hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高精度顎運動計測システムの開発

本研究ではヒトの顎運動の測定精度を向上することを目的として、高速度カメラの性能を実験的に検証し、顎運動計測に最適なカメラを導入したシステムを構築した。そして、着脱再現性の高い歯列装着部品の製造プロセスについて検討を行った。また、正確な顎運動表示を実現するため、歯科用X線CT画像と歯列模型の工業用X線CT画像を適切に重ね合わせる方法について検討を行った。最後に、顎運動計測システムを2名の被験者に適用し、それぞれの顎運動の特徴を観察した。本年度はまず、ヒトの顎運動の測定精度を向上することを目的として、200フレーム/秒の高速度カメラを購入し、これを用いた顎運動計測システムを構築した。このシステムは、1台のパソコンで2台の高速度カメラを制御しているため従来システムよりも可搬性が高く、臨床への導入を容易としている。次に、当初の研究計画よりも先行して標識装置を正確に歯列に接着する方法について検討を行い、歯列模型のX線CT画像に基づく歯列接着部品のCAD/CAM加工プロセスを考案した。そして、新しいシステムの性能検証を行うため、顎運動を模擬した運動を再現する実験装置を製作した。この装置は、歯列模型を正確に開閉口するものであり、運動計測性能の評価だけでなく標識装置の着脱再現性の評価をも可能としている。以上により、新しいシステムの性能検証を行ったところ、実験装置の運動については本研究が目的とする0.1mm程度の誤差での運動計測が実現されていることを確認した。特に、運動が急激に変化する時刻での計測精度が大きく向上することが確認され、顎関節症患者の不連続的な顎運動を従来よりも正確に計測可能となることが期待される。ただし、標識装置の着脱再現性が不十分であることが判明した。これは、X線CT画像の分解能やNC工作機械の加工精度の問題および歯列形状の特徴によるものであり、さらなる検討が必要である。来年度、着脱再現性の高い歯列接着部品の製造プロセスを確立するとともに、実際のヒト顎運動を計測して提案する手法の有用性を検証したい。本年度はまず、昨年度構築した顎運動計測システムの性能について定量的な検証を行った。ヒト歯列に取り付けた標識点を1200フレーム/秒(fps)の動画撮影が可能な高速度カメラを用いて撮影し、タッピング運動(上下の歯を素早く噛み合わせる動作)の様子を120030fpsのフレームレートにて観察した。その結果、200fpsのフレームレートであれば本研究の達成目標であるヒトの顎運動の速度や加速度の急峻な変化を十分に計測可能であることが明らかとなり、昨年度導入した200fpsの高速度カメラを用いた顎運動計測システムの妥当性を確認した。また、複数のカメラによる三次元計測ではカメラの位置関係に依存した測定誤差が生じるため、最適なカメラ位置をコンピュータグラフィックに基づき定量的に求める算出方法を考案した。次に、着脱再現性の高い歯列装着部品の製造プロセスについて検討を行い、NC加工による部品と熱可塑性樹脂を歯列に圧着して作る部品を組み合わせることにより、簡便かつ正確に着脱することが可能な歯列装着部品を製作した。また、正確な顎運動表示を実現するため、顎顔面の医療用X線CT画像と歯列鯉の工業用X線CT画像を適切に重ね合わせる方法について検討を行った。最後に、提案する顎運動計測システムを顎関節症患者1名および下顎発育不全の患者1名に適用し、それらの顎運動の特徴を観察した。今後、さらに測定数を増やしてシステムの有用性を高めるとともに、これらの患者に対し顎運動の経時的変化を計測することによって治療法の有効性を定量的に評価することを試みたい。
アレルギー性結膜炎におけるマスト細胞の増殖性病変に与える影響

1.アトピー様皮膚炎モデルマウスにおいて角結膜組織に生じるアレルギー炎症の検討【目的】アトピー様皮膚炎自然発症マウス(NC/Ngaマウス)を用い,アトピー様皮膚炎発症前後の眼瞼皮膚と角結膜組織を病理組織学的に検討する.【方法】Conventional環境下で飼育した4週齢(皮膚炎発症前)および10週齢(皮膚炎発症後)のNC/Ngaマウスから眼瞼および眼球を摘出し,組織学的に検討した.【結果】アトピー様皮膚炎を発症した10週齢マウスでは,眼瞼皮膚組織中にCD4陽性リンパ球、好酸球の増加が認められ,アレルギー炎症と類似した所見がみられた.また,皮下組織に比べて軽度ではあったが,結膜下組織にマスト細胞の増加と脱顆粒像の増加がみられ,CD4陽性リンパ球が増加した.しかし,好酸球の浸潤は結膜下組織には認められず,炎症反応は眼瞼皮膚と比べ軽度であった.【結論】NC/Ngaマウスにおいて,皮膚炎発症に伴ってマスト細胞の増加がみられたが,他のI型アレルギー反応を惹起させたアレルギー性結膜炎動物モデルとは異なる反応であり,マスト細胞の増加がアトピー様変化を生じる重要な因子であることが示唆された.2.アトピー様皮膚炎モデルマウスにおける角結膜組織中マスト細胞数の検討【目的】アトピー性皮膚炎の合併した角結膜組織中のマスト細胞数を検討する.【方法】Conventional環境下で飼育した4週齢(皮膚炎発症前)および10週齢(皮膚炎発症後)のNC/Ngaマウスから眼瞼および眼球を摘出し組織学的検索を行った後,結膜組織中のマスト細胞数について検討する.【結果】アトピー様皮膚炎発症前において、皮下および結膜下にわずかにマスト細胞がみられ、皮膚炎発症後では、特に皮下組織の粘膜筋板を中心にマスト細胞が増加した.マスト細胞数の増加は,10週齢において有意(P<.001)に増加していた.【結論】角結膜のアトピー様変化には,マスト細胞数が深く関与している可能性がある.1.アレルギー性結膜炎モデルの作製Balb/cマウスに水酸化アルミニウムと卵白アルブミンの混合液を腹腔内投与によって感作し、卵白アルブミン点眼を行うことによりアレルギー性結膜炎を誘発した。経時的に眼瞼および眼球を摘出し、組織学的に検討した。組織学的には、即時相反応として結膜下組織中の血管拡張および浮腫が、遅発相反応として好酸球、リンパ球(CD4陽性細胞、CD8陽性細胞)の浸潤が観察され、即時相および遅発相がみられる2相性の反応を生じるアレルギーモデルであると考えられた。2.結膜組織内マスト細胞の分布アレルギー性結膜炎動物モデルにおいて、抗原点眼後の結膜組織内のマスト細胞数を経時的に組織学的に観察した。抗原特異的IgE抗体をもつマスト細胞の結膜組織内の分布を蛍光抗原法を用いて観察した。結膜組織内のマスト細胞数は、変化がなかった。点眼後8時間以降で抗原特異的IgE抗体をもつマスト細胞が、結膜上皮下に観察された。1.アトピー様皮膚炎モデルマウスにおいて角結膜組織に生じるアレルギー炎症の検討【目的】アトピー様皮膚炎自然発症マウス(NC/Ngaマウス)を用い,アトピー様皮膚炎発症前後の眼瞼皮膚と角結膜組織を病理組織学的に検討する.【方法】Conventional環境下で飼育した4週齢(皮膚炎発症前)および10週齢(皮膚炎発症後)のNC/Ngaマウスから眼瞼および眼球を摘出し,組織学的に検討した.【結果】アトピー様皮膚炎を発症した10週齢マウスでは,眼瞼皮膚組織中にCD4陽性リンパ球、好酸球の増加が認められ,アレルギー炎症と類似した所見がみられた.また,皮下組織に比べて軽度ではあったが,結膜下組織にマスト細胞の増加と脱顆粒像の増加がみられ,CD4陽性リンパ球が増加した.しかし,好酸球の浸潤は結膜下組織には認められず,炎症反応は眼瞼皮膚と比べ軽度であった.【結論】NC/Ngaマウスにおいて,皮膚炎発症に伴ってマスト細胞の増加がみられたが,他のI型アレルギー反応を惹起させたアレルギー性結膜炎動物モデルとは異なる反応であり,マスト細胞の増加がアトピー様変化を生じる重要な因子であることが示唆された.2.アトピー様皮膚炎モデルマウスにおける角結膜組織中マスト細胞数の検討【目的】アトピー性皮膚炎の合併した角結膜組織中のマスト細胞数を検討する.【方法】Conventional環境下で飼育した4週齢(皮膚炎発症前)および10週齢(皮膚炎発症後)のNC/Ngaマウスから眼瞼および眼球を摘出し組織学的検索を行った後,結膜組織中のマスト細胞数について検討する.【結果】アトピー様皮膚炎発症前において、皮下および結膜下にわずかにマスト細胞がみられ、皮膚炎発症後では、特に皮下組織の粘膜筋板を中心にマスト細胞が増加した.マスト細胞数の増加は,10週齢において有意(P<.001)に増加していた.【結論】角結膜のアトピー様変化には,マスト細胞数が深く関与している可能性がある.
情報爆発時代におけるサイバー空間情報定量評価基盤の構築

