hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
赤道域の積雲対流と大気波動に関するゾンデ観測とデータ同化モデリングによる研究

赤道域においては積雲対流が極めて活発であり、これにより励起される大気波動が上方伝搬して下層・中層大気の循環に大きな影響を与え、さらに熱圏へのエネルギー輸送においても大きな働きをなす。本研究では時間空間サンプリングの限られる「観測」だけでは明らかにできないこのような過程を解明するために、まずこれまでに蓄積された観測データを幅広く活用するとともに、新たな高精度観測をインドネシア域で行い、これらを用いてデータ同化手法をもちいた数値モデリングを行うことで得られる4次元データセットを観測と詳細に比較することで観測と数値モデルの有機的結合をはかり、積雲対流と大気波動の詳細なメカニズムを明らかにした。まず、高精度水蒸気ゾンデ観測をインドネシアにて行うことで、対流圏界面付近の微量な水蒸気量の変動を明らかにし、積雲対流に伴う赤道域の物質輸送を明らかにした。さらに、大気光イメージング観測をインドネシア域で1年以上にわたって行うことで、赤道域の中間圏界面付近の小スケール重力波の年周変化を世界で初めて明らかにし、積雲対流の水平分布が大きな影響を与えることを示した。さらに長期間のMLT領域レーダー観測の結果を解析して衛星データと比較することで、赤道域中間圏界面の季節内振動と下層起源の大気波動の関係を明らかにした。さらに観測データを取り込んだ3次元数値モデルを用いて、積雲対流が励起する大気重力波が中間圏界面領域まで伝搬して砕波する詳細を初めて明らかにし、大気光イメージャ観測の結果を詳細に比較検討することで、中間圏界面での重力波の励起・伝搬・砕波と大気不安定構造のメカニズムを明らかにした。今後、モデルの広域化・精密化をはかるとともに、新たな衛星観測なども取り込むことで大気波動の下層・中層大気内での全地球的なインパクトの研究に発展できるものと期待される。積雲対流による大気重力波励起の数値実験1992-1993年に行われた赤道域西太平洋での集中観測TOGA-COAREの観測データをメソスケールモデルARPSに取りこんで、3次元モデル中で発生する積雲対流により励起される大気重力波を調べた。モデルに分子粘性の扱いを追加するなどの変更を施して、地表面から高度120kmまでをカバーした。これは世界で始めての、降水過程を含むメソスケールモデルによる熱帯中間圏以上を含むシミュレーションである。本研究の結果、積雲対流が活発に重力波を励起することが示され、中でも位相速度の絶対値が50m/s以上の波動は中間圏を通り越して熱圏下部に達することが示された。一方、高度とともに波動の振幅が成長し、波-波相互作用が起きることから、平均流がほぼ一様にゼロに近い場合も、上記以下の位相速度の小さい波動は伝播しにくいことがわかった。また、中間圏界面に達する波動のほとんどは対流圏において生成され、成層圏以上での波動の生成は弱いことが示された。以上の成果に関し投稿論文を準備中である。高精度水蒸気ゾンデによる観測平成12年12月にインドネシアにて、対流圏界面近傍の微量な水蒸気および気温を測れる高精度水蒸気ゾンデとオゾンゾンデによる観測を行った。これにより、対流圏界面付近の波動と水蒸気量の関係を調べている。水蒸気量を対流圏起源で温度履歴つきトレーサーとして解釈し、オゾンを成層圏起源の保存的トレーサーとして扱うことで、大気波動に伴う赤道域の成層圏・対流圏の物質交換を調べる研究に着手した。本研究では、赤道域における活発な積雲対流が大気波動を通じて対流圏・成層圏・中間圏の循環に大きな影響を与えていることの全貌を、観測と数値計算の複合によって明らかにすることを目的としている。

本年度は、とくに大気波動の観測でもその上限高度にあたる,中間圏界面付近の観測を重点課題に挙げ、インドネシアのジャワ島でおこなっている大気光イメージャによる大気重力波の観測の改良を行った。すなわち、24時間自動観測するイメージャシステムに、赤道域の高温で安定に動作するための種々の改良を加え、これまでに1年以上の期間にわたり貴重な大気重力波のデータベースを取得した。とりわけ天候の悪い雨季(10-2月)については、安定な観測データの取得によるサンプルの増加がデータの信頼性を向上するのに有効となった。中緯度と違った積雲対流の分布に強く影響された伝搬方向が発見され、種々の考察が加えられた。一方、数値モデリングにおいてもラジオゾンデ観測のキャンペーンデータを同化し、3次元の高分解能シミュレーションを行い、さらにこのモデルを高高度までに拡張することを行い、モデルで発生する大気波動とそれによる物理パラメータ変動を詳細に解析した。その結果、大気光イメージャでしばしば観測される典型的な中間圏界面の構造が再現されていることが確認できた。またインドネシア内のジャカルタ流星レーダー・ポンティアナMFレーダーを用いて中間圏風速などの観測データを蓄積した。以上のほか、10-12月に行われたオーストラリアでの大気波動観測キャンペーン期間にはインドネシアでも特に重点的な観測を継続した。以上のように本課題は本年度も問題なく進展した。本研究課題では、赤道域で活発に励起される積雲対流で励起され、対流圏・成層圏・中間圏を伝搬し、砕波して、大気循環に大きな影響を与える大気波動について解明することを、観測とモデリングにより行った。まず、昨年までにインドネシア域およびオーストラリア北西部で行ったラジオゾンデを中心とするキャンペーン観測と、さらにインドネシア域を中心に長期観測を行っている流星レーダー・中波レーダー・大気光イメージャのデータを整理してデータベース化し、重力波の振る舞いとくに赤道域での活発かつ積雲対流活動に強く左右された活動を明らかにした。また、昨年までに開発した数値モデル(3次元領域モデル)を高分解能に改良して、赤道域の観測データおよび客観解析データを同化したモデリングを行って、大気波動の振る舞い、とくにこれまで未解明であった中間圏界面領域での重力波の砕波と不安定構造の詳細を明らかにした。さらに、これまでに蓄積された観測データとモデル結果を考察し、積雲対流と大気波動の長期的な変動過程について知見を得た。とくに、中間圏・下部熱圏での大気潮汐波や重力波の季節内振動的振る舞いが衛星観測データ等から得られる積雲対流活動と密接に関連して変動する過程を詳細に明らかにした。以上から、積雲対流と大気波動の相互作用系について、とくに中低緯度の小スケールの重力波に関して励起伝搬砕波過程の解明に著しい成果が得られた。さらに、今後モデルを広域化精密化するとともに、新たな衛星観測などの新規情報も取り込むように発展させることで大気波動の下層・中層大気内での全地球的な大気波動のインパクトの研究に発展できると期待される。
末梢静脈怒張法に関するガイドライン作成に向けた試み－タッピング法の効果の検証

