hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔癌における膜型ムチン発現の臨床病理学的意義の解明と診断への応用

本研究の第一の目的は、口腔扁平上皮癌におけるMUC1およびMUC4の発現を検索しその予後因子としての有用性を検討することである。われわれはまず、口腔癌症例の組織を用いてMUC1およびMUC4ムチンの発現を検索し臨床病理学的事項との関連性を検討しムチン発現が口腔扁平上皮癌の予後予測因子になりうるか200例以上の切除組織を用いて詳細に検討した。その結果、MUC1およびMUC4の過剰発現は口腔扁平上皮癌の新しい有意な予後予測因子であることを明らかにした。次に本研究の第二の目的は、口腔癌においてスプライシングやエピジェネティック調節などの膜型ムチンの発現調節機構を口腔含嗽液を用いて高感度に検出する方法を確立し、口腔癌の早期発見や発癌リスクの予測に役立てることである。そこでわれわれの研究グループは、少量の含嗽液を用いて遺伝子発現、DNAプロモータの異常メチル化、ヒストン蛋白の修飾を検出するプロトコルを作成し(Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 2012. 70: 1486-94.)、口腔癌症例に特異的な遺伝子異常メチル化群を同定することに成功した(Cancer. 2012. 118: 4298-308.)。今後は症例数を増やしたのち統計解析を行い、口腔癌の予後不良因子である膜型ムチンの選択的スプライシングやエピゲノム異常のうち、直接的に予後に関連し治療の標的となりうるものを見いだしていく予定である。23年度の計画であるMUC1およびMUC4膜型ムチンのタンパクレベルでの発現状況と予後との関連は既に調査が終了し、成果を国際的な英文誌に発表した。25年度が最終年度であるため、記入しない。膜型ムチンのタンパクレベルでの発現状況と予後との関連は既に調査が終了し、成果を国際的な英文誌に発表した。また含嗽液からエピゲノム異常を検出するプロトコルを作成し、口腔癌症例に特異的な遺伝子異常メチル化群を同定し、国際的な英文誌に報告している。現在、口腔扁平上皮癌患者の切除組織を用いて膜型ムチン(MUC1とMUC4)のスプライシングバリアントの発現状況およびエピゲノム異常を後顧的に検討している。検討に際しての技術的な問題点は今のところみられない。統計解析が可能な症例数が収集できしだい、結果を分析し報告する予定である。現在、切除組織を用いて膜型ムチン(MUC1とMUC4)のスプライシングバリアントの発現状況およびエピゲノム異常を後顧的に検討している。
p53コアクチベーターINGファミリーのがん細胞中における変異および機能の解析

p33ING1遺伝子のcDNA配列を用いたホモロジーサーチによって、複数のINGファミリー遺伝子(p33ING2、p47ING3、p29ING4、p28ING5)を単離・同定した。INGファミリーはC-末端領域にPHDフィンガー構造をもち、様々な遺伝子の発現を調節する転写因子のコアクチベーターと考えられた。p47ING3は染色体7q31.3に位置し、12個のエクソンによって構成され、418個のアミノ酸をコードする。p47ING3タンパク質の発現レベルは、様々ながん細胞株において異なり、一部のがん細胞株ではp47ING3が失活していることが示唆された。p47ING3の過剰発現は、野生型のp53に依存して細胞増殖を負に制御し、細胞周期を停止させ、アポトーシスを誘導することが明らかになった。さらに、p53の下流に位置するp21/waf1やbax遺伝子のプロモーター活性を上昇させることも示された。p29ING4とp28ING5は各々、249個と240個のアミノ酸をコードし、極めて相同性の高いINGファミリーである。他のINGファミリー同様に、p29ING4とp28ING5の過剰発現は、p53依存性に細胞増殖を抑制し、細胞周期を停止させ、アポトーシスを誘導した。p29ING4とp28ING5は、p21/waf1遺伝子のプロモーター活性を上昇させ、p21/waf1タンパク質の発現を誘導することも確認された。さらに、p29ING4とp28ING5は細胞中でヒストンアセチル化酵素(HAT)のp300タンパク質と相互作用を認め、p53のC-末端領域コドン382のリシンをアセチル化することが証明された。各INGファミリー遺伝子のエクソン・イントロン境界領域の塩基配列はすでに決定した。現在、様々ながん細胞株から抽出したDNAを用いて、INGファミリー遺伝子の変異の有無を解析中である。
翻訳停止を感知しmRNA分解経路を規定する分子基盤

本研究では、哺乳動物細胞における終止コドンリードスルー型mRNA動態について解析を進めた。終止コドンリードスルー型mRNAは翻訳依存的に速やかに分解され、そこでは翻訳終結因子eRF3-eRF1に類似したHbs1-Dom34が機能することを明らかにした。また、このmRNAから産生される異常タンパク質は、E3ユビキチンリガーゼであるListerinによりユビキチンが付加され速やかに分解されることを明らかにした。近年、mRNA品質管理において機能する分解経路が明らかにされてきた。ナンセンスコドン介在型mRNA分解(Nonsense-mediated mRNA decay ; NMD)、終止コドンリードスルー型mRNA分解(Non-stop decay ; NSD)、リボソーム停止型mRNA分解(No-go decay ; NGD)であり、いずれもリボソームのmRNA上における一時停止が分解の引き金となる。eRF3を介したmRNA分解と類似の機構がはたらくと想定されるものの、これら経路については不明な点が多く残されている。本年度は、これらmRNA品質管理機構のうち、哺乳動物細胞におけるNSDについて解析を進め、1)NSDでは通常mRNAで認められるpoly(A)鎖短縮化に依存した分解、およびエキソソームによる3'→5'方向への急速な分解の2経路によりmRNAは分解を受けること、2)Hbs1がNSDに関与すること、3)Hbs1はエキソソームの構成因子であるDis3およびSki2と相互作用することを見出した。これらの結果より、以下の分子機構を想定している。終止コドンの欠損したmRNAが翻訳を受ける際、リボソームは終止コドンを認識できないためpoly(A)鎖まで翻訳を続ける。一部のリボソームはpoly (A)鎖上で停止し、この停止したリボソームにeRF3が作用しpoly(A)鎖短縮化を引き金としmRNAは分解される。リボソームがmRNAの3'末端まで達すると、これをHbs1が検知すると同時にHbs1を介してエキソソームがリクルートされ異常なmRNAは3'→5'方向への分解を受ける。mRNA品質管理において機能する分解経路が明らかにされてきた。ナンセンスコドン介在型mRNA分鯖(Nonsense-mediated mRNA decay;NMD)、終止コドンリードスルー型mRNA分解(Non-stop decay;NSD)、リボソーム停止型mRNA分解(No-go decay;NGD)であり、いずれもリボソームのmRNA上における一時停止が分解の引き金となる。また、これら異常mRNAから産生されたタンパク質は速やかに分解されることが近年明らかにされた。これら分子機構について、出芽酵母での解析は進展しているものの、哺乳動物細胞では不明な点が多く残されている。本年度は、哺乳動物細胞における終止コドンリードスルーmRNAの品質管理について解析を進め、以下について明らかにした。1)終止コドンリードスルーmRNA量は、正常mRNAと比較して、48±:6%まで減少している。2)このmRNA分解は翻訳依存に引き起こされる。3)終止コドンリードスルーMRNAからのタンパク質産生は、正常mRNAと比較して24±7%まで抑制される。4)1)では翻訳終結因子eRF3-eRF1類似のHbs1-Dom34が、2)ではE3ユビキチンリガーゼListerinが機能する。昨年度の結果と併せて、以下の分子機構を想定している。終止コドンリードスルーmRNAではリボソームはmRNAの3'末端poly(A)鎖まで翻訳を続ける。一部のリボソームはpoly(A)鎖上で停止し、この停止したリボソーム上に残されたタンパク質はListerinによりユビキチンが付加され速やかに分解される。リボソームがmRNAの3'末端まで達すると、これをHbs1-Dom34が翻訳終結反応に類似した機構で検知し、Hbs1を介してエキソソームがリクルートされmRNAは3'→5'方向への分解を受ける。
触媒機能を有する遷移金属糖質錯体の開発

