノックアウトは順調に進展し、数か月以内にTmem52欠損マウスが得られるものと期待される。また、免疫抗体法による検索により、Ca2+放出部位である筋小胞体終末部に特異的に分布するミツグミン56が見出された。分子構造上は膜貫通型脂肪酸転移酵素ファミリーに所属するミツグミン56についても、小胞体Ca2+放出への関与が期待される。小胞体が細胞内カルシムストアとしての生理機能を発揮するためには、Ca2+の取り込みと放出に伴い発生する膜電位をカウンターイオンにより中和する機構が必要であると想定されている。研究代表者のグループでは、小胞体Ca2+放出チャネルと連動するカウンターイオンチャネルの最有力候補分子としてTRICチャネルを発見して、その筋細胞における生理的および病理的機能の解明を現在進めている。一方では、小胞体Ca2+ポンプと連動する未知のカウンターイオンチャネルの存在が予見されるため、その分子実体の解明を目指した挑戦的な試みを本研究では立案した。H24年度には単クローン抗体による筋小胞体膜タンパク質の検索実験を遂行したものの、新規分子同定には至らなかった。しかしながら平行して遂行されたゲノムデータベース解析と組織別遺伝子発現解析を組み合わせたin silico検察により、TMEM58などの数種の筋特異的膜タンパク質が見いだされた。これら機能未知分子に関して、抗体による局在分布の検討やsiRNAノックダウン検討が予定されている。筋小胞体膜タンパク質の検索にて、単クローン抗体法により候補分子は得られなかったが、in silico法により数種の筋特異的膜タンパク質が見いだされた。H24年度のin silico検察により得られた数種の筋特異的膜タンパク質の中から、筋小胞体に分布するものを免疫抗体法で見い出すとともに、培養筋細胞においてsiRNAノックダウンにより、そのタンパク質の小胞体Ca2+ハンドリングへの寄与を検討する。1)免疫化学実験:抗体作成に向けたペプチド合成、小動物への免疫や蛍光組織染色2)ノックダウン実験:解析標的に対するsiRNA合成、筋細胞の培養や蛍光イメージングによるCa2+ストア機能評価該当なし
光励起状態の固液界面に於けるフリーラジカルの生成ダイナミクス

白金電極上で進むフォルムアルデヒドの電気化学的4電子酸化反応を、電気化学的な手法と表面選択的なレーザー非線形分光法を組み合わせて研究し、双安定な多電子移動電極反応物理化学を解明する。三年間に渡る研究を通して、以下の成果を得た。(1)白金電極上でフォルムアルデヒドを電解酸化すると、電極電位や電流が、自発的に非線形発振するとが解った。(2)自励発振を行っている電極表面に、水素パルスを輸送すると、発振波形は過渡的な変化を経て、無摂動状態とは大きく異なるリミットサイクルに到る。この波形は、水素パルス形状によって鋭敏に変化した。(3)パルスYAGレーザーの第2高調波を励起光に用いて、表面からの2次高調波発生強度を観測すると、長寿命の酸化中間体である吸着一酸化炭素の被覆率が観測できる事が明らかになった。(4)電気化学測定と表面2次高調波測定を併用すると、ファルムアルデヒド/白金系の非線形な負性抵抗は吸着一酸化炭素が担っている事が明らかになった。(5)フォルムアルデヒドが白金電極上で解離吸着して吸着一酸化炭素が生成する過程の速度を、光脱離と電流の過渡応答から求めた。
酸化的環化反応の制御による含窒素拡張パイ共役系の自在合成と電子構造の解明

本研究では,これまでに我々が開発した窒素で連結したパイ共役系誘導体の電子特性を手がかりにし,酸化的環化反応を鍵反応に用いて新奇な構造を持つ含窒素拡張パイ共役系化合物の自在合成に取り組む.また合成した含窒素拡張パイ共役系の光学物性と構造評価および励起状態と酸化状態の物性解明も行う.得られた知見から電子特性と分子構造の相関を明らかにし,正孔輸送材料など新規機能性材料への応用を目指す.本研究では,これまでに我々が開発した窒素で連結したパイ共役系誘導体の電子特性を手がかりにし,酸化的環化反応を鍵反応に用いて新奇な構造を持つ含窒素拡張パイ共役系化合物の自在合成に取り組む.また合成した含窒素拡張パイ共役系の光学物性と構造評価および励起状態と酸化状態の物性解明も行う.得られた知見から電子特性と分子構造の相関を明らかにし,正孔輸送材料など新規機能性材料への応用を目指す.
次世代型糖鎖抗体を用いた新しい臨床検査法の開発と病態解析

