hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
株式報酬会計と企業価値に関する研究

本研究では、日本企業による株式報酬の実態調査を通じて次の2つの理論・実証分析を行った。(1)会計基準の運用状況に関する理論研究、(2)ストック・オプションの実施(中止)と株式市場の反応に関する実証研究。(1)の研究を通じて、「権利確定条件」を巡る混乱が生じているなど、わが国固有の諸問題があることが明らかとなった。(2)の研究を通じて、株式市場は米国とは異なる反応を示すことが明らかとなる一方で、株式市場はストック・オプションのスキームの細部まで読み取っていることが判明した。本年度は、理論研究を進める上で必要となる文献調査や先行研究・情報の収集とレビューを進めた。同時に、次年度以降に進める予定である実証研究の基礎データとなるわが国企業が導入しているストック・オプションに関する開示資料の収集と整理、および基礎的分析を進めた。その際、株式報酬を利用している企業や株式報酬の価値評価業務に携わっている企業等にもヒアリングを行い、データベース構築のための基本情報の収集に努めた。本年度は、わが国でストック・オプション制度が解禁された1997年から2007年3月末までに実施されたストック・オプションについて基礎データを収集・入力することができた。また収集した基礎データについて予備的な分析を行った結果、2006年の会社法施行ならびにストック・オプション等会計基準の適用以降の付与事例から、会計処理上の問題点が明らかとなった。とくに、「権利確定条件」、「対象勤務期間」という会計上の文言を巡って、実務上、解釈に混乱が見られている点については大いに危惧を覚える。結果的に、解釈を巡る混乱が企業の公表する会計数値にもエラーをもたらしかねないだけに、早急な改善が期待される。同様に、昨今、急速に普及している株式報酬型ストック・オプション、いわゆる1円ストック・オプションの会計処理を巡っても問題点が見られ、その結果については、「ストック・オプションの開示事例からみる会計上の諸問題」という形で法政大学比較経済研究所シンポジウムで発表を行った。なお、上記シンポジウムでの報告内容は、次年度早々に論文として公表する予定である。本年度は、昨年度に実施した開示事例からの分析結果を更新し、雑誌原稿として3本まとめた。また、本年度に特に注力したのは、ストック・オプションの実施と株価形成に関する研究である。昨年度に収集したデータを元に、ストック・オプションの実施アナウンスに関する株式市場の反応をイベント・スタディの手法により検証した。同研究には、(1)導入しているか否かではなく、個々のスキームにまで踏み込んでいる点、(2)適時開示情報を利用し、具体的内容が明らかになるタイミングもイベント日とした点、(3)昨今の多様な運用状況を反映するため、新株予約権制度が導入されて以降のサンプルを用いた点の3つに特徴がある。分析の結果、全体的な傾向として、発行数の上限や内容の概要が開示されるDate1ではイベント日前にARが減少し、イベント日後に回復するというリバーサル現象が見られた。一方で、対象者、個数、付与日、条件などが確定するDate2のARの推移にてイベント日前に減少する傾向が見受けられ、その後も株価が下がり続けていることが確認された。アメリカでは一般的に見られていたリバーサル現象が必ずしも見られない点が大きな特徴である。またスキームごとに分析を行うと、(1)実施規模(東証1部企業では規模が大きいほどCARが高くなり、反対に新興市場企業では規模が大きいほどCARが低くなる)、(2)対象者(取締役など役員限定のほうがCARは高くなる)、(3)1円ストック・オプション(実施表明時には好意的な評価を受けるものの、具体的な内容が決まるとむしろ通常のオプションよりもネガティブな評価をうける)、などの結果が明らかになった。研究最終年度の本年は、昨年度の研究を深耕し、3種類の研究を実施した。まず、昨年度の研究を受けて株式報酬型ストック・オプションにフォーカスを絞り、その実施アナウンスに伴う情報効果を検証するとともに、株式市場がそのスキームを読み取っているのか否か、さらに累積超過収益率とスキームとの因果関係を検証した。その結果、昨年度の研究で明らかとなったように、通常型は市場からネガティブに受け止められるものの、一方で株式報酬型はポジティブに受け止められていることが明らかとなった。ただし、安易に権利行使できる場合は通常型と同様、ネガティブな評価を受けており、株式市場がスキームの細部まで読み取っていることが確認された。また、昨今多くみられ始めたストック・オプションの中止事例を対象に、中止に伴う適時開示の内容を分析するとともに、当該開示に対する株式市場の反応を検証した。その結果、記載内容は企業によって大きく異なるものの、株式市場はそうした多様性を読み取っていることが明らかとなった。とりわけ、同一の中止事由であっても、情報発信する企業の特性により株式市場の反応が異なる点が明らかになった点は興味深い。さらに、研究初年度から継続してきたストック・オプションの開示事例に基づく現状分析と会計上の問題点についてもまとめた論文を書籍に収録した。
ヘリカル系におけるアルフベン固有モードによるNBI高エネルギー粒子損失機構の解明

