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英語の音節構造に関する総合的研究

本研究では、英語の4つの硬口蓋歯茎阻害音(chip, jet, shipの語頭子音、measureの語中子音)が音節構造上/tj, dj, sj, zj/として振る舞うと仮定してその性質を説明した。これによって強勢音節は初頭子音、核、末尾子音ともに3つのスロットを持つとすることができ、Minskのような外来語の音素配列も説明できるようになった。また、英語の無強勢音節の末尾子音が音節外の要素であると考えられるものを除けば原則として1つであるにもかかわらず、damaskなどの例外がある理由についても考えた。例外はすべて2音節名詞であり、語末音節の無強勢化により生まれる型であると結論づけた。本研究は、従来あまり研究されてこなかった英語の無強勢音節の構造を明らかにし、強勢音節の構造、音節量、ソノリティー等についての研究と総合して、英語における総合的な音節構造のモデルを提示することを目的とする。今年度主に次の2点に取り組んだ。(1)無強勢音節の核の種類:一般米語(General American)の語末無強勢開音節には、quotaに現れるシュワーのほかに[i](city)、[ou](follow)、[ju](value)が現れるが、この3つはともに音節核がシュワーと同じく空のスロットで、[i, ou]は音節末尾にそれぞれ/i, u/が入った構造を持ち、[ju]は音節初頭に/i/、音節末尾に/u/が入った構造を持つと結論づけた。強弱弱格の語末では[i]は現れるが[ou, ju]は現れない。この現象は同じ位置に舌頂性子音は現れるが非舌頂性子音は現れないのと並行的で、/i, u/がそれぞれ舌頂性および非舌頂性を持つためであると考えられる。(2)音節モデルと記述のレベル:音節モデルを考える際、複数の言語事実が相反するモデルを要求する場合がある。例えば一般米語においてnear, tour, square, north, startの母音は第2要素に[r]を持つ2重母音として他の2重母音や長母音と同じく2モーラの長さを持つと感じられるが、後二者がfork, carpのように非舌頂性子音の後続を許すのに対して、前三者はこれを許さない。従って、音素配列のレベルにおいては、前三者は2モーラ母音プラス/r/の3モーラ、後二者は1モーラ母音プラス/r/の2モーラと扱わなければならない。同様のずれは、クラスター分析において後部要素にシュワーを持つと分析されるtrap, thought, lotの各母音にも生じる。本研究は、英語における強勢音節および無強勢音節の構造、分節素、母音間の子音連続、音節境界、音節量、ソノリティー、音節外子音要素等についての知見を組み入れた総合的な音節構造のモデルを提示することを目的とする。今年度の研究の概要は以下の通りである。1.後部歯茎阻害音の扱いと音素配列:英語には4つの後部歯茎阻害音(chip, jet, shipの各初頭子音, measureの母音間の子音。本報告書ではそれぞれ[[ch, j, sh, zh]]と表す。)があるが、これらは英語の子音体系や音素配列を考える上で興味深いいくつかの問題を提起する。例えば前二者の調音法は破擦音であるが、英語には破擦音はこの2つしかなく調音位置の対立を示さない。また、[[sh]]はfreshのように語末に現れる場合は、直前の母音が原則として短母音であるという制約がある。さらに、[[zh]]は外来語を除いて語頭や語末には生じない。後部歯茎阻害音は口蓋化された/t, d,s, z/であり、音節構造上/tj, dj, sj, zj/という子音連続として振る舞うと仮定するとこれらの音の性質が説明できることを示した。2.上記の扱いに伴い、英語の強勢音節は初頭子音(onset)、核(nucleus)、末尾子音(coda)ともに3つのスロットを持つ[O1 O2 O3][N1 N2 N3][C1 C2 C3]という構造を有するとした。先行研究では隣接するO3とN1、N3とC1はそれぞれ1つのスロットとされているが、これを分離することによって音節初頭子音と音節末尾子音を並行的に取り扱うことができるようになり、母音を含む接尾辞を付加しても音節数が増えないwonderのような2音節語(wonder →wondrous; Cf. thunder →thunderous)はC2 C3に/dr/を持つとする説明が可能になった。また、従来の音節のテンプレートには適合しない英国容認発音でのask、外来語であるMinskのような語の音素配列も説明が可能になった。本研究は、英語における強勢音節無強勢音節の構造、分節素、母音間の子音連続、音節境界、音節量、ソノリティー、音節外子音要素等についての知見を組み入れた総合的な音節構造のモデルを提示することを目的とする。今年度は主に子音の重さについて考えた。1.子音の重さについて:子音にはそれぞれ固有の重さがあり、英語では音配列や強勢付与に関する事実から、調音位置に関しては「舌頂音<非舌頂音」、調音方法に関しては「共鳴音<阻害音」の関係があることが分かっている。この2つの関係からは(a)「舌頂共鳴音<舌頂阻害音<非舌頂共鳴音<非舌頂阻害音」と

(b)「舌頂共鳴音<非舌頂共鳴音<舌頂阻害音<非舌頂阻害音」のどちらの階層が適切であるか決められない。2.子音連続の適格性:通常、子音連続の適格性は音節構造を基に議論されるが、少なくとも英語には音節構造とは独立した子音連続の適格性が存在するようである。上述の(b)の階層を採用すると、/s/で始まらない2子音連続は重さが減少するものが適格であると一般化することができる。3.重さとソノリティー:(b)の階層が適切であるとすると、重さとソノリティーが一本化できる可能性が浮上する。なぜならば、この階層は調音位置より調音方法を優先したものであるので、主として調音方法に基づく階層であるソノリティーに調音位置を組み入れることが考えられるからである。「研究実績の概要」の2で述べた音節構造を超えた子音連続の適格性の発見は当初の計画にはなかったものであり、これによって従来別々のものと考えられていた重さとソノリティーの一本化の可能性が見えてきた。この成果は音節の上位構造である音韻的語(phonological word)の構造の解明につながることが期待される。また、音節構造と形態構造の関わりについて、英語の形容詞の比較級における-er形とmore形の選択の問題を考察し、この選択にフット構造に関する音韻的条件が関わっていることを明らかにした。また、それに付随して、母音で始まり強勢を持たない接尾辞を見た場合、名詞化接尾辞は-age, -er, -ist, -or, -yなど基体の強勢に中立的なものが多いのに対して形容詞化接尾辞は-al, -ant,-ar, -ic, -ive, -ousなど強勢の移動を許すものが多く、その結果、名詞では第2音節が重いにもかかわらず語頭に主強勢を持つ3音節語が生じるが(columnist, monarchist, monarchy, parentage)、形容詞では重い第2音節に主強勢が置かれる(columnar, monarchal, monarchic, parental)ことを指摘した。