hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
誤情報の学習促進効果に関する研究

学習課題遂行中のエラー反応の視覚的確認が後続する学習に与える影響を検討した。研究1では、漢字の読み課題におけるエラー反応の修正と確信度との関連を調べ、高確信度エラーの過剰修正効果を確認した。研究2から研究4では、漢字の読みに関する語彙学習において、エラーの視覚的フィードバックが正しい読みの学習を促進した。ただし、読み方にどの程度確信があるかという確信度の影響を受け、低確信度で顕著な促進現象が認められた。平成25年度は、フィードバックの呈示方法に着目して、誤情報の生成が正情報の学習を促進する仕組みについて検討することを目標とした。この種の促進効果は、記憶の過剰修正効果に関する研究で報告されている。記憶の過剰修正とは、同じ記憶違いでも確信度が高く定着度合が強いと考えられる誤記憶の方がむしろ正情報のフィードバックによって修正されやすいことを指している。Kang et al.(2011)の研究では、一般常識問題を課したときに、回答を全く思いつかなかった(つまり、誤情報がない)試行よりもむしろ、誤情報を想起した試行の方が修正されやすかったのである。まず、過剰修正効果の一般性を漢字読み課題を用いて検討した。その結果、漢字の読み方という語彙表象の音韻情報においてもその効果が明瞭に認められ、さらに、言語性ワーキングメモリの能力と相関することが新たに発見された(Iwaki, Matsushima, & Kodaira, 2013)。これは、誤情報が想起されたあとの情報処理が過剰修正をもたらす可能性を示すものであり、言語性短期記憶における誤情報の表象の影響を考慮する必要性を強く示唆する結果であった。次に、一般的知識問題(例:世界で一番長い川は?ナイル川)を用いて、想起された誤情報の視覚的フィードバックが誤りの修正率に与える影響を検討した。この実験は現在進行中であるが、おおむねフィードバックのポジティブ効果が認められている。実験結果の一部は、全国学会で公表済みであり、データがまとまり次第、投稿する予定である。平成26年度は、平成25年度に引き続き、誤情報の生成が正情報の学習を促進する仕組みについて検討した。とくに、生成された誤情報の視覚的フィードバックが学習を促進する可能性について集中的に検討した。まず、難読漢字の読み課題を用いた。参加者は誤答の際に正答フィードバックを受けるが、それに誤答を視覚的にフィードバックする条件としない条件の間で、効果の有無を検討した。その結果、誤答をフィードバックしない条件では高確信度エラーほど修正率が高くなる有意な過剰修正効果が認められたが、フィードバックする条件では有意な効果は認められなかった。このことは、誤答のフィードバックが低確信度のエラーに対して修正率を高める効果があることを示唆していた。これは、高橋・岩木(2015)において公表した。次に、低連想価の2つの単語対を記憶する対連合学習課題を用い、手がかり語に対して何らかの単語を連想させ(これはふつう、ターゲット語とは一致しない)、そのあとでターゲット語を呈示した。この手続きでは、最終テストにおけるターゲット語の手がかり再生率は、連想させなかった場合よりも高くなる(failed test effect)。そこで、連想した単語を視覚的に呈示する条件としない条件との間で比較したところ、前者のほうが最終テストの手がかり再生率が有意に高くなった。また、連想直後に短期記憶を妨害する数唱を課すと再生率が有意に低下した。これらの結果は、手がかりから誤って連想した単語(ターゲットとは異なる単語)が短期記憶に保持されいてることが、failed test effectが生じるための条件であることを示している。これらのデータは、2015年9月の全国学会で報告し、論文として公表する予定である。学習中に誤反応を生成すると質問文等の手がかりと連合する結果、正答の学習が阻害されると考えられてきたが、2009年以降、実際には促進されることが繰り返し報告されている。しかし、誤反応の生成とは独立にその反応の視覚的確認がどのような効果を持つのかはわかっていなかった。本科研研究の2年目(26年度)には、対連合学習事態(2つの単語を対にして憶える課題)において、手がかりに対するターゲットの誤った推測の視覚的確認が、確認しない条件よりも「手がかりーターゲット」対の学習を促進することが実証された。しかし、この課題は厳密には「誤った推測」であり、誤った知識といえるものではなかった。最終年度である27年度は、誤った知識についても同様の効果が得られるかどうかを大学生を対象に集中的に検討した。語彙学習課題(漢字を読む課題)では、誤った読み方は正答フィードバックによって修正されるが、この修正率が誤反応のフィードバック(視覚的確認)によって促進されることが確認された。語彙課題は学校教育における実際の教材と呼べるものであり、小学校から高校まで継続的に教育がなされている。また、この研究成果は、英語等の外国語教育、外国人の日本語教育への応用可能性も含んでいる。本来、27年度は小学校において誤反応フィードバックの学習促進効果を検討する予定であったが、基礎的な実験に時間を取り、実施できなかった。今後は、この誤反応フィードバックの他の課題への一般化、小学生等への対象の一般化、教育課程に応用する際の手続きの最適化、という大きな3つの研究課題を遂行すべきである。

研究2から研究4では、漢字の読みに関する語彙学習において、エラーの視覚的フィードバックが正しい読みの学習を促進した。ただし、読み方にどの程度確信があるかという確信度の影響を受け、低確信度で顕著な促進現象が認められた。平成26年度は、生成された誤情報の視覚的呈示(フィードバック)が正情報の学習を促進する条件を、漢字読み課題と対連合学習課題の2種類の課題を用いて検討した。その結果、誤情報が短期記憶に保持されていることが1つの条件であることを明らかにできた。これは世界的に報告されていない情報であり、今後の研究を方向付ける成果だと思われる。しかし、平成27年度に予定している児童への応用研究に進むには、まだ情報が不足しており、基礎研究を続ける必要がある。研究はやや遅れ気味であり、今後若干の計画の修正が必要となるかもしれない。教育心理学平成27年度は、児童への応用研究を推進する計画であったが、まだ時期尚早であると判断し、平成26年度の研究を発展的に継続する。まず、過剰修正効果の基礎メカニズムを脳波を用いて電気生理学的に検討する。すでに予備的結果を得ており、今後早急に本格化させる。これによって、自動的注意と意図的注意の影響を分離して測定し、メカニズムの解明につなげたい。次に、対連合学習課題を用いて、誤情報の学習促進効果にワーキングメモリがかかわることを明らかにする予定である。その構成要素の言語性短期記憶が関与することは明らかになりつつあるので、「処理」の内容を詰めて検討する予定である。平成25年度の目標は、誤情報の学習促進効果が存在するかどうかについて確認し、その仕組みを検討することであった。剰余変数を統制するための複数の予備実験を計65名の参加者に実施し、おおむね適正の実験手続きを明らかにできた。その後、誤情報のポジティブ効果を確認し、誤情報の想起後の短期記憶における情報処理が重要であることがわかってきた。概ね順調に研究は推移していると考えている。実験計画にはなかった追加実験が生じ、論文作成まで至っていないデータが累積している。そのため、英文校閲料金や投稿料に充てる予定であった予算が次年度繰越となった。平成26年度は、予定通り、想起した誤情報だけでなく、外部から与えられた誤情報についても学習の促進効果が認められるかどうかを主たるテーマとして検討する。そのために、一般的知識問題への回答方法として「多肢選択」を用いる。多肢選択課題では、正答のほかにルアーと呼ばれる誤情報を同時に呈示し、参加者はその中から正しいと思うものを選択する。このタイプの課題は、現場の学校教育においても普通に用いられるものであり、応用可能性という観点から見たときに重要な検討課題である。また、問題内容の一般化可能性の観点から、漢字読み課題と自然科学的知識のような推論が求められる課題も検討対象に加える。これによって、より一層、応用時に必要とされる基礎知識を明らかにしたい。繰り越しとなった予算は、平成27年度に本来の使途である英文校閲料や投稿料に充てる予定である。
早期産褥期の母と子の寝床空間機能に関する感性工学的研究

