hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の有機態窒素吸収における土壌微生物の役割に関する研究

水稲による有機態窒素吸収を含めた水田土壌における炭素・窒素動態の解析を行うために,^<13>Cと^<15>Nでラベルした炭素・窒素化合物用いて,3段階の実験を行った。すなわちCN動態解明のための施用化合物として,実験1は,低分子化合物の^<13>C-グルコースと^<15>N塩安,実験2は^<13>Cと^<15>Nで同時ラベルした稲わら堆肥,実験3は,^<13>Cと^<15>Nで同時ラベルした微生物菌体(細菌Bacillus subtilisと糸状菌Aspergillus nigar)を用いた。実験1では,基肥時に施用した^<13>C-グルコースのうち,根に1.8%,茎葉に0.8%,穂に0.9%が収穫時までに蓄積しており,低い量ではあるが,土壌施用炭素の取り込みが確認された。同様に^<15>N塩安の植物体への移行割合は,従来の報告と同様に根9.2%,茎葉16.2%,穂27.2%と高かった。栽培初期における^<13>C-グルコースの半減期は16日と短く,中期では210日と長くなり,グルコースは土壌微生物によって急速に代謝・吸収されるとともに,生成した二次代謝産物の分解は,かなり遅くなったことが示された。実験2では,稲わら堆肥由来炭素の吸収は,根2.23%,茎葉1.35%,穂1.16%となり,グルコース添加の場合より高くなった。実験3において,細菌由来炭素の植物への移行率は,根2.13%,茎葉7.41%,穂4.94%とさらに高くなった。糸状菌由来炭素の移行率は,根19.3%,茎葉2.61%,穂24.0%と細菌由来炭素より高くなった。このように,低分子化合物や植物体残渣よりも微生物菌体という形態で存在する炭素は,水稲による経根的吸収割合が413倍程度高くなることが示され,土壌微生物は,単に土壌中において物質の分解を行い,低分子窒素化合物を植物に供給するばかりでなく,菌体自体が植物の経根的吸収の基質として,重要性が高いことが明らかとなった。本課題が採択されたのは,年度途中(10月)であったため予定を変更し,次年度以降に行う内容について研究を遂行した。すなわち,^<13>Cおよび^<15>Nで同時ラベルされた稲わら堆肥を水田土壌に鋤き込み施用し,土壌中における微生物分解やバイオマスにおける有機態窒素の代謝回転率,植物体への有機態窒素吸収について検討を行った。ポットに水稲コシヒカリを栽培し,土壌中のバイオマス,水抽出物,リン酸抽出物の炭素・窒素含量やそれぞれの^<13>C・^<15>N量を測定した。植物体については,生育・収量調査を始めとして全炭素量,全窒素量およびそれらの^<13>Cおよび^<15>N濃度を測定した。稲わら堆肥窒素の水稲による利用率は,9.2%であった。

現在,微生物バイオマスの役割解析や炭素循環について測定や解析を行っているところであり,次年度の関係学会において発表を行う予定にしている。また,^<15>Nでラベルしたヘアリーベッチ(緑肥作物)を水田土壌に施用し水稲栽培を行ったときのたときの緑肥由来窒素が,バイオマス窒素への取り込みや水稲吸収,土壌残存,脱窒などへの移行量の経時的な変化を解析することができたため,アメリカ土壌学会で発表を行った。ベッチを鋤き込んだ時の緑肥窒素の移行率は,バイオマス量として2%,有機化26%,水稲吸収37%,脱窒32%,残燈2%であった。またカバークロップとして土壌表面に施用した場合の移行率は,バイオマス量として1%,有機化12%,水稲吸収12%,脱窒74%,残燈1%であった。緑肥のカバークロップとしての利用は,抑草効果が認められたが,緑肥窒素の有効利用や環境保全という面では,むしろ鋤き込み施用の方が植物への利用率が高いこと,バイオマスや有機化(微生物取り込み)量も多くなり,安定的な窒素供給が可能となること,脱窒量が少なくなるという点で有利と考えられる。同位体ラベル有機物を用いて2種類のポット実験を行った。(実験1)^<13>Cおよび^<15>Nで同時にラベルされた稲わら堆肥を水田土壌に施用して,水稲を栽培し,稲わら由来の炭素および窒素の吸収量を測定した。稲わら堆肥由来炭素は,施用量の1.25%が穂に,1.33%が茎葉部に,2.21%が根に蓄積されていた。これらの炭素量は,光合成由来炭酸同化量の0.241.15%という低いレベルではあったが,水稲が経根的に堆肥由来炭素を吸収し,同化していることを定量的に示すデータが得られた。一方稲わら由来窒素の吸収は,炭素に比べて高く,施用量の10.9%となった。(実験2)^<13>Cラベルグルコースと^<15>Nラベル塩化アンモニウムを水田土壌に加え,水稲を栽培することにより,土壌と水稲中の炭素および窒素動態の解析を行った。その結果,栽培開始時に加えたグルコース由来炭素は,収穫時には,穂に1.6%,茎葉に1.5%,根に1.8%蓄積されており,実験1で見られた現象とほぼ同様な結果が得られた。また,本実験では,茎葉部に取り込まれたグルコース由来炭素が,穂に転流することも確認された。一方,窒素については,施肥窒素量に占める蓄積割合は,穂に30.6%,茎葉に17.8%,根に10.1%となった。土壌バイオマス炭素および窒素は,栽培開始とともに低下し,最高分げつ期に極小となり,その後,緩やかに上昇する傾向が見られた。次年度は,バイオマス炭素および窒素に含まれる^<13>Cおよび^<15>N量を測定することにより,土壌微生物バイオマスを介した土壌中の炭素および窒素の詳細な動態解明を行う予定である。また,代表的な土壌微生物を培養し,土壌に添加することにより,微生物成分の土壌における動態について検討を行う予定である。水稲による微生物バイオマス炭素および窒素の有機態窒素吸収を含めた水田土壌における炭素・窒素動態の解析を行うために,微生物菌体(細菌Bacillus subtilisと糸状菌Aspergillus niger)を^<13>C-グルコースと^<15>N-塩安で同時ラベルし,生理食塩水で洗浄した菌体懸濁液を基肥時に水田土壌へ微量注入し,トレーサー実験を行った。細菌由来炭素の植物への移行率は,根2.13%,茎葉7.41%,穂4.94%となった。糸状菌由来炭素の移行率は,根19.3%,茎葉2.61%,穂24.0%と細菌由来炭素より高くなった。これに対して,バイオマス窒素は,細菌由来窒素の移行率が35.5%,糸状菌由来窒素が14.2%と炭素とは逆の傾向が見られた。昨年までの結果と照らし合わせると,微生物バイオマス炭素の水稲による経根的吸収割合は,低分子化合物や植物体残渣由来炭素に比べて,413倍程度高くなることが示された。一方,微生物バイオマス炭素の土壌残存について検討を行ったところ,細菌由来炭素の半減期は栽培全期間で安定しており,58日となった。
トポロジカル量子凝縮相における電子相関効果

