hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体内微小pH変化によるナノ構造転移する無侵襲遺伝子治療用キャリアーの創製

主要薬物送達システム的アプローチにより、臨床応用可能な絶対安全性無侵襲遺伝子治療を目指し、細胞内への遺伝子取込過程における局所pH変化に焦点を合わせた、pHに応答してナノ構造を転移させる新規非ウイルス性遺伝子キャリアーの創製を目指した。昨年度創製した「pH応答的糖鎖リガンド解離」を誘起するDNA三元複合体の構造活性相関を行った。その結果、アミノ化ポリヒスチジン(PLH-NH_2)の主鎖を水溶性に変換した「アミノ化ポリビニルイミダゾール(PVI-NH_2)」を合成することにより、ラクトース化ポリリジン(PLL-Lac)とDNAとの三元複合体の活性向上に成功した。具体的成果を以下に述べる。DNA/PVI-NH_2/PLL-Lac複合体は、生理pH7.4において、粒子径が370nm程度、ゼータ電位がほぼ中性を示した。この時、外部pHがpH5.0にまで低下すると、粒子径が290nm程度に減少、ゼータ電位が+16mVに上昇した。つまり、「生体内微小pHに応答したDNA複合体のナノ構造転移」の誘起に成功した。さらに、DNA/PVI-NH_2/PLL-Lac三元複合体から、pH応答的にPLL-Lacが解離した後生じたDNA/PVI-NH_2二元複合体は、デキストラン硫酸存在下において、DNAを遊離した。三元複合体では、そのDNA遊離が認められなかった。すなわち、標的部位到達まではDNAを安定に保持し、細胞質内移行後はDNAとキャリアーの解離を促進する、「無侵襲遺伝子治療用キャリアー」を創製した。そして、得られた遺伝子キャリアーを用いることにより、既存の優れたpH応答性高分子であるポリエチレンイミンと同程度の遺伝子発現活性を、細胞選択的に、且つ、無毒性で達成することに成功した。以上の研究成果は、非ウイルス性遺伝子キャリアーを用いた薬物送達システム研究分野に、新しい展開を導くものと期待される。初年度の本年は新規pH応答性生体高分子の合成を行い、得られた生体高分子と遺伝子との複合体形成機能評価を行なった。とりわけ、新規pH応答性生体高分子アミノ化ポリヒスチジン(PLH-NH_2)とラクトース化ポリリジン(PLL-Lac)とDNAとの三元複合体化を試みた。PLH-NH_2とラクトース化ポリリジン(PLL-Lac)をDNAと種々の比率で混合し、異なるpH条件下においてアガロースゲル電気泳動を行った。この時、PLL-LacにFITCラベルを施し、pH応答的なPLL-Lacの解離現象を検討した。電荷比([amino]/[phosphate])が共に5のDNA/PLH-NH_2/PLL-Lac混合系は、pH7.5におけるDNA由来の非泳動バンドがpH6.0において消失した。PLH-NH_2のpH応答的物性がDNA複合体の集合構造を変化させたと考えられる。エチジウムブロマイド非存在下で同様の実験を行うと、pH7.5においてFITCラベル化PLL-Lacは泳動されなかったのに対し、pH6.0においては負極方向への泳動が確認された。これらの結果は、pHの低下に伴いDNA/PLH-NH_2/PLL-Lac三元複合体からPLL-Lacが解離し、DNA/PLH-NH_2二元複合体が生じたことを示唆するものである。標的部位到達後に機能する必要のないリガンド分子(PLL-Lac)を解離させ、pH応答性高分子(PLH-NH_2)のpH応答的物性変化を最大限発揮させ得る新しいDNA複合体の設計概念になると考えられる。

そして、得られた遺伝子キャリアーを用いることにより、既存の優れたpH応答性高分子であるポリエチレンイミンと同程度の遺伝子発現活性を、細胞選択的に、且つ、無毒性で達成することに成功した。以上の研究成果は、非ウイルス性遺伝子キャリアーを用いた薬物送達システム研究分野に、新しい展開を導くものと期待される。
骨芽細胞分化マーカーCbfa1遺伝子産物を応用した骨再生誘導に関する研究

