hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
褥瘡予防のためのせん断応力負荷時血流計測装置の開発と解析

本研究では、生体に圧迫とせん断力が負荷された時の血流状態の解析を可視化または定量化するために、マクロ的な視点からの解析とミクロ的な視点からの計測システムを構築し、双方の視点からの解析を統合することで褥瘡予防に必要な基礎データを提供することを目的とした。マクロ的な視点からは、人が仰臥位で寝た状態で、仙骨部に圧迫とせん断力を同時にかつ定量的に負荷することのできる装置を開発した。この時の生体に対する負荷の指標として経皮酸素分圧を測定を測定し、圧迫力とせん断力の負荷に対する指標を求めた。さらに、この計測結果をベースに圧迫力とせん断力が同時に負荷された時の血流状況を判断する数学的モデルを構築し、シミュレーションを行った。その結果、生体への負荷を表現できるモデルがほぼ完成した。ミクロ的な視点からは、圧迫とせん断力を同時に負荷した時の毛細血管中の赤血球の動きを可視化する装置の開発を行った。これは、毛細血管を撮影できる拡大スコープとレンズ系を構築し、生体に加える圧迫力とせん断力を制御可能な装置に組み込むことで生体に負荷を加えた時の赤血球の動きをモニタ上に表示させるものである。装置を完成させ、実験を行った結果、せん断力を制御しながら負荷を加えることができ、赤血球の動きを可視化することが可能となった。褥瘡の発生にせん断応力がどの程度寄与しているかを定量的に解析するために、生体に対して負荷を加えたときの血流量計測可能な二つの装置の開発を行った。一つめは、マクロ的な視点から仰臥位での仙骨部圧迫とせん断応力発生が可能で血流計測可能な生体負荷制御装置を開発した。これは、ベッド中央部をくり抜いてスペースを作り、垂直方向と水平方向に応力発生可能な機構を組み込んだもので、設計・試作を行い装置として完成させた。また、本装置を用いて健常者に対して計測実験を実施し、せん断応力の影響に関する指標を示した。また、血流計測はとりあえず1本のプローブで実施し、2次元血流分布計測については血流計本体の基本特性の評価を行った。二つ目は、ミクロ的な視点からせん断応力と血流の関係を探るために負荷時血流可視化装置の開発を行った。これは、毛細血管にせん断応力を加えた際に変形の大きい生体を自動トラッキングして血流の状況を観察する装置である。可視化可能なカメラを用いて基礎実験を実施し、赤血球の停留する様子を画像で捉えることが可能となった。また、平行リンクを用いた大変形に対応可能な1自由度トラッキング機構の設計を実施した。さらに、画像トラッキング手法の検討と、せん断応力を加える前の圧迫力に対する赤血球の挙動に対する基礎実験を実施し、可視化装置の骨格を構築した。褥瘡の発生にせん断応力がどの程度寄与しているかを定量的に解析するために、生体に対して負荷を加えたときの血流量計測可能な二つの装置の開発及び測定実験を行った。一つめは、昨年度開発されたマクロ的な視点から仰臥位での仙骨部圧迫とせん断応力発生が可能で血流計測可能な生体負荷制御装置である。この装置を用いて、人が仰臥位でベッド上に寝た際に垂直方向と水平方向に応力発生させ、血流計測によって生体への負荷を計測した。その結果、従来の実験系では体動の影響があったため、トータルの実験時間を短くする負荷条件を設定し実験を行った。その結果、せん断力が血流量に大きな影響を与えており、新たな実験系でも評価できることが確認された。ただし、レーザードップラーの計測データのノイズが大きく、定量的な評価までは至らなかった。昨年度設計された平行リンクを用いた大変形に対応可能な1自由度トラッキング機構の詳細設計と試作を行い、毛細血管血流の状態を可視化することが可能となった。

画像トラッキングについては、モータを組み込んで可能な装置構成とした。せん断力を簡易に加えたところ、血流が停留する様子が捉えられており、今後さらに詳細な解析を実施する予定である。褥瘡の発生にせん断応力がどの程度寄与しているかを定量的に解析するために、生体に対して負荷を加えたときの血流量計測可能な二つの装置の開発及び測定実験を行い、これらの結果からシミュレーションモデルの構築を試みた。一つめは、昨年度までに開発されたマクロ的な視点から仰臥位での仙骨部圧迫とせん断応力発生が可能で血流計測可能な生体負荷制御装置である。この装置を用いて、人が仰臥位でベッド上に寝た際に垂直方向と水平方向に応力発生させ、血流計測によって生体への負荷を計測した。本年度は、昨年度の研究で問題となっていたレーザードップラーの血流計測データのノイズ対策として、経皮酸素分圧を血流のパラメータとして使用することを試みた。その結果、ノイズは格段に改善され、定量的な計測及び解析が可能となった。この結果をベースに、せん断力と生体負荷に関するシミュレーションモデルの構築を試みた。まだ若干精度が低いものの、モデルのベースはできあがったと考えられる。二つ目は、ミクロ的な視点からせん断応力と血流の関係を探るために負荷時血流可視化装置の開発を行った。これは、毛細血管にせん断応力を加えた際に変形の大きい生体を自動トラッキングして血流の状況を観察する装置である。昨年度設計された平行リンクを用いた大変形に対応可能な1自由度トラッキング機構の詳細設計と試作を行い、毛細血管血流の状態を可視化することが可能となった。当初予定していた画像トラッキングについては、予想以上に血管の移動がモニタ上で起こっておらず、さらには血管変形が見られないという、予測とは異なる結果も得られた。今後は詳細な解析を実施する予定である。褥瘡発生メカニズム解明のために、マクロの視点から血流の影響を調べることと、ミクロの視点での血管内の赤血球胴体を観察する装置の開発及び実験を行った。マクロの視点では、生体への圧迫とせん断力を同時に負荷した場合の酸素分圧の時間的変化のデータを実験的に取得し、これをベースに生体への負荷に対するシミュレーションモデルを構築し、実際のデータとの相関を検討した。その結果、血流モデル自体は実験結果を反映する形ができあがったが、1次遅れ要素を取り入れることでさらに精度向上が期待されることが確認された。しかしながら、今回のモデル及び実験で得られたデータと過去の文献で示された生体負荷ー血流(酸素分圧)の関係とは若干の相違が見られた。これについては今後シミュレーションを通して検証する。ミクロの視点では、昨年度までに構築された圧迫とせん断力負荷時赤血球の動きを観察可能な装置の精度を向上させるために、せん断力をモータによって制御できる様に改良した。この結果、長時間一定のせん断力を負荷することが可能となり、せん断力と圧迫との関連を実験的に検討した。その結果、明らかにせん断力が赤血球の動きに影響を与えていること、圧迫を加えても血管自体はつぶれないことなどが明確となった。しかしながら、これらを定量的に評価するための画像処理による計測システムについては、元画像が不明瞭であったために構築することはできず、定性的な評価となった。今後は圧迫力もコントロールすることで、より実験系を充実させるとともに、原画像の改善のために赤外光カメラの使用やフィルターの工夫が必要である。
固体粒子の燃焼完結に不可欠な粒子活性化を誘引する限界粒子径の明確化に関する研究

