hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい波浪統計モデルの構築とその利用技術開発に関する研究

これらの三種類の各統計資料に加えて、西北太平洋の波浪統計データ(方鐘聖ら)についても特性値を調査して、理論的な基礎の有効性と簡易合成法の適用性について検証し、地球全海域をカバーする唯一の長期波浪統計データ(GWS:G1obal Wave Statistics)との比較検証も実施した。また、GWSを利用する船体応答統計的予測の問題点を抽出し、長期予測法の新しい可能性を実証して、新しい波浪統計モデルの利用技術の開発を計った。本年度は、特に、モデルの利用技術の一つである長期予測法の汎用化の問題について、波浪荷重以外の各種船体応答(プロペラレーシング、甲板冠水、船体加速度等)の長期予測評価を行い、最終年度として研究総括を行った。
In-Cell NMR立体構造解析に向けた高速・高精度な自動解析システムの開発

近年研究が活発化しているin-cell NMR法は,細胞内蛋白質を構造解析できる手法として多くの注目を集めている.一方で, in-cell NMRのデータは,非常に複雑なものとなるため,従来の手動解析では適用し難いものが多い.本課題では,こうしたin-cell試料に対して,安定して構造解析可能な全自動構造決定システムNOESY-FLYA法を開発し,本手法が様々な未知蛋白質に適用可能であることを実証した.近年研究が活発化しているin-cell NMR法は,細胞内蛋白質を構造解析できる手法として多くの注目を集めている.一方で, in-cell NMRのデータは,非常に複雑なものとなるため,従来の手動解析では適用し難いものが多い.本課題では,こうしたin-cell試料に対して,安定して構造解析可能な全自動構造決定システムNOESY-FLYA法を開発し,本手法が様々な未知蛋白質に適用可能であることを実証した.本年度は、本研究課題により進めていたNOESY-FLYA法の開発に成功し、NOESYスペクトルのみを入力データとして、蛋白質立体構造の全自動構造解析アルゴリズムの実証実験に初めて成功した。ここでは、モデル試料としてクロレラ由来のユビキチン(76a.a.:SAIL標識)、及び高度好熱菌HB8由来のTTHA1718(66a.a.:二重標識)の完全自動構造解析を行った。実証実験の結果、従来の手動解析による構造計算と同程度の精度で立体構造解析が全自動的に可能となることを示すことができた(Ikeya et al. in press)。本法を用いれば、NOESY以外のスペクトル・構造情報を全く必要とせずに、化学シフト帰属から立体構造決定に至るまで全ての解析過程を自動化することができる。また、従来の安定同位体2重標識試料に加えて、SAIL標識した試料においても、アルゴリズムの大きな変更を必要とせずに適用でき、高精度の構造解析を達成できたことから、本手法の高い汎用性を示すことができた。現在、in-cell試料から得られたスペクトルに適用させる準備を進めており、本手法により従来の3重共鳴スペクトルだけでは感度の問題から不十分であった側鎖の帰属について、NOESYから補完して帰属可能となると期待できる。具体的なin-cell MR法の応用例としては、本年度、GB1蛋白質の構造決定に新たに成功した。2009年研究代表者らは世界で初めて生きた細胞中での立体構造解析に成功したが、それ以後2年経た現在まで、未だ世界第2例目の立体構造解析に成功した例はなかった。今回、本研究課題により世界第2例目の構造決定も本研究グループによって達成されたことから、in-cell NMR立体構造決定技術の拡張、および汎用化に向けて大きく前進した成果となった。本年度は,NOESYスペクトルのみを用いた新規構造決定手法であるNOESY-FLYA法の成果に関して科学雑誌上で発表した(J. Biomol. NMR. 50, 137-146 (2011)).本手法は,NOESY以外の他のどのスペクトルも用いずに,化学シフト帰属と,構造決定に必要な拘束情報を収得可能な点が際立った特徴である.モデル試料としてユビキチン(76 a.a.:SAIL標識)、及びTTHA1718(66 a.a.:二重標識)蛋白質の完全自動構造解析を行った.信号処理法の改良では,これまでin-cellデータの信号解析に用いてきた最大エントロピー法(MaxEnt)に加え,共同研究先であるケンブリッジ大学のグループによって開発されたQuantitative MaxEnt (QME)法を基に,新たにin-cellデータに最適化させた.細胞内GB1蛋白質の立体構造解析にNOESY-FLYA法とQMEの両方を適用させたところ,従来法と比較して,新たに185個のNOEシグナル検出と88個の化学シフト帰属に成功し,主鎖RMSDで0.2A程度収束した立体構造を決定できた.構造計算手法の開発では,CYANAの2面角系分子動力学計算にデカルト座標系の分子力場の導入に成功し,構造の最適化計算をCYANAの自動NOE解析とを組み合わせて再帰的に計算可能なアルゴリズムを開発した.従来のCYANAは,計算の高速化のために極端に単純化した目的関数で立体構造を評価していたが,本法を利用することにより,これまで以上に高精度の立体構造計算と自動NOE解析が可能になると期待できる.現在,複数の具体的なNMRデータに適用させ,構造の精度と計算速度の両面での実証実験を進めている.
投げなわ構造をもつRNA分子の2'-5'結合を含む環状RNAの構築反応

投げなわ構造をもつRNAの環状化反応の準備のため環状化の部位となる5'末端水酸基と2'末端リン酸ジエステル同志を縮合できるような基本的な合成ユニットをまず合成することにした。このため分岐点であるアデノシンの2'水酸基にビス(フエニルチオ)ホスホリル基、3'水酸基にビス(シアノエチル)基をもつ2'、3'ジリン酸誘導体の合成を検討した。その結果、3'、5'位の水酸基を1、1、3、3-テトライソプロピルジシロキサニ-1、3-ジイル(TIPS)基であらかじめ保護したアデノシン誘導体を出発物質に用い、これをまず2'-ビス(アニリノ)ホスホリル体とし脱ジリル化ののち5'水酸基をチ-モノメトキシトリチル化し保護し、さらに脱シリル化の際あらかじめ2'位に導入したり二酸基が転位した結果2'位が無保護のアデノシン誘導体をビス(フエニルチオ)ホスホリル化をおこなって分岐点の合成ユニットを得た。この合成ユニットの3'ビス(アニリノ)ホスホリル基のアニリの基を亜硝酸イソアミルで選択的に除去し、遊離になったリン酸基にシアノエタノールとイソデュレンジスルホニルクロリドでアルキル化し新たな合成ユニットである5'-0-ジメトキシトルリル-2'-0-〔ビス(フエニルチオ)ホスホリル〕-3'-0-〔ビス(アニリノ)ホスホリル〕-N^6-ベンゾイルアデノシンを収率よく合成した。環状化の基礎実験とし2'および3'方向にヌクレオチド鎖が伸長できることを示すため上述した新たな合成ユニットのリン酸の保護基を次亜リン酸およびHinig塩基を用いてそれぞれ選択的に除去し2'方向にはGを3'方向にはCの誘導体をAに付加させた。このあと得られた分岐トリマーの5'MMW基を除去し別途合成したCUGトリマーブロックと総合させ分岐6両体を合成できた。これを用い現在5'末端と2'末端間で縮合環状化のため条件を検討している。
重合活性末端における分子内関与を利用した立体規則的カチオン重合の開発