最終年度は、前年度の学会発表などで受けた助言を踏まえ、データをより綿密に分析した。そして、それを原著論文としてまとめ、現在は英文誌に投稿中である。論文の概要としては、第37回日本看護科学学会学術集会(平成29年12月、仙台)において「末梢静脈穿刺におけるタッピング法の効果の検証ー静脈穿刺困難者を対象としてー」というタイトルで発表した以下に示す内容に基づくものである。対象は、駆血後の怒張度得点が0点3点(触知できるが分かりにくい)の人の肘窩部正中皮静脈とし、調査測定項目は、年齢、BMI、血圧、静脈要因(断面積、深さ、隆起)などとした。実験手順は、座位での安静後に、60mmHgで駆血し、駆血40秒後からタッピングする/しないを実施し、その後(駆血45秒後)、怒張度の評価と血管撮影(超音波画像診断装置FUJIFILM SonoSite M-TURBOを使用)を行った。各被験者にタッピングする/しないの2種類の実験を同一日に行い、その順序は無作為とした。本研究の結果、タッピング法の効果としては、タッピングしない群よりもする群において、断面積に有意な増大(p<0.01)と、深さに有意な短縮(p<0.05)が認められた。したがって、タッピングをすれば針を穿刺する深さが短縮し、神経損傷などのリスクを回避するなどの安全な静脈穿刺につながることが示唆された。最終年度の分析では、上述の内容に加え、本研究のサンプルサイズについて新たに分析を追加し、その妥当性を明らかにすることができた。さらに、実験データから静脈穿刺の成功について数値で示し、タッピングの静脈怒張効果をより客観的に示すこともできた。採血などの末梢静脈穿刺では、駆血しても静脈の目視や触知の程度(以下、静脈怒張度)が低い、いわゆる血管が浮きにくい人に対して、マッサージや叩く(以下、タッピング)方法が推奨されており、実際にもよく行われている。しかし、これらの方法の静脈怒張効果を詳細に検証した研究はほとんどなく、効果が不確かなまま経験的に実践されている現状がある。これまでの研究成果から、静脈怒張を高める方法としてタッピング法が有効であるという知見が得られたが、これは血管が浮きにくい人だけを対象とした結果ではない。本研究では、対象を血管が浮きにくい人に限定し、血管が浮きにくい人に対してもタッピング法が有効な静脈怒張法であるかを前研究と同様の方法で検討することを目的とした。このように、対象を血管が浮きにくい人とすることで、静脈穿刺が困難なケースを想定した、より実際に近い評価ができると考えている。平成28年度は、次年度から本実験を開始するための準備を行った。まず、研究計画書を所属機関の倫理委員会に提出し、承認を得た。そして、本研究を遂行するために必要な種々の実験機器を購入・整備した。本研究では、リアルタイムで静脈の変化を直接的かつ連続的に観察・記録することができる超音波診断装置(以下、エコー)を用いて、静脈の断面積・深さ・膨らみの高さを測定する。エコーには様々な種類があるが、本研究のように静脈を扱うときには専用のプローブを用いて血管断面積や血流などが描出できるものを選択する。使用するエコーの種類や性能が実験データの正確性や実験効率に影響する可能性があるため、その選定には時間を要し、前倒し支払請求の手続きも行った。さらに、実験方法を再検討するとともに、実験手技を熟練させデータの信頼性を確かなものとするための予備実験とトレーニングを行った。これと同時に、本研究で対象とする血管が浮きにくい被験者の確保にも努めた。平成28年度は、1所属機関の倫理委員会で承認を得ること、2実験方法の再検討と予備実験および実験手技のトレーニングを行うこと、3被験者の人数確保を行うことを計画立案していた。まず上記1については、研究計画書を所属機関の倫理委員会に提出し、承認を得ることができた。上記2については、予備実験と実験手技のトレーニングを行うことができた。しかしながら、実験手技を熟練させデータの信頼性を確かなものとすることに関しては、タッピング手技の統一を含めた実験手技の習熟度が十分とはいえない状況にあるため、本実験に移行できるようにトレーニングを継続していく必要がある。上記3については、本研究で対象とする血管が浮きにくい被験者の確保に努めたが、予定人数の確保までには至っていない。他方、研究計画策定の当初、被験者確保に時間がかかり研究スケジュールが計画どおりに進まないことに対する方策として、該当する被験者が確保できれば予定を繰り上げて本実験を開始することを予定していた。しかしながら、上述のとおり実験手技の習熟度が十分とはいえない状況にあることから、本実験を開始することを延期している。この点においても、実験手技の習熟度を上げる必要性を急務と考えている。平成29年度は本実験で得られたデータを分析し、その結果を第37回日本看護科学学会学術集会において「末梢静脈穿刺におけるタッピング法の効果の検証ー静脈穿刺困難者を対象としてー」というテーマで発表した。以下に研究の概要を記す。対象は、7段階の静脈怒張度尺度(まったく触知できない:0点十分触知できる:6点)を用い、駆血後の怒張度得点が0点3点(触知できるが分かりにくい)の人の肘窩部正中皮静脈とした。

事前調査の結果、男性4名、女性16名の合計20名が研究対象となった。タッピングの手技は、人差し指と中指で1秒に2回の速さで10回(5秒間)軽く叩くという方法をとった。調査測定項目は、年齢、BMI、血圧、静脈要因(断面積、深さ、隆起)などとした。実験手順は、座位での安静後に、60mmHgで駆血し、駆血40秒後からタッピングする/しないを実施し、その後(駆血45秒後)、怒張度の評価と血管撮影(超音波画像診断装置FUJIFILM SonoSite M-TURBOを使用)を行った。各被験者にタッピングする/しないの2種類の実験を同一日に行い、その順序は無作為とした。得られたデータは、符号検定(怒張度)とWilcoxon signed-rankstest (静脈要因)を用いて分析した。本研究の結果、対象者の平均年齢は、20.4±1.0歳、BMIは24.0±4.9、血圧は109±24.1/71.1±19.1mmHgであった。タッピング法の効果としては、タッピングしない群よりもする群において、断面積に有意な増大(p<0.01)と、深さに有意な短縮(p<0.05)が認められた。したがって、タッピングをすれば針を穿刺する深さが短縮し、神経損傷などのリスクを回避するなどの安全な静脈穿刺につながることが示唆された。平成29年度は、1被験者を確保することと2本実験を開始してデータ集計を行うことを計画立案していた。まず上記1については、本研究が対象とする駆血後の怒張度得点が0点3点(触知できるが分かりにくい)の人を年度の初頭に男性4名、女性16名の合計20名確保することができた。その際には、被験者に研究目的・意義・方法について文書および口頭で説明し、署名をもって同意を得た。また、研究への参加・中断の自由、個人情報については秘密を厳守し、収集した情報は集団統計解析結果として看護学と医学領域の研究のみに使用することや具体的な研究内容を知りたい時は研究者に情報を求めることができることを説明するなど、倫理的配慮に留意した対応がとれた。次に上記2については、実験手技を安定・統一させるためのトレーニングを積んでいたため、被験者確保後スムーズに本実験を行うことができた。また、本実験において苦痛を訴える被験者はおらず、実験の中断や中止をすることもなく安全に行うことができた。データ集計については、正確性を保つために慎重に行い、得られた結果は妥当なものであった。さらに、当初の計画に加え、最終年度に予定していたデータ分析と研究成果の学会発表を行うことができた。データ分析には他大学の共同研究者の協力を得て、結果の信頼性や妥当性の担保に努めた。学会発表では、平成29年12月に開催された第37回日本看護科学学会学術集会において発表した。その際、フロアから質問や建設的な意見を得ることができ、今後研究成果をまとめ上で有益な経験となった。以上より、本研究のスケジュールは円滑に進められていると判断した。最終年度は、前年度の学会発表などで受けた助言を踏まえ、データをより綿密に分析した。そして、それを原著論文としてまとめ、現在は英文誌に投稿中である。論文の概要としては、第37回日本看護科学学会学術集会(平成29年12月、仙台)において「末梢静脈穿刺におけるタッピング法の効果の検証ー静脈穿刺困難者を対象としてー」というタイトルで発表した以下に示す内容に基づくものである。
単一電子イメージングを利用した静電場測定技術の原理実証

