hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本人英語学習者によるコロケーション処理過程に関する基礎的研究

本研究の目的は、日本人英語学習者の産出単位を分析することにより、英文を産出する際に、どのようにコロケーションを処理しているのかというその処理過程を明らかにすることであった。調査の結果、中級レベルの日本人英語学習者は、速く正確にコロケーションを判断することができる一方で、コロケーションの処理過程においては、1語単位での産出が多くなり、処理がより困難なものとなる状況が明らかとなった。平成25年度においては,大学の学部1年生に対し,50分間でエッセイを書かせる課題を実施した。データの収集時期を2回に設定し,10月上旬と,1月下旬に収集を行った。こうして得られたデータをもとに,中級レベルの日本人英語学習者によって書かれた英作文コーパスを構築した上で,4ヶ月間に渡るライティングの授業を受けた結果,どのような変化が生じたか,また,上級レベルの学習者データとの比較を通し,どのような違いが見られるかの調査を行った。その結果として,中級レベルの学習者が初期に書く作文では"I think"のような定型表現が多用されるものの,時間を経るごとに,"It seems that"のような代用表現が使われるようになっていることがわかった。加えて,上級レベルの学習者データとの比較した結果,2語や3語の連鎖からなる表現については,使用された表現に共通点が多く見られることがわかった。ただし,上級レベルの学習者においても,"I think"の使用頻度は高くなっており,その結果を踏まえると,学習者は,授業の中で受ける教科書の例文,教員からの助言,Webにある情報の検索結果といったインプットを受けることで,一時的に,使用する表現に変化が生じるものの,最終的には,自分にとっても最も優先度の高い表現として"I think"が使われることが推測され,こうした傾向の経年変化は,いわゆる「頻度効果」による使用するコロケーションの優先度設定が行われていることによるものと考えられる。平成24年度においては,ライティングタスクによってコロケーションの処理過程を観察する実験を中心に行った。実験参加者は,コンピュータを使用して50分間のライティングタスクを行い,その際に入力された文字とその時間をすべてシステムに記録し,新たなコーパスを構築した。データの分析結果として,まず,学習者の産出結果のみのコーパスを構築し,その表現を観察すると,一定の頻度で同じ表現を繰り返し使用していることが分かった。ただし,繰り返して使用された表現が,まとまりとして処理されているかどうかを判断することは困難なため,次に,システムによって記録された時間データおよび入力文字のデータの分析を行った。その結果として,高頻度の表現だけでなく,低頻度の表現であっても,まとまりをもたせて表現を産出することが分かった。この要因については検討中であるが,脳内で処理をしながら産出しているか,脳内で処理を終えてから産出しているかによるものではないかと考えられる。さらに,習熟度によって,ひとまとまりで処理できる表現やその頻度に違いがあることが明らかとなってきた。さらに,コロケーションの認知実験を実施し,頻度の高いコロケーションと、頻度が高くない2語以上の組み合わせを実験項目として学習者に呈示し、その反応時間をコンピュータ上で計測した。結果として,高頻度表現がより速く処理されることが明らかとなったが,頻度以外の要因も関係することから,さまざまな要因統制を行った上で,新たな実験を行う予定である。本研究の目的は,日本人英語学習者が,慣習的に使用されるある語と別の語の組み合わせである「コロケーション」をどのように処理しているのか,そして,その処理過程がどのようになっているかを明らかにすることであった。日本人英語学習者に対して,決められた時間内に指定されたトピックで英作文を行うタスクや,頻度の高いコロケーションと頻度が高くないコロケーションを見せた際の反応時間を調査する実験を行った結果として,速く処理できる項目とそうではない項目が観察された。加えて,処理される過程として,1語単位で処理されながら産出される事例が多いことが分かった。最終年度においては,トピックなどに関してさらなる要因統制を行った上で,新たな英作文データを収集し,産出時のコロケーションの処理過程を観察し分析を行った。その結果として,まず,産出された表現の多くは,やはり1語単位で処理されると同時に,繰り返し同じような表現を多用することにより,結果的にそれらがコロケーションを形成していることが分かった。ただし,頻度が高くない表現であっても,1語という単位を超え,まとまりをもった表現として産出されている事例も観察されていることから,総じて,高頻度表現が必ずしもまとまりとして処理されるわけではないこと,さらに,低頻度表現であってもまとまりとして処理されうることが分かった。こうした結果に至る要因として,産出された統語構造や語の有生性などが影響しているものと考えれるが,処理過程に影響を与える要因については,今後の研究で明らかにしていきたい。第二言語習得平成25年度においても,昨年度からの継続的なデータ収集を行っったことで,分析に必要となるデータが十分に確保できていること,また,その分析結果を紀要等で公表できていることから,おおむね順調に進展していると言える。現在までに,ライティングタスクの予備実験および本実験を行い,データの収集を行なっている。

さらに,コロケーションの認知実験についても,データの収集及び分析が進んでおり,概ね順調に進展しているといえる。今後は,これまでに蓄積したコーパスの詳細な分析を進める予定である。主に2つの課題を設定し,1)個人ごとの表現の変化の分析を行い,使用される品詞の種類や頻度,文の構造や文章の展開方法などがどのように変化するのかを明らかにすること,また,2)インプットの影響による作文の変化がどのようになっているかを明らかにすることである。最終的には,これらの結果を学会発表・論文で公表する計画である。今後は,ライティングタスクおよびコロケーションの認知実験の本実験を行う予定である。実験によって得られたデータの分析を行い,25年度後半から学会発表および論文投稿を行うことを計画している。現在,実験参加者を募集しているものの,分析に必要な人数が集まっていないが,所属先の教員や他大学への呼びかけなどを通じて対応する予定である。ワークステーションの購入を行う予定であったが,性能や価格面から十分な要件を満たす機材が見つからず,次年度使用額が生じた。データ処理用のワークステーション購入及びデータ整理や収集のための謝金として使用する計画である。次年度においては,初期に,データ解析用のワークステーション購入のために研究費を使用する。7月以降は,実験参加者に対する謝礼金支払いのため,および,学会発表のための旅費として研究費を使用する予定である。
免疫系における動態制御の分子基盤の解明