重合末端におけるモノマー由来の置換基の分子内関与に基づく、カチオン重合における立体規則性制御を目的とし、モデルとなるモノマーを合成し、モデル反応について検討した。その結果、モノマーの選択と、反応条件を精査することで、90%以上の高選択性で対応する反応が進行することを明らかにした。これは、従来法が重合末端の前末端基により立体規則性を制御していたのに対し、モノマーに由来する置換基の重合末端カチオンへの分子内関与により、前末端基効果に寄らない新しい立体規則性重合の可能性を示唆する結果である。同様な発想をラジカル重合の立体規則性に展開することで、99%以上の高立体選択的ラジカル重合の開発に成功した。本研究では、精密有機合成の視点に基づく新しい反応設計により、高立体選択的なリビングカチオン重合の開発を目指した研究を行った。残念ながら、この目標を達成することはできなかったが、この研究を進展する過程において、高立体選択的なラジカル重合の開発に成功した。すなわち、アミノ酸由来の不斉補助基であるオキサゾリジノンを持つアクリルイミドをモノマーとして用い、そこにマグネシウム系のルイス酸を添加してラジカル重合を行うと、99%以上の高いイソ立体規則性を持つ重合体が得られることを見いだした。これまで、極めて構造の特殊なモノマーを用いることで、本系と同等の高い立体規則性重合の進行が報告されている。しかし、このような構造の単純なモノマーを用いて、このような高度な立体規則性重合が達成されたのは初めてである。本重合系のもうひとつの特徴は、触媒量のルイス酸で高い立体規則性が発現する点である。すなわち、モノマーに対し、20%量程度のルイス酸を加えた場合に置いても、>99%以上の高いイソ立体規則性が発現した。これは、触媒量の不斉ルイス酸を用いることで、立体規則的ラジカル重合が進行する可能性を示した結果であり、大変興味深い結果である。本年においては、立体規則的重合の基礎となる想定反応機構を小分子系のモデル実験により検証を行うとともに、究極の目的である立体規則的なリビングカチオン重合に向けた有効なリビングカチオン系の開発について検討した。小分子系のモデル実験においては、重合末端に生じるカチオン種に分子内関与できる置換基として、エステルおよびアミドとを持つビニルエーテルH2C=CHOCH(R)CHCO2R'およびH2C=CHO CH(R)CHCONR'R"をオレフィン基質(モノマー)として合成して用いた。反応落ちしては、リビングカチオン重合の素過程を模倣した反応を行った。すなわち、ビニルエーテルに対してハロゲン化水素(HX)を付加させることで、まずヘテロアセタールを合成した後、ルイス酸とモノマーモデルであるアリルシランを加えることで、炭素ー炭素結合生成反応を行い、この時における立体選択性、反応効率を最大化する検討を行なった。その結果、基質として適当な置換基を持つエステル基質から生成したヘテロアセタールに対し、種々の銀塩を作用させて基質を活性化した後、アリルシランを加えることで90%以上のジアステレオ選択制で反応が進行することがわかった。新しいリビングカチオン重合の開発においては、我々がラジカル重合系で用いている有機テルル化合物を用い、適切な開始剤の分子デザインと活性化剤であるルイス酸の選択により、ビニルエーテルの重合がリビング的に進行することを明らかにした。さらに、リビングラジカル重合と子のカチオン重合とを組み合わせることで、従来法では合成できなかった、新しいハイブリッドブロック共重合体が合成できることを明らかにした。上記の結果に加え、種々の予備的検討結果からも、反応が予想していたような分子内関与を経て進行していることが強く示唆されている。このような形で立体選択性が発現することはこれまで全く報告例がないことから、現状では順調に研究が進行しているものと考えている。現在、生成物の構造確認中であり、それにより「原理の証明」を早急に達成したいと考えている。次の第一の課題は、本反応系を重合反応に展開することである。その検討を早急に進めたい。さらに、リビングカチオン重合系への展開についても併せて検討する。この場合、これまで我々が開発してきたテルル化合物を重合制御剤に用いる方法をまず検討するが、その方法にこだわらず、ハロゲン化合物やエーテルやチオエーテルなど、他の研究者により既に開発されているリビングカチオン重合系の検討も併せて行い、立体規則性と分子量、分子量分布の制御されたポリビニルアルコールおよびその誘導体の合成へと発展を図る。さらに、リビング系の特徴を活かし、機能性高分子材料の宝庫として期待されているブロック共重合体の合成へと展開を図る。ここで開発したモノマーと、従来から用いられているビニルエーテルとを組み合わせることで、ステレオグラジエント共重合体やステレオブロック共重合体の合成について検討する。生成物におけるエーテル部位を除去することで、対応するポリビニルアルコールへと変換を行なう。

高い立体規則性を持つポリビニルアルコールは強い分子内水素結合ネットワークを形成することから、従来のものと大きく異なる物性を示すと期待される。そこで、合成した重合体の基礎的な物性の評価を行う。さらに、これらの得られた結果を取りまとめ、成果発表を行う。物品費として、試薬やガラス器具などの消耗品として80万円(1点平均5,000円x 160点)、成果発表の出張旅費として20万円(1件平均50,000円xのべ4回)、成果とりまとめ費用として10万円の使用を予定している。
COPDマウスモデルの生体肺イメージングによるリンパ球リクルーティング解析