固体粒子の燃焼促進には粒子径の微細化が推奨されているが,伝熱工学的には伝熱表面積の増大,ひいては熱損失の増大を意味しており,着火や燃焼維持の妨げになることが申請者により提唱されている.燃焼率に及ぼす粒子径の影響に関する文献調査は,当該研究の開始に先立って行ったものの,最新の研究動向を確認するため,第37回国際燃焼学会(2018年7月29日8月3日,アイルランド・ダブリンにて開催)への参加を行った.これにより,この種の研究が未だ注目されていないことが確認された.なお,燃焼状態への移行条件については,粒径や燃焼率の限界値がすでに公表されているものの,燃焼速度定数に関する新たな限界が見出されたため,第56回燃焼シンポジウム(平成30年11月14日16日,堺にて開催)で講演発表を行ってきた.実験においては,平面状火炎にて高温酸化雰囲気を作り出す方式を採用しているが,安定した平面状火炎を形成させるには多孔質材料の適切な選定が不可欠なこと,高温酸化雰囲気を準一次元的気流とするには循環渦の形成を抑制する流路形状が必要なことなどが明確となり,これらの方向で対処しつつある.初年度の実験では,準一次元的な高温酸化雰囲気の気流が得られたとは言い難い状況ではあったが,雰囲気温度や酸素濃度(質量分率)を広範囲に変えられるように,酸素やメタンの供給系の改良を施した.その上で,ふるい分けされた粒子(10,30,60,90,120 μm程度)を投入し,燃焼するか否かの確認を粒子の色温度を観察しつつ行った.実験回数があまり多くはないものの,解析が提示している「包括パラメタ」(粒径と酸素質量分率と圧力比の積)のアレニウス線図(縦軸:包括パラメタの対数.横軸:雰囲気温度の逆数)を用いれば,粒径や酸素質量分率がそれぞれの限界値以上の場合にのみ粒子燃焼が観察され,燃焼が完結することを確認した.固体粒子の燃焼促進において,粒子径の微細化がいかなる役割を果たしているのかを,伝熱工学や燃焼工学に立脚しつつ,実験ならびに解析の両面から,学術的・基盤的に調査しようとしている.文献調査という点では,最新の研究動向を確認するため,アイルランド・ダブリンにて開催された第37回国際燃焼学会(2018年7月29日8月3日)へ参加し,当該研究のように粒子径の微細化に着目した研究が皆無であることを再確認してきた.解析では「漸近解析」の手法を用いているが,公表済みの粒径や燃焼率の限界値以外に,燃焼速度定数に関する新たな限界が見出されたので,関連学会(第56回燃焼シンポジウム,平成30年11月14日16日,堺)にて発表してきた.また,燃焼活性化の条件以外に消炎の条件についても,研究協力者が同様の手法で解析に着手しており,消炎が生じる粒径は酸化剤が空気であれば3 μm程度であることを見出している.実験においては,安定した平面状火炎を保持しつつ高温酸化雰囲気を形成し,この気流中で黒鉛粒子を燃焼させることを念頭に,装置の改良を実施してきた.これより多孔質材料の適切な選定や,循環渦などの発生を抑制する流路形状が不可欠なことが判明し,これらの方向で対処しつつある.なお,高温酸化雰囲気については準一次元的な気流が得られたとは言い難い状況ではあったが,雰囲気温度や酸素濃度(質量分率)を広範囲に変えられるように,酸素やメタンの供給系の改良を施した.その上で,ふるい分けされた粒子(10,30,60,90,120 μm程度)を投入し,粒子の色温度を観察しつつ燃焼の確認を行った.実験回数が少ないものの,解析が提示している「包括パラメタ」(粒径と酸素質量分率と圧力比の積)を用いれば,粒径や酸素質量分率がそれぞれの限界値以上の場合に粒子燃焼が観察され,燃焼が完結することを確認している.固体粒子が燃焼状態に移行するためには,粒径,雰囲気の酸素濃度ならびに温度がそれぞれ限界値以上でなければならないという解析結果が得られているが,これと直接比較することができ,しかも解析の妥当性を検証できるような実験結果を取得することが,当該研究の主眼である.このためには,実験装置内に安定した平面状火炎を保持して高温酸化雰囲気を形成させるとともに,これを準一元的な気流とし,さらにこの気流中で黒鉛粒子を燃焼させることが必要である.このため,平面状火炎を保持する多孔質材料の選定や,一様流の形成を促す流路形状の整備が急務な課題となっており,これらの課題を早急に,しかも確実に解決しなければならないと考えている.これらが達成された後には,雰囲気の温度や酸素濃度(質量分率)を広範に変えつつも,ふるい分けされた粒子をこの気流中に投入し,燃焼状態に移行するか否かを,粒子の色温度を観察しつつ調べていきたいと考えている.燃焼活性化ならびに消炎の条件に関する解析結果については,過去に類似の研究例がないため,11月に開催される日本燃焼学会の研究集会にて研究協力者が講演発表することを目指している.なお,その際,解析結果と比較可能な実験結果も記載できるように,実験計画を立てていきたいと考えている.また,二酸化炭素(CO2)の回収を想定して考案されたoxy-fuel燃焼についても,酸化剤として用いる気体は,空気中に含まれる窒素を二酸化炭素に置換えた気体であるため,本実験装置にCO2ガス供給系を整備すれば,この方面の研究においても基礎的・基盤的実験が実施可能である.