大型ヘリカル装置(LHD)を用いて、高エネルギーNBI加熱ビームにより励起されたアルフベン固有モード(AEモード)による高エネルギー粒子の損失過程を明らかにすることを目的として、中性粒子分析器による粒子のエネルギー分布計測および赤外線カメラによるダイバータ周辺領域への損失熱負荷分布計測等を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。1.ヘリカル型装置においてもトカマクと同様に、AEモードと高エネルギー粒子との相互作用が生じ、2次元シアアルフベンスペクトルから評価されるモードのギャップ位置周辺において、高エネルギー粒子の径方向輸送が引き起こされ、場合によっては損失にいたることが実験的に確認された。2.AEモードと相互作用する高エネルギー粒子は、co-/counter方向に依存性を持った振る舞いを示すが、これは、AEモードとの相互作用においてco-/counterの依存性を持つのではなく、高エネルギー粒子に対するロスコーン構造のco-/counter依存性に起因するものであることが明らかとなった。3.AEモードによる高エネルギー粒子損失の主要な機構は、AEモードと相互作用して径方向への輸送が引き起こされた高エネルギー粒子が、ロスコーン領域へ侵入することによりプラズマ領域から損失されること、であることが確認された。4.ダイバータ周辺領域の熱負荷量は、揺動磁場強度の2乗にほぼ比例することが明らかとなった。このことから、AEモードによる高エネルギー粒子の径方向輸送の機構として、AEモードによって形成される磁気島構造の重なりによることが示唆される。揺動を考慮した軌道計算を行うことにより確認する必要があり、今後の課題である。大型ヘリカル装置(LHD)では、高エネルギー接線NBI加熱ビームによるアルフベン固有モードの励起が観測されているが、アルフベン固有モードにより損失した高エネルギー粒子の位置を同定するために、赤外線(IR)カメラをLHD正面ポートに設置して、内側ダイバータ周辺部のカーボンタイルの熱負荷分布計測を行った。測定光学系・画像処理系・データ処理系等の整備を行うことにより、プラズマからのダイバータ・トレースとは異なった位置にトレース状の温度上昇を観測した。この温度上昇部は、高エネルギー粒子の軌道計算から予測される損失領域に対応しており、また、磁場強度を変化させるとその温度上昇トレース位置も変化していることから、高エネルギー粒子の真空容器内表面上への損失位置を観測していると考えられる。これにより、磁場揺動計測から観測されるバースト的なアルフベン固有モードの励起と同期した高エネルギー粒子の損失を同定することが可能となった。また、バースト的なアルフベン固有モードにより径方向へ輸送されるNBI高エネルギー粒子の高時間分解測定を行うため、接線E//B(電場・磁場平行)型NPA(中性粒子分析器)のエネルギー分布測定の時間分解能を向上させた。NBIの短時間パルス繰り返し入射(NBI-blip)実験により高エネルギーNBI粒子の減速過程を調べ、MHD揺動の影響のないプラズマにおける高エネルギー粒子の閉じ込めが古典的に記述できることを実験的に明らかにした。この結果は、MHD揺動として観測されるアルフベン固有モードによる高エネルギー粒子の閉じ込め・輸送の変化を調べる基礎データとなる。以上の成果により、高エネルギー粒子を損失させるモードの同定、損失高エネルギー粒子の空間的損失位置の測定、高エネルギー粒子の損失量の評価、等の研究へと発展させることが可能となった。大型ヘリカル装置(LHD)において、高エネルギー接線NBI加熱ビームによりアルフベン固有モードが励起され、それによる高エネルギー粒子の損失が観測されているが、赤外線(IR)カメラにより同定した損失位置の熱負荷とアルフベン固有モードによる揺動の相関を調べた。その結果、揺動に同期した損失位置の温度上昇は、揺動強度の二乗に依存しており、また、揺動強度に対して閾値が存在することが明らかになった。このことは、アルフベン固有モードによる揺動が磁気島構造の重なり合いを引き起こし、こうした磁気島構造の変化と高エネルギー粒子の損失に相関があることを示唆している。

一方、高エネルギー粒子はバースト的なアルフベン固有モードに同期して損失するため、その損失位置における熱負荷の時間変化を高速に計測することにより、揺動と高エネルギー粒子の損失との時間相関を詳細に調べることができる。そこで、高感度・高速応答のIR素子のアレイを製作し、NBI対向面のカーボン・アーマータイル上の損失位置を見込むように設置した。しかし、周辺領域の温度の揺らぎが損失位置における温度変化の測定に影響を及ぼし、温度変化の高速測定は100°C以上に限られてしまった。そこで、背景温度をモニターして信号処理を行うシステムを新たに構築した結果、高速測定の可能な下限温度を3050°C程度にする見通しが得られた。並行して、カーボン・アーマータイル上の熱負荷分布計測用カロリーメータ・アレイの測定系の整備を行い、高速IR測定システムと組み合わせることにより、高エネルギー粒子の損失量の同定を行うことが可能となった。また、接線E//B型NPAによる測定を電流モードに切り替えることにより、バーストにより径方向へ輸送される高エネルギー粒子束の時間変化の高速測定が可能となり、揺動および損失熱負荷との時間相関を系統的に調べることが可能となった。大型ヘリカル装置(LHD)において、高エネルギー接線NBI加熱ビームにより励起されたトロイダル・アルフベン固有モード(TAEモード)により損失される高エネルギー粒子を高速測定するため、接線E//B型NPAによる測定を電流モードに切り替えた。その結果、TAEモードによる12msのバースト的な揺動中における検出粒子のエネルギー減衰が観測され、古典的なエネルギー減衰時間と比べてその変化率が大きいことが明らかになった。これは、検出粒子のエネルギー・スペクトル上の突起と欠損の対形成理論に対応した現象と考えられ、TAEモードにおける周波数変化と観測されている粒子のエネルギー変化に相関があることを示している。一方、NBI対向面のカーボン・アーマータイル上の熱負荷の高速測定に関しては、主プラズマのタイバータ熱負荷の影響が大きく、現象に対する時間応答をさらに向上させて、微少な信号変化を分離する必要のあることが明らかになった。本研究課題では、TAEモードと相互作用を生じた接線高エネルギー粒子に対して、2次元シアアルフベンスペクトルから評価されるモードのギャップ位置周辺において、径方向輸送が引き起こされ、一部は損失にいたることが実験的に確認された。また、その損失のメカニズムとして、旭モードにより径方向へ輸送された高エネルギー粒子がロスコーン領域へ侵入することが主要因であることが確認された。そして、ダイバータ周辺領域の熱負荷量が揺動磁場強度の2乗にほぼ比例することを明らかにし、TAEモードによって形成されたアイランドの重なりが高エネルギー粒子の径方向輸送を引き起こすというメカニズムを提起した。揺動を考慮した粒子軌道計算等を行うことにより、本課題で得られた成果をさらに発展させることが期待される。
グラファイト質金鉱石のバイオハイドロメタラジーの学理

いまだに焙焼法が適用されているグラファイト質金鉱石を対象とし、マイルドなシークエンシャルバイオ処理による金回収率の向上をめざす。金回収ロスにつながる炭素の分布、金の所在とその分布、金のホスト鉱物の単体分離度、炭素のグラファイト化度などに焦点を合わせた特性化に基づき、鉄酸化菌による硫化物の分解、アルカリ洗浄、湿式粉砕、リグニンペルオキシダーゼを含む粗酵素液による芳香族炭素の分解などの工程の組み合わせを検討する。処理中間体及び最終固体残差のQEMSCAN観察を通して、Au(0)回収ロスを極限まで最小化する。QEMSCAN分析に熟練した豪州側と協働しておこなうことにより本国際共同研究を一層強化する。
低温大気圧ハイブリッド接合によるセンサ内包軽量構造材料の開発