この成果は「英語の形容詞の比較級の語形とフット構造について」(『音韻研究の新展開ー窪薗晴夫教授還暦記念論文集』、田中真一他編(2017)、開拓社)において発表した。さらに、英語における子音の重さとソノリティーの関係について予備的な考察を行い、「英語における子音の重さについて」(『現代音韻論の動向ー日本音韻論学会20周年記念論文集』、日本音韻論学会編(2016)、開拓社)において発表した。この問題については平成29年度からの新しい研究課題(17K02832)で引き続き取り組む。本研究では、英語の4つの硬口蓋歯茎阻害音(chip, jet, shipの語頭子音、measureの語中子音)が音節構造上/tj, dj, sj, zj/として振る舞うと仮定してその性質を説明した。これによって強勢音節は初頭子音、核、末尾子音ともに3つのスロットを持つとすることができ、Minskのような外来語の音素配列も説明できるようになった。また、英語の無強勢音節の末尾子音が音節外の要素であると考えられるものを除けば原則として1つであるにもかかわらず、damaskなどの例外がある理由についても考えた。例外はすべて2音節名詞であり、語末音節の無強勢化により生まれる型であると結論づけた。上記「研究実績の概要」の1は当初の計画にはなかった成果であり、これはさらに下記「今後の研究の推進方策」の1および3で述べる問題の解明につながることが期待される。
遺伝子医療に伴う倫理的課題

本年度に厚生省は厚生科学特別研究事業として「遺伝子解析による疾病対策・創薬等に関する研究における生命倫理問題に関する調査研究」を実施している。掛江はその作業委員に任命され、古山、武部は審議のための資料を提供した。本研究は特に日本特有の倫理的問題点があるか、あるとすればその原因と対応策を検討することを本年度の重点研究目標とした。上記調査研究と本研究の重要な相異点は、ある遺伝子情報をその個人の血縁者に伝えるべきか否かであり、本研究では伝えるべきと結論づけたのに対し、平成12年2月に公表された上記研究の中間報告書は伝えないことを原則としている。この点を中心に、上記研究に参加している位田隆一教授(京大)、および遺伝子医療を実施している井田憲司医師(国立京都病院)を招いて研究会を開催した。その結果、日本の実情に合ったガイドラインの制定が望ましいとの結論に達し、次年度に着手したい。研究目的:遺伝子診断・検査,遺伝子医療など,遺伝子に関する新しい医療は,これまでの医療と次の2点において著しく異なる。(1)病気の発症のはるか前に発癌の予測が可能であり,それはしばしば確定的である。(2)1人の遺伝子に関する情報は,その人の血縁者全員にある確率で共通する。このような問題を伴う遺伝子医療には倫理的配慮が不可欠であり,本研究はわが国における遺伝子医療にかかわる諸問題を明らかにし,検討することを目的とする。研究経過と成果:研究代表者および研究分担者は,それぞれの分担課題について,主に文献・資料の調査を行なうとともに,一部は患者・家族などの意向調査や遺伝子解析を行った。それらの研究成果は2回の研究会(平成10年10月および平成11年1月)で各分担者から報告されるとともに,2年の研究期間の終了時には報告書としてとりまとめて発表する予定である。本年度の研究によって,次の諸課題が検討された。(1)日本人は遺伝あるいは家系(家の名,血筋などの概念)について,西欧諸国の人々とはかなり異なる否定的なイメージを抱いている。(2)一方世界的に共通する概念があり,これまで日本的とみられていた因果応報といった概念が,イギリスで重大な論点とされたりした。(3)日本(あるいはアジア)に適した指針・ガイドラインが必要であり,本研究で試作中である。本年度に厚生省は原生科学特別研究事業として「遺伝子解析による疾病対策・創薬等に関する研究における生命倫理問題に関する調査研究」を実施している。掛江はその作業委員に任命され、古山・武部は審議のための資料を提供した。本研究は特に日本特有の倫理的問題点があるか、あるとすればその原因と、対応策を検討することを本年度の重点研究目標とした。上記調査研究と、本研究の重要な相異点は、ある遺伝子情報をその個人の血縁者に伝えるべきか否かであり、本研究では伝えるべきと結論づけたのに対し、平成12年2月に公表された上記研究の中間報告書は伝えないことを原則としている。この点を中心に、上記研究に参加している位田隆一教授(京大)、及び遺伝子医療を実施している井田憲司医師(国立京都病院)を招いて研究会を開催した。
トポロジカル相におけるエキゾチック準粒子

●相互作用に誘起される新奇なトポロジカル相の研究を行った。冷却フェルミ原子系に対してトポロジカル分類Zが相関効果でZ4となることを示し、実験系を提案した。さらに相互作用によるサウレスポンプの崩壊の理論を提案した。●パリティー時間対称な系や散逸のあるボース・アインシュタイン凝縮体などを記述する非エルミート系においては、時間反転対称性と粒子ー正孔対称性がトポロジカルに統一されることを示した。それに基づき、トポロジカル相の分類を行った。非エルミートなチャーン絶縁体の端状態の異常性を明らかにした。●K群とスペクトル系列の手法を使い、トポロジカル結晶絶縁体に関して磁気点群のある場合の分類を行った。また、結晶対称性とスピン軌道相互作用によって高次スピンをもつ電子系に対してトポロジカル絶縁体・超伝導体としての性質を調べ、その特徴を明らかにした。●超伝導体におけるヒッグスモードの現れる条件を対称性から求めた。中性子のP波(3P2)超流動の高磁場効果をギンツブルグ・ランダウ理論の範囲で調べた。核子超流動とクォーク超流動に境界があるのかないのかという問題について、渦が突き刺さる場合を調べ、ブージャム構造が現れることを示した。●ベリー曲率の効果を取り込んだ準古典輸送理論を構築し、ワイル超伝導体のカイラル異常に起因した特異な量子現象を明らかにした。U(1)磁束渦やスキルミオン構造のような実空間テクスチャ構造が創発的な電磁場としてワイル準粒子のカイラリティに結合し、負の熱磁気効果や捻れ場由来のカイラル磁気効果などが生じることを見出した。●4次元時空において、自由なディラックフェルミオンと真空角θ=πを伴うスカラーQEDが双対であること、トポロジカル相転移とヒッグス・閉じ込め相転移が対応していること、ディラックフェルミオンがスカラーボソンとダイオン対の複合粒子として実現していること、を提唱した。当初の予定どおり、順調に研究が進んでいる。【強相関系】強相関系トポロジカル相に関して得られたトポロジカル分類のリダクションや相互作用によるサウレスポンプの崩壊の理論は、これまでの1体問題としてのトポロジカル現象の枠組みを超えて多体系の新奇なトポロジカル現象の典型例となっている。【非エルミート系】散逸効果を含む非エルミート系のトポロジカル現象は、新たな分野として注目されている。上田、佐藤、川上ら本研究計画のメンバーはこの分野へ多くの寄与をしている。今後、非エルミートトポロジカル相の研究が急速に進むと考えられる。【対称性を用いた分類理論】磁気点群対称性に基づくトポロジカル結晶絶縁体の分類や高次スピンをもつトポロジカル絶縁体・超伝導体の性質の解明は、このテーマの新たな発展として重要である。