本研究は、情報源の中でも最も増加率の高いウェブ情報源に対して各種解析手法の有効性を定量的かつ再現性を持たせた形で評価する定量的評価基盤を構築することを目的とする。超高速クローラ(ウェブページ収集システム)を改良し、細粒度時系列差分スナップショットを取得し各種テキストインデクス、種々のリンクインデクス等を実装した高度プラットフォームを構築した。その上で再現性のある定量的評価手法を実現するために様々なサイバー空間の解析を行った。近年情報が爆発的に増加しており、膨大な情報源から真に必要とする情報を如何に抽出するかは、極めて深刻な課題であり、本研究では当該課題に挑戦すし、情報源の中でも最も増加率の高いウェブ情報源に対して定量的評価基盤を構築することを目的とする。即ち、情報獲得に関して種々の研究がなされているが、ウェブでは刻々とコンテンツが変化することから、それらの成果を再現性のある形で定量的に示すことは不可能であった。本研究では、各種手法の有効性を定量的かつ再現性を持たせた形で評価するプラットフォームを構築する。具体的には、既に独自に開発した超高速クローラ(ウェブページ収集システム)を改良し、細粒度時系列差分スナップショットを取得し各種テキストインデクス、種々のリンクインデクス等を実装した高度プラットフォームを構築する。近年人類の創生する情報は爆発的に増加しており、本研究では、膨大な情報源から真に必要とする情報を如何に抽出するかという課題に挑戦しようとするものである。情報源の中でも最も増加率の高いウェブ情報源に対して、検索手法等各種手法の有効性を定量的かつ再現性を持たせた形で評価する定量的評価基盤を構築することを目的とする。今年度はサイバー空間情報定量評価基盤の基本設計を確立することを目指し、定量評価基盤の基本アーキテクチャの設計と行うと同時に、再現性のある定量的評価手法を実現するために、現在のサイバー区間の解析および定量評価基盤への組込み手法について検討を行った。1)本研究で構築を試みる定量評価基盤システムは年々爆発的に増加する情報を蓄積するために巨大なストレージの運用が必要となる。最新のストレージ仮想化手法を用いた拡張可能なシステムアーキテクチャ並びに格納構造の設計を行うと共に、インターネット上に広がる分散された情報を収集するための高速通信機構について検討、実験を行った。2)再現性のある定量的検索評価基盤実現のための多様な評価機構組込み方式設計に関し、種々の情報獲得手法を定量的に評価するためには基本となる柔軟な評価機構組込み方式の調査を行った。3)定量評価結果の解釈支援を目的としたサイバー空間構造解析を進める上で、とりわけリンク情報を用いた情報獲得手法では検索結果を解釈することが極めて困難である。全日本ウェブページのスナップショットを時系列に解析し、新たに作られたウェブページの発展、消滅、変遷の過程を追跡するための手法を開発し、具体的なデータ解析を行った。まが、ウェブページ上のテキスト情報解析についても検討を始め、評判情報の抽出を試みた。今年度は昨年度の成果を基に、サイバー空間情報定量評価基盤の構築を進め、定量評価基盤の基本アーキテクチャの部分評価を試みると同時に、再現性のある定量的評価手法を実現するために、現在のサイバー区間の解析を行い、定量評価基盤への組込み手法について検討を行った。1)定量評価基盤システムは年々増加する情報の蓄積に巨大なストレージの運用が必要となる。最新のストレージ仮想化手法を用いた拡張容易なシステムアーキテクチャ並びに格納構造の設計を行うと共に、インターネット上に分散された情報処理として、IP-SAN等のストレージ高速通信機構について検討、実験を行った。2)定量評価結果の解釈支援を目的としたサイバー空間構造解析を進める上で、とりわけリンク情報を用いた情報獲得手法では検索結果を解釈することが極めて困難である。定量評価基盤上にサイバーコミュニティ抽出,スパム解析,バーティカル検索のためのエンティティ抽出をはじめとするサイバー空間構造解析のためのツール群を構築するべく研究開発を進めている.本年度はスパム構造を分析する新たな構造解析手法の開発を行い,全ウェブ空間におけるスパム分布の概要を明らかにした。また、効率の良いウェブ解析においては、定期的に収集した複数面の大規模ウェブスナップショットとその時系列差分が必要となる.従来から、開発してきた超高速ウェブクローラを改良し,各種テキストインデックス,特徴的グラフ様態に着目した種々のリンクインデクス,並びに各種ユーティリティを実装した高度プラットフォームを構築を開始した。

