hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神鎮静法における鎮静深度モニターとしての脳波解析について

本研究は精神鎮静法における鎮静深度の指標としてのmedian EEG frequencyの有用性を検討することを目的として行った.基礎的研究として,吸入鎮静法,静脈内鎮静法について脳波のパワースペクトルから算出されるmedian EEG frequencyと周波数帯域別構成比の推移を検討し,吸入笑気濃度あるいは他覚的鎮静状態,diazepamあるいはmidazolam静脈内投与後の各指標の推移を検討して,これらの指標が鎮静状態を反映した推移を示すことを確認し,続いて臨床での検討として精神鎮静法下の歯科治療時の推移を治療内容あるいは患者の他覚的所見と比較検討した.この結果,基礎研究における低濃度笑気吸入において一般的に至適鎮静の得られる2030%笑気吸入においてmedian EEG frequencyは56Hzを示し,睡眠状態となる40%笑気吸入では5Hz以下を示し,diazepamあるいはmidazolam静脈内投与においては,投与初期にmedian EEG frequencyの上昇が認められた後徐々に低下し,鎮静状態の間,安定した周波数を示した.また,周波数帯域別構成比では笑気吸入によりα成分と徐波成分の増加と速波成分の減少,benzodiazepine誘導体投与により投与初期の速波成分の増加,以後鎮静状態が持続する間のα成分の増加が認められた.このことからbenzodiazepine誘導体投与における初期のmedian EEG frequencyの上昇はbenzodiazepine誘導体に特有な速波によるものと考えられた.また,臨床における検討においては,benzodiazepine誘導体によるmedian EEG frequencyの上昇があるものの,鎮静状態では安定した周波数を示し,疼痛や鎮静効果の減弱した時期に応じて周波数のピークが生じた.以上から,median EEG frequencyは精神鎮静状態,疼痛などのよるストレス状態を反映した推移を示すことが推察され,benzodiazepine誘導体に特有な速波の影響を除外できるmedian EEG frequency算出プログラムを今後検討しなければならないが,median EEG frequencyは吸入鎮静法あるいは静脈内鎮静法における精神鎮静状態の指標として有用であると考えられた。平成5年度の研究計画の主眼は、低濃度笑気吸入ならびにdiazepam静脈内投与時のEEG変化を捉えることであった。研究方法は、前額部誘導により導出したEEGを増幅、A/Dコンバータを介してコンピュータに入力した。EEGデータはon lineにおいて0.532〓でのフーリエ解析後、パワーを求め、ディスプレイ上にx軸を周波数、y軸を時間、z軸をパワーとしたパワースペクトルアレイを描画させた。EEGデータはビデオカメラの音声入力に記録、同時に撮影した顔貌変化とともに記録した。さらにoff lineにおいて、パワースペクトルデータからmedian EEGを算出し、このEEGの経時的変化を捉え、EEG変化と生体変化を比較検討できるシステムを構築した。このシステムを用いたパワースペクトルにおよぼす影響は、低濃度笑気吸入では、対照において計測に用いた周波数帯域全域において高いパワーがみられたのに対し、20%程度の吸入では低周波数帯域でのパワーの増加が生じ、30%程度では全帯域でのパワー低下、とくにbeta領域での著しい低下が認められた。また、diazepamでは投与後に全体としてのパワーの低下とともに、alpha律動の増加とbenzodiazepineに特有なbeta領域の増高が認められ、笑気、diazepamのいずれにおいても血中濃度依存性と考えられる脳波変化を認めた。Median EEGの変化の傾向は、対照で1012〓であり、就眠に至らない笑気、diazepam投与において6〓程度まで低下することが観察された。しかし、本研究は臨床でのデータサンプリングを想定しているため、眼球運動、瞬きなどに影響されないデータ処理設定を行う必要がある。

これらによるアーチファクトがとくに02〓の大きなパワーを生じ、通常行われる0.532〓の分析ではmedian EEGが過小に、benzodiazepineに特有なbeta波は過大評価の原因となるため、アーチファクトの影響を受けにくい新たなmedian EEG算出に用いる周波数帯域の設定について現在検討している。平成5年度の研究において,median EEG frequency吸入鎮静法における低濃度笑気(040%)吸入時にmedian EEG frequencyの低下が認められ,至適鎮静状態において56Hzを示すことが明らかとなった.平成6年度は,平成5年度に行った笑気吸入鎮静法での脳波記録に対し周波数帯域別構成比による分析を加え,さらにdiazepamあるいはmidazolamによる静脈内鎮静法でのmedian EEG frequencyならびに周波数帯域別構成比の推移と鎮静状態との関連を検討し,さらに臨床における精神鎮静法下での歯科治療時のmedian EEG frequencyと周波数帯域別構成比の推移を鎮静薬投与ならびに治療内容を考慮した検討を加え,臨床での鎮静度評価の指標としてのmedian EEG frequencyの有効性を評価した.この結果,diazepamあるいはmidazolam投与により,投与後初期のmedian EEG frequencyの著しい増加と精神鎮静状態が持続する間の比較的安定した緩やかな下降傾向が認められ,鎮静状態が保てなくなるとmedian EEG frequencyが増減する傾向を示すことが確認された.また,周波数帯域別構成比による解析により,投与後初期のmedian EEG frequencyの著しい増加は,benzodiazepine誘導体に特有な速波の影響であることが判明した.臨床でのmedian EEG frequencyの推移は,benzodiazepine誘導体投与により増加するが,鎮静効果の持続する間は一定の周波数を保ち,疼痛や鎮静効果の減弱した時期に応じて周波数のピークが生じた.以上の結果から,特有な速波の影響があるものの静脈内鎮静法においても,精神鎮静が持続する間,median EEG frequencyは一定の周波数を示し,臨床においても精神鎮静,ストレスに応じた推移を示すことから,精神鎮静状態の指標としてmedian EEG frequencyは有用であると考えられた.
術中判断を可能にする心房細動外科治療時の電気生理診断法の確立と低侵襲術式の開発

