hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
拡張現実を用いたMR画像支援下内視鏡手術システムの開発

MRI(磁気共鳴画像)装置内で、ファイバースコープにより行う低侵襲内視鏡手術のための、統合的MR画像支援下内視鏡外科手術システムの開発を行った。内視鏡画像と内視鏡先端部の位置情報によるリアルタイムMR断層画像と拡張現実(Augmented Reality)技術による3次元再構成画像をモニター上に統合表示し画像誘導が行える内視鏡外科手術システムである。本研究では、これまでに開発したMR対応ファイバースコープにより得られる体腔内表面情報である体腔内の内視鏡画像上と、MRI(磁気共鳴画像)装置によるリアルタイムMR断層画像を拡張現実(Augmented Reality)技術を用い、肝臓腫瘍を含む3次元再構成画像を位置検出センサにより臓器の動きおよび変形を補正しながら正確に表示可能な統合的MR画像支援下内視鏡外科手術システムの開発を目的とする。(1)Augmented realityによる内視鏡画像と3次元再構成画像との統合のための基礎的検討:拡張現実(Augmented Reality)技術による統合画像ソフトウエアを開発し、肝臓を模したMRI用ファントムを用い、内視鏡画像による肝表面に腫瘍を含む肝臓内部の3次元再構成画像を重畳表示させることに成功した。(2)MR撮像装置内における内視鏡位置の検出および腹部臓器の変位・変形モーショントラッキングの研究開発:改良小型化された傾斜磁場位置検出センサを用い位置検出精度を検討した。精度検証には光学式センサを用い、傾斜磁場位置検出センサとの差異を検討した。径1.4mmのセンサにより、MRI装置内での6自由度の位置情報を得ることが可能であった。MR撮像装置内に腹腔内および肝臓を模したファントム置き、傾斜磁場位置センサを装着した。内視鏡に装着した位置センサからの情報と、ファントムのセンサからの位置情報を処理し、ワークステーションにて処理し、肝臓の変位に対応した画像表示を行うことが可能であった。以上により、統合的MR画像支援下内視鏡外科手術システムの開発を進めている。本研究では、MRI(磁気共鳴画像)装置内において、MR対応ファイバースコープによる統合的MR画像支援下内視鏡外科手術システムの開発を目的とする。すなわち、体腔内表面情報である体腔内の内視鏡画像上と、リアルタイムMR断層画像を拡張現実(Augmented Reality)技術により、肝臓腫瘍を含む3次元再構成画像を位置検出センサにより臓器の動きおよび変形を補正しながら正確に表示可能な統合的MR画像支援下内視鏡外科手術システムを開発する。平成24年度は以下の項目について研究を行った。(1)Augmented realityによる内視鏡画像と3次元再構成画像との統合のための基礎的検討:MRI用ファントムにおいて、MR対応内視鏡の内視鏡画像上に拡張現実(AR)による腫瘍の表示に加えて、(2)に説明する如く内視鏡のMR空間内における位置および姿勢を表示させるシステムを開発した。これは、MR対応内視鏡先端部より仮想腫瘍までの距離、内視鏡の向き、方向、ねじれを表示するものである。これにより、手術の際に内視鏡の誘導がより容易となった。(2)MR撮像装置内における内視鏡位置の検出:傾斜磁場位置検出センサを用い、MRI装置内での内視鏡先端部の6自由度の位置情報を検出し、コンパス(羅針盤)の如く表示するシステムを製作した。さらに、肝臓内ファントム内の仮想腫瘍に対する相対的位置関係を表示させることにより内視鏡に対するナビゲーションを可能とした。すなわち、体腔内表面情報であるファイバースコープによる内視鏡画像とリアルタイムMR断層画像を拡張現実(Augmented Reality)技術により、肝臓腫瘍を含む3次元再構成画像を位置検出センサにより内視鏡画像上に正確に表示可能な内視鏡外科手術システムを開発する。平成24年度の研究成果は以下の如くである。1)3次元再構成画像の立体表示と拡張現実による内視鏡画像上の重畳表示の実現:今年度は生体ブタ肝臓のMR画像より、メッシュ分割による立体表示を行った。さらに肝臓内には仮想腫瘍を立体表示し、位置検出センサによる位置情報をもとに内視鏡の先端位置および方向を内視鏡画像上に重畳表示するシステムを完成させた。これらの画像を偏光方式の3D液晶モニター上に表示させることにより、術者が術中に立体視による手術手技を行うことが可能となった。2)動物におけるMR画像支援下内視鏡外科手術システムの評価実験:全身麻酔下にブタの腹腔を炭酸ガスにて気腹した状態で、MR画像を撮像し肝臓を含めた腹腔内臓器の3次元再構成画像を作成し、液晶モニター上に表示した。さらに、位置検出センサを先端部に搭載した内視鏡をブタの腹腔内に挿入し、内視鏡画像に合わせたリアルタイムMR断層画像表示させ、拡張現実機能により3次元再構成立体表示した肝臓および仮想腫瘍を重畳表示させることが出来た。以上により、ブタ腹腔内においてファイバースコープによる拡張現実を用いたMR画像支援下内視鏡手術手技を行うことが可能となった。

拡張現実(AR)技術を用い、仮想腫瘍および内視鏡位置をMR対応内視鏡像に重畳表示するシステムは順調に進捗している。動物を用いた臓器の動き、変形にたいする実験が行えていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。拡張現実(AR)技術を用いたMR画像誘導による内視鏡制御システムは順調に進捗している。今後は、動物を用い、臓器の動きや変形に合わせた誘導システムの開発・評価を行う。
主課題と割込み課題からなる二重課題の遂行に関与する内側・外側高次運動野の機能連関