今年度は昨年度の成果を基に、サイバー空間情報定量評価基盤の構築を進め、定量評価基盤の基本アーキテクチャの部分評価を試みると同時に、再現性のある定量的評価手法を実現するために、現在のサイバー区間の解析を行い、定量評価基盤への組込み手法について検討を行った。1)定量評価基盤システムは年々増加する情報の蓄積に巨大なストレージの運用が必要となる。最新のストレージ仮想化手法を用いた拡張容易なシステムアーキテクチャ並びに格納構造の設計を行うと共に、インターネット上に分散された情報処理として、IP-SAN等のストレージ高速通信機構について小規模実験環境を構築し、評価実験を行った。さらに、従来から蓄積しているサイバー空間情報を定量評価基盤として利用可能であるか限定公開の実験を行うため、新たにNASシステムを導入し、データなどの移動を開始した。2)定量評価結果の解釈支援を目的としたサイバー空間構造解析を進める上で、とりわけリンク情報を用いた情報獲得手法では検索結果を解釈することが極めて困難である。定量評価基盤上にサイバーコミュニティ抽出,スパム解析,バーティカル検索のためのエンティティ抽出をはじめとするサイバー空間構造解析のためのツール群を構築するべく研究開発を進めている.本年度はスパム構造を分析する新たな構造解析手法の開発を行い,全ウェブ空間におけるスパム分布の概要を明らかにするとともに、スパムとみなされる部分グラフの生成過程について追跡を行った。また、効率の良いウェブ解析においては、定期的に収集した複数面の大規模ウェブスナップショットとその時系列差分が必要となる.従来から、開発してきた超高速ウェブクローラを改良し,各種テキストインデックス,特徴的グラフ様態に着目した種々のリンクインデクス,並びに各種ユーティリティを実装した高度プラットフォームを構築を開始し、テキスト解析によるプログの評価情報抽出などを試みた。近年人類の創生する情報は爆発的に増加しており、本研究では、膨大な情報源から真に必要とする情報を如何に抽出するかという課題に挑戦しようとするものである。情報源の中でも最も増加率の高いウェブ情報源に対して、検索手法等各種手法の有効性を定量的かつ再現性を持たせた形で評価する定量的評価基盤を構築することを目的とする。昨年度に引き続き、最新のストレージ仮想化手法を用いた拡張容易なシステムアーキテクチャ並びに格納構造の設計を行うと共に、インターネット上に分散された情報処理として、IP-SAN等のストレージ高速通信機構について実験環境を強化すると共に、評価実験を行った。
三次元積層チップ間パケット転送ネットワークと同期現象を利用したクロック分配

今年度は、これまで独立して報告を行っていた三次元積層チップ間パケット転送ネットワーク技術と同期現象を利用したクロック分配技術を1つのアプリケーションとして構築し、論文誌が採択された。本研究は、産業界で高性能システムLSIの構築手法として注目を集めるチップの三次元集積技術に大きな進展をもたらすものである。これまで設計者がチップを三次元積層する場合、2つの大きな問題があった。1つはチップ間のデータパケット転送が煩雑である点である。目的と処理が異なるチップを積層する場合、各チップ間でやり取りされるデータに整合性を取ることは複雑な設計を要した。本研究では、設計者が意図することなく、積層されたチップ間で自動的にパケット転送ネットワークが構築される技術を提案した。2つ目は各チップの動作周波数が性能向上と共に高速化するにつれて、チップ間通信のタイミングエラーが顕著な問題となっていた。本研究では、三次元集積されたチップ間で高精度なタイミング信号を、従来よりも低消費電力で共有する技術を構築した。パケット転送技術はすでに国際論文誌に採択済みであり、タイミングを共有するクロック分配技術は国際会議で発表済みであった。これらの技術は1つに組合せられることで、より産業界に大きな進展を与える。しかし、単純な組み合わせでは最適なネットワークは構築されず、トレードオフや設計の最適化が必要である。今年度は、これらの最適化について研究を行い、最終成果を論文誌としてまとめ上げた。本論文誌はIEICEの国際論文誌として採択され2015年4月に掲載が決定した。26年度が最終年度であるため、記入しない。従来、三次元積層されたチップ間では、デジタル通信に必要とされるクロック分配を、多数のリピートバッファ間リレー伝送で実現した。しかし、リピートバッファにより遅延が増大する。また製造ばらつきにより各分配路毎に遅延時間のばらつきが発生し、通信エラーの原因となる。柔軟なSiPシステムを構築するにあたり、クロックの分配方法は大きな課題となる。ISSCC2011において、三次元積層チップ間のクロック分配を、磁界結合された発振器内コイル問の結合共振によって実現し、クロック分配の消費電力を1/20程度にまで削減した。また、各発振器ノードが結合しているために、発振のばらつきが非常に少ないのが特徴である。これにより積層されたチップ間に低電力で精度の高いクロックを分配することを達成した。しかし一方で、この技術は外部から発振周波数を制御できない欠点を残していた。現実的な回路で応用するためには発振周波数の制御は必要不可欠である。当該年度は、本技術において外部から結合共振の発振周波数を制御する研究を行った。具体的には、従来の報告ではLC型発振器に固定値を持ったキャパシタを設計したが、可変容量であるバラクタに変更し、PLL(Phase-Locked Loop)を用いて動的に発振周波数を制御する。しかし、結合共振は他の発振器との相関関係を持っているために、制御の方法は単純化されない。この制御方法とその理論の確立を行い、実際の三次元積層への有用性を示した。本研究成果は半導体分野で最難関とされる国際会議ISSCC2013に採択がされ、成果報告が行われた。また、従来提案を行ってきた誘導結合チャネルを用いて、製造後のチップを積層した際に最適なデータルーティングを実現するアーキテクチャの提案も行い、本成果はIEEE TCの査読付き論文誌に採択された。今年度は、これまでの研究成果である三次元集積回路向けクロック分配技術の「実用化」を観点に、研究ならびに講演を行った。本研究の柱は、従来ではリピートバッファによって実現されたチップ内クロック分配を、3次元方向の結合共振によってクロック分配する点である。結合共振は、多数の発振器を互いに連結することで、各発振器に含まれるばらつきを平均化する。1つの発振信号をリピートする従来に比べて、ばらつき耐性が強く、高速クロックが必要な高性能チップに適している。また、ばらつきが低減されるだけではなく、エネルギー効率の点でも従来方式よりも優れている。一方で、多数の発振器が結合しているため、従来の1つの発振器に用いられる周波数調律方式は、適用できない課題があった。本課題に対する解決手段として提案を行ったFL-PP周波数調律方式は産業界からも高い評価を受け、国内研究会にて招待講演を行った。昨年度の研究成果においては、チップの積層枚数や適用できる周波数帯に対する言及を行えていなかった。この点は招待講演においても、多くの有識者から質疑や助言を頂いた。これらの点は産業界において、実用化に向けた重要な観点であり、十分に研究の余地があった。特に、三次元積層されるチップ枚数により、本提案手法に与える影響の理論確立は重要である。三次元積層に対する需要は年々高まっており、国際会議で報告される三次元積層のチップ枚数も増加傾向にあるためである。実用化を念頭に、産業界が本研究に対して持つ要望、追加研究を洗い出し、研究を遂行している。この成果は最終年度である、次年度に国際論文誌として投稿予定である。