慢性炎症時に新生される三次リンパ組織(TLO)を介して、リンパ球が炎症組織へリクルートされる分子メカニズムは未だ明らかにされていない。本研究では、慢性閉塞性肺疾患(COPD)で見られるTLOの一種「iBALT」をマウスモデルで再現し、低分子量Gタンパク質Rap1が制御する細胞接着シグナルがiBALTへのリンパ球のリクルーティングをどのように制御しているのかを明らかにするため、以下の課題に取り組んでいる。1.生理的な条件下(SLO)でのHEVと、慢性炎症によって誘導されるiBALTでのHEV類似血管ではリンパ球の細胞接着、血管外遊走がどのように違うのか?2.iBALTやその近傍に存在する免疫担当細胞が炎症過程のいつ頃、どのようにリクルートされるのか?また、それらのリクルート過程で細胞接着制御因子Rap1による関与はあるのか?3.免疫反応の場としてTLO内のどこで、どのような細胞間相互作用が起こっているのか?当該年度においては、生理的な条件下でのHEV(膝窩リンパ節HEV)におけるT細胞のrollingおよびarrest現象を二光子励起顕微鏡または共焦点顕微鏡で観察し、Rap1ノックアウトT細胞、Kindlin-3ノックアウトT細胞、Talin-1ノックアウトT細胞でのHEVへのリクルーティングが低下することを確認した。また、in vitroでのflow chamber実験系において、固相化ICAM-1、VCAM-1、MAdCAM-1へのRap1ノックアウトT細胞、Kindlin-3ノックアウトT細胞およびTalin-1ノックアウトT細胞の違いを明らかにし、日本免疫学会にて学会報告を行った。Rap1シグナルの詳細を解明するため、Rap1活性化因子(GEF)および不活性化因子(GAP)をT細胞特異的に欠損する遺伝子組換えマウスの作出とそれらの解析を進めている。また、リンパ節スライスの共焦点顕微鏡画像からHEVを同定し、移入した細胞分布、細胞数を定量的に評価する実験系を立ち上げ、Rap1ノックアウトT細胞、Kindlin-3ノックアウトT細胞およびTalin-1ノックアウトT細胞の違いを調べた。また、Rap1シグナルの詳細を解明するため、Rap1活性化因子(GEF)および不活性化因子(GAP)をT細胞特異的に欠損する遺伝子組換えマウスの作出を完了した(詳細は現時点で非公開)。またリンパ球だけでなく、単球、顆粒球、樹状細胞などのミエロイド細胞を用いてCOPDマウスモデルにおけるTLO内の細胞動態イメージングするため、LysM-Cre等の系列特異的Creマウス系列も作出した。マウス肺炎症モデルではエラスターゼおよびLPS投与によるCOPDモデルを進めており、BALF(気管支肺胞洗浄液)での確認まで行ったが、イメージングによるTLOの形成確認までは未だできていない。・エラスターゼおよびリポ多糖投与によるマウスCOPDモデルでTLO (iBALT)が形成されるかを確認する。・前年度中に、HEV類似血管で発現が認められたインテグリンリガンドのプロモーター下に蛍光タンパク質レポーターを導入し、HEV可視化レポーターマウスを作出する予定であったが、代替法として、蛍光標識抗体を静脈し、一定時間後にマウスをサクリファイスしてリンパ節スライス作製し、共焦点レーザー顕微鏡撮影する実験系を立ち上げた。今後はマウスCOPDモデルの炎症時に形成される三次リンパ組織(TLO)のスライスを作成し、細胞接着シグナルを制御する因子(Rap1、Kindlin-3、Talin-1)の違いについて各種ノックアウトマウスを用いて調べる。令和1年度も引き続き、本レポーターマウス作出に向けて、準備を進める。・LysM-Cre等の系列特異的Creマウスを用いて、ミエロイド細胞の炎症部位へのリクルーティングにRap1が制御する細胞接着シグナルがどの段階で関与するかを検証する。・FRETバイオセンサーマウス「Eisuke」を用いて、TLOでのリンパ球接着イベントでERK活性に変化があるかを調べる。慢性炎症時に新生される三次リンパ組織(TLO)を介して、リンパ球が炎症組織にどのようにリクルートされるのかは未だ明らかにされていない。本研究では、慢性閉塞性肺疾患(COPD)で見られるTLOの一種「iBALT」をマウスモデルで再現し、iBALT内でのHEV類似血管を通るリンパ球のリクルーティングメカニズムを明らかにするため、以下の課題に取り組んでいる。1.生理的な条件下(SLO)でのHEVと、慢性炎症によって誘導されるiBALTでのHEV類似血管ではリンパ球の細胞接着、血管外遊走がどのように違うのか?2. iBALTやその近傍に存在する免疫担当細胞が炎症過程のいつ頃、どのようにリクルートされるのか?また、それらのリクルート過程で細胞接着制御因子Rap1による関与はあるのか?3.免疫反応の場としてTLO内のどこで、どのような細胞間相互作用が起こっているのか?当該年度においては、生理的な条件下でのHEV(膝窩リンパ節HEV)におけるT細胞のrollingおよびarrest現象を二光子励起顕微鏡観察し、Rap1ノックアウトT細胞ではHEVへのリクルーティングが低下することを確認した。またin vitroにおいてもrollingおよびarrest現象を再現するflow chamber系を構築し、Rap1ノックアウトT細胞ではarrest現象のみが減少することを確認した。

糖鎖修飾CD34分子の精製等に時間を要したが、概要で記述した通り、生理的な条件下でのHEVへのT細胞リクルーティングを解析する手法はin vivoおよびin vitroの実験系共にほぼ整い、再現性を確認しながら、データを蓄積して統計処理を行えるレベルまで達している。マウス肺炎症モデルではエラスターゼおよびLPS投与によるCOPDモデルを進めており、BALF(気管支肺胞洗浄液)での確認まで行ったが、イメージングによるTLOの形成確認までは未だできていない。慢性炎症によってHEV類似血管上にはP/E-selectinが発現し、Effector T細胞等が接着する可能性がある。またICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1といったインテグリンリガンドの発現パターンが時間的、空間的に異なっている可能性があるため、P-selectinやインテグリンリガンド(Fcキメラ分子)のタンパク質精製、抗体の準備をほぼ完了した。今後はin vitro flow chamberモデル、生体イメージング、組織染色、FACS等で各接着因子の発現量、発現パターン、各分子間の相互作用の強さなどを定量的に調べる予定である。慢性炎症時に新生される三次リンパ組織(TLO)を介して、リンパ球が炎症組織へリクルートされる分子メカニズムは未だ明らかにされていない。本研究では、慢性閉塞性肺疾患(COPD)で見られるTLOの一種「iBALT」をマウスモデルで再現し、低分子量Gタンパク質Rap1が制御する細胞接着シグナルがiBALTへのリンパ球のリクルーティングをどのように制御しているのかを明らかにするため、以下の課題に取り組んでいる。1.生理的な条件下(SLO)でのHEVと、慢性炎症によって誘導されるiBALTでのHEV類似血管ではリンパ球の細胞接着、血管外遊走がどのように違うのか?2.iBALTやその近傍に存在する免疫担当細胞が炎症過程のいつ頃、どのようにリクルートされるのか?また、それらのリクルート過程で細胞接着制御因子Rap1による関与はあるのか?3.免疫反応の場としてTLO内のどこで、どのような細胞間相互作用が起こっているのか?当該年度においては、生理的な条件下でのHEV(膝窩リンパ節HEV)におけるT細胞のrollingおよびarrest現象を二光子励起顕微鏡または共焦点顕微鏡で観察し、Rap1ノックアウトT細胞、Kindlin-3ノックアウトT細胞、Talin-1ノックアウトT細胞でのHEVへのリクルーティングが低下することを確認した。また、in vitroでのflow chamber実験系において、固相化ICAM-1、VCAM-1、MAdCAM-1へのRap1ノックアウトT細胞、Kindlin-3ノックアウトT細胞およびTalin-1ノックアウトT細胞の違いを明らかにし、日本免疫学会にて学会報告を行った。Rap1シグナルの詳細を解明するため、Rap1活性化因子(GEF)および不活性化因子(GAP)をT細胞特異的に欠損する遺伝子組換えマウスの作出とそれらの解析を進めている。
シナプス発芽を利用したニューロン間選択的結合の形成機構の研究