歯槽骨の再生過程においてCbfa1を含む骨再生関連候補遺伝子について発現様態を調べ,そして外来遺伝子導入の基礎実験を行い以下の成果を得た。骨再生過程の組織は,ラットの臼歯部歯槽骨に骨欠損を人工的に作成し,治癒過程にあるに肉芽とその周囲の骨組織とした。この組織は摘出し,組織標本を作成した。歯槽骨に欠損を形成した後の1週目では,欠損内は幼若な肉芽組織で占められていた。2週目には,肉芽組織内に血管の増生を確認した。4週目では,歯槽骨の欠損面に染色性が異なるとともにその表層に骨芽細胞様細胞が配列する骨梁を確認した。歯槽骨の再生過程において骨再生関連候補遺伝子の発現をリバースノーザンハイブリダイゼーションで調べた。この組織においては,Cbfa1のみならずBGPおよびTGF-βとその受容体の遺伝子のmRNAを検出できた。そして,mRNA量が骨の再生過程において経時的に変化する遺伝子は,TGF-βとその受容体であるTGFβR-IIIであった。Cbfa1遺伝子産物を骨再生に応用するためには,先ず外来遺伝子を細胞に発現させ,その遺伝子産物が活性を発揮させる系を確立することが必須条件である。そこで,ヒトIL-1βcDNA全長を発現ベクターに挿入し,これを培養COS-1に遺伝子導入することによって発現細胞株を得た。そして,この細胞株とヒト歯肉線維芽細胞を共培養した。In situハイブリダイゼーションでIL-8遺伝子発現細胞を調べたところ,COS-1に近接するヒト歯肉線維芽細胞にIL-8 mRNAを検出した。この結果は,外来性遺伝子を発現させた細胞を生体に移植すると,その周囲の細胞が新たなる遺伝子発現を発揚される可能性を示すものであった。骨形成過程および顎骨欠損部位の再生過程におけるCbfal遺伝子の発現を明確にする目的に実験を行い以下の成果を得た。骨再生過程の歯周組織は,ラットの臼歯部歯槽骨に骨欠損を人工的に作製して得た。この組織を経時的に採取し,TGFβとその3種のレセプター(type I,II,III),Serum and glucocorticoid inducible kinase(sgk),オステオカルシン,Cbfal mRNAの発現をRT-PCRで評価した。歯槽骨の再生過程では骨の損傷後には,Cbfal mRNA発現が新たに誘導されていた。Cbfalは骨に特異的な基質タンパクであるオステオカルシンの転写制御因子として働く上に,本因子発現の有無は未分化の間葉細胞から骨芽細胞への分化に直接的に関与する(DucyらCell1997)ことから,本遺伝子は骨再生誘導に応用できる可能性が高まった。In situ hybridizationに用いるプローブについては,TGFβとその3種のレセプター(type I,II,III),sgk,オステオカルシンcDNAを適当なベクターにクローニングした。現在,骨形成過程および骨再生過程の歯周組織について,これら遺伝子の発現を検討中である。次年度は,ラットの臼歯部の骨欠損部位にCbfalの発現細胞を移植し,そして,経時的に組織切片を作製しオステオカルシン遺伝子をプローブとしてin siltu hybridizationを行い,移植の効果を評価する。歯槽骨の再生過程においてCbfa1を含む骨再生関連候補遺伝子について発現様態を調ベ,そして外来遺伝子導入の基礎実験を行い以下の成果を得た。

2週目には,肉芽組織内に血管の増生を確認した。4週目では,歯槽骨の欠損面に染色性が異なるとともにその表層に骨芽細胞様細胞が配列する骨梁を確認した。歯槽骨の再生過程において骨再生関連侯補遺伝子の発現をリバースノーザンハイブリダイゼーションで調べた。この組織においては,Cbfa1のみならずBGPおよびTGF-βとその受容体の遺伝子のmRNAを検出できた。そして,mRNA量が骨の再生過程において経時的に変化する遺伝子は,TGF-βとその受容体であるTGFβR-IIIであった。Cbfa1遺伝子産物を骨再生に応用するためには,先ず外来遺伝子を細胞に発現させ,その遺伝子産物が活性を発揮させる系を確立することが必須条件である。そこで,ヒトIL-1βcDNA全長を発現ベクターに挿入し,これを培養COS-1に遺伝子導入することによって発現細胞株を得た。そして,この細胞株とヒト歯肉線維芽細胞を共培養した。In situハイブリダイゼーションでIL-8遺伝子発現細胞を調べたところ,COS-1に近接するヒト歯肉線維芽細胞にIL-8 mRNAを検出した。この結果は,外来性遺伝子を発現させた細胞を生体に移植すると,その周囲の細胞が新たなる遺伝子発現を発揚される可能性を示すものであった。