開発途中であった,解剖学的に心房上の神経節が集中している心房間溝下大静脈よりと右房後面の冠静脈流入部付近に脱着可能となるよう吸引力を利用した74極型の電極(長方形)と10極型の電極(直線状)の完成をまず行った.2.この電極により心房細動治療手術時に心房の同時電位の解析を行うために,開発電極からの電位取り込み・解析を行うシステムを構築してテスト運用を行った.3.臨床上現在までの我々の研究から現在最も低侵襲で効果的と思われる電気的隔離線を有した改良型メイズ手術と除神経節術を施行し,術後の電気生理学的検査,退院後の経時的追跡調査を継続して行い,心房細動消失の有無や心機能の推移を調査した.心房細動を有する心疾患患者の開心術において臨床データを蓄積した.従来より行ってきた術式の遠隔期臨床成績と,術前の患者背景・生理学的検査所見などから術式の妥当性を検すると共に,臨床背景と心房筋変化の関連について検討し,さらには術後,可能な限り電気生理学的検査を行い,また,退院後には経時的追跡調査を行い,心房細動消失の有無を初め,各種臨床データを調査し,考察を行っている.本年度,本申請により新たに改良したマッピングプローベと,既存の生体アンプの改修・増設により,心房電位マッピングと,リアルタイム解析・表示を行う予定であったが,生体アンプの改修・増設が,当該装置を扱うことの出来る技術者の不足,部品の流通不足等により大幅に遅れ,克つ,再度の見積もり見直し等が必要となったため,当初年度初めから行う予定であった術中心房マッピングは大幅に開始が遅れることとなった.このため,今年度の予算としてようやく執行することが出来たが,装置の可動は年度内にはまにあわず,平成26年度(最終年度)へ持ち越しとなった.新年度にはマッピングを順次行うことが出来る見込みである.開発途中であった,解剖学的に心房上の神経節が集中している心房間溝下大静脈よりと右房後面の冠静脈流入部付近に脱着可能となるよう吸引力を利用した74極型の電極(長方形)と10極型の電極(直線状)の完成をまず行った.2.この電極により心房細動治療手術時に心房の同時電位の解析を行うために,開発電極からの電位取り込み・解析を行うシステムを構築してテスト運用を行った.3.臨床上現在までの我々の研究から現在最も低侵襲で効果的と思われる電気的隔離線を有した改良型メイズ手術と除神経節術を施行し,術後の電気生理学的検査,退院後の経時的追跡調査を継続して行い,心房細動消失の有無や心機能の推移を調査した.心房細動を有する心疾患患者の開心術において臨床データを蓄積した.従来より行ってきた術式の遠隔期臨床成績と,術前の患者背景・生理学的検査所見などから術式の妥当性を検証すると共に,臨床背景と心房筋変化の関連について検討し,さらには術後,可能な限り電気生理学的検査を行い,また,退院後には経時的追跡調査を行い,心房細動消失の有無を初め,各種臨床データを調査し,考察を行っている.本年度,本申請により新たに改良したマッピングプローベと,既存の生体アンプの改修・増設により,心房電位マッピングと,リアルタイム解析・表示を行う予定であったが,生体アンプの改修・増設が,部品の流通不足等により大幅に遅れ,克つ,再度の見積もり見直し等が必要となったため,当初年度初めから行う予定であった術中心房マッピングは大幅に開始が遅れることとなった.このため,今年度の予算として執行することが出来ず,次年度への繰り越しとならざるを得なかったが,次年度初めには納品の目処が立っており,マッピングを順次行うことが出来る見込みである.心房細動を有する心疾患患者の開心術に於いて,昨年度から継続して臨床データを蓄積した.従来より行ってきた術式の遠隔期臨床成績と,術前の患者背景・生理学的検査所見などから術式の妥当性を検討すると伴に,臨床背景と心房筋変化の関連についても検討し,さらには術後可能な限り電気生理学的検査を行い,また,退院後には経時的追跡調査を行い,心房細動消失の有無を始めとした各種臨床データを収集解析し,考察を加えている.本申請により新たに改良したマッピングプローベについては前年度に完成していたが,既存アンプの改修増設を予算内に行うための技術者不足や部品流通に問題があり,ようやく本年度システムの一応の完成を見たため,実際の開心術でテスト運用を行った.プローベの心房への圧着は良好であったが,プローベ内配線とプローベと計測装置のコネクト部に一部漏電が発覚した.電位は記憶媒体上に一度記録されたため,これも本研究により一部改良を行ったパーソナルコンピューター上のソフトウエアでオフラインで解析を試みたところ,一部の電位は評価に耐えうる電位であったものの,大部分の電極でFFT等の解析に耐えられる電位が得られなかった.心腔内からの電位計測(内科主導)の器機流通や技術者の確保は比較的容易となった現在でも,心外膜側からの電位計測に係わる技術者とハードウエアが非常に少ないことから,今回の予算内でこれを修復することは断念せざるを得なかった.真の心房細動電位研究には,心外膜側(しかも二次元多点同時)と心内膜側の電位の突き合わせが必要であることは,本年度も学会等で内外の先端研究者とディスカッションした際にも相互に確認できたことで有り.今回のシステムによる計測が半ばで途切れてしまうことは大変残念である.

今後も,研究比較特等の努力によりこの研究を進歩させて行き,最終的に確実で負担の少ない手術方法を提供出来るようにしてゆく.心臓外科学・不整脈外科学本申請による既存の生体アンプの改修・増設が,納入業者の人的資源の事情と部品の流通不足等により大幅に遅れ,克つ,再度の見積もり見直し等が必要となったため,今年度の予算としてようやく執行出来た.マッピングそのものは,装置の可動可能状態をセットするのに時間がかかり,新年度へ持ち越しとなったため.本申請による既存の生体アンプの改修・増設が,納入業者の人的資源の事情と部品の流通不足等により大幅に遅れ,克つ,再度の見積もり見直し等が必要となったため,今年度の予算として執行し生体アンプの納品を行うことが出来ず,次年度への繰り越しとならざるを得なかったため.開心術における術中マッピングと,臨床データ蓄積を推進する.具体的には,術中には,主に左心房の神経節の集中している部位をマッピングし,電位を取り込んだ上で高速AD変換装置を介し,デジタルデータとして直ちにハードウエアのメモリ上で解析し,リアルタイム解析と表示を行う.解析にはスペクトル解析やフラクタル解析を応用し,電位の周期性や周期局在性,周期性変動,伝播確率などから興奮維持に関与する部分の性質の洞察を行い,左右心房による興奮性の差異も併せて検討し,責任心房筋の特定と電気的隔離線設計の基礎とする.さらに,除神経節術を加えた場合に電位はどう変化するか,または,心拍動下にアブレーションが可能な場合は,アブレーション後の電位がどう変化するかなどを観察する.これに加え,従来より行ってきた術式の遠隔期臨床成績と,術前の患者背景・生理学的検査所見および上記で検討された術中電気生理学的所見を併せて検討し,責任心房筋の局在性と術式の妥当性を検証すると共に,臨床背景と心房筋変化の関連について検討・考察する.今年度初めには,新たなマッピングシステムの構築がようやく可能となる見込みであるため,当初予定の心房細動を有する心疾患患者の開心術における術中マッピングと,臨床データ蓄積を推進する.具体的には,術中には,主に左心房の神経節の集中している部位をマッピングし,電位を取り込んだ上で高速AD変換装置を介し,デジタルデータとして直ちにハードウエアのメモリ上で解析し,リアルタイム解析と表示を行う.解析にはスペクトル解析やフラクタル解析を応用し,電位の周期性や周期局在性,周期性変動,伝播確率などから興奮維持に関与する部分の性質の洞察を行い,左右心房による興奮性の差異も併せて検討し,責任心房筋の特定と電気的隔離線設計の基礎とする.さらに,除神経節術を加えた場合に電位はどう変化するか,または,心拍動下にアブレーションが可能な場合は,アブレーション後の電位がどう変化するかなどを観察する.
Ti_3Al系金属間化合物で観察される異常降伏応力現象とそれを含む変形全般の機構