本研究の目的は,病産院における母と子の寝床空間機能を取り上げ母と子の相互関係の心理・情緒関係性について母性看護学と感性工学的視点からの研究である。そこで,12年度の研究は,入院中の母と子の寝床環境の実態と環境に対する評価,および情緒的関係性について,寝床環境の評価尺度を作成し看護学生を被験者に調査し要求水準を抽出した。さらに予備実験でビデオカメラにて母子の相互作用の行動を録画し2次元解析しその特性を解析した。13年度は,次のような知見を得た。1)母子のベッド配置関係を実験し,母子相互の情緒的関係性を抽出した。「新生児に対する愛情」や「安心感」が最も高くなる新生児用ベッドは,次の特徴をもっていた。(1)母のベッドと同じ高さで,なおかつ(2)母の頭元に配置されたベッドであった。2)母子のベッド配置と母親の行動を3次元実験にてその特性を抽出した。実験の結果,新生児の衣服の着脱などの保育行動を行うためには,既成の新生児ベッドの広さでは限界があった。3)母子同室体制の病産院の看護職(看護師・助産師)を対象にアンケート調査し,母と子の寝床空間環境を評価し,要望を抽出した。その結果,現状の新生児ベッドの配置が理想とは異なると回答した看護職者は7割以上を占めた。その最も大きな要因として,「病室のスペースが狭い」ことが指摘された。これらの成果で,母と子の寝床空間については,母子間距離には安心感,一体感,不安感など一定の距離特性が存在し,「児と接触のしやすさ」「病室形態」「新生児ベッドの配置・高さ・広さ」も,母子相互の情緒的関係性に影響する因子であることを見いだした。現行の医療法で規定されている病床面積で、母児同室にすることは手狭であること、そのため母のウエスト・足下周辺に児のベッドを配置している実態が明らかとなり,児と触れ合うというマザーリングのしやすさをコンセプトにした産科の病床面積の改善が必要であることが導き出された。加えて、既製の児のベッドの高さではマザーリング面、広さという点では作業面も改良が必要であることが示唆された。医療法による一般病床では新生児ベッドを加味した病床面積では積算されてなく、成人ベッドのみ収容面積で規定され,新生児ベッドを配置する空間域は明記がない。母児の相互作用という情緒面から「母児同室」が望ましいという本研究成果を踏まえて、病床面積,病室形態,病床空間域等について追究し,新たな産科病室の設計計画を提言すべき、今後の研究課題となった。

本研究の目的は、病産院における母と子の寝床空間機能を採り上げ、母と子の相互関係の心理・情緒的関係性について母性看護学と感性工学的視点からの研究である。そこで、本年度の研究は、入院中の母と子の寝床環境の実態と環境に対する評価、および情緒的関係性について、寝床環境の評価尺度を作成し看護学生を被験者に調査し要求水準を抽出した。さらに予備実験でビデオカメラにて母子の相互作用の行動を録画し2次元解析しその特性を解析した。1)まず、この概念を整理するため、早期産褥期における母子関係、母子相互作用、幼児発達、母児同室・異室に関する文献収集、整理、分析を行い現状について把握した。2)次いで、06歳の子を持つ母親14名に対し、フォーカスインタビューを行いそのプロトコルデータに対し、分析を試みた。その結果、入院中の母親の生活行為や身体状況の良否が母子の愛着形成に大きく関わることを見いだした。3)プロトコル分析を参考に入院中の時系列経緯と母子愛着に関するアンケート調査を450名の母親に対し実施した。回答率は74.2%。母子の愛着に関わる要因として、「病室形態」「母乳の出」「体調」「母乳の開始時期」「接触のしやすさ」等があげられた。特に、触れることのできる環境条件が重要であることが、分かった。4)愛着形成に母子の距離感が大きく影響することが分かったため、新生児モデルを用いた母子間距離に関する実験を実施した。母子間には安心感、一体感、不安感など一定の距離特性の存在を導き出すことができた。女子大生44人を対象としたベッドの高さ、空間配置のプレ実験と母と子の寝床空間のニーズ調査では、寝床空間を「ベッドの高さ」「ベッドの配置」が、母子相互の情緒的関係性に影響する因子であることを見いだした。本研究の目的は,病産院における母と子の寝床空間機能を取り上げ,母と子の相互関係の心理・情緒関係性について母性看護学と感性工学的視点からの研究である。そこで,12年度の研究は,入院中の母と子の寝床環境の実態と環境に対する評価,および情緒的関係性について,寝床環境の評価尺度を作成し看護学生を被験者に調査し要求水準を抽出した。13年度は,次のような知見を得た。1)母子のベッド配置関係を実験し,母子相互の情緒的関係性を抽出した。「新生児に対する愛情」や「安心感」が最も高くなる新生児用ベッドは,次の特徴をもっていた。(1)母のベッドと同じ高さで,なおかつ(2)母の頭元に配置されたベッドであった。2)母子のベッド配置と母親の行動を3次元実験にてその特性を抽出した。実験の結果,新生児の衣服の着脱などの保育行動を行うためには,既成の新生児ベッドの広さでは限界があった。3)母子同室体制の病産院の看護職(看護師・助産師)を対象にアンケート調査し,母と子の寝床空間環境を評価し,要望を抽出した。その結果,現状の新生児ベッドの配置が理想とは異なると回答した看護職者は7割以上を占めた。その最も大きな要因として,「病室のスペースが狭い」ことが指摘された。これらの成果で,母と子の寝床空間については,母子間距離には安心感,一体感,不安感など一定の距離特性が存在し,「児と接触のしやすさ」「病室形態」「新生児ベッドの配置・高さ・広さ」も,母子相互の情緒的関係性に影響する因子であることを見いだした。
ロイコトリエンＢ４受容体ＢＬＴ１が規定する新規樹状細胞サブセットの機能解析