放射線生物学的基礎実験に基づく定位照射の最適照射間隔の確立

定位照射は大線量を少数回で治療することが特徴であり、至適照射間隔を明らかにすることが急務である。放射線治療抵抗性である腫瘍内の低酸素癌分画の変化を調査した我々の基礎実験の結果から、定位照射は連日行うより、2-3日間隔を開けて行うほうが、より有効に再酸素化を利用でき、治療効果が高まる可能性がある。本研究では転移性脳腫瘍を対象に、定位照射の週2回法と連日照射法の無作為化比較試験を行い、定位照射の最適な照射間隔を明確にすることを試みる。
協同的トムソン散乱計測システムの開発とEUV光源プラズマの最適化研究

本研究では,ArFエキシマレーザーより先のリソグラフィー光源として期待されている極端紫外光(EUV)の最適な発生のために,それを生成するプラズマのパラメータをレーザートムソン散乱により把握するための研究を行っている。平成18年度までにピンチ放電方式のEUV光源プラズマのトムソン散乱計測が可能であることを実証したので、平成19年度は、レーザー生成方式のプラズマの計測の実証に努めた。これまでに開発している散乱スペクトル分析用の分光器の波長分解能(16pm)や迷光除去性能(レーザー波長からの差波長Δλ=40 pmにおいて10^<-5>)の兼ね合いから、実際のEWV発生に使われるSnプラズマの分光は難しいと判断し、まずは炭素棒をターゲットとしてYAGレーザーを照射して生成した炭素プラズマの協同的トムソン散乱計測を実行した。SnよりC原子の質量が軽いことでスペクトル広がりが大きく、協同的トムソン散乱スペクトルイオン項を詳細に観測することができた。プラズマ生成のためのレーザー照射の10ns後においてターゲット表面から200μmの位置で観測したスペクトルの分析から、プラズマのパラメータが,電子密度n_e=2.0×10^<24>m^<-3>,電子温度T_e=12±1 Ev,実効的イオンの荷電数Z=4であることを示した。さらに、同位置での密度温度の時間変化、および200500μmの範囲での密度温度の空間分布などを明らかとした。他のマイクロ放電プラズマの計測として、容量連結型マイクロ放電プラズマの電子密度・温度の測定をトムソン散乱によりはじめて行った。ヘリウム雰囲気で圧力400 Torr、放電ギャップ0.5mmの条件化で、ギャップ中央で放電開始後40 nsにおいて観測したトムソン散乱信号から、電子密度n_e=2.0×10^<21>m^<-3>、電子温度T_e=2.8eVを得た。本研究では,ArFエキシマレーザーより先のリソグラフィー光源として期待されている極端紫外光(EUV)の最適な発生のために,それを生成するピンチ放電プラズマのパラメータをレーザートムソン散乱により把握するための研究を行っている。実験は,熊本大学秋山研究室との共同研究の一環として行った。平成17年度までに熊大のピンチ放電プラズマにおいて,アルゴンを動作ガスとした場合に,協同的散乱領域にあるトムソン散乱のイオン項について最初の信号を検出することに成功した。平成18年度は,まず測定の精度を高めることにより,このアルゴンでのピンチ直後のプラズマのパラメータが,電子密度n_e=1.5×10^<24>m^<-3>,電子温度T_e=15eV,実効的イオンの荷電数Z=7であり,これらが±10%精度で決定可能であることを示した。次に,ピンチ後のプラズマの時間的空間的変化の測定を行った。その結果,ヒ.ンチ直後は1mm程度の範囲で高密度高温のプラズマが形成されているのが,軸方向に押し出されるように中心から両側に密度の高い領域が移動し,僅か40ns後にはそれらの点は中心より±3mmの位置にまで達することが観測された。放電生成部は直径5mmの管状で,その一端からガスが流され,他端は大きな容器に接続されている。ガス上流側に向かっては,このピンチ後のプラズマの移動において,電子密度は高くなり電子温度は低くなる傾向を示した。これはガス導入の上流側では中性ガス密度が高いことにより電離が進んだためであると考えられる。他方,大容器に噴出していく下流側では,電子密度は減少しつつ電子温度はやや下がりながらも高い状態を維持していく様子が観測された。EUV光測定の結果と本研究の結果を対比させると,下流側ヘプラズマが移動していく過程でEUV光が放射されていることが分かった。