脳の高次運動野は前頭葉の内側・外側に大別され,外側領域は,外界からの視覚刺激に基づいて運動を遂行することに,内側領域は,記憶に基づいて順序動作を行うために重要と考えられている.申請者らは,外側・内側の高次運動野が,個体が行動する際に直面する状況に応じて,局所電位(LFP)の同期状態を変化させ、脳領域間の機能的な結合の強弱,及び情報が伝達される方向を調節しているという仮説の下,ニホンザル二頭に二重課題を訓練し,課題遂行中のサルの外側・内側高次運動野からLFPを同時記録した.ここで用いた二重課題では,セクションごとに,サルに一連の順序動作を記憶させ,繰り返し行わせた(主課題).主課題の途中で,主課題で行う順序動作と無関係な動作を視覚信号で指示し,これを割込課題と呼んだ.割込課題終了後,サルは直ちに主課題に復帰し,割込前に行っていた順序動作を想起し再現することが求められた.この課題の要求水準は動物に対しては極めて高度であるにも拘わらず,2頭のサルは非常に高い割合(85%以上)でもとの順序動作を再現できた.同時記録されたLFPを解析した結果,割込課題遂行時には,主課題遂行時に比べて,幅広い帯域(1040Hz)でコヒーレンスが上昇していた.この結果は,外側・内側高次運動野が位相同期して活動することにより機能的独立性を保ち,主課題で行うべき順序動作の記憶が割込課題の影響で変化したり消去されないようにしていることの反映と解釈できる.本研究課題に関連して,同側半球の内側運動野を構成する補足運動野(SMA),及び前補足運動野(pre-SMA)より同時記録したLFPの解析も行った結果,各試行を開始するときにpre-SMAの位相がSMAに比べて進むことが明らかになった.この結果は脳領域間の同期状態を試行毎に初期化していることの一端を示したものと理解される.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。脳の高次運動野は前頭葉の内側・外側に大別され,外側領域は,外界からの視覚刺激に基づいて運動を遂行することに,内側領域は,記憶に基づいて順序動作を行うために重要と考えられている.申請者らは,外側・内側の高次運動野が,個体が行動する際に直面する状況に応じて,局所電位(LFP)の同期状態を変化させ、脳領域間の機能的な結合の強弱,及び情報が伝達される方向を調節しているという仮説の下,ニホンザル二頭に二重課題を訓練し,課題遂行中のサルの外側・内側高次運動野からLFPを同時記録した.ここで用いた二重課題では,セクションごとに,サルに一連の順序動作を記憶させ,繰り返し行わせた(主課題).主課題の途中で,主課題で行う順序動作と無関係な動作を視覚信号で指示し,これを割込課題と呼んだ.割込課題終了後,サルは直ちに主課題に復帰し,割込前に行っていた順序動作を想起し再現することが求められた.この課題の要求水準は動物に対しては極めて高度であるにも拘わらず,2頭のサルは非常に高い割合(85%以上)でもとの順序動作を再現できた.同時記録されたLFPを解析した結果,割込課題遂行時には,主課題遂行時に比べて,幅広い帯域(1040Hz)でコヒーレンスが上昇していた.この結果は,外側・内側高次運動野が位相同期して活動することにより機能的独立性を保ち,主課題で行うべき順序動作の記憶が割込課題の影響で変化したり消去されないようにしていることの反映と解釈できる.本研究課題に関連して,同側半球の内側運動野を構成する補足運動野(SMA),及び前補足運動野(pre-SMA)より同時記録したLFPの解析も行った結果,各試行を開始するときにpre-SMAの位相がSMAに比べて進むことが明らかになった.この結果は脳領域間の同期状態を試行毎に初期化していることの一端を示したものと理解される.脳の高次運動野はその解剖学的位置によって前頭葉の内側・外側に分けられ,個体が目的指向の行動を遂行するために協調して働くと考えられるが,その協調原理の多くは明らかになっていない.申請者らは,外側・内側の高次運動野を,異なった機能を持つシステムの集合体ーマルチシステムーと捉え,複数課題の並列処理に関わる新しい脳の協調原理を解明することを目標としている.申請者らは当初の計画にのっとり,記憶誘導性の順序動作課題を主課題とし,これに視覚誘導性の動作が割込む形の二重課題をニホンサルにトレーニングした.既に一頭のサルからは,内側・外側運動関連領野より局所電位(LFP)及び細胞活動の計測が終了しつつある.現在,二頭目のサルの訓練も完了しており,25年度より一頭目と同様の記録を行い,再現性の確認に資する予定である.本課題に関連づけて,両半球の内側運動野より記録したLFPのスペクトル解析を行った結果,興味深い発見がなされた.概要は(1)片手動作の準備時の方が両手動作の準備時よりもLFPの位相の同期が高い.(2)両半球のLFPの同期の高さは,直後に行う運動のパフォーマンスを予測する.(3)両半球のLFPの間の位相差が,右手の動作を準備しているときと,左手の動作を準備しているときで異なるということである.

いずれも新たな知見であり,特に半球間の位相差が課題内容によって変化するという(3)の発見はこれまでに例がない.実験自体の進捗状況は順調であり,残り一頭の動物からの記録を行うのみである.解析に関しては,昨年度中にLFP位相同期のスペクトル解析を行うツールを開発し,両半球の内側運動野から記録したLFPの解析に応用した.内側・外側の領野から同時記録したデータに対しても簡単に応用可能であるので,解析手段は既に確立したと言ってよい.今年度は二頭目のサルからの記録を精力的に進め,前の項目で述べた解析ツールを用いて内外側の高次運動野から同時記録したデータを解析する.内側高次運動野には,割込み課題中に主課題の内容を表現する持続的細胞活動が存在することが予想されるので,LFPに加えて単一細胞活動の記録も行う.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。
紀伊半島大水害から捉えた豪雨災害被災者の長期的なメンタルへルス支援に関する研究