そのため,微粉炭oxy-fuel燃焼についても,粒径,酸素濃度,雰囲気温度などを広範に変化させて,最適条件や燃焼活性化条件,さらには燃焼完結条件などを系統的に調べていきたいと考えている.固体粒子の燃焼促進には粒子径の微細化が推奨されているが,伝熱工学的には伝熱表面積の増大,ひいては熱損失の増大を意味しており,着火や燃焼維持の妨げになることが申請者により提唱されている.燃焼率に及ぼす粒子径の影響に関する文献調査は,当該研究の開始に先立って行ったものの,最新の研究動向を確認するため,第37回国際燃焼学会(2018年7月29日8月3日,アイルランド・ダブリンにて開催)への参加を行った.これにより,この種の研究が未だ注目されていないことが確認された.なお,燃焼状態への移行条件については,粒径や燃焼率の限界値がすでに公表されているものの,燃焼速度定数に関する新たな限界が見出されたため,第56回燃焼シンポジウム(平成30年11月14日16日,堺にて開催)で講演発表を行ってきた.実験においては,平面状火炎にて高温酸化雰囲気を作り出す方式を採用しているが,安定した平面状火炎を形成させるには多孔質材料の適切な選定が不可欠なこと,高温酸化雰囲気を準一次元的気流とするには循環渦の形成を抑制する流路形状が必要なことなどが明確となり,これらの方向で対処しつつある.初年度の実験では,準一次元的な高温酸化雰囲気の気流が得られたとは言い難い状況ではあったが,雰囲気温度や酸素濃度(質量分率)を広範囲に変えられるように,酸素やメタンの供給系の改良を施した.その上で,ふるい分けされた粒子(10,30,60,90,120 μm程度)を投入し,燃焼するか否かの確認を粒子の色温度を観察しつつ行った.実験回数があまり多くはないものの,解析が提示している「包括パラメタ」(粒径と酸素質量分率と圧力比の積)のアレニウス線図(縦軸:包括パラメタの対数.横軸:雰囲気温度の逆数)を用いれば,粒径や酸素質量分率がそれぞれの限界値以上の場合にのみ粒子燃焼が観察され,燃焼が完結することを確認した.固体粒子の燃焼促進において,粒子径の微細化がいかなる役割を果たしているのかを,伝熱工学や燃焼工学に立脚しつつ,実験ならびに解析の両面から,学術的・基盤的に調査しようとしている.文献調査という点では,最新の研究動向を確認するため,アイルランド・ダブリンにて開催された第37回国際燃焼学会(2018年7月29日8月3日)へ参加し,当該研究のように粒子径の微細化に着目した研究が皆無であることを再確認してきた.解析では「漸近解析」の手法を用いているが,公表済みの粒径や燃焼率の限界値以外に,燃焼速度定数に関する新たな限界が見出されたので,関連学会(第56回燃焼シンポジウム,平成30年11月14日16日,堺)にて発表してきた.また,燃焼活性化の条件以外に消炎の条件についても,研究協力者が同様の手法で解析に着手しており,消炎が生じる粒径は酸化剤が空気であれば3 μm程度であることを見出している.実験においては,安定した平面状火炎を保持しつつ高温酸化雰囲気を形成し,この気流中で黒鉛粒子を燃焼させることを念頭に,装置の改良を実施してきた.これより多孔質材料の適切な選定や,循環渦などの発生を抑制する流路形状が不可欠なことが判明し,これらの方向で対処しつつある.なお,高温酸化雰囲気については準一次元的な気流が得られたとは言い難い状況ではあったが,雰囲気温度や酸素濃度(質量分率)を広範囲に変えられるように,酸素やメタンの供給系の改良を施した.
VDT画面注視における瞳孔調節および眼球運動に関する研究

VDT画面の文字の輝度や色調、背景輝度はさまざまである。改良型の陽画表示(白い背景に暗い文字)の導入も始っており、この平均輝度は高い。一方、VDT作業には、帳票・原稿類があり、この平均輝度も高い。このような異なる輝度をもつそれぞれの視対象への適応は瞳孔調節によって行われる。そこで瞳孔調節への負荷を客観的に評価し、VDTをめぐる最適視環境を明らかにすることが本研究の目的である。陰画表示において、瞳孔面績を決定する高輝度視対象物の最小面績について検討した。平均輝度が低く、中心視野のみ高輝度の場合の瞳孔調節について瞳孔面績計によって定量的に検討した。さらに、緑色と白色との瞳孔への影響の比較を行った。その結果、VDT画面の背景が暗い場合に、中心部輝度・面績と瞳孔面績の関係は12名の被験者で非常に共通したパターンがあることが明らかとなった。陰画表示の中心部に文字を表示し、その表示スピードと瞳孔面績の関係については、文字が静止している状態がもっとも縮瞳していた。これも12名に例外がなかった。緑色と白色との瞳孔面績に与える影響の比較では、陽画表示の場合は違いがなかった。しかし陰画表示(背景が暗い)の場合、白色は38ntの輝度で、緑色は28ntの輝度であり白色の方が高い輝度であったにもかかわらず、緑色の方が縮瞳する傾向があった。そもそも輝度は視感度によって訂正されているはずなのに、こうした結果がでたのはCRT画面の眼に対する影響が特殊であることによる可能性がある。瞳孔面績計は種々のCRT画面の視覚負担を評価するために有用であった。
古草本類植物の花の進化に関する分子生物学的研究

古草本類に属するスイレン科植物の花芽からMADS-boxをもった花形成遺伝子を単離し、3′-race法・5′-race法を用いて塩基配列の決定を行った。またin-situハイブリダイゼーション法を用いたそれらの遺伝子の発現解析を試みた。平成9年度は、スイレン科の4種について3′race法を用いたMADS-box遺伝子のスクリーニングを行った。その結果オオニバス13種、コウホネ14種、ハゴロモモ8種、ヒツジグサ11種のMADS-boxを持ったcDNAクローンを単離した。これらはMADS遺伝子族のAGグループ、AP3グループ、PIグループ、AGL2グループ、AGL6グループ、AGL14グループなどの相同遺伝子であった。また5′race法によってヒツジグサで1個、コウホネとハゴロモモで2個について遺伝子全長の配列を得ることができた。平成10年度は、9年度で得られなかった,AP1やAP3/PIなどAクラス・Bクラスの遺伝子のスクリーニングをジュンサイとハゴロモモについて行った。その結果両種についてAクラスのAP1グループ、BクラスのAP3グループ・PIグループの相同遺伝子の断片を得た。ハゴロモモのAP3・PI相同遺伝子については5′race法も行い遺伝子全長の塩基配列を得ることが出来た。またそれらについてはin-situハイブリダイゼーションによる遺伝子の発現解析も行った。その結果ハゴロモモのAP3・PI相同遺伝子はシロイヌナズナのAP3・PIに見られる花弁と雄蕊での発現だけでなく心皮でも弱い発現が観察された。今までの研究で、スイレン科植物について大部分の花形成遺伝子を単離する事ができ、またin-situハイブリダイゼーションによる遺伝子発現の解析の目処もたった。今後はその結果を踏まえて1-2年以内にスイレン科各種のA,B,C全クラスの花形成遺伝子の塩基配列の決定と遺伝子発現の解析を終える予定である。古草本類に属するスイレン科植物のコウホネ属コウホネNuphar japonicum、スイレン属ヒツジグサNymphaeatetragona、オニバス属オニバスEnryale ferox、ハゴロモモ属ハゴロモモCabomba carolinianaの発達過程の花芽からmRNAを抽出し、MADS-BOXの保存性の高い塩基配列を基に作ったディジェネレートプライマーを用いて3'race法を行い、MADS-BOXをもった花形成遺伝子のcDNAを合成、その遺伝子の3'側の塩基配列を決定した。そして判明した塩基配列をもとに新たなプライマーを設計し5'race法を行って、遺伝子の全塩基配列の決定を試みた。本年度は、スイレン科植物を代表する4種から、MADS-BOX遺伝子についておもに3'race法を用いたスクリーニングを中心に行った。その結果オニバスから67個、コウホネ46個、ハゴロモモ46個、ヒツジグサ87個のMADS-BOXを持ったcDNAクローンを単離し、既知のMADS-BOX遺伝子のアミノ酸配列をもとにアライメントしたところオニバス13個、コウホネ14個、ハゴロモモ8個、ヒツジグサ11個にまとまった。これらを既知のMADS-BOX遺伝子とともに近隣結合法により遺伝子系統樹を作成したところAGグループ、AP3グループ、PIグループ、AGL2グループ、AGL6グループ、AGL14グループなどに属する遺伝子の断片であることがわかった。つぎに5'race法をもちいて得られたcDNAの5'側の断片を得ることを試みた、その結果ヒツジグサで1個、コウホネとハゴロモモで2個について遺伝子全長の配列を得ることができた。また平行してLEAFY相同遺伝子、APETARA-2相同遺伝子の探索も行い4種すべてからLEAFY相同遺伝子の断片を、オニバスとヒツジグサからAPETARA-2の相同遺伝子を得ることができた。今後は3'race法でおもにAP1やAP3/PIなどAクラス・Bクラスの遺伝子のスクリーニングを続けるとともに5'race法による遺伝子全長の配列決定、およびin-situハイブリダイゼーションによる遺伝子の発現と機能解析を進めていく予定である。

