hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
衛星通信とバイオロギングの統合による海洋動物生態の遠隔観測システムの開発

直接観測が難しい海洋動物の生態についての研究を推進するために、衛星通信等を用いて遠隔的にデータを取得するシステムの開発が求められている。しかし衛星通信で伝送できるデータ容量は少なく、鍵となる生態情報を効率的にデータに集約する手法の確立が重要である。そこで本研究では、加速度・ビデオ記録から行動・生態的に重要なイベントのみを抽出することで、得られる生態情報を最大化しつつデータ容量を圧縮する記録計の開発を行った。開発した記録計を、北太平洋を広く回遊するキタゾウアザラシに装着し、その餌の捕食回数・深度を加速度・深度記録から、餌種をビデオ記録から、効率的に抽出することに成功した。本研究の最終的な目的は、バイオロギング手法によって取得された海洋動物の生態情報をアルゴス衛星経由で遠隔的に取得するシステムを開発することである。近年、海洋動物の行動解析によく用いられる加速度・ビデオ記録はデータ容量が膨大であり、連続的に取得されたデータを衛星経由で伝送することは難しい。そこで、まず、加速度・ビデオ記録から行動・生態的に重要なイベント(捕食行動・ストローク行動など)のみを抽出することでデータ容量を圧縮し、イベントの発生頻度や発生時刻を記録する小型加速度・ビデオ記録計を開発することを本年度の目的とした。記録計開始・終了のトリガーの効率的な設定について、深度・加速度等による設定を検討し、これらの設定を組み込んだ小型加速度・ビデオ記録計を、研究協力者・リトルレオナルド社の協力によって開発した。ここで開発したビデオ記録計2台を米国カリフォルニアで繁殖するキタゾウアザラシにテスト装着する野外調査を実施した。これらの記録計はアザラシが回遊から戻る平成28年度5月頃に回収を行って、記録計開始・終了のトリガー設定についての検証を行う予定である。小型加速度・ビデオ記録計を開発し、野外調査によってテスト装着を行えたため本研究は、バイオロギング手法によって取得された海洋動物の生態情報を衛星経由で遠隔的に取得するために、捕食行動等の重要な生態情報を衛星でのデータ伝送が可能な容量まで効率的に集約する手法を開発することを目的としている。また、データ容量が膨大となるため、記録期間が加速度データでは数日、ビデオデータでは数時間に限られるという制約があった。本研究では平成2728年度にかけて、加速度記録から捕食行動をイベントとして抽出することでデータ容量を圧縮し、またイベント発生時にビデオ記録を開始する小型加速度・ビデオ記録計を開発した。またこの記録計を米国カリフォルニアで繁殖するキタゾウアザラシにテスト装着・回収する野外調査を実施し、得られたデータの解析を行い記録計の設定についての検証作業を行った。加速度データからイベントを抽出し、イベントの発生頻度のみを記録するアルゴリズムを記録計本体に搭載した結果、捕食行動の頻度を約2ヶ月にわたる回遊の全期間について記録できることが明らかとなり、さらに照度等の新たなパラメータを記録することも可能であることが分かった。またビデオについては捕食のイベント発生時に記録を限定することで、最大2週間程度にわたる捕食行動時の映像データの取得が可能になった。またこれらの記録から、キタゾウアザラシの餌の8割が魚類で占められており、主な餌は頭足類であるという従来の仮説を覆す結果が得られた。本研究で開発に取り組んだ加速度データから生態イベントを抽出する手法は捕食以外の行動にも適用が可能で、また様々な種で利用可能であり、衛星経由で海洋動物の生態情報を取得する上で今後重要な役割を果たすと考えられる。まずはテスト装着を行ったキタゾウアザラシからの記録計の回収に全力を尽くす。カリフォルニア大学サンタクルーズ校の研究協力者の支援を受けながら、記録計回収に向けた作業を着実に進める。動物生態学研究協力者と作業工程を検討し直した結果、記録計の一部機能(衛星への送信ユニット)の開発を次年度に実施するよう計画を変更したため。記録計への機能追加(衛星への送信ユニット)に係わる経費に使用する計画である。
サルコペニア肥満の予防に向けた3次元加速度訓練による筋-肝臓リハビリテーション

本研究ではNAFLD患者を対象に骨格筋率とNAFLD病態因子との関連性を検討した。骨格筋率の多寡により対象者を3群(低値群、中値群、高値群)に分類し、身体組成、血中生化学データ、超音波所見より解析した。骨格筋率の低値群、中値群、高値群の比較では、肝弾性度(kPa)(9.3、6.7、5.7 ;低>中>高)、肝脂肪化度(dB/m)(293、271、235 ;低>中、低>高)、Kupffer相輝度値(120.7、137.8、160 ;低<中<高)、AST(U/L)(34.6、29.9、22.8 ;低>高、中>高)、ALT (U/L)(43.7、39.1、29.4 ;低>高)、遊離脂肪酸(μEq/L)(0.59、0.58、0.48 ;低>高、中>高)、空腹時血糖(mg/dL)(118.2、113.9、98.6 ;中>高、低>高)、空腹時インスリン(μU/mL)(16.5、10.1、9.38 ;低>中>高)、HOMA-IR (4.83、3.13、1.76 ;低>中>高)、ヒアルロン酸(ng/mL)(72.4、38.5、32.2 ;低>中、低>高)、フェリチン(μg/L)(109.5、121.2、126 ; NS)、高感度CRP(mg/dL)(0.57、0.30、0.23 ;低>中、低>高)、TBARS (μmoles/L)(14.3、11.4、9.2 ;低>中、低>高)、leptin (ng/mL)(19.4、0.7、7.7 ;低>中、低>高)、adiponectin (μg/mL)(5.8、5.8、6.0 ; NS)、TNF-α(pg/mL)(2.1、1.9、1.3 ;低>中、低>高)であった。骨格筋率が高値の群では, NAFLD病態因子の異常は軽微であった。骨格筋率はNAFLDの病態に深く関連する因子である可能性が示唆された。
統合的農村開発とコミュニティ組織－三重県櫛田川流域圏の農業集落を事例に－