本研究では、生理活性脂質受容体BLT1に対する抗体を用いて樹状細胞サブセットを解析し、BLT1発現量の異なる2つのサブセット(BLT1hi、BLT1lo)の免疫応答における役割を明らかにすることを目的とし、解析を行った。これまでに、この2つのサブセットにTh1細胞分化誘導、T細胞増殖誘導、リンパ節への走化性における役割の違いがあることが明らかになってきたため、Th1応答を制御するのに重要だと考え、in vivo移入実験を行った。セルソーティング後の細胞にDNBSをloadし、それぞれの樹状細胞を感作していないマウスのfootpadに移入し、5日後、耳介にDNFBを塗布し、耳の厚みを24時間毎に測定した。その結果、BLT1hi樹状細胞はBLT1lo樹状細胞に比べて、Th1型の接触性皮膚炎を増悪した。これによりBLT1hi樹状細胞はTh1誘導能の強い樹状細胞であることが示唆された。さらに、研究開始時に想定していた研究に加えて、樹状細胞に発現する分子とBLT1の相互作用に興味を持ち、いくつかの分子を対象にBLT1との相互作用を検討した。その結果、RAGEと呼ばれる細胞膜1回貫通型のタンパク質がBLT1と相互作用することを見出した。さらにBLT1とRAGEの相互作用の解析を進めた結果、RAGEがMEK-ERK経路の増強を介してBLT1依存的なサイトカイン産生を抑制し、好中球の走化性を促進することを明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ロイコトリエンB_4受容体BLT1の発現量の違いにより規定される新規樹状細胞サブセット(BLT1^<hi>、BLT1^<lo>)の免疫応答における役割を明らかにすることを目的とし、BLT1の発現量で区別される樹状細胞サブセットの病態生理学的意義の解明(研究I)と、それぞれの細胞集団におけるBLT1の発現制御機構の解明(研究II)を行っている。研究Iにおいて、両サブセットを種々のPAMPsで刺激した際のサイトカイン産生を調べたところ、BLT1^<lo>樹状細胞と比べて、BLT1^<hi>樹状細胞のTh1およびTh2分化促進能が高いことが明らかとなった。さらに、DNAマイクロアレイを用いて、Th1分化を誘導することが知られているIL-12a (IL-12p35), IL-1f6 (IL-36α), IL-1f9 (IL-36γ)といった遺伝子やTh2分化を誘導する事が知られているIL-10遺伝子がBLT1^<hi>樹状細胞に高く発現していることがわかった。また、BLT1^<hi>と比べて、BLT1^<lo>樹状細胞ではIL-2の分泌能が高いことが明らかとなった。IL-2は、T細胞が分化・増殖を始めるのに重要な因子である事が知られているため、両サブセットを用いてT細胞増殖に対する影響を調べた。その結果、BLT1^<lo>樹状細胞はBLT1^<hi>樹状細胞に比べて、2倍程度のT細胞増殖誘導能を持つ事がわかった。研究IIにおいて、BLT1^<hi>とBLT1^<lo>樹状細胞におけるBLT1 mRNAの転写開始点を5'-RACE法を用いて調べたところ、両者に転写開始点の違いは認められなかった。両サブセットにおいてBLT1の発現量が成熟度依存的に変動するか否か検討したところ、ペプチドグリカンを処理した時にのみ、BLT1^<hi>樹状細胞におけるBLT1の発現量が減少する事がわかった。本研究では、ロイコトリエンB4受容体BLT1の発現量の違いにより規定される新規樹状細胞サブセット(BLT1hi、BLT1lo)の免疫応答における役割を明らかにすることを目的とし、BLT1の発現量で区別される樹状細胞サブセットの病態生理学的意義の解明を行っている。両サブセットのサイトカインプロファイルを比較検討したところ、Th1分化誘導を引き起こすIL-12p35の発現がBLT1hi樹状細胞において高く、T細胞増殖誘導を引き起こすIL-2の発現がBLT1lo樹状細胞において高いという結果が得られた。また、これらの結果とTh1分化誘導とT細胞増殖の実験結果もまた一致した。そこで上記のサイトカインプロファイルの違いが何に起因するのかを探索した。その結果、TLR9リガンドであるCpG DNAで刺激した時に、BLT1hi樹状細胞ではp38 MAPKが、BLT1lo樹状細胞ではp65 NF-κBサブユニットの活性化が優位に引き起こされる事がわかった。また、この細胞内シグナル伝達経路の差は、TLR9の細胞内局在の違いによってもたらされることもわかった。また、樹状細胞の機能において、リンパ節への移行はT細胞へ抗原提示するために重要なステップであるが、この機能についてもBLT1hi樹状細胞とBLT1lo樹状細胞を用いて検討した。TaxiScanを用いてリンパ節へのホーミングケモアトラクタントであるCCL21に対する走化性を検討したところ、BLT1lo樹状細胞はBLT1hi樹状細胞に比べて、とても強い走化性を示す事がわかった。また、BLT1hi樹状細胞とBLT1lo樹状細胞を別々にラベリングし、footpadへ移入し、膝下リンパ節へのホーミングを解析したところ、in vitroの結果と相関して、BLT1lo樹状細胞はリンパ節へ強いホーミングを示した。

本研究では、生理活性脂質受容体BLT1に対する抗体を用いて樹状細胞サブセットを解析し、BLT1発現量の異なる2つのサブセット(BLT1hi、BLT1lo)の免疫応答における役割を明らかにすることを目的とし、解析を行った。これまでに、この2つのサブセットにTh1細胞分化誘導、T細胞増殖誘導、リンパ節への走化性における役割の違いがあることが明らかになってきたため、Th1応答を制御するのに重要だと考え、in vivo移入実験を行った。セルソーティング後の細胞にDNBSをloadし、それぞれの樹状細胞を感作していないマウスのfootpadに移入し、5日後、耳介にDNFBを塗布し、耳の厚みを24時間毎に測定した。その結果、BLT1hi樹状細胞はBLT1lo樹状細胞に比べて、Th1型の接触性皮膚炎を増悪した。これによりBLT1hi樹状細胞はTh1誘導能の強い樹状細胞であることが示唆された。さらに、研究開始時に想定していた研究に加えて、樹状細胞に発現する分子とBLT1の相互作用に興味を持ち、いくつかの分子を対象にBLT1との相互作用を検討した。その結果、RAGEと呼ばれる細胞膜1回貫通型のタンパク質がBLT1と相互作用することを見出した。さらにBLT1とRAGEの相互作用の解析を進めた結果、RAGEがMEK-ERK経路の増強を介してBLT1依存的なサイトカイン産生を抑制し、好中球の走化性を促進することを明らかにした。生理活性脂質受容体BLT1に対する抗体を用いて樹状細胞サブセットを解析し、BLT1の発現量の違いで区別される2つのサブセットがT細胞を分化させる能力(特にTh1細胞への分化)、T細胞を増殖させる能力、また、CCR7リガンドであるケモカインCCL21に対する走化性およびリンパ節への走化性において大きく異なることを見出し、順調に解析を行っている。両樹状細胞サブセット群のマイクロアレイ解析から、BLT1hi樹状細胞はTLR9刺激によりIL-12p70を産生し、BLT1lo樹状細胞はIL-2を産生することがわかった。これらのsame input, different outputの違いが両サブセット間の細胞内シグナル伝達機構の違いにあることを見出し、詳細な検討を行っている。さらにBLT1とRAGEの相互作用の解析を進めた結果、RAGEがBLT1依存的なサイトカイン産生を抑制し、走化性に影響することを明らかにした。これらはオリジナリティの高い予想を超えた発見であり、今後の発展が大いに期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。TLR9はどの細胞内コンパートメントにいるか(endosome or endolysosome)によって下流のシグナル伝達経路をスイッチすることが知られているため、今後はLTB4-BLT1経路がTLR9の細胞内局在に与える影響を解析する予定である。両樹状細胞サブセット間のサイトカイン産生能の違いが、T細胞分化、T細胞増殖に与える影響を、中和抗体を用いて検討する。また、BLT1hi樹状細胞とBLT1lo樹状細胞のT細胞分化誘導、T細胞増殖誘導、リンパ節への走化性における役割の違いが、Th1応答を制御するのに重要だと考え、in vivo移入実験を行う予定である。
磁性可視光応答光触媒の活性メカニズムの解明と高活性化