本研究は、真空中に取り出した単一電子イメージング技術の確立およびこれを利用した静電場測定手法の原理実証である。紫外光をある条件を満たす標的に照射することで、低速電子を放出させることができる(光電効果)。その電子を特別な検出器(MCP)によってイメージングを行い、この手法の確立を目指すものである。また、標的に導体を利用した場合、電圧を印加し、その値を変化させるとイメージングの取得レートが変化することがわかっており、この情報を用いることで電場測定を試みる。イメージングには成功し、標的選定やMCPシステムの改良を進めることができた。精査や電場測定の実証については今後詰めていく予定である。本研究は、真空中に取り出した単一電子イメージング技術の確立およびこれを利用した静電場測定手法の原理実証を行うというものである。紫外(UV)光を仕事関数の小さい標的に照射することで、光電効果によって低速電子を放出させ、その電子を二次元検出器(MCP)によってイメージングする。UV源および標的の選定を進め、さらにMCPにてエネルギー情報も捉えることによって単一電子イメージングを行う。この手法の最適化により、精度の高いイメージング技術の確立を行う。また、標的に導体を利用した場合、電圧を印加し、その値を変化させるとイメージングの取得レートが変化することがわかっており、この情報を複数の電子放出点で取得することで電場測定を試みる。今年度は、真空チェンバの利用時期が限られていたため、新たに導入したマルチパッド読み出しを用いるMCPの信号読み出し系回路の試作を進めた。そして、その読み出し系の性能評価を進め、まずは真空チェンバを使用する必要のない光電子増倍管を利用した試験を行った。さらにその評価を進めるためにビーム試験等にも応用させ、十分使えそうであることがわかった。一方で、システムのコンパクト化のためのUVLEDの準備、および標的の選定を進めた。また、標的から放出した電子をMCPまで誘導するためのガイド電場ケージのデザインもはじめた。完全な確立までは進められなかったが、上記を踏まえたMCPシステムの構築、標的絞込みを基に、系統的なスタディを進めることで、精度向上が見込まれる。また、本研究内容については研究会にて発表を行い、議論を進めることができた。その結果、更なる応用の可能性も出てきたため、それについても検討していく予定である。真空チェンバの構築を考えていたが、予算の都合上難しくなった。そこで、申請者の所属する機関にて代替品を見つけ、使える状態にはなったが、他への利用がメインのものであったため、使用期間が限られてしまい、当初の予定通りの進捗にはいたらなかった。しかし、その代替案としてMCPシステムの読み出し回路系の試作や、それを利用したスタディを進めることができ、また、UV照射標的から放出する電子の輸送用ガイド電場ケージのデザインもはじめることができた。さらに、本研究に関して研究会発表にて議論した結果、更なる応用可能性も出てきたため、その検討もはじめられるようになった。今後は上記を踏まえて効率的に研究を進められると考えられる。以上のような問題が起こってしまったが、その対処として予定の方向転換を行い、進められる部分は進めることができた。しかし、研究計画全体としてはやや遅れている状況と考えられるため、この区分であると判断した。今年度は、昨年度の結果を踏まえ、MCPシステムのセットアップを進めた。予算の都合から新たな真空チェンバ製作は断念し、別の既存のチェンバの利用を計画していたが、使用制限もあったため、完全なところまでは至らなかった。しかし、並行してより取得レートを精度よく測定するために別途新たなMCPの準備を進めることができた。レートに深く関連するUVLEDの光量を見積もるため、UVに感度あるMPPCを用いた光量測定を進め、現在定量評価を行っているところである。完全な確立までは進められなかったが、読み出し回路も含めたMCPシステムの構築、UV源の準備とその高精度化のための準備を進め、上記を踏まえた系統的なスタディを進めることで、全てを合わせた試験をできる状況にまで至った。最終年度に達してしまったが、現在も試験等を進めており、この結果については今後学会や論文等で発表する予定である。

イメージングには成功し、標的選定やMCPシステムの改良を進めることができた。精査や電場測定の実証については今後詰めていく予定である。今年度の進捗状況を基に、MCPシステムの構築、試験を進め、まずはこの新たなMCPシステムを用いた単一電子イメージングを行う。その結果を基に、UV光源や標的、放出電子のガイド電場等の系統的なスタディを進めることで精度向上を図る。さらに、可能であれば、UVLEDを実装する等の更なる改良を加え、コンパクト化を進める。また、電場測定のための準備を進め、原理実証を行う。電場シミュレーション等も行い、MCPゲインや電子ガイド電場、標的といった各種パラメタにおける系統的なスタディと合わせて定量的な評価まで行う。上記の結果については、論文や学会発表にてまとめる。MCPシステムの読み出し部に関して、現状では最低限のチャンネル数分のみ開発・評価を進めてきたので、今後は多チャンネル化まで考慮する。さらに、より精度をあげるために、ストリップ読み出しやピクセル読み出し法もアイデアとしては考えており、可能であればこれらも導入する予定である。以上に加え、研究会の議論にて新たにわかった本研究の応用テーマについての検討も進め、その実現可能性について考える予定である。素粒子実験MCPシステム構築に必須である真空チェンバが一部の期間しか利用できなかったことから、MCPシステムに関する開発等を翌年度にまわすことにしたため。当初の予定では真空チェンバそのものも開発する予定であったが、それには足りない支給額だったため、方針を変更し、申請者の所属する機関にある代替品を併用することにした。当初の計画の代替案として、MCPそのものや読み出し系の試作、開発研究等にあてるよう変更し、検出器システムがより精度向上を図れるようにした。当初の予定どおり、電場測定原理実証のためのシステムの構築に加え、方針変更に伴ったMCPシステム構築および読み出し系の構築にあてる予定である。また、UV光源や標的、放出電子輸送用ガイド電場の系統的なスタディのため、それらの選定、構築に使用する。一方、情報収集の際や、結果が得られた際には学会・研究会等に参加するため、その旅費等で使用する。さらに、論文化に関して投稿料等必要経費にあてる。
精子受精能獲得におけるリン酸化・脱リン酸化メカニズムの解明