Rap1とそのエフェクター分子RAPLによるインテグリン制御機構を明らかにするために、RAPL会合分子を酵母two-hybrid法を用いて、Ste20-likeキナーゼに属するMst1を同定した。Mst1はRAPLのcoiled-coil領域に結合し、キナーゼ活性が増強する。会合とキナーゼ活性は活性化型Rap1によって亢進し、また、Tリンパ球をケモカイン、抗原架橋刺激すると、Mst1が活性化するのに対して、RAPL欠損Tリンパ球では活性化が著しく減少することから、Mst1はRAPL依存的に活性化することが判明した。Mst1を過剰発現させると先端膜とuropodが生じ、LFA-1が先端膜に集積し、接着がキナーゼ活性依存的に亢進する。リンパ球のMst1をknockdownするとこれらの効果が阻害された。Rap1-RAPLシグナルによるLFA-1接着と細胞極性にMst1が重要であることが明らかになった。RAPL欠損マウスはりンパ球ホーミング機能障害によって、リンパ節のT,Bリンパ球数が低下している。リンパ球接着カスケードにおけるRap1-RAPLの機能を灌流下血管内皮接着系、生体内顕微鏡を用いて調べた。Rap1はケモカインによって誘導されるLFA-1,α4β7を介する停止接着に重要であり、RAPLは停止接着以降におこる強固な接着に必要であった。LFA-1のβ2細胞内領域が停止接着を制御し、αL鎖が強固な接着に必要であった。Rap1-RAPLシグナルはこれらの領域を介して、リンパ球の血管内皮接着を制御している。さらに2光子レーザー顕微鏡を用いて、リンパ節組織内のリンパ球移動を解析したところ、RAPL欠損T,Bリンパ球は移動速度が遅く、移動距離が低下していたことから、組織内移動にRAPLが重要であることがわかった(投稿中)。以上の研究により、Rap1-RAPLシグナルはMst1を介して、リンパ球の細胞極性とLFA-1の局在を調節し、血管内皮接着と組織内移動に重要な役割を果たしていることが明らかになった。現在、RAPL,Mst1の遺伝子改変マウスを用いて、リンパ球の増殖、分化への影響、自己免疫との関連を解析しており、インテグリン制御と細胞増殖・分化との協調的制御のメカニズムや免疫病との関連を明らかにしたい。予備的実験により作製した活性化RAPL変異体を用いてyeast two-hybrid法にてsterile20-like kinaseファミリに属するセリン・スレオニンキナーゼ(STKと呼ぶ)が同定された。STKはRAPLに結合し、活性化Rap1(Rap1V12)によって会合が上昇する。またRap1V12とRAPLによってリン酸化やキナーゼ活性の上昇がみられた。STKはリンパ球に発現し、TCRやケモカインCCL21刺激によってリン酸化が誘導される。しかし、RAPL欠損リンパ球ではSTKのリン酸化がほとんど見られなかった。リンパ球においてSTKは細胞質とくに核周辺領域に局在しており、RAPLの分布とほぼ一致していた。

ケモカイン刺激によってリンパ球はラッフル膜を持つ先端とuropodを持つ後端を生じるが、RAPLとSTKは先端膜に移行し、共局在した。またこの分布はLFA-1とも一致した。一方、RAPL欠損リンパ球ではSTKの分布が細胞質から核にdiffuseに広がっていた。マウスproB細胞株BAF細胞や3A9Tcell hybridomaにSTKを過剰発現させると、LFA-1によるICAM-1接着が亢進するが、キナーゼ欠損変異体では効果が見られず、むしろRap1V12による接着上昇を阻害した。以上の結果からSTKはRAPLによるインテグリン接着制御に重要な分子と考えられた。RAPL,STK,LFA-1の細胞内の移動機構を小胞輸送や細胞骨格との関連に注目し、その作用機序を今後明らかにする。(2)RAPL欠損TCR-Tg(H-Y, OT-I)マウスやCre-loxPによるT細胞特異的RAPL-Tgマウスが樹立できた。Lck-Cre Tgマウスとの交配によってT細胞系列に発現され、胸腺細胞の選択に与える影響を現在解析中である。ANDやOT-IIマウスとの交配も進めている。18年度にRAPL欠損と過剰発現によるT細胞分化と機能変化を明らかにする予定である。RAPLに会合するserine/threonine kinase Mst1/STK4を同定し、Mst1がRap1-RAPLシグナルを下流に伝える重要なキナーゼであることを平成18年度論文発表した。リンパ球のMst1をRNA干渉法でknockdownすると、ケモカインや抗原刺激によるLFA-1接着が阻害される。そこでMst1の生理的機能を個体レベルで明らかにするためにジーンターゲティング法による遺伝子欠損マウスの作製を進ぁている。Mst1は他の組織にも発現しているため、Cre-loxPの系によるconditional knockoutをする。Neo-loxPサイトをMst1遺伝子エクソン1に導入したES細胞(C57BL/6由来)を樹立し、Cre recombinaseの一過性発現によってfloxed Mst1アリルを持つES細胞を得た。Balb/Cマウス由来の受精卵に注入し、キメラマウスを得え、さらにgermline transmissionを確認した。このマウスを用いて今後、Creトランスジェニックマウスと交配し、Tリンパ球(Cre-Lckマウスとの交配)、Bリンパ球(CD19-Cre)での遺伝子欠失、或いはCAG-Creと交配してknockoutマウスを樹立する。前年度の生体内顕微鏡によるリンパ球ホーミングの解析からRAPL-/-リンパ球は高内皮静脈による接着過程で血管内皮への安定した接着が低下し、その結果リンパ組織への移動が障害されている。リンパ球ホーミングの過程をin vitroで再構築し、ローリングから停止にいたる瞬時の接着過程を制御するシグナルを明らかにするため、BAF細胞にインテグリンα4β7を発現させた。α4β7を発現したBAF細胞はケモカイン依存性にMAdCAM-1に結合でき、生理的還流下にローリングから停止に至る過程を観察する実験系を樹立した。現在、Giファミリーの三量体Gタンパク
統合保育における障害児の社会的相互作用の促進方法の開発