糖質は生命活動において不可欠な物質であり,また,人間社会においても環境調和型の資源・エネルギー(バイオマス)として注目を集めている。このような糖質と金属イオンの相互作用は様々な観点から重要であるが,特に,金属錯体による穏和な条件下での糖質変換反応は将来の人類社会にとって重要な課題である。報告者らはこれまでに様々な糖質を含む遷移金属錯体の合成を行い,その構造や反応性について分子レベルでの解明を行ってきた。本研究では,バイオマスである糖質の穏和な変換・合成を促進する環境調和型錯体分子や糖質をキラル源とした新たな二元系金属錯体触媒の構築と機能化を目的とする。生体内では,糖質の合成及び代謝(分解)において,ほとんどの場合,リン酸エステルを中間体とした効率と立体選択性の高いプロセスを構築しているが,人工的にこのようなシステムを構築することは全く行われていない。我々は,金属錯体を用いた遊離糖質の変換反応を目指して研究を行ってきたが,Cu(II)金属二,三,四核中心が糖質N-グリコシドや糖質リン酸エステルを固定・安定化することを見いだした.このような錯体上での,遊離糖質の効率のよい変換反応(異性化反応),分解反応,糖鎖合成反応の開発を目指して研究を行った.具体的には,Cu(II)イオン,bpy,D-Glucose-1-リン酸との反応から,[Cu_4(OH)(Glc-1P)_2(bpy)_4]X_3の組成を有するCu(II)四核錯体を高収率で合成しその詳細な構造を明らかにした。この錯体はATP,IMPなど核酸と速やかに反応しグルコース1リン酸と核酸が交換し構造変化を経由した新たな四核錯体を得られた。また,過剰量のグルコース(種々のアルドース)との反応ではpH6.5の弱酸性条件下で,グルコースが酸化的開裂を受けシュウ酸を配位子とするCu(II)二核錯体が生成した。同位体標識した実験からシュウ酸は原料であるグルコースの1位2位の炭素ユニットから酸化的に生成しているものと推定される。一方,天然に豊富に存在する糖質(D-Glucose,D-Mannose等)を不斉源とした配位子の設計を行い,金属錯体の合成と構造決定及び触媒反応について検討も行った。具体的には,D-Glucoseを不斉源とした種々のイミン系配位子を設計し,これらを配位子とした遷移金属錯体触媒の合成を試みた。現在までのところ,フェノキソ骨格を持つ不斉糖イミン配位子とCu(II)イオンとの反応から,キラルなCu(II)三核錯体を合成しその詳細な構造をX線結晶構造解析により明らかにした。これらの糖質含有錯体を触媒に用いることにより,天然に豊富な糖質を不斉源とする触媒反応の可能性について検討を行う予定である。

現在までのところ,フェノキソ骨格を持つ不斉糖イミン配位子とCu(II)イオンとの反応から,キラルなCu(II)三核錯体を合成しその詳細な構造をX線結晶構造解析により明らかにした。これらの糖質含有錯体を触媒に用いることにより,天然に豊富な糖質を不斉源とする触媒反応の可能性について検討を行う予定である。
変形性関節症における損傷関節軟骨部への成長因子投与による新たな軟骨形成の試み

本研究により、以下の実験を行った。今までの報告等から、軟骨組織を誘導する成長因子としてBasic Fibroblast Growth Factor(bFGF)を選んだ。動物実験としては、ラビットを用いた広範軟骨欠損に対するbFGF投与の効果、さらに正常関節軟骨に対する影響を検討する目的にてマウス関節内投与の効果について検討した。ラビット大腿骨遠位部の関節軟骨前方ほぼ半分の関節軟骨を欠損させ、bFGFを単回投与した。新生軟骨は島状に形成され、損傷部を全体に覆うような修復は認められなかった。叉、関節軟骨辺縁部の骨棘形成や滑膜増生も見られ、投与方法に問題があると考えられた。一方、マウス関節内投与では関節軟骨組織増大が観察された。同実験には2)で確立した増殖期細胞を同定する方法を用いた。2)成長因子投与による細胞増殖への影響を組織にて検討する方法の確立。軟骨形成の観察できる骨折治癒過程において増殖期細胞のマーカーであるproliferatingcell nuclear antigenを免疫染色法により検討し、同方法を確立した。3)関節症関節における成長因子の発現。成長因子投与に際し、関節症関節内に存在する軟骨細胞等が発現している成長因子について検討する必要がある。特に関節症関節にて形成される骨棘における成長因子の発現について検討している。これまでに、insulin-like growthfactor-lが発現していることを明らかにした。4)ヒト変形性関節症における修復反応ヒトの変形性関節症において手術後、軟骨修復反応が認められることがある。変形性股関節症に対する外反骨切り手術後の関節軟骨修復について臨床例を検討した。1)広範囲関節軟骨欠損への成長因子投与の影響:現在、成長因子のキャリヤ-の検討を進めている。キャリヤ-の効果が短期間に検討しやすいため、ラット頭蓋骨骨膜下投与による骨形成誘導の系を用いている。同じ投与量ではキャリヤ-存在下のほうがより骨形成の量が大きい印象がある。個体数を増やし、検討を続けていく予定である。2)成長時における関節軟骨形成機序の検討:軟骨細胞における成長因子の発現が、成長因子によりコントロールされているかどうか、成長時の動物より得られた軟骨細胞を培養し、成長因子投与による影響について検討している。遺伝子発現のレベルにより成長因子の発現が変化していることが明らかになってきている。次に蛋白産生のレベルにおける変化について検討しつつあるところである。1)広範囲に関節軟骨の損傷欠損したモデルにて同成長因子を用いて新たな軟骨形成を試みた。ラビット膝関節軟骨を歯科用のエアトームにてはぼ全体の関節軟骨を削り、bFGF溶液を滴下。2、6ケ月後に採取。肉眼的には軟骨組織が島状に再生しており、コントロールに比べ、bFGF投与した関節の方がより広い印象であった。しかしながら、欠損部も残存しており、bFGF溶液単回投与では、広範囲欠損の修復は困難であると思われた。2)キャリヤ-を用いたbFGFの持続投与について検討する目的にて、より簡便な方法として成長因子による骨形成にてキャリヤ-の持続効果を検討した。ラット頭骸骨にbFGFをキャリヤ-と同時に投与し、2週間後に採取した。投与部位に骨膜性骨化による著明な骨形成が観察された。引き続きコントロール実験を行なう予定である。3)関節症動物モデルにおける骨棘形成での成長因子発現について検討した。コラゲナーゼ関節内投与による関節症モデルを作製し、骨棘での成長因子の発現についてin situ hybridization法を用い、検討した。まず、骨棘成長の経過について検討した。投与後、異なる日数の関節を採取、in situ hybridization法用に処理したのち、成長因子に対するRNA probeを用いて、成長因子の遺伝子発現について検討した。現在IGF-Iの発現が検出されている。今後、同発現の骨棘成長経過での変化や他の成長因子の発現につき、引き続き実験を行なう予定である。