【中性子星におけるトポロジカル相】中性子のP波(3P2)超流動に関して核子超流動とクォーク超流動の境界にブージャム構造が出現がし得ることを指摘し、昨年度までの成果を大きく進展させた。【ワイル超伝導】ワイル超伝導体のカイラル異常に関連する研究として、負の熱磁気効果や捻れ場由来のカイラル磁気効果などの特異な量子現象の出現とその起源を明らかにすることができた。●非平衡および強相関系に現れるトポロジカル相の研究を推進する。特に、強相関電子系において相互作用に起因する寿命効果が生み出すトポロジカルな性質を有限温度において明らかにする。●引き続き非エルミート系の物理を中心に探究する。特に、ランダム行列の性質と多体局在効果が非エルミート性によってどのように変更を受けるかを明らかにする。また、非平衡トポロジカル系のダイナミックスをエンタングルメントスペクトルの観点から研究する。●非エルミートトポロジカル相の分類およびその普遍的な性質を明らかにする。特に、非エルミート系特有の新しい対称性、あるいは複素エネルギーに伴うギャップの概念の拡張によって現れる新規なトポロジカルな現象を調べる。また、トポロジカル超伝導体におけるマヨラナ励起の多重子応答を調べる。●中性子3P2超流動の渦状態の相図をGinzburg-Landau理論の枠内で決定する。同様の渦状態の解を準古典近似で構成する。3P2超流動の基底状態に現れる3重臨界点の臨界指数を調べる。また、基底状態がサイクリック相やフェロ相になる条件を調べる。3P2相の境界の効果を調べる。それらの中性子星への応用を議論する。●ベリー曲率の効果を取り込んだ準古典輸送理論を用いて、より系統的にワイル超伝導体固有の輸送現象を調べる。また、トポロジカル超伝導体に現れるマヨラナ準粒子のBraidingについて断熱近似を超えた数値シミュレーションを行い、非断熱性やマヨラナ粒子間の量子干渉効果に対する非可換統計性やトポロジカル量子ビットの耐性について明らかにしていく。●トポロジカル超流動・超伝導系やトポロジカル絶縁体系に対して対称性に基づいた有効場の理論を構築し、その物理的帰結を解明する。また、双対性に基づいて、強相関トポロジカル相への新しいアプローチを構築する。本年度は、トポロジカル量子現象に関して以下の成果を得た。●トポロジカルモット絶縁体において、トポロジーと電子相関の絡み合いによる「温度に誘起されたトポロジカルエッジ状態」の出現を理論的に提案した。

●時間反転対称性を破り周期的に変調されたハニカム光格子中のボース・アインシュタイン凝縮体が、トポロジカルな性質によりカイラルエッジ準粒子を生むことを明らかにし、相互作用の増加に伴いトポロジカルに非自明な領域が広がることを見出した。●ディラック半金属やトポロジカル結晶絶縁体などにキャリアをドープした時に現れる超伝導状態の研究を行った。特に、ディラック半金属の超伝導状態がトポロジカル結晶超伝導体になりうること、その表面に4組のマヨラナ励起が生じることを示した。●超伝導体・超流動体におけるトポロジカル構造と対称性の関係性について、超流動3Heを中心に調べた。3Heの持つ高い対称性がマヨラナイジングスピンやワイルフェルミオンなどの豊富なトポロジカル量子現象をもたらすことを明らかにした。●量子ドット系におけるコンダクタンスの測定と等価な測定を、冷却原子気体におけるスピンの自由度を用いて行えることを示した。特に近藤効果の観測に用いることができることを示し、トポロジカル近藤格子系の性質の解明へと繋がりうる成果を得た。●磁場下のトリプレットの中性子超流動をGL理論で解析することで、整数渦の解を構成しその性質を調べた。カラー超伝導において、非アーべリアン渦のコアに局在する、Majoranaフェルミオンモードと南部Goldstoneモードの相互作用を決定した。●対称性に守られたトポロジカル相を基底状態に持つクラスター模型を拡張し、基底状態相図と非平衡ダイナミクスを調べた。その相図に複数のトポロジカル相が現れることを示し、二つのトポロジカル相をまたぐスイープダイナミクスの非断熱性を明らかにした。当初の計画通り、研究がおおむね順調に進んでいる。本計画研究の主テーマである強相関トポロジカル絶縁体、トポロジカル超伝導・超流動、冷却原子系でのトポロジカル現象などに、計画にほぼ沿った形で成果が得られた。以下に項目ごとに進捗状況のポイントをまとめる。●【強相関系】強相関トポロジカル絶縁体に関して提案した「温度誘起のエッジモット準粒子」はトポロジーと相関効果により初めて出現するもので、今後の実験に刺激を与えると考えられる。また、非平衡下での対称性に守られたトポロジカル相におけるダイナミクスも、今後さらなる研究の進展が期待される。●【超伝導・超流動】ディラック半金属にキャリアをドープして現れる超伝導状態の研究は、対称性に守られたトポロジカル相の典型例となっている。また、超流動3Heを中心に調べた「トポロジカル構造と対称性の関係性」を、UPt3やCuxBi2Se3の非従来型超伝導特性との類似性にまで言及することができた。●【冷却原子系】光格子系で理論的に予言したカイラルエッジ準粒子は、基底状態の凝縮体をエッジモードにコヒーレントに励起することによって実験的に観測可能である。また、スピノール・ボース・アインシュタイン凝縮において、渦のコアに局在し渦線方向に非自明なテクスチャーの構成方法を提案した。将来的に、冷却原子系でこれらの現象が実験的に観測されることが期待される。●【対称性に守られたトポロジカル相】上記の非平衡トポロジカル相やドープしたディラック系での超伝導は、対称性に守られたトポロジカル量子相の典型例となっている。この方向でのトポロジカル量子相の研究は、今後さらに広がりを見せ、実験・理論両面から急速に進展することが期待される。
活動記録法を用いた情報流動のミクロデータ調査手法に関する研究

本研究は企業や個人間の地域的な情報流動の実態を把握・分析するために、活動記録法という名称の下に、従来のコンタクト・アナリシス法とアクティビティ・ダイアリー法の両方式の要素を含む調査を試み、情報流動に関してより正確なミクロデータを取得する手法を確立しようとした。具体的には、宮城県の製造業の事業所を対象とし、大量の調査票の配布・回収を行う「大量配布型調査」と、少数の特定企業を対象により詳細な活動の記録を求める「詳細記録型調査」を実施し、両者を比較することによって、既存の調査手法の妥当性と問題点を検証しようとした。まず、個人別のコンタクト発生率の指標を例として両手法によるデータの比較分析を行った結果、発生率の高低に企業・事業所規模および回答者の職種構成の影響が認められるものの、調査方式によって捕捉率に著しい差があるとは考えられず、したがって、調査設計の上で回答者の職種構成等に注意を払えば、大量配布型の調査であっても、実用に耐えうるコンタクト・データの収集が可能であることが判明した。つぎに、大量配布型のデータを用いてコンタクトの目的・相手種類・相手所在地等の関係を分析した結果、訪問と来訪の間で目的についての回答のバイアスがあり、情報の流れの方向を示す指標としては、訪問においては「指示与え」と「会議・打ち合わせ」を対置させ、来訪においては「指示受け」と「会議・打ち合わせ」を対置させて分析することが有効であることがわかった。今回の調査・分析によってフェース・ツ-・フェースの面談による情報流動のミクロデータの収集法に関してはほぼ安定した手法が確立できたと考えられる。