本研究は社会的コンピテンスが統合保育を成功させる障害児側の主要条件であるとの認識に立ち,障害児の社会的スキルの獲得の過程と社会的相互作用の促進方法の開発を目的とする.被験者は私立保育園児2名(自閉傾向, 5歳男児,多動児, 3歳男児)である.観察期間は昭和62年4月昭和63年3月,観察時間は午前9時10分午前11時40分で4場面(登園より設定保育以前,設定保育,設定保育後より給食,社会的スキルの訓練)をVTR録画と行動観察を行った.録画回数は原則として週一回,計65回である.結果.現在はVTR録画と並行してその分析段階にあるが,以下の事柄が指唆される.(1)多くの社会的相互作用は保母一障害児間,障害児一障害児間,健常児一障害児間の順序で出現する.社会的相互作用の基礎的スキルはまず保母一障害児間で獲得させる必要がある.(2)社会的相互作用の開始者は保母から障害児へが圧倒的に多いが,時間の経過や保母の積極的な介入(障害児の長所の強調と強化,積極的な自己像の形成化,自己効能感や動機づけの高め,相互作用の仕方の演示,相互作用を惹起させやすい場面.課題の設定,やりとりの仕方を学ぶ小グループでの訓練)によって健常児から障害児への働きかけも増加する(3)障害児は健常児への応答性(身ぶり,表情,言語,要求,機能的コミュニーケションの諸手段等)の獲得と受容的態度が必要である.(4)健常児は時間経過とともに障害児への評価(言葉の発達,長所の認識,ゲームや行事への参加に伴う仲間意識等)も肯定的・受容的に変化する.(5)保母は保育環境の操作(座席,協同学習,共同遊びや相互作用の機会の設定)を随時必要とする.成果.一部は「統合保育における障害児の社会的相互作用の促進」(三谷・西野),「統合保育における一障害児の行動の分析」(西野・三谷), '88年日本保育学会発表投稿,さらに'88年日本教育心理学会,日本特殊教育学会,雑誌論文発表予定です.本研究は社会的コンピテンスが統合保育を成功させる障害児側の主要条件であるとの認識に立ち,障害児の社会的スキルの獲得の過程と社会的相互作用の促進方法の開発を目的とする.被験者は私立保育園児2名(自閉傾向, 5歳男児,多動児, 3歳男児)である.観察期間は昭和62年4月昭和63年3月,観察時間は午前9時10分午前11時40分で4場面(登園より設定保育以前,設定保育,設定保育後より給食,社会的スキルの訓練)をVTR録画と行動観察を行った.録画回数は原則として週一回,計65回である.結果.現在はVTR録画と並行してその分析段階にあるが,以下の事柄が指唆される.(1)多くの社会的相互作用は保母一障害児間,障害児一障害児間,健常児一障害児間の順序で出現する.社会的相互作用の基礎的スキルはまず保母一障害児間で獲得させる必要がある.(2)社会的相互作用の開始者は保母から障害児へが圧倒的に多いが,時間の経過や保母の積極的な介入(障害児の長所の強調と強化,積極的な自己像の形成化,自己効能感や動機づけの高め,相互作用の仕方の演示,相互作用を惹起させやすい場面.課題の設定,やりとりの仕方を学ぶ小グループでの訓練)によって健常児から障害児への働きかけも増加する(3)障害児は健常児への応答性(身ぶり,表情,言語,要求,機能的コミュニーケションの諸手段等)の獲得と受容的態度が必要である.(4)健常児は時間経過とともに障害児への評価(言葉の発達,長所の認識,ゲームや行事への参加に伴う仲間意識等)も肯定的・受容的に変化する.(5)保母は保育環境の操作(座席,協同学習,共同遊びや相互作用の機会の設定)を随時必要とする.成果.一部は「統合保育における障害児の社会的相互作用の促進」(三谷・西野),「統合保育における一障害児の行動の分析」(西野・三谷), '88年日本保育学会発表投稿,さらに'88年日本教育心理学会,日本特殊教育学会,雑誌論文発表予定です.
Dynamic Organ Culture法によるプロポフォールの肝・胃障害性

【研究目的】In vitroの系でプロポフォールの肝、腎に対する直接作用と、低酸素および再酸素化時の肝、腎に及ぼす影響について検討を行った。【研究方法】ラットの肝、腎スライスを作製し前培養を行った後、肝は培養液を酸素化した群(O_2群)とN_2で置換した低酸素群に分け、更に両群に培養液中のプロポフォール濃度が0μg/ml(P-0)、1μg/ml(P-1)、45μg/ml(P-5)の群を作り2時間培養を行った。次にO_2群、低酸素群とも再酸素化し2時間培養をした。2時間培養時と、再酸素化1時間後と2時間後に肝細胞内K^+濃度、培養液中逸脱酵素とαGST活性を測定した。腎は前培養後、O_2群と低酸素群に分け、両群に培養液中のP-0群、P-5群を作り30分培養を行った。次にO_2群、低酸素群ともに再酸素化し2.5時間培養をした。30分培養時と、再酸素化30分後、2.5時間後に腎細胞内K^+濃度と培養液中のNAG,γGTP,αGST活性を測定した。【結果】1.肝、腎ともに酸素下ではいずれの濃度のプロポフォールでも培養中の細胞内K^+濃度は保持され、また培養液中への酵素遊離の上昇もなかった。2.低酸素-再酸素化では、肝においてプロポフォールの濃度依存性の細胞内K^+濃度の低下と、培養液中への酵素遊離の上昇がみられた。腎においてもプロポフォール群で細胞内K^+濃度の低下と、培養液中への酵素遊離の上昇がみられた。【結論】プロポフォールの臨床使用濃度では酸素のある状態では肝、腎に対する細胞障害性はないことが示唆されたが、低酸素-再酸素化時には逆に肝、腎に対し障害的に作用することが示唆された。【研究方法】雄ウィスター系ラット8匹を用いた。断頭後開腹し肝を取り出し、肝の各葉より径8mmの円柱を切り出した。Brendel/Vitron tissueslicerに肝円柱をセットし、スライス(20-25mg)を作製した。酸素化したWaymouth培養液の1.6mlの入ったバイアルにスライス3枚をのせたVitron/Titanium rollerを入れ、37°Cで2時間、dynamic organ cultureincubator中で前培養を行った。前培養後バイアルをプロポフォールの濃度により、プロポフォールを添加しないコントロール群、鎮静時の血中濃度である1μg/mlの低濃度群、催眠濃度である4μg/mlの中濃度群、CP50時の15μg/mlの高濃度群の4群に分けて4時間まで培養を行った。プロポフォール添加群はプロポフォールの濃度を維持するため、1時間ごとにプロポフォールを追加した。4時間まで1時間ごとにスライス中K^+濃度を測定し、また培養液中AST,ALT活性とプロボフォールの濃度を測定した。【結果】(1)4時間培養中プロボフォール濃度は低濃度群で0.42.1μg/ml、中濃度群3.59.9μg/ml、高濃度群8.520.5μg/mlであった。(2)スライス中K^+濃度はいずれの群のどの時間でも70-80nmole/mgに維持され、コントロール群と同程度であった。(3)培養液中へのAST,ALT遊離は培養につれてわずかながら増えてきたが、コントロール群と同程度であった。【結論】いづれの濃度のプロポフォール群でも細胞内カリウムが保持され、プロポフォールによるAST,ALT遊離が起こらなかった事より、プロポフォールによる肝細胞障害はないことが示唆された。