その結果ハゴロモモのAP3・PI相同遺伝子はシロイヌナズナのAP3・PIに見られる花弁と雄蕊での発現だけでなく心皮でも弱い発現が観察された。今までの研究で、スイレン科植物について大部分の花形成遺伝子を単離する事ができ、またin-situハイブリダイゼーションによる遺伝子発現の解析の目処もたった。今後はその結果を踏まえて1-2年以内にスイレン科各種のA,B,C全クラスの花形成遺伝子の塩基配列の決定と遺伝子発現の解析を終える予定である。
就労期の小児がんとＡＹＡ世代のがん経験者に対する栄養と運動プログラムの評価

小児がんの治癒率は現在7割以上であるが、45歳までに1つ以上の慢性疾患を持つ小児がん経験者は95.5%と報告され、多くの小児がん経験者が晩期合併症を抱えながら就労している現状である。また、AYA世代のがん経験者では進学および就職の時期に治療が重なり、共に就労支援の必要性が高いと言える。ガイドラインでは適正体重、運動継続、バランスの良い食事を紹介しているが、晩期合併症と生活習慣病の発生機序は異なり、より晩期合併症のリスクを理解し、管理していけるように生活習慣の行動変容を促すプログラムの意義は高い。本研究の目的は、就労期にある小児がんとAYA世代のがん経験者が、晩期合併症に対応した運動と栄養に関する会場プログラムとウェブプログラムに参加することで、自ら晩期合併症の管理ができ、就労継続ができることである。本研究は、晩期合併症を9つ(肥満・高脂血症/糖尿病/高血圧・心疾患/二次がん/肺疾患/認知機能障害/腎疾患/慢性疲労/骨粗鬆症・大腿骨骨頭壊死)に層別化し、それぞれの晩期合併症に効果のある運動メニューと栄養メニューをモジュール化することで、プログラムを構築する。5分程度の運動メニューの組み合わせと、心血管系・がんに効果がみられる魚(鮮魚と缶詰)を用いた料理を、会場プログラムとウェブプログラムにて実施する。これを介入群と対照群に分けて無作為化比較試験を行い、効果の継続性を検討する。本年度は、運動と栄養に関する3回シリーズの会場プログラム(講義・運動・栄養の3部構成で2時間)の内容を評価し、さらに単発の会場プログラムを実施し、評価項目の選定を行った。並行して、ウェブプログラムをウェブ業者と開発し、通常版(データ入力用)と介入版(晩期合併症に対応した運動・栄養のプログラム)を現在作成中であり、スポーツインストラクターと管理栄養士に各メニュー作成を依頼している。本年度は、(1)小児がん経験者とAYA世代のがん経験者を対象とした運動と栄養に関する会場プログラム(3回シリーズ)の内容を評価した。会場プログラムは、講義・運動・栄養の3部構成(2時間)を8週間で3回実施予定であり、内容としては1つ1つのセッションの満足度は高いが、効果の継続性を評価するには評価項目を増やす必要があった。そのため、12月に単発の会場プログラムを実施し、評価項目の選定を行った。(2)会場プログラムの効果を継続するためのウェブプログラムを、9月よりウェブ業者と開発しており、通常版(データ入力用)と介入版(晩期合併症に特化した運動メニューと栄養メニューを表示)を作成中である。ウェブプログラムのフォローアップ期間は8週間とし、毎週1回のデータ入力と晩期合併症に応じた運動メニューと栄養メニューを選択できる設定とした。晩期合併症(肥満・高脂血症/糖尿病/高血圧・心疾患/二次がん/肺疾患/認知機能障害/腎疾患/慢性疲労/骨粗鬆症・大腿骨骨頭壊死)を層別化した9つの中から選択すると、モジュール化された運動メニュー9種類(カロリー消費/脂肪燃焼/体幹トレーニング/自重筋トレ/呼吸法など)と栄養メニュー9種類(糖質コントロール/脂質コントロール/減塩/免疫力アップ/薬膳など)がフォローアップ期間中(8週間)に提供される。現在、スポーツインストラクターと管理栄養士にウェブプログラム用のメニュー作成を依頼し、順調に作成が進んでいる。2019年度は、前年度に引き続き、ウェブプログラムをウェブ業者と作成し、通常版ではデータ入力内容の選定、介入版では晩期合併症に対応した運動メニューと栄養メニューの集約を行っている。現在、スポーツインストラクター2名に運動メニューの動画撮影、管理栄養士4名に栄養メニューの写真撮影を依頼している。今秋にウェブプログラムの動作確認とデモ版のテストを行い、修正を経て、ウェブプログラムを完成させる予定である。ウェブプログラムの内容を小児科医、理学療法士、管理栄養士にスーパーバイズを受け、エビデンスの高い内容となるために修正を加える。さらに、Prochaska J.O.の行動変容ステージモデルを活用し、より行動変容に効果のあるプログラム構築を目指す。また、小児がんとAYA世代のがん経験者を対象にした食事と運動に関する文献レビューを行う。2020年度に、3回シリーズの会場プログラム(8週間)とウェブプログラム(8週間)を実施し、介入群と対照群に分けて無作為化比較試験を行い、効果の継続性を検討する。評価時期は1プログラム前(0週目)、23回の会場プログラム終了後(8週目)、3Webプログラム終了8週目(24週目)の計3回とし、半年間の研究期間とする。対照群には、研究終了後に介入版のウェブプログラムを提供する。