パワー半導体型低圧直流遮断器の仕様適正化と遮断性能向上に関する研究

IGBT(Insulated Gate Bipolar Diode)を用いた低圧用直流遮断器を提案・試作した。この遮断器では,ゲート・エミッタ間電圧をある時定数で低下させることによって,直流電流を限流遮断している。本研究では,時定数を10, 5および1 msに設定し,電流遮断実験を行い,電流遮断性能を包括的に解明した。時定数を5msに設定することによって,直流電流遮断性能を向上でき,また遮断時に発生する過電圧を抑制できる。さらに,SiC系パワー半導体を用いた直流遮断器を試作し,その特性を評価した。IGBT(Insulated Gate Bipolar Diode)を用いた低圧用直流遮断器を提案・試作し,その仕様の適正化によって電流遮断性能を向上させることを目指している。これまで本モデル器での限流遮断過程においては,IGBTのゲート・エミッタ間電圧を時定数10 msで低下させてきた。しかし,研究の進行過程において,時定数を他の値に調整すれば,電流遮断性能を向上できる可能性があることに気づいた。そこで,今年度においては,時定数を5および1 msに設定し,電源電圧120Vおよび回路インダクタンス4.2mHの下で,80200Aの直流電流遮断実験を行い,以下の3項目を検討した。i)電流遮断性能, ii)IGBTでの累積ジュール熱,およびiii)異常電圧の発生。その結果,時定数が5および1 msの場合,累積ジュール熱が低下し,遮断失敗が防がれ,200A遮断を達成できた。一方で,時定数1msの場合,モデル器端子間に800 Vを超える異常電圧が生じてしまう。時定数10 msの場合,累積ジュール熱が約30mJに達し,160A以上の電流を遮断成功できなかった。従って,時定数5msが適正であることを見いだすことができた。遮断器の遮断責務を低減させることを目的として,低圧直流用限流器の回路構成を考案してきた。この回路構成の特徴は,受動素子あるいはダイオードなどから構成されること,すなわち制御回路および制御用電源を不要とすることである。本年度においては,考案した回路構成の一つ(L-R型)に関して,直流電流遮断プロセスおよび遮断器に発生する電圧を計算によって求めた。この計算においては,限流器の抵抗素子の抵抗値を0.15ミリオームに設定した。抵抗値として,1オームに設定すれば,80Aの電流を57Aに限流できること,遮断器には過渡的過電圧は発生しないことを示すことができた。そこで,平成26年度から平成27年度にかけて時定数を5および1 msに設定し,電源電圧120Vのもとで,直流電流遮断実験を行い,以下の5項目を検討した。i)電流遮断性能,ii)遮断時間,iii)異常電圧の発生, iv)IGBTでの累積ジュール熱,およびv)限流時間.平成27年度においては,遮断条件として電流を300Aまで増加させ,回路インダクタンスとして1.4 mHを新たに設定し,実験条件を増やした。インダクタンス1.4mHにおいても,時定数が5 msおよび1 msの場合,遮断失敗が防がれ,300A遮断を達成できた。時定数10 msの場合,累積ジュール熱が25mJに達し,220A以上の電流を遮断成功できなかった。従って,時定数5 msが適正であることを見いだすことができた。さらに,累積ジュール熱と限流時間に着眼し,遮断成否を分析に着手した。(1)累積ジュール熱が25J以下であれば,モデル器は遮断成功できること,さらに(2)累積ジュール熱が25Jを超えても,限流時間が約5ms以上であれば,モデル器は遮断成功できることを指摘できた。さらに,本年度においては,SiC系半導体をいち早く電流遮断技術へ適用し,モデル器を試作した。定常電流の通電特性および突入電流の遮断特性の測定に着手した。IGBT(Insulated Gate Bipolar Diode)を用いた低圧用直流遮断器においては,時定数を5msに設定することによって,電流遮断性能を向上でき,累積ジュール熱を低下させ,過渡的異常電圧の発生を回避した。平成27年度においては,遮断成否の要因を考察し,遮断成否をジュール熱と限流時間との関係から説明することに成功した。このような研究成果は他に報告されておらず,非常に貴重な成果であり,また直流遮断器の設計指針に有用であると考えている。筆者らはパワー半導体を用いた低圧直流用遮断器を提案し,これまでにパワー半導体素子としてSi系IGBT素子を用いてきた。本年度では,パワー半導体素子としてSiC系MOSFET素子を用いた。さらにゲート・ソース間(G-S間)電圧の低下方式として二段階低下方式(Two-step mode)を考案した。

同方式では,平常時にはG-S間電圧を20 Vに設定し,パワー半導体素子のオン電圧降下をなるべく低下させる。また限流遮断時には,G-S間電圧を20 Vから15 Vまで急速に(時定数0.05 ms)で低下させ,ドレイン・ソース間抵抗を急速に高め,次いで15 Vから0 Vに向けて時定数5 msで低下させ,過渡的過電圧の発生を抑制させる。始めに,定常電流通電実験として,G-S間電圧を20Vに保ち,モデル器に525 Aの定常電流を流した。モデル器の端子間電圧は0.5V以下であることが測定された。その電圧はIGBTを用いたモデル遮断器での端子間電圧に比べて,1/2倍以下であり,SiC系MOSFET素子の使用は定常損失の低減に効果があることを確認した。次いで,突入電流遮断実験として,モデル遮断器に直流電圧120Vのもとでピーク値80 A200 Aの突入電流の遮断責務を課した。本実験では,回路インダクタンスとして,0.17から4.2mHまで意図的に広範囲に設定した。以下を測定した。i)電流遮断性能,ii)遮断時間,iii)異常電圧の発生, iv)IGBTでの累積ジュール熱,およびv)限流時間。電流遮断性能と遮断時間について述べれば,モデル器はいずれのインダクタンス下でも,200Aの電流遮断に成功し,815msの遮断時間で直流電流を遮断できた。なお,この遮断時間は調整可能であり,さらなる高速遮断を達成できる。IGBT(Insulated Gate Bipolar Diode)を用いた低圧用直流遮断器を提案・試作した。この遮断器では,ゲート・エミッタ間電圧をある時定数で低下させることによって,直流電流を限流遮断している。本研究では,時定数を10, 5および1 msに設定し,電流遮断実験を行い,電流遮断性能を包括的に解明した。時定数を5msに設定することによって,直流電流遮断性能を向上でき,また遮断時に発生する過電圧を抑制できる。さらに,SiC系パワー半導体を用いた直流遮断器を試作し,その特性を評価した。IGBT(Insulated Gate Bipolar Diode)を用いた低圧用直流遮断器において,時定数を適正化し,電流遮断性能を向上するとともに,累積ジュール熱を低下し,過渡的異常電圧の発生を回避した。本実験で用いたIGBT素子の定格電流は100Aであるが,それよりも約2倍の200Aを遮断できることも見いだすことができた。電流抑制部である限流器に関して,コンデンサ使用型も考案し,その特性を提示することができた。本研究では,低圧直流遮断技術へのSi系IGBT(Insulated Gate Bipolar Diode)の展開研究を行ってきた。平成27年度には,低圧直流遮断技術へのSiC系MOS-FETの展開に着手した。今後,SiC系パワー半導体を用いた低圧用直流遮断器で遮断実験などを行い,Si系遮断器との得失を提示する。電気工学近年,SiC系パワー半導体が開発されている。SiC系パワー半導体は次世代のパワー半導体デバイスとして,高耐圧・低損失の次世代パワーデバイスとして,パワーエレクトロニクス分野で期待されている。本研究では,SiC系半導体をいち早く電流遮断技術へ適用し,モデル器を試作する。