農地の集約化、大規模化による農業生産性の上昇を目指す農業政策と地域資源の管理・保全を図る地域政策を統合させることができるどうか。この問いのもとで、都市周辺部の平坦の農村地域として三重県松阪市の機殿地区と阿坂地区を選び、地域活動や地域資源の管理について、アンケート調査とヒアリング調査を実施した。1)農業政策では縦割り行政の構造が強く、他の政策との横の連携が弱いこと、2)地域の共同活動は自治会(集落)を単位としており、住民協議会(コミュニティ組織)は、それとの連携・役割分担が重要であること、3)社会関係資本として地域住民の交流、地域の信頼が生活満足度や定住意思に影響していることが明らかになった。本研究の目的は、産業政策としての農業政策だけでなく、資源の維持管理や生態系の保全などの地域政策や環境政策を推進する統合的農村開発としてとらえ、その農村発展を担う組織としてコミュニティの住民組織に注目し、地域資源の活用・保全管理や地域計画のあり方を分析することである。本年度は、農山漁村の地域開発と資源保全活動について先行研究をフォローすると同時に、研究フィールドである櫛田川流域の農村開発を位置づけるために、日本における先進的な農村開発の地域を視察し、資料収集とヒアリングを行った。農林水産業は地域資源を活用する産業であり、大規模化による生産性の上昇を目指す産業政策に限界がある。農業用水などの地域資源は農家の共同活動によって維持管理されていたが、農業生産生の上昇により農業人口が減少し、非農家人口が増大することで、農業への関心が弱まり、地域資源の維持管理ができなくなるからである。行政や外部の専門家が地域資源の価値を認め資金を投じても、保全には日常のモニタリングや維持管理など、地域住民の協力が必要であり、住民の関心がなければ活動は持続しない。地域資源の持続的な維持管理では、非農家や都市住民の関心を明らかにすることが重要である。資源の維持管理を高める一つの方法は、農産物価格を高めることであり、そのための一つの方法は地域ブランド化で、地域の関係者の連携・ネットワーク化が重要になる。維持管理のインセンティブを高めるもう一つの方法は、共同の保全活動のコストの税金による補填であり、多面的機能支払いとして政策的に推進されている。とちらの方法であれ、地域資源の保全活動の動機、インセンティブは多様であり、農家、非農家の保全活動へのインセンティヴが何で、それぞれどのような関心に基づくのか、地域資源の利用と保全において社会関係資本やコミュニティ組織の果たす役割を分析することが本研究の意義である。地方都市の中心市街地では空洞化が進み、空き地や空き家の増大が、農村部では、農産物価格の低下、高齢化、後継者の不在などにより、離農化する農家が増大しており、農地などの維持管理が困難になり、耕作放棄地が増大している。本研究の目的は、産業政策としての農業政策だけでなく、農家と非農家の交流・コミュニケーションを促す地域政策や生態系の保全などの環境政策を推進することを統合的農村開発としてとらえ、地域資源の活用・保全や地域計画の策定など、社会関係資本やコミュニティ組織がはたす役割を分析することである。農業は、農地の集積化など利用調整が必要であること、また地域の共同水利施設を利用することから、地域における信頼関係、社会関係資本が重要であり、コミュニティをベースにしないと持続可能ではない。松阪市は、中心部は城下町、商人のまちとして発展し、周辺部には田園地帯が広がっており、田園風景、川、歴史的町並みなどの地域資源が存在している。本年度は、三重県松阪市の田園地帯(平坦地)の2地区(阿坂、機殿)、中心部の1地区(松阪中央)の計3地区(小学校区)を選び、住民向けのアンケート調査と、地域住民組織である住民協議会へのヒアリング調査を実施した。このアンケート調査のねらいは、各地区の地域活動への参加状況、地域のつながり=社会関係資本の構造を明らかにし、それらが住民のまちづくりにどのような効果をもたらすのかを検証することにある。また、農村地域では圃場整備などのハードな基盤整備を進めてきたが、持続可能であるためには、育くむためのソフトな地域活動や利用ルールが重要であり、地域資源の利用と維持管理をマネジメントをする組織として住民協議会(まちづくり協議会)を位置づけ、その活動内容を調査した。今年度は市役所の協力も得て、予定通りに松阪市の3つの地区(阿坂、機殿、松阪中央)を選定し、松阪市の選挙人名簿から計約840人無作為抽出でアンケート調査を実施し、450人の回答(回収率53%)を得た。住民の社会的属性、地域集団・地域活動への参加、まちづくりへの意識・関心度について貴重なデータを収集することができた。その地区の住民協議会へのヒアリング調査も実施し、各地区の地域課題、組織の活動内容の現状と課題についてデータを収集した。このようにアンケート調査とヒアリング調査を予定通り実施することができ、地域のつながり、活動や意識、住民協議会の組織構造、活動内容について貴重なデータを収集することができた。また、理論的には、エリアマネジメントや地域住民組織の先行研究をフォローし、地域資源の維持管理を行い地域の持続可能性を高めることなど、エリアマネジメントや地域住民組織が果たす役割について検討することができた。本研究の目的は、産業政策としての農業政策だけでなく、農家と非農家の交流・コミュニケーションを促す地域政策や生態系の保全などの環境政策を推進することを統合的農村開発としてとらえ、人口減少と分散的な土地利用の転換が進む都市周辺部の農村地域を中心に、地域資源の活用・保全や地域計画の策定など、コミュニティ組織がはたす役割を分析することである。

本年度は最終年度であり、コミュニティ組織としての住民協議会の役割に注目した。先行研究として、市場の失敗、政府の失敗からコミュニティにおける多様な主体のネットワークへの移行を論ずるガバナンス論を検討し、松阪市の住民協議会の活動を位置づけた。コミュニティ組織は、単なる行政のコストダウンだけでなく、地域独自の創意工夫が可能になること、迅速でキメ細やかな公共サービスを柔軟に供給できること、受益と負担の関係を可視化し、フリーライダーを防ぐことができることで優れており、都市内分権として全国的に注目されている。松阪市の住民協議会は小学校区を単位とし、その特徴は、補助金の一括交付金化により、住民協議会に予算の配分権限を認めていること、住民協議会が地域計画を策定し、それにそって予算を執行すること、議事録、予算をインターネットで公開することで透明性を高めていることである。そして、農村地域は現在でも用水管理、草刈りなどの共同作業があり、都市部に比べて社会関係資本が強いが、1}農業政策では縦割り行政の構造が強く、福祉などの他の政策との横の連携が弱いこと、2}実際の活動では自治会(集落)を単位としており、それとの連携が重要であること、3}農業の大規模化によって土地持ち非農家が増大しており、農村地区でも地域社会への関心が弱まっていることなど、コミュニティ・ガバナンスの課題を明らかにした。農地の集約化、大規模化による農業生産性の上昇を目指す農業政策と地域資源の管理・保全を図る地域政策を統合させることができるどうか。この問いのもとで、都市周辺部の平坦の農村地域として三重県松阪市の機殿地区と阿坂地区を選び、地域活動や地域資源の管理について、アンケート調査とヒアリング調査を実施した。1)農業政策では縦割り行政の構造が強く、他の政策との横の連携が弱いこと、2)地域の共同活動は自治会(集落)を単位としており、住民協議会(コミュニティ組織)は、それとの連携・役割分担が重要であること、3)社会関係資本として地域住民の交流、地域の信頼が生活満足度や定住意思に影響していることが明らかになった。本研究のテーマである地域開発のあり方や資源の利用と保全の問題などの理論的な位置づけを行い、公開されている産業・事業所統計データを使って、フィールドである櫛田川流域の地形、産業構造、土地利用、人口構造、地域構造などをGISを用いてマッピングすることができた。また、櫛田川流域でどのような集落営農組織が設立されているのか、コミュニティでどのようなタイプの保全活動の組織があり、地域資源の活用と管理を行っているのか、概要を調べることができた。最終年度は、今年度実施したアンケート調査のデータ分析を行い、どのような属性の人がどのような集団・組織に参加し、何を目的に,積極的に活動しているのか、地域活動のコミットメント、人と人のつながり=社会関係資本を作り出す要因を分析する。そして、アンケート調査とヒアリング調査のデータをふまえて、3地区を比較し、社会関係資本(ネットワーク)の構造の違いとそれが地区のまちづくりに及ぼす効果を明らかにする。
無線通信品質予測を活用した高速かつ省電力なコンテンツ配信手法