精子超活性化の調節にはPPP(phosphoprotein phosphatase)と呼ばれる脱リン酸化酵素が関与すると考えられている。本研究では、PPPのどの型がハムスター精子超活性化の調節に関与するのかを調査した。その結果、PPP2が精子超活性化の調節に密接に関与した。しかしながら、PPP2は精子タンパク質のチロシンリン酸化の調節とは関与しなかった。男性不妊症に対する治療法を開発するためには、精子の運動性・受精能力を獲得するメカニズムを明らかにする必要がある。これまで、精子の運動性・受精能力の獲得はCa^<2+>やAMP、Aキナーゼによるタンパク質リン酸化によって調節されることが示されている。おもにハムスターを用い精子の受精能獲得に関与するリン酸化タンパク質・それに関与するキナーゼ・フォスファターゼを検索することにより、精子の受精能獲得を調節するリン酸化経路を明らかにすることを目的とした。プロテインフォスファターゼ(PP)阻害剤(オカダ酸およびカリキュリンA : PP1およびPP2Aに対する阻害剤)を添加することにより、ハムスター精子の超活性化が早まることが明らかとなった。さらにPP2AのIC50濃度でも超活性化が早まっており、精子超活性化にはPP2Aが関与していることが示唆された。また、PP阻害剤添加精子抽出タンパク質のチロシンリン酸化にはコントロール精子と差がなく、今まで報告されているリン酸化カスケードと異なる系に作用していることが示唆される(現在投稿中)。現在進行中の研究においてはAキナーゼ阻害剤とプロテインフォスファターゼ阻害剤同時添加による精子受精能獲得における運動性変化のデータを集めている。さらに他のキナーゼに関しても順次確認する。動物実験と平行し、将来的なヒトでの臨床応用をめざし、動物実験で得られた成果をヒト精子においても再現可能であるかを確認する予定である。これまで、精子の運動性・受精能力の獲得はCa^<2+>やAMP、PKAによるタンパク質リン酸化によって調節されることが示されている。主にハムスターを用い精子の受精能獲得に関与するリン酸化タンパク質・それに関与するキナーゼ・フォスファターゼを検索することにより、精子の受精能獲得を調節するリン酸化経路を明らかにすることを目的とした。PP1/2A阻害剤を添加することにより、ハムスター精子の超活性化が早まることが明らかとなった。さらにPP2AのIC50でも超活性化が早まっており、精子超活性化にはPP2Aが関与していることが示唆された。PP2B阻害剤では超活性化に変化を認めなかった。PP1/2A阻害剤添加精子抽出タンパク質のチロシンリン酸化はPP2AのIC50添加とコントロールで差がなく、今まで報告されているリン酸化カスケードと異なる系に作用していることが示唆されていた。本年度は追加実験を行い、ハムスター精子中にPP1、PP2A、PP2Bが存在することを確認した。さらにPP1およびPP2Aの活性を調べ、精子超活性化が始まる前にPP2Aが活性化し、完了後にPP1(α)が活性化した。このことは、PP2Aが精子超活性化に関与することをさらに裏付けると考えられる現在進行中の研究においてはAキナーゼ阻害剤とプロテインフォスファターゼ阻害剤同時添加による精子受精能獲得における運動性変化のデータを集めている。今回ハムスターを用い精子の受精能獲得に関与するリン酸化タンパク質・それに関与するフォスファターゼを検索した。以上の結果により、PPP2は精子超活性化の調節に関与した。また、PPP2の作用部位は今まで報告されている精子受精能獲得を調節するリン酸化カスケードとは異なる可能性が示唆された。精子受精能獲得の調節メカニズムは未だその一部しか明らかになっておらず、本研究の知見がその解明の糸口となると考える。また将来的には男性不妊症の治療法の確立に寄与できるよう、研究を進めていきたい。
月経前症候群(PMS)の関連要因および看護アプローチの構築に関する基礎研究

月経前症候群(Premenstrual syndrome ; PMS)の自覚症状と3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol ; MHPG濃度を月経周期に伴い測定し両者の関連を明らかにすることを目的とした。MHPGはNoradrenaline(NA)の最終代謝産物であり、中枢NA神経活性を反映する末梢の指標として測定されている。27人の健常女性に対し、月経初日、排卵日、月経前3日に月経不定愁訴質問紙(Menstrual Distress Questionnaire ; MDQ)と不安測定質問紙(State-Trait Anxiety Inventory ; STAI)を行った。MDQの質問紙の行動変化領域、自律神経系領域、水分貯留領域の変化に有意差があり、行動変化領域では月経初日よりも排卵日に有意に低くなった。自律神経系領域、水分貯留領域は月経初日よりも排卵日が有意に低く、月経前3日に有意に高くなった。STAI得点は排卵日よりも月経前に高い傾向となった。13人の唾液中MHPG濃度を測定した結果、経初日から月経4日にかけて濃度は減少し、月経前3日には最高値を示し、有意に上昇した。月経周期に伴うMDQ得点およびSTAI得点と唾液中MHPG濃度との相関はみられなかった。本研究の目的は、月経前症候群の不定愁訴の「不安」に注目し、不安状態で高くなると報告されている3-methpxy-4-hydroxyphenylgl-ycol;MHPG濃度を経日的に測定し、両者の関連を明らかにすることである。平成15年4月から平成16年3月までに、20歳から37歳までの女性30人を調査を行った。有効数は23名であった。平均年齢24.04±5.14歳最少年齢は20歳、最高年齢は37歳であった。初経年齢の平均は12.3±1.25歳、月経周期の平均は32.34±4.43日であり、月経持続期間の平均は5.72±1.1日であった。排卵日の特定を簡易排卵日検出器で行い、月経開始日から排卵日までの日数の平均は18.59±4.78日であった。月経随伴症状の自覚があるものは15人、ないもの8人であった。MDQの結果は「痛み」「行動変化」は月経時に高値を示した。「集中力」「自律神経」「水分貯留」は排卵日に比べ月経時、月経前3日に高値を示した。MDQ総得点は排卵日に低く、月経時、月経前3日で高くなった。STAIの状態不安は月経前に高くなる傾向にあった。(2)1月経周期の経日的なMHPG濃度の変化を把握するため液体クロマト質量分析計(ECD-300)を用いて唾液中のMHPGを測定し、23名の唾液検体を現在分析中である。(3)今後、月経周期に伴うMHPGの変化とMDQおよびSTAIによる自覚症状との関連を明らかにする予定である。本研究の目的は、月経前症候群の不定愁訴の「不安」に注目し、不安状態で高くなると報告されているnoradrenaline最終代謝産物である3-methpxy-4-hydroxyphenylglycol ; MHPG濃度を経日的に測定し、両者の関連を明らかにすることである。平成15年4月から平成16年3月までに、20歳から37歳までの女性30人に調査を行った。