腎においてもプロポフォール群で細胞内K^+濃度の低下と、培養液中への酵素遊離の上昇がみられた。【結論】プロポフォールの臨床使用濃度では酸素のある状態では肝、腎に対する細胞障害性はないことが示唆されたが、低酸素-再酸素化時には逆に肝、腎に対し障害的に作用することが示唆された。【研究方法】ラットの肝、腎スライスを作製し前培養を行った後、肝は培養液を95%O_2+5%CO_2で酸素化した群(O_2群)とN_2で置換した低酸素群に分け、更に両群に培養液中のプロポフォール濃度が0μg/ml(P-0)、1μg/ml(P-1)、45μg/ml(P-5)の臨床使用濃度群を作り2時間培養を行った。次に-O_2群、低酸素群ともに95%O_2+5%CO_2で再酸素化し2時間培養をした。2時間培養時と、再酸素化1時間後と2時間後に肝細胞内K濃度を測定した。腎は前培養後、O_2群と低酸素群に分け、両群に培養液中のP-0群、P-5群を作り30分培養を行った。次にO_2群、低酸素群ともに95%O_2+5%CO_2で再酸素化し2.5時間培養をした。30分培養時と、再酸素化30分後、2.5時間後に腎細胞内K濃度を測定した。【結果】1,O_2群のP-0群の肝細胞内K濃度を100として、培養2時間後、再酸素化1時間後、2時間後の濃度は、O_2-P-1群で105±3、97±7、108±10、O_2-P-5群で109±1、103±8、106±12、低酸素のP-0群で71±8、88±7、115±14、低酸素のP-1群で48±13、73±9、93±8、低酸素のP-5群で47±4、68±1、67±4であった。2,O_2群のP-0群の腎細胞内K濃度を100として、培養30分後、再酸素化30分後、150分後の各群の濃度はO_2群のP-5群で98±6、104±9、121±17、低酸素のP-0群で57±10、95±7、97±18、低酸素のP-5群で48±13、74±10、100±20であった。【結論】プロポフォールの臨床使用濃度では酸素のある状態では細胞保護作用が示唆されるが、虚血再潅流時には逆に障害的に作用することが示唆され、今後組織中アデニンヌクレオオチド、培養液中酵素活性の測定等を含め検討を行なう計画である。
HTLV-Iに関連した神経疾患の病態・遺伝疫学に関する研究

ヒト・レトロウイルスHTLV-Iによって脊髄症HAM(HTLV-I-associated myelopathy)がおこることが井形、納らにより報告され、この分野に大きな進展をもたらした。2か年にわたる本研究により、多くの貴重な成果を上げることが出来た。すなわち、このHAMの病態が大きく解明されると同時に、HTLV-Iに関連した他の臓器障害の可能性が浮かび上がってきた。HAMウイルスの分子生物学的検索により、HAMとATLのウイルスは変異株ではなく全く同一のウイルスであることが明かとなった。しかしHAMではキャリアに比較してはるかに多量のプロウイルスゲノムを末梢リンパ球中に保有しているという特徴が明かとなった。またHAMリンパ球はHTLV-I抗原刺激に対し高応答を示す。これらのことは、ホスト側の体質に関連しており、HAMとATLにはそれぞれ特有のハプロタイプを有することがわかった。HAMの病態機序に関連して、本邦で既に13例の剖検が行われ、この分析により更に詳細な病理像が明らかにされた。また、HAM患者髄液、末梢血リンパ球由来T細胞株が樹立された。一方、HAM患者の臨床像の分析の結果、肺胞炎、関節症、筋炎、シェグレン症候群、ブドウ膜炎の合併率が異常に多いことが明かとなった。これがはたして、HTLV-Iウイルスが直接おこしているのか、それともHAMに於て自己免疫疾患をおこしやすい状況があるのか、今後に課題を残したままであるが、重大な進展といえよう。治療に関しても、リンパ球除去術プラズマフェレ-シス、エリスロマイシン、ミゾリビン、α-インタ-フェロンなど有効な薬剤が明らかにされた。ヒト、レトロウイルスHTLV-Iによっておこる脊髄障害である所のHTLV-I-associated myelopathy(HAM)の病態、遺伝疫学、治療に関し、本年度は以下の様に大きな成果をあげることができた。(1)全国疫学調査で明らかとなった710例(確実例589例、疑い例121例)の分析の結果、HAMは脊髄障害にとどまらず、神経症状としても頭蓋内病変をも有すること、ならびに神経症状にとどまらず、肺病変ならびに特殊な関節病変を伴う症例が少なからず存在することが明らかとなった。また、ふどう膜炎を伴う症例も存在することも明らかとなった。これらの病態の解明は、来年度に残されたテーマとなろう。(2)HAM剖検6例の検索により、主病変は側索の髄鞘と軸索の消失で左右対称にTractに沿って伸展し、病変部にはマクロファージの浸潤とアストロサイトの増生があり、血管周囲にはTリンパ球が、クモ膜下腔にはBリンパ球が優位に浸潤しているという新しい知見を得た。(3)HAM患者末血、髄液よりT細胞株55株を樹立することができた。その結果、自己増殖反応には少なくとも3種類あること、ウィルス感染細胞株からリンホハキシンが高頻度に産出されること、ミエリン由来自己抗原に反応しないことがわかった。(4)HLAハプロタイプ(HP)の検索により、HAMでは4つの特徴的なHPが検出され、いずれもHTLV-Iに対するTリンパ球の高免疫応答性を規定する因子と関連していた。一方、ATL患者ではHAM関連のHPは全く検出されず、HLAに関連した免疫応答機能の遺伝的多型がHAMとATLの発症を振り分ける家族的、民族的宿主要因となっていることが示唆された。(5)HAM患者リンパ球DNAはキャリアーに比べ、多くのプロウィルスDNAを組込んでいたことより、HAMではHLV-I感染が広く進行していると結論した。ヒト・レトロウイルスHTLV-Iによって脊髄症HAM(HTLV-I-associatedmyelopathy)がおこることが井形、納らにより報告され、この分野に大きな進展をもたらした。

昨年度の本研究により、このHAMの病態が大きく解明されると同時に、HTLV-Iに関連した他の臓器障害の可能性が浮かび上がってきた。これらをふまえて、本年度は次に示すように多くの貴重な成果を上げることが出来た。HAMウイルスの分子生物学的検索により、HAMとHTLのウイルスは変異株ではなく全く同一のウイルスであることが明らかとなった。しかしHAMではキャリアに比較してはるかに多量のプロウイルスゲノムを末梢リンパ球中に保有しているという特徴が明らかとなった。またHAMリンパ球はHTLV-I抗原刺激に対し高応答を示す。これらのことは、ホスト側の体質に関連しており、HAMとHTLにはそれぞれ特有のハプロタイプを有することがわかった。HAMの病態機序に関連して、本邦で既に13例の剖検が行われ、この分析により更に詳細な病理像が明らかにされた。また、HAM患者髄液、末梢血リンパ球由来T細胞株が樹立された。一方、HAM患者の臨床像の分析の結果、肺胞炎、関節症、筋炎、シェグレン症候群、ブドウ膜炎の合併率が異常に多いことが明らかとなった。これがはたして、HTLV-Iウイルスが直接おこしているのか、それともHAMに於て自己免疫疾患をおこしやすい状況があるのか、今後に課題を残したままではあるが、重大な進展といえよう。治療に関しても、リンパ球除去術、プラズマフェレ-シヌ、エリスロマイシン、ミゾリビン、α-インタ-フェロンなど有効な薬剤が明らかにされた。
GPUコンピューティングによる津波予報技術の革新と制度設計