昨年度までの研究にて成長因子の単回投与では広範な軟骨欠損修復は困難であることが明かとなったので、本年度はキャリヤ-使用による効果について、basicFGF投与によるラット頭骸骨での骨形成のモデルにて検討をした。やはりキャリヤ-使用の方がより骨形成が示された印象であった。軟骨欠損修復においても成長因子にキャリヤ-を併用し、適当量を徐放させることが重要であると思われた。関節症動物モデル及びヒト標本における骨棘形成での成長因子発現についても検討した。コラゲナーゼ関節内投与によりマウス膝関節に関節症をおこし、同関節症での骨棘成長の過程における成長因子の発現についてin situ hybridization法を用いて検討した。細胞増殖に特異的に発現するProliferatingcell nuclear antigen(PCNA)を免疫染色法にて検出し、叉、軟骨細胞の分化のマーカーとしてII型コラーゲンの遺伝子発現をin situhybriclization法にて検討した。動物モデルにおける骨棘にも、叉、ヒト組織標本においてもIGF-Iの発現が認められた。同発現はPCNAやII型コラーゲンが発現される時期とほぼ同じであった。本研究より、変形性関節症における修復反応と考えられる骨棘形成に成長因子の一つであるIGF-Iが局所で同形成における細胞増殖や分化に関与していることが示唆された。
イギリスの公共住宅民営化政策(Right to Buy)に関する研究

1.昨年度回収したイギリス地方自治体の住宅政策に関するアンケート調査の分析によって、サッチャー政権の公共住宅払い下げ政策は、保守系および労働党の地方自治体によって賛成・反対の態度は大きく異なるものの、それが成功したか失敗したかの評価については、保守・労働党系を問わず「成功」と見なしていることが判明した。2.その理由としては(1)イギリスの公共住宅の多くが、大都市部を除いては「庭付の接地型郊外住宅」であり、居住者の持家化への希望が従来から非常に強かったこと、(2)最低3割、最高7割もの大幅なディスカウントが行われ、かつ購入資金の金額を自治体がローンとして保障したこと、(3)払い下げを受けた後5年間を経過すれば、転売が自由であること等、居住者に大きな利益をもたらすものであったためである。3.その一方、移民労働者や低所得者など社会的経済的弱者を中心に、(1)現在居住している公共住宅が高層アパートで魅力がない、(2)購入できる資金を用意できない、(3)払い下げを受けても十分維持管理していける条件がない等の理由で反対の声が上ったが、これらの声は中央政府はもとより、地方自治体でもあまり考慮されていない。4.アンケート分析と平行して、「1987年住宅政策白書」および「1988年住宅法案」に関する資料収集と分析を行ったが、中央政府はこれまでの公共住宅民営化政策に大きな自信を得て、(1)払い下げを更に拡大するため「団地一括払い下げ制度」を創設し、民間企業が払い下げを受けられるようにする、(2)居住者が組合をつくり、団地管理を民間業者や協同組合に委託できるようにする、(3)地方自治体とは別の「住宅再開発公団」をつくり、荒廃化した団地やスラム住宅地の再開発を民間企業と共同して行えるようにする、との方針が提起されている。本年度は、来年度の本調査に先立ち、特に昨年暮に成立した「住宅・計画法」に関する資料収集と分析を行った。本法律は、公共住宅民営化政策(Right to Buy)を従来の個々の入居世帯への払いさげから、民間企業や非営利法人などへの団地一括払い下げを可能とする段階へ加速化する意味で一つの画期をなすものであり、昨年1年間に亘ってイギリス全土で激しい論争がたたかわされた内容を含んでいる。つまり、公共住宅の入居者への払い下げに関する権利を明確にした「1980年住宅法」は、当初年間20万戸に達する払い下げ戸数を達成したが、その後売れゆきが次第に低下するにおよんで、より大規模な売却を可能にする手段として導入されたのが、「住宅・計画法」であったからである。この法律の最大の問題点は、払い下げを望まず借家人として居住を続けることを希望する入居者が、払い下げの対象となった団地から半ば強制的に立ちのかされることであり、借家人組合をはじめ全国の住宅運動団体から借家人の居住権を否定するものとして厳しい批判にさらされた。したがって、イギリスの公共住宅の払い下げ政策は、厂史的にみると(1)自治体のイニシャチブに基いて行われていた「1980年住宅法」以前、(2)払い下げが入居者の権利となった「1980年住宅法」以後、そして(3)民間企業やその他の団体に団地が一括払い下げされることが可能になった1986年の「住宅・計画法」以降の3段階に区分されることとなった。昭和62年度は、イギリス全土の約450市町村に対して、この公共住宅払い下げ政策がどのような実態と問題点をもって展開しつつあるかを直接にアンケート調査をする予定である。昭和62年度は,住宅行政に責任をもつイギリス基本自治体(ディストリクト)を対象として,イングランド,ウェールズ,スコットランドの全自治体の住宅委員会委員長に対してアンケート調査を実施した.同時に,これら自治体が中央政府から補助金を受けるにあたって申請を義務づけられている「住宅投資計画書)ハウジング・インベストメント・プログラム)ついても送付を依頼した.アンケートの回収率は約40%,住宅投資計画書は約55%である.アンケートについては,単純集計,政党派別集計,人口規模別集計,地域別集計などを行い,以下のような結果を得た.(1)公共住宅の民営化政策については,政党派別には保守党で賛成,労働党で反対という色分けができるが,総じて賛成が多い.(2)地域別ではウェールズ,スコットランドよりもイングランド南部で,人口規模別では都市部よりも農村部で賛成が多い.(3)反対がつよいのは公共住宅比率の高い大都市である.(4)賛成と反対の各々の理由については,賛成が「持家ニーズの充足」,反対が「良質公共住宅の不足による住宅事情の悪化」をあげており,当該自治体がどの層の住宅ニーズに力点を置いているかによって評価が異る.(5)政策については賛成するものの,その強制的な方法や手続きについては反対する保守党自治体も多い.(6)今後の住宅政策の動向については,公共住宅の民営化政策が伝統として継続するとほとんどの自治体が予測しており,その場合に自治体の役割は低下していくとしている.(7)新しい自治体の役割としては,持家修理に対する援助や住宅協会・民間家主への援助を通して「総合的ポリシーメーカー」になる方向が注目されている.目下,住宅投資計画書の分析中であるが,あわせて全体のレポートにまとめる予定である.1.昨年度回収したイギリス地方自治体の住宅政策に関するアンケート調査の分析によって、サッチャー政権の公共住宅払い下げ政策は、保守系および労働党の地方自治体によって賛成・反対の態度は大きく異なるものの、それが成功したか失敗したかの評価については、保守・労働党系を問わず「成功」と見なしていることが判明した。