本課題では、トポロジカル量子凝縮相における電子相関効果を研究し、さらに相関効果により生じる新奇なトポロジカル量子現象の理論的探索を行った。強相関電子系から冷却原子系まで幅広く研究を行った。固体系に関しては、トポロジカルモット絶縁体の生起という重要な問題に対して1次元相関電子系での正確な計算に加え、2次元での動的平均場理論の計算を通して、トポロジカルモット絶縁体とそれに付随するエッジモット状態の特長的なふるまいを明らかにした。冷却原子系に関しては、光誘起トポロジカル相転移の理論と、それを実現するプロトコルを提案した。また、準周期をもつ冷却ボソン系のトポロジカルな性質も明らかにした。本研究は、強相関系効果とトポロジカルな性質が生み出す新奇な量子凝縮相の理論的な解明を目的としている。本年度は主に、強相関固体電子系に関する研究と冷却原子系に関する研究を並行して行なった。(1)強相関電子系における多体効果とトポロジカル現象強相関電子系における結晶構造(空間的トポロジー)の特殊性に起因する新奇現象の解明を行なった。強相関系の典型例として近藤格子系を扱い、磁気的相互作用による電荷秩序相の出現を見出した。また、超格子構造に起因する「近藤しみだし効果」を見出し、これを用いて層状構造をもつ重い電子系のSTMスペクトルを説明した。さらに、準一次元トポロジカル超伝導体のMajorana端状態に対する準周期ポテンシャルの効果を明らかにした。(2)冷却原子系での強相関トポロジカル量子相上記の固体系では量子パラメタの制御に限界があるが、これを補う形で冷却原子系に研究を展開した。まず、光格子で作成された通常のバンド絶縁体が光で周期的に駆動することでトポロジカル絶縁体に変化することを提案した。ここでは人工的ゲージ場によるスピン軌道相互作用に加えラビ振動が本質的な役割を担う。また、光格子系中の引力フェルミ系の超流動と乱れの効果についても考察し、乱れによって誘起される超流動転移を調べた。本研究は、強相関効果とトポロジカルな性質が生み出す新奇な量子凝縮相の理論的な解明を目的としている。本年度は、主に1次元電子系におけるトポロジカルモット転移と準周期を持つ冷却原子系における研究を行なった。(1) 1次元トポロジカルモット絶縁体とエッジモット状態トポロジカル絶縁体に相互作用を加えたとき、新奇な相が実現するかどうかという問題に大きな感心が集まっている。ここでは、1次元トポロジカル絶縁体に対してハバード相互作用を印加すると、トポロジカルモット絶縁相が実現することを、密度行列繰り込み群の計算によって示した。このトポロジカルモット絶縁相には、系のエッジ状態にのみモット絶縁体が実現する。すなわち、エッジ状態は、電荷励起にギャップを持つ一方で、スピンはギャップレスとなっている。このエッジモット状態の存在が、トポロジカルモット絶縁体を通常のトポロジカル絶縁体と区別する。(2)準周期をもつ光格子ボゾン系におけるトポロジカルな性質トポロジーに基く考察を冷却原子系にも展開した。具体的には、準周期を持つ光格子におけるボーズ多体系のトポロジカルな性質と、それに対する相互作用効果を調べた。密度行列くりこみ群による巻き付き数の計算をもとに、相互作用の強い領域でのトポロジカルな性質を明らかにした。この他にも、光格子系中の引力フェルミ系の超流動と乱れの効果についても考察し、乱れによって誘起される超流動転移を調べた。本年度は、主に強相関系の秩序相におけるフェルミ面のトポロジー変化と、光励起による強相関系の相転移現象を中心に研究を行った。(1)強相関近藤格子系のSDW磁気相におけるリフシッツ相転移強相関系の典型例である重い電子系の本質は近藤格子模型で理論的に記述される。本研究では、2次元正方格子上の近藤格子模型の金属相における磁気的な性質を、空間依存動的平均場近似を用いて調べた。金属相においては常磁性相とSDW磁気相が競合する。SDW磁気相においては、反強磁性近藤結合が増加するにしたがって、小さいフェルミ面から大きいフェルミ面へリフシッツ型の量子相転移が生じることを示した。このようなフェルミ面トポロジーの変化を、転移の次数まで含めて詳細に調べた。(2)光誘起による強相関系の量子相転移近年、冷却原子系におけるトポロジカル相転移が注目を集めている。一作年の研究で開始した冷却原子フェルミ系の光誘起相転移の研究をさらに微視的な観点から調べた。具体的にはアルカリ土類などの原子を対象として、光で誘起される多体効果、すなわち光誘起の近藤効果のメカニズムを解明した。これには、光によって誘起されるバンド間の遷移が重要な役割を果たすことを示した。Yb原子系を対象として、このような光誘起近藤効果の実現プロトコルを提案した。この光誘起近藤効果を用いることにより、「対称性に保護されたトポロジカル相転移」が実現し得ることを示した。1次元近藤格子系のトポロジカル相転移に関しては、現在、論文をまとめているところである。

固体系に関しては、トポロジカルモット絶縁体の生起という重要な問題に対して1次元相関電子系での正確な計算に加え、2次元での動的平均場理論の計算を通して、トポロジカルモット絶縁体とそれに付随するエッジモット状態の特長的なふるまいを明らかにした。冷却原子系に関しては、光誘起トポロジカル相転移の理論と、それを実現するプロトコルを提案した。また、準周期をもつ冷却ボソン系のトポロジカルな性質も明らかにした。本年度も当初予定していた計画にほぼ沿った形で研究成果が得られたと考えている。これらの研究成果は、既に4編の原著論文として出版し、プロシーディングとしても発表した。また、多くの国内外の会議に出席し、成果を公表した。取り扱ったテーマの中には、当初の予想を超えて面白い結果が得られたものと、それほど研究が進まなかっものがある。1次元トポロジカルモット絶縁体の研究は前者の成功例である。1次元系の正確な計算を通してトポロジカルエッジ状態の出現を示すことができたことは大きな収穫であった。これまで2次元系に関して平均場近似に基く計算しか無かったので、今回得られた1次元に関する信頼できる結果は、今後の研究にも確固とした礎を与えると考えている。一方で、2次元、3次元のトポロジカルモット絶縁体の研究を遂行する時間がなかったのは残念である。それに代わって、冷却ボゾン系への乱れの効果の研究をさらに推し進めることができたこと、強相関電子系のSDW相の問題にある程度研究を展開出来たことは、関連テーマとしての収穫であった。以上の成果を総合して、当初の予定どおり研究を進めることができたと考えている。物性理論本年度は、固体系のみならず冷却原子系も対象として、主に1次元量子現象におけるトポロジカルな性質を調べた。最終年度も、固体電子系および冷却原子系におけるトポロジカル量子現象の研究を継続する。最近、トポロジカル量子系の中でもワイル半金属やディラック半金属に関する理論・実験が急速に進んでいる。最新の研究動向を把握し、柔軟に研究を進める予定である。さらに、今年度研究に着手した準結晶のトポロジカルな性質の解明にも力を入れたいと考えている。冷却原子系ではスピン軌道相互作用などが人工的に操作できるようになっており、トポロジカル量子現象を観測できる段階にきている。スピン軌道相互作用を含む冷却原子系の量子相転移現象を解明する。さらに、トポロジカル絶縁体への時間駆動の効果に関する系統的研究を行う予定である。特に、冷却原子系のにおいて、光により引き起こされるトポロジカル量子相転移現象を明らかにする。研究の達成度としては、当初予定していた程度に研究を進めることができたものと考えている。これらの研究成果は、6編の原著論文として出版し、2編の投稿中論文としてまとめている。また、多くの国内外の会議・研究会でも成果報告した。研究内容に関しては、当初の計画を超えた成果が得られたテーマがある一方で、当初の計画ほどは進まなかったテーマもある。前者は、冷却原子系でのトポロジカル相転移に関する研究である。このテーマはもともと26年度に実行する計画であったが、予想以上に研究が進み「ラビ振動によるトポロジカル相転移」という新しい現象を見出すことができた。
触媒反応における有機金属とシクロデキストリンの複合機能に関する基礎研究