平成30年度は、当初の計画通り引き続き基盤技術1「多次元時系列データを利用した無線通信品質予測技術」および基盤技術1と2の統合に位置する効率的なデータ処理・配信基盤技術の確立として、「クラウドとエッジによる協調データ処理基盤」の実現について取り組んだ。基盤技術1として、スマートフォンによる無線通信品質予測技術として、平成29年度に確立したユーザ移動形態推定技術をさらに改良し、ディープラーニングによる状態推定精度の向上および強化学習による未知のエリアへの状態推定精度向上を図った。さらに、通信品質予測技術として同じくディープラーニングの一つであるLSTMを活用した通信品質予測技術を確立した。また、基盤技術1と2の統合に位置する「効率的なデータ処理・配信基盤技術」の確立として、基盤技術1で確立した技術を処理機能ごとに分割して実装し、エッジとクラウドで分散的に処理することで、処理時間短縮を可能とした。以上の研究成果をそれぞれ取りまとめ、国際会議および英文論文誌へ投稿、採択された。本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。基盤技術1については、平成29年度から引き続き各種センサ情報収集を行い、これら新たなデータを利用し、基盤技術1の有効性について検証した。また、アルゴリズム提案についても、ディープラーニングを取り入れ、精度向上を図った。これらの研究成果については、英文論文誌への投稿を準備している。基盤技術1と2の投稿についても、コンテナベースのDockerおよびそのオーケストレーションであるKubernetesを活用し、効率的なデータ処理・配信基盤のプロトタイプ実装を行い、その性能評価も実施した。これらの研究成果については、国際会議にて発表した。基盤技術1についてはおおむね完了していることから、研究成果をまとめ、英文論文誌への採択を目指す。さらなる発展として、通信品質予測技術と移動状態推定技術の新たな応用先について検討する。基盤技術1と2の統合については、引き続き効率的なデータ処理・配信基盤の構築を目指す。その際、スマートフォン上でリアルタイムに処理結果を可視化するリアルタイム処理の実現を目指す。これらの研究成果について、英文論文誌への投稿、採択を目指す。平成29年度は当初の計画通り、主に基盤技術1:「多次元時系列データを利用した無線通信品質予測技術」および基盤技術2:「高速かつ省電力なコンテンツ配信技術」について、取り組んだ。まず基盤技術1では、通信品質としてスループット、ユーザの位置情報、時刻情報、各種センサ情報といった多次元時系列データを収集するスマートフォンアプリを開発した。このアプリにより、大学周辺や東京の主要な都市でデータ収集を実行した。それらのデータを活用し、回帰分析および隠れマルコフモデルを適用し、将来のスループット変動の数理モデルを構築し、それによるスループット予測技術を確立した。また、同一の収集情報を利用して、機械学習アルゴリズムとして知られているSVM、RF、k-NNを活用してユーザの移動形態推定技術を確立した。この技術を活用することにより、静止、歩行、自転車、バス、電車で移動中の各状態を高精度で推定することが可能となった。次に、基盤技術2では、基盤技術1で収集された通信品質をマップとして可視化し、その通信品質マップを活用し、高速な通信が得られるスポットを通過するような移動経路を探索する。その移動経路上において、高品質スポットを通過中に、重点的に視聴コンテンツをバッファリングすることで、高速で省電力なコンテンツ配信手法を確立した。大学周辺のエリア上で実機評価し、高速で省電力なコンテンツが可能となることを実証した。以上の基盤技術1および基盤技術2の研究成果をそれぞれとりまとめ、国際学会で成果発表を行うとともに、英文論文誌へ採択された。本研究課題はおおむね順調に進展している。基盤技術1については、多次元時系列データ収集用のスマートフォンアプリを開発し、研究室内で試験的に公開し、小規模に、通信品質、位置情報、時刻情報、各種センサ情報の収集を行った。これら収集された情報はサーバへアップロードし、データベースとして管理している。現在、スマートフォンアプリの信頼性、利便性を高めており、より規模を拡大し公開する準備を進めている。さらに、回帰分析や各種機械学習アルゴリズムを適用することで、スループット予測技術およびユーザの移動形態推定技術を開発した。現在、既存手法との優位性を確認し、英文論文誌への投稿を準備している。基盤技術2については、現在主流のコンテンツ配信技術のWebアプリ実装版であるdash.jsに対して、開発したコンテンツ配信手法を適用し、スマートフォンで動作可能なプロトタイプを開発した。それを活用し、大学周辺のフィールドによるフィールド試験により、手法の有効性を確認した。現在、ネットワーク品質のみならず、ユーザ体感品質も考慮した、より高信頼なコンテンツ配信技術への拡張を検討している。その際、ユーザが感じた反応をシステムへフィードバックすることで、より柔軟な品質制御の確立を進めていく。

以上の研究成果をそれぞれ取りまとめ、国際会議および英文論文誌へ投稿、採択された。本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。基盤技術1については、平成29年度から引き続き各種センサ情報収集を行い、これら新たなデータを利用し、基盤技術1の有効性について検証した。また、アルゴリズム提案についても、ディープラーニングを取り入れ、精度向上を図った。これらの研究成果については、英文論文誌への投稿を準備している。基盤技術1と2の投稿についても、コンテナベースのDockerおよびそのオーケストレーションであるKubernetesを活用し、効率的なデータ処理・配信基盤のプロトタイプ実装を行い、その性能評価も実施した。これらの研究成果については、国際会議にて発表した。基盤技術1における多次元時系列データ収集においては、継続して収集するとともに、さらに別の情報を収集できるように、スマートフォンアプリの開発・改良を進めていく。予測技術についても、より高精度で長期的に予測できるよう、最新の深層学習として知られているCNNをはじめ、時系列データを取り扱うRNN、LSTMの適用を目指していく。さらに、これらの推定技術、予測技術を、実際のモバイルアプリケーションと組み合わせて、単純な予測精度評価のみならず、アプリケーション品質の向上について、その有効性を検証していく。基盤技術2においては、映像配信サービスのみならず、監視映像システムへも拡張していく。その際、より低遅延な監視映像配信技術やネットワーク内での監視映像処理技術の確立を目指す。それに向けて、ネットワーク仮想化技術、エッジコンピューティングの活用、エッジ、クラウド間協調技術の適用を図り、高度なネットワーク内階層分散処理技術の確立を目指す。これに対しては、拡張テーマとして設定し、新たな外部資金の研究費申請も検討する。基盤技術1についてはおおむね完了していることから、研究成果をまとめ、英文論文誌への採択を目指す。さらなる発展として、通信品質予測技術と移動状態推定技術の新たな応用先について検討する。基盤技術1と2の統合については、引き続き効率的なデータ処理・配信基盤の構築を目指す。その際、スマートフォン上でリアルタイムに処理結果を可視化するリアルタイム処理の実現を目指す。これらの研究成果について、英文論文誌への投稿、採択を目指す。国際会議の旅費として計上していたが、国際会議ではなく、論文誌への投稿を行ったため、旅費が浮いたため、その差額を次年度として使用する。
共焦点顕微鏡プローブと摩擦検出微細鉗子を用いた脳腫瘍の術中診断・摘出システム