Ti_3Alは軽量・耐熱構造用材料として実用化が期待されている。本研究は、Ti_3Al単結晶の巨視的変形挙動を微視的観点から理解することを目的とする。負荷応力軸とc軸とのなす角(φ)が、φ=0°(A)、φ=45°(B)、φ=90°(C)のTi_3Al単結晶試験片を-196°Cから1000°Cまでの温度範囲で圧縮試験すると、(A)の方位では錐面辷りが、(C)の方位では柱面辷りが起こり、(B)の方位では柱面と底面辷りの両方が相継いで起こる。柱面辷りと底面辷りの降伏応力は温度の上昇と共に単調に減少するが、錐面辷りの降伏応力は-196°Cから温室付近までは減少し(Stage I)、その後増加して800°C付近で最大値を取り(Stage II)、その後、急速に減少する(Stage III)。柱面辷りや底面辷りの生じた試験片には、主としてらせん転位が観察される。一方、錐面辷りを起こした試片では、-196°Cではらせん転位が観察されるが、-70°C以上の温度では刃状転位に近い混合転位が観察される。特に、Stage IIは、電顕観察の結果からさらに2種のSubstageに分けられる。-70°C500°C(Stage IIa)では、転位は2本の超格子部分転位(バーガース・ベクトル1/6<1126>)に分解し、その分解幅は30nm数μmに達する広い分布を示す。600°C800°C(Stage IIb)では、転位はヘヤ-ピン状に張り出し、超格子反射で観察すると内部に逆異相境界による縞模様が現れることから、これらの転位は超格子部分転位として生成したことを示している。これらの転位の刃状成分は底面上に上昇運動することにより2本の1/6<1103>転位に分解し、刃状成分を強く固着するため、純刃状方向に長く延びた直線として観察される。800°C以上の高温、例えば、900°C(Stage III)では、1/6<1126>(即ち<c+a/2>)転位はa/2転位とc転位に分解する。以上の観察結果に基づき、Ti_3Al単結晶の各辷り系の変形機構のモデル構築を進めている。
ヒルベルト走査を利用したディジタル画像システムの構築

カラー動画像を対象として,3次元近傍での高い相関性を有するヒルベルト走査を利用した画像圧縮手法を開発した.これは,ヒルベルト走査に沿って得られた1次元データに対して,線形近似符号化を行うものである.今年度の研究成果としては以下の通りである.(1)本手法の圧縮効率を検証するためにMPEGとの比較実験を行なった.実験に用いた画像は,カラーディジタル標準動画像MissAmerica(360×288画素,24(bpp),035フレーム)である.本手法の有効性を確認するため,SN比とビットレート,処理速度の関係を明らかにした.また,本手法は圧縮処理において再帰的処理を省くことにより,さらに高速化を図ることができた.この場合,復元画像の画質はSN比に関して0.7(dB)程度低下するが,処理時間はMPEGの約1/10となった.(2) (1)により開発したヒルベルト走査による画像圧縮手法を利用して,実際にディジタル画像システムを構築した.これは,2台のパーソナルコンピュータを使い,符号化におけるCCDユニット・入力回路による画像取り込み,復号化における液晶ユニット・出力回路による画像表示,また,走査アドレス発生回路のハードウェア全体の通信制御を行うものである.走査アドレス発生回路は,LSI化を検討し,サイズ512x512までの画像を走査できるLSIチップを試作した.今年度に行った研究成果は以下の通りである.(1)カラー画像を対象として,2次元近傍での高い相関性を有するヒルベルト走査を利用した画像圧縮手法を開発した.これは,ヒルベルト走査に沿って得られた1次元データに対して,多値のランレングス符号化を行うものである.この特徴は,濃度変化が激しい部分を積極的に除去し,滑らかな部分をできるだけもとのまま保存することである.開発した画像圧縮手法の圧縮効率と処理速度との関係を,従来手法と比較して明らかにした.7種類の高精細カラーディジタル標準画像データ(ISO/JIS-SCID)を使って,JPEGとの比較実験を行い,画像によっては,本手法が優れたり,あるいはやや劣ったりするが,視覚的にはほぼ近い画質であった.また,文字画像に対して本手法とJPEGとの比較実験を行った結果,JPEGによる圧縮画像の場合,文字の周辺にノイズが発生しているが,本手法ではほとんど発生していないことがわかった.本手法の圧縮処理にかかる時間は,JPEGと同程度であるが,復号処理は,JPEGよりも約7分の1と短時間で復号できることがわかった.(2)(1)において開発した画像圧縮手法を利用し,動画像を対象としたヒルベルト走査による画像圧縮手法の開発を行った.これは,フレーム間差分画像に対してヒルベルト走査の近傍情報を保存しやすいという特徴を利用したものである:動画像データMissAmericaを使って,約1/60の圧縮率に対して平均SN比が35dBが達成できている.従来手法MPEG-Iエンコーダと圧縮効率(約1/55の圧縮率で平均35dB)に関して比較を行い,本手法は,同程度の平均SN比に対して圧縮率が若干優れていることを確認した.カラー動画像を対象として,3次元近傍での高い相関性を有するヒルベルト走査を利用した画像圧縮手法を開発した.これは,ヒルベルト走査に沿って得られた1次元データに対して,線形近似符号化を行うものである.今年度の研究成果としては以下の通りである.(1)本手法の圧縮効率を検証するためにMPEGとの比較実験を行なった.実験に用いた画像は,カラーディジタル標準動画像MissAmerica(360×288画素,24(bpp),035フレーム)である.本手法の有効性を確認するため,SN比とビットレート,処理速度の関係を明らかにした.また,本手法は圧縮処理において再帰的処理を省くことにより,さらに高速化を図ることができた.この場合,復元画像の画質はSN比に関して0.7(dB)程度低下するが,処理時間はMPEGの約1/10となった.(2) (1)により開発したヒルベルト走査による画像圧縮手法を利用して,実際にディジタル画像システムを構築した.これは,2台のパーソナルコンピュータを使い,符号化におけるCCDユニット・入力回路による画像取り込み,復号化における液晶ユニット・出力回路による画像表示,また,走査アドレス発生回路のハードウェア全体の通信制御を行うものである.走査アドレス発生回路は,LSI化を検討し,サイズ512x512までの画像を走査できるLSIチップを試作した.
次世代型高密度有機分子メモリの創出を指向した有機スイッチング分子の開発