2.その理由としては(1)イギリスの公共住宅の多くが、大都市部を除いては「庭付の接地型郊外住宅」であり、居住者の持家化への希望が従来から非常に強かったこと、(2)最低3割、最高7割もの大幅なディスカウントが行われ、かつ購入資金の金額を自治体がローンとして保障したこと、(3)払い下げを受けた後5年間を経過すれば、転売が自由であること等、居住者に大きな利益をもたらすものであったためである。3.その一方、移民労働者や低所得者など社会的経済的弱者を中心に、(1)現在居住している公共住宅が高層アパートで魅力がない、(2)購入できる資金を用意できない、(3)払い下げを受けても十分維持管理していける条件がない等の理由で反対の声が上ったが、これらの声は中央政府はもとより、地方自治体でもあまり考慮されていない。4.アンケート分析と平行して、「1987年住宅政策白書」および「1988年住宅法案」に関する資料収集と分析を行ったが、中央政府はこれまでの公共住宅民営化政策に大きな自信を得て、(1)払い下げを更に拡大するため「団地一括払い下げ制度」を創設し、民間企業が払い下げを受けられるようにする、(2)居住者が組合をつくり、団地管理を民間業者や協同組合に委託できるようにする、(3)地方自治体とは別の「住宅再開発公団」をつくり、荒廃化した団地やスラム住宅地の再開発を民間企業と共同して行えるようにする、との方針が提起されている。
先天異常のある子どもをもつ親の次回妊娠・出産の意志決定と看護援助に関する研究

本年度は、先天異常のある子どもをもつ親の次回妊娠に関する意思決定過程を分析し、継続的な援助方法を検討する目的で、5名の研究協力者からデータが得られ、その内4名の内容分析を行った。その結果、以下の点が明らかになった。1.研究協力者5名のうち、先天異常のある子どもを養育しながら次子を妊娠・出産した親は2名、死産の経験後に妊娠・出産した親は3名だった。2.先天異常のある子どもを養育する親が、次子を妊娠した理由は、「もともと23人の子どもが欲しかったから」「自然のあたりまえのできごと、ただ子どもが欲しいと思えたから」という、障害があろうがなかろうが自然な気持ちによるものと、「今度は上手に産み育てたいと思ったから」という女性としての自分の正常を照明したいという意思と、「兄弟で当該児を支え合うため」という将来の保証という理由が抽出された。4.死産を経験した親の、次子妊娠理由は、「自然のあたりまえのできごと、ただ子どもが欲しいと思えたから」「養育による育児負担がなかったから」「家族性の疾患で繰り返す確立が1/4であること」「出生前診断で障害がないことを確認したから」「あきらめたくなかったから」「周囲のプレッシャーが無かったから」であった。5.次子にも同じ様な障害があるのではないかといった不安な気持ちを乗り越えるには、「同じ障害でも自分なら育てられる」「神様が与えてくれた試練だと思う」という女性自身の意思と、「夫婦や家族の支援が意思決定を支えた」という周囲の人間関係がよりどころであった。6.看護者への要望としては「本人や家族の意思に寄り添うこと」「正しい情報の提供とその後の継続的な支援」「自分達のありのままを受け入れてくれること」であった。平成16年度における本研究の実績としては、文献検索と資料収集と本格的なデータ収集前の事前調査(パイロットスタディ)を行った。これにより本研究の目的と背景をより明確にするとともに、実際の看護援助のニーズを把握し、データ収集に必要な質問要素の吟味を行うことができた。第1に、文献検索を行う際のキーワードとして、「次子の妊娠出産」「意思決定」「先天異常のある子供」「看護援助」の4つをあげ、国内文献30件、海外文献5件を検索した。これらより、「障害児を育てながら妊娠・出産をする背景」「出産・育児をする意思決定要因」「看護者の支援方法」という3つの要素が抽出された。第2に、事前調査(パイロットスタディ)では、障害のある子供をもち、その子の育児をしながら次子の妊娠・出産・育児を経験した2名の女性に対して、半構成的面接調査を行った。調査を行う際には、調査目的と方法・守秘義務・研究協力及び辞退の任意性と中断の自由について口頭で説明し、協力を得た。面接調査時の質問項目としては、「障害を持つ子供が産まれた時の気持ち」「障害を持つ子供の療育体験」「同胞との関係」「次子妊娠を考えた背景」「次子出産・育児の体験」等の5点について質問し、回答を得た。得られた結果について、スーパーバイザー2名のアドバイスを受けながら、内容検討をした。パイロットスタディの検討をふまえ、当初では面接調査のみを実施する予定であったが、面接時の研究協力者の状態や、研究者とのコミュニケーションに差が生じ、有効なデータ収集ができない可能性もあるという示唆が得られた。そこで研究デザインを、量的・質的研究法とし、半構成的に質問項目を考えた上で、面接調査と質問紙調査とを組み合わせる方針とした。以上のことから、本研究再開後の研究計画としては、質問項目の吟味・データ収集および分析・結果の総括を行う予定である。本年度は、昨年度に引き続き文献検討と3事例のデータ収集およびデータ分析を行った。(1)文献検討:先行研究では、先天異常の子どもをもつ女性の次子出産の背景や要因について、将来患児を支える同胞の必要性を感じたため、普通の育児を経験するため、一度患児を育てた経験と自信があるため、という点が報告されている。一方で、先天異常の子どもをもつ女性が次子を産むか産まないかという気持ちの揺らぎについて、妊娠が確定した後の羊水検査が現実に迫ると産むべきか産まざるべきかという葛藤や揺らぎがあった、という報告や胎児に異常が見つかった場合の人工妊娠中絶に対し、多くが賛成しながらも躊躇するという報告があり、女性達は妊娠を続けるか否かの意思決定の間で揺れていた。また、困難な決断を迫られている人の意思決定ガイドであるオタワ個人意思決定ガイドを用いた調査では、個人の意思決定に関する葛藤にもたらす効果について、明らかな効果や害や不都合を認めなかったという結果を踏まえると、看護支援について検討の余地がある。(2)データ収集及び分析:3名の対象者に対して面接調査を行った。(1)受診理由(2)出生前診断に関する意思決定(3)出生前診断前後から結果判明までの気持ち(4)検査結果判明後の意思決定(5)出産後の体験(6)家族との関わり(7)看護職者など医療者との関わり、という点で半構成的面接を行った。3事例からは(1)前回の子どもに先天異常があったから(2)次子に異常があるとわかれば人工妊娠中絶をする予定だった(3)不安や罪悪感(4)染色体異常がないと分かったから分娩に至った(6)パートナーが支えた(7)重要な時期にカウンセリングをしてくれた、という貴重なデータが抽出された。