豪雨災害被災者の生活再建の過程で生じた心理的影響とその支援を明らかにし、豪雨災害後の長期的なメンタルヘルスについて検討した。2011年紀伊半島大水害の被災者の協力を得て半構造化面接を行い、質的帰納的に分析した。被災後約1ヶ月が経過する頃より、暮らしの変化や様々な課題と直面する中で、被災者は不安や孤独感、ストレスや精神的不調を感じるようになっていた。それらの不調について、家族や友人による見守りや災害ボランティアによる継続的関わり、同じ境遇にある被災者の存在が支えとなっていた。豪雨災害後の長期的なメンタルヘルスとして、支援者とのつながりの維持や被災者同士の体験の共有が重要になると考えられた。近年、国内で大規模な豪雨災害が発生している。本研究の目的は、高齢・過疎化した地域での豪雨災害後の長期的なメンタルヘルスについて、平成23年紀伊半島大水害から検討することである。平成26年度は豪雨災害における被災者の心理的負担とその支援に関する文献検討を実施し、結果を日本災害看護学会第16回年次大会にて発表した。豪雨災害による「被災者の心理的反応」、「支援活動」を含む原著論文を分析対象とし、災害後の「被災者の心理的反応」を表す記述をコード化してカテゴリー化し、豪雨災害による心理的負担への影響を分析した。結果、「家屋の復旧活動の困難さ」、「被害拡大・再発生への強い不安」、「豪雨災害体験を想起させる事柄に伴う不安」、「地域生活・環境の変化への不適応感」、「必要な相談・援助を求められない」、「長期的に残る被災による心身の影響感」の6つのカテゴリーが抽出された。豪雨災害より長期経過後も、被災による心身への影響感が残っている被災住民がいることから、必要な相談や援助につながるよう、個別的な被災者の体験にも焦点をあて、豪雨災害後のメンタルへルス支援策を講じていくことが必要であると示唆された。本研究の目的は、高齢・過疎化した地域での豪雨災害後の長期的なメンタルヘルスについて、2011年紀伊半島大水害から検討することである。平成26年度は豪雨災害後の被災者の心理的負担とその支援に関する文献検討を実施し、豪雨災害による被災者の心理的負担への影響について分析した。豪雨災害後の被災者の心理的反応を含む記述をコード化してカテゴリー化し質的帰納的に分析した結果、「家屋の復旧の困難さ」、「被害拡大・再発生への強い不安」、「豪雨災害体験を想起させる事柄に伴う不安」、「地域生活・環境の変化への不適応感」、「必要な相談・援助を求められない」、「長期的に残る被災による心身の影響感」の6つのカテゴリーが抽出された。豪雨災害によって長期経過後も被災による心身への影響感が残る被災住民がいることから、個別的な被災者の体験に焦点をあて、必要な相談や援助につながるよう豪雨災害後のメンタルヘルス支援策を講じていくことが必要であると示唆された。以上の結果をふまえ、平成27年度は個別的な被災者の体験に焦点を当てることが可能な研究方法として、被災者を対象とした面接調査を行うにあたり、倫理的側面について慎重に検討した。対象者数、対象者の選定方法、調査実施に伴う支援体制について再検討し、京都府立医科大学学倫理審査委員会の承認を得て、平成28年度の調査実施につなげる。豪雨災害後の被災者を対象とした面接調査の実施にあたり、対象者数・選定方法の他、研究実施後のフォロー体制について再検討し、研究計画書の修正が一部必要となった。修正した研究計画書は、京都府立医科大学医学倫理審査委員会の承認を得た。近年、国内各地で大規模な豪雨災害が発生している。本研究の目的は、豪雨災害後の長期的なメンタルヘルスについて2011年紀伊半島大水害から検討することである。平成26年度は、豪雨災害における被災者の心理的負担とその支援に関する文献検討を実施し、豪雨災害後による被災者への心理的負担への影響について分析した。豪雨災害後の被災者の心理的反応を含む記述について質的帰納的に分析した結果、「家屋の復旧活動の困難さ」「被害拡大・再発生への強い不安」「豪雨災害体験を想起させる事柄に伴う不安」「地域生活・環境の変化への不適応感」「必要な相談・援助を求められない」「長期的に残る被災による心身の影響感」の6つのカテゴリーが抽出された。豪雨災害により、長期経過後も被災による心身への影響感が残る被災住民がいることから、個別的な被災者の経験に焦点を当て、必要な相談や援助につながるよう、豪雨災害後のメンタルへルス支援策を講じていく必要性が示唆された。以上の結果をふまえ、平成27年度は個別的な被災者の体験に焦点を当てることが可能な研究方法として、被災者を対象とした面接調査を行うにあたり、倫理的側面について慎重に検討し、所属大学の倫理審査委員会の承認を得た。平成28年度は、紀伊半島大水害の被災者の語りから、豪雨災害後の生活再建の過程でどのような心理的影響が生じていたか質的帰納的に分析し、豪雨災害被災者のメンタルヘルスについて検討した。半構造化面接の実施後、結果を質的に分析するにあたり、対象者の語りの内容を精緻に理解し検討を重ねているため、想定以上に時間を要した。本研究の目的は、豪雨災害後の長期的なメンタルヘルスについて、豪雨災害のなかでも大規模な事例となっている2011年紀伊半島大水害から検討することである。

豪雨災害に関する文献研究を行い、豪雨災害後の被災者の心理的負担として、「家屋の復旧活動の困難さ」「被害拡大・再発生への強い不安」「豪雨災害体験を想起させる事柄に伴う不安」「地域生活・環境の変化への不適応感」「必要な相談・援助を求められない」「長期的に残る被災による心身の影響感」といったことが生じることが明らかになった。豪雨災害から長期経過後も「被災による心身への影響感」が残る被災住民がいることから、長期的なメンタルヘルス支援として、個別的な被災者の経験に焦点を当て、支援に関するニーズを明らかにする必要性が考えられた。以上のことから、個別的な被災者の経験に焦点を当て、長期的なメンタルヘルス支援上の課題を明らかにするための予備的調査として、被災者を対象とした面接調査を実施した。2011年紀伊半島大水害の被災者の協力を得て、語られた内容から被災後の「心理的影響」と「得られた支援」について経時的に分析した。本研究協力者の被災者では、被災後約1ヶ月が経過する頃に不安や孤独感、ストレスや精神的不調を感じるようになっていた。被災者は精神的な不調を自覚しながらも、医療機関や専門家に相談することはなかった。しかしながら、災害発生後より支援活動を行っていた災害ボランティア等による継続的な関わりや、自分の被災後の状況を理解している家族や友人、同じ被災者の存在に支えられながら、長期経過後に心理的安定を保つことができていた。豪雨災害後のメンタルヘルスについて、被災者同士もしくは被災後の状況を理解している支援者とのつながりを維持していくことや、被災者同士が体験を共有できるような場の必要性が示唆された。豪雨災害被災者の生活再建の過程で生じた心理的影響とその支援を明らかにし、豪雨災害後の長期的なメンタルヘルスについて検討した。2011年紀伊半島大水害の被災者の協力を得て半構造化面接を行い、質的帰納的に分析した。被災後約1ヶ月が経過する頃より、暮らしの変化や様々な課題と直面する中で、被災者は不安や孤独感、ストレスや精神的不調を感じるようになっていた。それらの不調について、家族や友人による見守りや災害ボランティアによる継続的関わり、同じ境遇にある被災者の存在が支えとなっていた。豪雨災害後の長期的なメンタルヘルスとして、支援者とのつながりの維持や被災者同士の体験の共有が重要になると考えられた。豪雨災害後の被災者を対象とした面接調査の実施にあたり、行った文献検討の結果をふまえ、対象者数と選定方法を再検討し、研究計画書の修正が一部必要となった。修正した研究計画書について京都府立医科大学医学倫理審査委員会に審査申請中である。修正した研究計画書について、京都府立医科大学医学倫理審査委員会の承認を得られたため、平成28年度は2011年紀伊半島大水の被災者を対象とした面接調査を実施し分析を行い、成果報告書をまとめる。豪雨災害被災者の生活再建の過程における心理的影響を明らかにするとともに、得られたソーシャルサポートについて検討し、豪雨災害後のメンタルヘルス支援の重要性とその支援策について提言していく。精神看護学修正した研究計画について、京都府立医科大学倫理審査委員会での承認を得られた後、協力が得られる被災者を対象として面接調査を実施する。
遷移区間の構造的特徴に着目した音素の類別とその音声認識への応用に関する研究