糖鎖とペプチドを同時に認識する次世代型糖鎖抗体を用いて、新しい糖鎖バイオマーカーの開発と糖鎖による病態解析を行う。新たに作成した次世代型糖鎖抗体のエピトープ解析を、抗体カラムやマススペクトロメトリー解析によって行う。糖鎖構造が変化した特定の糖タンパク質(フコシル化ハプトグロビン、フコシル化Mac-2bp、フコシル化AFP)が、がん組織で産生される分子機構を明らかにする。様々な疾患/病態における新規糖鎖バイオマーカーの有用性を検討し、企業との共同研究を深めて、新しい臨床検査法の開発、診断キットの作成を目指す。
超高齢社会での安全な福祉車両の運転を実現するビジュアルアシスト制御の効果分析

超高齢社会では,支援の必要な高齢者でも自力で福祉車両の運転ができるようになれば,活動範囲が拡大されQOL(生活の質)は大幅に向上する。本研究課題では,拡張現実(AR)を用いて高齢者を含むシステム全体の操縦性能を向上するアシスト制御系を構築し,高齢者の自立に向けた福祉車両の運転支援システムの研究とその効果分析を行う。提案するアシスト制御系は,ARを使って仮想世界と現実世界の車両を隊列する新しい操縦法である。ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を使って車両の動きを可視化し,その先行仮想車両に対して現実の車両との間に仮想隊列を構成した。福祉車両のユーザはHMDに投影された仮想車両を操作し,その操作により仮想隊列に連なる搭乗車両を間接的にかつ安全に運転する。H29年度はUnityを使って仮想車両を設計し,ドライバの頭部姿勢を反映したリアリティの高い仮想車両システムと,モデル誤差補償系を使ったロバストな車両制御システムを実装した。また福祉車両STAViを使ったビジュアルアシスト制御系のプロトタイプを設計した。H30年度はこのプロトタイプを使って様々な実験を行い,操縦の容易性や走行精度など操縦性の評価を行った。特に,超高齢社会のアシストは単なる自動化により改善するものではなくリハビリの視点でも考える必要がある。仮想空間と現実空間を利用した操縦技法の改善が期待される。そこで,拡張現実を用いた空間共有(シェアリング)技術を利用したトレーナとユーザの運転トレーニングについて検討した。シェアリングを用いることで利用者だけではくトレーナも実時間で同じ空間を共有することで,適切なトレーニングが可能となることを示した。H29年度はHoloLensを使って車両の動きを可視化し福祉車両STAViを使ったビジュアルアシスト制御系のプロトタイプを設計した。今年度は拡張現実を使った福祉車両の操縦システムにおける空間共有技術を利用した新たなトレーニングについて研究を行った。研究の経過は,国際学会を中心に発表を行っている。またH29年度の結果は,機械学会論文誌に採択され掲載されている。H31年度は,予定通り注視点情報を用いたスキル習熟の分析を行う予定である。現在,注視点情報を実時間で計測表示手法を開発しており,注視点の移動と熟練の関係について国際学会で発表する予定である。超高齢社会では,支援の必要な高齢者でも自力で福祉車両の運転ができるようになれば,活動範囲が拡大されQOL(生活の質)は大幅に向上する.福祉車両は高齢者でも広所では操縦はできるものの,周辺認知能力の低下に伴い,狭所では壁への衝突や方向転換で身動きがとれないなどの問題が起こる.新たに使い始めた福祉車両の操作習熟も高齢者は困難になる傾向もあり,操作機能と認知機能を同時に補償する安全なアシスト手法が求められる.高齢者の福祉車両の運転支援は,(A)自動運転と(B)操縦アシストの2つのアプローチがある.ここでは,運転の認知系や判断系を同時に支援する(B)の研究を行うとともに,有効な福祉車両の自動運転について検討をする.本研究課題では,拡張現実感(Augmented Reality:AR)を用いて高齢者を含むシステム全体の操縦性能を向上するアシスト制御系を構築し,高齢者の自立に向けた福祉車両の運転支援システムの効果分析を行う.提案するアシスト制御系は,ARを使って仮想世界と現実世界の車両を隊列する新しい操縦法である.まず,平成29年度はHoloLensを使って車両の動きを可視化し,その先行仮想車両に対して現実の車両との間に仮想隊列を構成した.操縦者はHoloLens上に投影された仮想車両を操作し,その操作により,仮想隊列に連なる搭乗車両を間接的に運転する.Unityを使って仮想車両をデザインし,ドライバの頭部姿勢を反映した仮想車両システムとモデル誤差補償系を使ったロバストな車両制御システムを実装した.次に福祉車両STAViを使ったビジュアルアシスト制御系のプロトタイプを設計し,このプロトタイプを使って様々な実験を行い操縦の容易性や走行精度など操縦性の評価を行った.平成29年度はHoloLensを使って車両の動きを可視化し,その先行仮想車両に対して現実の車両との間に仮想隊列を構成した.操縦者はHoloLens上に投影された仮想車両を操作し,その操作により,仮想隊列に連なる搭乗車両を間接的にかつ安全に運転する.Unityを使って仮想車両をデザインし,ドライバの頭部姿勢を反映したリアリティの高い仮想車両システムと,モデル誤差補償系を使ったロバストな車両制御システムを実装した.このシステムを福祉車両STAViに実装し,ビジュアルアシスト制御系のプロトタイプを設計した.このプロトタイプを使って実験を行い,操縦の容易性や走行精度など操縦性の評価を行った.また,HoloLensを使った自動運転の開発も先行して行っている.超高齢社会では,支援の必要な高齢者でも自力で福祉車両の運転ができるようになれば,活動範囲が拡大されQOL(生活の質)は大幅に向上する。