(3)平成18年度の方針:以上のデータを踏まえ、最終年度となる来年度は、さらに面接調査をすすめ、データ分析を行い、結果を導くとともに学会発表と論文投稿を行いたい。本年度は、先天異常のある子どもをもつ親の次回妊娠に関する意思決定過程を分析し、継続的な援助方法を検討する目的で、5名の研究協力者からデータが得られ、その内4名の内容分析を行った。その結果、以下の点が明らかになった。1.研究協力者5名のうち、先天異常のある子どもを養育しながら次子を妊娠・出産した親は2名、死産の経験後に妊娠・出産した親は3名だった。2.先天異常のある子どもを養育する親が、次子を妊娠した理由は、「もともと23人の子どもが欲しかったから」「自然のあたりまえのできごと、ただ子どもが欲しいと思えたから」という、障害があろうがなかろうが自然な気持ちによるものと、「今度は上手に産み育てたいと思ったから」という女性としての自分の正常を照明したいという意思と、「兄弟で当該児を支え合うため」という将来の保証という理由が抽出された。4.死産を経験した親の、次子妊娠理由は、「自然のあたりまえのできごと、ただ子どもが欲しいと思えたから」「養育による育児負担がなかったから」「家族性の疾患で繰り返す確立が1/4であること」「出生前診断で障害がないことを確認したから」「あきらめたくなかったから」「周囲のプレッシャーが無かったから」であった。5.次子にも同じ様な障害があるのではないかといった不安な気持ちを乗り越えるには、「同じ障害でも自分なら育てられる」「神様が与えてくれた試練だと思う」という女性自身の意思と、「夫婦や家族の支援が意思決定を支えた」という周囲の人間関係がよりどころであった。6.看護者への要望としては「本人や家族の意思に寄り添うこと」「正しい情報の提供とその後の継続的な支援」「自分達のありのままを受け入れてくれること」であった。
超高密度高効率電力変換器の研究

研究開始以降、1号試作機と2号試作機を完成させ、各種測定を行った。1号機では、スイッチング周波数200kHz,効率93.8%、パワーデンシティ(電力密度)10.5kw/lを実現した。この値は、記録的な値であるが、さらに、2号機を試作して以下のようなデータを取った。特に、1号機からの修正点は、以下である。(1)スイッチングデバイスを再選定して4並列から2並列に修正した。(2)補助スイッチにオン抵抗の小さいデバイス(CoolMOS)を選定した。(3)集積インダクタンスの値をやや下げて、構造を再設計した。(4)PCB基盤上でのbus-barを再設計した。(5)gate回路のPCB基盤上でり配置の再検討を行い、集積密度を向上させた。(6)全体の空きスペースの検討による密度の向上を図った。また、これらの試作機の特徴は、(1)熱設計をデバイスからの発熱をインダクターからの発熱に分け、その熱フローの計算を行い、ヒートシンクへ達するまでの経路での温度設計を行ったこと.その結果、ヒートシンクに対して、デバイスを垂直に配置し、インダクタンスの熱を排除しやすい構造を提案した点。(2)既存のスイッチングデバイスのパッケージを使い、電力密度の向上を目指した点である。この結果、2号機では、3.7kw出力時に最大効率95.4%が実測された。これを連続定格で計算すると、電力密度が15kw/lとなる。最大定格に関して実験をした結果、空冷では18.2kw/l、水冷では27.7kw/lの電力密度が得られた。なお、スイッチング周波数は200KHz,回路は横国大が特許申請中であるSAZZ方式を採用している。これらの成果は各種会議で報告した。来目が2006年10月中旬であり、実質的な研究期間が短かったので、以下のような机上検討を中心に研究を行った。(1)ハイブリッド車および電気自動車、燃料電池電気自動車の文献を収集し、エネルギーマネージメントのための動作範囲を調査した。次に、河村研究室で提案しているSAZZ(Snubber Assisted Zero Voltage and Zero Current)チョッパの適用範囲を検討した。その結果、駆動系の種類によって、直流電圧とパワーフローの方向の組み合わせに対応して、SAZZ回路方式の使い方を工夫すれば、多種多様なSAZZチョッパ回路の適用範囲が存在することが明らかになった。(2)将来的なパワーコンバータの仕様を決めて、超高密度高効率コンバーを試作することにした。その結果、目標性能としては、双方向チョッパ(順方向昇圧、逆方向降圧)で、定格は8kw(連続)、効率は99%(目標)、エネルギー密度は10w/cc(目標、連続定格)とした。SAZZ方式ソフトスイッチングとCoolMOSデバイスを用いて、数百kHz程度でソフトスイッチングさせても、小型軽量で高効率なコンバータを試作できそうなことが明らかになった。(3)次に、動作点をいろいろと代えて、SPICEで詳細シミュレーションを行うことにより、SAZZ回路パラメータを最適化した。また、MOSモデルを含めたシミュレーションの検討により、スイッチング周波数200kHzでも効率99%を達成できそうな見通しを得た。(4)回路動作を確認するための第一次試作機の部品を手配し、製作の準備を行った。2007年の夏には、データを取得する予定となっている。その後は各種データを取得し、高密度化のための第2次試作機の検討を行う。2007年4月以降、1号試作機と2号試作機を完成させ、各種測定を行った。この値は、記録的な値であるが、さらに、2号機を試作して次の暫定データを取った。(1)スイッチングデバィスを再選定して4並列から2並列に修正した。(2)補助スイッチにオン抵抗の小さいデバイスを選定した。(5)gate回路のPCB基盤上での配置の再検討を行い、集積密度を向上させた。また、これらの試作機の特徴は以下である。(1)熱設計をデバイスからの発熱をインダクターからの発熱に分け、その熱フローの計算を行い、ヒートシンクへ達するまでの経路での温度設計を行った。その結果、ヒートシンクに対して、デバイスを垂直に配置し、インダクタンスの熱を排除しやすい構造を提案した。(2)既存のスイッチングデバイスのパッケージを使い、電力密度の向上を目指した。この結果、2号機での測定データは、3.7kw出力時に最大効率95.4%が得られた。最大定格に関して実験をした結果、空冷では18.2kw/?、水冷では27.7kw/lの電力密度が得られた。さらに、2号機での改良を重ねて、最終データを取得する予定である。