シクロデキストリン(CD)を反応場として用いることにより、種々の触媒反応に、高度な選択性等を付与することを目的に、これまでに有機金属ーCD複合系の性質等について検討を行ってきた。本研究では、以下の1),2)に関して検討を行ったので報告する。1)有機金属錯体の反応として金属ー炭素間への挿入反応を選び、CDが形成する反応場の影響について詳細に検討を行った。先ず、錯体としてシクロペンタジエニルアルキル鉄錯体を選び、CD包接体の合成を行った。空洞内径の異なるαー,βー,γーCDいずれの場合でも包接体を得ることができたが、その組成比(鉄錯体:CD)は、αーCDでは1:2、βー,γーCDでは1:1であり、空洞内径の違いで組成比が変化することがわかった。続いて、得られた包接体に無溶媒、固体状態で、一酸化炭素、二酸化硫黄、トリメチルホスフィンを反応させた。その結果、CDの空洞内径の違いにより反応剤の鉄ー炭素結合への挿入が制御され,各包接体の反応性は空洞内径の大きさの順に増大することが解った。特に二酸化硫黄を用いた場合には、CDによる反応制御が最も顕著に現われ、αー,βーCD包接体では全く反応が進行しなかったのに対して、γーCD包接体では定量的に反応に進行した。このように有機金属錯体の反応が反応場の空間により制御されたのは、本研究の例が初めてである。2)カルボニル化反応の触媒と成りうる種々の金属カルボニル類のCD包接体の合成を試みた。その結果、単核のCo(NO)(CO)_3,Fe(CO)_5ではαー,βー,γーCDと、また二核錯体のCo_2(CO)_8,Mn_2(CO)_<10>ではγーCDとのみ包接体を形成することを見いだした。しかし、M(CO)_6(Cr,Mo,W)、ならびにFe_2(CO)_9ではいずれのCDとも包接体を得ることはできなかった。また得られた包接体の熱安定性を検討したところ、金属カルボニル単独の時に比ベ、熱安定性は増大していることが解かった。今後、得られた包接体を用いてカルボニル化反応等の触媒反応を検討して行きたい。
食道癌化学療法における癌幹細胞を標的とした新規バイオマーカーの検索

血液中にはFACSを用いて骨髄由来細胞が動員されているのを確認することができた.食道癌切除標本においてc-kitおよびCD68を用いて免疫組織染色をおこない,腫瘍近傍,特に腫瘍先進部における間質にはc-kitおよびCD68陽性細胞の集簇を認めた.これらの骨髄由来細胞動員を惹起するシグナルの一つとしてIL-6の測定をおこない,シスプラチンを細胞株に曝露し,経時的なIL-6の発現を測定するとその増加を認め,化学療法に伴う骨髄由来細胞の動員にIL-6が関与している可能性が考えられた.これらのことから化学療法感受性は,骨髄から動員される骨髄由来細胞が腫瘍間質における微小環境により変化する可能性が示唆された.血液中にはFACSを用いて骨髄由来細胞が動員されているのを確認することができた.食道癌切除標本においてc-kitおよびCD68を用いて免疫組織染色をおこない,腫瘍近傍,特に腫瘍先進部における間質にはc-kitおよびCD68陽性細胞の集簇を認めた.これらの骨髄由来細胞動員を惹起するシグナルの一つとしてIL-6の測定をおこない,シスプラチンを細胞株に曝露し,経時的なIL-6の発現を測定するとその増加を認め,化学療法に伴う骨髄由来細胞の動員にIL-6が関与している可能性が考えられた.これらのことから化学療法感受性は,骨髄から動員される骨髄由来細胞が腫瘍間質における微小環境により変化する可能性が示唆された.血液中に動員されている骨髄由来細胞のsub-populationを同定するため,血液サンプルから単核球を分離し,CD45, CD34, CD133, CD31を表面マーカーとして用いてFACSにて血液の同定をおこなった.CD133^+CD34^<bright>CD31^+CD45^<dim>の表面マーカーを示す血液循環細胞およびCD31^<bright>CD45^-CD34^+CD133^-の表面マーカーを示す血液循環上皮細胞が血液中に動員されているのを確認できた.この血液中に動員された骨髄由来細胞が腫瘍近傍へ集簇しているかを確認するために,食道癌切除標本を用いて骨髄由来細胞のマーカーであると報告されているc-kitを用いて免疫組織染色をおこなった.腫瘍近傍,特に腫瘍先進部における間質にはc-kit陽性細胞の集簇を認めた.これらのことから,食道癌に対する化学療法により骨髄由来細胞が血液中に動員され,それらの細胞が腫瘍先進部の間質に集簇していることから,骨髄由来細胞は腫瘍先進部において癌の浸潤や化学療法耐性の為の微小環境を形成している可能性が考えられた.一方,これらの骨髄由来細胞動員を惹起するシグナルの一つとしてIL-6の測定をおこなった.食道癌化学療法で用いる代表的な抗癌剤であるシスプラチンを細胞株に曝露し,経時的なIL-6の発現を測定するとその増加を認めた.このことから化学療法に伴う骨髄由来細胞の動員にIL-6が関与している可能性が示唆された.血液中に動員されている骨髄由来細胞のsub-populationを同定するため,血液サンプルから単核球を分離し,CD45,CD34,CD133,CD31を表面マーカーとして用いてFACSにて血液の同定をおこなった.CD133^+CD34^<bright>CD31^+CD45^<dim>の表面マーカーを示す血液循環細胞およびCD31^<bright>CD45CD34^+CD133の表面マーカーを示す血液循環上皮細胞が血液中に動員されているのを確認できた.この血液中に動員された骨髄由来細胞が腫瘍近傍へ集簇しているかを確認するために,食道癌切除標本を用いて骨髄由来細胞のマーカーであると報告されているc-kitを用いて免疫組織染色をおこなった.腫瘍近傍,特に腫瘍先進部における間質にはC-kit陽性細胞の集簇を認めた.これらのことから,食道癌に対する化学療法により骨髄由来細胞が血液中に動員され,それらの細胞が腫瘍先進部の間質に集簇していることから,骨髄由来細胞は腫瘍先進部において癌の浸潤や化学療法耐性の為の微小環境を形成している可能性が考えられた.また骨髄から動員される微小環境を形成すると考えられるマクロファージの表面マーカーであるCD68の免疫染色をおこない,間質への動員・集簇が確認された.一方,これらの骨髄由来細胞動員を惹起するシグナルの一つとしてIL-6の測定をおこなった.食道癌化学療法で用いる代表的な抗癌剤であるシスプラチンを細胞株に曝露し,経時的なIL-6の発現を測定するとその増加を認めた.このことから化学療法に伴う骨髄由来細胞の動員にIL-6が関与している可能性が考えられた.これらのことから化学療法感受性は,骨髄から動員される骨髄由来細胞が腫瘍間質における微小環境により変化する可能性がしされた.
リアルタイム分散協調システム設計のためのプロトコル合成に関する研究