H29年度はUnityを使って仮想車両を設計し,ドライバの頭部姿勢を反映したリアリティの高い仮想車両システムと,モデル誤差補償系を使ったロバストな車両制御システムを実装した。また福祉車両STAViを使ったビジュアルアシスト制御系のプロトタイプを設計した。H30年度はこのプロトタイプを使って様々な実験を行い,操縦の容易性や走行精度など操縦性の評価を行った。特に,超高齢社会のアシストは単なる自動化により改善するものではなくリハビリの視点でも考える必要がある。仮想空間と現実空間を利用した操縦技法の改善が期待される。そこで,拡張現実を用いた空間共有(シェアリング)技術を利用したトレーナとユーザの運転トレーニングについて検討した。シェアリングを用いることで利用者だけではくトレーナも実時間で同じ空間を共有することで,適切なトレーニングが可能となることを示した。H29年度はHoloLensを使って車両の動きを可視化し福祉車両STAViを使ったビジュアルアシスト制御系のプロトタイプを設計した。今年度は拡張現実を使った福祉車両の操縦システムにおける空間共有技術を利用した新たなトレーニングについて研究を行った。研究の経過は,国際学会を中心に発表を行っている。またH29年度の結果は,機械学会論文誌に採択され掲載されている。スキルが未熟なうちは認知・操作の関係が固定化されていないが,『慣れ』により操作系が形づくられ安定した操作ができると考えられている。しかし,高齢者の場合は長期間操縦が安定しないという報告もある.平成30年度は,予定通り注視点情報を用いたスキル習熟の分析を行う予定である.健常者による予備実験では失敗を繰り返し学習するより,ARを使って仮想先行車両を操作する方が運転は容易であり,学習も早く進む傾向があることがわかった.しかし,健常者の『慣れ』は想像以上に早く,十分な実験例が得られない.そこで,高齢者での実験の前に高齢者体験キットを使った評価を行う予定である.H31年度は,予定通り注視点情報を用いたスキル習熟の分析を行う予定である。現在,注視点情報を実時間で計測表示手法を開発しており,注視点の移動と熟練の関係について国際学会で発表する予定である。ほぼ予定通り当該助成金を使用した.次年度は,走行評価のための部品・装置を購入予定である.また,国内外の学会で発表,投稿して研究成果を発表予定である.年度内に物品の検収ができなかったため.