次世代津波速報のためのGPUコンピューティング技術の基盤を構築し,全国を対象とした津波到達前予測を踏まえたシミュレーション拡張の技術的要件を明らかにした.日本近海で発生するいかなる地震津波に対しても到達前に計算を終了させて津波到達時間・沿岸津波高・浸水域・浸水深・家屋被害棟数・津波継続時間を予測することを目標とし,低コストかつ実用的なシミュレーションシステムを, 2種類のGPUを用いて試作し,実用化するための技術的要件を明らかにした次世代津波速報のためのGPUコンピューティング技術の基盤を構築し,全国を対象とした津波到達前予測を踏まえたシミュレーション拡張の技術的要件を明らかにした.日本近海で発生するいかなる地震津波に対しても到達前に計算を終了させて津波到達時間・沿岸津波高・浸水域・浸水深・家屋被害棟数・津波継続時間を予測することを目標とし,低コストかつ実用的なシミュレーションシステムを, 2種類のGPUを用いて試作し,実用化するための技術的要件を明らかにしたゲーム機等に搭載されている汎用のグラフィックプロセシングユニット(GPU)を利用した,超高速かつ低コストな津波予測システムを開発し,浸水域・浸水深・家屋被害の津波到達前予測を実現する革新的な津波予報技術の基礎を築く.また,この新しい津波予報技術を,次世代の「津波速報」と位置づけ,予測内容の質と量に対応した津波予報区,および予報内容・情報伝達体制を含めた新しい津波予報の制度設計を行う.21年度は,非線形長波式に基づく津波伝播・浸水予測のシミュレーションコードをGPUに実装し,低コスト・高効率の津波解析システムを開発した.GPUで演算を行うことでそれぞれ25倍以上の大幅な高速化を実現することができた.また,解析全体においても約28倍の高速化を達成することが出来た.現状で,約6時間分の津波予測にかかる時間はわずか46分であり,圧倒的に速い速度で計算を実施できることが分かった.より高速なGPUの並列化や予報区に応じてシステムを分散配置することで,従来の気象庁のデータベース駆動型津波予報システムを圧倒的に凌ぐ速度と精度でリアルタイム浸水予測が可能であることが分かった.東南海・南海地震津波の発生を想定した場合,地震発生から3時間先の予測を行う場合には約20分以内に計算を完了することが可能であり,高知県沿岸・紀伊半島の一部の地域を除いて,津波到達前の浸水予測が可能であることが実証できた.非線形長波式に基づく津波伝播・浸水予測のシミュレーションコードをGPUに実装し,低コスト・高効率の津波解析システムを開発した.基礎となる解析プログラムは,非線形長波式をLeap-frog法で離散化したTUNAMI-Codeである.GPU上での高速なメモリを利用するために,データ構造を読み取り専用(テクスチャ)の領域と書き込み用の領域を分割して扱うよう工夫した.また,計算領域は128個のブロック(各128スレッド)に分割し,並列実行を可能にした.領域間の水位・流量の接続に関しては複数スレッド間でデータ競合が起こる可能性があるため,副プログラムも分割して実装した.津波解析コードを構成する各副プログラムの実行時間をCPU,GPUそれぞれに対して求め,GPU計算の計算効率を明らかにした.従来のCPUを用いた計算においては,連続式による水位の計算,運動の式における流量の計算,時刻歴最大値の更新,および次時間ステップに向けての変数の更新の順に計算負荷が高く,GPUで演算を行うことでそれぞれ25倍以上の大幅な高速化を実現することができた.また,解析全体においても約28倍の高速化を達成することが出来た.本研究で使用したのは25万円程度のPCである.6時間分の津波予測にかかる時間はわずか46分であり,圧倒的に速い速度で計算を実施できることが分かった.より高速なGPUの並列化や予報区に応じてシステムを分散配置することで,従来の気象庁のデータベース駆動型津波予報システムを圧倒的に凌ぐ速度と精度でリアルタイム浸水予測が可能であることが分かった.東南海・南海地震津波の発生を想定した場合,地震発生から3時間先の予測を行う場合には約20分以内に計算を完了することが可能であり,高知県沿岸・紀伊半島の一部の地域を除いて,津波到達前の浸水予測が可能であることが実証できた.ゲーム機等に搭載されている汎用のグラフィックプロセシングユニット(GPU)を利用した,超高速かつ低コストな津波予測システムを開発し,浸水域・浸水深・家屋被害の津波到達前予測を実現する革新的な津波予報技術の基礎を築く.また,この新しい津波予報技術を次世代の「津波速報」と位置づけ,予測内容の質と量に対応した津波予報区,および予報内容・情報伝達体制を含めた新しい津波予報の制度を検討した.これまでの研究を総括し,次世代津波速報のためのGPUコンピューティング技術の基盤を構築し,全国を対象とした津波到達前予測を踏まえたシミュレーション拡張の技術的要件を明らかにした.日本近海で発生するいかなる地震津波に対しても到達前に計算を終了させて津波到達時間・沿岸津波高・浸水域・浸水深・家屋被害棟数・津波継続時間を予測することを目標とし,システムの計算速度を対象領域の大きさ,計算に利用するメッシュ数およびGPUのスペックとの関連で検証した.この技術を次世代の津波速報と位置づけ,実用化するための技術的要件を明らかにした.低コストかつ実用的なシミュレーションシステムを,2種類のGPUを用いて試作した.ひとつは,NVIDIA TESLAGPUを搭載したLinux OSのPC,もうひとつは同Quadroを搭載したMac OSのワークステーションである.どちらもCUDA Fortranでソースコードを記述し,PGIコンパイラ・アクセラレータを用いてコンパイルする環境を構築した.従来のFortranで記述し,CPUで実行するプログラムに比較し,約30倍の高速化に成功した.
バイオテレメトリー情報による魚類の回帰・固執行動メカニズム解明研究