近年,計算機ネットワークの発展に伴い,信頼性の高い分散協調システムの設計開発技法の確立が望まれている.このための一つの手法として,分散協調システム全体の要求仕様を形式的に記述し,要求仕様通りに動作する各ノード(計算機)の動作仕様(どのようなタイミングでどのノードとどのようなデータや同期用メッセージを交換しながら自ノードの動作を実行すべきかを記述したもの,プロトコル仕様と呼ばれる)を自動生成するためのプロトコル合成法の研究が進められている.一般に分散協調システムを設計する場合,繁雑なノード間の通信や同期制御などを行うプロトコル仕様を設計者自身が記述するのは繁雑であり間違いも起こりやすい.分散システムの設計法として,設計者は要求仕様のみを記述し,その仕様からプロトコル仕様を自動生成出来ることが望ましい.従来,多くのプロトコル合成法が考案されているが,これらの合成法では,分散環境でのプログラムの実行順序の制御に焦点が絞られてきた.しかし,リアルタイム分散協調システムでは時間制約が課される場合が多い.本研究では,時間制約を含む要求仕様からのプロトコル合成法を考案すると共に,考案した手法に基づいてプロトコル仕様を自動導出する処理系を作成し,その有効性を評価検討した.要求仕様としては,非隣接間の時間制約を整数線形不等式の論理結合で記述できるようなクラスを考えた.また,整数線形計画法の手法を用いて後続の処理がデッドロックしない範囲で,できるだけ自由度のある時間制約を先行する処理に与える工夫を行っている.近年,計算機ネットワークの発展に伴い,信頼性の高い分散協調システムの設計開発技法の確立が望まれている.このための一つの手法として,分散協調システム全体の要求仕様を形式的に記述し,要求仕様通りに動作する各ノード(計算機)の動作仕様(どのようなタイミングでどのノードとどのようなデータや同期用メッセージを交換しながら自ノードの動作を実行すべきかを記述したもの,プロトコル仕様と呼ばれる)を自動生成するためのプロトコル合成法の研究が進められている.一般に分散協調システムを設計する場合,繁雑なノード間の通信や同期制御などを行うプロトコル仕様を設計者自身が記述するのは繁雑であり間違いも起こりやすい.分散システムの設計法として,設計者は要求仕様のみを記述し,その仕様からプロトコル仕様を自動生成出来ることが望ましい.従来,多くのプロトコル合成法が考案されているが,これらの合成法では,分散環境でのプログラムの実行順序の制御に焦点が絞られてきた.しかし,リアルタイム分散協調システムでは時間制約が課される場合が多い.本研究では,時間制約を含む要求仕様からのプロトコル合成法を考案すると共に,考案した手法に基づいてプロトコル仕様を自動導出する処理系を作成し,その有効性を評価検討した.要求仕様としては,非隣接間の時間制約を整数線形不等式の論理結合で記述できるようなクラスを考えた.また,整数線形計画法の手法を用いて後続の処理がデッドロックしない範囲で,できるだけ自由度のある時間制約を先行する処理に与える工夫を行っている.
低酸素細胞標識PET分子イメージングで、KORTUCの線量分布図向上を可視化研究

当該年度に増感放射線療法KORTUCは29症例に実施した。KORTUCの治療成績や症例の報告を多数の学会、研究会で行った。子宮頸癌再発の症例報告を日本医学放射線学会関西地方会で発表した。増感放射線療法KORTUCを用いた切除境界膵臓癌に対する術前化学放射線治療として癌治療増感研究会に発表した。増感放射線療法KORTUCを用いた非手術乳房温存療法の検討を日本医学放射線学会秋季大会で報告した。また、高槻市民公開講座にても増感放射線療法KORTUCの講義を行い、啓蒙に努めた。KORTUC実施症例の内、同意が得られた2例に対して腫瘍内の低酸素状態を可視化するために、低酸素標識分子イメージング検査、F18-FMISO/PETを実施したが腫瘍へのF18-FMISOの集積は非常に低く、KORTUC投与後もほぼ同等であった。KORTUCにより低酸素状態が改善した、酸素効果を加味した放射線治療の線量分布図を作成する計画であったが、治療前のF18-FMISO/PETの集積が軽微でKORTUC投与による変化も乏しいことから作成を断念した。低酸素腫瘍にF18-FMISOが集積し、KORTUC投与後に再度PETが行えるプロトコルの検討を進めていたが、その後、適応症例がなく、追加実施ができなかった。低濃度過酸化水素とヒアルロン酸を含有する放射線増感剤(KORTUC)を用いた増感放射線治療を嘆願患者15例に施行した。日本医学放射線学会関西地方会にて「KORTUCを用いた非手術乳房温存療法KORTUC-BCT (Breast-conservation treatment)でCRとなった手術拒否の3例」を報告した。手術と化学療法を拒否した早期乳癌患者に対し増感放射線乳房温存療法を施行した。3例はいずれも通常の乳房温存療法短期照射法と同様に、接線照射44Gy/16Fr(2.75Gy/Fr)後、腫瘍部にBoostとして9Gy/3Fr施行、計53Gy/19Frの照射を行い、照射中に増感剤を腫瘍内に局注した。3例はそれぞれ、治療後21/21/18ヶ月経過し、全例で乳房腫瘍は消失しcCRとなった。急性期有害事象は通常のBCTと同等で、晩期有害事象もなく、整容上も問題は認めていない。また同上の報告を癌治療増感研究会にても行う予定となっている。低酸素細胞標識PET分子イメージング([F-18]fluoromisonidazole: F-18 FMISO)はまだ準備中であり、KORTUCによる増感効果を可視化、定量化は施行できていない。2016年7月ごろには実施する方向で準備を進めている。KORTUC前後にF-18 FMISO-PETを施行し、腫瘍内の低酸素領域の酸素化を可視化・定量化し、KORTUCによる増感効果により改善した放射線治療の線量分布図を作成する予定である。増感放射線療法KORTUCは15症例に実施した。KORTUCの治療成績は以前の症例も含めて、癌治療増感研究会、ヨーロッパ放射線腫瘍学会に、増感放射線療法KORTUCを用いた非手術乳房温存療法として報告した。また、増感放射線療法KORTUCの治療成績として日本医学放射線学会関西地方会に報告した。KORTUC実施症例の内、同意が得られた2例に対して腫瘍内の低酸素状態を可視化するために、低酸素標識分子イメージング検査、F18-FMISO/PETを実施した。FMISO/PETは計画通り、KORTUCの薬剤投与前(前日)と投与後の2回撮影した。1例目は子宮頸癌LN転移の症例でF18-FMISO/PETで治療対象腫瘍には集積がなく、腫瘍内は低酸素ではなく、放射線感受性が高いことが示唆され、通常通りの放射線治療を行った。2例目は頚部原発不明癌の症例で、治療対象腫瘍にFMISOの集積あり、腫瘍内は低酸素状態で、放射線感受性が低いことが示唆され、KORTUCを施行した。ただし、KORTUCの薬剤投与後のFMISOの集積低下はごくわずかであった。今後は2症例のF18-FMISO/PET画像を定量化したものを利用して、KORTUCにより低酸素状態が改善した、酸素効果を加味した放射線治療の線量分布図を作成する計画である。また、予定症例数5例も目標にF18-FMISO/PET実施症例を増やすことが課題である。F18-FMISO/PET実施1例目に腫瘍内にFMISOの集積がなく、F18-FMISO投与から撮影までの間隔や撮像法、適応症例の検討を行う必要があった。実施2例目はKORTUC投与前に対象腫瘍にFMISOの集積を認めたが、KORTUC投与後の集積は減少はごくわずかで、F18-FMISO1回目と2回目の撮影間隔やKORTUC投与後からF18-FMISO実施までの間隔を検討する必要があった。FMISO施行に同意が得られる症例が予定より少なかった。増感放射線療法KORTUCは25症例に実施した。増感放射線療法KORTUCを用いた切除境界膵臓癌に対する術前化学放射線治療として癌治療