光触媒の研究は酸化チタンを中心とする不対電子を持たない金属酸化物の研究が主流であり,不対電子を持つ遷移金属酸化物を用いた研究は遅れている。酸化チタン等の従来の光触媒が非磁性体であったのに対して,不対電子を有する化合物は磁性体である。このことから,不対電子を持つ遷移金属酸化物は,磁性機能を付加した光触媒の特徴を持つ磁性光触媒となり得る。このため,私達は,不対電子を持ついくつかの鉄複合酸化物に可視光応答性を有する光触媒活性があることを明らかにしてきた。しかし,これら磁性光触媒に関する研究は非常に少なく,これらの鉄複合酸化物の光触媒活性や反応機構については未解明な部分が多い。H30年度は,昨年度に続き,数種の鉄複合酸化物の固溶体の精密合成に成功した。同じ化合物でも合成条件を変えることでメタノール分解と酢酸分解反応に関して光触媒活性に大きな違いが見られることを明らかにした。磁性光触媒の光触媒活性の再現性の問題を新たな工夫である程度安定化させることに成功した。助触媒の効果についてもある程度検討を行った。さらに昨年度と同様に,これら固溶体の結晶構造の精密化も行い,固溶に伴う結晶構造の変化の傾向を詳細に把握できた。UV-VIS拡散反射スペクトル測定を行い,光学バンドギャップを求め,固溶量に伴うバンドギャップの変化の傾向を明らかにすることができた。また,XPS測定により,価電子帯上端の状態についても調べた。H30年度は,昨年に引き続き数種の鉄複合酸化物の固溶体の精密合成に成功し,光学特性や光触媒活性の測定に成功している。最終年度の検討事項である高活性化の合成条件もある程度検討できている。しかし,電子構造の詳細な検討が少し遅れている。このような状況から総合的には上記の区分になると判断した。研究は概ね予定通りであるので基本的には当初の計画通りに進める予定である。私達は,不対電子を持ついくつかの鉄複合酸化物に可視光応答性を有する光触媒活性があることを明らかにしてきた。また,磁性光触媒は,従来の非磁性とは異なる特徴的な性質を有することもわかってきた。ある系では,遷移機構についてもある程度明らかにできた。しかし,これら磁性光触媒に関する研究はまだまだ少なく,これらの鉄複合酸化物の光触媒活性や反応機構については未解明な部分が多い。このため,本研究ではこれら鉄複合酸化物における特異性のメカニズムを明らかにし,磁性と可視光応答性を併せ持った新しい光触媒の開発指針を得るとともに開発を目指す。H29年度は,予定通り数種の鉄複合酸化物の固溶体の精密合成に成功した。これら固溶体の結晶構造の精密化も行った。固溶体の金属ー酸素間距離,結合角,各原子種の結晶学的サイトにおける占有率を明らかにし,固溶に伴う結晶構造の変化の傾向を詳細に把握できた。また,XPS測定により,価電子帯の状態についても調べた。メタノール分解と酢酸分解反応に関して光触媒活性を調査した。H29年度は,予定通り数種の鉄複合酸化物の固溶体の精密合成に成功し,光学特性や光触媒活性の測定に成功している。一方,比較に必要な一つの化合物の単相化が少し遅れており,現在,他の合成法を検討中である。

最終年度の検討事項である高活性化の合成条件もある程度検討できている。しかし,電子構造の詳細な検討が少し遅れている。このような状況から総合的には上記の区分になると判断した。研究は概ね予定通りであるので基本的には当初の計画通りに進める予定である。(理由)バンド構造研究に関する物品が計画時と予算が変更になり,使用していない。このため,次年度使用額が生じている。(使用計画)光触媒の合成に関係する原料等の物品,バンド構造の測定と計算に関係する物品,評価に関係する物品の購入を予定している。これ以外には学会出張の旅費,機器のレンタル料,学会誌掲載料を計上した。(理由)昨年度と同様に初年度に使用予定の電子構造に関する物品が計画時と予算が変更になり,次年度使用額が生じている主な理由となっている。(使用計画)光触媒の合成に関係する原料等の物品,電子構造の測定と計算に関係する物品,評価に関係する物品の購入を予定している。
病態時のフッ素代謝に関する実験的ならびに臨床研究