申請者は本研究課題で「一つの分子で二つの分子構造を,熱もしくは光により,行き来することができるスイッチング分子を開発する」ことを目的としている。機能性色素である金属ビスフタロシアニンおよびその類似化合物を用いて本研究の目的が達成できれば,1 molで6.022×10の23乗ビットのメモリとして使用できる「有機分子メモリ」の開発への第一歩であり,新規電子デバイス材料としての期待が大いに高まる。
ゴルフボール周りの大規剥離流における低抗軽減メカニズム解明の研究

本研究は、表面形状制御により流体抵抗を軽減させることを最終目標として、大規模剥離流を伴う代表例として、ゴルフボールのディンプルによる抵抗軽減メカニズムの解明を目指すものである。剥離流れの解析においては表面形状が重要な役割を果たすため、特にディンプルが剥離に及ぼす影響について検討している。平成15年度は、数値解析アルゴリズムの高効率化、ならびにディンプル周りの流れを詳細に捉えるために、単純化したモデルでの計算を行った。計算アルゴリズムを並列化に対応させるため、前処理の段階で高精度計算に耐えうる計算格子を生成し、それを並列計算に用いるCPUの数に領域分割した。これにより、非並列計算と同程度の計算精度を維持しながら計算効率を向上させることができた。これらのアルゴリズムによって領域分割されたデータを基に、東北大学流体科学研究所所有のスーパーコンピュータSX-5および東北大学シナジーセンター所有のSX-7を用いて大規模剥離流の計算を行った。計算対象としては、表面の中心線上にディンプルを模した円形くぼみを1列並べた円柱を一様流中に静止して置き、その周りの流れを解析した。これにより、ディンプルから発生する渦構造を詳細に捉えることができた。特に、ディンプル深さを変化させたとき、表面の剥離の様子や下流に発生する流れ方向に軸を持った縦渦を詳細に調べた結果、下流に発生する渦構造はディンプル深さによって変化し、また空力係数にも差が見られ、最適なディンプル深さが存在することが確認された。本研究は、表面形状制御により流体抵抗を軽減させることを最終目標として、大規模剥離流を伴う代表例として、ゴルフボールのディンプルによる低抗軽減メカニズムの解明を目指すものである。平成14年度は、数値解析アルゴリズムの高効率化ならびに静止しているゴルフボール周り流れの計算およびその精度検証を行った。まず、ゴルフボール周りの剥離流の数値解析アルゴリズムを高効率化するために、現有のアルゴリズムの改良を行った。現有アルゴリズムでは、計算精度を向上させようとすると計算コストが膨大となってしまう。そこで、計算アルゴリズムを並列化に対応させるため、前処理の段階で高精度計算に耐えうる計算格子を生成し、それを並列計算に用いるCPUの数に領域分割した。これらのアルゴリズムによって領域分割されたデータを基に、東北大学流体科学研究所所有のスーパーコンピュータを用いて大規模剥離流の計算を行った。計算対象としては、まず静止しているゴルフボール周りの流れを取り上げた。様々実験条件での一様流中に置かれたゴルフボールに働く空力係数などを解析して実験結果との比較を行った結果、定性的な一致は見られたが空力係数の定量的な一致にはアルゴリズムの更なる精度向上が必要である。ゴルフボール周りの流れ場においては、特にディンプルの果たす役割が大きくなる。そこで、現在は格子解像度を向上させ、球面上のディンプル要素からどのような流れ構造が形成されるのかについての計算を行っている。さらに、流れ構造を詳細に調べることにより、ディンプルが抵抗軽滅に及ぼす影響を詳細に調べる予定である。
CT画像を用いた胸部大動脈瘤の3次元有限要素モデルの構築と破断予測システムの開発

本研究の目的は、1)胸部大動脈瘤のCT画像から3次元モデルを構築し、有限要素解析を行うことによって胸部大動脈、および大動脈瘤全体の応力分布図を作成し、2)胸部大動脈瘤の有限要素解析結果をもとに大動脈瘤破断予測を行うことである。結果、1)新たな方法として3次元構築ソフト3D-Doctorを用いて、軸方向で撮影されたCT画像を3次元に再構築し、IGES形式で保存したファイルを有限要素解析ソフトANSYSに読み込ませ、有限要素解析を行う方法を開発した。解析は正常者3例、動脈瘤13例にて行った。DICOM形式のCT画像ファイルを3D-Doctorに入力しマニュアルでトレースし、サーフェイスレンダリングを行い、IGES形式で保存した。次にANSYSにIGESファイルを入力し、壁厚、弾性率を設定し2-5mmの要素にメッシングを行い、拘束条件、収縮期血圧を設定し、解析を行った。解析は13例中9例で可能であったが、解析不可能の症例もスムージング操作、要素サイズの変更などの操作で解析可能となると考えられる。コントロールとして解析した正常例3例の結果では大動脈弓部小弩側に相当応力が大きくなっていた。2)胸部大動脈瘤例での応力分布は部位、形態、瘤径により大きく異なっていた。最大相当応力値が予後の指標となりうるが、動脈瘤の形態が嚢状である場合に高くなっていた。瘤内の応力分布は嚢状瘤では大動脈瘤の起始部から中腹にかけて、胸腹部大動脈瘤など長軸方向に進展した瘤では瘤内の径が変化している部位に高くなっていた。応力は動脈瘤径のみならず形態が関与していると推定される。切迫破裂症例の解析は1例のみであったが、その最大相当応力値は約1.0×10^6Paと推定され、解析症例中最大であり、大動脈瘤破断のひとつの基準となりうる。本研究の目的は、胸部大動脈瘤のCT画像から3次元有限要素モデルを構築し、有限要素解析を行うことによって胸部大動脈瘤全体の応力分布図を作成することである。従来のモデルは、CT画像をトレースし、補間関数を用いて再構成していたが、複雑な形態となった場合、実際の大動脈を再現できないという問題点があった。本年度の研究目的はこの問題点を改良し3次元構築ソフトを用いて再構築した上で有限要素解析を行い、胸部大動脈瘤全体のストレス分布を作成することである。正常例および胸部下行大動脈瘤と診断された症例2例を対象としCTは2.5mm間隔で撮影された造影CTを用いた(従来法では10mm間隔)。症例は比較のため既に解析された症例を用いた。3次元構築ソフト3D-Doctorを用いて軸方向のCT画像をトレースし、これを各断面にて行った。自動的にトレースする方法の開発を試みたが、造影CT画像では大動脈と肺動脈、大動脈瘤内の壁在血栓と周囲組織の分離が困難であり、結局はマニュアルでトレースした。この方法で3D-Doctor上で再構築された3次元データをIGESの形式で保存した。IGESデータを有限要素解析ソフトANSYSに入力し、meshing操作を行ったところ構造が複雑にすぎる形状は解析不能となるため再度3D-Doctor上で単純化の作業が必要であったが、これにより解析は可能であった。その後、壁厚、弾性率、拘束条件、血圧(脈圧60mmHg)を付け加え計算を行った。正常例の解析結果では大動脈弓部小弯側に、胸部大動脈瘤例では大動脈瘤の起始部から中腹にかけて最大相当応力部位を認めた。これらの結果は従来法で行ったものとほぼ同様の結果であった。これにより、胸部大動脈の弓部には比較的大きな応力が作用すること、および胸部大動脈瘤では瘤径のみならず瘤の形態が応力に関与することが示唆された。