本研究では、子音の開始から後続母音部分への移行区間(遷移区間)の動的変化を研究した.その際、より高い立場の波形再構成の理論から、ヒトの認識系の持つ一種曖昧な特徴を自然観則システムと呼ばれる波形の構造的モデルで音声信号をモデル化し,遷移区間での動的特徴を自然観測係数パタ-ンで解析した.さらに,これとは別に,従来のパラメ-タ(LPCやLPCケプストラム時系列を後続母音部分への移行を表す意図的な平面に射影し、その軌跡から子音遷移区間の音素毎の特徴分類も試みた。自然観測係数パタ-ンとは,有限項数自然観則フィルタの自然観測係数を,(時間ー観測時定数ー自然観測係数)の空間上に展開したものである.自然観測係数パタ-ンにより,自然観測係数{W_1}の時間変化{W_1(t)}に加えて,観測時定数f_<ec>に関する変化{W_1(f_<ec>)}も探ることができた.摩擦音・破裂音を解析した結果,(a)音素の瞬時周波数構造に近い自然観測係数パタ-ンが得られ,{W_1(t)}により後続母音との境界は明確に判別できた;(b)後続母音は母音毎に異なる特徴的な{W_1(f_<ec>)}パタ-ンを示し、子音部分によらず判別が可能であった.一方,後続母音部分への意図的平面を、“n次元のモデルパラメ-タを成分とするベクトルの時系列に対し、その動的変化が遷移区間での時間軸伸縮に無関係に後続音へ直線的に移行する軌跡となるような2次元平面"といった観点からの決定法を試みた。その結果,摩擦音の軌跡はほとんど直線となり,認識率も高かったが,他の子音には十分ではなかった.以上の結果をふまえて,今後,他の音素に対する解析,さらに個人差等を検討し,パラメ-タと認識法との相性に関して研究を進める予定である.本研究では、子音の開始から後続母音部分への移行区間(遷移区間)の動的変化を研究した.その際、より高い立場の波形再構成の理論から、ヒトの認識系の持つ一種曖昧な特徴を自然観則システムと呼ばれる波形の構造的モデルで音声信号をモデル化し,遷移区間での動的特徴を自然観測係数パタ-ンで解析した.さらに,これとは別に,従来のパラメ-タ(LPCやLPCケプストラム時系列を後続母音部分への移行を表す意図的な平面に射影し、その軌跡から子音遷移区間の音素毎の特徴分類も試みた。その結果,摩擦音の軌跡はほとんど直線となり,認識率も高かったが,他の子音には十分ではなかった.以上の結果をふまえて,今後,他の音素に対する解析,さらに個人差等を検討し,パラメ-タと認識法との相性に関して研究を進める予定である.新たな音声信号のモデル化のための波形再構成理論(自然観測法)の母音・子音への適用実験を行った。また、モデルパラメ-タ時系列の特徴を幾何学的に簡単な軌跡としてとらえるために、意図的平面を定義し、そこへの射影を連鎖母音に対して試みた。これらの実験結果は、次年度以降の子音遷移区間での音素毎の特徴分類法の検討に活用する。以下、項目毎に述べる。1.音声信号モデルパラメ-タの検討・選択(大久保・堀)有限次元自然観測システムによるモデルパラメ-タの適用範囲を、母音連鎖に加えて子音へと広げた。特に、分析区間長や有限次元自然観測システムに関わる種々の要因(次数、観測時定数等)の最適化について多数の実験を行った。その結果、子音では音素毎に最適なパラメ-タが異なるものと判断し、今後の検討課題となった。2.動的特徴を表す意図的平面決定法(堀)後続母音部分への意図的平面を、"n次元のモデルパラメ-タを成分とするベクトルの時系列に対し、その動的変化が遷移区間での時間軸伸縮に無関係に後続音へ直線的に移行する軌跡となるような2次元平面"といった観点からの決定法を試みた。今回は自然観測係数が連鎖母音の調音結合区間で示す特徴を中心に実験を進めた。その結果、連鎖母音では/o/

以外、直線的に移行する傾向がみられ調音結合区間で後続音を予測できる可能性を示した。以上の結果、母音に対する自然観測係数の特徴は他のパラメ-タに比べ有利な点を軌跡を示した。しかし、子音への適用結果は、子音の発生様式等を考慮にいれた処理の導入が必要と考えられた。また、調音結合区間からの後続母音の推定をねらった意図的平面に関しては、(個人差に対して)より柔軟な設計法への変更なども必要になることが予想される。新たな音声信号のモデル化のための波形再構成理論(自然観測法)の母音・子音への適用実験を行った。特に,有限項数自然観測システムに関わる種々の要因(項数、観測時定数等)を検討した。自然観測フィルタは1個の1次ロ-パスフィルタとM個の1次ハイパスフィルタとから成る。自然観測フィルタは慨周期波形の観測信号(入力)を出力信号と等しくするように,フィルタの係数(自然観測係数)を解析的に決定することができる。しかし,複雑なスペクトル構造から成る観測信号に対しては、線形予測モデルの次数と比較してかなり多くの項数を必要とし,実用的ではない。今回は,項数を線形予測モデルでの次数程度とした有限項数自然観測フィルタを子音に当てはめ,自然観測係数{W_1}のふるまいについて検討した。ここで,{W_1}が有限項数自然観測フィルタを構成する1次のフィルタの観測時定数F_<ec>の関数でもあるので,(時間ーf_<ec>ーW_1)の空間上に展開した自然観測係数パタ-ンを解析に用いた。したがって,{W_1}の時間変化{W_1(t)}に加えて,観測時定数f_<ec>に関する変化{W_1(f_<ec>)}も探ることができた。摩擦音・破裂音へ適用した結果,音素の瞬時周波数構造に近い自然観測係数パタ-ンが得られ,{W_1(t)}により後続母音との境界は明確に判別できた。一方,{W_1(f_<ec>)}に関しては,後続母音は母音毎に異なる特徴的パタ-ンを示し,子音部分によらず判別が可能であった。また,全般的に,破裂音の子音部分に比べ,摩擦音では摩擦部分で自然観測係数が大きな値を示した。このような特徴的な{W_1(f_<ec>)}が得られた理由は,本来数100程度必要とする項数を10前後の項数に制限したためと考えられた。今後,他の音素に対する解析,さらに個人差等を検討し,音声認識への可能性を探っていく必要がある。
シス調節配列と転写因子のドブジャンスキー・マラー型不和合による生殖隔離