1号機では、スイッチング周波数200kHz,効率93.8%、パワーデンシティ(電力密度)10.5kw/lを実現した。この値は、記録的な値であるが、さらに、2号機を試作して以下のようなデータを取った。特に、1号機からの修正点は、以下である。(1)スイッチングデバイスを再選定して4並列から2並列に修正した。(2)補助スイッチにオン抵抗の小さいデバイス(CoolMOS)を選定した。(3)集積インダクタンスの値をやや下げて、構造を再設計した。(4)PCB基盤上でのbus-barを再設計した。(5)gate回路のPCB基盤上でり配置の再検討を行い、集積密度を向上させた。(6)全体の空きスペースの検討による密度の向上を図った。また、これらの試作機の特徴は、(1)熱設計をデバイスからの発熱をインダクターからの発熱に分け、その熱フローの計算を行い、ヒートシンクへ達するまでの経路での温度設計を行ったこと.その結果、ヒートシンクに対して、デバイスを垂直に配置し、インダクタンスの熱を排除しやすい構造を提案した点。(2)既存のスイッチングデバイスのパッケージを使い、電力密度の向上を目指した点である。この結果、2号機では、3.7kw出力時に最大効率95.4%が実測された。これを連続定格で計算すると、電力密度が15kw/lとなる。最大定格に関して実験をした結果、空冷では18.2kw/l、水冷では27.7kw/lの電力密度が得られた。なお、スイッチング周波数は200KHz,回路は横国大が特許申請中であるSAZZ方式を採用している。これらの成果は各種会議で報告した。
医療の質の確保と医療費抑制の視点からみたわが国医療計画の比較法的・法政策的検討

平成11年度は、前年度に引き続いて、比較法研究の対象としてアメリカ医療計画の検討を行い、わが国医療計画への示唆を求めた。以下2点が本研究から得られた知見である。第1は、病床規制の合憲性に関するものである。医療計画にもとづく病床規制は民間病院の活動を制約するものであるため、医療機関の「営業の自由」を侵害するか否かが問題となる。アメリカにおいても病床規制(CON規制)の合憲性が各州で争われたが、多くの州裁判所は病床規制の合憲性を認めている。これらの合憲判決では、医療機関の活動は医療保険制度を通じて公衆に大きな影響を与えるために、他の産業分野における需給調整規制とは同列に論じられないと述べている点が注目される。近年、わが国の医療計画についても規制緩和の観点からその正当性・必要性に疑念が示されているが、医療保険との関連性に考慮したアメリカの判例はこの点で参照に値するといえる。第2に、医療計画と医療保険制度(とりわけ支払い方式)との関連性である。出来高払い方式をとる医療保険制度の下では、有効性が不明確な医療サービスの経済的リスクを保険者、ひいては保険加入者が負担することになる。病床規制は、診療報酬の審査などとともにこれらの経済的リスクを軽減するための手段として多くの国で用いられてきた。したがって、どのような支払い方式をとるかによって、これらの規制の必要性も変化することになる。アメリカでは、80年代に入って人頭払い方式をとるマネージドケアシステムが主流を占めるようになり、これとともにCON規制の必要性も低下した。同様に、わが国医療計画における病床規制の必要性も相対的なものでしかなく、医療保険の支払い方式やその他の規制方式との関連でその正当性・必要性も変化する。今年度は、アメリカの医療計画、とりわけ病床規制の機能を中心に検討した。アメリカの医療計画は、主に1970年代に実施されたものである。この医療計画にもとづく病床規制の実施は、わが国の医療政策にも影響を与えたと推察されるものである。アメリカの病床規制は、病床数のみならず、資本的経費などの規制もおこなうものであり、医療支出の抑制策として大いに期待されていた。当初、病床規制は州政府の医療政策として開始されていたが、その後、連邦政府でもこれを導入し、全米で実施された。しかし公的医療保険や各種民間医療保険の分立するアメリカでは、供給面からのコントロールという間接的な手法のみで、医療支出の抑制を行うことはできなかった。また1980年代後半から、各種定額払いの医療費支払い方式が導入されることにより、病床規制の重要性も低下していった。医療計画における病床規制の必要性の根拠は、医療保健において支払い方式(出来高払い方式)が採用されていることに求めることができる。医療サービスには医師の診療の時点では、必要であるのか、あるいは有効であるのかが明確でない「灰色」の部分が存在するといわれる。出来高払い制は、こうした「灰色」部分の経済的リスクを医療保険や、最終的にはその加入者が負担する仕組みである。そして、この負担の発生を抑制する手段のひとつとして病床規制を位置付けることができる。ただし、アメリカの近年の動向より観察されるように、定額支払方式の導入によって「過剰な」医療サービスによる経済的リスクを医療機関が負担する場合には、病床規制のような供給面からのコントロールの必要性は低下する。
光駆動型分子ローターを利用した新機能分子システムの開発

超短光パルスを利用した分子ナノ操作・測定技術は、フェムト秒分光・光ピンセットなどの技術開発を受け、近年着実な進歩を遂げている。しかし既存技術に基づく分子配向の制御可能範囲は、静止した単一分子の操作に留まっており、分子集団の動的な振る舞いを制御する技術は開発途上にある。また、回転素子の分子配向・電子状態を精密に制御するには、分子間に働く多体効果と量子揺らぎの両者を考慮した新たな制御理論の構築が不可欠である。このような課題を克服するため本申請課題では、光子場中の分子が示す量子的回転運動の特殊な対称性に着目し、回転運動に関与する量子状態を選択的に励起する分子配向制御機構をデザインした。これと並行して、大規模数値シミュレーションに基づく本制御理論の最適化を行った。その結果、分子の振動・回転時間スケールより短い時間幅を持つ超短光パルスを用いることで、分子に瞬間的な撃力を分子に与え、分子回転に関連する量子状態のみを選択的に励起することが可能であることを理論的に明らかにした。さらに、光パルスの位相と分子の量子状態が示す対称性をうまく整合させることで、分子配向と量子状態の動的制御が可能となることがわかった。これらの結果は、極性分子間に働く双極子相互作用効果を利用することで、多数の分子集団に対する高効率なコヒーレント配向制御が実現できることを示唆するものであり、位相制御光を利用した量子回転子の制御技術として意義の高い成果である。組成・形状が制御されたナノ構造体の創製は、テクノロジーの中核要素として、学術的関心のみならず産業界からの期待も大きい課題である。中でも、基板上に形成された誘電性分子薄膜に関しては、各分子が有する電気分極の反転動作を利用した様々な機能素子開発が提案されてきた。しかしながら、個々の分子の配向や分子内電子状態がもつ特性をデバイスとして利用するためには、分子間に働く双極子相互作用やその量子効果を動的に制御する必要がある。これを実現するには、既存の枠を超えた新しい制御コンセプトが必要となる。本研究の目的は、ナノスケールで回転運動する双極子分子の配向を利用した量子回転デバイス、特にその誘電特性を利用したメモリー素子やセンサーなどの、新しいタイプの機能性デバイスを提唱するものである。さらに、集団分子のコヒーレント回転励起を、光パルスと空間変調磁場を用いて制御する原理を議論し、分子の回転自由度に起因する機能発現とその具体的な技術応用の確立を目指すものである。
早期老化モデルマウスを用いたエネルギー産生機能異常の分子基盤解明