ヘリウム雰囲気で圧力400 Torr、放電ギャップ0.5mmの条件化で、ギャップ中央で放電開始後40 nsにおいて観測したトムソン散乱信号から、電子密度n_e=2.0×10^<21>m^<-3>、電子温度T_e=2.8eVを得た。
初等数学の教育内容構成に関する実験的・歴史的研究－分数教授の歴史と構想

(1)初等数学教育の重要な教育内容である分数を主要な対象として、その教育内容・教材構成に関する実験的研究および歴史的研究に取り組んだ。(2)実験的研究においては、定義の導入から、性質、大小関係を経て四則演算に至る教育内容・教材を授業書の形で構成し、実験授業によってその妥当性を検証すると同時に、今後の改訂課題を明らかにした。(3)歴史的研究においては、分数の定義を主要な対象とする研究を行った。国定算術教科書における分数論の基本的性格、それに関連する重要な要因としての師範学校からの意見報告、および、当時における実践的研究の動向を対象とし、その相互関連を解明した。(1) ≪実験的研究≫分数の定義の導入過程に対応する教育内容・教材構成について検討を行い、改訂を加えた。これまでの検討過程において、多くの問題が新たに開発され、それらがすべて取り込まれた結果、概念形成の筋道が不明確となっていた。今年度においては、この点についての具体的な検討を行い、内容の簡素化、それによる筋道の明確化を図った。これにより、実験授業の準備を整えることができた。(2) ≪実験的研究≫分数除法の意味と規則に関する教育内容・教材構成に改訂を加えると同時に、小学校6年生を対象とする授業を実施し、その結果について、授業者を含めた形で検討を行った。授業の対象となった学級では、「倍」を用いた分数とその四則演算に関する授業および内包量に関する授業が行われていた。今回の授業においては、これらの内容を基礎とする形で、内包量(速さ)とその逆内包量(遅さ)を用いて、分数除法の意味と規則に関する説明を試みた。乗法によって定式化された量の関係を、遅さを用いて除法に書き換えることを最終的な到達目標とした。授業の結果、当該の学級においては、この目標に到達可能であること、感想文によれば、それが、ある程度の困難さを含みながらも、多くの子どもに歓迎されていることが明らかになった。(3) ≪歴史的研究≫分数の定義の導入過程について、第1期から第3期改訂版までの国定算術教科書『尋常小学算術書』を対象とする分析・評価を試みた。その結果、商分数の論理に依拠した分数の定義が重視され、より早期に導入される形に変容していることが明らかになった。この点に加え、師範学校からの意見報告の内容が上記の変化に関する重要な要因となっていることも合わせて明らかになった。(4) ≪歴史的研究≫歴史的研究において重要な資料となる雑誌『算術教育』について、そのPDF化を行った。《実験的研究》(1)分数の定義、性質・大小関係、加法・減法に関する教育内容・教材構成について検討を進め、その結果を反映させた形で、授業書「新しい数ー分数」を改訂した。(2)改訂した授業書を用いて実験授業を実施した。授業は、2014年10月11月、北海道岩見沢市立幌向小学校、4年生を対象として、同校教諭・櫻田和也氏によって実施された。(3)授業については、ビデオに記録すると同時に、授業者および研究協力者との意見交換を継続的に行い、成果と課題を整理した。(4)上記(1)-(3)に関連して、小学校高学年における初等数学教育の教育内容体系を構築する可能性に関する検討を行い、これまでに得られた成果と今後の研究課題を整理した。《歴史的研究》(1)国定教科書(第1期版から第3期改訂版まで)における分数の定義の導入過程を対象とする分析を行い、分数論の基本的性格を解明した。