これまで設計者がチップを三次元積層する場合、2つの大きな問題があった。1つはチップ間のデータパケット転送が煩雑である点である。目的と処理が異なるチップを積層する場合、各チップ間でやり取りされるデータに整合性を取ることは複雑な設計を要した。本研究では、設計者が意図することなく、積層されたチップ間で自動的にパケット転送ネットワークが構築される技術を提案した。2つ目は各チップの動作周波数が性能向上と共に高速化するにつれて、チップ間通信のタイミングエラーが顕著な問題となっていた。本研究では、三次元集積されたチップ間で高精度なタイミング信号を、従来よりも低消費電力で共有する技術を構築した。パケット転送技術はすでに国際論文誌に採択済みであり、タイミングを共有するクロック分配技術は国際会議で発表済みであった。これらの技術は1つに組合せられることで、より産業界に大きな進展を与える。しかし、単純な組み合わせでは最適なネットワークは構築されず、トレードオフや設計の最適化が必要である。今年度は、これらの最適化について研究を行い、最終成果を論文誌としてまとめ上げた。本論文誌はIEICEの国際論文誌として採択され2015年4月に掲載が決定した。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究の目的ならびにその実現のために事前に計画された研究計画に記載された通りに研究ならびに成果発表が達成されたため。会議発表は1件に留まったが、昨年度の成果に対する産業界からのフィードバックを得られる重要な機会であり、そのフィードバックを研究に反映し、研究遂行できている点で順調であると評価した。事前に提出された研究計画通りに、柔軟なSipシステムの構築のための誘導結合通信の通信プロトコルとそれに伴う制御回路の開発を行う。ただし、Sipのみならず、電子基板間の誘導結合を用いた通信ネットワークならびにプロトコルの研究に発展させる予定である。産業界での実用化を念頭に研究を遂行してきた本年度の成果を、対外的な成果とすることを優先する。具体的には、国際論文誌への投稿を予定している。最終年度の報告として、理論確立から実用化までを一貫する成果報告とするのが最終年度に推進すべき事項である。
反強磁性相における磁化緩和現象の解明

AF相/磁化緩和を示す化合物群の開発Mn_2Ni系単一次元鎖磁石は、Mn^<III>-Ni^<II>-Mn^<III>S=3三核ユニットが強磁性的に配列した擬Ising鎖であり、[Mn^<III>_2(5-MeOsaltmen)_2Ni(pao)_2(phen)]PF_6において鎖間相互作用により反強磁性的相転移を起こすにもかかわらずT_N以下の温度で遅い磁化緩和を示す新しい磁石相を発見した。この知見から、Mn:Ni=1:1型の単一次元鎖磁石について、BPh_4^-のような大きなカウンターイオンを持つ単一次元鎖磁石(カウンターイオンが鎖間を隔離する)と、比較的小さなカウンターイオンであるPF_6^-を持つ同様な一次元骨格を有するフェリ磁性鎖を得ることに成功し、後者が、反強磁性体にもかかわらずT_N以下の温度で遅い磁化緩和を示す新しい磁石相であることを見出した。このMnNi系は強い鎖内相関を持つ単一次元鎖磁石(Glauberダイナミクスで解釈できない)であるため、このように鎖内、鎖間ともに強い相互作用系でもこのような単一次元鎖磁石を基にした反強磁性相ができることが明らかとなった。しかし、鎖間相互作用が十分に強い系では、緩和は見られない。同様に、MnNi系よりもさらに鎖内相関の強いMnCu系でも反強磁性相の発見に至った。これらの単結晶による磁化緩和の解明までは本年度で行うことはできなかったが、今後、単結晶を用いた磁場下での磁化緩和挙動を調べることにより、この新しい磁石相の理論的な解明に繋げたい。
広域防災のための高精度光ファイバセンサシステムの開発

本研究は、広域にわたる建造物の歪みや温度、地震の振幅などの情報を瞬時に計測して収集する新規な光ファイバセンサシステムの開発を目的として、ファイバセンサの作製と新しい歪み測定装置を開発して、システムの実用化の課題を検討した。(1)FBGセンサの作製:石英光ファイバのコア中に超短パルスレーザ光をポイント状に集光して周期的に屈折率を変調して、長さ100μmのFBG構造のセンサを作製し、最大反射率-25dBを得た。また、約300°Cの高温において安定動作が可能なことを確かめた。パルス光でセンサの位置と歪み量を同時に測定する新規なFBG-OTDR測定法を開発し、歪み率測定精度5×10^<-6>、センサ間隔15cm、計測距離30km以上、温度測定幅0500°Cが得られた。また、動的特性として振動の振幅を検出する装置を構成して、測定時間1msの高速特性が得られた。(3)センサシステムの超多点測定特性同一特性のFBGセンサを配置して1,000点が、さらに改良型では10^4点以上の超多点のFBGセンサの測定が可能となることが示された。また、測定装置の簡易化と低コスト化についても検討し、実用化の可能性を示した。1.FP型干渉センサの作製法の開発石英光ファイバのコア中にグレーティングを書き込んで反射鏡とし、この反射鏡を2枚書き込むことでFP(ファブリーペロー)干渉センサを構成した。反射鏡の作製にまずアルゴンレーザを利用したが、第2高調波244nmの紫外光の発生に問題があり反射鏡の作製には至らなかった。そこでNd:YAGレーザの第4高調波(波長:266nm)を用い、位相マスク(中心波長:1535.5nm)によりレーザ光を干渉させ、センサの作製を試みた。また、反射スペクトルの観測にはErドープファイバに980nmの励起LDレーザ光を入射させ、1.5μm帯にASE光を発生し、センサからの反射光をスペクトラムアナライザで観測した。その結果、センサの反射スペクトル形状は理論計算に近い特性が得られた。しかしながら、必要な反射率を得るのに30分程と長い時間を要し、またグレーティング構造による損失が大きいといった問題点があることが判明し、これらの問題点の改善を検討した。2.歪み・温度センサの作製歪み測定センサにおいては光ファイバの破断限界歪み率に近い、最大測定幅εmax=1%、また測定精度Δε=1×10^<-6>(測定時間:25.6ms)が得られ、ダイナミックレンジとして10^<-6>10^<-2>の広さの高精度センサを作製することができた。温度センサにおいてはアルミニウムパッケージの高い熱膨張率を利用することにより、最大測定幅Tmax=200°C、測定精度ΔT=0.4°Cの特性を得ることができた。3.歪み・温度計測システムの改良と動作実験既に開発した光ファイバセンサシステムを用いて信号処理部の感度を高めることで、歪み率の測定精度Δε=1×10^<-6>(測定時間:25.6ms)での計測が可能となり、1ミクロン以下の微小変位の計測が可能となった。さらに、LD光源の出力の増大、検出器のSNの改善などを行い、より高精度化を目指した。また、多点計測の可能性の検討では、センサの構造損失、光ファイバの融着損失の影響などを考慮して、センサ数として約100点の直列接続を実現し、さらにセンサ数1000点を目指して検討を行った。さらに、距離分解能を1m以下にするなど、諸特性の改善に努めた。本研究の目的は、広域にわたる建造物の歪みや温度、地震の振幅などの情報を瞬時に計測して収集する新規な光ファイバセンサシステムの開発を目的として、本年度はファイバセンサの作製法の開発と歪み測定装置の改良を行い、システムの実用化を目指した。1.FP型干渉センサの作製法の開発光通信用の石英光ファイバのコア中に超短パルスレーザ光をポイント状に集光して周期的に屈折率の高い、長さ100μmのFBG構造のFP干渉センサを作製し、最大反射率-25dBが得られた。