月経随伴症状の自覚があるものは15人、ないもの8人であった。(1)月経周期に伴う身体症状、精神状態の変化を測定するために自己記入式質問紙Menstrual Distress Questionnaire ; MDQとState-Trait Anxiety Inventory ; STAIに月経時、排卵日、月経前3日の3回記入してもらった。MDQの結果は「痛み」「行動変化」は月経時に有意に高値を示した(P<0.05)。「集中力」「自律神経」「水分貯留」は排卵日に比べ月経時、月経前3日に高値を示した(P<0.05)。MDQ総得点は排卵日に低く、月経時、月経前3日で高くなった(P<0.01)。STAIの状態不安は月経前に高くなる傾向にあった。(2)1月経周期の経日的なMHPG濃度の変化を把握するため高速液体クロマト質量分析計(ECD-300)を用いて唾液中のMHPGを測定し、23名の唾液検体を分析した。有効数13名であった。MHPG濃度の変化は月経1日目9.66ng/dl、月経4日目6.78ng/dl、排卵日7.96ng/dl、月経前3日目13.25ng/dlと変化し、MDQの値と同様に月経4日目、排卵日に比べ月経前3日前は有意に高値を示した(P<0.05)。
アズレンを基盤とする新奇π共役系有機半導体の開発：高性能化と新機能創出

今年度は,n型半導体特性をもつテルアズレンの片側に長鎖アルキル基を導入したCn-TAzを合成し,非対称構造による溶解性の向上,ならびに6,6′位のねじれと側鎖アルキル基間の相互作用による配向性の向上を目指した.Cn-TAzの合成は,前駆体のクロロビアズレンとボロン酸エステルの合成の鈴木-宮浦クロスカップリング反応とそれに続く脱炭酸反応によって中程度の収率(18%)で得た.無置換のTAzが種々の有機溶媒に対して全く溶解性を示さないのに対し,片側に長鎖アルキル基をもつCn-TAzはクロロホルムやトルエンといった有機溶媒に対して高い溶解性を示した.次に,ドロップキャスト法によって薄膜を作成しFET特性を評価した.その結果,移動度は算出できなかったがトランジスタの変調が確認された.薄膜のX線構造解析から,面外方向のedge-on配向と面内方向のヘリンボーン構造が明確な回折プロファイルとして確認された.すなわち,一般的な横型FET素子において理想的な分子配向が得られた.薄膜の偏光顕微鏡画像と表面のAFM観察から,薄膜の均一性が低いことがわかった.このことが低い特性の原因と考えられる.より合成が簡便なモデル化合物としてアルキル鎖の異なるビアズレン誘導体合成しその薄膜構造を調査したところ,興味深いことにアルキル基の偶奇性が膜の粗さに顕著な影響を与えることを見出した.今後,アルキル基の長さの異なる化合物群を調査することで性能の改善が期待される.当初の計画通り,テルアズレンの片側に長鎖アルキル基を導入したCn-TAzの合成に成功し,化合物の溶解性の向上と配向性の向上が達成された.また,FET素子において膜の均一性に問題があること,ならびに薄膜の均一性におけるアルキル鎖の偶奇性が明らかになったことから,次年度への課題と解決策を見出した.以上の結果から、本研究は概ね順調に進展していると判断した。次年度は、アルキル基の異なるテルアズレン誘導体の合成とFET特性の評価を行う.特に,アルキル基の偶奇性が薄膜構造に与える影響を調査することで,非対称型アルキルテルアズレンの基礎物性と半導体特性ならびに薄膜構造が明らかになり,高性能な塗布型有機半導体の新しい設計指針が得られる.また,当初の計画通り,ポリアズレンの合成を検討する.合成法に問題がある場合はエンドキャップ型オリゴマーとしての半導体性能の高度化を検討する.今年度は,n型半導体特性をもつテルアズレンの片側に長鎖アルキル基を導入したCn-TAzを合成し,非対称構造による溶解性の向上,ならびに6,6′位のねじれと側鎖アルキル基間の相互作用による配向性の向上を目指した.Cn-TAzの合成は,前駆体のクロロビアズレンとボロン酸エステルの合成の鈴木-宮浦クロスカップリング反応とそれに続く脱炭酸反応によって中程度の収率(18%)で得た.無置換のTAzが種々の有機溶媒に対して全く溶解性を示さないのに対し,片側に長鎖アルキル基をもつCn-TAzはクロロホルムやトルエンといった有機溶媒に対して高い溶解性を示した.次に,ドロップキャスト法によって薄膜を作成しFET特性を評価した.その結果,移動度は算出できなかったがトランジスタの変調が確認された.薄膜のX線構造解析から,面外方向のedge-on配向と面内方向のヘリンボーン構造が明確な回折プロファイルとして確認された.すなわち,一般的な横型FET素子において理想的な分子配向が得られた.薄膜の偏光顕微鏡画像と表面のAFM観察から,薄膜の均一性が低いことがわかった.このことが低い特性の原因と考えられる.より合成が簡便なモデル化合物としてアルキル鎖の異なるビアズレン誘導体合成しその薄膜構造を調査したところ,興味深いことにアルキル基の偶奇性が膜の粗さに顕著な影響を与えることを見出した.今後,アルキル基の長さの異なる化合物群を調査することで性能の改善が期待される.当初の計画通り,テルアズレンの片側に長鎖アルキル基を導入したCn-TAzの合成に成功し,化合物の溶解性の向上と配向性の向上が達成された.また,FET素子において膜の均一性に問題があること,ならびに薄膜の均一性におけるアルキル鎖の偶奇性が明らかになったことから,次年度への課題と解決策を見出した.以上の結果から、本研究は概ね順調に進展していると判断した。次年度は、アルキル基の異なるテルアズレン誘導体の合成とFET特性の評価を行う.特に,アルキル基の偶奇性が薄膜構造に与える影響を調査することで,非対称型アルキルテルアズレンの基礎物性と半導体特性ならびに薄膜構造が明らかになり,高性能な塗布型有機半導体の新しい設計指針が得られる.また,当初の計画通り,ポリアズレンの合成を検討する.合成法に問題がある場合はエンドキャップ型オリゴマーとしての半導体性能の高度化を検討する.
ウロテンシンIIの心不全形成に果たす意義の解明