サプライチェーンを通した戦略的化学物質リスク管理手法の構築

本研究は、持続可能な産業活動の実現に向けたサプライチェーンを通した戦略的な化学物質リスク管理手法の構築を目的とする。具体的には、日本において化学物質の大きな排出源であるにもかかわらず、化学物質リスク管理体制が不十分である中小企業を対象とし、工業塗装をケーススタディの対象として選定した。揮発性有機化合物(VOC)の排出源として対策が求められている工業塗装について、プロセスに由来する環境負荷物質排出量を推算するためのモデルを構築した。さらに、ライフサイクルアセスメント、リスクアセスメントを用いた環境・健康影響評価を行った。モデルと一連の評価手法を用いた環境配慮型プロセス設計手法を提案した。本研究は、持続可能な産業活動の実現に向けて、製品サプライチェーンを通した戦略的な化学物質リスク管理手法の構築を目的とする。化学物質を製品の素材やプロセス薬品として使用する事業者が、プロセス・製品の設計段階において化学物質リスクを解析し、許容可能なレベルにまでリスクを低減させるためにプロセス・製品改善を能動的に計画する管理体制を支援する。具体的には、化学物質の大きな排出源であるにもかかわらず知識・リソースが乏しいために化学物質リスク管理体制が不十分な中小企業を支援するためのツールの設計・構築を行う。平成25年度は、中小企業において稼動しているプロセスを対象としたリスク解析手法の整備と解析結果に基づくプロセス改善手法の検討を、具体的なケーススタディと共に行った。ケーススタディの対象は、揮発性有機化合物(VOC:Volatile Organic Compounds)の大きな排出源であり、エネルギー消費や廃棄物の観点からも改善の余地の大きい工業塗装プロセスとした。工業塗装の業界団体の協力を得ながら、塗装工場の現地調査を行い、化学物質リスク解析に必要なデータ収集を行ったほか、塗料製造メーカー、塗装装置製造メーカー、塗装プロセスからの排気回収処理装置メーカーへのヒアリングを行い、塗装業における環境対策技術に関するヒアリング調査を行った。現地調査、ヒアリングから得られた情報・データを元に、低VOC塗料の利用や塗装装置の改善、オペレーションの改善、排気回収装置の導入等の環境対策の環境影響削減効果を、ライフサイクルアセスメント(LCA)手法により評価した。VOCによる光化学オキシダント生成や温室効果ガスによる地球温暖化等の複数の環境影響を評価し、影響領域間のリスクトレードオフの解析を行った。なお、上記の調査や評価に際しては、学部生1名に研究協力を求めた。平成26年度は、中小企業において実際に稼働している塗装プロセスをケーススタディの対象として、プロセスのリスク解析支援のための化学物質排出量推算モデルの構築に着手した。平成25年度に得られた、塗装プロセスのライフサイクルアセスメント(LCA)手法による環境影響評価結果により、揮発性有機化合物(VOC:Volatile Organic Compounds)の排出に伴う光化学オキシダント生成への寄与、塗料の高温焼き付け時のエネルギー消費、塗料吹きつけ段階やその前処理等からの廃棄物といった主要な環境影響が明らかになった。一方で、VOC排出量に関しては、塗料吹きつけ、常温乾燥、高温焼き付けといった工程別の排出量の不確実性が高いという課題も明らかになった。このような課題に対して、平成26年度は、常温乾燥工程を対象として、VOC排出量推算のためのプロセスモデルの構築を開始した。塗料を希釈するためのシンナーや塗膜厚み、希釈濃度といったパラメタに着目し、それぞれのパラメタを変化させた際の乾燥時の溶剤蒸発スピードを測定するための実験を行った。実験結果より、従来塗装の現場での感覚よりも、常温乾燥工程で排出される溶剤の量が大きく、今後工程改善をすすめるうえで、重要となることが明らかになった。また、いくつかの主要なパラメタについて、溶剤乾燥スピードとの相関が明らかになった。本研究課題は持続可能な産業活動の実現に向けて、製品サプライチェーンを通した戦略的な化学物質リスク管理手法の構築を目的とする。具体的な研究対象として、日本において環境中への化学物質の大きな排出源であるにもかかわらず知識やリソースの不足により化学物質の管理体制が不十分な中小企業に着目し、中小企業で稼働する製品製造プロセスにおける化学物質リスク管理のためのツール開発を行う。平成27年度は、工業塗装プロセスをケーススタディとした検討を行った。塗装は産業部門における揮発性有機化合物(VOC)の最大排出源であり、塗料やシンナー由来のVOC排出量の削減が求められている。工業塗装は塗料の吹き付け、常温乾燥、高温乾燥の3種類の工程からなり、これまで吹き付け工程における改善の取り組みが多く行われてきた。一方、後に続く乾燥工程からの排出量把握や3種の工程全体を対象とした環境・健康影響評価は十分に行われていなかった。平成26年度に常温乾燥工程を対象としたVOC排出量推算のためのプロセスモデルの構築に着手し、平成27年度はモデル構築に必要なデータ収集のための実験を引き続き行った。試験片を用い、塗料の希釈率やシンナーの種類、塗膜厚み、乾燥時間といった主要パラメタと乾燥時のVOC排出速度を測定した。別途被塗物表面近傍における溶剤のマス・ヒートバランスの理論モデルを作成し、実験で得られたデータと組み合わせることで排出量推算モデルを作成した。

構築したモデルを用い、ライフサイクルアセスメント(LCA)手法によってVOCによる光化学オキシダント生成影響、地球温暖化影響等の地球規模の環境影響の評価を行った他、塗装作業にかかわる作業者への溶剤暴露による健康リスクの評価を行った。本研究は、持続可能な産業活動の実現に向けたサプライチェーンを通した戦略的な化学物質リスク管理手法の構築を目的とする。具体的には、日本において化学物質の大きな排出源であるにもかかわらず、化学物質リスク管理体制が不十分である中小企業を対象とし、工業塗装をケーススタディの対象として選定した。揮発性有機化合物(VOC)の排出源として対策が求められている工業塗装について、プロセスに由来する環境負荷物質排出量を推算するためのモデルを構築した。さらに、ライフサイクルアセスメント、リスクアセスメントを用いた環境・健康影響評価を行った。モデルと一連の評価手法を用いた環境配慮型プロセス設計手法を提案した。平成26年度は、平成25年度で得られたリスク解析結果をもとに、製造現場におけるリスク解析支援ツールの設計・実装に向けた検討を予定していた。