その特性の最適化を行い、約300°Cの高温において安定動作が可能なことを確かめた。2.建造物の歪み及び温度特性の測定実験まず、モデル実験として金属パイプの外部に歪みと温度のファイバセンサを交互に多数設置して、配管の径と温度を変化させて、伸縮状態を計測した。その結果、歪み率測定精度5×10^<-6>、センサ位置の分解能10cm、計測距離30km以上、温度測定幅:0500°Cが得られた。また、動的特性として振動の振幅を検出する装置を構成して、測定時間1msの高速特性が得られた。3.センサシステムの超多点測定特性と実用性の検討さらに、遠隔の物理量測定のためのFBG-OTDR測定装置について超多点測定の可能性を検討し、現状では同一特性のセンサで5001,000点、さらに改良型では10^4点以上の同時測定が可能となることが解析された。また、測定装置の簡易化とシステムの低コスト化についても検討し、現状の他の光ファイバセンサ方式と比較して極めて低コストで実用化が可能であることが示された。
力覚装置を仮想現実に導入した実技教育装置の開発

仮想現実を力覚を利用して実現する教材開発を行った。1力覚装置のPhantom ominを2台使用するシステムで、はんだ付けを仮想現実内で実現した。これは、片手にはんだこてをもう片方にはんだを持つことではんだ付けの再現を行った。システム要素として公表されている、はんだ付けのテクニックを基に構築している。実際の運用を行った結果、作業者の手首の固定が出来ないという問題以外は好評であった。また、操作時の力配分を計測するために精密測定用にDesktopを利用した。2次に、フラットパネル面にアクチュエータで変化を与えることで、凹凸の変化を与えたり、硬さを表現できることを実験から示した。ICT技術とネットワーク技術を利用したe-Learningシステムの構築を検討する。ものづくりをコンピュータネットワークを通して3次元仮想現実化し,ものづくりを訓練ができるシステムの構築を考えている。3次元仮想現実化技術において、ネットワーク遅延の存在する環境で力覚装置を利用すると使用感が低下する。すでに、遅延時間と力覚装置との特性について公表してきているが、より精度の高い力覚装置を導入し、遅延時間と力覚装置の操作特性を求めた。本年度の研究では、Phantom omniからDesktopに変更して精度向上を図った。Desktopでは、その精度は力やバックドライブフリクションにおいて2から3倍程度に向上している。実験の結果、力覚特性としての被験者の刺激域は、omniに対して4倍程度の大きさを必要としていることを求めた。この時の大きさは、omniの最大提示力と同じ大きさを設定し、摩擦係数として実験している。さらに、摩擦係数から摩擦力に刺激の定数を変更して実験を行い特性を明らかにした。さらに、力覚装置のみならずに、パネル面の振動を利用した表面形状の提示装置について検討した。その結果として、表面粗さの提示刺激が鋸歯状波・sin波・方形波に分類し、被験者の感覚量の違いについて検討している。次に、コミュニケーション能力の育成のために、コンテンツ情報の英語学習法について検討した。これは、ARCSモデルに基づく学習理論に従って構築し、そのモデル学習法についてe-learningシステムを構築し評価している。さらに、ポッドキャスティングシステムへのe-learning利用の可能性と評価について実証実験を行っている。これらの実験結果から被験者は、好意的な評価を得ている。VRによるシステムの利点として、プログラムを変更することで様々な内容の技術者訓練が1つの装置で行えることや、作業環境を変化させることが容易に実現できる利点がある。さらにネットワークを利用することで、複数人で行う訓練を使用者がそれぞれ離れた地点にいても行うことができるといった点が挙げられる。そこで、インターネットなどのネットワークを介するVR空間ではネットワーク遅延やパケット欠落といった問題や、情報量の違いから各感覚のデータ伝送の時間について検討した。VR空間で一つの作業を行うときに発生する視覚・聴覚・力覚の時間差による影響についてVR空間内でのドラム演奏システムを作成して実験した。その結果、遅延による力覚・視覚データの時間差が10[ms]、聴覚・力覚データの時間差が40[ms]を超え始めると差異を感じる使用者が増え始めるという実験結果を得られた。力覚装置を利用した電気工作の教材として、はんだ付けシステムについて検討した。(a)力覚装置二台を制御用PCに接続することで、はんだとはんだごてとした。作業は仮想空間内で二台の力覚装置が同時に操作可能とする。(b)初心者およびこのシステムに不慣れな対象者用に練習モードと実践モードの2種類を用意する。練習モードでは、はんだ付け動作をひとつずつ段階的に分けて説明することで動作方法を覚えると同時にはんだ挿入のタイミング、挿入角度の判定を理解する。強制的に基板から外すよう力覚装置を制御し,はんだごてを抜くタイミングの把握を覚える。また、手首を固定させるために、力覚装置を強制的に固定する制御を行う。実際にはんだ付けシステムを運用し評価基準は、システムの操作性・指定角度に固定できた・抜き差しのタイミングの理解・手首の固定が図られた・はんだ付け手順の理解・重力の感覚・はんだの減る感覚などを対象として実施した。VRシステムの力覚装置を利用した教育システムの構築を行ってきた。本年は、フラットパネルを利用したシステムについて検討した。フラットパネルは、タブレット端末やスマートホンの入出力画面として教室に導入されているICT教材として使用されているが、画面自身が変化をするようにはなっていない。今回の研究では、特にタブレット表面をアクチュエータ等を利用して変化させることで、凹凸や硬さの形状の変化を、利用者が感じるための特徴量を求めた。表面上に再現された刺激の相違を被験者が判別できる範囲についての実験では、タッチパネル上の変化を提示した。その提示された表面粗さの波形について、三角波、方形波および正弦波の3種類について実現し、そのときの波形による感じ方を調査した。その結果、同じ大きさの感覚量であっても、波形形状により差があることを求めた。この大きさは、三角波<方形波<正弦波の順に形状の大きさを感じていることが分かった。さらに、超音波振動ステージを作成し、振動をX軸およびY軸への振動として合成した場合に、水平振動であるものの人間の感覚量として面からの凹凸の変化を感じる被験者がいることがわかった。これらのことから、フラットパネルにおいて形状認識ができれば、入出力装置からVRの入出力装置へと発展できる可能性を見いだした。