魚類の回帰・固執行動メカニズムを明らかにするために、魚類バイオテレメトリー研究に従事した。メバル属の約100種は世界中に分布する重要な水産資源であり、生息域に強く固執する。本邦に普遍的に生息するメバルSebastes inermisは採捕地点から約34km離れたところに放流しても、主に嗅覚器で採捕地点に回帰する。本研究は、メバルの行動をバイオテレメトリーでモニタリングして、回帰・固執行動の解明に迫る。本年度は、次の研究をおこなった。1.高精度に水平位置を測定できるバイオテレメトリーシステムを駆使して、メバルがどのように生息場所に回帰するかを調べた。2.第三回国際バイオロギングサイエンスシンポジウムで研究成果を報告した。3.海洋理工学会平成20年度春季大会で研究成果を報告した。魚類の回帰・固執行動メカニズムを明らかにするために、ノルウェー王国沿岸に生息するランプサッカーCyclopterus lumpusを対象魚としてノルウェー王国ノルウェー自然研究所のIngebrigt Uglem博士、Eva Thorstad博士らとともに同国オックスフィヨルドにてバイオテレメトリーを用いた行動実験をおこなった。本研究は、北ノルウェーのオックスフィヨルド0ksfjordでおこなった。フィヨルド内の4地点でランプサッカー雌20個体(全長43.5+4.2cm)を刺網で捕獲した。全個体の腹腔に超音波コード化発信機(V13、Vemco社製)を装着した。2006年7月に同フィヨルド内で実験個体を放流した。フィヨルド内に22台の設置型受信機(VR2、Vemco社製)を設置して、放流後の個体の移動を同年10月までモニタリングした。全個体が放流から7日間以内(平均3日間)にフィヨルドを離れ、その後は1個体も同フィヨルド内に戻らなかった。フィヨルドを離れるタイミングは、昼夜および潮汐流と関係がなかった。放流後の平均移動速度は、時速458+311m(n=20)であった。この移動速度と個体の全長に関係は無かった。実験個体は、フィヨルド内にあるタイセイヨウサケおよびタイセイヨウタラの養殖生簀付近に長時間滞在する傾向は無かった。これらの結果より、産卵期のランプサッカー雌は、1つのフィヨルド内に長期間滞在するのではなく、広く移動していることが示唆された。H.19年度日本水産学会大会において本研究成果を報告した。また、これまでメコンオオナマズの研究成果についても、2006年12月にタイ国バンコクで開催された3nd International Symposium on SEASTAR 2000 and Bio-logging Scienceにおいて報告した。魚類の回帰・固執行動メカニズムを明らかにするために、昨年度に引き続き、ノルウェー王国トロンヘイムにあるノルウェー自然研究所にて魚類テレメトリー研究に従事した。ノルウェー王国滞在中に、ノルウェー自然研究所のIngebrigt Uglem博士、Eva Thorstad博士ら、同国トロムソ大学のAudun Rikaldsen博士らとともに同国アルタフィヨルドおよびバルスフィヨルドにて回帰・固執行動を示す可能性のあるタイセイヨウサケおよびタイセイヨウタラの行動実験をおこなった。この研究で得られたデータは、ノルウェー自然研究所およびトロムソ大学の研究者らとともに現在、解析をすすめているところである。またノルウェー自然研究所およびノルウェー水産養殖研究所の研究者らとともに現在、今後の研究計画について打ち合わせているところである。
英米文学テクストにおける南太平洋表象とそのナチュラライゼーション

本研究は19世紀以降の英米文学作品における南太平洋の表象をナチュラライゼーション(概念の加工・改変・再規定のプロセス)の観点から分析した。山本(代表研究者)の研究は、南太平洋にまつわる言説の出発点となったクックやブーガンヴィルの航海誌の検証から始め、19世紀の英米文学作品で描かれる南太平洋像の変遷に焦点を当てた。本研究のキーワードとした「ナチュラライゼーション」を現地人女性と西洋人男性の関係のあり方という点から考察し、初期の航海誌によって西洋世界にもたらされた奔放な性の空間という南太平洋のイメージが、メルヴィル、バランタイン、スティーヴンソンの作品を通じて、修正・改変・強化される過程を分析した。その際、西洋における観念としての南太平洋像の浸透については、ダーウィンからフロイトに至る系譜を扱い、文学作品の背景となる思想を検証した。村上(研究分担者)は、南太平洋の言説が比較的ストレートな形で表出されているジャック・ロンドンの南太平洋を舞台とした諸作品、とりわけ、短編集『南海物語』と『スナーク号航海記』を中心に研究を進めた。特に後者に収録されている短編「タイピー」をメルヴィルの処女小説『タイピー』と比較検討する過程で、両作家が南太平洋に見たもの、あるいは求めたものの実態と、それにたいして西洋が行った同質化と差異化の二重のプロセスを検証した。本研究の発展的な活動として、平成18年8月、岩波書店からのエペリ・ハウオファ著『おしりに口づけを』(村上・山本共訳)の出版を挙げる。南太平洋作家による長編文学作品では、日本で初めての翻訳となる。コミカルなタイトルではあるが、そこに展開されている物語は政治的な示唆に富み、本研究が扱ってきた英米文学作品において「表象される対象」からのアンチテーゼとして注目すべき作品である。同年9月には山本・村上は資料収集にフィジーの南太平洋大学に訪れ、当地で開催された文学セミナーにおいて、日本における南太平洋文学の受容の可能性について発表した。平成17年度の山本の研究は、R.L.スティーヴンソン、およびS.モームの南海作品が舞台として共有するポリネシア圏南太平洋の表象を中心に研究を進めた。両者における南太平洋像の差異は、異文化表象のナチュラライゼーションの過程を裏書きする物であり、19世紀末から20世紀前半における海上交通網(主に定期船の就航)の変化や、南太平洋の資本開発、また、消費物としての南太平洋の前兆などが、テクストの南太平洋像に暗示されていることを確認した。今後の検証対象としては、時代を遡る予定である。一方、村上はH.メルヴィル、およびJ.ロンドンの南海作品群を検証し、19世紀中葉から20世紀初頭のアメリカ人作家の南太平洋への態度の同定を試みた。19世紀末における国内フロンティアの消滅によって、南太平洋という場が物理的にアメリカに接近することになるが、東部人のメルヴィルと、西部出身のロンドンに映った南太平洋の違いは、東部と西部の視点の差異のみならず、19世紀中盤から約100年の間にアメリカが経験した、南太平洋に対するイデオロギーの変化をも内包する。本年度はサモアとフィジーに赴き、サモアの市立図書館や南太平洋大学(USP)オセアニアセンター、附属図書館で、貴重な資料を多数入手することができた。とくにUSPに収蔵されている、植民地時代初期の宣教師が残した航海記や記録は、大変有用な資料となる。また、USPにおいて、南太平洋文学を代表する現代作家、エペリ・ハウオファ氏にインタビューができたことも大きな収穫であった。

西洋による南海のナチュラライゼーションを、現地の人々の視点から記述するという点で、ハウオファ氏の作品の検証も重要であろう。代表作Kisses in the Nederendsは、山本・村上の共訳で18年の夏に岩波書店から刊行される予定である。これも本研究の副産物として、報告しておきたい。平成18年度の山本(代表研究者)の研究は、南太平洋にまつわる言説の出発点となったクックやブーガンヴィルの航海誌の検証から始め、19世紀の英米文学作品で描かれる南太平洋像の変遷に焦点を当てた。本研究のキーワードとした「ナチュラライゼーション」を現地人女性と西洋人男性の関係のあり方という点から考察し、初期の航海誌によって西洋世界にもたらされた奔放な性の空間という南太平洋のイメージが、メルヴィル、バランタイン、スティーヴンソンの作品を通じて、修正・改編・強化される過程を分析した。その際、西洋における観念としての南太平洋像の浸透については、ダーウィンからフロイトに至る系譜を扱い、文学作品の背景となる思想を検証した。村上(研究分担者)は、南太平洋の言説が比較的ストレートな形で表出されているジャック・ロンドンの南太平洋を舞台とした諸作品、とりわけ、短編集『南海物語』と『スナーク号航海記』を中心に研究を進めた。特に後者に収録されている短編「タイピー」をメルヴィルの処女小説『タイピー』と比較検討する過程で、両作家が南太平洋に見たもの、あるいは求めたものの実態と、それにたいして西洋が行った同質化と差異化の二重のプロセスを検証した。本研究の発展的な活動として、平成18年8月、岩波書店からのエペリ・ハウオファ著『おしりに口づけを』(村上・山本共訳)の出版を挙げる。南太平洋作家による長編文学作品では、日本で初めての翻訳となる。コミカルなタイトルではあるが、そこに展開されている物語は政治的な示唆に富み、本研究が扱ってきた英米文学作品において「表象される対象」からのアンチテーゼとして注目すべき作品である。同年9月には山本・村上は資料収集にフィジーの南太平洋大学に訪れ、当地で開催された文学セミナーにおいて、日本における南太平洋文学の受容の可能性について発表した。
電流リプル低減可能な高周波電力変換装置の開発と充電システムへの応用に関する研究