平成26年度は、工業塗装を具体的な対象として、リスク解析において必要不可欠な化学物質排出量推算のためのプロセスモデルの構築に着手し、実プロセスを再現した実験を行いモデル構築に必要なデータを収集した。以上のように、リスク解析支援ツールの実装に向けて大きな成果が得られた。環境工学平成27年度は、引き続き工業塗装プロセスを対象として、化学物質排出量推算のためのプロセスモデルの構築を行う。モデル構築に必要なデータを実験で収集し、主要なプロセスパラメタと排出量との相関を分析し、汎用的なモデルを作成する。実験の実施やデータの分析に関しては、大学院生(1、2名)の協力を得る予定である。また、モデルを利用したリスク解析ツールの設計・実装も行う。ツールの有効性に関しては、業界団体等の協力を得て検証する。平成25年度は、リスク解析手法の整備と解析結果に基づくプロセス設計手法の検討を具体的なケーススタディと共に行うことを計画していた。工業塗装という実際のプロセスを対象として具体的な検討を実施し、計画はおおむね順調に進展しているといえる。重要な進捗として、工業塗装の業界団体からの協力を得る体制が整ったことが挙げられる。本件休の目的達成のためには、中小企業の製品製造の現場調査や関係者へのヒアリングによる情報・データ収集が必須であり、そのための体制が整ったことは重要な成果である。また、実在するいくつかの塗装プロセスのデータをもとに、化学物質リスクの定量的解析を行ったことも大きな成果である。プロセスの評価においては、環境影響だけでなく、環境対策技術の導入に伴う製品の品質やコストへの影響の分析も行っており、リスク削減対策の実現可能性の評価についても前進しつつある。平成26年度に予定している、製造現場におけるリスク解析支援ツールの設計・構築に必要な基礎的な検討のかなりの部分を達成できたといえる。
ヒト肺動脈平滑筋細胞と内皮細胞のPGI_2産生におけるNOの関与

背景:我々はこれまでの研究で以下の点を明らかにしてきた.ヒト肺動脈平滑筋細胞(HPASMC)において1)IL-1βやTNFαなどのサイトカインやLPS刺激によりNOやPGI_2の産生が促進されるが,NO供与剤であるsodium nitroprusside(SNP)を加えることによりHPASMCのPGI_2産生は更に促進し,NO合成酵素阻害薬L-NMMAを加えることによってHPASMCのPGI_2産生は抑制された.SNPによるPGI_2産生の促進効果がHPASMCのCOX-2蛋白の発現の誘導によるものであるか検討する必要がある.目的と方法:1)LPSやIL-1βで前処理したHPASMCがブラデイキニン(BK)刺激によりPGI_2産生を促進するのか,またSNPを同時に加えてインキュベートした場合に,PGI_2産生が更に促進するのか,2)ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEV)のアラキドン酸代謝産物の産生パターンをHPLCで検討し,LPSを加えた時の変化をHPASMCのそれと比較検討した,3)NOによるPGI_2産生の促進効果がいかなる機序によるものであるかを明らかにするために,SNPがCOX-2蛋白の発現を増強させるか否かをWestern blot法で検討した.結果と考察:1)LPSやIL-1βで前処理したHPASMCはBK刺激によりPGI_2産生が亢進した.SNPを同時に加えることによりHPASMCのPGI_2産生は更に亢進した.2)HUVECのアラキドン酸代謝産物は10μg/mlのLPSを添加することにより.シクロオキシゲナーゼ系の代謝産物が増加するが,リポキシゲナーゼ系については明らかでなかった.HPASMCはいずれの代謝産物の産生も増加することをすでに明らかにしており,産生パターンに差異が見られた.3)HPASMCをIL-1βで培養するとCOX-2蛋白の発現が明らかとなる.同時にSNPを加えて培養するとHPASMCのCOX-2の発現は増強し,SNPの濃度に依存して増加した.これらの結果から内皮細胞と平滑筋の両者がLPSやサイトカイン刺激に対してアラキドン酸代謝産物を産生し肺循環における血管トーヌスの維持に関与していることが示唆された.背景:我々はこれまでの研究で以下の点を明らかにしてきた.ヒト肺動脈平滑筋細胞(HPASMC)において1)IL-1βやTNFαなどのサイトカインやLPS刺激によりNOやPGI_2の産生が促進されるが,NO供与剤であるsodium nitroprusside(SNP)を加えることによりHPASMCのPGI_2産生は更に促進し,NO合成酵素阻害薬L-NMMAを加えることによってHPASMCのPGI_2産生は抑制された.SNPによるPGI_2産生の促進効果がHPASMCのCOX-2蛋白の発現の誘導によるものであるか検討する必要がある.目的と方法:1)LPSやIL-1βで前処理したHPASMCがブラデイキニン(BK)刺激によりPGI_2産生を促進するのか,またSNPを同時に加えてインキュベートした場合に,PGI_2産生が更に促進するのか,2)ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEV)のアラキドン酸代謝産物の産生パターンをHPLCで検討し,LPSを加えた時の変化をHPASMCのそれと比較検討した,3)NOによるPGI_2産生の促進効果がいかなる機序によるものであるかを明らかにするために,SNPがCOX-2蛋白の発現を増強させるか否かをWestern blot法で検討した.結果と考察:1)LPSやIL-1βで前処理したHPASMCはBK刺激によりPGI_2産生が亢進した.SNPを同時に加えることによりHPASMCのPGI_2産生は更に亢進した.2)HUVECのアラキドン酸代謝産物は10μg/mlのLPSを添加することにより.シクロオキシゲナーゼ系の代謝産物が増加するが,リポキシゲナーゼ系については明らかでなかった.HPASMCはいずれの代謝産物の産生も増加することをすでに明らかにしており,産生パターンに差異が見られた.3)HPASMCをIL-1βで培養するとCOX-2蛋白の発現が明らかとなる.同時にSNPを加えて培養するとHPASMCのCOX-2の発現は増強し,SNPの濃度に依存して増加した.これらの結果から内皮細胞と平滑筋の両者がLPSやサイトカイン刺激に対してアラキドン酸代謝産物を産生し肺循環における血管トーヌスの維持に関与していることが示唆された.背景と目的:我々は平成9年度平成10年度の基盤研究C(09670636)において以下について明らかにした.1)ヒト肺動脈平滑筋細胞(HPASMC)においてIL-1βやTNFαなどのサイトカインやLPS刺激によりNOやPGI_2の産生が促進されるが、NOはHPASMCのPGI_2産生を更に促進すること,2)IL-1βやLPSによるHPASMCのNO産生の促進効果がIL-6で抑制されることを明らかにした.本研究においては1)NOによるPGI_2産生の促進効果がいかなる機序によるものであるか,2)IL-6によるNO産生の抑制効果がいかなる機序によるものであるかを検討する.結果と考察:HPASMCをIL-1βで培養するとCOX-2蛋白の発現が明らかとなるが,同時にSNPを加えて培養するとHPASMCのCOX-2の発現は増強する傾向がみられた.