本研究では,“センサやアンテナ機能を内包したハイブリッド軽量構造材料"の構築を目的として,有機構造材料,金属構造材料,ならびに電子基板材料の低温大気圧一括接合技術を確立する.代表的材料としてポリエーテルエーテルケトン,Tiなどの軽量金属構造材,Cu,Si, GaN,ポリイミドなど半導体基板材を挙げ,これらの材料に汎用的な極薄架橋層を形成し,組み合わせを問わない接合を得る.手法としては水やアルキル酸などの架橋性物質を含有した雰囲気で真空紫外光を照射して極薄架橋層を形成し,低温加熱での縮合反応や体拡散を利用する.H29年度は,架橋層の成長挙動を明確化した後,基礎的な接合実験を行った.また,応用性検証用の装置の設計を開始した.極薄架橋層の形成条件最適化については,上記各試料に対し,真空紫外光照射条件を変えて化学結合状態ならびに皮膜厚の変化を検証した.その結果,本研究で提案された表面改質手法は,従来の高真空中でのビーム衝撃と異なり,有機材料表面の主鎖構造へのダメージが小さいことや,数nm以下の厚さの皮膜でも十分に結合に寄与する官能基が形成されることを証明した.また,皮膜成長速度は設定したパラメタに比例し,プロセス制御性に優れることも判明した.膜厚が最大になる条件を用いて接合実験を行った結果,有意な空隙を含まない密着した界面が全ての材料の組み合わせで得られた.機械的強度は母材破断と同等であった.また,大面積かつ既存の工業生産機器への応用可能性を検証するためのRole-to-Role装置の基本的な設計を外部メーカーの協力の下で開始した.本年度の表面状態解析結果はLangmuirなどの国際的に評価の高い学術誌に論文が掲載された.また,今年度の内容を発展させたものを,機能性界面設計方法として今後出願予定である.当初のH29年度研究計画は1)極薄架橋層の形成条件最適化と基礎的接合実験,ならびに2)応用性検証のための装置設計(H30年度に継続),であった.研究実績の概要欄に記述した通り,1)については,軽量かつスマートな構造材料を構成するために必須な代表的材料の組み合わせ全てについて適切な表面改質条件を明らかにしたほか,機械的に十分な強度を有する接合性を確認した.また,2)については,A4サイズ程度の有機-無機ハイブリッド接合を行うためのRole-to-Roke装置の設計をほぼ終了した.これらの成果は後述の学術論文や依頼講演などで公表されているほか,所属研究部門の主要な研究成果の一つとして挙げられるなど,対外的に評価を得ている.また,1)の検討中に,界面の接合性と長期信頼性を同時に両立する新たな構造の可能性が見出されたため,これについても詳細な検討を行い,権利化に進む予定である.以上のことから,当初の計画通りに研究が進行していると判断する.H30年度は接合体の機械的電気的性能調査と信頼性評価を行い,界面の微細構造の経時的変化との関連を明らかにする.H31年度以降は応用可能性の検証を中心に行う.H30年度は,まず前年度と同様に単純薄板・薄膜試料を用いて全ての材料の組み合わせで接合実験を行い,接合界面の微細構造解析を行う.透過電子顕微鏡や電子エネルギー損失分光法を用いて架橋層形成条件の違いが界面微細構造に及ぼす影響を解析する.接合達成直後の極薄架橋層は周辺領域とは異相になり,架橋層内部では接合達成後も経時的に母材原子の相互拡散が発生するので,界面の安定化挙動を観察する.これに加え,前年度に見出した接合性と信頼性を両立する架橋層構造の権利化を目的とし,企図した通りの架橋層が形成されていることを実証する.次に,得られた接合体に対して引張や剪断などの機械的強度試験を施し,真実接触強度を見積もる.一般的に,硬軟材料の組み合わせのハイブリッド接合界面破断の進展位置は特定しづらく真実強度の見積が難しいので,破断面の接合痕跡,すなわち“見かけ"の接合面積を利用した計算モデルを構築する.また,各種工業基準に基づいた試験を施し,経時的信頼性も評価する.さらに,前年度着手したRole-to-Role装置試作を完了する.時間的な余裕があれば,H31年度以降に行う実働構造を有する材料の接合界面について,接合界面での破壊進展挙動を非破壊でその場観察するための機構を,既存OBIRCH装置を基に考案する.本研究では,“センサやアンテナ機能を内包したハイブリッド軽量構造材料"の構築を目的として,有機構造材料,金属構造材料,ならびに電子基板材料の低温大気圧一括接合技術を確立する.代表的材料としてポリエーテルエーテルケトン,Tiなどの軽量金属構造材,Cu,Si, GaN,ポリイミドなど半導体基板材を挙げ,これらの材料に汎用的な極薄架橋層を形成し,組み合わせを問わない接合を得る.手法としては水やアルキル酸などの架橋性物質を含有した雰囲気で真空紫外光を照射して極薄架橋層を形成し,低温加熱での縮合反応や体拡散を利用する.H29年度は,架橋層の成長挙動を明確化した後,基礎的な接合実験を行った.また,応用性検証用の装置の設計を開始した.極薄架橋層の形成条件最適化については,上記各試料に対し,真空紫外光照射条件を変えて化学結合状態ならびに皮膜厚の変化を検証した.その結果,本研究で提案された表面改質手法は,従来の高真空中でのビーム衝撃と異なり,有機材料表面の主鎖構造へのダメージが小さいことや,数nm以下の厚さの皮膜でも十分に結合に寄与する官能基が形成されることを証明した.