電気自動車のバッテリ(リチウムイオン電池)を充電する場合、充電電流に含まれるリプルを小さくする必要がある。このため大容量の電解コンデンサを用いるが、これが充電装置のコストアップ、体積アップの原因となっている。そこで、本研究では充電装置に用いられる電力変換装置として高周波ACリンクDC-DCコンバータを取り上げ、電流リプルを低減できる複合的な制御方式を提案し、電解コンデンサの容量低減効果について述べている。バッテリー充電装置の入力には商用交流電力が使用されるが、その整流時に生じる電流リプル抑制が効率の良いバッテリー充電には不可欠となる。既存の充電装置では、大容量の電解コンデンサを使用して強制的に抑制しているが、コストや体積がアップする問題がある。また、充電装置に使用される電力変換装置は、その性質上、低電圧大電流型の電力変換装置が必要となる。これらを踏まえ、本研究では電力変換装置として高周波リンクDC-DCコンバータを取り上げ、新しい制御方式や回路方式により上記の問題を解決することを目的としている。そこで、21年度上半期ではまず低電圧大電流型の高周波リンクDC-DCコンバータのシミュレーションによる基礎的な特性評価を行った。下半期には、交流入力に対する特性解析を行い、既存の充電装置との特性比較を行い、電流リプル低減効果について評価を行った。同時に、基礎実験の準備として、ドライブ回路や制御回路の製作を行い、22年度から行う実機による特性解析の準備を進めた。具体的に得られた成果を要約すると以下のようになる。○提案する高周波リンクDC-DCコンバータは低電圧大電流型として適用可能であり、提案する回路方式により、常にソフトスイッチング動作が行えることが確認された。○交流入力を整流するときに生じる電流リプルを大容量の電界コンデンサではなく、新たに提案した制御方式を導入することにより抑制されることが確認された。提案方式では、電界コンデンサ容量を既存システムの約1/12に低減可能である。以上のように、シミュレーション解析ではあるが、提案システムは既存システムよりも電流リプル低減効果に優れ、コンデンサ容量を低減できることが確認されたことの意義は大きく、22年度の実験による検証に対して重要な成果が得られたと考える。前年度までに得られたシミュレーション解析結果と比較するため、当該年度では高周波ACリンクDC-DCコンバータを製作し、そのディジタル制御装置はDSPを用いて構築した。得られた実験結果から、本研究の最初の目的である提案する2次側位相シフト制御による高周波ACリンクDC-DCコンバータの制御が可能であることが確認され、循環電流が除去されるという動作原理通りの基礎動作が確認された。次に、複合制御を実現する制御装置としてDSPに代わりFPGAを用いて高速で自由度の高い制御装置を構築した。1次側のPFM制御を複合的に適用することで、入力電源である交流の整流時に生じる電流リプルを抑制できることを確認した。この効果により、従来ではリプルを抑えるために必要な電解コンデンサの静電容量を約30%に低減することができた。これは、将来の普及が望まれる電気自動車の充電装置の小型軽量化と低コスト化に貢献できる成果だと言える。現在のエネルギー問題の対応策の1つとして、各家庭に発電装置と充電装置を設置し、IT技術ととも消費電力をコントロールして省エネルギー化を実現するスマートハウスが検討されている。本研究で行った高周波ACリンクDC-DCコンバータに双方向動作を実現させることでスマートハウス対応の電力変換装置としても適用可能になる。当初、本研究テーマには挙げていなかったが、FPGAの制御系を再構築し、双方向動作を実現させることにも成功した。変換効率は約93%を達成しており、将来はスマートハウス対応の電力変換装置としての適用の可能性も示唆することができたと考える。今後利用が増加すると考えられている直流エネルギーを高効率かつ高性能に運用できる電力変換装置の開発は今後益々重要になると考えられ、本研究の成果は今後の研究開発の一助になるものと考えている。
管内の脈動する流れと絞りの干渉に関する研究

管内の脈動する流れに関する研究は、国内外で多く行われているが、脈動する流れと、ベンド、エルボ、ノズル、分岐部等の管要素との干渉についての基本的な研究は、あまり行われておらず、未解明の点が多い。特に最近内燃期間の排気管から生ずるいわゆるバリ音と称する騒音は、排気管内の脈動流中に生ずる衝撃波によることが知られているが、この衝撃波とこれら管要素との干渉と騒音との関連についてはあまり知られていない。本研究では回転式の脈動流発生装置(ロータリーバルブ)を用い、ノズルをとりつけた直管内に脈動流を流し、実験および数値計算を行い、これより管内のノズルと脈動流の干渉、および騒音との関連について検討した.数値計算には、衝撃波管内の流れの解析法として確立しているランダムチョイス法を用い、一次元流れを仮定し管摩擦を考慮して行った。その結果、圧力波形に関しては、実験と非常によい一致を示すことが分かった。また、管出口下流の流れ場の可視化及び騒音の測定の結果もあわせて検討し、ロータリーバルブ開口時に発生する圧縮波が衝撃波に成長し、出口下流で球面上に広がり、その結果、排気騒音は衝撃波が減衰するときに生じるスパイク波、うず輪より発生する球面波、管端部より発生する円錐波により生じることが分かった。
整形外科低侵襲手術のための技術開発およびトレーニングシステムの構築