また、力覚デバイスを用いて、タブレット表面にデザインを描くときに、表面粗さを再現するシステムを構築した。この時の動作として、人が紙面上に描くときと同程度な摩擦を再現することが出来た。これは、先行研究により明らかにされた、紙面に描く動作の測定結果と一致している。仮想現実を力覚を利用して実現する教材開発を行った。1力覚装置のPhantom ominを2台使用するシステムで、はんだ付けを仮想現実内で実現した。これは、片手にはんだこてをもう片方にはんだを持つことではんだ付けの再現を行った。システム要素として公表されている、はんだ付けのテクニックを基に構築している。実際の運用を行った結果、作業者の手首の固定が出来ないという問題以外は好評であった。また、操作時の力配分を計測するために精密測定用にDesktopを利用した。2次に、フラットパネル面にアクチュエータで変化を与えることで、凹凸の変化を与えたり、硬さを表現できることを実験から示した。本年度は、ネットワークが介在したときの、視覚・聴覚・力覚について、それぞれの情報量が異なっていることに着目して、伝送品質について検討し明らかにした。VR空間で一つの作業を行うときに発生する視覚・聴覚・力覚の時間差による影響についてVR空間内でのドラム演奏システムを作成して実験した。その結果、遅延による力覚・視覚データの時間差が10[ms]、聴覚・力覚データの時間差が40[ms]を超え始めると差異を感じる使用者が増え始めるという実験結果を得られた。また、電気工作の基本となる「はんだ付けシステム」を力覚装置を使用して、構築しその評価を実施した。初心者およびこのシステムに不慣れな対象者用に練習モードと実践モードの2種類を用意する。練習モードでは、はんだ付け動作をひとつずつ段階的に分けて説明することで動作方法を覚えると同時にはんだ挿入のタイミング,挿入角度の判定を理解する。強制的に基板から外すよう力覚装置を制御し、はんだごてを抜くタイミングの把握を覚える等のはんだ付けの基本を学習できるシステムを開発した。触覚分野では、ディスプレイ表面での凹凸での特性について引き続き実験を行い、特性評価を行っている。専門分野でのコミュニケーション向上を目指したシステムとして、コンピュータに入力された会話情報を基に英文のテキストマイニングを利用して英文中の技術会話を補佐するシステムの構築にかかっている。教育工学現在までの研究成果について、吟味し再評価を行っていく。1)ネットワークが介在したときの、視覚・聴覚・力覚について、それぞれの情報量が異なっていることに着目して、伝送品質について検討し明らかにした。VR空間で一つの作業を行うときに発生する視覚・聴覚・力覚の時間差による影響についてVR空間内でのドラム演奏システムを作成して実験している。さらに、深部感覚であるが、摩擦を感じるシステムについて実験を行っていく。2)電気工作のシステムについて、使いやすさについて評価する。
疎水性アルキル基によるメッセンジャーRNAの高精度識別に関する研究

生体内にはメッセンジャーRNA(mRNA)と呼ばれる一群のRNAが存在することが知られている。申請者は、mRNAが特定の条件下で疎水的なアルキル基と選択的に吸着する現象を発見した。一般に核酸の識別は相補的水素結合部位を有する核酸様高分子によってのみ実現されており、アルキル基の様な単純な構造により高精度にmRNAが識別されることは極めて興味深い。本研究ではこの選択的吸着現象のメカニズムの解明を行った。また、この現象を利用したmRNA分離キットの試作を行った。このキットは従来のmRNA分離キット(オリゴdT法)とは全く異なる原理に基づいており簡便かつ迅速な分離システムとなりうる。生体内にはメッセンジャーRNA(mRNA)と呼ばれる一群のRNAが存在する。申請者らは、このmRNAが特定の条件下で疎水的なアルキル基と選択的に相互作用する現象を発見した。今年度は、mRNAが疎水性シリカ粒子(ODS担体)へ選択的に吸着するメカニズムについて以下のモデル実験により解明した。1.均一組成RNAの吸着実験:ポリAやポリCといった均一組成のRNAをモデルRNAとしてODS担体への吸着実験を行った。その結果、ポリA及びポリGはジメチルスルホキシド(DMSO)40%以下で定量的に吸着するのに対し、ポリCはDMSO10%以上でODS担体に吸着しないことが明らかとなった。この吸着挙動の違いはRNA塩基の環構造の違いにより説明出来る。シチジル基がピリミジン環構造であるのに対し、アデニル基及びグアニル基はより疎水平面の大きなプリン環構造である。従って、ポリAやポリGは比較的疎水性が強く、ODS担体に親和性が高いと考えられる。2.mRNA、リボソーマルRNA(rRNA)単独の吸着実験:mRNA、rRNAを酵母から抽出し、ODS担体への吸着実験を行った。その結果、mRNA、rRNAはそれぞれDMSO40%以下及び30%以下で定量的に吸着した。この吸着力の違いはmRNAが有するポリAテイル構造に由来すると考えられる。先の実験でポリAはODS担体と親和性が高いことが明らかとなっており、ポリAテイル部分がODS担体と相互作用することで選択的な吸着が行われていると結論づけられた。3.結論:疎水性アルキル基への選択的な吸着に、mRNAのポリAテイル領域が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。本来、RNAの構成塩基比率はmRNA、rRNAの間でそれほど差異はないと思われる。しかしながら、ポリAテイル領域が疎水的なドメインを形成することで高い選択性が発生すると考えられる。申請者らは,このmRNAが特定の条件下で疎水的なアルキル基と選択的に相互作用する現象を発見した。今年度は,この現象を利用して生体由来のRNA混合物(total RNA)からmRNAを分離、抽出することを試み以下の実験を行った。1.溶出条件の最適化について:total RNAに水溶性有機溶媒を任意の量添加し,ODS担体への吸着実験を行った。13種類の水溶性有機溶媒について検討を行い,totalRNA中のmRNA及びその他のRNA(tRNA,rRNA)の担体への吸着挙動を検討した。その結果,mRNAのみが担体に吸着する水溶性有機溶媒種と最適添加量を確定した。また,洗浄,溶出操作にっいても検討を行い,ODS担体を用いるmRNA分離方法を確立することが出来た。2.従来方法との分離性能比較:本研究で確立したODS担体を用いたmRNA分離方法と従来方法(オリゴdT)について分離性能を比較した。酵母由来のtotal RNA100μgを用いて両方法でmRNAの分離を行った。その結果,収率はいずれの方法でも80%以上と良好な結果を得ることが出来た。また,純度ではオリゴdT法が優れているものの,操作の簡便性は本ODS法が格段に勝っていることが明らかとなった。3.結論:疎水性アルキル基を適切な溶媒条件下で用いることにより,生体由来のtotal RNAからm RNAを選択的に分離可能であることが明らかとなった。従来のオリゴdT法はDNA/RNA間の相補的核酸塩基対形成を利用しており,高い選択性が発現することは自明である。これに対し,本研究では,比較的単純な疎水的相互作用のみで高度な分離を実現しており,従来法との興味深い対比が見られた。また,操作が非常に単純で簡便なため,ハイスループットな分離システムへの応用が期待出来る。