(2)国定教科書における分数論の変容に関連する要因として師範学校からの意見報告に注目し、そこに見られる分数論の特徴の解明に着手した。(3)師範学校からの意見報告を基礎付けていると考えられる要因として、分数教授の実践的研究の動向に注目し、関連する資料の収集と検討に着手した。(1)《実験的研究》授業書「新しい数ー分数」(2014年改訂版)による実験授業の結果を検討した(実験授業は、2014年10月11月、総計20時間、小学校4年生を対象に実施済みである)。検討は、授業過程の分析、評価テストの分析、感想文の分析、3点に渡って行った。その結果、子どもたちは、適度な困難性を含んだ問題に対しても積極的に思考を展開しており、授業書の内容・方法が概ね積極的・肯定的に受け入れられていたことが明らかになった。合わせて、今後における改訂の課題が明らかになった。(2)《歴史的研究》分数の定義に関する基本的な立場に注目して、師範学校からの意見報告、および、国定教科書(第2期版)の使用時期における分数教授の実践的研究を検討した。その結果、上記2点において、初等数学としての分数論が形成されていたことが明らかになった。この点については、2014年度の研究によって明らかになった、国定教科書における分数論の転換に関連する重要な歴史的要因として位置付ける必要性が示された。

(3)歴史的研究においては、分数の定義を主要な対象とする研究を行った。国定算術教科書における分数論の基本的性格、それに関連する重要な要因としての師範学校からの意見報告、および、当時における実践的研究の動向を対象とし、その相互関連を解明した。《実験的研究》(1)分数の定義、性質・大小関係、加法・減法、乗法・除法、本研究が対象としているすべての数学的概念について、教育内容・教材構成の検討とそれによる実験授業が終了している。(2)この内、乗法・除法については授業記録の作成と感想文の検討を終了し、実践報告として発表している。(3) (1)(2)の成果を基礎として小学校高学年における初等数学教育の教育内容体系に関する検討を行い、そこにおける分数の位置を明らかにするところまで研究が進展している。《歴史的研究》(1)分数の定義に関する国定教科書の検討を終了し、その成果に関する学会報告と論文の発表を行っている。(2)国定教科書に影響を与えたと考えられる歴史的要因へと検討の対象を広げている。(3) (1)(2)により、今後、分数の性質・大小関係、四則演算へと検討を進める準備段階が形成されている。教育学(教育内容・方法)《実験的研究》(1)実験授業の分析・評価に取り組み、教育内容・教材構成の適切性、改訂の必要性を解明・整理する。(2)学会等において研究成果を発表する。(3)研究代表者、研究分担者による検討の機会をこれまで以上に多く設定すると同時に、授業者を研究協力者に加える。《歴史的研究》(1)国定教科書の改訂に影響を与えたと考えられる要因として、師範学校からの意見報告および当時における実践的研究の動向を位置付け、さらなる検討を進める。(2)検討の対象とする教育内容を、定義から、性質・大小関係、四則演算へと拡張する。(3)学会等において検討の成果を報告する。(1) ≪実験的研究≫分数の定義の導入過程について、これまでの研究成果を再検討し、その結果を具体化した形で、教育内容・教材構成の形態を明らかにすることができた。これは教育内容構成の出発点を定める意味で重要な成果である。(2) ≪実験的研究≫分数除法の意味と規則に関する説明は、分数のみならず初等数学教育において最も重要かつ困難な問題である。この問題に関して、これまでの研究成果を再検討すると同時に、その結果を具体化した形で、教育内容・教材構成の形態を明らかにすることができた。この点に加え、それに基づく授業を実施することにより、さらなる改訂に向けた検討の材料を得ることができた。これは重要な研究成果である。(3) ≪歴史的研究≫国定教科書における分数の定義の導入過程については、重要な変化が見られること、および、その変化が教育実践現場からの意見報告の具体化として理解可能であることが明らかになった。分数論それ自体の転換を示す重要な事実であるにも関わらず、先行研究においてはほとんど注目されてこなかった事実が解明された。(4) ≪歴史的研究≫重要な研究資料でありながら、その有効な活用が困難な状況にあった雑誌『算術教育』について、その大部分をPDF化することにより、資料の検索が極めて容易となり、歴史的研究の進展にとって重要な基盤を構築することができた。(1) ≪実験的研究≫まだ検討が行われていない、分数の性質・大小関係、加法、減法に関する教育内容・教材構成についての検討を進め、実験授業を実施する。