本研究は、単一遺伝子欠損による老化モデルであるKlotho遺伝子欠損マウスを用いて、老化症状の進行状態とエネルギー産生機能の関係に焦点を絞り、生化学的(各組織の酵素活性・酸素消費量)・遺伝学的解析(各臓器に関するミトコンドリアDNA突然変異の変化を解析し、新たな遺伝的なepigenetic factorの検討)を行った。対象は、雌雄Klotho遺伝子欠損マウスの表現型Homo, Hetero, Wildマウスを用いた。臓器としては、骨格筋(大腿筋),心筋,腎を検討した。呼吸鎖酵素活性の測定:腎;複合体IIにおいてHetero, Homoに有意な低下を認め、複合体1&IIIにおいてHomoに有意な低下を認めた。有意差はあるが、酵素欠損と診断するほどの低下は認めず。大腿筋では有意差は認めなかった。酸素消費量の測定:腎;週令7週Homoにおいて、経路I, II共に酸素消費の低下を認めずミトコンドリア機能低下が示唆された。変異ミトコンドリアDNAの蓄積:加齢(週令7週)に伴うミトニ]ンドリアDNA変異(点変異etc)の変化を、Long PCR法を用いたミトコンドリアDNA全周解析を行った。HomoとWildに有意な差は認めず、病因となるミトコンドリア遺伝子異常は認めなかった。以上の結果から、腎組織における呼吸鎖の酵素活性は残存しているが、呼吸鎖の機能低下を示唆する結果であった。また、早老症傾向を示すミトコンドリア脳筋症への治療法開発が切望されている。我々の研究では、脳卒中様発作を来す亜型(MELAS)において新しい治療法(L-arginine)を行っている(Neurology 2006 66:1766-1769、Mitochondrion 2006;7:133-139)。これらの研究成果は、今後の老化現症における分子基盤の解明が進めば、更なる治療法の開発に大きく寄与出来ると考えられる。本研究は、単一遺伝子欠損による老化モデルであるKlotho遺伝子欠損マウスを用いて老化の分子機構・生命維持機構の理解、さらに老化疾患の成立に関連する遺伝子群の解明を目的としている。このマウスにおける老化症状の進行状態とミトコンドリアエネルギー産生機能の関係に焦点を絞り、生化学的(各組織の酵素活性・酸素消費量)・組織学的(光顕・電顕所見)解析を行った。対象は、雌雄のklotho遺伝子欠損マウス、週令1週,4週,78週,2224週の表現Homo, Hetero, Wildマウスを用いた。週数・表現型別に骨格筋(大腿筋)、心筋、腎etcの病理組織学的検討を行った。特徴的な光学顕微鏡所見(骨格筋;大腿筋)としては、7週齢・ホモ個体にて、筋線維が小径であり散在性に活性の低下している線維(focal Cox deficiency)を認めた。電子顕微鏡検査(心筋)においては、78週齢・ホモ個体にて、形態的にミトコンドリアは小さく、クリステは不明瞭で一部に壊れた部分を認めていた。以上の結果は、ミトコンドリアエネルギー代謝機能の低下を示唆するものであり、細胞のエネルギー危機を招き、老化や細胞死に関わっていると推測された。また、ヒトにおけるミトコンドリア病は、ミトコンドリアのエネルギー産生系酵素の遺伝的異常により引き起こされる難治性進行性疾患である。病型の中に、小児期に発作性の頭痛、嘔吐、半身けいれんで発症する病型としてミトコンドリア脳卒中(MELAS)があり、全ての症例において早老症状が認められ短命である。今回、MELAS患者の治療薬として、L-アルギニンが血管内皮機能改善に有効である事を報告した。これらの研究成果は、マウスを始めとするヒトの老化や寿命を規定するメカニズムに関する基礎研究に、大きく寄与出来ると考えられた。

我々の研究では、脳卒中様発作を来す亜型(MELAS)において新しい治療法(L-arginine)を行っている(Neurology 2006 66:1766-1769、Mitochondrion 2006;7:133-139)。これらの研究成果は、今後の老化現症における分子基盤の解明が進めば、更なる治療法の開発に大きく寄与出来ると考えられる。
3次元渦運動に現れる特異点の研究

昨年度に引き続き、3次元渦層に発生する特異点の数値的研究を行った。渦層の運動を記述する方程式はIll-posedな問題を与えているので、この方程式の数値計算は非常に困難である。そこで、「渦法」と呼ばれる方程式の正則化技法を用いて方程式を正則化してから数値計算を行った。その数値計算の結果から2次元渦層の場合には観測されない新しい特異点の生成を予測するに至った。そのような予測を得たということが昨年度の研究の成果の一つであった。しかしながら、実際には方程式を正則化しているので、数値解に特異点が現れるわけではない。そこで、本当に正則化していない方程式の解に特異点が生成するかどうかを、正則化の程度を徐々に下げていって元の方程式に近づくときの数値解の振る舞いによって調べた。その結果、この予測が確からしいことを示すことに成功した。この成果は現在投稿中である。一方で、この特異点に関する予測の理論的な研究を行った。しかしながら、従来の数学手法でこのような問題を扱うのは難しいので、まずは問題を2次元の渦層に限定し数学的な道具立てを整備することにした。基本的なアイデアは時間を複素数に拡張することである。つまり、複素時間平面における正則化方程式の解に特異点が発生する時間(複素特異時刻)の分布を数値的に調べて、それが元の方程式の(実時間における)特異点の生成時刻をどのように近似しているかを確かめた。その数値結果を基にして、渦層の時間発展の関する一つのモデルを構築した。そのモデルとの比較を通じて元の方程式の解の性質を明らかにすることに成功した。この成果も現在投稿中である。この方法を今回の3次元渦層に応用することが今後の目標である。本年度の研究計画に基づき3次元回転流中に生成された渦層の時間発展の結果から予測された「渦度に沿った一回微分」の爆発についての研究を行った。研究の過程で爆発しているのは実は渦度ではなくて渦面に連続的に分布している渦線に沿った面の2階微分ではないかというConjectureが得られた。このConjectureを確固としたものとするために、問題を少し簡略化してそれが事実であることを数値的に確かめるモデルの構築を行った。このモデルについては現在研究中である。もう一つの研究の柱である今回の渦層の数値計算において用いた非特異化の手法「渦法」によって得られた解と特異な方程式の解との間の関係を解に現れる複素時間特異点の分布によって理解しようと言う試みを2次元の渦層の運動を記述するBirkhoff-Rott方程式に対して適用した。その結果複素時間特異点の分布という観点から、実時間の考察からは見ることのできなかった二つの解どうしの関係を結びつけることができた。この数値結果を基づいて現在は2次元スパイラル解と複素時間特異点の間の関係を調べるモデルを構築した。このモデルの数学的な取り扱いは来年度に行われる。
ロボットの能動的接触による表面分布インピーダンスの可視化とその利用