本研究は、晩期合併症を9つ(肥満・高脂血症/糖尿病/高血圧・心疾患/二次がん/肺疾患/認知機能障害/腎疾患/慢性疲労/骨粗鬆症・大腿骨骨頭壊死)に層別化し、それぞれの晩期合併症に効果のある運動メニューと栄養メニューをモジュール化することで、プログラムを構築する。5分程度の運動メニューの組み合わせと、心血管系・がんに効果がみられる魚(鮮魚と缶詰)を用いた料理を、会場プログラムとウェブプログラムにて実施する。これを介入群と対照群に分けて無作為化比較試験を行い、効果の継続性を検討する。本年度は、運動と栄養に関する3回シリーズの会場プログラム(講義・運動・栄養の3部構成で2時間)の内容を評価し、さらに単発の会場プログラムを実施し、評価項目の選定を行った。並行して、ウェブプログラムをウェブ業者と開発し、通常版(データ入力用)と介入版(晩期合併症に対応した運動・栄養のプログラム)を現在作成中であり、スポーツインストラクターと管理栄養士に各メニュー作成を依頼している。本年度は、(1)小児がん経験者とAYA世代のがん経験者を対象とした運動と栄養に関する会場プログラム(3回シリーズ)の内容を評価した。会場プログラムは、講義・運動・栄養の3部構成(2時間)を8週間で3回実施予定であり、内容としては1つ1つのセッションの満足度は高いが、効果の継続性を評価するには評価項目を増やす必要があった。そのため、12月に単発の会場プログラムを実施し、評価項目の選定を行った。(2)会場プログラムの効果を継続するためのウェブプログラムを、9月よりウェブ業者と開発しており、通常版(データ入力用)と介入版(晩期合併症に特化した運動メニューと栄養メニューを表示)を作成中である。ウェブプログラムのフォローアップ期間は8週間とし、毎週1回のデータ入力と晩期合併症に応じた運動メニューと栄養メニューを選択できる設定とした。晩期合併症(肥満・高脂血症/糖尿病/高血圧・心疾患/二次がん/肺疾患/認知機能障害/腎疾患/慢性疲労/骨粗鬆症・大腿骨骨頭壊死)を層別化した9つの中から選択すると、モジュール化された運動メニュー9種類(カロリー消費/脂肪燃焼/体幹トレーニング/自重筋トレ/呼吸法など)と栄養メニュー9種類(糖質コントロール/脂質コントロール/減塩/免疫力アップ/薬膳など)がフォローアップ期間中(8週間)に提供される。現在、スポーツインストラクターと管理栄養士にウェブプログラム用のメニュー作成を依頼し、順調に作成が進んでいる。2019年度は、前年度に引き続き、ウェブプログラムをウェブ業者と作成し、通常版ではデータ入力内容の選定、介入版では晩期合併症に対応した運動メニューと栄養メニューの集約を行っている。現在、スポーツインストラクター2名に運動メニューの動画撮影、管理栄養士4名に栄養メニューの写真撮影を依頼している。今秋にウェブプログラムの動作確認とデモ版のテストを行い、修正を経て、ウェブプログラムを完成させる予定である。ウェブプログラムの内容を小児科医、理学療法士、管理栄養士にスーパーバイズを受け、エビデンスの高い内容となるために修正を加える。さらに、Prochaska J.O.の行動変容ステージモデルを活用し、より行動変容に効果のあるプログラム構築を目指す。また、小児がんとAYA世代のがん経験者を対象にした食事と運動に関する文献レビューを行う。
口腔外科手術後の三叉神経知覚傷害に対する半導体レーザーによる早期治療に関する研究

口腔外科手術後にみられる三叉神経の知覚傷害の症状(知覚脱出、錯感覚)および回復にかかる期間が、術直後からの半導体レーザーの星状神経節部の照射により影響を受けるかを検討した。また、サーモグラフィー装置により皮膚温を測定し、知覚傷害の状態の客観的評価となりうるかを検討した。対象は、下顎骨の外科的矯正術を受ける患者とした。患者に、研究の目的等を説明し、同意を得た上で行った。治療群・非治療群にわけ、治療群では、星状神経節部に半導体レーザーの照射を術後1日目から1日おきに10分間、術後約2週間まで行なった。治療群、非治療群ともに術前、術後13日目、術後2週間目、4週間目、6週間目、8週間目に知覚試験を行い、また、同時にサーモグラフィーにて顔面の温度を測定した。知覚試験としては、ナイロンフィラメントを用い、下口唇およびおとがい部皮膚の触覚、錯感覚の閾値を調べた。治療群、非治療群とも5例であったが、各群1例ずつ知覚脱出がなかった。また、治療群で1例のみ錯感覚が認められなかった。術後約8週間の時点で、知覚脱出のある部位が残っていた症例は、両群とも1例であったが、いずれも軽度であった。また、錯感覚が8週間目まであった症例は、非治療群3例、治療群2例であった。知覚脱出、錯感覚ともに全くなくなった時点で治癒としたが、治療群・非治療群で知覚傷害の回復にかかる期間は明らかな差が認められなかった。また、サーモグラフィー上の所見としては、星状神経節部に半導体レーザーの照射後、顔面の皮膚温が上昇する傾向が見られた。健康成人被験者で、レーザーを照射せず、同部の圧迫だけを行っても、同様の所見がみられた。皮膚温の上昇は、頚部の圧迫による影響が大きいと考えられる。皮膚温と知覚脱出、錯感覚の部位との関連は、明らかでなく、皮膚温は術直後の知覚傷害の客観的評価にはなり得ないと考えられた。
骨粗鬆症治療薬を用いた新しい歯科治療