【目的】心不全は心機能低下の終末的病態であり、その予後は不良であり高齢化する社会において心不全の病態解明とその治療法の開発が重要課題となる。慢性心不全の病態形成には、レニン-アンジオテンシン系、交感神経系等の神経体液性因子の賦活化が中心的役割を果たすと考えられているが、ウロテンシンIIについてはその詳細は未だ明らかではない。今年度(平成16年度)は心不全イヌモデルにおけるヒト-ウロテンシンIIの急性投与による心機能、血行動態、神経体液性因子の変化について検討を加えた。【実験方法】右心室高頻度ペー2ング(270PPm/3w)心不全イヌモデルにヒト-ウロテンシンIIを静脈内単回投与し以下の項目について測定を行った。A)ウロテンシンIIの血行動態に及ぼす影響2)心エコーにて左室内径、壁厚、左室駆出率の変化を測定した。B)循環血液中の神経体液性因子に及ぼす効果血漿ANP濃度、アルドステロン濃度、血漿レニン活性をRIA法で、血漿ノルエピネフリン濃度をHPLC法で測定した。【結果】A)血行動態ウロテンシン投与後動脈圧及び肺動脈圧は短時間(約10分)軽度上昇する。心拍出量及び心エコー上左室径、壁厚、駆出率は有意な変化を認めなかった。B)神経体液性因子血漿アルドステロン濃度、レニン活性、ノルエピネフリン濃度はウロテンシン投与後有意に上昇した。ANPについては有意な変化を認めなかった。【考察】静脈内投与されたウロテンシンIIが血行動態及び心機能に与える影響は短期的には比較的軽微なものであった。これに対しウロテンシンIIはレニン活性、アルトステロン、ノルエピネフリン濃度を有意に上昇させ、心不全時にはこれらの因子を介して心不全の進展過程に影響を及ぼしている可能性が示唆された。慢性心不全の病態形成には、レニン-アンジオテンシン系、交感神経系等の神経体液性因手の賦活化が中心的役割を果たすと考えられているが、ウロテシシンII(U-II)についてはその詳細は未だ明らかではない。今年度(平成15年度)は正常イヌモデルにおけるヒトU-IIの急性投与による心機能、血行動態、神経体液性因子の変化について検討を加えた。【実験方法】正常イヌモデルにヒトU-IIを静脈内単回投与(30ng/kg)し以下の項目について測定を行った。2)心エコーにて左室内径、壁厚、左室駆出率の変化を測定した。【結果】A)血行動態U-II投与後動脈圧及び肺動脈圧は短時間(約10分)軽度上昇する傾向にあるが有意差は認められなかった。心拍出量及び心エコー上左室径、壁厚、駆出率については有意な変化を認めなかった。B)神経体液性因子血漿アルドステロン濃度、レニン活性、ノルエピネフリン濃度はU-II投与後有意に上昇した。【考察】静脈内投与されたU-IIが血行動態及び心機能に与える影響は比較的軽微なものであった。これに対しU-IIの急性投与は神経体液性因子においてはレニン活性、アルドステロン、ノルエピネフリン濃度を有意に上昇させ、少なくとも正常時にはこれらの因子を介して心血管系に影響を及ぼしている可能性が示唆された。

これに対しウロテンシンIIはレニン活性、アルトステロン、ノルエピネフリン濃度を有意に上昇させ、心不全時にはこれらの因子を介して心不全の進展過程に影響を及ぼしている可能性が示唆された。
昆虫微小脳の視覚情報高次処理・統合に関する組織学的解析

昨年の研究結果に基づき,視葉から中脳への視覚ニューロンの投射をさらに詳しく調べた.2種類の蛍光色素で視葉の部域の染め分けを行った結果,視葉の最終ニューロピルlobulaから前大脳前側葉への投射様式を明らかにすることができた.それによると,lobulaの単位構造の配置は維持されたまま,軸索は交叉することなく前大脳前側葉にはいっていた.したがって,前大脳前側葉には,視葉の受容野に相当する単位構造があることが推測された.モンシロチョウの脳について,Bodian染色連続切片,岩崎法準超薄連続切片像を解析し,脳内ニューロピルの立体配置,ニューロピル間の連絡を明らかにした.とくに,視葉ニューロンが終末する部域とそれらから,記憶中枢キノコ体,運動出力センター中心複合体を結ぶ経路を同定し,Golgi標本の精査によりそれらを結ぶニューロンの形態を明らかにした.さらに,中心複合体の単位構造を構成するニューロンの形態をGolgi染色標本で精査し,それら細胞の細胞体が分布する領域をBodian染色連続切片との照合により調べた.その結果,中心複合体を構成する細胞群は中心複合体の前方と後方に位置し,後方の細胞群は中心体のFanshaped Bodyの単位構造を形成し,前方に位置するニューロンはFanshaped Bodyの全域にわたって側枝を出すことがわかった.これらの知見により,ほかの部域の脳内ニューロピルとの情報伝達様式をさらに詳しく検索する足がかりができた.昆虫微小脳では、記憶に関係する視覚情報の視葉から前大脳へ経路としては,lobulaを経由する情報が重要であると考えられるため、前大脳への投射域をlobula neuronの形態と対応させて明らかにする目的で、まず、鱗翅目昆虫のlobulaの形態を明らかにするとともに、免疫染色した共焦点顕微鏡観察像と,準超薄連続切片による画像を解析し,脳内ニューロピルの立体配置を調べた.次に、lobulaのretinotopicrelayneuronについて、コバルト染色法,Golgi染色法,Bodian染色法,蛍光色素注入法のデータを多面的に解析し、それらの形態的特徴と前大脳への投射域を調べた。その結果、1)視葉のlobulaにはすくなくとも5層のシナプス層がある。2)lobulaには、側枝を出す層、その長さなどが形態的に異なる少なくとも4種類のretinotopicなrelay neuronがある。3)それらはそれぞれ、前大脳背側部の前方と後方の狭い領域に分かれて投射することがわかった。さらに、それらの領域からほかの部域へ連絡するneuronを検索したところ、前大脳前側部には、樹状突起の形態が入力型を示すneuronと共に、出力型を示すneuronも観察された。前大脳後側部からの出力neuron-を観察することはできなかった。視葉へ軸索をのばす遠心性ニューロンが情報を入力する部域をGolgi標本の精査により同定し,その部域とlobula neuronが終末する部域の形態的特徴と準超薄切片画像による特徴を比較解析し,電子顕微鏡観察への足がかりを得た.昨年の研究結果に基づき,視葉から中脳への視覚ニューロンの投射をさらに詳しく調べた.2種類の蛍光色素で視葉の部域の染め分けを行った結果,視葉の最終ニューロピルlobulaから前大脳前側葉への投射様式を明らかにすることができた.それによると,lobulaの単位構造の配置は維持されたまま,軸索は交叉することなく前大脳前側葉にはいっていた.したがって,前大脳前側葉には,視葉の受容野に相当する単位構造があることが推測された.モンシロチョウの脳について,Bodian染色連続切片,岩崎法準超薄連続切片像を解析し,脳内ニューロピルの立体配置,ニューロピル間の連絡を明らかにした.とくに,視葉ニューロンが終末する部域とそれらから,記憶中枢キノコ体,運動出力センター中心複合体を結ぶ経路を同定し,Golgi標本の精査によりそれらを結ぶニューロンの形態を明らかにした.さらに,中心複合体の単位構造を構成するニューロンの形態をGolgi染色標本で精査し,それら細胞の細胞体が分布する領域をBodian染色連続切片との照合により調べた.その結果,中心複合体を構成する細胞群は中心複合体の前方と後方に位置し,後方の細胞群は中心体のFanshaped Bodyの単位構造を形成し,前方に位置するニューロンはFanshaped Bodyの全域にわたって側枝を出すことがわかった.これらの知見により,ほかの部域の脳内ニューロピルとの情報伝達様式をさらに詳しく検索する足がかりができた.
一次元無限および有限ボーズ粒子系の数理とその応用