応力は動脈瘤径のみならず形態が関与していると推定される。切迫破裂症例の解析は1例のみであったが、その最大相当応力値は約1.0×10^6Paと推定され、解析症例中最大であり、大動脈瘤破断のひとつの基準となりうる。
「科学的な理解」を深めるための情報教材の研究

中学校の技術・家庭科の授業を中心に、情報を科学的に理解するための教材に関する研究を行った。コンピュータの学習は単に道具の使い方だけを教えるのではなく、原理を理解し仕組みや処理を科学的に考えることが大切である。そこで、次の3つの教材に関する研究を中心に進めた。(1)国際情報科学コンテスト「ビーバーコンテスト」論理的な思考を要する「国際情報科学コンテストBebras」で出題された問題を、理数系の学習への興味・関心を高め、思考力や知識の活用力を育てる学習に活用することを検討した。まず、小中学校の教員に対してアンケート調査を実施し、コンテスト問題をどのように評価するかを調査した。その結果、教員の多くはコンテスト問題は楽しく取り組め、考える力を身に付けることができる教材と考えており、思考力の育て方や普段の授業を考え直すきっかけにもなることが分かった。続いて、コンテスト問題を活用した中学校の授業を実践した。生徒全員が楽しく取り組め、考える力も身に付いたと感じる授業ができることが分かった。(2)コンピュータサイエンス・アンプラグド「富士通キッズイベント(情報オリンピック日本委員会・富士通主催)」を中心に、小中学校で使える授業用コンテンツの開発を進めた。「エラー検出とエラー訂正」のActivityを使った学習において、小学生を対象とした授業が可能であることが確認できた。(3)計測・制御学習中学校の技術・家庭科で必修化された計測・制御学習で使用できる学習システムを提案した。授業には自律型の制御ロボットが多く使われているが、教材の経済的な負担と指導者の管理上の負担の軽減を目指し、少ない制御教材で授業ができる共有システムを考えた。このシステムは教室内で使用する制御教材の数を少なくし、複数台の端末から制御教材を共有して利用できる。中学生を対象とした授業で有効性が確認できた。
中高年女性介護終了者の介護体験と地域保健活動に対する認識と行動

中高年女性介護終了者の介護体験と地域保健活動に対する認識と行動を明らかにする為に、筋萎縮性側策硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis,以下ALSと略す)の夫を看取った中高年女性介護者を対象に夫の発病から死別後の体験を半構成面接で聞き取り調査を行った。ALSは、働き盛りの年代での発症が多く、中高年期にある介護者は、子育てや経済的負担等、家庭内の役割変化や社会的な役割遂行の困難等負担が大きい。進行性疾患であるALSの場合、身体機能や呼吸機能の喪失を繰り返しながら死に至るという特別な過程をたどるため、告知や人工呼吸器を装着するか否かの意思決定が家族に求められるという特徴がある。研究対象は、同意が得られたI県・T県在住の4060歳代のALSの夫を看取った介護終了者で、看取り後1年から5年を経過した12名とした。データ収集方法は、面接調査とALS遺族会の参加観察を行った。面接調査で主に(1)介護の状況と変化(2)介護終了後の経過(3)介護終了後の人生に介護体験が持つ意味(4)地域保健活動への認識や行動について半構成面接を行った。参加観察データはノートに記述した。面接を録音したものを逐語化し質的記述的分析を行った。分析は研究分担者と行い研究の厳密さを確保した。その結果、ALSの中高年女性介護終了者は、介護プロセスの中で夫と一体化した介護を行い、看取り後も自己喪失と深い悲嘆を経験していた。しかし援助者からの見守りや同じ体験を語れる仲間との出会いの中で新たな自己を取り戻し、他者への支援に関心を向けるよう変化したことが明らかになった。他者を支援しようとするパワーを持った介護者は、自分が受けた支援の恩返をしたい、自分の体験を生かしたいと認識しており、そういった変化は、介護中から介護終了後まで援助者から継続的に支援を受けていることが重要な意味を持つことが明らかになった。今回、充分分析できなかった看取り時の状況と援助者の支援のあり方について今後、明らかにしていく必要がある。中高年女性介護者が、夫の介護中、看取った後にどのような経過をたどるのか、介護の体験が看取り後の人生にどのような意味を持つのかを明らかにすることを目的に研究を行った。研究方法は、I県・T県在住の4060歳代のALSの夫を看取った中高年女性介護終了者で、看取り後1年5年を経過した者とした。研究参加者は日本ALS協会を通じて紹介を受けた。書面と口頭で研究の目的、主旨を説明し同意書に署名し研究参加の了解を得られた8名を対象とした。データ収集方法は、面接調査で主に(1)介護の状況と経過、(2)介護終了後の経過、(3)介護終了後の人生に介護の体験がどのような意味をもったか、(4)介護終了者への支援の現状と希望、(5)ALS協会やその他の地域保健活動への認識や行動という内容で、半構成面接を行った。面接は、研究代表者が行い質的記述的分析は、研究分担者とともに行い研究の厳密さを確保した。データの分析については、8名の研究参加者との面接を録音しテープを逐語記録としたものと面接記録を質的記述的に分析した。分析技法については、willigを参考に(1)逐語記録の読み返し、(2)逐語記録をセクションに区切りテーマを特定しラベル付けを行った(3)テーマをリスト化して意味や関係を共有するテーマと相互に関連付けし構造化を行った(4)テーマを時期別の群ラベルに分類し要約表を作成した(5)研究参加者に抽出されたテーマラベルをフィードバックし同意できるものかを確認し再考した。その結果、ALSの夫を看取った中高年女性は、介護、看取り後のプロセスの中で、夫の喪失や苦痛を自分のものとしてひきうけ、看取り後には自己喪失と深い悲嘆を体験していた。しかし援助者らからの誠意を持った見守りや、同じ体験を語り合える仲間との出会いの中で、新たな自分自身を取り戻し他者への援助に関心を向けるように変化していくことが明らかになった。今後は、介護終了者の地域保健活動への認識や行動について明らかにしていく。