神経回路形成時の結合選択性の中で重要なものとして体部位局在及び細胞表面上のシナプスの位置の特異性が挙げられる。最近我々は、(1)生後1ケ月程度の仔ネコの大脳皮質を片側性に破壊すると、正常では皆無に等しい交差性皮質-赤核投射が発芽によって生ずること及び(2)この異常な投射が正常な同側性の大脳-赤核投射と同様の体部位局在を示し、(3)さらに正常ネコと同様な細胞表面部位特異性(シナプスが樹状突起末端部に集中して存在する)を示すことをレクチンをトレーサーとして用いた研究によって見出した。このことは生後1ケ月程度経過したネコでも、少くとも赤核においては投射の体部位局在及び細胞表面部位局在を決定する因子が発現している可能性を示唆する。本研究の目的はシナプス発芽を利用してこのような神経結合の選択性が生ずる分子機構を明らかにすることである。そこでこれらの現象に関与すると思われる分子を明らかにするための新しいバイオアッセイ法を開発した。クフイオカルチャー法と我々が呼ぶこの方法は、クライオスタットを用いて作製した脳切片上で神経細胞を培養するものであり、切片上の微量な化学物質を検出できることが期待される。我々はまずラットの脳切片上でニワトリ胚のニューロンを培養した。その結果ニューロン脳切片の灰白質の部分に強く接着してニューライトを伸展させたが、白質上ではニューロンは観察されなかった。また白質を灰白質に重ねてニューロンを培養すると、その上にニューロンは認められなかった。このことは、白質上にニューロンの接着やニューライトの伸展を抑制する因子が存在していることを示唆している。
生物生産活動中の濁質流出とその成因に関する水文学的研究

北海道の河川は春先に年間の濁度の最大値を示すことが知られている。これには流域土壌の性質、地形の特性が関与するものと考えられるが、丘陵地にも及ぶ農地空間の発展が影響していることも見逃せない。また、農地造成、水田の代掻き時にも多くの濁質流出をみることは生物生産環境を整備する上で注意しなければならない。そこで、本研究では農地の整備、農作業、農地の保全管理など一連の生物生産活動中の水田からの流出水による濁質の流出機構を水文学的に明らかにしようとするちのである。この現象把握と原因の究明のために水田におけろ調査と自然流域における濁度の発生といった2つの観点から解析を進めることとする。1)濁度の実態を明らかにするために水田排水の濁度を観測する。2)水田の作業による水田の濁質の変化を調査する。3)用水の濁度を調べる。4)水源となる河川水の濁度変化特性を調べる。平成10年度は、北海道の多雪地域における水田農地に試験区を、また、水田地帯に続く丘陵部に発達した小河川流域を試験流域として、濁度計による観測を行った。水田では採水調査を行った。その結果、代掻き期間の排水路における濁度の上昇は著しいが、水田における作業後の濁度の低減も顕著といえる。用水が河川取水の場合、排水路の濁度は用水の濁度の影響が考えられる。北海道のような融雪水による用水の供給形態である場合、河川の濁度についても考えてみる必要がある。融雪期における河川水の濁度増加の原因として山地における濁質の供給機構が特筆される。積雪・融雪水の流動によるエロージョン(傾斜地土壌の凍結融解による膨軟化と土壌の融雪水・河川水による)流出で、水田における代掻きによる水田土壌の膨軟化流出に相当するものと考えられる。また、農地造成、水田のシロカキ時にも多くの濁質流出を見ることは生物生産環境を整備する上で注意しなければならない。そこで、本研究では、農地の整備、農作業、農地の保全管理など一連の生物生産活動中の畑地からの流出水、水田からの流出水、とくに豪雨・強雨による水田・畑地からの流出水による濁質の流出機構を水文学的に明らかにしようとするものである。初年度は、北海道の多雪地帯で水田地帯の丘陵部に発達した小河川流域、および、近傍の農地に流出試験流域、試験区を設定して濁度計による観測と採水観測を行った。その結果、濁度計によるデータ、流量を始めとする水文観測データについては現在整理解析している。また、試験流域、試験区において出水時、農作業期間などにおける採水を分析し、サンプリング土壌と比較検討を行っている。さらに、理論解析あたって土壌中、積雪中の水の挙動を不飽和浸透理論の適用によった解析をするため調査地区のモデルパラメータを検討中である。概観すると,水田の一筆内の濁度は短期間に変化するようで、この現象を明示するためにはさらに複数の水田内の現象の総合的把握、すなわち、排水路における濁度変化とあわせて検討する必要がある。一方、試験流域河川の濁度は降雨による増加が少ないようである。なお、濁度と水文量の一連のデータの採取について、設置の都合上不完全な結果が含まれていたので次年度は改善を図り、さらに詳細な比較検討をしていきたい。平成9年度は、北海道の多雪地帯で水田地帯の丘陵部に発達した小河川流域、および、近傍の農地に流出試験流域、試験区を設定して濁度計による観測と採水観測を行った。概観すると、水田の一筆内の濁度は短期間に変化するようで、この現象を明示するためにはさらに複数の水田内の現象の総合的把握、すなわち、排水路における濁度変化とあわせて検討する必要がある。なお、濁度と水文量の一連のデータの採取について、設置の都合上不完全な結果が含まれていたので引き続き改善を図りさらに詳細な比較検討をしていきたい。