増感研究会に発表予定である。KORTUC実施症例の内、同意が得られた2例に対して腫瘍内の低酸素状態を可視化するために、低酸素標識分子イメージング検査、F18-FMISO/PETを実施した。FMISO/PETは計画通り、KORTUCの薬剤投与前(前日)と投与後の2回撮影した。1例目は子宮頸癌LN転移の症例でF18-FMISO/PETで治療対象腫瘍には集積がなく、腫瘍内は低酸素ではなく、放射線感受性が高いことが示唆され、通常通りの放射線治療を行った。2例目は頚部原発不明癌の症例で、治療対象腫瘍にFMISOの集積あり、腫瘍内は低酸素状態で、放射線感受性が低いことが示唆され、KORTUCを施行した。ただし、KORTUCの薬剤投与後のFMISOの集積低下はごくわずかであった。今後は2症例のF18-FMISO/PET画像を定量化したものを利用して、KORTUCにより低酸素状態が改善した、酸素効果を加味した放射線治療の線量分布図を作成する計画である。また、予定症例数5例も目標にF18-FMISO/PET実施症例を増やすことが課題である。F18-FMISO/PET実施1例目に腫瘍内にFMISOの集積がなく、F18-FMISO投与から撮影までの間隔や撮像法、適応症例の検討を行う必要があった。実施2例目はKORTUC投与前に対象腫瘍にFMISOの集積を認めたが、KORTUC投与後の集積は減少はごくわずかで、F18-FMISO1回目と2回目の撮影間隔やKORTUC投与後からF18-FMISO実施までの間隔を検討する必要があった。その後新規症例を登録できていない。当該年度に増感放射線療法KORTUCは29症例に実施した。KORTUCの治療成績や症例の報告を多数の学会、研究会で行った。子宮頸癌再発の症例報告を日本医学放射線学会関西地方会で発表した。増感放射線療法KORTUCを用いた切除境界膵臓癌に対する術前化学放射線治療として癌治療増感研究会に発表した。増感放射線療法KORTUCを用いた非手術乳房温存療法の検討を日本医学放射線学会秋季大会で報告した。また、高槻市民公開講座にても増感放射線療法KORTUCの講義を行い、啓蒙に努めた。KORTUC実施症例の内、同意が得られた2例に対して腫瘍内の低酸素状態を可視化するために、低酸素標識分子イメージング検査、F18-FMISO/PETを実施したが腫瘍へのF18-FMISOの集積は非常に低く、KORTUC投与後もほぼ同等であった。KORTUCにより低酸素状態が改善した、酸素効果を加味した放射線治療の線量分布図を作成する計画であったが、治療前のF18-FMISO/PETの集積が軽微でKORTUC投与による変化も乏しいことから作成を断念した。低酸素腫瘍にF18-FMISOが集積し、KORTUC投与後に再度PETが行えるプロトコルの検討を進めていたが、その後、適応症例がなく、追加実施ができなかった。低酸素細胞標識PET分子イメージング([F-18]fluoromisonidazole: F-18 FMISO)を2016年7月ごろには実施する方向で準備を進めている。
インフルエンザウイルスの遺伝子再集合を応用した新規治療戦略