関節鏡手技の詳細な技能分析に基づいて、基本タスクを網羅したBox Trainingを開発した。さらに、磁気式三次元位置計測装置や力覚センサーなどの定量的評価法を開発・導入し、訓練者へフィードバック可能なシステムを構築した。同時にVirtual Realityによるシミュレーションや実体モデルの開発にも取り組み、効率的な手術トレーニング環境の効率化を図ると共に、学内でのトレーニングセミナーを実施し、低侵襲手術のための教育研究拠点を形成した。本研究の目的は、安全で正確な手術を実現するために関節鏡および最小侵襲人工膝関節置換術の技術開発を行うとともに、効率的なトレーニングシステムを構築し、情報発信やトレーニングセミナーを通じて、その成果を全国の整形〓科医に還元し,わが国の整形外科低侵襲手術のレベルアップに寄与することである。1.技能分析に基づく訓練プログラムの開発まず、試作システムにてトレーニングシステムとしての有効性のチェックを行い、開発に値するシステムであることを確認した。実用化システムにて耐久性のチェックや品質工学的評価を行い、本邦のトレーニング環境に適合する優れたシステムであることを確認した。実用化システムでも、システム本体に訓練したいTask Boxを挿入し使用する形態を維持した。単純な鏡視、鉗子、ハサミ操作を訓練するタスクから解剖学的位置情報の把握が必要なタスクまで、合計8種類を準備し、システム本体の指示に従って訓練することで、スコア/エラー数/作業時間などの客観的指標が表示される仕組みになっている。関節鏡トレーニングコースを受講した関節鏡手術経験20例以下のレジデント医師6名に対するトレーニングにおいては、専門医が鏡視技術が低いと評価した術者は、90度回転下での鉗子操作が苦手で、電極接続タスクにも時間がかかることが明らかとなった。2. VRシミュレータによる技術評価膝関節鏡シミュレータへの付加機能として搭載要求が高いものに、組織の切断などの「切り心地」に関するものがある。これを実現するために力覚を提示できる装置(力覚ディスプレイ)を開発し、VRシミュレータとのリンクを図ることを計画した。現在、組織別の切り心地をメカニクス的に再現可能なシステムを立案し、実データ取得システムにより、これに必要なデータセットを取得している。本研究の目的は、安全で正確な手術を実現するために関節鏡および最小侵襲人工膝関節置換術の技術開発を行うとともに、効率的なトレーニングシステムを構築し、情報発信やトレーニングセミナーを通じて、その成果を全国の整形外科医に還元し,わが国の整形外科低侵襲手術のレベルアップに寄与することである。1.新しいトレーニングシステムの開発単純な鏡視、鉗子、ハサミ操作を訓練するタスクから解剖学的位置情報の把握が必要なタスクまで、システム本体に訓練したいTask Boxを挿入し使用する形態を維持しつつ、合計8種類の基本タスクを含むImage based training boxを作成した。システム本体の指示に従って訓練することで、スコア/エラー数/作業時間などの客観的指標が表示される仕組みになっており、ほぼ実用化レベルに到達した。内視鏡外科手術トレーニングセンターにて実施した関節鏡セミナーにおいて使用し、手術未経験者を対象に従来型の模造骨によるトレーニングと、Training Box、VRシミュレータによる単独訓練および、これらを複合したトレーニング法との比較をおこなったところ、Training boxとVRシミュレータにおいてサイコモータスキルの向上が確認された。2.VRシミュレータによる技術評価膝関節鏡シミュレータへの付加機能として搭載要求が高いものに、組織の切断などの「切り心地」に関するものがあり、半月板切除術などがリアルに体験できる優れたシステムに深化させることが可能である。市街地歩行用ナビゲーションシステム(力覚ディスプレイ)の開発過程で得られたノウハウ(違和感をもたせることなく、伝えたい感覚のみを増幅伝達)をベースに、半月板の切断感覚を提示できるシステムの試作と、その実用化の可能性について検討を行った。株式会社マルイとの共同開発によって、Training boxの製品化(商品名:ASBOTS)を完了した。本製品の研究開発によりコンピュータ外科学会論文賞および日本機械学会賞を受賞した。また、各地での講演におけるデモンストレーションを通じて本装置の有用性をアピールしており、現在数施設からの導入依頼が来ている。2.VRシミュレーションにおける力覚フィードバックの確立市街地歩行用ナビゲーションシステム(力覚ディスプレイ)の開発過程で得られたノウハウ(違和感をもたせることなく、伝えたい感覚のみを増幅伝達)をベースに半月板の切断感覚を再現できるシステムの試作と検討を行った。3.低侵襲手術教育拠点形成愛媛大学医学部解剖学教室との連携により解剖実習用献体を用いた手術トレーニングセミナーを実施した。また愛媛県との連携により学内に設置された地域医療支援センター内に、新たに関節鏡シミュレーターを導入し、学生の関節鏡への興味の喚起や研修医の手術手技の向上を図っている。

本研究の目的は、安全で正確な手術を実現するために関節鏡および最小侵襲人工膝関節置換術の技術開発を行うとともに、効率的なトレーニングシステムを構築し、情報発信やトレーニングセミナーを通じて、その成果を全国の整形外科医に還元し,わが国の整形外科低侵襲手術のレベルアップに寄与することである。1.Training boxの製品化と効率的なトレーニングシステムの構築:株式会社マルイとの共同製作により関節鏡手術のスキルの向上と定量的評価を目的としたTraining boxの製品化(ASBOTS)を完了し、各地での講演を通じてプロモーション活動を実施している。また愛媛大学の医学部学生、研修医に対し、本製品を用いて関節鏡の基本的手技の体験や習得を行っている。2.VRシミュレーションにおける力覚フィードバックの確立と実体モデル作成:市街地歩行用ナビゲーションシステム(力覚ディスプレイ)の開発過程で得られたノウハウ(違和感をもたせることなく、伝えたい感覚のみを増幅伝達)をベースに半月板の切断感覚を再現できるシステムの試作と検討を行った。また、膝関節実体モデル作成のための骨、関節、靱帯、筋肉の各形状データを収集し、CADデータモデルを構築した。3.低侵襲手術教育拠点形成:愛媛大学医学部解剖学教室との連携により解剖実習用献体を用いた手術トレーニングセミナーを実施した。また、バンコクチュラロンコン大学において開催されたMIS-TKAセミナーにインストラクターとして参加し、日本人若手整形外科医を対象にcadaver trainingを実施した。さらに、愛媛県との連携により学内に設置された地域医療支援センター内に関節鏡シミュレーターを導入し、学生の関節鏡への興味の喚起や研修医の手術手技の向上を図っている。膝関節鏡用training boxについては民間企業との連携により、試作モデルを経て、ASBOTSの製品化を完了した。この実績により2011年の日本機械学会賞および日本コンピュータ外科学会論文賞を受賞するなど高い評価をうけている。さらに手術教育拠点形成に関しても、解剖学教室との連携を通じて愛媛大学において整形外科研修医を対象としたセミナーを実施、手術手技向上に有効であることを確認し、また参加者からも高い評価を得るなど実績を上げている。24年度が最終年度であるため、記入しない。愛媛大学では既存施設として低侵襲手術トレーニング施設を有しており、低侵襲手術を推進するための基盤が整備されている。さらに解剖学教室の連携が実現し、アルコール固定屍体や新鮮凍結屍体が使用可能となったことにより、これまでのtraining boxやVRシミュレータ、アニマルラボでのトレーニングに加え、より複合的かつ系統的なトレーニングが可能となり、新たな環境下での飛躍的な研究の展開と手術教育拠点形成の実現性が期待できる。