また,皮膜成長速度は設定したパラメタに比例し,プロセス制御性に優れることも判明した.膜厚が最大になる条件を用いて接合実験を行った結果,有意な空隙を含まない密着した界面が全ての材料の組み合わせで得られた.機械的強度は母材破断と同等であった.また,大面積かつ既存の工業生産機器への応用可能性を検証するためのRole-to-Role装置の基本的な設計を外部メーカーの協力の下で開始した.本年度の表面状態解析結果はLangmuirなどの国際的に評価の高い学術誌に論文が掲載された.また,今年度の内容を発展させたものを,機能性界面設計方法として今後出願予定である.当初のH29年度研究計画は1)極薄架橋層の形成条件最適化と基礎的接合実験,ならびに2)応用性検証のための装置設計(H30年度に継続),であった.研究実績の概要欄に記述した通り,1)については,軽量かつスマートな構造材料を構成するために必須な代表的材料の組み合わせ全てについて適切な表面改質条件を明らかにしたほか,機械的に十分な強度を有する接合性を確認した.また,2)については,A4サイズ程度の有機-無機ハイブリッド接合を行うためのRole-to-Roke装置の設計をほぼ終了した.これらの成果は後述の学術論文や依頼講演などで公表されているほか,所属研究部門の主要な研究成果の一つとして挙げられるなど,対外的に評価を得ている.また,1)の検討中に,界面の接合性と長期信頼性を同時に両立する新たな構造の可能性が見出されたため,これについても詳細な検討を行い,権利化に進む予定である.以上のことから,当初の計画通りに研究が進行していると判断する.H30年度は接合体の機械的電気的性能調査と信頼性評価を行い,界面の微細構造の経時的変化との関連を明らかにする.H31年度以降は応用可能性の検証を中心に行う.H30年度は,まず前年度と同様に単純薄板・薄膜試料を用いて全ての材料の組み合わせで接合実験を行い,接合界面の微細構造解析を行う.透過電子顕微鏡や電子エネルギー損失分光法を用いて架橋層形成条件の違いが界面微細構造に及ぼす影響を解析する.接合達成直後の極薄架橋層は周辺領域とは異相になり,架橋層内部では接合達成後も経時的に母材原子の相互拡散が発生するので,界面の安定化挙動を観察する.これに加え,前年度に見出した接合性と信頼性を両立する架橋層構造の権利化を目的とし,企図した通りの架橋層が形成されていることを実証する.次に,得られた接合体に対して引張や剪断などの機械的強度試験を施し,真実接触強度を見積もる.一般的に,硬軟材料の組み合わせのハイブリッド接合界面破断の進展位置は特定しづらく真実強度の見積が難しいので,破断面の接合痕跡,すなわち“見かけ"の接合面積を利用した計算モデルを構築する.また,各種工業基準に基づいた試験を施し,経時的信頼性も評価する.さらに,前年度着手したRole-to-Role装置試作を完了する.時間的な余裕があれば,H31年度以降に行う実働構造を有する材料の接合界面について,接合界面での破壊進展挙動を非破壊でその場観察するための機構を,既存OBIRCH装置を基に考案する.
脳梗塞に対する水素吸入療法の病巣到達経路解明及びヒト投与量シミュレーション解析

本研究では、水素吸入により水素分子がどの様に脳梗塞部位に到達するかを明らかにすることを目的としている。この目的を達成するため、2018年度は主に、ラットにおける脳内の水素濃度測定、シミュレーションを行うための設備及びソフトウエアの構築を行った。水素濃度の測定では、ラットの脳内に水素電極を挿入し、経時的に水素濃度を測定することができた。しかし、ニードル型の水素電極を使用していたため、針の先端から根元までのどの部位で水素が測定されているか特定することが困難であった。従って、水素の測定部位を点として正確に把握することができず、気相からの距離と水素濃度の関係をプロットし水素が単純拡散していることを証明するまでにはいたらなかった。次年度にはプローブの形状を工夫し点で水素濃度を測定できるものを使用することで、仮説の確実な検証を目指す。シミュレーション環境及びソフトウエアの構築では、コンピュータを購入し、高性能のCPU (20 core),大容量のメインメモリー(384 GB)、計算アクセラレータとしてのGPUの搭載を行った。シミュレーションソフトウエアとしては、OpenFOAMを利用することを予定していたため,構築したコンピュータにはLinux (Ubuntu 16.04)をインストールし、OpenFOAMのインストールも行った。簡単な流体力学のシミュレーションで本環境をテストし、成功した。データを安全に保存するため、ストレージとしてはRedundant Arrays of Independent Disks (RAID)技術を用いて構成し、8台のハードディスクを用いてRAID 6 (8台中2台の故障までであれば、データは消失しない)構成とした。この目的を達成するため、2018年度は主に、ラットにおける脳内の水素濃度測定および、シミュレーションを行うための設備、ソフトウエアの構築を行った。水素濃度の測定では、ラットの脳内に水素電極を挿入し経時的に水素濃度を測定することができた。脳内における水素電極の位置をマッピングする装置及びソフトウエアの開発に着手したが、これらは完成には至らず今後継続する方針である。シミュレーション環境及びソフトウエアの構築では、コンピュータを購入し、高性能のCPU,大容量メモリー、計算アクセラレータとしてのGPUの搭載を行った。シミュレーションソフトウエアとしては、OpenFOAMを利用することを予定していたため,構築したコンピュータにはLinux (Cent OS)をインストールし、OpenFOAMのインストールも行った。人に対する最適な投与量を予測するにあたり、水素が局所の酵素に効いているのか、血管拡張など遠隔の部位に効いているのかを明らかにすることが必要と考えられたため、追加で局所の酵素に対する水素の効果を確認した。結果として、少なくとも1つの局所の酵素には水素暴露による影響がみられたことから、局所濃度が重要と考え、当初の予定通り研究を進めることとした。追加実験を行なったが、研究の進捗自体は現時点ではほぼ予定通りである。まず、水素が単純拡散で脳内に到達しているという仮説を確実に検証するため、水素の測定に用いる水素電極のプローブを工夫し、点で濃度測定ができるものを使用して再度実験を行う予定である。この実験が完了すれば、気相から距離と水素濃度の最大値をプロットすることで、水素の到達が単純拡散であるか、または何かに促進されたものであるかが判明する。次にこの結果をシミュレーションの結果と突き合わせて、単純拡散で予想される濃度と実際に測定された濃度が、各時点において一致することを確認する。このために、当初の予定通り、ラットの頭蓋骨のCTスキャンデータから、頭蓋骨、脳、気相の3つの部位で、それぞれ異なる物質として定義したモデルを作成し、計算を行う。これらの計算は複雑であるため、1回の計算に膨大な時間を要する。頭蓋骨のモデルがCTスキャンから自動生成したものであるため、形状が不必要に複雑であることが原因の一つと考えられるため、頭蓋骨の形状を簡略化することを試みて、現実的な時間で計算が終了するように工夫する。次に、実際に人の頭蓋骨のデータを用いてシミュレーションを行い。人における最適な投与量を予測する予定である。