ドメスティカス亜種由来のマウスC57BL/6J系統の遺伝的背景において、X染色体をモロシヌス亜種由来のMSM系統のものに置き換えた亜種間染色体置換系統(コンソミック系統)は、精子形成の異常が原因で生殖能力が欠失する。これまでの研究では、X染色体コンソミック系統の精巣で、MSM系統由来のX染色体上の遺伝子の発現が異常になることが分かっていた。そこで、この発現異常は、X染色体連鎖遺伝子の発現調節におけるMSM系統アリルのシス調節領域とC57BL/6J系統アリルの転写調節因子の間の何らかの不適合が原因で生じている、との仮説をたてた。本課題においては、精子形成に重要な転写因子であり、X染色体コンソミック系統の精巣で発現低下しているTaf7l遺伝子に注目し、転写調節におけるシス調節領域と転写調節因子の間の不適合を、ES細胞を用いたレポーターアッセイを用いて解析した。解析の結果、Taf7l遺伝子周辺に、C57BL/6J系統アリルでのみ高い活性を持つエンハンサーを発見した。興味深いことに、このエンハンサーの活性はドメスティカス亜種由来の野生系統では保存され、モロシヌス亜種・ムスクルス亜種・キャスタネウス亜種に由来する野生系統では活性がみられなかった。このことは、異なる亜種のゲノムが交配によって混ざるときに、亜種ごとに独自に進化したエンハンサーが、遺伝子の発現調節に影響を与える可能性を示している。また、この系統のX染色体連鎖遺伝子の発現異常は、精巣の生殖細胞で特異的に起きており、体細胞では認められなかった。このことから、生殖細胞においては、遺伝子の転写調節に関わるシス・トランス調節因子が速く進化しており、不適合を発生しやすい傾向があると考えられた。このことは、生殖隔離に伴う表現型が、雑種動物の精巣や卵巣などの生殖器官に集中して発生していることと関係していると考えられた。
学際研究に基づく世界の穀物需給長期予測

世界の穀物需給において、近年は新たな時代を向かえつつある。世界の人口が増加しているにもかかわらず、穀物の需給は必ずしも増産しているわけではない。世界のコムギの総生産は1990年以降は伸び悩んでおり、また、コメも1999年以降はコムギと似た現象を呈している。その一方で、コーンとダイズは増産の勢いが衰えず、コーンの生産量はもはやコムギを追い抜き、主要穀物の中ではトップに躍り出た。また、ダイズも2億トンのレベルではあるが、このままでは4億トンレベルのコメを追い抜くのもそう遠い将来ではないような気配である。本研究の結論としては、今後の世界の食糧需給は決して「人口爆発」や「食糧増産の限界」というような悲観的な状況ではなく、むしろ地域間および国家間の生産競争や貿易競争など、供給面における技術革新が進み、国際市場価格は上昇する方向へは進まず、むしろ下降気味に推移していく可能性が高い。そういう中では、地域的に技術革新が困難な場合は競争に負け、減産を余儀なくされるほどに厳しい状況となるであろう。農産業やアグリビジネスに携わる関係者はそのような将来を前提にして今後の戦略を構築していく必要があるであろう。また、本研究では、ホームページを活用し、「世界の食料統計」(World Food Statistics & Graphics)と題し、世界200カ国地域における主要穀物(コメ、コムギ、コーン、ダイズ)、さらには畜産物(ブロイラー、七面鳥、チーズ、豚肉、牛肉)の生産面積、反収、生産量、消費量、輸出入量、在庫量、在消比率(Stocks-to-use ratio)、人口、一人あたり消費量を1960年から2003年まで、数値とグラフで掲載し、日本語、英語、スペイン語、および中国語でホームページを構築し、世界に情報発信した。これは今後もデータを更新し、情報発信を継続する所存である。アドレスは下記の通りである。本研究の初年度としてデータの整理とホームページによるデータの公開、GIS(地理情報システム)を活用した稲作地の潜在地の検索、他機関による長期予測の検索などを行った。これまでに整理したデータは米国農務省のPS&D Viewを利用し、コメ、コムギ、コーンに対する整理、及び分析を行った。近年の国際価格が非常に低迷していることから、価格の変化がこれまで続いてきた増産体制にどのように影響を与えるかについて資料収集した。世界各国の穀物需給関係のデータについてホームページ(http://worldfood.muses.tottori-u.ac.ip)で公開を始めた。GISの利用においてはウィスコンシン大学のShunfu Hu博士との共同研究を進め、この中で現在は作付けされていないアメリカ中部における稲作の可能性を探った。一応の基本モデルが出来上がった。今後このモデルをさらによりきめ細かな作物の生育条件データを投入し、より高度なものを作成していく。他機関による穀物需給の長期予測においては米国農務省のUSDA Agricultural Baseline Projections to 2010の内容について吟味した。モデルの構造はさらに詳しく調べなければならないが、2010年までの長期予測によると、穀物の価格は今後上昇し、生産も拡大する方向を示している。米国農務省の長期予測は米国で1996年農業法がスタートした際にも公表され、その見通しでは価格の高レベルでの安定的な推移を予測していた。しかし、現実にはその数年後に低迷し始めたという経緯がある。今後、USDAの長期需給予測モデルにどのような欠陥があるか、どのような改善の可能性があるか、学際的インプットがどのような効果を上げられる課などを吟味していきたい。

また、ホームページによるデータの公開は社会からのニーズも大きいので、データの更新とともに継続していく。今年度は本研究の第2年度であるが、米国農務省(USDA)と連携し、米国農務省のPS&D Viewを活用したデータのホームページによる日本人向けの情報提供を充実させた。これは世界約200カ国・地域のそれぞれの農産物の生産・流通星を過去40年間にわたってその詳細なデータを集大成したものである。今年度は、これまでの項目がコメ、コムギ、コーン、ダイズの4品目であったものを、新たにブロイラー、七面鳥、家禽類、チーズ、豚肉、牛肉の6品目の畜産物も加えた。また、これまで、日本語による「世界の食料統計」とその英語版「World Food Statistics & Graphics」を作成し公開してきた:http://worldfood.muses.tottori-u.ac.jp/graph/index.html。今年度は、このホームページにスペイン語版「Productos alimenticios basicos en el mundo-Estadisticas y Graficos」:(http://worldfood.muses.tottori-u.ac.jp/graph/index-s.html)を加え、世界中からより多くの人々がこのホームページを活用できるようにしたこのオリジナルなデータは米国農務省から提供されているものの、当ホームページのように各国・地域及ぴ各品目にわたって、数値だけでなくグラフでも提供しているホームページは米国も含め、まだ世界中に他にはないようである。オリジナルデータはUSDAにより毎月更新される。よって、当ホームページのデータもそれに従って、更新している。ところで、この畜産物のオリジナルなデータに誤植があることが本研究プロジェクトの調査で発覚した。早速、USDAと連絡を取り、お互いにその原因を調査中である。来年度はこの「世界の食料統計」、のデータ提供をさらに充実させ、まず、中国語版を加える予定である。さらに、ヒマワリの種や菜種などの油種子品目を加える予定である。このような追加は世界貿易機関(WTO)の新ラウンド興業交渉がスタートしたこともあり大きくなっている社会からのニーズに応えることとなる。近年の国際農産物市場は、世界的な増産のあおりから価格の低迷が続いている。また、世界の人口増加の見通しにおいても、日本も含めて大きく下方修正が行われている。このような状況に鑑み、今後の食料需給がどのように変化していくか分析中である。その中間結果の一部を当ホームページ(http://worldfood.muses.tottori-u.ac.jp)で近日中に公開する予定である。本研究で作成、公開しているホームページ、「世界の食料統計」、を今年度も継続してきたが、データの元となっている米国農務省のデータ構成が2002年10月から変更となった。このため、入力の方法を改善する必要が出てきた。この改善に多大な時間がかかり、現在もまだ完成していていない。
虚血性心疾患におけるpentraxin 3の役割