面接を録音したものを逐語化し質的記述的分析を行った。分析は研究分担者と行い研究の厳密さを確保した。その結果、ALSの中高年女性介護終了者は、介護プロセスの中で夫と一体化した介護を行い、看取り後も自己喪失と深い悲嘆を経験していた。しかし援助者からの見守りや同じ体験を語れる仲間との出会いの中で新たな自己を取り戻し、他者への支援に関心を向けるよう変化したことが明らかになった。他者を支援しようとするパワーを持った介護者は、自分が受けた支援の恩返をしたい、自分の体験を生かしたいと認識しており、そういった変化は、介護中から介護終了後まで援助者から継続的に支援を受けていることが重要な意味を持つことが明らかになった。今回、充分分析できなかった看取り時の状況と援助者の支援のあり方について今後、明らかにしていく必要がある。
電子スピンをプローブとした二分子膜界面束縛水の電子伝達機構解明

ミセルや二分子膜といった界面活性剤によって水中に構成される集合体内で起こる光誘起電子移動(酸化還元)反応に関する基礎研究を行った。ミセル界面に3種類の分子を用いた2段階電子移動系を構築し、分子拡散に基づく長距離・長寿命電荷分離状態の形成に成功した。また、二分子膜カプセル界面において長寿命電荷分離状態を形成する系を見出した。この系では200 mT程度の磁場印加で電荷分離状態の過渡濃度が倍増する巨大な磁場効果が見出された。これらの成果は生体膜における電子移動機構の理解や、安価な界面活性剤を用いた光・磁気機能性材料の開発において有用な知見を与えると考えられる。非イオン性界面活性剤とコレステロールを水中分散させることによって二分子膜(Niosome)懸濁液を得た。ここに疎水性ポルフィリン(ドナー)と両親媒性ビオロゲン(アクセプター)を添加し、ナノ秒過渡吸収および磁場効果の測定を行った。三重項電荷分離状態に対して数百%の巨大な磁場効果が観測され、磁場効果の大きさ、タイムスケールは温度に強く依存した。また、いずれの温度においても生じたラジカルイオン種の膜外への散逸がほとんど見られなかった。ここから、Niosomeが電荷分離状態の運動を著しく制限していることが明らかとなった。すなわち、本系は界面にほぼ固定された電荷分離状態であることが示唆され、界面束縛水の電子伝達効果を選択的に観測するのに適していると考えられる。これと並行して測定装置の高感度化、改良を試みている。新たに購入したレーザーと既存のレーザーを組み合わせて、キャビティーリングダウン装置の開発を試みている。これにより懸濁液の高感度測定が可能になるものと期待される。またナノ秒パルス磁場装置を過渡吸収装置に組み込み、パルス磁場効果の測定を行う準備を進めている。今後は新たに開発する装置を用いてより詳細な電化分離状態ダイナミクスを検出するとともに、電子顕微鏡や光散乱を用いた膜の構造解析も行う。これらの実験的情報をもとに分子動力学-スピンダイナミクスハイブリッド計算を開発し、界面束縛水の電子伝達機構にせまる研究を遂行する予定である。これにより、生体内の酸化還元反応における水の重要性、およいソフト界面を用いた光エネルギー変換系構築のための指針が得られるものと期待される。非イオン性界面活性剤とコレステロールによって構成される二分子膜Niosomeに疎水性ポルフィリン(ドナー)と両親媒性ビオロゲン(アクセプター)を添加した系において、長寿命ラジカル対および巨大磁場効果を観測した。寿命および磁場効果の支配因子を実験的に明らかにするために、温度依存性、コレステロール濃度依存性、ビオロゲンのアルキル鎖長依存性、およびポルフィリンの中心金属依存性を検討した。また、実験結果を解析するために、2-site Liouville方程式を用いたシミュレーションプログラムを開発し、ラジカル対ダイナミクスの解析を行った。ここから以下のことが明らかとなった。(1)電子移動はNiosomeの親水性PEG鎖領域で起こっており、コレステロールの存在する疎水部の影響は限定的である。(2)巨大磁場効果はラジカル対が再結合確率の高い領域と低い領域との間をマイクロ秒オーダーの遅いタイムスケールで行き来している事に起因している。(3)高磁場における磁場効果の飽和値は、主にポルフィリンのスピン軌道相互作用に起因する、非磁場依存性スピン緩和に支配されている。(4)ビオロゲンとの電子移動速度および生じたラジカル種のバルク水相への散逸速度はビオロゲンの疎水性に強く依存する。以上から、本系における電子移動・磁場効果の支配因子として膜界面PEG相におけるラジカル対の遅い分子運動が重要であることが明らかとなった。生体膜などの親水性界面における束縛水の電子伝達機能を明らかにするため、非イオン性二分子膜をモデル系とした基礎的研究を行った。非イオン性界面活性剤とコレステロールを水に分散させることにより、二分子膜(Niosome)懸濁液を得た。ここに疎水性亜鉛ポルフィリンと両親媒性ビオロゲンを添加し、ナノ秒過渡吸収を用いて光誘起電子移動を観測した。三重項状態から生じた電荷分離状態はマイクロ秒オーダーの長寿命を示し、膜外への散逸もほとんど見られなかった。さらに、250 mT程度の磁場印加により100%以上の過渡ラジカル収量の増大が観測され、本系において界面に強く束縛された電荷分離状態の形成が示された。電荷分離状態の寿命および磁場効果の支配因子の実験的解明のため、コレステロール濃度依存性、ビオロゲンの鎖長依存性、ポルフィリンの中心金属依存性を検討した。さらに、再結合速度の違う2サイト間の行き来を仮定した理論計算を行い、速度定数の決定を行った。ここから以下の事が明らかとなった。(1)電子移動に対する、疎水性アルキル領域の寄与は限定的である。(2)巨大磁場効果はマイクロ秒オーダーの遅い分子運動に起因する。(3)磁場効果の最大値は、主に金属ポルフィリンのスピン起動相互作用に由来する、非磁場依存性緩和によって決まっている。(4)電荷分離および膜外への散逸はビオロゲンの疎水性に強く依存する。最終年度は精密な温度制御を行い、電荷分離状態ダイナミクスに関する定量的検討を行った。ここから、サイト間の移動速度は温度にあまり依存しないが、近接サイトにおける再結合速度は、温度低下に伴い増大することが分かった。これは温度低下に伴い膜界面束縛水ネットワークが形成され、電子伝達が促進されたものと考えられる。