データを安全に保存するため、ストレージとしてはRedundant Arrays of Independent Disks (RAID)技術を用いて構成し、8台のハードディスクを用いてRAID 6 (8台中2台の故障までであれば、データは消失しない)構成とした。本研究では、水素吸入により水素分子がどの様に脳梗塞部位に到達するかを明らかにすることを目的としている。この目的を達成するため、2018年度は主に、ラットにおける脳内の水素濃度測定および、シミュレーションを行うための設備、ソフトウエアの構築を行った。水素濃度の測定では、ラットの脳内に水素電極を挿入し経時的に水素濃度を測定することができた。脳内における水素電極の位置をマッピングする装置及びソフトウエアの開発に着手したが、これらは完成には至らず今後継続する方針である。シミュレーション環境及びソフトウエアの構築では、コンピュータを購入し、高性能のCPU,大容量メモリー、計算アクセラレータとしてのGPUの搭載を行った。シミュレーションソフトウエアとしては、OpenFOAMを利用することを予定していたため,構築したコンピュータにはLinux (Cent OS)をインストールし、OpenFOAMのインストールも行った。簡単な流体力学のシミュレーションで本環境をテストし、成功した。人に対する最適な投与量を予測するにあたり、水素が局所の酵素に効いているのか、血管拡張など遠隔の部位に効いているのかを明らかにすることが必要と考えられたため、追加で局所の酵素に対する水素の効果を確認した。結果として、少なくとも1つの局所の酵素には水素暴露による影響がみられたことから、局所濃度が重要と考え、当初の予定通り研究を進めることとした。追加実験を行なったが、研究の進捗自体は現時点ではほぼ予定通りである。まず、水素が単純拡散で脳内に到達しているという仮説を確実に検証するため、水素の測定に用いる水素電極のプローブを工夫し、点で濃度測定ができるものを使用して再度実験を行う予定である。この実験が完了すれば、気相から距離と水素濃度の最大値をプロットすることで、水素の到達が単純拡散であるか、または何かに促進されたものであるかが判明する。次にこの結果をシミュレーションの結果と突き合わせて、単純拡散で予想される濃度と実際に測定された濃度が、各時点において一致することを確認する。このために、当初の予定通り、ラットの頭蓋骨のCTスキャンデータから、頭蓋骨、脳、気相の3つの部位で、それぞれ異なる物質として定義したモデルを作成し、計算を行う。これらの計算は複雑であるため、1回の計算に膨大な時間を要する。頭蓋骨のモデルがCTスキャンから自動生成したものであるため、形状が不必要に複雑であることが原因の一つと考えられるため、頭蓋骨の形状を簡略化することを試みて、現実的な時間で計算が終了するように工夫する。次に、実際に人の頭蓋骨のデータを用いてシミュレーションを行い。
量子化学計算による材料表面の化学修飾

本研究において、量子化学計算を基礎とする新しい表面化学修飾法を提案した。その概要は、以下の様である。(1)表面と吸着分子との相互作用を定性的に理解可能な種々の項に分解する。(2)分解されたそれぞれのエネルギー項でどれが支配的であるかを見極め、吸着エネルギーを増大させるために支配的なエネルギー項をさらに増大させる。(3)電荷移動相互作用が支配的なエネルギーである場合・表面から気体分子へ電荷移動が起こる→電気陰性度が小さい原子で化学修飾・気体分子から表面へ電荷移動が起こる→電気陰性度が大きい原子で化学修飾分極相互作用が支配的なエネルギーである場合・原子の固さが小さい原子で化学修飾二酸化チタン(110)面における二酸化炭素の吸着に着目し、上記の指針に基づいて化学修飾し、量子化学計算を用いて吸着エネルギーを計算した。化学修飾は、チタン原子よりも電気陰性度の大きなカルシウム原子の導入と、分極相互作用を増大させるためにチタン原子よりも柔らかいアルミニウム原子の導入を行った。いずれの場合も吸着エネルギーが増大し、化学修飾の指針の妥当性を確認した。また、分解された吸着エネルギーの一つである静電相互作用において、定性的・定量的に理解する上で重要な原子の部分電荷を計算する方法を開発した。この方法は、対象分子を内包する空間をグリッドに区切り、それぞれのグリッドの電子密度を基に、最小二乗法を用いて部分電荷を求める。この方法を二酸化チタン(110)面における二酸化炭素の吸着に適用したところ、Mulliken-chargeによる計算よりもはるかに精度の良い結果を得た。従って、この方法を用いた表面ー気体分子間の静電相互作用エネルギー計算は、十分な指針となり得ることが解った。金属酸化物表面における気体分子の吸着について第一原理に基づく構造最適化を行い、得られた吸着構造について吸着エネルギーの分解を試みた。分解されたそれぞれのエネルギー項でどれが支配的であるかを見極め、吸着エネルギーを増大させるために支配的なエネルギー項をさらに増大させる化学修飾の指針を提案した。電荷移動相互作用が支配的なエネルギーである場合・表面から気体分子へ電荷移動が起こる→電気陰性度が小さい原子で化学修飾・気体分子から表面へ電荷移動が起こる→電気陰性度が大きい原子で化学修飾分極相互作用が支配的なエネルギーである場合・原子の固さが小さい原子で化学修飾二酸化チタン(110)面における二酸化炭素の吸着に着目し、上記の指針に基づいて化学修飾し、量子化学計算を用いて吸着エネルギーを計算した。従って、この方法を用いた表面-気体分子間の静電相互作用エネルギー計算は、十分な指針となり得ることが解った。
超高速モータドライブ用高周波PWMインバータ開発