抗原不連続変異(Antigenic shift)は新型インフルエンザウイルスの発生メカニズムとして良く知られている。これまでの研究で、この抗原不連続変異はときにウイルス複製に抑制的に作用することが分かっている。そこで我々はウイルスの複製に重要なPAとPB2サブユニットに注目した。結果、PAとPB2サブユニットを阻害因子としてインフルエンザウイルスに作用させると、顕著に遺伝子複製が阻害された。さらにこれらのサブユニットを断片化したところ、阻害効果がさらに増強された。加えて、我々は、これら断片の大量発現系と精製系を確立した。将来は、これらの応用が期待される。インフルエンザの治療には現在、NA阻害薬を中心とした抗インフルエンザウイルス薬が使用されている。しかしながら、インフルエンザウイルスを含め一般にRNAウイルスは変異速度が速く、薬剤耐性を獲得しやすい。特にインフルエンザウイルスは遺伝子を分節として持っており、この分節の入換えによる変異(不連続変異)が生じる。しかし、我々は、これまでに、この入れ換えは無秩序に起こっているわけではなく、株間に入れ替えの相性が存在することを報告してきた。特に、インフルエンザウイルスの核酸タンパク質複合体を構成するPB2およびPAサブユニットに、この相性を決定する重要な因子が存在することが示されている。我々は、この点に着目し、特定の遺伝子の組み合わせによりインフルエンザウイルスの発生が抑制できるか様々な株を用いて検討した。その結果、H1N1の標準株であるWSN株に対して、H5N1株由来のPB2サブユニットまたはH3N2株由来のPAサブユニットの遺伝子を導入することでウイルスの増殖が阻害され、その増殖阻害は遺伝子複製酵素の活性低下によるものであることを見出した。H5N1 PB2に関してはほとんどの解析を終えたため、ここでは、さらにH3N2由来のPAサブユニットに着目し、阻害効果をさらに高める手段の検討と阻害メカニズムの解明を目指した。H3N2 PAの断片を用いて阻害効果を確認したところ、H3N2 PAの一部断片に非常に強い阻害効果がある事が分かり、興味深いことにその阻害効果は、RNPの活性を阻害しているのではなく、RNPの合成そのものを阻害することに起因していた。今後は、この断片の高発現系を構築し純度の高い精製を行えるか検討を行うと共に、細胞または組織、さらには動物などへの投与方法を検討する。変異により、薬剤耐性を獲得しやすいインフルエンザウイルスに対しては、複数の作用機序による対抗手段が必要である。しかしながら、現在の抗インフルエンザ薬はNA阻害薬に分類され、作用機序が全く同じである。そこで、当該研究では、これまでの基礎研究を基に、インフルエンザウイルスの流行機序(遺伝子再集合)を逆手に取った新しい阻害法の開発を行う事を目的とした。インフルエンザウイルスは8分節の遺伝子の再集合により、新型となって世界的流行を起こす。しかしながら、他施設での研究と、我々のこれまでの研究から、限られた組み合わせのウイルスのみが出現することが分かっている。この抑制機構を利用することで、ウイルスの発生そのものを抑えられる。さらにH5N1由来のPB2サブユニットに着目し、阻害効果をさらに高める手段を検討した。まずは、H5N1 PB2の断片化を進めて行ったところ、H5N1 PB2の一部断片に非常に強い阻害効果がある事が分かり、さらなる検討を進めている。また、この断片によって実際のウイルスが増殖抑制されることも培養細胞系を用いて確認した。変異性が高く、薬剤耐性を獲得しやすいインフルエンザウイルスにおいては、様々な作用機序による対抗手段が必要である。現在の抗インフルエンザ薬はNA阻害薬に分類され、作用機序が全く同じである。インフルエンザウイルスは異なる亜型間で遺伝子の再集合を起こす。これまでの研究から、組み合わせによってはウイルス複製活性が低下するものがあることが分かった。この抑制機構を利用することで、ウイルスを抑えられると我々は考え、特に遺伝子複製に関わるPAおよびPB2に着目して研究を行った。その結果、H1N1の標準株に対して、H5N1株由来のPB2サブユニットまたはH3N2株由来のPAサブユニットの遺伝子を導入することでウイルスの増殖が阻害され、その増殖阻害は遺伝子複製酵素のタンパク質発現量の低下によるものであることを見出した。また、このPAサブユニットを断片化することでさらに強い阻害効果を得る事ができた。

株に対する特異性を検証したところ、このPA断片は、様々な亜型に強い阻害活性があることが分かった。PB2についてもPA同様に断片化を進めて行ったところ、断片にウイルス遺伝子複製に対する強い阻害効果がある事が分かり、この断片によって実際のウイルスが増殖抑制されることも培養細胞系を用いて確認できた。このように、PAおよびPB2、すなわちインフルエンザウイルスによってインフルエンザウイルスを阻害するという方法の構築に向けた基礎的データを、当該研究期間に十分に集める事ができたと考えている。今後は、この断片の高発現系を構築し純度の高い精製を行えるか検討を行い、細胞または組織、さらには動物などへの投与方法を検討し、薬剤としての応用法を検討する。ウイルス学PB2は本来、インフルエンザウイルス遺伝子複製酵素の一部サブユニットであるが、これまでの研究(平成21年度平成23年度若手研究(B))で、遺伝子再集合を抑制する作用があり、またその作用に株間で差がある事が分かっていた。このメカニズムは遺伝子複製酵素の複合体形成がPB2によって阻害されることによる。そこで、当該研究の研究計画に基づき株間のPB2の違いをアミノ酸レベルで比較し、人工変異体を用いて、より遺伝子複製酵素の阻害作用の強いPB2の構築を目指した。これまでに20種類以上のPB2断片を作成し、様々な比較を行った。その結果、一部断片に非常に強い阻害効果を認め、さらには阻害に必要な部位を特定でき、この目的はほぼ達成できた。同時に、ウイルスに対しての直接的な作用を細胞培養系を用いて確認したところ、RNP活性への作用だけでなく、ウイルスの増殖も阻害出来る事が確認でき、PB2断片の研究に関しては、ほぼ当初の予定通りに進展した。さらには、この研究の過程で、新たにPAサブユニットにもRNPに対する阻害効果が確認され、そのメカニズムはRNP活性の阻害ではなく、RNP合成の阻害である事が分かり、インフルエンザウイルスに対する新たな作用機序を持つ薬剤開発へと繋がる期待が生じた。PB2は本来、インフルエンザウイルス遺伝子複製酵素の一部サブユニットであるが、これまでの研究(平成21年度平成23年度若手研究(B))で、遺伝子再集合を抑制する作用があり、またその作用に株間で差がある事が分かっていた。
日本の萌芽期の在宅福祉事業の形成に影響を及ぼした社会的要因に関する研究