ロボットが人・物体との安全な物理的インタラクションを行うためには,接触対象の変形方向や硬さの認識が不可欠であり,人が未知対象に対して行う触探索のような機能の実現が重要であると考えられる.この研究課題では,ロボティックアームの先端に粘弾性可変の一体構造空電ハイブリッド直動アクチュエータ搭載し,このアクチュエータを介して能動的接触を行うことで,接触対象の表面の分布インピーダンスを計測・可視化できるスキャンシステムの開発と評価を行う.本年度は,ロボティックアーム先端に搭載するアクチュエータの研究開発を行った.一体構造空電ハイブリッドアクチュエータは,高出力の空気圧アクチュエータと高応答のリニアモータを組み合わせることで,従来技術では実現困難であった高出力と高応答性を両立する駆動装置である.2つのダイレクトドライブアクチュエータの要素と空間を一体化することで,小型で,外力に対するバックドライバビリティに優れたハイブリッドアクチュエータを実現している.アクチュエータ中の電磁アクチュエータ要素については電磁界シミュレーションによる出力特性の計算を行い,空気の圧力によって生じる力に対して,電磁力が適切な配分となるように構造を決定した.空気圧アクチュエータ要素については,システム全体の小型化を目的に,ピストン,シリンダの封止部,空気の入出力ポート,およびアクチュエータの構造部品の全てを専用部品として設計した.ピストンには摩擦抵抗の小さいパッキンを採用し,構造部材には繊維強化した樹脂を採用することで軽量化を達成した.試作アクチュエータは,空気圧力0.7MPaGにおいて空気漏れが無いことを確認した.開発した空電ハイブリッドアクチュエータの電磁アクチュエータ要素は3相交流同期モータであるが,さらなる高推力密度化を目的に,磁気送りねじを利用した電磁アクチュエータの検討も行い,成果を学会で発表した.一体構造空電ハイブリッドアクチュエータの空気圧アクチュエータ要素には,安定した特性が得られると考えられる既存の空気圧シリンダの要素部品を利用する想定で構造の設計を進めていた.しかし,ロボティックアームの先端にアクチュエータを搭載し,インピーダンススキャンシステムを構成する際,アクチュエータを接続する部分の設計の自由度が小さくなるために,システムの構造全体が大型化することが判明した.そのため,ピストン,シリンダの封止部,空気の入出力ポート,およびアクチュエータの構造部品の全てを一から設計することにした.そのため,これらの部品をアクチュエータに組み込んだ状態での試作検証を行う必要が生じ,結果的にアクチュエータの開発計画が影響を受け,全体としてスケジュールに遅れが生じた.その一方で,専用部品の設計により,本研究の目的であるインピーダンススキャンシステムの開発に対しては,アクチュエータの専用部品の設計・施策により,システムの小型化,組み付けを容易にする構造の実現,配線や空気圧チューブの効率的な取り回しが可能になり,来年度以降の研究を加速させることが期待される成果を残すことができたことから,順調に進展していると評価している.平成30年度には,前年度の設計・試作検証結果に基づき,一体構造空電ハイブリッド直動アクチュエータの製作を行う.また,提案するインピーダンススキャンシステムの構成検討と製作を行う.アクチュエータについては,部品の組み立てを行い,実際に給気して空気漏れの確認を行う.そして,空気圧力と電磁気力によるハイブリッド駆動を行い,出力特性を確認する.インピーダンススキャンシステムは,アクチュエータとロボティックアームから構成される.システムの構成要素として,アクチュエータを接続する部品,ロボティックアームを固定する架台,安全対策のためのケージを製作する.システムを駆動するため,圧力制御バルブ,制御用電子基板およびPCとのインタフェース基板を内蔵した制御ボックスを製作し,リアルタイムOSをインストールしたPCからの指令で動作させる.制御プログラムの開発を進め,物体との接触時に,アクチュエータ先端において一定の押しつけ力を維持できることを確認する.ロボットが人・物体との安全な物理的インタラクションを行うためには,接触対象の変形方向や硬さの認識が不可欠であり,人が未知対象に対して行う触探索のような機能の実現が重要であると考えられる.この研究課題では,ロボティックアームの先端に粘弾性可変の一体構造空電ハイブリッド直動アクチュエータ搭載し,このアクチュエータを介して能動的接触を行うことで,接触対象の表面の分布インピーダンスを計測・可視化できるスキャンシステムの開発と評価を行う.本年度は,ロボティックアーム先端に搭載するアクチュエータの研究開発を行った.一体構造空電ハイブリッドアクチュエータは,高出力の空気圧アクチュエータと高応答のリニアモータを組み合わせることで,従来技術では実現困難であった高出力と高応答性を両立する駆動装置である.2つのダイレクトドライブアクチュエータの要素と空間を一体化することで,小型で,外力に対するバックドライバビリティに優れたハイブリッドアクチュエータを実現している.アクチュエータ中の電磁アクチュエータ要素については電磁界シミュレーションによる出力特性の計算を行い,空気の圧力によって生じる力に対して,電磁力が適切な配分となるように構造を決定した.空気圧アクチュエータ要素については,システム全体の小型化を目的に,ピストン,シリンダの封止部,空気の入出力ポート,およびアクチュエータの構造部品の全てを専用部品として設計した.ピストンには摩擦抵抗の小さいパッキンを採用し,構造部材には繊維強化した樹脂を採用することで軽量化を達成した.試作アクチュエータは,空気圧力0.7MPaGにおいて空気漏れが無いことを確認した.開発した空電ハイブリッドアクチュエータの電磁アクチュエータ要素は3相交流同期