本研究では,高速モータドライブ駆動に適用可能な500 kHzスイッチングの高周波PWMインバータを実現することを目的として研究を行った。まず,Si-MOSFETとSiC-SBDをパワーデバイスで使用することを前提として,パワーデバイスの冷却手法としてヒートシンク分割手法を提案した。さらに,ゲート電圧を従来手法に比べて低くとすることによるデッドタイムレスゲート駆動回路の提案を行った。本研究の提案手法の妥当性を確認するために,直流電圧300V,スイッチング周波数500 kHzのPWMインバータを設計製作し,実験により明らかにした。近年,モータ駆動応用の新たな展開を目指した超高速モータの研究開発が積極的に進めらえれており,これらのモータ駆動を実現するために必要な100 kHz以上の高周波スイッチングのPWMインバータの研究開発も国内外で盛んに行われている。例えば,高周波スイッチング動作においてはインバータのデッドタイムの影響が大きくなるために,その補償手法に関する論文が国内にて発表されている。本研究課題では,高周波PWMインバータの実現を目的として,「ゲート駆動回路の高速化」,「デッドタイム設計手法」と「高周波インバータ回路実装」ついて検討を行ってきた。研究代表者は,まずは200kHzでスイッチング可能なPWMインバータに対して冷却・構造における検討を行った。また,さらなる高周波化を目指した検討も同時に実施した。具体的には,主回路とゲート駆動回路の配線長を短縮化を目的として基板配線構造を全面的に改良を行い,その結果,従来方式に比べて基板面積を半減させた。さらに,スイッチング周波数,出力力率,デットタイムに関する解析的な検討を行い,デッドタイム設計手法について検討を進めた。実験では,直流電圧300V, 300kHzの三相インバータ動作と直流電圧250 V,スイッチング周波数を400 kHzのPWMインバータをそれぞれ試作して動作させた。その結果,出力電流が2 kHzの正弦波電流を出力可能であることを明らかにした。なお,実験装置の設計製作においては,最新のパワーデバイスや電子部品・デジタル信号処理装置を利用して,研究室内で試作を行った。平成26年度は,500kHzスイッチングPWM制御の高周波化を実現するためのゲート駆動回路および単相インバータ回路を用いた実験を行った。PWMインバータのスイッチング周波数の上限値はデッドタイムの制約が大きく,一般的なパワーデバイスでは1us程度の値とする必要がある。本研究では,MOSFETのI-V特性を考慮してMOSFETのスイッチングを制御するためのゲート電圧を5Vとすることによってデッドタイムを挿入する必要のないゲート駆動回路を提案した。ゲート電圧は一般的には10V以上の値が選択されるが,5VにすることによってMOSFETの導通損失が増加するという欠点がある。しかしながら,高周波インバータではスイッチング損失が支配的であるために,ゲート電圧低下に伴う導通損失の増加については問題にならないことを解析により明らかにした。その有効性を確認するために単相300V,300Wのインバータ回路を研究室において設計・製作を行い,さらに研究室内にて実験を行った。その結果,500kHzのPWMスイッチングを負荷力率に依存せずに実現できることを明らかにした。また,単相ユニポーラ変調を採用することにより等価スイッチング周波数1MHzのPWMインバータを実現でき,さらにR-L負荷条件において50kHzの正弦波電流を出力できることを実験により示した。本研究では,高周波PWMインバータを実現するための回路実装とゲート駆動回路について検討した。はじめに,電力用半導体素子(MOSFET)の冷却と絶縁を確保するために,TO-247パッケージを採用した強制空冷方式において低熱抵抗を実現する手法を回路実装としてヒートシンク分割手法を提案した。次に,高周波PWMインバータにおいてデッドタイム最小化手法を検討した。ここでは,ゲート電圧を従来の1/3にする低電圧ゲート駆動回路を提案し,その結果,実質上デッドタイムが0nsを実現する回路を提案した。この手法は,従来と同じゲート駆動回路構成であるために,追加回路・制御を一切必要としない点に特長がある。本研究での提案法により上下のアームのMOSFETが同時にオン状態になってもMOSFETに過電流が流れることはないため,インバータ回路にデッドタイムを設ける必要がないことを実験により明らかにした。本研究の提案手法を明らかにするために,Si-MOSFETを用いた単相PWMインバータを設計・製作し,直流電源電圧300 V,スイッチング周波数500 kHzの実験を行った。提案法によるデッドタイムゼロ動作は,デッドタイム300 nsとしたときと比べて,出力電力と効率向上が可能となることを実験により示した。これらの実験結果より,スイッチング周波数と熱抵抗の限界を解析的に明らかにした。しかしながら,Si-MOSFETを用いた場合の電力変換効率は60%程度と実用化にするには難しいことを明らかにした。そこで,さらなる高効率化と大電力化を目的として,最新のパワーデバイスを用いた高周波インバータの回路実装について予備検討を行い,GaNパワーデバイスを用いることで90%以上の高効率化の可能性について示した。

当該研究課題において,デッドタイムによる制約とパワーデバイスの放熱が最大の課題であると考えており,そのうちデッドタイム制約に伴う課題解決が達成することができた。さらに,当初予定では,2年度目終了時に500kHzスイッチングPWMインバータの実証を確認することであったために,おおむね順調に進展している。特に,当初予定していた方法とは若干異なるが,ゲート駆動回路の制約による高周波化の課題解決手法を新たに提案し,スイッチン試験によりその有用性を明らかにした。さらに,実際にPWMインバータを設計・製作を行い実証試験を行いその妥当性を明らかにした。パワーエレクトロニクス研究3年度目は,これまでの成果である単相インバータを三相インバータに拡張してさらなる大出力化に関する検討を行う。ここでは,直流電圧300V三相インバータとした場合における,本提案手法の妥当性を実験により明らかにする。これまでの研究経過に伴う課題としては,パワーデバイスからの発熱によりインバータの大容量化が非常に困難である点がある。そこで,研究3年度目は従来素子であるSi-MOSFETを用いた際の実用的な効率および電力容量について算定を行う。さらに,さらなる高効率化と大容量化を実現するためにSiC-MOSFTの利用を前提とした解析および予備実験を行う。2年度目に提案したゲート駆動回路の方法はSi-MOSFETには適した方法ではあるが,新材料のパワーデバイスにとってはどの程度の効果があるかは十分に把握できていない。そのため,新たなゲート駆動回路方式についても検討を行う必要がある。そのために,SiC-MOSFETの高周波スイッチング特性を把握するための新たな検討を開始して,スイッチング試験およびインバータの設計・製作を行い,高周波化に向けた実機検証および大容量化に向けた課題整理を行う。高周波インバータにおいて課題の一つである,デッドタイムについて回路動作とその値について解析的に検討を行った。さらに,ゲート駆動回路,使用素子,配線パターン等を全面的に見直し,デッドタイムの短縮化について検討を行った。さらなる高周波スイッチング動作についても検討を行い,現時点において400kHz動作までを確認している。ただし,電力容量が研究課題の最終目標値に比べてまだ到達できていないが,これまでの知見と回路の見直しをすることで,目標値到達に向けた検討ができると考えられる。インバータ実現に向けた限界点についてはまだ明確な検討はできていないが,これまでの実験・解析結果を統合することで,その見込みを得ることはできると考えている。実験装置の設計・製作において消耗品の使用予定額が想定よりも安価であったために,次年度への使用額が生じた。特に,電力変換回路基板の設計を研究室で主として行ったために,業者への依頼が製作のみとなったことが主な要因である。
顎関節雑音の特徴と臨床症状との関係の経年的研究