無限および有限一次元空間上のボース粒子系の量子相関、およびそこから派生する様々な数理的問題に関して、量子転送行列法および厳密WKB法を組み合わせた解析法を構築し、厳密かつ定量的な結果を得た。特にボーズ系に連続極限で一致する高スピン模型に対してその相関関数を顕わに求め、その背後にあるリーマンのゼータ関数との非自明な対応を見い出した。またボーズ対称性を拡張した超対称性をもつ広い系に対して、その熱平衡状態を決定する熱力学的ベーテ仮設方程式の解を具体的に求める事に初めて成功した。これらの結果を異方的ハイゼンベルグ模型の動力学に応用し、平衡にいたる3つの時間領域の存在を予言した。本研究は、無限及び有限一次元空間上でのボーズ粒子系の量子相関に関して、量子逆散乱法と完全WKB法を組み合わせた新たな系統的解析法を確立することを目標とするものである。量子ボーズ系自体は連続空間で定義されており、同一点での処理など、技術的に困難である点も多い為、より取り扱いが容易な格子上のスピン系に関してその相関関数に対する定量的な解析を行う事にした。ボーズ系を再現する為にはスピンの大きさを無限大の極限にとり、異方性をそれに応じて微調整する必要があるため、高いスピンの解析が必要と成る。スピン1/2の系に対する量子相関は、対応する還元KZ量子方程式による解析法が確立されたといってよいが、高いスピンの場合このような系統的解析法はいまだ知られていない。そこでfusionとよばれる構成法に基づき第一原理から相関関数の合成を行なう事により、高いスピンでの任意の温度に置ける短距離相関関数の定量的評価を行う事に成功した。それによりゼロ温度の極限では、半整数量子スピンの相関関数は奇数の引数をもつリーマン・ゼータ関数で、また整数量子スピンの相関関数は偶数の引数をもつリーマン・ゼータ関数で表示できることが明らかとなった。この内容は、いくつかの国際会議で発表され、論文としてすでに出版された。また近年注目を集めているクェンチ系の緩和問題への適用を念頭に相関関数に対する技法を応用して、形状因子の定量的評価の問題について現在解析を行なっている。この問題は、平衡への緩和に対する一般化されたギブス集団からの差異など、統計力学の根幹に関する問題を含んでおり今後の発展に寄与して行く事は重要だと思われる。本研究は、無限および有限一次元空間上でのボーズ粒子系の量子相関に対して、量子逆散乱法と完全WKB法を組み合わせた新たな定量的解析方法を確立する事を目標とする。量子ボーズ系自体は連続空間で定義されており、一次元とはいえ同一点での作用積の解釈など難しい問題を含んでいる。そこで今年度は、より取り扱いやすい可積分な量子スピン模型を取り扱うことにより、ボーズ系を取り扱う理論的基礎を構築する事を試みた。二つの問題は一見、関連の無い様にみえるが、量子スピン系でスピンの大きさを無限大の極限をとり,交換相互作用と異方性を微調整する事により一般化されたボーズ模型が得られることが知られている。最も簡単なスピン1/2の量子スピン系に関して、ゼロ温度において還元量子KZ方程式を用いた量子相関の定量的評価方法がすでに神保らにより指摘されていた。そこでは隠されたフェルミオン的な構造が重要な役割を果たしている。報告者と共同研究者によりこの構造が自然に有限温度に持ち上がり、フェルミオン的な性質に起因するベキ零性により高精度な定量的計算が可能であることが指摘されていた。高いスピンを持つ系の場合、対応する還元量子KZ方程式の存在は明らかでない。そこでinhomogeneityとよばれるパラメータをうまく採る事に依り、離散的な点でのみ成立する関数等式を導き、近接格子点の相関関数はこの情報のみで決定できることを示す事を2セグメントの場合に成功した。さらにfusionとよばれる構成法と組み合わせる事により次近接格子点までのすべての量子相関を任意の温度で精密に定量評価することができた。とくに零温度の極限でその相関関数も偶数の引数をもつリーマンゼータ関数により表せるという非自明な結果を得た。この結果は論文にまとめられ現在投稿中である。本研究では、無限および有限一次元空間上のボソン系に対して、量子逆散乱法に完全WKB法を組み合わせた新手法を用いた解析を行い、その結果を種々の物理系に適用する事を主眼とする。連続空間では様々な技術的な困難が存在するため、離散的なスピン系に関してその量子相関に関する厳密な解析を行った。特にスピン1/2のXXZ模型の反磁性秩序相のゼロ温度における厳密な形状因子の表式を導く事に成功した。ゼロ磁場の場合、形状因子に関してはすでに頂点演算子を用いた解析がある。我々の結果は有限磁場でも成立しており、より広い結果となっている。前者の結果は多重積分で得られているが、我々の表式はFredholm型行列式で与えられていて一見異なる物になっている。物理的に重要な2スピノンの場合に数値計算を行い、二つの表式が一致する事を確かめた。一般の場合の同値性の証明は現在、課題として残っている。これらの成果に関していくつかの国際会議で招待講演を行い高い評価を得た。この結果はすでに論文にまとめられ、4月に掲載予定である。ボーズ粒子系での厳密な一点関数を求める為には技術的な問題が存在するため、ボーズ粒子系を一般化した超対称性をもつ系について考察を行なった。その高い対称性の為、ボーズ粒子系での困難が回避されODE/IMの方法が適用できる。