骨形成促進薬であるPTHを骨粗鬆症モデルラット(OVXラット)に使用し、骨再生、骨増生およびインプラント周囲骨への効果を検証した。卵巣を摘出したOVXラットを用いて、ラット頭頂骨に作成した骨欠損に対する骨再生および骨増生の検証を行った。その結果、OVXラットにおいて,骨再生および骨外側方向への骨増生が健常ラットと比較して抑制されることが示された。また、OVXラットに対してPTHの投与を行うことにより、骨増生が健常ラットと比較し、有意に促進することが実証された。インプラント周囲骨は、PTHの投与によりOVXラットにおいてもオッセオインテグレーションの確立を示唆した。本研究では、骨粗鬆症治療薬として近年普及しつつある骨形成促進薬であるPTHを骨粗鬆症モデルラット(OVXラット)に使用し、骨再生、骨増生への効果を検証すること。さらに、OVXラットにインプラントを埋入したのち、周囲骨への効果および早期にオッセオインテグレーションを確立するために有効かどうかを検証することであった。そこで初年度は、実験モデルとして、卵巣を摘出したOVXラットを用いて、顎骨と発生由来が同様のラット頭頂骨を利用することにより、ラット頭頂骨に作成した骨欠損に対する骨再生の検証、頭頂骨に作成した溝に嵌合させたキャップ内に作った空間に対する骨増生の検証を行った。その結果、OVXラット骨増生モデルにおいて,骨外側方向への骨増生が健常ラットと比較して抑制されることが示され,骨粗鬆症が骨増生を抑制することが実証された。さらに、OVXラット骨増生モデルに対して、PTHの間歇投与を行うことにより、骨増生が健常ラットと比較し、有意に骨増生を促進することが実証された。また、それぞれを組織学的に検証すると、OVXモデルラットは健常ラットと比較し、骨再生が抑制され、骨芽細胞、破骨細胞、コラーゲン合成が抑制され、骨のリモデリングが抑制されることが実証された。さらに、OVXモデルラットにPTHを投与することで、骨再生の促進、骨芽細胞、コラーゲン合成が促進されることが組織学的に認められた。しかし、破骨細胞への影響はほとんど認められなかった。『研究実施計画』に記載されている内容通りに、研究デザインおよびサンプル回収からデータ解析まで十分に進行している。また、その研究実績を国外の学術会議で随時学会発表し、他の研究者と討論および評価を受けているためおおむね順調に進展していると考えられる。今年度では、初年度においてOVXラット骨増生モデルにおいて、骨外側方向への骨増生が健常ラットと比較して抑制されることが示され、骨増生を抑制することが実証され、PTHの間歇投与を行うことにより、骨増生が健常ラットと比較し有意に骨増生を促進することが示されたことから、OVXラットでの骨増生がなぜ抑制されるのかをin vitroにおいて検証することとした。そこで、骨粗鬆症モデルにおいてエストロゲン欠乏に着目し、エストロゲン欠乏が骨芽細胞分化とコラーゲンIの生成への影響について検証した。細胞にMC3T3-E1を用い、エストロゲン受容体拮抗薬であるフルベストラントを処理したところ、処理した細胞では高いアルカリホスファターゼ活性をしめしたままであった。しかし、Alizarin Red染色では完全に抑制を示しており、コラーゲンIの細胞外染色はフルベストラント治療の後に減少を示した。これらの結果より、エストロゲンの欠乏が骨増生において、骨芽細胞およびコラーゲンI生成を抑制することを証明した。現在、骨粗鬆症インプラントモデルを予備実験を繰り返し、モデルの確立を図っているところである。今後は、ラット頭頂骨での骨再生、骨増生への影響をどのような機序で発生するか、in vitroにて検証を進める。さらに、OVXラット第二臼歯抜去後、ラット用インプラントを埋入し、その周囲骨及びインプラント体のオッセオインテグレーションの検証を行う。また、PTHを投与することで、インプラント体へのオッセオインテグレーションが増加するかどうかを検証する。検証方法は、形態学的、組織学的および免疫学的に検証を行う。結果は、OVXラットにおいてPTHの投与は全身の骨質改善および骨量増加を促進しつつ、骨再生を三次元的に獲得でき、さらにインプラント周囲骨を改善しつつ十分なオッセオインテグレーションを獲得することが予想される。

歯周病学、インプラント学ラットの頭蓋骨の病理組織標本作製を外部委託したため、端数が生じた。次年度への繰越金は平成29年度の助成金と合わせて使用する予定である。使用計画としては、実験用動物ラット、OVXモデルラットを物品費として購入する。随時、日本歯周病学会や日本口腔インプラント学会等を初めとした国内の学会にて発表する予定のため、その費用を旅費として当てる方針である。また、インプラントモデルに対する形態学的、組織学的および免疫学的な検証に用いる病理組織標本作製には外部委託をする予定である。
高圧下におけるアイオノマ-溶液の粘性

高分子電解質の極性溶媒溶液の粘度測定において、ポリエレクトロライト効果は一般的に観察される現象である。すなわち、粘度が濃度の低下と共に徐々に減少するが、希薄溶液になると一転して急激に増加に転ずる現象である。これは濃度低下に伴う溶液中での高分子イオンの形状の変化、つまり、丸まった形から比較的伸びた形への変化によって説明されている。アイオノマ-を含む高分子電解質溶液の粘性挙動がこの様な高分子鎖の形状との関係で議論されるとすれば、高圧下における粘性挙動には興味がある。本研究では、粘度測定を300MPaまでの高圧下で行うことにより、高分子鎖の溶液中における形状に関する圧力依存性を求め、高分子鎖上の電荷の反発力を視野に入れつつアイオノマ-の構造に迫ることを目的とする。粘度測定の結果、デ-タに若干のばらつきがあるので断定的なことは言えないが、以下の点は確認出来た。(1)アイオノマ-(ナフイオン)のエタノ-ル溶液で、圧力下でもポリエレクトロライト効果が認められた。これは圧力下でも高分子鎖の形状の変化が起こっていることを示す。(2)しかし、このポリエレクトロライト効果は圧力の増加に伴って抑制される傾向が認められた。これは、溶液が希薄になるにしたがって著しくなる高分子鎖の広がりが、加圧のために抑制されたためと考えられる。また、溶媒の誘電率は加圧によって増加することが知られているが、この事実はやはりポリエレクトロライト効果を抑制する要因の一つであろう。市販ナフィオン溶液をそのまま粘性測定用試料とすめため,はじめにその溶媒の組成を知る目的で分析を行った。その結果,溶媒はnープロパノ-ル,イソプロパノ-ルおよび水の三成分系混合溶媒であることが判明した。混合溶媒では後の粘性測定デ-タの解釈が複雑となるので,別途ナフィオンフィルムを各種有機溶媒へ直接溶解するこを試みた。しかし,適当な溶媒を見つけることは出来なかった。このため,オ-トクレ-ブを用いて特別に調製されたナフィオン粉末を用いて各種濃度の溶液を調製した。この際,溶媒としては,ナフィオンのポリエレクトロライト効果に対する溶媒効果を検討したデ-タを参考にして,その効果の著しいエタノ-ルを用いることとした。調製済の各濃度の試料について,最初に25°C,常圧下での粘性をウベロ-デ粘度計を用いて測定した。その結果,典型的なポリエレクトロライト効果の存在が確認された。ついで,測定温度はいずれも25°Cとし,圧力を25MPaおきに,最高375MPaまでの各圧力下で粘性測定を行った。測定は既設の高圧粘性測定装置を用いて行い,測定デ-タの集積および計算処理は本補助金で購入したパソコンで行った。得られたデ-タにはややバラツキが見られるので,もう少し実験を繰り返す必要がある。従って若干の問題はあるが,一応現在までに得られたデ-タのうち100MPaまでのデ-タを整理した結果は次の通りである。即ち常圧下で認められたポリエレクトロライト効果は,圧力下でも認められるが,圧力が増加するに従ってその効果が弱められる傾向を示すことが見い出された。なお,このような傾向は常圧下におけるナイフィオン溶液のポリエレクトロライト効果に及ぼす塩(たとえばNaCl)添加効果に関する実験結果に類似している。前年度行ったナフィオンエタノ-ル溶液の高圧下粘度測定実験において、その結果の一部、特に100MPa以上の高圧下での測定デ-タ若干のばらつきが認められた。このため、本年度は、まず最初にその原因を究明するために、測定装置ならびに測定系の各部での再定検を行った。その結果、ガラス製試料室を形成するピストン部分に少々問題があり、特に、高圧下では、一部圧媒がリ-クする可能性が認められた。