さらに、共同研究者によりナノ秒磁場スイッチングを用いた実験が行われ、再結合の遅いサイトの存在が実証された。ミセルや二分子膜といった界面活性剤によって水中に構成される集合体内で起こる光誘起電子移動(酸化還元)反応に関する基礎研究を行った。ミセル界面に3種類の分子を用いた2段階電子移動系を構築し、分子拡散に基づく長距離・長寿命電荷分離状態の形成に成功した。また、二分子膜カプセル界面において長寿命電荷分離状態を形成する系を見出した。この系では200 mT程度の磁場印加で電荷分離状態の過渡濃度が倍増する巨大な磁場効果が見出された。これらの成果は生体膜における電子移動機構の理解や、安価な界面活性剤を用いた光・磁気機能性材料の開発において有用な知見を与えると考えられる。界面束縛水の影響を明らかにするには至っていないが、膜界面における電子移動・巨大磁場効果の支配因子を定性的に明らかにすることに成功したため、おおむね順調に進展しているといえる。光スピン化学温度依存性の精密測定のための装置改良を行うとともに、分子動力学を用いた検討により界面束縛水の影響を明らかにする予定である。Niosome系における巨大磁場効果の観測に成功し、当初の計画どおりに実験研究はおおむね遂行できた。高感度化のための新規レーザーの購入により、当初計画のナノ秒パルス磁場装置の導入が危ぶまれたが、静岡大学より移管を受けることができ、計画どおりに遂行できるようになった。電荷分離状態の寿命および磁場効果が温度に強く依存することが分かったが、現在の温度可変装置は5度程度の温度誤差があり、理論計算によって求まる速度定数を解析する上で不確定性を生じることが明らかとなった。そこで次年度においてより精密に温度コントロールを行うための装置改良を行う必要が生じた。計画どおり、ナノ秒パルス磁場効果の測定、電子顕微鏡などによる膜構造の解析を行うとともに、分子動力学-スピンダイナミクスハイブリッド計算の開発を行う。測定セルの周りに温度調節した窒素ガスを流して保温するための石英二重管、それに伴う光軸調整のための光学部品等を購入する。ナノ秒パルス磁場装置導入時の周辺装置(光学部品等)購入のための予算であったが、導入が年度末になったため、使用できなかった。計画通り、ナノ秒パルス磁場装置の周辺装置に使用する。
サイトカイン投与による新しい自己免疫性甲状腺疾患動物モデル作成の研究

我々はマウスにrecombinant γインタ-フェロン(γIFN)を連日投与すると甲状腺濾胞細胞膜上にIa抗原(マウスのclass II抗原)が発現しさらに抗甲状腺抗体が血中に出現することを報告した(研究発表1参照)本実験モデルを用いて自己免疫機序による甲状腺疾患成立の過程をさらに探るベく、まずhostのIahaplotpoeの差がγIFNによる実験的甲状腺炎の強さにどのような影響を与えるかを調べた。サイログロブリン投与に対して高罹患率であるIakマウスと低罹患率のIabとIadマウスで比較すると同量のγIFN投与に対し抗甲状腺抗体価はIakマウスでより高値でまた甲状腺濾胞細胞上のIa抗原のexpressionもIakマウスで同様により強くIa haplotypeの差はγINFに対する甲状腺濾胞細胞Ia抗原expressionの差を介して自己免疫反応の強さに影響している可能性も考えられた。これは、人における自己免疫性甲状腺疾患とHLA DR抗原の特定のhaplotypeとの関連に実験的な説明を与えるものである。次にγINF投与を途中で中止した場合の変化を調べたところ抗甲状腺抗体価は徐々に低下したが濾胞細胞上Ia抗原expressionも低下し両者は並行していた。さらに他のサイトカインによるγINFとの協働作用を調べるためにIL1またはIL2をγINFと共に投与した。単独投与に比較してILー1併用投与では特に変化はなかったがILー2併用投与では抗甲状腺抗体価濾胞細胞上Ia抗原expression共に増強し本反応におけるTcellの影響を重要性を示した。また、プロラクチンの免疫調性因子としての作用についても本実験モデルを用いて調べた。結果は現在解折中である。
不注意症状の計測と臨床診断：注視点検出技術の新たな応用

注意欠如・多動症(以下ADHDと略)の症状・行動様式の客観的な評価系を確立することを目的に、視線計測装置Gazefinderを用いて不注意症状と関連する視線指標を開発し、視線指標の、ADHDおよび不注意症状への関連を検討した。平成27年10月30年2月に浜松医科大学で募集した517歳の被検者のうち、一定の基準を満たす159名を解析対象としたところ、不注意症状に特異的に相関する指標が複数見出された。また、これらの指標は診断指標とも関連を示した。ADHD診断補助システムの開発につなげることが可能な知見と考えられた。平成28年度は、512歳の被検者100名を募り、用意した視覚刺激動画をGazefinder上に提示する。研究1【標準データの作成】それぞれの動画に対する注視点検出データを収集して不注意症状を反映する指標を抽出し、性別・年齢帯ごとの標準データを作成する。これまでに、258名分のデータを収集した。研究2【再試験信頼性の検証】研究1に参加した被検者のうち20名を、同研究実施3か月後に再度Gazefinderを用いて注視点検出データを収集し、2回のデータのintraclass correlationから信頼性の高い指標を抽出する。これまでに8名分のデータを収集した。研究3【弁別妥当性の検証】研究2で抽出された指標と不注意症状の指標であるADHD-RSのスコアの相関を検討し、関連の強い指標を抽出する。現在、258名についての解析を進めている。研究4【診断予測妥当性の検証】研究3で抽出された指標から診断アルゴリズムを作成する。この検証は平成29年度に行う。258名のうち、男性は129名、女性129名、平均年齢は7.3歳(SD 1.9歳)であり、ほぼすべての被検者からデータを取得できた。データ取得率(動画提示時間に対する注視時間の比率)の平均は88%(SD 11%)であり、年齢がもたらす効果は認められなかったが(F=1.15, df=7, 250, p=.29)、性別には効果が認められ(F=6.79, df=1, 256, p=.01)、女性(91%)は男性(87%)よりも有意にデータ取得率が高かった平成28年度はデータ収集・計測に重点を置く一年間であったが、予定を上回る被検者数をあつめることに成功した。とくに研究1においては8歳以下で20例以上を確実に収集している一方、7歳で10例、12歳で8例と例数に若干の不足が見られていることから、全体としてみた場合「おおむね当初の予定のとおりである」と判断した。また、現在ADHD-RSデータの電子化を進めており、研究3,4の解析結果を平成29年度末に入手できる見込みは極めて高いと考える。注意欠如・多動症(以下ADHDと略)の症状・行動様式の客観的な評価系を確立することを目的に、視線計測装置Gazefinderを用いて以下の検討をおこなった。1ADHD児・者に見られる不注意症状を特異的に抽出しうる刺激映像を作成した(Scene 2)。この刺激映像を機器の画面に提示することによって、注意機能に負荷をかける探索課題を簡便におこなうことができる。この際の視線を測定することにより得られる反応時間およびターゲット刺激個数が、症状を反映する客観的臨床指標となる可能性を示した。2平成27年10月30年2月に725例の被検者を募集し、Gazefinderから得られる臨床指標候補の計測を行った。一方、臨床評価尺度としてすでに確立しているADHD評価スケール(ADHD-RS)を計測し、各診断指標との相関を解析した。その結果、指標「反応時間3/c5」「ターゲット探索個数2/c5」がADHD-RS不注意得点と有意な相関を示した。これらの指標は、ADHD-RS以外の臨床評価尺度とも関連を示しており、その症状特異性はロバストであると考えられた。以上より、視線計測装置Gazefinderによって、ADHDにみられる不注意を客観的に評価できるものと考えられた。ADHDの症状・行動様式のうち、多動・衝動性と比較して不注意はとくに気づかれにくく、専門家でも見逃すことがある。今後のGazefinderを用いた臨床応用が期待される。平成29年度もさらにデータ収集を継続する予定があるが、予定症例数を上回っていることから、症例数の不足の多い年齢層に絞って募集を続ける。また、研究補助員の助力も得ながらデータ入力、解析を鋭意すすめ、より大型の研究開発へとつなげていくことを念頭において作業に当たる。精神医学現有の資材ならびに人的資源を有効に利用・配置し、またウェブを利用して被験者を募集したところ、想定よりも効率よく被検者を集めることができたためである。