脳腫瘍摘出手術において腫瘍領域の精密な判別と摘出をめざして,共焦点顕微鏡による脳腫瘍判別と把持力検出機能を持った微細鉗子システムを開発した.共焦点顕微鏡による観察画像における輝度分布を比べることによって腫瘍部と正常部との判別が可能なことを明らかにした.マスター・スレーブ方式の微細鉗子操作システムを開発した.微細鉗子の先端部は,屈曲と回転が可能であり,開閉グリップには,把持力と摩擦力を検山するセンサを組みこんだ.柔軟物体中の対象物を摘出する操作実験を行い,把持動作中の把持力を検出することができた.脳腫瘍摘出手術において腫瘍領域の精密な判別と摘出をめざして,共焦点顕微鏡による脳腫瘍判別と把持力検出機能を持った微細鉗子システムを開発した.共焦点顕微鏡による観察画像における輝度分布を比べることによって腫瘍部と正常部との判別が可能なことを明らかにした.マスター・スレーブ方式の微細鉗子操作システムを開発した.微細鉗子の先端部は,屈曲と回転が可能であり,開閉グリップには,把持力と摩擦力を検山するセンサを組みこんだ.柔軟物体中の対象物を摘出する操作実験を行い,把持動作中の把持力を検出することができた.本研究は,多自由度に屈曲する共焦点顕微鏡プローブにより生体内の微小領域の診断を行う手法を開発するとともに,圧力のみでなく摩擦も検出する多自由度微細鉗子を用いて内視鏡の先で正確に腫瘍の摘出作業を行う操作システムを開発し,脳腫瘍の術中診断・摘出システムの構築を図ることを目的としている.課題1:共焦点顕微鏡プローブの開発:対物レンズ部分が回転ジョイントと反射鏡で構成される多自由度屈曲対物レンズプローブを製作した.チューブの途中にはリレーレンズを装着した.通常の光学顕微鏡で,任意の場所に対物レンズを当てて,良好な画像を得られることを確認した.次に共焦点スキャナを光学顕微鏡に取り付けたシステムを試作し,評価を行う段階にまで至った。課題2:微細屈曲鉗子操作システムの開発硬性内視鏡に挿入できる直径3mmのチューブの先で屈曲・回転・開閉動作する微細鉗子を製作した.微細屈曲鉗子駆動機構は,前後の送りを行う送りねじ機構,紺子の開閉を行うステージ,軸回転を行うモータ,屈曲を行うモータから構成される.一方操作を行うレバーシステムを構築した.このシステムは,レバーの前後駆動,手首のねじりまたは回転,手首の屈曲,指の開閉機構からなる.それぞれにカセンサがとりつけてあり,駆動した位置情報とともに、微細鉗子からの力情報を受けて,操作レバーに力情報を返すフィードバックのプログラムを作成した.課題3:把持力・摩擦力センサの開発微細鉗子の表面につける微細な圧力・摩擦力センサを設計・製作した。これによって鉗子で把持する力を操作レバーの開閉レバーにフィードバックすることが可能となった.本研究は,多自由度に屈曲する共焦点顕微鏡プローブにより生体内の微小領域の診断を行う手法を開発するとともに,圧力のみでなく摩擦も検出する多自由度微細鉗子を用いて内視鏡の先で正確に腫瘍の摘出作業を行う操作システムを開発し,脳腫瘍の術中診断・摘出システムの構築を図ることを目的としている.課題1:共焦点顕微鏡プローブの開発:対物レンズ部分が回転ジョイントと反射鏡で構成される多自由度屈曲対物レンズプローブを製作し,脳腫瘍の蛍光観察に適した波長のレーザを持つ共焦点顕微鏡に取り付けて,生体細胞が観察できることを確認した。これによって,顕微鏡のステージ上以外の場所で観察が行えるようになった。今後脳腫瘍観察へ向けて,プローブ直径の小型化をはかる。課題2:微細屈曲鉗子操作システムの開発昨年度製作した操作システムにおいて,術者の操作レバーの操作によって微細鉗子が駆動され,微細鉗子にはたらいた力が操作側に反力としてフィードバックするシステムを構築し,柔軟な物体に接触した微細な力を操作側に返しながら,微細作業を行うことができた。微細鉗子の駆動機構や屈曲機構について,昨年度よりも詳細に検討を行い,設計の改善と製作を行った。課題3:把持力・摩擦力センサの開発昨年度製作した微細鉗子の表面につける微細な圧力・摩擦力センサの強度が不足していたため,センサの構造設計をやりなおし,製作した。これによって鉗子の把持力を安定して検出することができるようになった。本研究は,多自由度に屈曲する共焦点顕微鏡プローブにより生体内の微小領域の診断を行う手法を開発するとともに,圧力のみでなく摩擦も検出する多自由度微細鉗子を用いて内視鏡の先で正確に腫瘍の摘出作業を行う操作システムを開発し,脳腫瘍の術中診断・摘出システムの構築を図ることを目的としている.課題1:共焦点顕微鏡プローブの小型化と腫瘍判別実験直径5mmサイズの対物レンズプローブを試作した.脳腫瘍を共焦点顕微鏡ステージで観察し,腫瘍による発光点および光強度について分析した.課題2:微細鉗子操作システムの発展昨年度までに構築した操作システムにおいて,カフィードバックシステムのプログラムを改善し,動作精度を向上させた.新たに摩擦力をオペレータの指先に与える素子を開発した.また鉗子直径が3mmで、先端部の屈曲と回転が可能な微細マニピュレータを構築した.課題3:把持力・摩擦力センサの発展ブリップ部で把持力と牽引力を検出するセンサを製作した.