このため、ガラス製試料室を新たに作り直すとともに、直結するピストンとして今まで市販注射器の一部を利用してきている部分について、精密注射器のものを利用するように変更し、しかもこの部分を出来るだけ頻繁に交換するようにして以後の実験を行った。その結果この部分に関する測定実験上の問題点は解決され、300MPaまでの粘度測定が可能になった。前年度と同様の方法で、改めて試料溶液の調製を行った。25°C常度下でウベロ-デ粘度計を用いて行ったこの溶液の実験結果は、前年度の測定結果とよい一致を示した。すなわち、低濃度測で著しく粘度が高くなる典型的なポリエレクトロライト効果が確認された。また、測定温度を25°Cとし、各濃度の溶液について、25MPaおきに、最高300MPaまでの圧力下で粘度測定を行った。得られたデ-タから還元粘度を計算し、これらを濃度に対してプロットした図は、本科研費研究成果報告書に掲載した。この図から、(1)圧力下でもポリエレクトロライト効果は認められる。(2)ポリエレクトロライト効果は圧力増加と共に抑制される傾向が認められる、ことが明らかになった。現在、溶媒の誘電率の圧力依存性や類似の効果が報告されている粘度に及ぼす塩添加効果などを参考にしながら考察を深めている。
高次ラゲールガウスモードのGouy位相の可視化と光計測への応用

本年度はグイ位相による強度分布の回転と、動径モードを用いた回転角の増幅を実験的に検証した。光源として波長633nmのHeNeレーザ光を用いて、動径モードp=0の光渦は光渦リターダと呼ばれる素子を用いて生成を行なった。動径モードpの生成については、当初は特注の光渦リターダを用いて動径モードを生成する予定であったが、より高精度に動径モードを生成するために空間位相変調器(SLM)を用いた。SLMの位相ホログラムは光波の振幅と位相の両方を制御できるように工夫を行なった上で最適化を行ない、非常に精度良く動径モードを生成することができた。結果としてグイ位相による強度分布の回転角と動径モードによる増幅を実験的に観測することに成功し、理論曲線とも良く一致する結果となった。これらの結果は国内学会で発表済みである。特に動径モードを用いた回転角の増幅については次年度以降のグイ位相によるドップラーシフトの観測へと繋がる非常に重要な結果である。このグイ位相によるドップラーシフトは通常の線形ドップラーシフトとは符号が逆であるため、吸収分光などにおけるドップラー広がりを打ち消す効果が期待できる。ただし、線形ドップラーシフトを打ち消すためには非常に大きなグイ位相の変化が必要となるため、高次の動径モードの生成と高いNAを持ったレンズによる集光が必要となる。しかし、ラゲールガウスモードは元々、ビームがほぼ平行に進行する近軸近似に対して成立する伝搬解であるため、高いNAのレンズで絞った場合にグイ位相の効果が大きなドップラーシフトとして観測可能であるかどうかは不明であった。そこで本年度はFDTDによる動径モードの伝搬シミュレーションも行なった。当初の予定通り、動径モードによる回転角の増幅まで観測ができたため、おおむね順調に推移している。ただし、シミューレーション結果から、線形ドップラーシフトをグイ位相のドップラーシフトで打ち消すことは難しいことがわかったため、次年度以降の計画の修正が必要である。以下は進捗状況の詳細である。最初に、動径モードp=0の光渦(方位角モードl=2)と通常の基本ガウシアンモードの重ね合わせを生成し、グイ位相により強度分布が回転する様子を実験的に観測した。まず633nmのHeNeレーザと光渦リターダを用いてシングルパスで安定に重ね合わせ状態を生成する実験系を考案した。生成した光ビームをレンズで集光し、CCDカメラを伝搬方向に移動させながら観測した強度分布を解析することで回転角を計算した。結果として、理論通り逆正接関数(arctan)に従う強度分布の回転を確認し、グイ位相を直接的に観測することに成功した。次にSLMを用いて動径モードpを持つ光渦を生成した。HeNeレーザ光を光渦生成の位相ホログラムを表示したSLMに入射し、レンズとピンホールで構成された空間フィルタを適用することで所望のモードのみを抽出した。p=15の動径モードの生成を行なうために、動径モードの位相分布だけではなく振幅分布も加味した位相ホログラムを作成して最適化を行なった上で、基本ガウシアンとの重ね合わせ状態を生成し、強度分布の回転を観測した。結果としてpに比例してグイ位相による回転角が増大することが実験的に確認された。最後にmeepというフリーウェアを用いて、FDTDによる動径モードの伝搬シミュレーションを行なった。残念ながら線形ドップラーシフトを打ち消すほど大きなグイ位相によるドップラーシフトを発生することは困難であり、ドップラーシフトの低減に留まることがわかった。これまでに動径モードp=5までの光渦の生成および強度分布の回転を実験的に観測することができたため、この結果を英語論文として投稿する準備を現在進めている。次に、より高次の動径モードの生成を精密に行なうことを目指す。現状では動径モードp=10程度までの生成は確認できているが、その生成精度は高くはない。さらに高次モードを生成するために必要となるSLMの位相分布の最適化を行なっていく。具体的には入射ビームのビーム径とSLMによって生成する動径モードのビーム径を変化させながら、CCDを用いて強度分布を観測し、理論的な強度分布と比較することで最適なビーム径を決定する。更に、生成した高次動径モードを用いて、吸収分光におけるドップラー広がりの低減が可能であることを示していきたい。線形ドップラーシフトを完全に打ち消すことは不可能であっても、低減することは可能である。実際の実験では、ガラスセルに封入されたガス(ガス種については現在選定中)にレーザ光を照射して、焦点位置での光吸収に伴う蛍光のみを側面からレンズを通して観察する。この時、通常のガウシアンビームではドップラー広がりにより広がった吸収特性が確認される。しかし、高い次数の動径モードを入射した場合、グイ位相によるドップラーシフトの効果により、ドップラー広がりが減少することが期待される。グイ位相によるドップラーシフト自体、これまで観測された例はないため十分に大きな成果として期待できる。また、シミュレーションの結果として、複数の動径モードを重ね合わせ、焦点付近において「superoscillation」と呼ばれる位相の急峻な変化を誘起することでグイ位相によるドップラーシフトを増大することが可能であることもわかっているため、実験的な観測可能性を検証しながら導入するかどうかを決定していきたい。