また、農地造成、水田の代掻き時にも多くの濁質流出をみることは生物生産環境を整備する上で注意しなければならない。そこで、本研究では農地の整備、農作業、農地の保全管理など一連の生物生産活動中の水田からの流出水による濁質の流出機構を水文学的に明らかにしようとするちのである。この現象把握と原因の究明のために水田におけろ調査と自然流域における濁度の発生といった2つの観点から解析を進めることとする。1)濁度の実態を明らかにするために水田排水の濁度を観測する。2)水田の作業による水田の濁質の変化を調査する。3)用水の濁度を調べる。4)水源となる河川水の濁度変化特性を調べる。平成10年度は、北海道の多雪地域における水田農地に試験区を、また、水田地帯に続く丘陵部に発達した小河川流域を試験流域として、濁度計による観測を行った。水田では採水調査を行った。その結果、代掻き期間の排水路における濁度の上昇は著しいが、水田における作業後の濁度の低減も顕著といえる。用水が河川取水の場合、排水路の濁度は用水の濁度の影響が考えられる。北海道のような融雪水による用水の供給形態である場合、河川の濁度についても考えてみる必要がある。融雪期における河川水の濁度増加の原因として山地における濁質の供給機構が特筆される。積雪・融雪水の流動によるエロージョン(傾斜地土壌の凍結融解による膨軟化と土壌の融雪水・河川水による)流出で、水田における代掻きによる水田土壌の膨軟化流出に相当するものと考えられる。
教職の役割変化と教員評価に関する国際的合意形成の研究

本研究は、1966年「教員の地位勧告」の成立・展開過程その他を素材としながら、関係者に対するインタヴューや文献調査を通じて、教職の役割変化と教員評価に関する国際的合意形成の分析を行ったものである。教員評価における主観性と客観性の矛盾は難題のひとつであったが、「主観の客観化」のプロセスと対話の重層性の意義を媒介とする両者の内的な連関性に注目している。その視点から国際的合意形成レベルの基準化動向の意義もよく把握できることが明らかとなった。本年度は、1966年「ILO・ユネスコの教員の地位に関する勧告」を対象に、同フォローアップの2008年共同専門家委員会調査団報告書に照らし、50年代末までの準備期、地位勧告の前後期、70年代から80年代、90年代以降の国際諸機関の変化、といった諸区分における合意形成の段階別特徴を再整理した。その成果は日本教師教育学会第18回大会発表と論文(『季論21』掲載)において公表している。いずれも2008年8月実施の本科研費:海外出張による現地資料調査(ユネスコ文書館、ILO文書館、10Eロンドン大学教育研究院文書館)をふまえたものである。教員憲章としての性格が50年代の準備経過から刻印されていること、66年成立時の原案作成・採択・展開を通じて他分野の国際的合意形成との多面的な連関が見られることなど、これまで明らかにしてきた合意形成の特徴づけが今回の作業でいっそう明確になったと思われる(前掲論文)。海外出張では、さらに機関担当者数名のインタヴューも行い、教師専門職性発達に関する動向に関する資料収集によって新たな知見を得た。教員評価論の前提となる専門職性に関する国際的合意形成の分析は重要であり、専門職性公証システムと教職諸条件の二方向から検討した結果、同システムに関する新たな仮説を提案することができた(それぞれ『人間と教育』及び『高校のひろば』掲載の二つの論文に掲載)。本研究テーマにかかわるEU圏レベルの急展開があり、10Eにおける情報収集で研究の見通しが得られたメリットも大きい。以上が本研究の第1年度の状況である。急激な経済の悪化により(航空運賃サーチャージなど)、現地調査が1回のみに限られ、課題の多くを先送りする結果となったが、次年度で仮説の検証作業を含む研究を継続する予定である。本年度は、本研究の目的・計画に照らし、1966年「ILO・ユネスコの教員の地位に関する勧告」を対象に、合意形成の意義をめぐる問題群の調査を行った。今回は、とくに教師専門職性の発達にかかわる分析を行い、その成果についての論文発表と学会発表を行った。地位勧告フォローアップ機関の活動にみられる今日的到達点について昨年度に引き続き整理し、とりわけ教員の役割や地位における職務権限や研修のあり方にかかわる合意形成の特徴の分析を行った。いずれも、本科研費で2009年8月に実施したIOEのDr.David Crook氏と、同年9月に実施したNUT広報官のKaren Robinson氏へのインタヴューによる情報と資料提供が生かされた。前者からは2008年EU議会公聴会での報告と関連資料、後者からはロンドン市内の教育評価にかかわる意識実態調査結果に関する貴重な資料提供と説明などを受けることができた。さらに、他の共同科研で、本研究の国際的合意形成にかかわる教育インターナショナル(EI)やEUのパートナーである欧州教職員連合(ETUCE)の担当者へのインタヴューを2010年2月に実施し、本研究ともかかわる地位勧告の合意形成をめぐるあらたな動向についての資料と情報を得て、調査報告書「EU圏にみる教師専門職性の国際基準化」としてまとめることができた。この分担研究作業によりEU圏の教員評価との関連を明らかにすることが出来たのも本研究の成果につながっている。今回の現地調査を2回と分担研究1回の計3回の研究活動をふまえて、教員評価の客観/主観の基準の二律背反を解決すべき方途について新たな仮説を設定しその有効性について学会発表を行うなど、今後の研究を行うための新たな手がかりも得た。次年度は、その検討も含め、本研究の一定のまとめを試みる予定である。科研の最終年度にあたり、本年は、テーマ「教員評価基準をめぐる国際的合意形成にあらわれた二律背反」として3ヵ年の研究の一定のまとめを行い、学会紀要論文(査読有)に掲載することができた。そこでは、国際的合意形成のレベルにおいても、一方では教員評価における客観性の要請があるにもかかわらず、他方では教育実践力量における主観性の評価を避けることができないという、表面的には対立的にみえる基準評価の二律背反の困難性を扱っている。これまで取り組んできたILO・ユネスコ「教員の地位勧告」のフォローアップにかかわる専門機関CEARTが携わった日本の事例を対象とし、その問題群の打開の方向性がどのようであるかを検討した。

すなわち、教員評価の主観性と客観性は機械的に区別できず、教員の制度的地位、学校やクラスなどの諸段階における主観性が、それぞれのレベルで客観化される「主観の客観化」のプロセスに注目することが求められる。そこで展開する教員評価基準化の動的なプロセスと、その基準化を促す「対話の重層性」がきわめて重要であることを同論文で明らかにしている。この研究成果によって、教員評価の公証システムや個人・集団のアカウンタビリティの意味などについても、国際的合意形成レベルの基準化動向をより明確にできる方法的視点を得ることができた。さらに、こうした対話の重層性の意義とかかわって、子どもの教育権など他の諸権利、あるいはEUなど合意形成の新たな圏域の動きなど、内的・外的な関連における教員評価の基準化の位置づけについても、本年はいくつかの成果を出すことができた。前者については紀要論文(査読有)「国際的合意形成からみた教育権と義務教育の危機」、後者については報告書「EU圏にみる教師専門職性の国際標準化」にまとめ、教員評価基準化のプロセスにおける留意点を明らかにすることができた。
化学組成分析に基づく対流圏エアロゾルの放射特性の評価