申請者らは、このmRNAが特定の条件下で疎水的なアルキル基と選択的に相互作用する現象を発見した。昨年度までに、この現象を利用して生体由来のRNA混合物(total RNA)からmRNAを分離・抽出することに成功している。今年度は、この分離方法について更に詳細に検討を行った。1.生物種の異なるtotal RNAからの分離について:これまで酵母由来のtotal RNAを用いてmRNA分離実験を行い、良好な分離収率を得ていた。本分離方法が汎用的に利用できることを確認するために、様々な生物由来のtotal RNAからの分離を試みた。その結果、ダイズ、トウモロコシ、ラット腎臓、Hela細胞、ヒト心臓、ラット腎臓、由来のtotal RNAからそれぞれ85.1%、97.7%、94.6%、93.6%、81.2%、94.3%、の高収率でmRNAを回収することが出来た。真核生物のmRNAは基本的にポリAテイルを有するため、アルキル鎖との疎水的相互作用により分離が可能であることを示す結果といえる。2.mRNA間の回収比率の検討:total RNAに含まれるmRNAは酵母では約6000種類といわれている。これらのmRNA分離においてmRNA群の存在比率を変えることなく分離抽出することが重要である。この点について検討を行うために、リアルタイムPCR実験を行った。(1)本方法で分離したmRNA、(2)従来技術(オリゴdT法)により分離したmRNA、(3)total RNAを比較試料として、5種類の遺伝子について定量実験を行った。その結果、各試料間で概ね同様のCt値が得られた。従って、本方法において、total RNA中に含まれるmRNAを偏りなく回収できていることが示竣された。3.結論:今回確立したmRNA分離法が、真核生物のtotal RNAに汎用的に適用可能であることが示された。また、分離したmRNAは本来の存在比率を保持していることも明らかとなった。従って、本方法は様々な遺伝子関連技術に用いることが出来ると期待される。
新規のオルガネラ選択性を有する蛍光色素の開発

平成19年度の実験において電気泳動およびMSスペクトル解析によって9B8のターゲットタンパク質としてミトコンドリア外膜に存在するSLC25A5というタンパク質を同定した。平成20年度では9B8の各種類縁体を合成して化合物の構造活性相関を行った。これらの実験結果から、9B8がターゲットタンパク質と共有結合を介して結合するためには分子内のβ-ケトスルフィド部位が極めて重要である事がわかった。本研究の最終的な目的は、合成化合物ライブラリーのスクリーニングから発見した蛍光色素である9B8のオルガネラ選択性を明らかにして、新規の蛍光色素として開発することである。申請者は平成19年度の実験において9B8のターゲットタンパク質を同定するためにアフィニティーカラムを用いたターゲットタンパク質の同定やクロスリンカーを用いたターゲットタンパク質の同定法を試みた。しかしながら、いずれの方法でもターゲットタンパク質の同定はできなかった。そこで、あらかじめHeLa細胞を9B8で処理して、この細胞をホモジナイズした後に、スクロース密度勾配遠心法によりオルガネラ分画し、SDS-PAGEで分離したところ、蛍光で染色されたバンドを検出することができた。このバンドを切り出してMS分析した結果、ミトコンドリア外膜に存在ずるSLC25A5というタンパク質を同定することができた。次に、9B8でHeLa細胞を処理して蛍光顕微鏡で詳細にミトコンドリアを観察した。すると、上記のターゲットタンパク質の同定の結果を補強するように、ミトコンドリア外膜に9B8が特異的に局在していることがわかった。不思議なことに、このSLC25A5と9B8は共有結合を介して結合していることが最近の研究で分かっている。そこで平成20年度の研究では9B8がSLC25A5のどこに、どのような反応メカニズムによって共有結合するのか解明しようと考えている。申請者は平成19年度の実験において9B8のターゲットタンパク質としてミトコンドリア外膜に存在するSLC25A5というタンパク質を同定した。平成20年度では9B8の各種類縁体を合成して化合物の構造活性相関を行うとともにさらに効率よくミトコンドリア外膜を染色する化合物の発見を目指した。まず、9B8のキシレン環をアニリン環に置換した類縁体を合成して局在性を調べた。その結果、これらの類縁体は9B8と同様の局在性を示すことがわかった。次に、9B8のβ-ケトスルフィド部位がミトコンドリアに存在する酵素によって、酸化あるいは還元のような代謝を受けて反応性に富んだ反応中間体を生成してターゲットタンパク質と結合するのであろうと考えた。そこで、類縁体26を合成してその細胞内の局在性を調べた。その結果、これらの類縁体はすべて局在性を示さなかった。これらの実験結果から、9B8がターゲットタンパク質と共有結合を介して結合するためにはβ-ケトスルフィド部位が極めて重要である事がわかった。さらに、これらの研究の最中に、9B8は何らかの構造変化を受けて、開港物質へと変化し、この生成物がミトコンドリア外膜を蛍光に染色する本体の化合物であることがわかってきた。そこでこの本体の構造を調べた結果、β-ケトスルフィド部位が9B8の持つシアノ基に求核攻撃して巻き込んだ化合物が染色物質の本体であることがわかった。
職種別の器械出し業務の現状と手術患者の安全のための状況判断とアセスメントの研究