しかしこの結果はpreliminaryな結果であり,今後も実験を重ね,NOによるHPASMCのPGI2産生の増強がCOX-2蛋白発現の増強によるものであることを確認する必要がある.背景と目的:我々はこれまでの研究で以下の点を明らかにしてきた.ヒト肺動脈平滑筋細胞(HPASMC)において1)IL-1βやTNFαなどのサイトカインやLPS刺激によりNOやPGI_2の産生が促進されるが,sodium nitropurusside(SNP)を更に加えることによってHPASMCのPGI_2産生は更に促進し,NO合成酵素阻害薬L-NMMAを加えることによってHPASMCのPGI_2産生は抑制されること,2)IL-6の添加はPGI_2産生を抑制すること,3)IL-1βやLPSによるHPASMCのNO産生の促進効果がIL-6で抑制されることを明らかにした.本研究においては1)NOによるPGI_2産生の促進効果がいかなる機序によるものであるか,2)IL-6によるNOやPGI_2産生の抑制効果がいかなる機序によるものであるかを検討する.結果と考察:1)HPASMCをIL-1βで培養するとCOX-2蛋白の発現が明らかとなる.同時にSNPを加えて培養するとHPASMCのCOX-2の発現は増強し,SNPの濃度に依存して増加する傾向がみられた.2)IL-6がHPASMCのiNOS蛋白やCOX-2蛋白発現を減弱させるか否か現在検討中である.背景と目的:我々はこれまでの研究で以下の点を明らかにしてきた.ヒト肺動脈平滑筋細胞(HPASMC)において1)IL-1βやTNFαなどのサイトカインやLPS刺激によりNOやPGI_2の産生が促進されるが,NO供与剤であるsodium nitropurusside(SNP)を加えることによってHPASMCのPGI_2産生は更に促進し,NO合成酵素阻害薬L-NMMAを加えることによってHPASMCのPGI_2産生は抑制されることを明らかにした.本研究において以下の実験を行った.1)NOによるPGI_2産生の促進効果がいかなる機序によるものであるかを明らかにするために,SNPがCOX-2蛋白の発現を増強させるか否かを検討し,2)ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEV)のアラキドン酸代謝産物の産生パターンをHPLCで検討し,LPSを加えた時の変化をHPASMCのそれと比較検討した.方法:1)HPASMCをLPS(10μg/ml)やIL-1β(200U/ml)で24時間培養し,培養後のHPASMCのCOX-2蛋白の発現をWestern blot法にて検討した.SNPを培養液に同時に加えた場合も同様に測定した.2)HUVECに^3H-アラキドン酸を取り込ませ,LSPを加えた時と加えない場合の24時間後の培養液中のアラキドン酸代謝産物をHPLCで検討した.結果と考察:1)HPASMCをIL-1βで培養するとCOX-2蛋白の発現が明らかとなる.同時にSNPを加えて培養するとHPASMCのCOX-2の発現は増強し,SNPの濃度に依存して増加した.2)HUVECのアラキドン酸代謝産物はLPSを添加することににより.シクロオキシゲナーゼ系の代謝産物が増加するが,リポキシゲナーゼ系については明らかでなかった.HPASMCはいずれの代謝産物の産生も増加することをすでに明らかにしており,産生パターンに差異が見られた.これらの結果から内皮細胞と平滑筋の両者がLPSやサイトカイン刺激に対してアラキドン酸代謝産物を産生し肺循環における血管トーヌスの維持に関与していることが示唆された.