現在までに、血液中のフッ素測定法として、低援プラズマ灰化法、ガスクロマトグラフィ-法、電極法を確立した。そしてこれらを用いて、健常人(男女別)、骨粗鬆症患者、腎機能低下者等の血液中フッ素量を測定した。その結果、1)性差が存在する傾向が認められ、2)そのうち共有結合性フッ素量は女性の性周期と共に変動し、これはフッ素の代謝がホルモンの働きとカルシウムの挙動に並行していることを示唆した。3)骨粗鬆症においても共有結合性フッ素の顕著な増加が認められ、この場合にもカルシウムが関与しているものと考えられた。4)腎機能とフッ素量との関係でも腎機能が低下すると共有結合性フッ素が血餅中に増加した。5)一回の透析処理によって減少するのはイオン性フッ素であり、最終的には共有結合性フッ素が減少していた。以上の分析結果は、生体内特に血液内に機能フッ素と有機フッ素間の相互変換が起こることを示唆する結果であった。現在、より微量のフッ素が測定できるように、さらに感度が高く、短時間で数多くの試料を分析することを可能にするため、パイロハイドロリシス法およびフロ-インジェクション法の確立を試みている。1.血液中フッ素の微量測定法を確立するためにフッ素イオン選択性電極法、ガスクロマトグラフィ-法、加水分解法および低温酸素プラズマ灰化法を検討した。その結果、血液中フッ素の微量分析には低温酸素プラズマ灰化法とガスクロマトグラフィ-法との組合せが再現性に優れた良好な分析法であるとの結果を得た。2.上記の分析法で試料の測定を行い、下記の研究結果を得た。(1)ヒト全血液中のフッ素の分布状態とその絶対量の測定では、血液中の総フッ素量の74%はイオン以外の存在様式を有するフッ素であり、また全血液中の総フッ素量の40%は血餅中に存在していることを見いだした。(2)有機フッ素化合物および無機フッ素化合物を投与した2群のラットにおいて、それらの化合物の血中への移行速度と移行量を血清および全血液について比較検討した。その結果、有機化合物の全血液中における動きは血清中の動きの測定だけでは推し量れないことを見いだした。(3)種々の腎機能低下患者における血清および全血液中のフッ素量を測定した。その結果、血中クレアチニン値と全血液中の総フッ素量の相関関係を発見した。また血液中において血清および血餅間でフッ素の移動が起こることを見いだした。現在までに、血液中のフッ素測定法として、低温プラズマ灰化法、ガスクロマトグラフィ-法、電極法を確立した。しかし、カルシウムの関与はイオン性フッ素に対してであって、共有結合性フッ素に対するものとは考えられないため、ホメオスタ-シスの中に、無機フッ素化合物と有機フッ素化合物間の並行をもたらす機構が存在する可能性が示された。5)一回の透析処置によって減少するのはイオン性フッ素であり、最終的には共有結合性フッ素が減少していた。以上の分析結果は、生体内、特に血液内で無機フッ素と有機フッ素間の相互交換が起こることを示唆する結果であった。
日英心理動詞構文の使役の意味に関する照応およびアスペクト的現象の研究

本研究は、主に日本語の心理動詞構文の主語位置に現れる照応詞「自分」の解釈の問題を語彙意味論の枠組みで扱った。心理動詞構文の主語に再帰代名詞や「自分」が現れると後方照応が可能になる場合があり生成文法束縛理論の例外として1970年代から統語理論や機能文法の枠組みで分析がなされてきた。本研究では、これまでの分析案で扱いにくい出来事名詞句内の「自分」の話者視点と後方照応の相反する現象を示し、心理動詞の語彙意味構造と「自分」を含む名詞句内部の意味構造を生成語彙意味論の枠組みで形式化して、それぞれの構造の組み合わせの違いによって先行詞が話者になる場合と後方の名詞句になる場合のメカニズムを統一的に提案した。平成25年度は、主に、以下の二点について研究および発表を行った。1.日本語の中でも、とりわけ、心理動詞の非対格自動詞がV-(s)ase形の使役構文に用いられる例、あるいは、「監督読み」と呼ばれる非対格自動詞の使役構文の例の分析を行った。そこで、一見例外的な使役構文をもとに、-(s)ase補文の動詞句が表す出来事の開始時点の可視性(visibility)がVと-(s)aseの接辞化の可否を左右するということを示し、素性構造を用いてそのメカニズムを形式化した。2.日本語の心理動詞の使役構文にみられる「自分」の後方照応の現象のうち、特に、主語に「自分の+出来事名詞」がくる構文についてその「自分」の束縛関係について統語的に分析した。さらに、同じ「自分の+出来事名詞」が「経験者」をV-(s)aseの構文において、出来事名詞の種類によって、後方の「経験者」が「自分」先行詞になる例と、「話者」が先行詞になる例を挙げ、そのメカニズムを統語的に分析し、提案した統語構造によって後方照応も、一見語用論的な照応も構造上のC-commandに従うことを仮定した。本年度は、主に以下の三点について研究を行った:1.日本語の心理動詞の使役構文にみられる「自分」の後方照応の現象を扱った。なぜ主語指向の「自分」が心理動詞の使役構文に限って主語位置の「自分」が文後方の固有名詞を先行詞にとれるのかについて、動詞の意味的特徴と共起する名詞句の意味的特徴を構成性の原理に基づいて演算するプロセスから解釈可能であることを主張した。2.日本語のV-(s)ase使役構文のVには、通常、非対格自動詞は用いられないということが観察されているが、一部の心理動詞の非対格自動詞がV-(s)ase使役構文に用いられている現象から、非対格自動詞構文でも、話者にとってその構文が観察可能であれば使役構文に用いられ、観察不可能であれば使役構文に用いられないことを主張した。そしてその主張を非対格自動詞の使役構文が「監督読み」をすれば可能になる例からも支持されることを述べた。3.本研究の応用として、使役構文がもつ因果関係を動詞のアスペクト的意味「行為」→「変化」→「結果状態」という三つの相として見ること、そしてその相から統語構造を予測できるという知見を外国語(英語)教育での文構造の指導にどのように応用できるかということについて、自他交替、壁塗り構文、二重目的語構文、結果構文などの例から考察した。本年度は、主に、以下の二点について研究を行った:1.日本語の心理動詞が主語位置にとる出来事名詞の中に「自分」が存在する例で、その「自分」の先行詞決定の振る舞いが不規則な例を取り上げた。例えば、「自分iの噂が花子iを驚かせた」と「自分?i/jの意見が花子iを驚かせた」の例における、「自分」の解釈の違いを「「自分の」出来事名詞」という名詞句の統語構造と「花子を驚かせる」の統語構造との構成から束縛関係を分析した。2.動詞のアスペクト分類において、「活動」に分類される動詞は、通常、始まりと終わりを示さない均質な行為や活動の連続と特徴づけられているが、Krifa (2012)はその行為や活動を複数のベクトルの集合と仮定している。本研究では、ある日本語のアスペクト補助動詞がこの一つ一つの活動のベクトルに付加している可能性を指摘した。典型的な例は、活動の最初のベクトルに付加していると思われる"V-kake"がある。この「かけ」が活動動詞の最初のベクトルに付加している可能性を示した。例えば、「歩きかける」「走りかける」「回転しかける」等である。さらに、活動や行為が観察できない心理動詞にも付加させてその状態変化未遂の意味がなぜ生じるのかを考察した。例えば、「驚きかける」等である。本研究は、主として日本語の心理動詞の使役構文研究において、概略、二種類の結果を出した。一つ目は、非対格自動詞と使役-(s)aseの接辞化可否のメカニズムの考察とその形式化を構成性の原理に基づいて行ったことである。非対格自動詞は使役接辞-(s)aseに付加しない/付加しにくいと指摘されているが(例、「*木をあらせる」「?物価を上がらせる」(寺村1982: 291)等)、非対格の心理自動詞は難なく使役動詞になり得る現象(例、「驚かせる」「喜ばせる」等)、および、「監督読み」と呼ばれる非対格自動詞の使役構文の例の分析を行った。