光源として波長633nmのHeNeレーザ光を用いて、動径モードp=0の光渦は光渦リターダと呼ばれる素子を用いて生成を行なった。動径モードpの生成については、当初は特注の光渦リターダを用いて動径モードを生成する予定であったが、より高精度に動径モードを生成するために空間位相変調器(SLM)を用いた。SLMの位相ホログラムは光波の振幅と位相の両方を制御できるように工夫を行なった上で最適化を行ない、非常に精度良く動径モードを生成することができた。結果としてグイ位相による強度分布の回転角と動径モードによる増幅を実験的に観測することに成功し、理論曲線とも良く一致する結果となった。これらの結果は国内学会で発表済みである。特に動径モードを用いた回転角の増幅については次年度以降のグイ位相によるドップラーシフトの観測へと繋がる非常に重要な結果である。このグイ位相によるドップラーシフトは通常の線形ドップラーシフトとは符号が逆であるため、吸収分光などにおけるドップラー広がりを打ち消す効果が期待できる。ただし、線形ドップラーシフトを打ち消すためには非常に大きなグイ位相の変化が必要となるため、高次の動径モードの生成と高いNAを持ったレンズによる集光が必要となる。しかし、ラゲールガウスモードは元々、ビームがほぼ平行に進行する近軸近似に対して成立する伝搬解であるため、高いNAのレンズで絞った場合にグイ位相の効果が大きなドップラーシフトとして観測可能であるかどうかは不明であった。そこで本年度はFDTDによる動径モードの伝搬シミュレーションも行なった。当初の予定通り、動径モードによる回転角の増幅まで観測ができたため、おおむね順調に推移している。ただし、シミューレーション結果から、線形ドップラーシフトをグイ位相のドップラーシフトで打ち消すことは難しいことがわかったため、次年度以降の計画の修正が必要である。以下は進捗状況の詳細である。最初に、動径モードp=0の光渦(方位角モードl=2)と通常の基本ガウシアンモードの重ね合わせを生成し、グイ位相により強度分布が回転する様子を実験的に観測した。まず633nmのHeNeレーザと光渦リターダを用いてシングルパスで安定に重ね合わせ状態を生成する実験系を考案した。生成した光ビームをレンズで集光し、CCDカメラを伝搬方向に移動させながら観測した強度分布を解析することで回転角を計算した。結果として、理論通り逆正接関数(arctan)に従う強度分布の回転を確認し、グイ位相を直接的に観測することに成功した。次にSLMを用いて動径モードpを持つ光渦を生成した。HeNeレーザ光を光渦生成の位相ホログラムを表示したSLMに入射し、レンズとピンホールで構成された空間フィルタを適用することで所望のモードのみを抽出した。p=15の動径モードの生成を行なうために、動径モードの位相分布だけではなく振幅分布も加味した位相ホログラムを作成して最適化を行なった上で、基本ガウシアンとの重ね合わせ状態を生成し、強度分布の回転を観測した。結果としてpに比例してグイ位相による回転角が増大することが実験的に確認された。最後にmeepというフリーウェアを用いて、FDTDによる動径モードの伝搬シミュレーションを行なった。
メチシリン耐性ブドウ球菌が分離される歯性感染症の臨床的・細菌学的検討

227症例の歯性感染症より膿・滲出液および鼻前庭・扁桃粘膜のスメアーを採取し、4症例からブドウ球菌を分離した。同定の結果、黄色ブドウ球菌(SA)2株と白色ブドウ球菌(CoNS)2株であった。メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)は0株、メチシリン耐性白色ブドウ球菌(MRCoNS)は1株検出した。MRCoNSが感受性を示した抗菌薬は、アルベカシン、アミカシン、エリスロマイシン、ミノサイクリン、オフロキサシン、ロメフロキサシン、イミペナム、バンコマイシン、リファンピシンであった。過去のMRSAと比較すると、多剤耐性傾向は弱かった。beta-lactamese産性は認めなっかた。皮下膿瘍形成を認め、セフェム系抗菌薬の経口投与を受けていた。基礎疾患として糖尿病があったが、コントロールされていた。画像所見では、根尖病巣を認めた。処置法は、切開排膿・ドレナージを行い、膿瘍部を洗浄し治癒を得た。結果の一部を学会発表した。演題名、学会名および発表者を以下に示した。192症例の歯性感染症より膿・滲出液および鼻前庭・扁桃粘膜のスメアーを採取し、3症例からブドウ球菌を分離した。同定の結果、黄色ブドウ球菌(SA)2株と白色ブドウ球菌(CoNS)1株であった。メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)は1株、メチシリン耐性白色ブドウ球菌(MRCoNS)は0株検出した。MRSAが感受性を示した抗菌薬は、アルベカシン、バンコマイシン、リファンピシンであった。過去のMRSAと比較すると、多剤耐性傾向は強かった。beta-lactamese産性は認めなかった。
大型スーパーコンピュータを用いた大規模殻模型計算による中重核構造の研究

中重核の性質とその起源を解明するために、スーパーコンピュータを用いた大規模殻模型計算による研究を行った。安定核から不安定核まで幅広い領域の核種を統一的に扱うためには広い模型空間を用いる必要があり、ハミルトニアン行列の厳密対角化による殻模型計算を行うのは計算資源の面から困難であるが、モンテカルロ殻模型法を用いることで広い模型空間での大規模殻模型計算を可能にした。モンテカルロ殻模型法ではスレーター行列式で表される基底の線形結合として各状態の波動関数を表すため、個々の基底の変形度を用いることによって各状態の原子核形状の解析を行うことも可能となる。本年度はニッケル同位体および銅同位体に重点を置いて計算を行い、励起状態のエネルギーなどの物理量について実験をよく再現する結果が得られた。原子核形状の解析により、陽子数が魔法数28、中性子数が42であるニッケル70においてもニッケル68と同様に球形、オブレート変形、プロレート変形の3つの形状の変形共存が生じていることを理論的に予言した。ニッケル70,72,74,76の8+アイソマー状態の有無や、中性子過剰な銅の奇核の基底状態のスピンの変化と磁気双極子モーメントについて実験をよく再現する結果が得られた。計算結果に基づいて様々な実験グループとも積極的に共同研究を行っており、本年度にはニッケル68について実験グループと共著の論文が出版され、ニッケル70について実験グループと共著の論文が受理された。26年度が最終年度であるため、記入しない。モンテカルロ殻模型法ではスレーター行列式で表される基底の線形結合として各状態の波動関数を表すので、個々の基底の変形度を用いることで各状態の原子核形状の解析を行うことも可能である。本年度はニッケル同位体に重点を置いて計算を行い、ニッケル同位体の励起状態のエネルギーについて実験をよく再現する結果が得られた。原子核形状の解析により、陽子数が魔法数28、中性子数が準魔法数40であるニッケル68で球形、オブレート変形、プロレート変形の3つの形状の変形共存が生じていることや、ニッケル同位体での中性子数の変化に伴う形状の変化について理論的に予言した。また、陽子数や中性子数の変化によって原子核の殻構造が変化する従来の殻進化(type I)とは異なる、核子の配位の変化によって殻構造が変化するtype II shell evolutionの概念を用いて、ニッケル68で変形共存が生じる理由を説明した。本年度にはこれらのニッケル同位体に関する研究成果の論文が出版され、ニッケル68についての実験グループと共著の論文が出版された。ニッケル同位体の研究成果について実験グループと共著の論文が出版されるなど、実験分野への貢献もなされ、type II shell evolutionという新しい概念に基づく原子核構造の理解など、理論面での新たな進展もあったため。前年度に引き続き、pfg9d5模型空間におけるモンテカルロ殻模型計算と解析を行い、実験に先行した理論的予言および実験が困難な核種の性質の予言を行う。また、pfg9d5模型空間での計算で得られた知見に基づいて、模型空間を拡張しての計算や、異なる模型空間と有効相互作用を用いた他の領域の核種の計算を目指す。