Pentraxin 3(以下PTX3)は急性期蛋白のCRPと同様にpentraxin famiyに属する分子であり、マクロファージ、好中球など種々の細胞から産生され、炎症や免疫における役割が想定されている。本研究では心筋梗塞患者の冠状動脈内血栓におけるマクロファージと好中球におけるPTX3の発現を検討し、さらにマクロファージと好中球におけるPTX3の動態および低酸素の影響についてin vitroの培養系で検討した。心カテーテルで採取した虚血性心疾患患者の冠状動脈内血栓の好中球を抗CD15抗体で、マクロファージを抗CD204抗体で免疫染色し、さらにPTX3の抗体でも検討した。血栓中には好中球が多く、新鮮血栓では好中球におけるPTX3の発現が強かったが、時間の経過につれて減弱した。マクロファージではPTX3の発現は軽微であった。PTX3はマクロファージでは細胞質に発現するが、好中球ではlactoferinと共存することから特殊顆粒に局在した。interleukin8を添加して好中球を培養するとPTX3陽性細胞が減少し、培養液中のPTX3濃度が増加したことからPTX3は好中球から放出されるものと考えられた。LPS刺激では、PTX3産生放出はマクロファージより好中球が多いことが判明した。好中球は炎症刺激によってアポトーシスに陥った。その他、崩壊した好中球から放出されたDNAによってneutrophil extracellular traps [NETs]と称される網状構造物が形成された。その構造物にはPTX3とlactoferinが結合していることが蛍光二重染色で確認された。さらにhypoxia-inducible factor-1α(HIF-1α)が動脈硬化病巣のマクロファージや好中球に発現していることを見出し、低酸素は血栓中の細胞のPTX3に影響を与えることを示唆する所見を得た。好中球の培養液中にPTX3のdimerが認められ、好中球のmonomerが放出されdimerになったものと考えられ、心筋梗塞後のPTX3上昇は好中球からの放出である可能性が示唆された。以上、本研究によって好中球がPTX3を強く発現し、虚血性心疾患に関わることが示唆された。Pentraxin 3(以下PTX3)は急性期蛋白のCRPと同様にpentraxin familyに属する分子であり、マクロファージ、好中球など種々の細胞から産生され、炎症や免疫における役割が想定されている。本研究では心筋梗塞患者の冠状動脈内血栓におけるマクロファージと好中球におけるPTX3の発現を検討し、さらにマクロファージと好中球におけるPTX3の動態についてin vitroの培養系で検討した。PTX3はマクロファージでは細胞質に発現するが、好中球ではlactoferinと共存することから特殊顆粒に局在することが明らかになった。その他、崩壊した好中球から放出されたDNAによってneutrophil extracellular traps[NETs]と称される網状構造物が形成された。以上、本研究によって好中球がPTX3を強く発現することを明らかにした。また、心筋梗塞を発症する血栓の中には好中球が多いことから、好中球の虚血性心疾患におけるPTX3の関わりが示唆された。

LPS刺激では、PTX3産生放出はマクロファージより好中球が多いことが判明した。好中球は炎症刺激によってアポトーシスに陥った。その他、崩壊した好中球から放出されたDNAによってneutrophil extracellular traps [NETs]と称される網状構造物が形成された。その構造物にはPTX3とlactoferinが結合していることが蛍光二重染色で確認された。さらにhypoxia-inducible factor-1α(HIF-1α)が動脈硬化病巣のマクロファージや好中球に発現していることを見出し、低酸素は血栓中の細胞のPTX3に影響を与えることを示唆する所見を得た。好中球の培養液中にPTX3のdimerが認められ、好中球のmonomerが放出されdimerになったものと考えられ、心筋梗塞後のPTX3上昇は好中球からの放出である可能性が示唆された。以上、本研究によって好中球がPTX3を強く発現し、虚血性心疾患に関わることが示唆された。
光化学系II複合体の光損傷と分解過程における活性酸素分子とプロテアーゼの作用機序

植物に強光を照射すると、光化学系IIの反応中心D1蛋白質が酸化的な損傷を受け、分解される。この分解には、光化学系IIの還元側で生じる活性酸素、酸化側で生じる内在性カチオンラジカル、それにプロテアーゼが関与している。さらに、光化学系IIの膜表存性蛋白質(OEC33、24、18)は、このD1蛋白質の分解において、調節的な役割を果たす可能性が示されている。本研究では、D1蛋白質の分解に関わるこれらラジカル分子種の具体的な機能について解析を行い、さらにOEC蛋白質については2次構造の解析を行った。その概要は以下の通りである。1.光照射で損傷を受けたD1蛋白質は、速やかに分解されるが、その一方で光化学系II被合体中の蛋白質と架橋反応などを起こし、凝集産物(アグリゲート)を生じる。凝集(アグリゲーション)はD1蛋白質とD2蛋白質、cytb559α-subunit、CP43の間でそれぞれ起こる。本研究で、葉緑体ストロマ中にこれらのアグリゲートを分解する活性があることを見出した。この活性は、SDS-resistantで、ストロマの蛋白質のうち、約15kDaの分子量をもつ成分にこのプロテアーゼ活性があることが分かった。2.D1蛋白質のアグリゲート形成は、光化学系IIの膜表存性蛋白質OEC33によって調節されることを見出した。OEC33は、光化学系IIのD1蛋白質周辺の構造を維持する分子シャペロン的な役割を果たしている可能性が示唆された。3.フーリエ変換赤外分光法により、OEC24および18の2次構造解析を行った。その結果、これらの蛋白質はαヘリックスよりβ構造の含有量が大きく、また、熱に安定な性質があることが示された。光化学系IIの光阻害の際には、D1蛋白質の損傷と分解が起こる。これらの過程に関与する酸素ラジカル、カチオンラジカルおよびプロテアーゼの作用機構を明らかにすることが、本実験の目的である:光化学系IIの強光照射でD1蛋白質が損傷をうけると、D1蛋白質は光化学系IIの他の蛋白質(アンテナクロロフィル結合蛋白質CP43やCytb559)と架橋反応を起こす。本研究では、この架橋産物の形成と分解について重点的に調べ、以下に述べるような結果を得た。(1)架橋産物は、光化学系IIの還元側阻害(好気条件)で生じる酸素ラジカルと酸化側阻害(嫌気条件)で生じるカチオンラジカルの両方の作用で、それぞれ、チラコイドのストロマ側とルーメン側で形成される。架橋産物の形成は、光強度に依存し、弱光(20 microE/m2sec)、嫌気条件で、D1蛋白質とCP43との架橋産物は効率よく形成される。(2)生じた架橋産物のうち、光化学系IIの還元側光阻害で生じたものは、ストロマトに存在するプロテアーゼで分解される。一方、光化学系IIの酸化側光阻害で生じた架橋産物は、光化学系II膜に存在するプロテアーゼにより、分解されることが明らかとなった。(3)光化学系IIの還元側で生じたD1蛋白質の架橋産物を分解するストロマプロテアーゼは、SDS-resistantで、セリンタイププロテアーゼであること、活性にATPやGTPを要求することが明らかとなった。D1蛋白質架橋産物に対するアフィニテイによりこのプロテアーゼの分離を試み、数種類の蛋白質の同定ができた。(4)光化学系IIの酸化側で生じたD1蛋白質の架橋産物は、膜結合性プロテアーゼで分解されることが分かった。