平成19年度は、予定していた九州南部(宮崎・熊本・鹿児島)調査の他、資料収集が不十分であった東北北部(青森・岩手)、近畿南部(奈良・和歌山)、関東北部(群馬・栃木・茨城)でそれぞれ県立図書館等における資料収集調査を実施。各地の在宅福祉事業に関する資料収集に努め、その結果ほぼ全国各県について在宅福祉事業創成期に関する資料を収集できた。主な知見として、宮崎県が老人福祉法施行以前すでに老人家庭奉仕事業を開始していたことが確認できた一方、奈良県や和歌山県は他地域と比較して事業の開始年が遅いことが明らかとなった。さらに昭和30年代当時労働省の管轄で行われていた「事業内ホームヘルプ制度」について詳しく調べた結果、いくつかの資料から、太平洋ベルト地帯を構成する愛知県を中心に活発に事業が展開されていたことがわかった。以上の知見をこれまでの調査結果と合わせて考察すると、日本の在宅福祉事業の源流としてふたつの出自の存在が伺えた。すなわち、第一に家族・老人問題が顕在化していたことに起因して在宅福祉事業が始まった主として地方の自治体、第二にサービス提供の担い手が確保しやすく、また企業が職員家族対策の必要から在宅福祉事業に着手し始めた主としてる都市部の自治体、いうふたつの出自である。一方、奈良県や和歌山県等の一部の自治体で在宅福祉事業の導入が遅れた理由については、分析のための資料が充分に収集できなかった。今後、(1)各県における家族・老人問題の動向、(2)サービス提供の担い手となる女性たちの動向について資料収集を進め、在宅福祉事業成立の経緯に関する説明図式の構築についてさらに分析を進めたい。平成18年度は、まだ調査を実施していない都道府県のうち、秋田県、山梨県、島根県、鳥取県において資料収集調査を実施、各地の在宅福祉事業に関する資料収集に努めた。その結果、秋田県、島根県、鳥取県において、昭和38年の老人福祉法施行以前に各自治体独自の在宅福祉事業が開始されていたことが明らかとなった。一方で、山梨県においては事業の詳細を記した資料が見つからなかったため、次年度継続して調査する予定である。これらの自治体では、ボランティア団体や社会福祉協議会等への委託を通じてこれらの事業を実施しており、こうした事情もあって、昭和38年度に厚生省が把握していた在宅福祉事業実施自治体からこれらの自治体が抜け落ちていた。こうした状況を勘案すると、今後も全国各地での地道な資料収集が必要となりそうである。平成17年度以前の調査結果と今回の成果を合わせて考察すると、(1)早くから家族や老人の問題が顕在化していた自治体ほど在宅福祉事業も早期から開始される傾向がある(例:秋田)というニーズ側の要因と、(2)サービス提供の担い手が確保しやすい自治体ほど在宅福祉事業も早期から開始される傾向がある(例:大阪、京都)という担い手側の要因の両方が、自治体の在宅福祉事業導入に影響を及ぼしているように見受けられる。よって、今後は(a)昭和30年代以降の日本において、家族や老人の問題がどのような経緯で顕在化し始めたのかを調査すると同時に、(b)サービス提供の担い手となりうる人々(例:寡婦)に対する福祉施策が在宅福祉事業の実施とどのように関連していたのかを調査するという作業を通じて、日本の萌芽期の在宅福祉事業の形成に影響を及ぼした社会的要因についてさらに考察を進めたい。
ラジオ放送・学生祭典の場での社会実験による環境配慮行動の促進効果

温暖化対策には技術面だけでなく,人々の環境配慮意識・行動を促進するアプローチも重要である。本研究ではラジオ放送の涼しい音楽企画と学生祭典が,人々の環境配慮意識や行動を促進する効果について考察することを目的としている。研究の結果,1)当初から環境配慮意識の高い人はこれらの企画に参加することで更に環境配慮意識の向上が見られた。2)環境配慮意識があまり高くない人でも,これらの企画に参加することで環境配慮意識が向上し,環境配慮行動促進に繋がる可能性が示唆された。近年,地球温暖化など環境問題が深刻化し,温暖化二酸化炭素排出量削減が重要視されている。中でも大幅増加が見られる家庭部門での削減は重要である。温暖化対策には技術面からだけでなく,住民の環境配慮意識・行動を促進するアプローチも重要である。本研究では京都学生祭典とTOKYO FMのCooooL Music企画が,参加者・リスナーの環境配慮意識や行動を促進する効果について考察することを目的としている。方法としては,2011年度に引き続き2012年度の京都学生祭典の実行委員会委員(環境配慮部署のKSPを含む)および一般参加者である踊り手を対象として,環境配慮意識・行動に関するアンケート調査を,祭典の前と後で行った。回収数は2011年度の祭典前129部,祭典後141部であったが,2012年度は祭典前95部,祭典後135部であった。学生祭典参加者の調査の分析の結果,以下の知見が得られた。(1)当初環境配慮意識の高くなかった学生も,KSPに参加することで,環境配慮意識が向上し,環境配慮行動が促進されることが示唆された。(2)環境配慮行動には自己犠牲的なイメージがあるが,友人との共同作業を行うことにより,楽しみながら普及させるが示唆された。(3)ごみを分別する立場や運営活動などを経験することが,意識・行動の変化や多くの人に広めたいという気持ちに影響を与えるきっかけになっている。この成果は, 2013年度人間・環境学会大会において発表予定である。ラジオ局のリスナー調査は,ラジオ局の事情で2012年度の調査を行うことはできなかったが,2011年度のデータを集計分析し,2012年度日本生気象学会のシンポジウムで発表した。全体として,環境配慮意識があまり高くない人でも,これらの企画に参加することで環境配慮意識が向上する例が確認出来,環境配慮行動促進に繋がる可能性が示唆された。本研究では京都学生祭典とラジオ放送の涼しい音楽企画が,参加者・リスナーの環境配慮意識や行動を促進する効果について考察することを目的としている。方法としては,2011年度と2012年度の京都学生祭典の実行委員会委員(環境配慮部署であるKSPを含む)および一般参加者を対象として行った環境配慮意識・行動に関するアンケート調査および環境配慮意識の高い部署の実行委員に対するヒアリング調査を用いた。アンケート調査項目は,松原と後藤(2012)の調査項目の中から,本研究の趣旨にふさわしいものを選択した。ヒアリング調査結果の分析からは,「KSP実行委員」も,当初から環境意識が高かったわけではなく,最初は興味本位で祭典実行委員を始めていることが明らかとなった。また「KSP実委」は祭典当日までに各種の活動の企画・運営にあたり環境問題への関心が高まり,日常生活での環境配慮行動に結びついたと考えられる。アンケートの集計・分析からは,以下の知見が得られた。1)当初から環境配慮意識の高い人はこれらの企画に参加することで更に環境配慮意識の向上が見られた。これらの成果の一部は, 2013年度人間・環境学会大会(東京電機大学)のポスターセッションにおいて発表した。本研究では第9回京都学生祭典9)とTOKYO FMのCooooL Music企画10)が,参加者・リスナーの環境配慮意識や行動を促進する効果について考察することを目的とする。方法としては,京都学生祭典の実行委員会委員および一般参加者を対象として,環境配慮意識・行動に関するアンケート調査を,祭典の前と後で行った。回収数は祭典前が129部,祭典後が141部であった。また,ラジオ局の「涼しく感じる音楽」の企画に協力して2011年7月4日から8月28日までの約2ヶ月間,毎日14時頃を中心にオンエアした。