平成29年度は解析に一層の労力を割くことが必要であるが、とりわけ想定していた以上に被験者が集まったことから、人件費に予定以上に多く充てる必要が生ずる。このため、平成28年度に予算を下回る使用であったが、平成29年度にその分を確実に本研究に充当することが求められる状況にある。
文化環境との関わりからみた即興演奏技能の発達―イラン音楽を事例として

本研究課題「文化環境との関わりからみた即興演奏技能の発達ーイラン音楽を事例として」は、イラン伝統音楽を対象として、演奏家コミュニティという集団的環境のなかで、個々人は即興演奏の技能をどのように発達させているのかー「集団が持つ多層的な社会的・文化的秩序」の網の目の中で、一個人がどのように他者との相互行為によって、即興演奏というコミュニケーション形態を発達させているのかを探るものである。
タッチパネル式モニタを用いたワーキングメモリ特性評価システムの開発

高齢者のうつ病はアルツハイマー病と臨床上極めて類似した特徴を持つことが「仮性痴呆」として古くから知られている。そこで、アルツハイマー病患者群(以下AD群)と高齢者のうつ病群(以下D群)、ならびに高齢健常者群(以下HC群)の視覚性記憶を検討するため、新たにタッチパネル式モニタ(以下モニタ)を用いた視覚性記憶課題を開発した。AD群55例、D群14例、HC群18例それぞれに対し課題を施行した。課題は以下の様に設定した。モニタの画面は水平に3個の区画に当分されている。この課題を3分割課題と呼ぶ。課題は記銘過程と再生過程に分かたれる。記銘過程では、例えば、(中央→右→左)といった具合に3個の区画に色刺激が提示される。被験者はこの提示順序を覚えるよう教示される。再生過程はビープ音の合図とともに開始され、被験者は覚えた提示順序をタッチパネル式モニタに手で触れる事により再生されるよう教示される。コンピュータでは、被験者の回答の正誤および触れた時刻が1msec単位で記録される。同様に(中央→左→右)(右→中央→左)(左→中央→右)の提示順序の課題も行い、以下同様に4分割課題、5分割課題を順次行った。全被験者にMini Mental State Examinationを施行した。また、D群に対してうつ病の評価尺度としてGeriatric Depression Scaleも施行した。この結果、1)MMSE得点はAD群で優位に低得点となった2)本課題の結果は、正答率でAD群が優意に低下していた。所要時間はHC群は他群に比べて有意に短い結果であった。3)正答率の感度、特異度を求めた結果、3分割課題の特異度は100%だった。4)MMSEの得点と本課題正答率の間に優意な相関が認められた。5)D群のGDS得点と本課題の相関に関して、正答率、正答するまでの所要時間ともに有意な相関を認めなかった。以上より、本課題はMMSEと良く相関する課題であであり、本検査はうつ病の病相に依存しない情報処理過程の障害を観察している可能性が示唆された。【研究方法】<実験1:タッチパネル式課題による視覚性記憶の検討>全被検者に新たに開発したタッチパネル式ハードウェアを用いた課題を施行した。課題の全過程は刺激提示過程と再生過程に分けられる。約12インチの画面は水平に35個の区画(セル)に等分されている。セルのうちの一つが1秒間隔であらかじめ設定した順序で点灯する。刺激提示過程では被検者は刺激提示順序を記憶しサイン波による音の合図の後に再生過程へと移り、画面を直接手で触れることにより記憶した順序を再生するように教示した。<実験2:D群におけるタッチパネル式課題成績の状態依存性の検討>さらにD群に関しては本課題の成績とうつ病の症状の重症度との関連について検討を行う為に高齢者のうつ病性障害の重症度評価尺度として広く用いられるGeriatric Depression Scale(GDS)を併せて施行しタッチパネル式課題成績との相関性の吟味を行った。<実験3:健常者における近赤外線分光法(NIRS)による前頭葉皮質の活動性に関する予備的検討>成人健常者における前頭葉皮質の活動性を調べる為にNIRSを用い、5分割課題計45パターンを作成し課題施行中のoxy-Hb、deoxy-Hb、Total-Hbの変化を測定した。【研究結果】<実験1>AD群においてはHC群、D群に比べてタッチパネル式課題の誤答が有意に多かった。また、AD群、D群ではHC群に比べて有意な反応時間の延長が見られた。<実験2>GDSスコアとタッチパネル式課題の正誤、反応時間の間には相関は見られなかった。このことから、D群の本課題成績低下はtrait dependentである可能性が示唆される。<実験3>健常者のNIRSの結果、課題開始直後より左前頭葉皮質のoxy-Hb上昇を認め、課題施行中は上昇が持続した。また刺激提示中、左前頭葉皮質のoxy-Hbの上昇を認めた。これらの事から、AD群においては視覚の頭頂連合野を含めた背側経路から前頭前野に至る経路が、うつ病においては優位半球前頭前野の障害が示唆される。

同様に(中央→左→右)(右→中央→左)(左→中央→右)の提示順序の課題も行い、以下同様に4分割課題、5分割課題を順次行った。全被験者にMini Mental State Examinationを施行した。また、D群に対してうつ病の評価尺度としてGeriatric Depression Scaleも施行した。この結果、1)MMSE得点はAD群で優位に低得点となった2)本課題の結果は、正答率でAD群が優意に低下していた。所要時間はHC群は他群に比べて有意に短い結果であった。3)正答率の感度、特異度を求めた結果、3分割課題の特異度は100%だった。4)MMSEの得点と本課題正答率の間に優意な相関が認められた。5)D群のGDS得点と本課題の相関に関して、正答率、正答するまでの所要時間ともに有意な相関を認めなかった。以上より、本課題はMMSEと良く相関する課題であであり、本検査はうつ病の病相に依存しない情報処理過程の障害を観察している可能性が示唆された。