このプロテアーゼは、メタロプロテアーゼであることが、プロテアーゼ阻害剤を用いた研究から示唆された。植物に強光を照射すると、光化学系IIの反応中心D1蛋白質が酸化的な損傷を受け、分解される。この分解には、光化学系IIの還元側で生じる活性酵素、酸化側で生じる内在性カチオンラジカル、それにプロテアーゼが関与している。さらに、光化学系IIの膜表存性蛋白質(OEC33、24、18)は、このD1蛋白質の分解において、調節的な役割を果たす可能性が示されている。本研究では、D1蛋白質の分解に関わるこれらラジカル分子種の具体的な機能について解析を行い、さらにOEC蛋白質については2次構造の解析を行った。その概要は以下の通りである。1.光照射で損傷を受けたD1蛋白質は、速やかに分解されるが、その一方で光化学系II複合体中の蛋白質と架橋反応などを起こし、凝集産物(アグリゲート)を生じる。凝集(アグリゲーション)はD1蛋白質とD2蛋白質、cytb559 α-subunit、CP43の間でそれぞれ起こる。本研究では、葉緑体ストロマ中にこれらのアグリゲートを分解する活性があることを見出した。この活性は、SDS-resistantで、ストロマの蛋白質のうち、約15kDaの分子量をもつ成分にこのプロテアーゼ活性があることが分かった。2.D1蛋白質のアグリゲート形成は、光化学系IIの膜表存性蛋白質OEC33によって調節されることを見出した。OEC33は、光化学系IIのD1蛋白質周辺の構造を維持する分子シャペロン的な役割を果たしている可能性が示唆された。3.フーリエ変換赤外分光法により、OEC24および18の2次構造解析を行った。その結果、これらの蛋白質はαヘリックスよりβ構造の含有量が大きく、また、熱に安定な性質があることが示された。
蛋白質工学の手法により生産された蛋白質の構造に関する研究

蛋白質の構造解析についてはリゾチ-ムについて特に非線形的動きを基準振動変数の動きとして記述する方法を開発し、メリチンを用いた解析により蛋白質中の低振動の協奏的な運動に及ぼす溶媒の効果を定量的に議論する道を開き、また、基準振動変数をパラメ-タ-とする蛋白質X線結晶解析の新しいリファインメントの方法を開発した(郷)。蛋白質の立体構造の熱安定性解析のため、蛋白質の構造の水和からの寄与と分子を構成する原子間の相互作用からの寄与を原子の接触表面積の変化に比例するものとして計算する方法を確立し蛋白質の構造安定性の概略を予測することに成功した(大井)。蛋白質の溶液内での構造決定と検定については^<13>Cー^<15>N二重標識と全^<15>N標識と2次元HMQCーNOESY、3次元NOESYーHMQCによるDNA結合蛋白質CROのプロトンの帰属とNOEによる2次、3次構造情報からの構造決定に成功し(京極)、また蛋白性プロテア-ゼインヒビタ-SSIについて^<13>Cーラベル法を用い、位置特異的アミノ酸変異体を利用することにより全カルボニル炭素の帰属を決定する方法を確立した(甲斐荘)。蛋白質工学により生産された蛋白質の構造についてはプロキモシンCR601変異体のN末端の2番目のアミノ酸のリフォ-ルディングにおける寄与をこの残基を置換することで解析し、構造の再生過程の効率にはリジン残基が深く関与していることを明かにし(別府)、ビフィズス菌のLー乳酸脱水素酵素をポリエチレングリコ-ルを用いて結晶化させ、X線結晶解を行い、アロステリック解果がサブユニット相互間の接触の変化を通じて生じ、変異酵素においてはその効果が高活性型あるいは低活性型のいずれかに固定されることで生じることを確かめた(太田)。SSIの各種変異体を用いて機能に対する構造の寄与を測定した(三浦)。蛋白質の高次構造変化の理論的解析については、郷は蛋白質構造のエネルギー計算により、特に構造のゆらぎのシミュレーション解析を行い、大井は蛋白質と水との相互作用が構成原子のコンフォメーションに依存して水と接触できる表面積に比例するとの考えから、天然状態と変性状態との2状態転移過程を解析し、水中では変性現象が分子鎖によるエンタルピーとエントロピーの兼ね合いと水和による自由エネルギーとの微妙なバランスで支配されていることを解明した。溶液中での蛋白質の構造変化の検出法の解析については、京極が部位底異的変異による変異蛋白質の二次元NMRによる構造解析の手法の検討を行い、甲斐荘は^<13>Cー標識したアミノ酸を用いてカルボニル炭素とα炭素のみを選択的に標識する方法と特定アミノ酸残基のカルボニル基を^<13>C、全窒素を^<15>Nで標識し^<13>Cー^<15>N相関スペクトルによる主鎖アミド窒素ーNMRシグナル帰属法を開発し、蛋白質の溶液中の立体構造を迅速に決定する技術の基礎を確立した。蛋白質の生産過程における構造形成に関する寄与の解析については、三浦は放線菌プロテアーゼインヒビターSSI、豚のアデニレートキナーゼ遺伝子の発現過程を解析した。別府はキモシンの直前に各種リーダーペプチドを結合させた融合蛋白質を大腸菌で封入体として生産させ、可溶化、再生後にFPLCのMonoQカラムにかけて、その溶出パターンを天然型N末のプロキモシンの場合と比較することにより、構造生成過程を解析した結果、融合蛋白質では正しい立体構造のもののピークが著しく小さいことを見出し、また、太田はアクアリシンIの前駆体を含む遺伝子の大腸菌での発現過程の解析から、N末端プロ配列の大部分を欠くと酵素蛋白質が認められず、これらの結果から、N末端配列が蛋白質のフェルディングを支配することを示唆した。蛋白質の立体構造に基づく物性と生理機能発現の分子的メカニズムの解明のため、ミオグロビンのヘム近傍の活性中心における化学的変化情報が分子表面に伝達される道筋を同定した(郷)。ミトコンドリアの遺伝子から生産される蛋白質のアミノ酸組成を他の蛋白質のものと比較すると顕著な違いがあり、Gの含有率が異常に低いことが反映されていることがわかった。また蛋白質の変性に伴う熱力学諸量を天然立体構造の各原子の表面積と伸びた鎖のそれとから求めた水和の変化から計算し、これらの量が構成アミノ酸残基の変化量の和で近似できることを明らかにした(大井)。蛋白質の溶液内での構造決定及び検定法として安定同位体標識による分子識別部位の検定を行い、λファ-ジのcroリプレッサ-蛋白質を^<15>N標識し、HMQCスペクトルを測定し、DNAとの相互作用部位を解析した(京極)。また、プロテア-ゼインヒビタ-SSIを用い、主鎖カルボニル炭素の^<13>CーNMRシグナルを用い、ブロック標識法の名付けた新しい安定同位体標識法を創出し、シグナルの帰属を側鎖に効率よく拡張することを可能にした(甲斐荘)。キモシンの前駆体プロキモシンの大腸菌内での発現の際、蓄積された封入体からの8M尿素での可溶化、アルカリ透析による構造再生と酸処理での活性化の段階でN末端配列の置換により著しく活性化効率が異なり、in vitro refoldingにN末端の数個のアミノ酸が大きい影響をもつことを示した。アクアライシンのin vivoでの構造形成における前駆体のN末端領域の影響をパルス・チェイス実験により明らかにした(太田)。SSIの各種アミノ酸置換体を効率的に生産するために放線菌における分泌系の確立を行った(三浦)。