これまで、対流圏エアロゾルの放射特性(体積消散係数、体積散乱係数、散乱の角度分布関数等)を、エアロゾルの化学組成分析結果に基づいて算出する手法を開発してきた。本研究では、この手法の妥当性を検証するために、エアロゾルのフィルター捕集時に直達日射・散乱日射の同時観測および積分型ネフェロメータによる体積散乱係数の同時測定を行った。すなわち、これらの光学的実測値と、フィルター捕集されたエアロゾルの化学組成分析結果に基づいて算出された値との比較・検討を行なった。対流圏エアロゾルを、黒色純炭素、有機物、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、海塩粒子および土壌粒子の6種類の単一成分粒子群と、黒色純炭素を核としてその上を硫酸アンモニウムの殻が覆っている混合核の7種類の粒子群から成るものと仮定した。なお、この混合核が全くない場合と、大気中に浮遊する黒色純炭素の半分と硫酸アンモニウム粒子の半分とが混合核を形成している場合、および大気中に浮遊する全黒色純炭素と全硫酸アンモニウムおよび黒色純炭素と同体積の有機物粒子により混合核が形成されている場合、の3種類の混合状態を考えた。また各成分粒子の粒径分布として3種類の粒径分布を仮定した。散乱日射量と直達日射量との比(直散比)について、実測値と、化学組成分析に基づいて算出されたものとの比較検討を行なったところ、実測値を良く再現する場合として、混合状態と粒径分布についての様々な組み合わせが得られてしまい、直散比から、混合状態および粒径分布の最適値を独立に推定することはできなかった。また、積分型ネフェロメータについては、吸引流量が小さ過ぎることがわかり、今後の改良が必要であることが分かった。
固体高分子形燃料電池の白金触媒の劣化機構の解明と高耐食性触媒の開発

固体高分子型燃料電池(PEFC)では、運転中の白金触媒の電気化学活性面積(ESA)の減少が問題となっている。そこで、PEFCの作動環境を模擬した電位サイクル条件において生じる白金の溶解が、ESAに与える影響を検討した。電析により粒径10nm以下の微粒子を含む白金電極を作製し、0.5M硫酸中での電位サイクル溶解試験(電位範囲0.01.4V、走査速度100mVs^<-1>)を行うと、100サイクルあたり約20ngcm^<-2>(面積としてサイクル前後の平均値を用いた場合)程度の溶解が見られ、同時にESAは50%ほど減少した。このESAの減少はSEM観察やXRDの分析から、白金微粒子の消失によることが分かった。一方で、電位範囲0.01.0Vにおける電位サイクルを行うと、溶解量は約30分の1に減少したがESAの減少量はほとんど変わらなかった。同様に溶液のpHを変化させて電位サイクル試験を行った場合でも、白金の溶解量によらずESAが大きく減少した。このことは、本研究で用いた白金電極のESAの減少が主に白金粒子の凝集に起因することを示している。また、溶解の起こらない電位での定電位試験ではESAが大きく減少しなかったことから、白金の溶解と同様に白金粒子の凝集も電位サイクルにより促進することを明らかにした。さらに電位範囲を変えて行った電位サイクル試験から、白金粒子の凝集も白金の酸化・還元反応の繰り返しにより加速することが分かった。これらの結果はPEFCの白金触媒において、白金粒子同士が接触した部分が、PEFCの稼働環境において優先的に凝集することを示唆している。本研究の結果は、触媒の形態による白金触媒の耐久性の違いについて言及しており、今後の触媒開発の大きな指針になると期待される。固体高分子形燃料電池(PEFC)の劣化の主要因である白金触媒の溶解に関する基礎研究として、電位サイクル下における白金の溶出に及ぼす電位範囲、電位走査速度の影響を明らかにし、電位サイクル下での白金の溶出機構を提案した。特に白金の溶出が白金の酸化物形成が始まる0.6-0.8Vより起こること、また溶出の開始に伴い、触媒にとって最も重要な電気化学活性面積が減少し始めることを明らかにした。今までPEFCの白金触媒の劣化は単セルを組んだ状態での研究が多く、劣化は試験後の触媒の電気化学活性面積の減少でしか評価されていなかったが、本研究のこの成果は今まで明らかにされていなかった白金の溶解と電気化学活性面積の関係を評価したものであり、初めて白金微粒子の溶解が触媒の劣化の主要因であることを明らかにしたことは非常に意義深い。また今までの白金の溶解に関する類似研究では1.4V以上の高電位まで電位を走査しての溶解試験を行っている場合が多く、必ずしもPEFCの白金触媒の作動環境を模擬できているわけではなかったが、本研究では初めてPEFCの白金触媒の作動環境である1.0V以下での電位サイクル中の溶解量の定量を行った。そのため本研究の成果は、今後耐久性の向上を狙ったPEFCシステムの電位制御を行うにあたって、非常に貴重な情報になったと思われる。また定電位下と電位サイクル下では白金の溶解機構が大きく異なることを示し、白金の溶解量と析出の関係を明らかにした。今後はこの析出を考慮した溶解試験を行う予定である。固体高分子形燃料電池(PEFC)の劣化の主要因である白金触媒の溶解に関する基礎研究として、チャンネルフロー二重電極(CFDE)と電子線マイクロアナライザー(EPMA)を併用し、電位サイクル中での白金の溶解電位の測定に成功した。電位サイクルのアノード走査側では、0.6V以上から溶解が始まり電位が上がるにつれて溶解量が増加すること、また電位サイクルのカソード走査側では、電位サイクルの上限電位が1.4V以上となる場合に白金の溶解が起こり、その溶解量は白金の還元の初期過程(1.21.0V)で多いことを明らかにした。この結果を踏まえ、今までの研究から得られた知見と以前より報告されている酸化皮膜形成モデルを基に、より詳細な電位サイクル下における白金の溶解機構を提案した。この溶解機構は他のグループのモデルと比べ、白金の酸化皮膜形成を考慮して溶解反応を決定し、溶解電位を明らかにしている点で画期的なものであり、多数の燃料電池研究者が参加した「International Fuel Cell Workshop 2009」や「第50回電池討論会」で高い評価をいただいた。また今まで行ってきた電位サイクル下での溶解試験の手法を電位ステップ環境での溶解試験に応用し、電位ステップによる白金の溶解機構を明らかにし、「電気化学会第77回大会」で発表した。また白金の溶解に与える環境因子に吸着しやすいアニオンに着目し、硫酸もしくは硫酸水素イオンの吸着によって白金の溶解が抑制されることを初めて明らかにした。さらに燃料電池のカソード環境である0.9V以下での電位サイクルにおいて、塩化物イオン濃度が10^<-5>mol/L以上の場合に溶解が加速することを明らかにした。これら吸着アニオンの影響は燃料電池自動車など運転環境を考慮した場合に非常に重要であり、「第56回材料と環境討論会」において発表し多数の関心を集めた。