本研究は,昨年度に引き続いた経年的な研究であるので,調査対象は昨年度と同じ対象で本学歯学部2年生40名とした。アンケートの結果では,19名(約48%)が関節雑音を自覚していた.聴診による客観的診査でも19名で一致していた.保有者の数は昨年と同じであったが,新たに保有者となったものが1名,消失した者が1名いた.関節雑音の性状については,昨年は分類できなかった微妙な性質の雑音に関してもドップラー聴診装置により記録することが可能となった。結果は,reciprocal clickが2名,eminence clickが12名,crepitusが2名,single clickが3名であった.昨年からの変化は,eminence clickからreciprocal clickに変化した者が1名,single clickが新たに発生した者,消失した者がそれぞれ1名ずついた.single clickは,reciprocal clickに移行することも消失することもあることがわかり,初期症状として重要であると考えられた.顎関節部の疼痛に関しては,single clickからreciprocal clickに変化した者1名に認めた.開口障害については,crepitusの2名に認めた.ただし,顕著な開口障害ではなかった.非接触型下顎任意点運動測定装置による下顎運動測定の結果は,臨床症状の変化のある者で下顎運動の変化が大きく,症状の変化のない者は下顎運動の変化も少なかった.single clickの顆頭運動はクリックに対応して小さい軌跡の変化が認められた.single clickからreciprocal clickに変化した者と消失した者との昨年の顆頭運動の違いは,閉口末期の顆頭の回転と移動との関係が前者でやや移動優位の程度が大きかった.single clickが消失した者の今年の顆頭運動は閉口末期の顆頭の移動が正常者の平均と比較してやや大きかった.eminence clickの顆頭運動は左右の協調性の悪いことが特徴であったが1年間の変化は小さかった.crepitusの顆頭運動も1年間の変化は小さかった.来年も経年的変化を分析し,特にsingle clickに着目して検討を行なう予定である.本研究は,昨年度に引き続いた経年的な研究であるので,調査対象は昨年度と同じ対象で本学歯学部2年生40名とした。結果は,reciprocal clickが2名,eminence clickが12名,crepitusが2名,single clickが3名であった.昨年からの変化は,eminence clickからreciprocal clickに変化した者が1名,single clickが新たに発生した者,消失した者がそれぞれ1名ずついた.single clickは,reciprocal clickに移行することも消失することもあることがわかり,初期症状として重要であると考えられた.顎関節部の疼痛に関しては,single clickからreciprocal clickに変化した者1名に認めた.開口障害については,crepitusの2名に認めた.ただし,顕著な開口障害ではなかった.非接触型下顎任意点運動測定装置による下顎運動測定の結果は,臨床症状の変化のある者で下顎運動の変化が大きく,症状の変化のない者は下顎運動の変化も少なかった.single clickの顆頭運動はクリックに対応して小さい軌跡の変化が認められた.single clickからreciprocal clickに変化した者と消失した者との昨年の顆頭運動の違いは,閉口末期の顆頭の回転と移動との関係が前者でやや移動優位の程度が大きかった.single clickが消失した者の今年の顆頭運動は閉口末期の顆頭の移動が正常者の平均と比較してやや大きかった.eminence clickの顆頭運動は左右の協調性の悪いことが特徴であったが1年間の変化は小さかった.crepitusの顆頭運動も1年間の変化は小さかった.来年も経年的変化を分析し,特にsingle clickに着目して検討を行なう予定である.
空気式多自由度ロボットを用いた筋電位信号に基づく統合型手首リハビリ支援装置の開発

本研究では,多自由度特性を有する空気式マニピュレータを用いた手首リハビリ支援システムに関する研究を遂行した。従来からの手首リハビリ訓練では手首に作用するトルクに基づいた訓練法が多く提案されてきたが,手首トルクは前腕部の筋肉の収縮力により生じるため,本研究では前腕部の筋肉に直接負荷をかける訓練手法を提案した。一方,最終年度においては,本マニピュレータで患者を訓練するのではなく,本マニピュレータを患者のモデルとして振舞わせることで,理学療法士の訓練装置として機能させる手法を提案した。これまで提案している筋電位に基づく手首リハビリテーションにおいて,本年度は患者の疲労度の評価と疲労に基づくリハビリ動作の調整機能について検証した。筋肉が疲労すると,筋電位信号の振幅自体が徐々に増大することと,筋電位信号の周波数特性が徐々に低周波数域に移行していくことが広く知られている。本研究では,筋電位信号を取得し,これをリアルタイムに周波数解析する手法をプログラムに実装した。ここでは,制御用OSとして用いているLinuxのマルチタスク環境を利用し,リハビリ制御を実施しているカーネル空間と,周波数解析を実行するユーザー空間内のプロセスを共有メモリを介してデータの授受を行うことで実現した。これにより,リハビリ訓練を実施しながら筋疲労が定量的に評価できる仕組みを構築した。実験により実施した結果,筋に一定の負荷をかけ続けるような等張性の運動においては筋電位の平均周波数が低周波数域に徐々に移行していくことが確認された。しかし,負荷と無負荷を繰り返すような動作においては明らかな周波数変化を確認することができなかった。しかし,この場合でも,筋電位の振幅自体は徐々に増加していることが示されていることから,運動の種類に応じて筋疲労の評価手法を適切に対応させることで,十分定量的に筋疲労を評価することができることが示された。これにより,例えば平均周波数や振幅値に閾値を設け,これを越えることで負荷を軽減するなど,患者の状態に応じた訓練機能の実現可能性が確認できた。平成24年度は,訓練したい筋肉を選択的かつ集中的に訓練するための訓練法として,これまでのトルクに基づく手法ではなく,筋電位センサーを導入した筋力そのものに基づく訓練手法を提案した.具体的には,従来より提案されている基本的なリハビリ動作である等速動作(遠心性収縮,向心性収縮),等張動作,等尺動作を,統一的に実施するために機械インピーダンス制御系を本マニピュレータに構築し,その効果を実験により検証した.等速動作の遠心性収縮では,筋は収縮力を発生した状態で筋が伸張動作を行うというように運動と力の方向が逆となるような動作でも本手法においてインピーダンスパラメータの符号を変換することで対応可能であることを示した.また,等速動作の向心性収縮においては,まず,無負荷の状態での筋力と手首関節角度の関係(機械インピーダンス特性)を予め測定しておき,その機械インピーダンス特性を基準として,その基準値より大きな値を設定すると本装置は負荷装置として作用し,また,その基準値よりも小さな値に設定すると,本装置はパワーアシスト装置として機能することを実験的に示した.特にパワーアシストモードでは拘縮患者の可動域改善訓練などへの応用が考えられる.可動域改善訓練は従来は理学療法士が他動的に実施していたが,本手法では患者本人が発生した筋力を増幅して本装置が動作するため,患者の意思に基づいた動作が実施できるという特徴を有する.また,力センサーと筋電位センサーを併用することで,筋電位センサーを貼付していない筋肉に対しても訓練する手法を提案した.これにより,上腕部の深部に存在する筋肉に対しても負荷を設定するというような訓練を可能とした.本研究では,多自由度特性を有する空気式マニピュレータを用いた手首リハビリ支援システムに関する研究を遂行した。具体的には訓練したい前腕部筋肉の筋力を筋電位センサーで取得し,信号処理を施した後,これに応じて手首の角度変位や角速度を計算機でコントロールするものであり,角度や角速度の変化量を調節することで,相対的に筋肉に任意の負荷をかけることができることを実験により確認した。また,このような筋力に基づく訓練法を用いることで,疲労のため無意識に手首以外の部位で手首回転動作を代行してしまうトリックモーションを防止することや,筋電位信号の周波数解析により求められる疲労度に応じた訓練メニューの調整という,より知的な要素を機械システムに付与することが可能であることを示した。一方,最終年度においては,本マニピュレータで患者を訓練するのではなく,本マニピュレータを患者のモデルとして振舞わせることで,理学療法士の訓練装置として機能させることを試みた。ここでは患者の手首特性を如何に忠実に再現するかということが重要となるが,本研究では,長年の経験や患者の手首疾患を熟知した理学療法士自身がマニピュレータの機械特性を調節することを提案し,そのために必要なインターフェイスの開発を行った。