このセンサによって,柔軟物を把持したときのグリップカを検出できるようになった.課題4:統合プロトタイプによる実験と評価構築したカセンサ多自由度微細屈曲マニピュレータを用いて,模擬操作実験を行った.マニピュレータの長手軸延長上にはない対象物に対して,マニピュレータの先端を屈曲させて近づき,対象物をグリップして摘出した。対象物を把持する過程での把持力を検出することができた.
壁乱流亜臨界遷移の間欠乱流パターン形成の大規模DNS解析

層流ー乱流間の亜臨界遷移に見る非平衡臨界現象を対象として,乱流遷移過程の解明とDP(Directed Percolation)普遍クラスとしての特徴付けを目指し,本研究研究では,2方向に空間的自由度を持つチャネル(平行平板間)内流れ,および環状流路のクエット流の2形態を対象として,局在乱流構造「乱流縞」を再調査し,DP普遍クラスとしての特徴評価およびマクロパターン形成のメカニズムを探る.このような,円管内流れから平行平板間流れのホモトピーを考慮した考察を行っていくことで,異なる幾何形状の内部流について包括的な解釈が期待できる.乱流縞は,特に下臨界レイノルズ数付近で空間スケールが膨大となり,世界最大級DNSの実現を要する.本年度は,チャネル内遷移流を対象として,大型並列計算機を用いた直接数値計算(DNS)を多数実施し,亜臨界乱流遷移に見る局在乱流の大規模パターン形成に至る過程の調査と統計的解析を行った.大規模な計算領域として100h x h x 100h規模のものを用いた.下臨界付近でレイノルズ数Reを徐々に減らし,乱流斑点から乱流縞(パターン)形成に至る確率がRe=750付近で極端に減り,かつ乱流縞の成長速度も底をつく(ある一定値に漸近する)ことが分かった.また,環状クエット流において,DP現象に似た(各種臨界指数がDPモデルのものに近い値を得た)傾向を見出だし,乱流遷移過程をDP普遍クラスとして解釈し得る一例を提供できた.以上の結果は,亜臨界遷移のレイノルズ数域の決定と,DP普遍クラスとしての可能性を示したものであるが,より一層の大規模計算による厳密な特徴抽出が必要であることも認識された.本研究で得た解析結果については,英文学術雑誌にて論文発表の準備を進めている.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。層流一乱流間亜臨界遷移に見る非平衡臨界現象を対象として,乱流遷移過程の解明とDP(Directed Percolation)普遍クラスとしての特徴付けを目指し,本研究研究では,主に2方向に空間的自由度を持つチャネル(平行平板間)内流れを対象として,局在乱流構造「乱流縞」を再調査し,DP普遍クラスとしての特徴評価およびマクロパターン形成のメカニズムを探る.乱流縞は,特に下臨界レイノルズ数付近で空間スケールが膨大で,世界最大級DNSの実現を要する.本年度は,チャネル内遷移流を対象として,大型並列計算機を用いた直接数値計算(DNS)を実施し,亜臨界乱流遷移に見る局在乱流の大規模パターンに関する臨界現象を調査した.大規模な計算領域として200h x h x 100h規模のものを用いた.下臨界付近の遷移レイノルズ数域(摩擦レイノルズ数でおよそ4080)を詳細に調べるため,比較的に細かな刻み幅でレイノルズ数を段階的に変化させ,パターンの変化を追跡した.また,局所的な外乱から乱流斑点を発生させ,それの乱流縞または乱流帯への成長過程を追跡することで,パターン形成のメカニズムや臨界条件を調査した.その結果,およそレイノルズ数(チャネル中心速度に基づく)が780付近で,乱流帯の空間成長率に有意な変化が現れることを見出し,下臨界値の検討に進展があった.本研究で得た解析結果については,当該領域研究者で共有することに加えて,フランス研究者(Y.Duguet博士とO.Dauchot博士)および東京理科大院の修士数名を研究協力者として,連携して本研究課題に取り組む.局在乱流パターンの時系列変化や成長過程について,DNS解析がおおむね順調に進んでいる.しかしながら,DP普遍クラスとしての特徴評価には更なる大規模な計算領域が必要であることが判明し,MPI並列による大規模高効率計算の実施が課題となっている.層流ー乱流間の亜臨界遷移に見る非平衡臨界現象を対象として,乱流遷移過程の解明とDP(Directed Percolation)普遍クラスとしての特徴付けを目指し,本研究研究では,2方向に空間的自由度を持つチャネル(平行平板間)内流れ,および環状流路のクエット流の2形態を対象として,局在乱流構造「乱流縞」を再調査し,DP普遍クラスとしての特徴評価およびマクロパターン形成のメカニズムを探る.このような,円管内流れから平行平板間流れのホモトピーを考慮した考察を行っていくことで,異なる幾何形状の内部流について包括的な解釈が期待できる.乱流縞は,特に下臨界レイノルズ数付近で空間スケールが膨大となり,世界最大級DNSの実現を要する.本年度は,チャネル内遷移流を対象として,大型並列計算機を用いた直接数値計算(DNS)を多数実施し,亜臨界乱流遷移に見る局在乱流の大規模パターン形成に至る過程の調査と統計的解析を行った.大規模な計算領域として100h x h x 100h規模のものを用いた.下臨界付近でレイノルズ数Reを徐々に減らし,乱流斑点から乱流縞(パターン)形成に至る確率がRe=750付近で極端に減り,かつ乱流縞の成長速度も底をつく(ある一定値に漸近する)ことが分かった.

また,環状クエット流において,DP現象に似た(各種臨界指数がDPモデルのものに近い値を得た)傾向を見出だし,乱流遷移過程をDP普遍クラスとして解釈し得る一例を提供できた.以上の結果は,亜臨界遷移のレイノルズ数域の決定と,DP普遍クラスとしての可能性を示したものであるが,より一層の大規模計算による厳密な特徴抽出が必要であることも認識された.本研究で得た解析結果については,英文学術雑誌にて論文発表の準備を進めている.国立大学の大型並列計算機および共同研究サービス(計算コードの高度化)を活用し,MPI並列計算の実施を目指す.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
乳酸菌およびビフィズス菌の日和見感染機構の解明と安全性向上