電析により粒径10nm以下の微粒子を含む白金電極を作製し、0.5M硫酸中での電位サイクル溶解試験(電位範囲0.01.4V、走査速度100mVs^<-1>)を行うと、100サイクルあたり約20ngcm^<-2>(面積としてサイクル前後の平均値を用いた場合)程度の溶解が見られ、同時にESAは50%ほど減少した。このESAの減少はSEM観察やXRDの分析から、白金微粒子の消失によることが分かった。一方で、電位範囲0.01.0Vにおける電位サイクルを行うと、溶解量は約30分の1に減少したがESAの減少量はほとんど変わらなかった。同様に溶液のpHを変化させて電位サイクル試験を行った場合でも、白金の溶解量によらずESAが大きく減少した。このことは、本研究で用いた白金電極のESAの減少が主に白金粒子の凝集に起因することを示している。また、溶解の起こらない電位での定電位試験ではESAが大きく減少しなかったことから、白金の溶解と同様に白金粒子の凝集も電位サイクルにより促進することを明らかにした。さらに電位範囲を変えて行った電位サイクル試験から、白金粒子の凝集も白金の酸化・還元反応の繰り返しにより加速することが分かった。これらの結果はPEFCの白金触媒において、白金粒子同士が接触した部分が、PEFCの稼働環境において優先的に凝集することを示唆している。本研究の結果は、触媒の形態による白金触媒の耐久性の違いについて言及しており、今後の触媒開発の大きな指針になると期待される。
川崎病の長期予後要因の解明を目的とした大規模コホート研究

川崎病既往者全体の予後を明らかにする目的で,医療機関を受診していない既往者も含めたすべての患者の追跡を多施設共同研究で行った.本研究を遂行するために,川崎病研究班の班員を中心とした52病院の小児科医からなる追跡研究グループを編成した.この52病院を受診した川崎病患者で,13回の調査のうち第8回から第12回までの川崎病全国調査で報告された患者を本研究のベースとした.すべての対象者は初診時から1999年末日,またはこの日以前の死亡例は死亡日まで追跡された.1993年1月1日以降の生死の状況は,住民基本台帳(住民票)により生存を確認した.1982年7月から1992年12月の10年6月の間に,参加52病院を訪れた川崎病患者は8,417人であった.このうちから,容疑例652人,再発例384人,発病後第15病日以降の初診例786人,外国人19人を除き,6,576人(8,417人の内の78.1%)を本研究の対象者とした.観察終了日までに27人(0.4%)の死亡が確認された.観察人値の合計は70,089人年(男:39,952人年,女:30,136人年)であり,平均観察期間は10.7年(70,087÷6,576)であった.全観察期間における期待死亡数と比較した場合の観察死亡数は,統計学的に有意ではないものの,男で高い傾向が見られた.急性期の標準化死亡比は特に男で高かった.しかし,急性期以降では,男女ともほぼ1.0に近い標準化死亡比が観察された.しかし,心後遺症を持つ者では,特に男で急性期以降も死亡率が上昇していた.急性期の死亡は事故が原因による1人を除いてすべて川崎病によるものであった.これらの7人の川崎病による死亡は,1人が川崎病による脳症,残り6人が川崎病による心臓病であった.急性期以降では17人の死亡が確認されている.死亡原因は川崎病が原因と考えられる虚血性心疾患が3例,循環器系の先天異常が4例,悪性新生物が3例,その他が9例であった.川崎病既往者全体の予後を明らかにする目的で,医療機関を受診していない既往者も含めたすべての患者の追跡を多施設共同研究で行った.本研究を遂行するために,川崎病研究班の班員を中心とした52病院の小児科医からなる追跡研究グループを編成した.この52病院を受診した川崎病患者で,13回の調査のうち第8回から第12回までの川崎病全国調査で報告された患者を本研究のベースとした.すべての対象者は初診時から1999年末日,またはこの日以前の死亡例は死亡日まで追跡された.1993年1月1日以降の生死の状況は,住民基本台帳(住民票)により生存を確認した.1982年7月から1992年12月の10年6月の間に,参加52病院を訪れた川崎病患者は8,417人であった.このうちから,容疑例652人,再発例384人,発病後第15病日以降の初診例786人,外国人19人を除き,6,576人(8,417人の内の78.1%)を本研究の対象者とした.観察終了日までに27人(0.4%)の死亡が確認された.観察人値の合計は70,089人年(男:39,952人年,女:30,136人年)であり,平均観察期間は10.7年(70,087÷6,576)であった.全観察期間における期待死亡数と比較した場合の観察死亡数は,統計学的に有意ではないものの,男で高い傾向が見られた.急性期の標準化死亡比は特に男で高かった.しかし,急性期以降では,男女ともほぼ1.0に近い標準化死亡比が観察された.しかし,心後遺症を持つ者では,特に男で急性期以降も死亡率が上昇していた.急性期の死亡は事故が原因による1人を除いてすべて川崎病によるものであった.これらの7人の川崎病による死亡は,1人が川崎病による脳症,残り6人が川崎病による心臓病であった.急性期以降では17人の死亡が確認されている.死亡原因は川崎病が原因と考えられる虚血性心疾患が3例,循環器系の先天異常が4例,悪性新生物が3例,その他が9例であった.本研究の基礎となるベースラインデータの作成をまず行った.対象とする医療機関は効率性から考えて比較的患者が多い施設とし,川崎病全国調査のデータベースより患者数の多い52施設を抽出した.これらの施設から報告された川崎病患者のうち,偏りをできるだけ排除するために,1992年末以前に発病し,かつ,初発例,確実例,第14病日以内の受診例という条件を付け,該当する全患者6,576人を抽出した.これらの患者の氏名,生年月日,性別,初診年月日,心後遺症の有無,急性期のガンマグロブリン使用の有無などをデータベースから抽出し,追跡対象者の観察開始時のベースラインデータを作成した.このコホート集団の初診時の年齢,性別,急性期のガンマグロブリン使用の有無,心後遺症の有無を集計し,全国調査で明らかにされている疫学像と大きく異ならないことを確認した.