一見例外的な使役構文をもとに、-(s)ase補文の動詞句が表す出来事の開始時点の可視性(visibility)がVと-(s)aseの接辞化の可否を左右するということを示し、素性構造を用いてそのメカニズムを形式化した。二つ目は、照応詞「自分」が後方の名詞句に束縛される後方照応の現象についての考察がある。心理動詞構文における「自分」の後方照応の現象は古くから指摘されている問題の文法現象であるが、本研究では、特に「自分」が現れる主語の名詞句の構造に注目した点が新しい指摘である。例えば、「自分iの噂が太郎iを驚かせた」では後方照応は可能であるが、「自分*i/jの意見が太郎iを驚かせた」では「自分」は後方の「太郎」ではなく、この文の「話者」の読みが強くなる。主語名詞句の統語構造を心理使役構文の主語位置に埋め込み、束縛理論によって「自分」の後方照応可否の理由を分析した。最終年度は、上記の過程において生じた問題、出来事開始時点をあぶり出すために用いた言語テストV-kakeの結果の曖昧さから(例「驚きかける」は実際に驚いているのかどうか)、統語的複合語のアスペクト補助動詞がモーダル補助動詞にシフトする現象の研究に発展している。本研究は、主に日本語の心理動詞構文の主語位置に現れる照応詞「自分」の解釈の問題を語彙意味論の枠組みで扱った。心理動詞構文の主語に再帰代名詞や「自分」が現れると後方照応が可能になる場合があり生成文法束縛理論の例外として1970年代から統語理論や機能文法の枠組みで分析がなされてきた。本研究では、これまでの分析案で扱いにくい出来事名詞句内の「自分」の話者視点と後方照応の相反する現象を示し、心理動詞の語彙意味構造と「自分」を含む名詞句内部の意味構造を生成語彙意味論の枠組みで形式化して、それぞれの構造の組み合わせの違いによって先行詞が話者になる場合と後方の名詞句になる場合のメカニズムを統一的に提案した。当初の予定では、照応詞「自分」と日本語の心理動詞の関する意味的、機能的、統語的研究を発展させていくということであった。それについては、WAFL 10 @ MITで一定の成果を発表することができた。さらに、その研究で用いた言語テストV-kake構文を観察する経緯で、V-kake構文が「活動」アスペクト動詞が描く出来事を個別のべクトルの集合(Krifka (2012))として捉えなければ、その多義的意味の派生が説明されないことに気づき、アスペクト補助動詞「かけ」の研究にも発展した。以上より、本年度の研究は当初の計画以上に進展したと判断した。言語学本年度(平成27年度)が本科研費の最終年度であるので、これまでの研究のなかから、以下の二件について、引き続き学会発表を行ったのち、総括として論文執筆の上、言語学分野の学会誌あるいは研究雑誌に投稿する予定である。(1)日本語心理使役動詞構文の主語位置に現れる「自分」の様々な照応関係について。(2)日本語自動詞(心理動詞含む)の活動アスペクトの精緻化と、アスペクト補助動詞「-かけ」や「-つつある」との構成生による多義派生のメカニズムの解明。上記の研究実績の概要1.については、「非対格自動詞のV-(s)ase使役他動詞化の可否と出来事開始時点の可視性」のタイトルで岸本秀樹・由本陽子編論文集『複雑述語の現在』2014年1月30日ひつじ書房に発表した。まず、日本語の心理動詞と「自分」の後方照応の資料収集と分類について、多くの文献を収集し検した。また、収集した先行研究をふまえて、この後方照応について学会での口頭発表ののち、論文にまとめて雑誌に発表することができた。
消化器癌に対する自殺遺伝子治療とこれに続く肝内抗腫瘍免疫能に賦活の関する研究

1. BD-9ラットおよび,BD-9ラット由来の大腸癌細胞を用いて,安定したラット腹腔内播種モデルと肝転移モデルの作製に成功した.2.ラット腹腔内播種モデルにおいて,腫瘍が単純ヘルペスウィルス由来のチミジンキナーゼ遺伝子(HS-tk)を導入されている場合にはganciclovir(100mg/kg/day,12日間)を腹腔内注射することにより腫瘍はほとんど消失し,対照群(ganciclovirの投与なし)に比較して腫瘍重量は有意に少なく(p<0.01),97.8%の腫瘍抑制効果が示された.3.腹腔内播種病巣を自殺遺伝子療法で治療をしたラットでは,同時に作製した,HS-tkの導入をされていない肝腫瘍も抑制されることを示した。また,興味深いことに,肝腫瘍を鏡検したところ,対照群では認められなかった著しい炎症細胞の浸潤と繊維化が認められた.また,腹腔内腫瘍に対する自殺遺伝子治療に成功したラットでは,肺転移が少ない傾向にあったあった。先に自殺遺伝子治療を行った動物では,同時に存在する肝転移病巣とともに肺転移も抑制されたことから,腹腔内癌播種病巣に対する自殺遺伝子治療により,全身的な抗腫瘍免疫能(ワクチン効果)が惹起された可能性を示した.4.ワクチン効果をより明確に示すため,腹腔内播種病巣に対する自殺遺伝子療治療が成功し,腫瘍が完全に消失したラットの肝臓に,HS-tkの導入をされていない親細胞を接種し,拒絶の有無を検討した。自殺遺伝子治療を行ったグループでは行っていないグループに比較して肝腫瘍重量は有意に小さかった。また,自殺遺伝子治療を行ったグループでは肺転移は全く認められなかったのに対し,遺伝子治療を行っていないグループは全例に肺転移病巣を認めた。2.遺伝子(HS-tk)導入DHDK12に単純ヘルペスウィルス由来のチミジンキナーゼ産生遺伝子(HS-tk)をレトロウィルスベクター(G1Tk1SvNa.7)を用いて導入した.癌細胞がフラスコ内でsubconfluenceに達したところでベクターを加え,2時間37°Cでincubateした.G1Tk1SvNa.7には同時にネオマイシンに対する耐性を与えるNeoR遺伝子を有しているため,HS-tkと同時にNeoRを導入された癌細胞はネオマイシンアナログであるG418に耐性を持つようになる.これを利用し,遺伝子導入後,培養系にG418を加え,遺伝子を導入された癌細胞だけを選別した.遺伝子を導入された細胞をTK+DHDK12,導入されていない親株をTK-DHDK12とした.遺伝子導入効率を調べる目的でreporter gene(βガラクトシダーゼ遺伝子)を導入し,X-gal染色を行った。導入効率は10-15%であった。3.ganciclovir(GCV)に対する感受性試験HS-tkを導入することにより癌細胞のganciclovirに対する感受性は亢進する.TK+DHDKとTK-DHDK12(親株)のGCVに対する感受性を比較するために,それぞれ,GCV濃度の上昇系列(0.0001μg/ml100μg/ml)で8日間培養し,細胞数を測定した.これによりGCVの癌細胞に対する50%致死量(LD_<50>)を求め,両者で比較することによりTK+DHDK12のGCVに対する感受性の亢進を調べた。それによると,in vitvoにおいて,HS-tkを導入にすることによりDHDK12のGCVに対する感受性は導入前に比べて約300倍亢進することを示した.4.動物実験動物実験においては安定したラット腹腔内播種モデルと肝転移モデルの作製に成功した.現在,ラット腹腔内播種モデルにおいて,HS-tkを導入した腫瘍に対するGCV(100mg/kg/day,12日間)の腹腔内注射による腫瘍抑制効果を検討中である。