乳酸菌およびビフィズス菌株からCaco-2細胞monolayerに侵入性を有する株を見出した。最も侵入性が高かったLactobacillus crispatus JCM 5810を用いて、侵入経路および侵入機構を調べた。その結果、頂端側が主な侵入経路で、他の病原菌によりtight junctionが破壊された場合には側面からも効率的に侵入するが、基底面からは殆ど侵入は見られなかった。侵入には菌体タンパク質の合成と細胞側のマイクロフィラメントの再構成が必要であることを明らかにした。研究室で保存しているヒト腸管等由来Lactobacillus crispatusおよびL.gasseri菌株などを用いて、ヒト消化管上皮細胞様細胞であるCaco-2細胞monolayerへの付着および侵入性を評価した。侵入性はgentamicin protection assayにより評価した。その結果、全ての株で付着が見られ、付着率は1053%であった。一方、侵入に関しては、侵入が見られない株が多かったが、3菌株で侵入が見られその侵入率は0.10.25%であった。付着性と侵入性には関連は見られなかった。走査型電子顕微鏡による観察で侵入らしき像は観察されたが、ruffling膜の形成は明瞭には観察されなかった。そこで、侵入と侵入時のCaco-2細胞表層の病変については次年度に透過型電子顕微鏡により確認することにした。細胞侵入性病原体であるArcobacter butzleriとの同時感染が、侵入性乳酸菌株およびA.butzleriの侵入性に与える影響を調べた。その結果、試験した侵入性乳酸菌株3株中1株でわずかに侵入率が増加した。一方、試験した2株のA.butzleriのうち、1株は侵入性が減少したが、1株ではわずかに増加した。本年度の研究により、プロバイオティクスとして用いられることが多い、ヒト腸管由来lactobacilliにヒト腸管上皮細胞モデルへの侵入性を有する菌株があること、すなわち日和見感染する可能性がある菌株もあるととを明らかにした。さらには、侵入性Lactobacillus菌株が病原菌の細胞への侵入を促進する可能性も示唆された。次年度以降の研究により、侵入性Lactobacillus菌株の自身の侵入および他菌に対する侵入促進の分子機構の解明により、より安全なプロバイオティック菌株の選抜法を確立したい。tight junctionを崩壊させるEGTAによるCaco-2細胞monolayerの前処理が付着・侵入に与える影響を調べたところ、付着は無処理の場合と変わらなかったが、侵入率は約2.5倍に増加した。トランスウエルを用いて基底面からの侵入性を調べたところ、基底側からの侵入率は頂端側からのそれの100分の1程度であった。以上のことから、(1)Lb.crispatus JCM 5810のCaco-2細胞monolayerへの侵入は頂端側が主要経路である、(2)他の微生物等によるtight junctionの破壊があった場合には側面からも高率で侵入する、(3)基底面からの侵入は殆ど見られないことが示された。真核細胞のタンパク合成阻害剤であるシクロヘキシミドでCaco-2細胞を前処理し、付着・侵入に与える影響を調べたところ、いずれにも影響しなかった。一方、細菌のタンパク合成阻害剤であるクロラムフェニコールの存在下では、菌の付着性は無処理の場合と変わらなかったが、侵入性は約70%減少した。微小管脱重合剤であるコルヒチンとノコダゾールで前処理したCaco-2細胞への付着・侵入性は無処理の場合と変わらなかった。一方、マイクロフィラメント重合阻害剤であるサイトカラシンDによる前処理がCaco-2細胞への付着・侵入性に与える影響を調べたところ、付着性は変化無かったが、侵入性は約30%減少した。以上の結果から、Lb.crispatus JCM 5810の頂端側からのCaco-2細胞monolayerへの侵入には、菌体側で新たなタンパク合成が必要であり、細胞側では微小管は関与せず、マイクロフィラメントが関与していることが示された。市販されている10種の発酵乳から分離した乳酸桿菌10株について、Caco-2細胞monolayerへの付着・侵入性を調べたところ、付着率が高い菌株はあったが、侵入性を示した菌株は無かった。昨年度に引き続き、侵入性乳酸菌株としてLactobacillus crispatus JCM5810を、腸管上皮細胞モデルとしてCaco-2cell monolayerを用いて、侵入および細胞障害活性について検討した。昨年度までの研究で、JCM5810株はCaco-2cell monolayerの頂端側から侵入することを明らかにした。本年度はtight junctionに与える影響を調べた。その結果、感染後48時間でTERは、侵入性の病原菌Acrobacterbutzleriでは5070%、JCM5810では非侵入性乳酸菌株であるL.crispatus JCM8779と同程度の3040%減少した。

このことから、JCM5810株は弱いがtight junctionを破壊する活性を有することが示唆された。また、JCM5810株のアポトーシスおよびネクローシスの誘導活性を、TUNEL assayおよびMTT assayで評価した。その結果、アポトーシス誘導活性は観察されなかった。細胞障害活性は、菌体lysateでは観察されなかったが、生菌体添加時にA.butzleriよりは弱いものの観察された。昨年度の研究で走査型電子顕微鏡により、JCM5810を感染させたCaco-2cell monolayer表面を観察したところ、侵入を疑わせる像を観察したので、本年は透過型電子顕微鏡により観察した。その結果、観察視野数が少ないためか、明瞭な侵入像は観察されなかった。これまでの研究により、L.crispatus JCM5810株は(1)Caco-2細胞に頂端側および側面から侵入すること、(2)単層培養されたCaco-2細胞では基底面からの侵入率は低いこと、(3)弱いながら細胞障害活性およびtight junction破壊活性も有すること、(4)そこで、(3)の結果、側面からの侵入も起こる可能性があること、(5)侵入にはCaco-2細胞側のタンパク質合成を伴う、マイクロフィラメントの再構成が必要であることを明らかにした。
SNPs探索分子素子(ミスマッチ結合分子リガンド)の開発

1)核磁気共鳴スペクトル(NMR)によるナフチリジンダイマーとG-GミスマッチDNA複合体構造の解析を行った。ゲノムサイエンスセンターの菊地淳博士の協力を得て、ナフチリジンダイマーとG-GミスマッチDNAのNMRによる構造解析を行った。その結果、ナフチリジンダイマーによるG-Gミスマッチの認識には、ナフチリジンとグアニンとの水素結合形成、ナフチリジン環のインターカレーション、二つのナフチリジン-グアニンペアがジグザグにスタックしている事が明らかとなった。この結果から、ナフチリジンダイマーによるG-Gミスマッチの認識は、当初我々が予想したモデルに極めて近い事が明らかとなり、他のミスマッチ認識にこのモデルが適用できる可能性が強く示唆された。アデニンと水素結合様式がマッチする化合物をスクリーニングして、ナフチリジンとのハイブリッドを作成した結果、G-Aミスマッチに強く結合する化合物を得た。現在この化合物をリードとする詳細な構造活性相関を実施中であり、G-Aミスマッチ認識については目途が立った。3)ナフチリジンダイマーによるG-G、G-A、G-Tミスマッチ認識。SPRチップ表面へナフチリジンダイマーを固定化する際、チップ表面(デキストランでコートされている)からナフチリジンダイマーが十分水溶液中に曝露されていることが必要となる。そのために、ナフチリジンダイマーとSPR表面のリンカー長を伸ばすことを検討した。その結果、ポリエチレングリコールリンカーを用いることにより、感度が2倍上昇した。今後、リンカー長をさらに長くすることによる感度上昇を試みる。
泥炭湿地の保全及び賢明な利用のための泥炭土の分解制御に関する研究