他自由度方向の手首特性を調節可能であり,拘縮のような手首特性を再現できることを実験により確認した。また,このような患者モデルにより,熟練者と新人による徒手動作を定量的に比較することで,技能訓練に向けた教育の場を提供できることを示した。ロボット工学研究目的に示した筋疲労の評価とそれに基づく訓練動作の調整機能の実現については,リアルタイムな筋電位信号の周波数解析と筋電位信号の振幅評価により概ね達成することができたと考えている。負荷と無負荷を繰り返すような動作においては負荷時のみを抽出して周波数解析を行うことにより,より精度の高い評価が可能と思われ,今後の課題としたい。従来より提案されている基本的なリハビリ動作である等速動作(遠心性収縮,向心性収縮),等張動作,等尺動作を,提案する筋力に基づく訓練手法により統一的に実施するという目標に対しては概ね達成できたと考える.一方,提案する手法の有用性の確認のため,県内の理学療法施設ならびに岡山大学医学部リハビリテーション教室における評価検証に関してはまだ実施できておらず今後の予定とする.今後は理学療法士の訓練シミュレータとしての応用を目的として,本装置を患者の物理モデルとして機能させる研究について行う。具体的には患者の手首を模擬するためにマネキンの手首を力センサーを介してマニピュレータに実装し,マニピュレータにおいて患者手首の機械特性をインピーダンス制御により実装することで,患者の物理モデルを実現し,訓練シミュレータとしての応用を目指す。本研究では手首の機械特性を如何にマニピュレータに実装するかという点が重要であるが,本研究では,機械特性を外部から容易に調整できるためのインターフェースを用意し,熟練した理学療法士が自身の経験に基づいて機械特性を調整していく機能を実現する予定である。今後推進する研究内容として,患者の疲労度の評価と疲労に基づくリハビリ動作の調整機能を実現する.具体的には,筋電位信号の周波数解析に基づく患者の疲労度のリアルタイム評価と,疲労度に基づくリハビリ訓練動作の生成機能を支援装置に付与することを考える.また,理学療法士の教育効果向上を目的とする患者の物理モデルを実現する.これは本装置に患者の手首特性を実装することで,本装置を患者の物理モデルとして機能させ,これを用いた理学療法士のための訓練シミュレータを目指す.該当なし
新生血行による血管柄付き骨・骨膜移植術確立のための微小循環動態の解明

骨移植や骨膜からの骨再生においては血行の状態が大きく影響し、その骨や骨膜を用いた再建の成否に血行動態が影響していると考えられる。すでに血管柄付き骨・骨膜移植においては、遊離骨・骨膜移植に比べ、良好な骨形成が認められることが証明されている。また、血管柄を移植組織の近傍に予め移行して、移植組織に新たな血行を獲得させ移植を行うprefabricated flapも血管柄付き皮弁として臨床で応用されている。Prefabricated flapによる骨膜移植が確立されれば、骨膜からの骨形成を有効に行うと同時に従来では骨膜を血管柄付きで用いることの出来なかった部分からの組織移植が可能となり、手術術式の選択の幅が広がる。今回の研究では、まず、骨軟骨移植後の組織の変化と骨膜からの骨再生過程について検討を行った。骨軟骨移植では移植後の変化が移植床により異なることが観察された。血管柄付き骨膜移植のモデルとして、実験動物の下肢に骨を切除した血管柄付き骨膜を作製し、その骨膜より再生される骨の状態を観察を行った。骨膜からは骨切除後2週目に骨再生がX線像において確認された。組織学的には骨切除後4週目に層板状の骨の形成が認められた。この骨再生過程において血管造影を行い、移植骨膜および新生骨の血行状態について観察を行った。骨切除後の7日目ごろに旺盛な血行新生が認められた。この血管柄付き骨膜移植の実験結果をふまえて、prefabricated血管柄付き骨膜移植モデルを作製し、同様な観察を行った。その結果、新生血行の確立から23週目に骨形成が認められた。また、骨・骨膜の新生血行形成時の微小循環動態を解明する基礎的実験として、微小循環の観察を行うとともに、皮弁における微小循環に対する薬剤や磁場などの影響について検討を行った。さらに、現在臨床において行われている、遊離骨移植や血管柄付き骨移植などの再建術について検討を行い、今後の術式の改良の可能性などについて検討した。骨移植や骨膜からの骨新生においては血行の状態が大きく影響し、その再建の成否について血行動態の解析が重要と考えられる。現在までに血管柄付き骨・骨膜移植においては、遊離骨・骨膜移植に比べ、良好な骨形成が認められることが証明されている。また近年、血管柄を移植を行う組織の近傍に予め移行して、移植組織に新たな血行を獲得させたうえで移植を行うprefabricated flapも臨床で応用されている。血管柄付き骨・骨膜移植において血行動態の詳細を解明することにより、血管柄付き骨・骨膜移植やprefabricated flapによる骨・骨膜移植が確実に行えるような移植条件が確立され、移植骨・骨膜からの骨形成を有効に行うと同時により侵襲の少ない組織移植が可能となる。今回の研究では、血管柄付き骨膜からの骨再生過程について血行動態の変化や新生血管について観察を行うとともに、この結果をもとにprefabricated flapを骨膜の血管柄付き移植に応用することを目的としている。平成11年度の研究では、従来行われている血管柄付き骨膜移植のモデルとして、実験動物の下腿に作成した血管柄付き骨膜を作成し、その骨膜より再生される骨の状態を観察を行っている。この結果、骨膜からは術後2週目には骨再生がX線像において確認された。この再生された骨を組織標本として観察し、骨再生過程の組織学的検討も行っている。