蛋白質の構造解析についてはリゾチ-ムについて特に非線形的動きを基準振動変数の動きとして記述する方法を開発し、メリチンを用いた解析により蛋白質中の低振動の協奏的な運動に及ぼす溶媒の効果を定量的に議論する道を開き、また、基準振動変数をパラメ-タ-とする蛋白質X線結晶解析の新しいリファインメントの方法を開発した(郷)。蛋白質の立体構造の熱安定性解析のため、蛋白質の構造の水和からの寄与と分子を構成する原子間の相互作用からの寄与を原子の接触表面積の変化に比例するものとして計算する方法を確立し蛋白質の構造安定性の概略を予測することに成功した(大井)。蛋白質の溶液内での構造決定と検定については^<13>Cー^<15>N二重標識と全^<15>N標識と2次元HMQCーNOESY、3次元NOESYーHMQCによるDNA結合蛋白質CROのプロトンの帰属とNOEによる2次、3次構造情報からの構造決定に成功し(京極)、また蛋白性プロテア-ゼインヒビタ-SSIについて^<13>Cーラベル法を用い、位置特異的アミノ酸変異体を利用することにより全カルボニル炭素の帰属を決定する方法を確立した(甲斐荘)。蛋白質工学により生産された蛋白質の構造についてはプロキモシンCR601変異体のN末端の2番目のアミノ酸のリフォ-ルディングにおける寄与をこの残基を置換することで解析し、構造の再生過程の効率にはリジン残基が深く関与していることを明かにし(別府)、ビフィズス菌のLー乳酸脱水素酵素をポリエチレングリコ-ルを用いて結晶化させ、X線結晶解を行い、アロステリック解果がサブユニット相互間の接触の変化を通じて生じ、変異酵素においてはその効果が高活性型あるいは低活性型のいずれかに固定されることで生じることを確かめた(太田)。SSIの各種変異体を用いて機能に対する構造の寄与を測定した(三浦)。
持続筋電図記録を用いた新しい聴神経腫瘍術中モニタリングの試み

今回の補助金で作成した手術の状況と検査所見の変化を一つの画面に合成しリアルタイムで記録出来る新しいモニタリング装置を用いて当該年度中に総計26例の聴神経腫瘍腫瘍手術時に顔面神経モニタリングを施行し検討した。誘発筋電図とフリーラン筋電図記録を用いた2種類のモニタリング法について有用性を検討したが、誘発筋電図モニタリングでは、手術直後の顔面神経機能は手術中の誘発筋電図反応の振幅の減衰度と極めて良く相関することが判った。手術終了時に開始時の3分の2以上の振幅の誘発筋電図反応が得られた症例では顔面神経機能は手術直後から全例で「良好」(House-Brackmann scale I&II)であった。逆に3分の1を下回る症例では、手術直後は全例「やや障害」(III&IV)以下の成績であった。3分の1から2の間に属する群でも、直後はやはり「やや障害」以下のものが大部分であったが、前者が少なくとも最初の3カ月の間はあまり明瞭な回腹を示さなかったのと異なり、後者では、ほぼ半数で急速な回復を来し「良好」群となった。このことは、顔面神経の障害程度、予後はモニタリングの情報から手術中にある程度推定出来、この情報を元に手術方針を決定できることを示す。フリーラン筋電図モニタリングでは、顔面神経への侵襲が加わる局面で種々の異常筋電図反応が出現したが、異常所見の種類や出現量と顔面神経機能予後には、直接の相互関係は認められなかった。しかし、術者が顔面神経の存在を認識しないまま手術操作を進めて神経に思わぬ障害を加えてしまう危険をある程度回避できる可能性は示された。今後、本成果を元に神経障害をより正確かつ迅速に検知できるモニタリング法を開発する予定である。
自動口腔内清掃装置の試作

心身障害者や寝たきりの患者が手を使うことなくしかも介助者の負担の少ない簡便な口腔清掃装置の試作およびその口腔清掃効果と有用性について検討を行なった。1)試作機の概要本装置の試作に当たり、所要の諸性能とデザインを設計し、長田電機工業にて製作を行なった。ブラシの振動はエアーシリンダーとピストンから得られる往復運動を利用した。本装置は本体、可能アームとその先端につくエアーシリンダーによる加振ブラシから成り立ち、本体内部には、コンプレッサー、吸引装置、給排水タンクおよび電気系制御パネルが収納されており、キャスターで移動することができる。本体部の外形は、高さ78cm、巾70cm、奥行き52cmであり、100Vの電源のみで作動する。2)使用法加振ブラシは市販のコリスカーブ歯ブラシを改良した。すなわち2本のブラシ部の先端を毛先を外に向けて張り合わせ、上下顎の歯列に挿入し振動させる。振動数は毎秒110回で調節が可能である。ブラシの把持部は硬質ゴムとなっているのでブラシの交換はワンタッチで簡便に行なうことができる。3)使用効果歯学部の学生での使用成績はプラークスコアは2.1から1.3に減少した。また同様に心身障害者の入院施設における筋ジストロフィー患者での使用成績は3.8から2.1に減少した。今後装置の操作性やブラシ部の改良、さらに水-粉体噴射装置の併用などにより一層実用性の高いものに改良していきたいと考えている。