側方動作由来の歩容指標を用いた、高齢者の潜在的生活機能低下の評価

歩行時にヒトは二つの課題に同時に行うような環境に繰り返し晒される。このような環境において(二重課題歩行)、ヒトが歩行動作をどう適応させているのかを知ることは臨床的に重要である。本研究では二重課題歩行における下肢歩行指標と体幹動揺の関連性を調べた。対象者には課題を遂行しながら歩く二重課題歩行と課題なしの自由歩行の二条件を行ってもらい、その際の下肢歩行指標と体幹動揺を測定した。高齢者では時間に関連する歩行指標(ストライド時間の変化:足の運びの時間的ばらつき)が体幹動揺の振れ幅と変動と関連していた。他方、若年者では距離に関連する歩行指標(歩隔:左右の足の横方向の距離)の変化が体幹動揺と関連していた。転倒恐怖と関連の強い運動機能を明らかにすることを目的として、地域在住高齢者を対象に複数の運動機能測定を実施した。転倒恐怖の評価には、日常生活を基準に作成された、転倒恐怖の標準的質問紙であるFall Efficacy Scale(FES)を使用した。運動機能検査にはTimed up and Go test、5Chair Stand test、段昇降テスト、10m歩行テスト(快適歩行速度と最大歩行速度)を用いた。統計解析では、FESと全ての運動機能の相関を求めた。またステップワイズ法を用いてFESを説明する最適な運動機能を抽出し重回帰モデルを作成した。解析対象となった高齢者は103名(男/女:38/65、年齢:72.0 ±8.2歳)であった。FESは全ての運動機能検査項目と中等度の相関を示した(TUG:r=-0.55,p<0.01、5CS:r=-0.42,p<0.01、段昇降テスト:r=0.35,p<0.01、10m快適歩行速度:r=-0.45,p<0.01、10m最大歩行速度:r=-0.50,p<0.01)。FESに影響を及ぼす因子としてTUGが抽出された(標準β係数:-0.51、p<0.01)。本研究の結果から、地域在住高齢者においてはFESは全ての運動機能検査との関連することが示唆された。さらに運動機能検査項目の中では、転倒恐怖を反映する最適な検査としてTUGが抽出された。TUGは他の運動機能検査に比べ、起立・着座、方向転換、歩行を含む複合的な運動能力が評価される検査である。これらのことから転倒恐怖感の減少に対してのアプローチとしては、単独の運動よりも複合的な運動能力の評価とその維持・向上を目的とした理学療法プログラムが重要であることが示唆された。研究計画に沿って、地域在住高齢者を対象としたベースラインの測定を行った。当初の予定では200名を予定していたが、測定スペース等の問題もあり約半数の対象者となった(103名)。また、予算の都合上、予定していた仕様の歩行計測装置が購入できず、代替の方法を検討中である。地域在住高齢者を対象に測定会を実施し歩行時のfoot placementとその変動性に関連する因子の検討を行った。【背景】歩行時のfoot placementは歩行中の姿勢の安定化に影響を及ぼす要因として重要である。しかし、今までの研究は実験室ベース研究が主であったために複数歩のデータが必要になるfoot placementの変動については十分な検討が行われていなかった。本研究では複数歩のデータが計測可能な光学式測定装置を使用して高齢者の歩容を計測し、その変動性に関連する因子を検討した。本研究の目的は重複歩幅及び歩隔とその変動係数と、運動機能や転倒歴、転倒恐怖感との関連を検討することである。【方法】60歳以上地域在住高齢者107名(72.3±6.4歳)を対象とした。歩行計測にはMICROGATE社製光学センサー式歩行解析装置OPTOGAITを用い、快適歩行速度条件での8m歩行テストを2回行った。中間の6m歩行区間の重複歩幅と歩隔を測定し、その2回試行の平均値及び変動係数を解析データとした。統計解析は、重複歩幅と歩隔の平均値及び変動係数を従属変数とし、年齢、性別、身長、体重、歩行速度、5回立ち座り時間、片脚立位時間、転倒歴、転倒恐怖感を説明変数とした重回帰分析を行った。【結果】重複歩幅の変動係数は、体重、歩行速度、5回立ち座り時間、片脚立位時間と有意な関連を認めた。歩隔の平均値は性別、身長、転倒歴と有意な関連を示し、その変動係数は年齢、性別、身長と有意な関連を認めた。【結論】重複歩幅の変動は運動機能と関連し、歩隔の変動は身体構造と関連を示したことから、同じfoot placement指標の変動性でもそれぞれ異なる関連因子を持つことが示唆された。また、歩隔は過去一年間の転倒歴と関連を認めたことから、転倒と側方のfoot placementに一定の関連性がある可能性が示唆された。歩行中のFoot Placementの指標と、加速度センサで計測した体幹の動揺性の指標の関連について検討する予定であったが、加速度センサのデータとfoot placementのデータの同期がうまくいかず、その検討を行うことが出来なかった。【背景】歩容指標には大別して空間指標(歩幅、歩隔)と時間指標(ストライド時間)の二種類があり、それぞれが歩行中の体幹動揺に影響を及ぼすと考えられている。日常的な環境を模した二重課題

歩行において、歩容は課題の遂行によって強く影響を受けると報告されている。しかし、歩容指標のどちらがより体幹動揺と関連するのは明らかではない。本研究では、光学式測定装置を使用して通常歩行と二重課題歩行の二条件における歩容指標と体幹動揺を計測し、両者の関連について検討を行った。【方法】65歳以上地域在住高齢者43名(年齢:73.7±6.1歳、性別(男/女):16/27)および若年成人27名(年齢:22.7±5.2歳、性別(男/女):12/15)を対象とした。対象には10メートルの歩行路において自由歩行と二重課題歩行条件の2条件を行って貰い、中間の6m歩行区間の下肢歩容指標(歩幅、歩隔およびストライド時間)と体幹動揺を計測した。統計解析では、各指標(平均値と変動係数)の条件間の差分(⊿)を計算しその値を使用した。年代別に⊿体幹動揺と⊿体幹動揺変動を従属変数とした重回帰分析を行った。説明変数として、⊿ストライド時間変動、⊿歩幅、⊿歩幅の変動係数、⊿歩隔、⊿歩隔の変動係数を投入した。多重共線性をさけるためストライド時間は投入しなかった。【結果】高齢者では、⊿体幹動揺および⊿体幹動揺変動はともに⊿ストライド時間変動(⊿体幹動揺:標準β:0.381、⊿体幹動揺変動:標準β:0.594)と有意に関連していた。一方、若年者では、⊿体幹動揺が⊿歩隔(標準β:0.579)と有意に関連していた。【結論】高齢者においては、歩容指標のなかでも時間指標が体幹動揺に及ぼす影響が強いことが示唆された。一方で若年者では空間指標が体幹動揺に及ぼす影響が強いことが示唆された。歩行時にヒトは二つの課題に同時に行うような環境に繰り返し晒される。このような環境において(二重課題歩行)、ヒトが歩行動作をどう適応させているのかを知ることは臨床的に重要である。本研究では二重課題歩行における下肢歩行指標と体幹動揺の関連性を調べた。対象者には課題を遂行しながら歩く二重課題歩行と課題なしの自由歩行の二条件を行ってもらい、その際の下肢歩行指標と体幹動揺を測定した。高齢者では時間に関連する歩行指標(ストライド時間の変化:足の運びの時間的ばらつき)が体幹動揺の振れ幅と変動と関連していた。他方、若年者では距離に関連する歩行指標(歩隔:左右の足の横方向の距離)の変化が体幹動揺と関連していた。本年度も昨年度に引き続き地域在住高齢者を対象とした測定を実施予定である。本年度は測定スペースを拡大し200名の測定を行う予定である。本年度の予算を使用して歩行路の延長を行う予定である。測定に際しては、歩行中の体幹の動きを加速度センサによって計測し、加速度データを使用した歩容指標について検討予定である。当初は別々の業者の製品を使用していたが、同じ業者の機器を使用することでデータの同期を容易にする予定である。これによって測定がスムーズに実施可能になり、対象数についても十分確保できると考える。また、複数の場所での測定会を実施し、より多くの対象者について検討することで、転倒リスク要因となり得る歩容の変化について検討する予定である。歩行分析分担研究者が次年度に繰り越しをしたため購入に際して価格を安く抑えることができたため。研究に関わる消耗品の購入に充てる別の消耗品などの支出として使用予定である