これを用いてその熱力学を決める式の厳密解を求める事に成功した。この結果をまとめた論文はすでに出版された。この研究で開発したquantum Wronskianの手法を用いると可積分な場の理論の散乱振幅に対して厳密な結果が得られる事が、素粒子の理論グループとの議論により判明したので、共同で具体的な計算結果をまとめ、論文として発表した。本研究は、無限及び有限一次元空間上でのボーズ粒子系の量子相関に関して、量子逆散乱法と完全WKB法を組み合わせた新たな系統的解析法を確立することを目標とするものである。量子ボーズ系自体は連続空間で定義されており、同一点での処理など、技術的に困難である点が多い事、また当初目標としていた多点多時間相関に関して、無限系に対してでははあるが、他のグループよりすでに結果が得られてしまった事より、これまで蓄積した内容を有効に利用するため、ボーズ粒子系でなく、量子スピン系のダイナミクスおよび多粒子相関にこれまでの結果を適用した。その結果、量子スピン系の時間ー空間相関に対する形状因子展開に関して以下の興味深い結果が得られた。反強磁性ハイゼンベルグ模型に摂動をかけるとその影響は真空中の電磁波が光速を超えて伝わらないようにある速度を超えては伝わらない。これはLieb Robinson boundとして知られている。本研究では昨年度までの結果を用いる事によりこのような速度をまず厳密に評価し、形状因子展開の鞍部点との関係を明らかにした。高い励起を考えるとこの問題は、いわゆるvicious walkersの相関関数の漸近評価の問題に帰着し、その意味で外来のテーマであるボーズ粒子系の相関に関する知見に寄与できたと言える。また一般に分散性のある媒質中での光の伝達と全く同様に、(1)静的時間領域(2) precurserのみ伝わる時間領域(3)全波長域からの寄与のある時間領域に分類でき、それそれの領域端で異常な振る舞いが見られる事が、理論的に予言できた。これらの結果は国際学会で発表され、また論文として出版された。(この論文はEditorよりIOP Selectに選出された。)無限および有限一次元空間上のボース粒子系の量子相関、およびそこから派生する様々な数理的問題に関して、量子転送行列法および厳密WKB法を組み合わせた解析法を構築し、厳密かつ定量的な結果を得た。特にボーズ系に連続極限で一致する高スピン模型に対してその相関関数を顕わに求め、その背後にあるリーマンのゼータ関数との非自明な対応を見い出した。またボーズ対称性を拡張した超対称性をもつ広い系に対して、その熱平衡状態を決定する熱力学的ベーテ仮設方程式の解を具体的に求める事に初めて成功した。これらの結果を異方的ハイゼンベルグ模型の動力学に応用し、平衡にいたる3つの時間領域の存在を予言した。スピン系の解析に手間取り、ボーズ系の解析および有向ポリマーの解析に時間がかけられなかった。また有向ポリマーの多点相関に関して、オーストリアのグループによる先行研究結果が発表されてしまったため、研究の新たな方向を模索しなければならなくなった。
極超微粒子セメント浸透固化による液状化対策の実用化に向けた研究開発

初年度に得られた研究成果をもとに、今年度においては研究目的を絞って、研究を進めることとした。具体的には、昨年度において、最適な水セメント比と目されるw/c=8において、細粒分含有率15%の砂地盤への注入固化の適用を検討したことから、今年度は同じ最適水セメント比w/c=8において、さらに高い細粒分含有率を有する砂地盤への適用性の検討を、小型3次元試験装置により調べることとした。また、最適水セメント比より高いw/cの低濃度のセメントミルクを用いた注入において、追い注入による浸透促進が機能するかを調べることとした。ひとつ目の検討項目については、細粒分含有率が15%から25%まで増加すると、浸透固化する地盤の体積が75%まで低下することがわかった。これにより、細粒分含有率が15%から25%に増加すると、設計半径に対する改良体半径の比で定義される改良率も70%から60%程度まで減少することがわかった。また、改良体の形状もいびつになる傾向が高まり、良好な改良体の形成が難しくなる傾向にあることがわかった。ふたつ目の検討項目については、最適水セメント比より高いw/cの低濃度のセメントミルクを用いた注入においては、追い注入により改良体の体積を増加させることはできず、むしろ減少させることがわかった。具体的には、改良体の体積は40%程度まで減少することがわかった。これは、もともと低濃度のセメントミルクが、追い注入によりさらに地盤内で希釈化され、固化に必要な濃度を維持している地盤内の領域の体積が減少したためであると考えている。今後、さらに追い注入技術の高度化していく必要があると考えている。最適な水セメント比を含むさまざまな濃度のセメントミルクを用いて、細粒分含有率15%、20%、25%の砂地盤への注入の検討を、室内小型3次元浸透装置を用いて行ってきた。また、さまざまな水セメント比のセメントミルクと、さまざまな細粒分含有率の砂地盤において、追い注入の効果の検討を行ってきている。一部の条件下についてではあるが、室内小型2次元浸透固化試験装置も用いて、浸透過程の可視化を行った試験シリーズを実施し、追い注入の効果の検証を行うこともできた。細粒分を多く含む砂地盤への浸透固化の適用においては、最適な水セメント比またはそれ以下の水セメント比の高濃度のセメントミルクを用いた浸透固化を行い、追い注入による浸透促進を図ることが必要であることが明確となってきた。今後、追い注入による浸透促進技術の洗練化・高度化を図っていかなければならないと考えている。良好な改良体を得るには、最適な水セメント比またはそれ以下の水セメント比の高濃度のセメントミルクを用いた浸透固化において、追い注入による浸透促進を図ることが必要であることが明確となってきた。今後、追い注入による浸透促進技術の洗練化・高度化を図っていかなければならない。まずは、室内2次元浸透固化装置を用いた試験シリーズの実施により、浸透過程の可視化を行い、良好な追い注入を得る方法を検討する必要がある。また、得られた知見をもとに、より効率的な追い注入の方法を確立することとする。これをもとに、様々な物性を有する砂地盤について、浸透促進の検証を行うこととする。地盤の液状化対策を目的とした極超微粒子セメントを利用した浸透固化技術の開発を目的としている。とくに、細粒分含有率Fc=15%以上の砂地盤への適用の拡大を目的として、室内浸透固化試験による検討を目的としている。今年度は、助成初年度の取り組みとして、室内2次元浸透固化試験装置と室内3次元浸透固化試験装置を準備し、細粒分含有率Fc=15%の飽和砂地盤を試験装置内に作成した。室内2次元浸透固化試験装置の利用は、浸透過程の可視化により、セメントミルク注入後の追い水注入過程を調べ、より効率的な浸透促進技術の検討を目的としている。室内3次元浸透固化試験装置の利用は、実地盤での浸透状態により近い浸透過程を再現し、浸透促進技術の併用効果の検証を目的としている。これら2つの試験装置を利用し、追い水注入による浸透促進技術の適用について、異なるセメントミルク濃度での浸透固化試験を実施した。室内2次元浸透固化試験では、追い水注入による浸透促進される過程の可視化を行い、その効果の確認を行った。また、室内3次元浸透固化試験では、追い水注入による浸透促進技術を併用することにより、より少量のセメントにより、よりサイズの大きい固化改良体の実現が可能な、セメントミルク濃度の検索を行うことができた。今年度の作成した室内2次元・3次元浸透固化試験装置により、本技術開発に資する成果を創出することができることがわかり、さらに研究開発を進めることができることを確認できた。今年度予定していた、室内2次元浸透固化試験装置と室内3次元浸透固化試験装置の準備と、これらの装置を用いた細粒分含有率Fc=15%の砂地盤に関する一連の試験シリーズの実施、追い水注入による浸透促進技術の適用の検討を異なるセメントミルク濃度で確認を行うことができた。これらの研究成果をまとめて精査を行ったところ、今年度作成した室内2次元・3次元浸透固化試験装置により、本技術開発に資する成果を創出することができることを確認することができた。