既に死亡が確認されている25人を除く6,551人について,主治医への受診の有無の確認をまず行い,受診がない者については郵便による現状の確認,これに回答がない者に対する住民基本台帳を用いた生死の確認作業を現在継続している.これまでに約3,000人の生存が確認されており,来年度に向けて残りの約2,500人に関して調査を継続する.これらの作業とは別に平成12年度に予定している人口動態統計を用いた期待死亡率,標準化死亡比の計算の基礎となるデータの収集と整理を行った川崎病既往者全体の予後を明らかにする目的で,医療機関を受診していない既往者も含めたすべての患者の追跡を多施設共同研究で行った.本研究を遂行するために,川崎病研究班の班員を中心とした52病院の小児科医からなる追跡研究グループを編成した.この52病院を受診した川崎病患者で,13回の調査のうち第8回から第12回までの川崎病全国調査で報告された患者を本研究のベースとした.すべての対象者は初診時から1999年末日,またはこの日以前の死亡例は死亡日まで追跡された.1993年1月1日以降の生死の状況は,住民基本台帳(住民票)により生存を確認した.1982年7月から1992年12月の10年6月の間に,参加52病院を訪れた川崎病患者は8,417人であった.このうちから,容疑例652人,再発例384人,発病後第15病日以降の初診例786人,外国人19人を除き,6,576人(8,417人の内の78.1%)を本研究の対象者とした.観察終了日までに27人(0.4%)の死亡が確認された.観察人値の合計は70,089人年(男:39,952人年,女:30,136人年)であり,平均観察期間は10.7年(70,087÷6,576)であった.全観察期間における期待死亡数と比較した場合の観察死亡数は,統計学的に有意ではないものの,男で高い傾向が見られた.急性期の標準化死亡比は特に男で高かった.しかし,急性期以降では,男女ともほぼ1.0に近い標準化死亡比が観察された.しかし,心後遺症を持つ者では,特に男で急性期以降も死亡率が上昇していた.急性期の死亡は事故が原因による1人を除いてすべて川崎病によるものであった.これらの7人の川崎病による死亡は,1人が川崎病による脳症,残り6人が川崎病による心臓病であった.急性期以降では17人の死亡が確認されている.死亡原因は川崎病が原因と考えられる虚血性心疾患が3例,循環器系の先天異常が4例,悪性新生物が3例,その他が9例であった.
フェニルケトン尿症の新しいスクリーニング法の開発

(1)酵素の安定化:安定化剤としてグリセロースが優れている。SporosarcinaやB.badiusのフェニルアラニン脱水素酵素はB.sphaericusのそれより、比較的基質特異性が低く、フェニルアラニンの定量に向いている。(2)酵素的定量法の開発:グリシン-KCl-KOH緩衝液(pH10.4)100μmol、NAD+2.5μmol、ヒドラジン・1H_201%(v/v)、L-フェニルアラニン脱水素酵素(Sporosarcina ureaeあるいはBacillus badiusよりの均一精製酵素)0.6単位、及びL-フェニルアラニン00.1μmolを含む1.0mlの反応液を25°Cで10分間反応し、340nmにおける吸光度を読み取った。前記反応組成から、L-フェニルアラニン脱水素酵素を除いたものを対照とした。この結果より検量線を作成したところ直線が得られた。この検量線は、L-フェニルアラニンが1000%脱水素され、NADAが等量生成した事を示し、本酵素を用いる定量が可能であることを示している。(3)フェニルケトン尿症のマススクリーニング法の開発:フェナジンメトサルフェートを用いる比色法を検討した。(4)遺伝子のクローニングと一次構造の解明:Sporosarcinaの本酵素遺伝子をクローニングし、B.badiusについては塩基配列を解明した。
リアルタイム三次元心臓超音波画像ガイドによる心拍動下心内修復手術方法の開発

リアルタイム三次元心臓超音波法を用いたナビゲーションシステムによる心内修復手術の開発のために、手術環境下での三次元画像構築の確立実験と弁形成手術を行った。1.ブタを用いた動物実験にて胸骨横切開、両側開胸下でリアルタイム三次元心臓超音波法を施行した。実験では心臓表面に超音波プローブを装着して画像構築を行った。僧帽弁の三次元構築は詳細に観察可能であり、ナビゲーションシステムとして活用することが出来た。2.弁形成手術のため心腔内に挿入された心臓手術器具の操作を三次元心臓超音波でリアルタイムに追従可能となる画像解析モードの確立実験では、通常の金属素材の手術器具では、超音波傷害をきたし、十分な画像が構築できないことが確認された。しかし、金属表面の凹凸をなくす改良を加える事により改善する事が判明した。一方、材質新たな開発も行う必要も再確認された。3.心拍動下の状態でリアルタイム三次元心臓超音波ガイドによるナビゲーションシステムによる心内修復手術に関しては、手術器具の材料に問題があったがクリッピングシステムを用い、僧帽弁形成術を試み少数例ではあるが成功する事ができた。本法の確実度と精度を高めるには手術器具や手術材料の新たなる開発が検討課題となった。4.上記の成果を北陸外科学会雑誌に発表した。リアルタイム三次元心臓超音波法を用いたナビゲーションシステムによる心内修復手術の第一段階の実験として、手術環境下での三次元画像構築の確立実験を行った。(1)ブタを用いた動物実験にて胸骨横切開、両側開胸下でリアルタイム三次元心臓超音波法を施行した。大動脈弁、僧帽弁の三次元構築は可能であり、ナビゲーションシステムとして活用可能であると判断された。一方、三尖弁の描出にはプローブと心臓の位置が近接するため、描出が困難であった。この点に関しては16年度の実験により検討する事となっている。(2)心腔内に挿入された心臓手術器具の操作画像を三次元心臓超音波でリアルタイムに追従可能となる画像解析モードを確立実験では、通常の金属素材の手術器具では、超音波傷害をきたし、十分な画像が構築できないことが確認された。この問題点に関しては、材質の検討という新しい研究課題とすることとなった。(3)心拍動下の状態でリアルタイム三次元心臓超音波ガイドによるナビゲーションシステムによる心内修復手術に関しては、手術材料の問題があったが既存のクリッピングシステムを用い、心尖部アプローチによる僧帽弁形成術を試みたが、十分なナビゲーション効果を得ることが出来なかった。手術材料、手術器具のアプローチ方法等が16年度の実験の検討課題となった。(4)現在実験継続中のため発表等は行っていない。