前年度に続き、農地に隣接する原生湿原である美唄湿原を調査対象地とした。著しい乾湿履歴に曝されている排水路近傍において、地下水位と共に、泥炭土壌中のCO_2濃度分布変化を深さ10cm毎に、週に12度の頻度で測定した。また、CO_2濃度の測定深度毎に100cm^3の不撹乱試料を採取し、土壌ガス拡散係数-気相率曲線を実測した。さらに、泥炭土壌の分解の指標として、当該深度ごとのC-N比を評価した。実測された泥炭土壌のガス拡散係数-気相率曲線は、既往の研究にある鉱物土壌のガス拡散係数-気相率曲線の予測モデルによって著しく過大評価されたことから、泥炭土壌の性質を考慮に入れたガス拡散係数の予測モデルを提案する必要があると考えられた。また、泥炭土壌の分解が進行するにつれてガス拡散係数が上昇する傾向が見られたことから、泥炭土壌の好気的な分解が土壌通気性を向上させ、さらに分解を助長する、という正帰還的な機構の存在が示唆された。4月の融雪から11月の降雪までの間の泥炭土壌中のCO_2濃度の変動範囲は、深さ50cmで4.98.4%、深さ40cmで3.07.1%、深さ30cmで2.04.8%、深さ20cmで0.141.32%、深さ10cmで0.050.33%であった。また、地下水位変動との対応から、泥炭土壌中のCO_2濃度の上昇には、融雪後の地下水位低下に伴う土壌呼吸による漸増に加え、強雨後の急激な地下水位上昇に伴い深層に存在していた高濃度のCO_2が押し上げられ、浅層のCO_2濃度を上昇させる場合があると考えられた。このことは、泥炭土壌中のガス移動量を評価する際に、土壌中のガス輸送の主要な機構とされている拡散現象に加え、移流による輸送を考慮に入れる必要があることを意味しており、既往の研究で報告されてきた泥炭地湿原からのCO_2放出量の大きな季節変動を説明、予測する上で有意義な知見と言える。調査地として農業排水路に囲まれた550×420mの原生湿原を選んだ。調査にあたり学生諸氏の助力を得た。この湿原の南側半分において50×50mの格子状に74の観測点を設け、二週間に一度の割合で5ヶ月間、地表面標高の測量を行った。その結果、とくに排水路近傍において20cm以上の上下動が存在しており、著しい乾湿の履歴にさらされていることが示唆された。そこで、地下水位の変動を追跡するため、排水路から湿原中央部に向かって7.5、32.2、81.8、182.2、432.6mの地点に、データロガーと圧力変換器とを備えたポーラスカップ付塩ビ管を埋設した。その結果、排水路から7.5mの地点でのみ、2時間で60cmの上昇など大きな水位変動が生じており、その他の地点における水位変動は概ね深さ20cmの範囲にあることが明らかとなった。また、水位変動の機構を明らかにするために、排水路から57、132、282、382mの地点で深さ20cmの、排水路から4.5mの地点で深さ24、38、54cmの飽和透水係数をそれぞれ測定し、排水路から4.5、57mの地点ではこれら以外の地点に対して1/10程度の値であることを明らかにした。地下水位測定は、現在も継続中である。さらに、泥炭土からの二酸化炭素発生量を追跡するためのアクリル製チャンバーを設計し、水分量制御下での泥炭土の分解実験に供している。前年度に著しい乾湿履歴を認めた原生湿原の排水路近傍において、泥炭土の分解速度を評価するために、土壌ガス採取管を深さ60cmまで10cm毎に埋設し、週に12回の頻度で土壌CO_2濃度分布の変化を追跡した。さらに、当該深さ毎に不攪乱の泥炭土試料を採取し、土壌ガス拡散係数-気相率曲線、および水分特性曲線を測定した。以上の測定値から、夏季の泥炭土壌中でのCO_2発生速度を、水位変動時も含めて、419mgCO_2m^<-2>(cmthickness)^<-1>hour^<-1>と評価した。また、25°Cの室内において水分量制御下での泥炭土分解試験を行い、大気と同等のO_2濃度、かつ地下水位-100cm相当の水分でのCO_2発生速度が、1733mgCO_2m^<-2>(cmthickness)^<-1>hour^<-1>と、野外でのCO_2発生速度をやや上回る値であることを確認した。野外との値の違いから、人為による泥炭湿地の地温や土壌通気性の上昇が、泥炭土の分解を促進することが示唆された。泥炭土壌中におけるガス拡散係数および水分特性曲線を共に評価した例はほぼ見られない。更に、野外の泥炭土壌中におけるCO_2発生速度分布の変化を定量化したことは泥炭湿地への人為活動の影響を評価する上で、有意義な知見と考えられる。本研究の内容は、European Journal of Soil Scienceに投稿中である。

また、2003年8月には、日本土壌肥料学会神奈川大会において「泥炭土壌中におけるガス動態について」の表題で、また、同年同月、沖縄で行われた農業土木学会大会講演会において「泥炭地湿原から農業排水路への水の流出」の表題で、それぞれ口頭発表を行った。前年度に続き、農地に隣接する原生湿原である美唄湿原を調査対象地とした。著しい乾湿履歴に曝されている排水路近傍において、地下水位と共に、泥炭土壌中のCO_2濃度分布変化を深さ10cm毎に、週に12度の頻度で測定した。また、CO_2濃度の測定深度毎に100cm^3の不撹乱試料を採取し、土壌ガス拡散係数-気相率曲線を実測した。さらに、泥炭土壌の分解の指標として、当該深度ごとのC-N比を評価した。実測された泥炭土壌のガス拡散係数-気相率曲線は、既往の研究にある鉱物土壌のガス拡散係数-気相率曲線の予測モデルによって著しく過大評価されたことから、泥炭土壌の性質を考慮に入れたガス拡散係数の予測モデルを提案する必要があると考えられた。また、泥炭土壌の分解が進行するにつれてガス拡散係数が上昇する傾向が見られたことから、泥炭土壌の好気的な分解が土壌通気性を向上させ、さらに分解を助長する、という正帰還的な機構の存在が示唆された。4月の融雪から11月の降雪までの間の泥炭土壌中のCO_2濃度の変動範囲は、深さ50cmで4.98.4%、深さ40cmで3.07.1%、深さ30cmで2.04.8%、深さ20cmで0.141.32%、深さ10cmで0.050.33%であった。また、地下水位変動との対応から、泥炭土壌中のCO_2濃度の上昇には、融雪後の地下水位低下に伴う土壌呼吸による漸増に加え、強雨後の急激な地下水位上昇に伴い深層に存在していた高濃度のCO_2が押し上げられ、浅層のCO_2濃度を上昇させる場合があると考えられた。このことは、泥炭土壌中のガス移動量を評価する際に、土壌中のガス輸送の主要な機構とされている拡散現象に加え、移流による輸送を考慮に入れる必要があることを意味しており、既往の研究で報告されてきた泥炭地湿原からのCO_2放出量の大きな季節変動を説明、予測する上で有意義な知見と言える。
人工聴覚バッテリーへの熱電素子の応用研究