また,自殺遺伝子治療を行ったグループでは肺転移は全く認められなかったのに対し,遺伝子治療を行っていないグループは全例に肺転移病巣を認めた。
制御性B細胞の機能解析と自己免疫疾患の抑制機構

マウスにおけるIL-10産生制御性B細胞の特異的マーカーとシグナル伝達経路を、DNAチップを用いた網羅的な発現遺伝子解析を用いて同定することを目的に、野生型のC57BL/6マウスから、脾臓B細胞を分離し、LPS+PMA+イオノマイシン刺激によりIL-10産生を誘導した。これらの細胞を蛍光標識されたモノクローナル抗体にて染色し、高速セルソーターをもちいてIL-10産生細胞をソートした。コントロールとして、同様の処理にてIL-10を産生しないB細胞を用いた。このように細胞からRNAを抽出し、マウスの全遺伝子型DNAチップを用いて、コントロール群との比較により網羅的な発現遺伝子解析を行った。このような解析により、PI3K経路が重要であることが示唆されたため、PTENをB細胞特異的にコンディショナルノックアウト(cKO)したPTEN-cKOマウスを作製した。PTEN-cKOマウスでは、これまでに同定されていない制御性B細胞が著増しており、これらの細胞はin vivoにおいても実験性自己免疫性脳脊髄炎や接触過敏反応を抑制することができた。また、線維化疾患における制御性B細胞の役割を検討するために、全身性強皮症のマウスモデルでもあるブレオマイシン誘導肺線維症のモデルを解析した。B細胞を欠損したuMTマウスでは、肺線維症の増悪が認められ、これは制御性B細胞の移入により改善した。また、マウス抗マウスCD20抗体を用いてB細胞除去療法を行うと、抗体投与時期によって、その反応性の違いが認められた。全身性自己免疫疾患における制御性B細胞の役割を検討するために、全身性エリテマトーデスのマウスモデルであるNew Zealand black (NZB)マウスおよびNew Zealand white (NZW)マウスのF1マウスを用いて解析を行った。CD19を欠損したNZB/NZW F1マウスでは野生型のNZB/NZW F1マウスに比べて腎炎の症状や抗核抗体(抗2本鎖DNA抗体)の出現が早くなり、かつ重症化し、これは、CD19欠損マウスにおいて制御性B細胞が欠損していると考えられた。さらに、制御性B細胞を野生型マウスから移入すると症状が改善できることを示した。また、NZB/NZW F1マウスにおいて抗CD20抗体を用いてB細胞除療法を行うと、生後4-8週の比較的早期に行った場合には、症状が増悪して生存率が低下し、一方で、生後12-20週で行った場合には症状は改善して生存率も上昇した。このように、B細胞の中で疾患を増悪させるサブセットと抑制するサブセットの双方が存在し、これらは病期により比重が異なると考えられた。ヒト膠原病患者末梢血における制御性B細胞の解析を行い、全身性強皮症では、制御性B細胞の数が減少していることが見出された。
GTP結合型低分子量GTPaseの細胞内局在の網羅的解析

まず、タグの改良により、従来のシステム以上に高感度に活性型Cdc42を検出する測定系の確立に成功した。また、Rac1特異的な結合配列を見い出し、培養細胞系において、内在性Rac1の活性化部位の可視化に成功した。高性能の蛍光標識やELISA法の採用に関しては、予備的な条件検討を行ない、近い将来応用できる手掛かりが得られた。一方、活性型Rasファミリー蛋白質の可視化法の確立に関しては、まず第一段階として、Rasに対しては結合能を示すが、類縁のRap1に対しては親和性が低い標的分子の結合ドメインを用いて、活性化Rasのin situ可視化の条件検討を進めてきた。さらに、平成17年度に確立した内在性Rac1の活性化部位の可視化技術を筋細胞に応用し、インスリン刺激に応答した糖取込み誘導のシグナル伝達系におけるRac1の機能解析を行なった。筋細胞株L6をインスリン刺激すると、ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ(PI3K)依存性および非依存性のシグナル伝達系を介して、Rac1の活性化が認められた。Rac1の活性化されている細胞内領域を解析したところ、PI3K依存性の活性化は細胞表面のラッフル膜上で起こり、PI3K非依存性の活性化は細胞内膜系で起こることが明らかとなった。さらに、PI3K依存性の細胞膜表面でのRac1の活性化を制御するグアニンヌクレオチド交換因子を同定し、その恒常的活性型は細胞膜表面のRac1を特異的に活性化することが、今年度新たに開発した活性化Rasのin situ可視化法により示された。
偏角分光画像とCT画像の合成融合による穿刺トレーニングシステム開発