看護師以外の職種が手術の器械出し業務を行っているがその職種の違いによる器械出し業務の実態は明確にされていない。本研究の目的は、職種別の器械出し業務の現状と器械出し時の状況判断とアセスメントを明らかにする。全国の器械出し業務従事者に,郵送法にて器械出し業務に関する質問紙調査を実施した。質問紙の回収は629人。235人が看護師以外の職種も器械出しをしていると回答し,医師81名,臨床工学技士81名,医療器材を取り扱う業者5名などであった。その理由は,看護師不足が最も多かった。看護師以外の職種は看護師と同じように器械出し業務を実施していることが明らかとなった。手術看護や手術医学に関する文献にて器械出し業務の明確化(第1段階)日本手術看護学会の「手術看護基準」や日本手術医学会の手術医療の実践ガイドライン」と複数の文献を基に器械出し業務の内容を明確にした。対象:手術医学、手術看護の文献資料(国内外)分析:1器械出しの業務を整理・分類する。2分類した業務を行う根拠を抽出する。手術の器械出し業務を行っている業種を明らかにする(第2段階)文献やインターネット、臨床工学技士や滅菌技士の所属する学会などから手術の際の器械出し業務を行っている業種をある程度明らかにし、全国の病院の手術室管理者に調査用紙を郵送し、手術の器械出し業務を行っている業種とその業務内容を調査する。調査対象者:全国の病院の手術室管理者200名程度。調査内容:手術の器械出し業務を行っている業種とその内容。現在、全国の病院に調査依頼をして、調査用紙を配布している。平成26年6月9月に全国の手術時に器械出し業務に従事している人を対象に質問紙調査を行った。調査内容は、個人に関すること(年齢、役職、職種、採用時の業務内容、経験年数、学歴)、勤務している施設に関すること(病床数・手術件数、手術室数、看護師数)、職場で器械出し業務を行っている職種について、看護師以外が器械出し業務を行う理由、手術時に行っている器械出し業務の従事状況などである。調査は209施設に調査を依頼し、同意の得られた75施設974名に調査票を配布した。回収は629人(回収率66.4%)であった。回答者の平均年齢は35歳、職種は看護師583名(93.4%)、准看護師25名(4.0%)、臨床工学技士10名(1.6%)であった。平均経験年齢は12年、器械出し業務の経験年数は012年で平均年数は7年であった。学歴は専門学校473名(75.8%)、短期大学49名(7.9%)、大学62名(9.9%)、その他19名(3.0%)だった。平均病床数は469床、平均手術症例数は3869件、平均手術室数は8室、手術室に勤務する平均看護師数は28人、病院に勤務する平均看護師数は468人であった。器械出し業務に従事している職種は、看護師、准看護師、看護助手、臨床工学技士、医療器材を取り扱う業者、医師などが行っていることが明らかとなった。看護師以外が器械出しを行う理由として最も多い理由が、看護師不足であった。ついで多い理由は「限られた手術」、「休日・時間外の手術」で看護師以外の職種が器械出しを行っていることが明らかとなった。職種別の器械出し業務の実施状況に有意な差はみられなかった。役職(師長、主任、スタッフ)と器械出し業務の従事状況、採用時の業務と器械出し業務の従事状況、学歴と器械出し業務の従事状況では、有意な差がみられた。H27年度は、平成26年に全国の74施設968名に質問紙調査を行った結果をまとめた。調査内容は、個人に関すること(年齢,職位,経験年数),勤務施設に関すること(病床数,年間手術件数,看護師数),13項目の器械出し業務の実施状況を4件法で問う質問紙を作成し,郵送法にて調査した。その研究結果は、回収は629人(回収率65.0%)。記入漏れを除外し,624名(有効回答率99.2%)を有効回答として分析を行った。回答者の平均年齢は35歳,職種は看護師583名(93.4%),准看護師25名(4.0%),臨床工学技士10名(1.6%)。病院の平均病床数は469床。年間手術件数の平均は3,869件であった。器械出し業務を行っている職種について聞いた質問では,235人(37.6%)が看護師以外の職種も器械出しをしていると回答し,その職種は,医師81名,臨床工学技士81名,医療器材を取り扱う業者5名などであった。看護師以外の職種が器械出しを行う理由は,看護師不足120名,限られた術式の手術66名,休日・時間外のみ20名であった。職種別の器械出し業務の実施状況には有意な差がみられなかった。看護師以外で器械出し業務を行っている職種は,医師,臨床工学技士が多い結果であった。看護師以外の職種が器械出しを行う理由については,看護師不足が最も多い理由であった。職種別で器械出し業務の実施状況を検定した結果、有意な差はみられなかった。

このことから,看護師以外の職種も看護師と同様に器械出し業務を実施していることが明らかとなった。研究対象者である手術看護の器械出し業務を行う看護師には調査が容易であったが、器械出しを行う看護師以外の職種の対象者の研究協力を得るのが難しい状態であったため、研究がやや遅れた。日本では看護師不足により看護師以外の職種が手術の器械出し業務を行っていることが報告されている。しかし、その職種の違いによる器械出し業務の実態は明確にされていない。そこで、日本全国の器械出し業務従事者を対象に器械出し業務内容を調査し、看護師、臨床工学技士、看護助手(無資格者)の器械出し業務の実態を明らかにすることを目的とした。第1段階の調査として全国の器械出し業務従事者を対象に郵送法にて器械出し業務の実態について質問紙調査を行った。その調査内容は、個人や施設に関すること、13項目の器械出し業務に関する実施状況を4件法で問う質問紙を作成し、調査した。分析方法は、職種と業務の実施状況については、Fisherの正確確立検定を用いた。調査は206施設に依頼し、研究の同意が得られた74施設968名に調査をした。質問紙の回収は629人(回収率65.0%)。平均病床数は469床。年間手術件数の平均は3、869件であった。235人の回答者が看護師以外の職種も器械出しをしていると回答し、その職種は、医師81名、臨床工学技士81名、看護助手6名、医療器材を取り扱う業者5名、器械出し不在44名、その他(歯科衛生士)18名などであった。看護師以外で器械出し業務を行っている職種は、医師、臨床工学技士が多かった。その理由は、看護師不足が最も多かった。職種別で器械出し業務の実施状況に有意な差はなく、看護師以外の職種は看護師と同じように器械出し業務を実施していることが明らかとなった。第2段階の調査として、2施設において、看護師4名、臨床工学技士2名、看護助手2名による器械出し業務の実際について調査をおこなった。調査は、器械出し業務をビデオで撮影し、その後、インタビュー調査を実施した。その結果、看護師は術野の状況から器械出しを行っており、臨床工学技士、看護助手は、場面で渡す器械を覚え、器械出しを実施していた。看護師以外の職種が手術の器械出し業務を行っているがその職種の違いによる器械出し業務の実態は明確にされていない。本研究の目的は、職種別の器械出し業務の現状と器械出し時の状況判断とアセスメントを明らかにする。全国の器械出し業務従事者に,郵送法にて器械出し業務に関する質問紙調査を実施した。質問紙の回収は629人。235人が看護師以外の職種も器械出しをしていると回答し,医師81名,臨床工学技士81名,医療器材を取り扱う業者5名などであった。その理由は,看護師不足が最も多かった。看護師以外の職種は看護師と同じように器械出し業務を実施していることが明らかとなった。第1段階の計画で、調査票は全国の手術時の器械出し業務に従事している者を対象とし、調査を依頼をしたが、看護師以外の職種が器械出し業務を行っていることを匿名であっても施設内ことを明らかにされては困るという理由から、調査依頼をお願いしても施設長の同意を得ることがやや困難であり、調査協力に同意がなかなか得られず、対象者を確保するのに時間を要した。第2段階の計画もしているが、第1段階の計画の遅れもありやや遅れている。看護師と看護師以外の職種の器械出し業務について、器械出し業務を行う看護師と器械出し業務を行う看護師以外の職種(臨床工学技士、看護助手)に作成したインタビューガイドを用いて、インタビュー調査を行う。インタビューの結果を各職種で意味の内容が類似している概念を集め、カテゴリー分けを行う。その後、手術看護の専門家や外科医の立場から職種別の器械出し業務の相違点や手術患者の安全性の検討を行う。