・体温排熱を回収し、熱電変換素子による発電を利用するシステム開発のために、基礎的データの収集を目的とした要素実験を行った。熱電変換素子は8×12×16.5tmmサイズのものを使用した。吸熱部材として、3極類のウレタン樹脂を用い、アルミニウムフィンを載せた状態における素子温度差(ΔT)を比較評価した。選択した1種類の樹脂を用い、上記熱電変換素子を10個連結したベルト状のユニットを試作し、発電力を評価した。使用したウレタン樹脂は、以下の3種類でいづれも株式会社ポリシス製である。*アルミナフィラー入り樹脂(白色)厚さ2.2mm粘着性なし*人肌プリンゲル(白色)厚さ3mm粘着性あり*パプラスタックゲル(黒色)厚さ2.5mm粘着性あり・熱電変換素子1個使用の場合の素子温度差(ΔT=Th-Tc)の肌に接触させてからの時間ごとに樹脂ごとに測定した。人肌プリンゲルとアルミニウムフィンを使用した「ベルト状発電ユニット」を使用した実験結果を、肌に接触させてからの時間ごとに測定した。・熱伝導率としては、アルミニウムフィン入りの樹脂が最も高いが、人体に接触した場合の温度差を得るための所要時間に大きな差は無かった。・熱電変換素子の温度差は、粘着性のある樹脂の方が比較的大きかった。・人体接触後数分で発電力の変化は小さくなるが、10分以上経過しても徐々には低下していた。・接触初期には60μWの発電力が、20μW前後までに低下してしまった。・蓄電して発電利用するとしても、さらなる改善による発電力の向上が必要であると思われた。そのためには、放熱能力と密着性の改善と合わせて、素子面積の増加を検討する必要がると考える。・本年度は体温排熱を回収し、熱電変換素子による発電を利用するシステム開発のために、基礎的データの収集を目的とした要素実験を行った。・熱電変換素子は8x12x1.65mmサイズのものを使用した。吸収部材として、3種類のウレタン樹脂を用い、アルミニウムフィンを載せた状態における素子温度差を比較評価した。・選択した1種類の樹脂を用い、上記熱電変換素子を10個連結したベルト状のユニットを試作し、発電力を評価した。・本年度の研究により、以下の結果が得られた。蓄電して電力利用するとしても、さらなる改善による発電力の向上が必要である。そのためには、放電能力と密着性の改善と合わせて、素子面積の増加を検討する必要があると考えた。・平成18年度は以上の問題点を改善すべく、検討を進めて行きたい。
精神科病院における社会的入院患者数減少に向けた退院支援評価指標の開発と実証

本研究の目的は、精神科看護師に必要な退院支援技術項目の構築、その質的評価に繋がる精神科退院支援評価指標の開発とその妥当性と有用性の実証であった。精神科病院に勤務する看護師を対象とした調査により、彼らが抱えている退院支援周辺の課題を明らかにした。また、退院支援技術項目を構築し、その妥当性と有用性について検討した。今後の課題は、勤務年数を考慮した退院支援技術の確立と退院支援評価指標を用いた質的評価方法の構築である。本研究の目的は、精神科病棟に勤務する看護師を対象とし、退院支援に対する看護行為の実践状況や思いを明らかにし、精神科看護師に必要な退院支援技術の明確化及び退院支援周辺の課題について検討することである。さらに、退院支援周辺の課題を勘案した上で、退院支援技術項目を構築し、精神科看護の5年以上のキャリアを持つ看護師らのデルファイ法により、その質的評価に繋がるツール(精神科退院支援評価指標)を開発し、そのツールの妥当性と有用性を全国規模の量的調査によって実証することである。初年度である平成22年度は、精神科看護師に必要な退院支援技術を整理した上で、精神科看護師の退院支援に関する思いや看護行為の実践状況を明らかにすることを目的とし、青森県内にある全精神科病院(26施設)に勤務する看護師を対象者に、無記名の自記式質問紙調査を実施した。調査内容は、(1)個人属性、(2)退院支援に対する看護行為の実践状況、(3)退院支援を促進するにあたっての困難程度、(4)退院支援に対する思いであった。調査実施に際しては、弘前大学大学院医学研究科倫理委員会の承認を得た上で、各施設の看護部門の責任者に対して本研究の趣旨及び質問紙調査について口頭と文書により説明した。その結果、25施設から調査協力の同意を得ることができ、各施設の看護部門責任者を通じて、本調査の趣旨説明文と質問紙を1,277名に配付した。951部の回答(回収率74.5%)が得られ、退院支援周辺の課題について検討した。今後は、退院支援周辺の課題を勘案した上で、退院支援技術項目を構築し、デルファイ法による調査への準備をすすめていく。本研究の目的は、精神科病棟に勤務する看護師を対象とした調査により、精神科看護師に必要な退院支援技術を明らかにすることである。さらに、これまでの研究結果から、退院支援技術項目を構築し、その質的評価に繋がるツール(精神科退院支援評価指標)を開発し、そのツールの妥当性と有用性を全国規模の量的調査によって実証することである。研究2年目にあたる平成23年度は、精神科臨床経験5年程度の看護師6名を対象者として、退院を促進する要因や阻害する要因などをリサーチクエスチョンとして90分のグループインタビュー(調査1)を実施し、退院支援周辺の課題について検討した。また、研究初年度に行った青森県内にある全ての精神科病院26施設に勤務する看護師1,277名を対象者として実施した無記名自記式質問紙調査(調査2)の結果を基にして「退院支援技術項目」を構築した。その成果のの部を、平成23年10月1921日、秋田市において開催された「第70回日本公衆衛生学会」において学会発表した。さらに、その「退院支援技術項目」に対する妥当性と有用性にフォーカスを当てたグループインタビュー(調査3)を90分実施した。なお、対象者は、調査1において協力を得られた同じメンバーを対象者として行った。なお、調査実施に際しては、日本赤十字北海道看護大学研究倫理委員会の承認を得た上で、各施設の看護部門の責任者に対して本研究の趣旨及びグループインタビューについて口頭と文書により説明し、承諾を得、対象者の推薦を受けた。また、対象者に対しても、事前に本研究の趣旨及びグループインタビューについて口頭と文書により説明し、当日開始前に承諾書により、参加の意思を確認した。さらに、これまでの研究結果から、退院支援技術項目を構築し、その質的評価に繋がるツール(精神科退院支援評価指標)を開発し、そのツールの妥当性と有用性を全国規模の量的調査によって実証することであった。平成24年度は、本研究課題の研究3年目であり、最終年度にあたる。本年度は、2年目に実施した調査の結果を分析し、整理した。昨年度の最初に実施した調査(調査1...精神科臨床経験5年程度の看護師6名を対象者として、退院支援に関わって戸惑うこと、退院を促進する要因や阻害する要因などをリサーチクエスチョンとした90分のグループインタビュー)の結果について帰納的記述的分析を深め、退院支援周辺の課題について整理した。また、初年度に行った調査(調査2...青森県内にある全精神科病院