平成16年度から研修医の制度が大幅に変更され,すべての研修医は複数の医局で研修を受けることが義務となった.例えば,研修医は内科,外科を問わず中心静脈穿刺などの複雑な医療行為を短期間で研修しなければならない.一方,医療技術の高度化に伴い技量未熟の医師による医療過誤も大幅に増加し大きな社会問題となっている.そこで,本研究ではCGやVR,色彩画像処理,画像情報処理技術を駆使し,分光情報を用いることで臨場感のある医療トレーニングシステムを構築することを目的として次のような課題について研究を推進した.(1)鎖骨下中心静脈穿刺,腰椎穿刺トレーニングシステム開発(2)切開手技トレーニングシステム開発(3)腹腔鏡手術トレーニングシステム開発(4)腹腔鏡手術支援システム(5)分光内視鏡の開発(1)に関しては,プロトタイプを完成させ千葉大学附属病院総合医療研修センターへ搬入し研修医に対するトレーニング効果を実証試験中である.また,(1),(2)の成果に基づき腹部への穿刺,ポートから鉗子を挿入により手術を行う腹腔鏡手術トレーニングシステム開発も行った.ここでは胆嚢摘出を目的とした腹腔鏡手術で特に問題となる新しい肝臓の変形モデルを提案した.この手法の開発により有限要素法では困難であった臓器変形の実時間処理が可能となり2個のハプテックデバイスを用いた2本の鉗子挿入を実装したトレーニングシステム開発を行った.また,腹腔鏡からの画像を腹部へ投影することで腹腔鏡手術,トレーニングを簡易化する手法の提案,さらにRGB画像から分光情報を推定する手法の提案,分光内視鏡の開発も行った.以上から,本研究の初期の目的を達成することができた.平成16年度から研修医の制度が大幅に変更され,すべての研修医は複数の医局で研修を受けることが義務となった.例えば,研修医は内科,外科を問わず中心静脈穿刺などの複雑な医療行為を短期間で研修しなければならない.一方,医療技術の高度化に伴い技量未熟の医師による医療過誤も大幅に増加し大きな社会問題となっている.そこで,本研究ではCGやVR,色彩画像処理,画像情報処理技術を駆使し,分光情報を用いることで臨場感のある医療トレーニングシステムを構築することを目的として次のような課題について研究を推進した.(1)鎖骨下中心静脈穿刺,腰椎穿刺トレーニングシステム開発(2)切開手技トレーニングシステム開発(3)腹腔鏡手術トレーニングシステム開発(4)腹腔鏡手術支援システム(5)分光内視鏡の開発(1)に関しては,プロトタイプを完成させ千葉大学附属病院総合医療研修センターへ搬入し研修医に対するトレーニング効果を実証試験中である.また,(1),(2)の成果に基づき腹部への穿刺,ポートから鉗子を挿入により手術を行う腹腔鏡手術トレーニングシステム開発も行った.ここでは胆嚢摘出を目的とした腹腔鏡手術で特に問題となる新しい肝臓の変形モデルを提案した.この手法の開発により有限要素法では困難であった臓器変形の実時間処理が可能となり2個のハプテックデバイスを用いた2本の鉗子挿入を実装したトレーニングシステム開発を行った.また,腹腔鏡からの画像を腹部へ投影することで腹腔鏡手術,トレーニングを簡易化する手法の提案,さらにRGB画像から分光情報を推定する手法の提案,分光内視鏡の開発も行った.以上から,本研究の初期の目的を達成することができた.VRを用いて臨場感とリアル性の高い穿刺トレーニングシステムの開発を行うことを目的として研究を行っている.本システムでは,CT画像より再構成した人体の3次元画像を表示し,更に触覚インターフェースを用いて,仮想的に穿刺を体験することを可能にする.また被験者は,ステレオ呈示用液晶シャッターメガネを装着し,立体的に仮想空間を捉えることで没入感を高めることが可能となる.本年度は下記について研究を行った.1.鎖骨下中心静脈穿刺トレーニングシステムの開発2.腰椎穿刺トレーニングシステム開発3.臓器の動きモデル化鎖骨下静脈穿刺と腰椎穿刺については,ハプテックテクスチャーと名付けた人体の反力測定のための手法を開発した.反力測定はファントムと力センサーを用いて人体を走査して行った.測定点間の補間は,骨からの距離の逆数をパラメーターとして用い,皮膚の硬さを濃淡画像として表示した.本測定法は,ファントムを測定系に使用するためシステム誤差を低減することができるきわめて有効な手法である.中心静脈穿刺については,穿刺後カテーテルを挿入するための力学モデルを構築し,また豚の解剖実験を通して実際にカテーテル挿入実験も行い中心静脈血管内の動摩擦,静止摩擦係数を決定した.本システムは,千葉大学附属病院生涯研修部に搬入し,研修医に使用させる目的で細部の調整を行っている.一方,腹腔鏡手術トレーニングシステム構築のため臓器,特に肝臓の動きをリアルタイムで実現するためのモデル化も行った.モデル作成のための肝臓の反力,分光反射率などを豚の肝臓を用いて測定しトレーニングシステムへ導入した.臨場感のある穿刺トレーニングシステムおよび腹腔鏡手術トレーニングシステム開発を目的に研究を行っている.従来のシステムでは,立体画像表示を平面ディスプレイ上に行っていたが,CRTとハーフミラーを用いて立体像を通常の患者位置と同じ水平面上に表示するシステムを構築した.さらに,赤外LEDカメラを用いて顔位置を追跡可能なシステムとして実際の穿刺を行う環境を構築した.本システムは,日本VR医学会で発表し最優秀論文賞(SUEMASU AWARD)を受けた.

さらに,内視鏡の腹腔内での追尾するシステム開発も行い投影形プロジェクターと合わせて新しい腹腔鏡手術トレーニングシステムも開発している.本システムを豚の胆嚢摘出手術にも適用し,従来手法よりも手術の効率が良いとの評価も受けている.中心静脈穿刺および腰椎穿刺トレーニングシステムについては,簡易ハプテックデバイスを用いて新しい反力生成モデルを実装したシステムを完成し,千葉大学附属病院生涯医療研修センターへ搬入した.現在,研修医に本トレーニングシステムによる穿刺トレーニングを実施中である.本システムのトレーニング効果について各種データを記録,解析中である.偏角分光画像とCT画像との融合については,CT画像へ肌の分光画像を合成するシステムを開発し穿刺トレーニング用画像に実装している.また,6軸ハプテックデバイスを用いてメスによる切開プロセスも開発中である.鎖骨下静脈穿刺,腰椎穿刺についてのトレーニングシステムプロトタイプを完成させ千葉大学附属病院総合医療研修センターへ納入し,研修医に対するトレーニングを開始しその有効性を実施検証している.また,6軸自由度を持つハプテックデバイスを用いて切開時にメスに生じる切断力,粘性力,固定力を再現する6自由度反力生成モデルを実装した.本年度これら穿刺,切開手技のモデルを本研究の目的である腹腔鏡による胆嚢摘出手術を目的としたトレーニングシステム開発を行った.本研究で特に問題となる肝臓の変形,動きモデルをリアルタイムで実現するための新しいビームモデルを提案した.本提案モデルは有限要素法(FEM)に比較し計算コストを各段に低減させることが可能となった.また,本モデルを2個のファントムを用いて実装し腹部2か所から挿入された鉗子により肝臓を任意に変形させることが可能となった.すなわち,穿刺と切開,臓器の変形モデルを結合することにより腹腔鏡手術トレーニングシステム構築に大きく前進した.一方,穿刺や臓器変形では臨場感のあるトレーニングシステムが要請されている.そこで,RGB3チャンネルの画像情報から皮膚,胃,食道,大腸粘膜の分光情報を推定する手法を導入し,中心静脈穿刺や腰椎穿刺に用いるCT画像への表層画像に適用した.また,電子内視鏡へ本アルゴリズムを実装した分光内視鏡の開発も行った.さらに,手術手技のトレーニングだけでなく内視鏡画像の診断トレーニングを行うため分光内視鏡も開発した.腹腔鏡手術では,以上のようなトレーニングを行ってもなお医療ミスが頻発している.そこで,腹腔鏡による画像を腹部投影しモニターを見ることなしに腹腔鏡手術を行うシステム提案も行った.本投影画像も腹部での歪み補正,分光情報を用いることで新しい医療の診断支援,トレーニングを可能とした.