放送終了後2週間にわたりWeb調査を実施し,301部の回答を得た。ラジオ局のリスナーについては,「涼しさ感じ」「提案のよさ」「震災前」「震災後」「キャンペーン後」の5項目でそれぞれクロス集計を行ったところ,全て関連が有意であり,キャンペーンで流れた音楽を涼しく感じた人ほど,「震災前」「震災後」「キャンペーン後」で環境配慮意識が改善されていた。また音楽を聴いて涼しさを得るという提案をよいと思っている人ほど環境配慮意識が改善されていた。全体として,環境配慮意識があまり高くない人でも,これらの企画に参加することで環境配慮意識が向上する例が確認出来,環境配慮行動促進に繋がる可能性が示唆された。複合領域最終年度であったが,校務多忙につき,集計・分析を終えて,審査論文の投稿にまで到達できなかったため。計画していた学生祭典実行委員会の調査,ラジオ放送の調査,をほぼ予定通り完了し,集計分析も予定通り進行しており,23年度の結果については,当初予想に近い結果が得られているが,発表・投稿作業がやや遅れ気味であるため。集計・分析が遅れているため,25年度は集計・分析を継続して行う。学生祭典の調査結果については,実行委員会のうち,環境に配慮する部署の委員とそれ以外の委員に分類して,さらに一般参加者の3つの属性について,ここのエコイベントへの参加の有無を考慮して,環境配慮意識・行動の変化に与える影響を分析する。環境配慮意識と行動については,「過剰包装を断る(以下過剰包装)」、「詰め替え用品を利用する(以下詰め替え)」、「使い捨て商品の利用を控える(使い捨て)」、「冷暖房の適温設定をする(以下適温設定)」、「待機電力を切る(以下待機電力)」、「水を流しっぱなしにしないようにする(以下水)」の7項目を用いる。上記と並行して,前年度の研究成果をまとめ,人間・環境学会,日本生気象学会,人間-生活環境系学会などで発表する。また,原著論文を完成させて投稿することを目標とする。さらに一部のデータについては,2年分を重ね合わせて,集計・分析・考察を行う。本研究が新規に明らかにした内容を明確にし,楽しみごとをきっかけにして環境配慮行動を促進する方策について,学術的な知見をまとめるとともに,具体的な政策的提案を考える。今後の課題を整理して,報告書をまとめる24年度も,学生祭典およびラジオ局の「涼しく感じる音楽キャンペーン」を対象とした社会調査を行う。京都学生祭典実行委員会委員のうち環境プロジェクトの委員および一般参加者(主として踊り手)を対象とした調査については,昨年度の反省に基づいて,祭典の前後において,一部には同一の質問項目を採用することにする。この方針で,前年度と同様のデータを蓄積する。また,ラジオ局のキャンペーンについては,23年度の調査の結果,かなりの予算を要する社会調査結果とラジオ局の行う調査結果の間に大きな差異がないことが確認されたので,24年度はラジオ局のHPにアクセスする方法で調査を行う。上記とは別に,前年度の研究成果をまとめ,日本生気象学会,人間生活環境系学会などで発表する。
学習フィードバック付きのフィジカルアセスメント用ＰＣ教材の開発と学習効果の検証

本研究は、看護学生が自己学習に活用できるシミュレーション機能を備えた胸腹部のフィジカルアセスメント用のコンピュータ教材を開発することを目的とした。教材は看護教員の評価に基づき改良を重ね、「1肺葉区分を理解する2胸部指標線を理解する3打診音の種類や特徴を聴き分ける4打診技術のコツをつかむ5胸腹部における打診音が変化する境界を聴き分ける6打診により肝臓の位置や大きさを推定する」等、学習者が自身の知識やアセスメント技術の評価を受けながら学ぶことができる教材を開発した。本研究の目的は、看護学生の看護実践能力を高めることを目指し、自己学習に活用できるシミュレーション機能を備えたフィジカルアセスメント用のコンピュータ教材を開発することである。平成25年度は「打診」の教材作成に焦点を当て、主に下記3点に関する教材を作成した。1条件を統一するため机を打診対象とした熟練者の打診音を録音し、音声分析手法としてよく使用される自己相関関数とFFTを用いてその打診音の特徴を捉えた。この値を基準に学習者が机の上を打診した際の打ち損じや打診リズムの悪さを判定し、コンピュータ画面上に文字によりフィードバックするシステムの試作をした。表示する画面は「比較的よい打診といえます。このまま頑張って下さい」・「リズムに乱れが見られます」・「打診後に右手を押し付けていませんか?」・「もう少し等間隔に打診できるように心がけましょう」等である。2学習者が実施した打診の波形がコンピュータ画面上に表示するシステムを試作した。これは熟練者の打診音の特徴から基準を設定し、学習者の打診音が基準値から外れた場合は打診音であると認識されず、コンピュータ画面上で確認ができるものである。学習者が自分の打診の特徴を可視化することより、自己の打診を客観的に捉えられるようにした。3学習者の打診音の聴く力を鍛えることを目指し、腹部の打診音における鼓音・濁音・共鳴音の違いを聞き分けるシステムを試作した。これは学習者が「鼓音と濁音」「鼓音と共鳴音」がセットになった12通りの一連の打診音を聞き、音の境界を判定してコンピュータ画面上をクリックするというものである。そのうえで、学習者の判断が正しいか・不正解かを「答えあわせ」の画面上で確認をすることで、繰り返し音を判別する学習が自分のペースで行える。これら学習システムを熟練者が体験しながら、その精度や利用しやすさを検討することで修正を繰り返した。平成24年度は、研究代表者がこれまで作成してきた胸部アセスメント学習用コンピュータ教材の内容を、基礎看護技術教育を担っている看護教員6名に評価してもらい、修正すべき課題について抽出した。また打診や聴診により得られる情報を、その音質や波形によりリアルタイムに可視化できるシステムをコンピュータ教材の中に組みこむことを目指した予備実験を行った。打診音はより評価しやすい条件にするため、今回は人体ではなく物体(机)の打診音を分析した。先の看護教員6名を対象に、机を人体の腹部と想定し、通常実施しているように打診を実施してもらった。その音の特徴を分析した結果、打診波形の相関係数、ピーク抽出による波形の振動数、打診の間隔の標準偏差によって打診手技を評価することが可能であることを示した。さらに看護学生などの初学者が陥りやすい「あてがう指を机に密着させない、打診する手はスナップをきかせず押さえつける」など、誤った5つのパターンの手技をあえて実施してもらい、その音の特徴について分析し正しく打診できている場合との比較を行った。聴診については健康成人男性の心音を集音した結果、正常I音、II音のサンプルを収集する際に50-150Hzを強調することで、聴き取りやすさを向上させることが可能であった。また心音の大きさは、被験者によって少なくとも600倍以上の違いがあるため、聴診器での聴取では問題ないが、コンピュータ教材の中に組みこむ場合は、ボリューム調整に注意を払うことが課題としてみえてきた。平成26年度は下記の教材作成・評価に焦点を当てた。1打診技術を学ぶPC教材:学習者が机の上を打診した音を録音し、打診波形を画面上に現すことで手本となる打診と比較できたり、打ち損じや打診リズムの悪さを判定したり等、コンピュータ画面上の文字によりフィードバックするシステムを完成させた。2呼吸器系のアセスメント技術を学ぶPC教材:PC画面上で肺葉を区分する位置を選んだり、胸部指標線の位置を決めたり、正常な打診音や聴診音を種類によって色分けしたりするシステムを完成させた。3打診により肝臓の位置と大きさを推定する方法を学ぶPC教材:右鎖骨中央線上の胸部を腹部の方向に向かってクリックしていくことで、共鳴音から濁音に変化する位置を聞き分けたり、腹部から頭部の方向に向かってクリックしていくことで、鼓音から濁音に変化する位置を聞き分けたりすることで、画面上にマーキングをする。その2点間を画面上の定規をドラック&ドロップすることで大きさを測定する学習ができるものである。4打診音の変化の聞き分けを学習するPC教材:再生ボタンをクリックすると一連の打診が再生され、打診音に合わせて波形が点滅する。