先天性上肢欠損児のための発達を促す義手の開発

本研究では、先天性上肢欠損児のための発達を目的とするボディパーツ開発を行った。現状では就学時点でもって義手を製作して装着させることが多いが、私たちはその時点からでは遅いと考えた。学校生活への適応だけでも大きな負荷となっているうえに、上肢欠損児は義肢装具という道具自体の習熟および障がいの受容をせねばならず、当人の知的活動や情動の発達に問題がないにも関わらず大きな困難を感じることになる。そこで本研究では、出生後できるだけ早期から装着できる発達支援のためのボディパーツを開発し、ボディイメージの形成に働きかけるとともに、従来型の義手を受容するための適切な接続を支援することを目指し試作を行った。本年度は,計画通り,医学的知見の調査と整理,素材の検討と試作,知見の提供と位置づけ,身体との関係性についての評価,デザイン科学に基づく指針の検討を行った.幼児用義手の臨床実績が豊富なカナダ・トロントのHolland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital義肢装具プログラムの視察を行い,義手の作業療法,フィッティング,ソケット製作の過程の見学とインタビューを行い,義手処方のチームアプローチについて知見をえた.また,同プログラムの作業療法士,義肢装具士と先天的片側前腕欠損を有する乳幼児の早期義手装着について議論を行い,乳幼児にとってのソケット装着の快適性や保護者が乳幼児義手に求める意味などのデザイン課題について意見交換を行った.視察結果をもとに連携研究者との議論をもとに,乳幼児の義手の触知覚を通じたボディイメージの形成,義手を装着しての運動の発達を促すことを目的とし,仰臥位において義手で顔や健手と触れることによる触知覚や,義手を動かす際の慣性や環境との接触にともなう固有受容覚が発達するための義手の手先具とソケットの材質,形状等の機能・仕様を定め,第一次試作に着手した.また,保護者や関係者の義手への理解向上を目的とし,家庭で自作できる遊び用簡易義手としてPETボトルソケットの製作法を考案した.なお,推進にあたって設けた会議・打ち合わせについては,計画に記載の通りの連携研究者に加え、協力者として義手装着当事者幼児およびその保護者と研究代表者および共同研究者の指導学生が参加している.また,助言者として,京都大学等から情報学やシステム論の研究者,義肢装具士、作業療法士、小児義肢に関係する医師および厚労省,経産省職員等からの協力を得た。適宜必要な協力者,助言者を得たことによって,より現実的で実用性の高い進捗となった.以上<全体について>順調な進捗であるといえる。この年度のもっとも重要な目標は試作の完成であったが、予定どおり適切な段階を経て試作に至った。材料の検討と構造については、共同研究者と連携研究者以外の企業に協力いただいた。前倒し請求を行うことになったが、進捗が順調であったことと、当初見積になかった試作に関連する費用のためであり、前向きな理由による請求であった。2月には年度のまとめと翌年度の進捗についての打合せも行い、この研究期間内になすべきことについての具体的確認と合意の形成まで行うことができた。<主な活動の具体的内容について>5月:経産省にて、東京オリンピック、パラリンピック開催決定に伴う情報交換会に出席した。本研究についての説明を行うとともに、研究を進めるなかで気がついた点を意見するとともに、本研究の進捗のために必要な産業面での制度、支援の体制について要望し、議論を行った。6月:(代表者および共同研究者)医療用シリコンを扱う企業と打合せ開始。材料の目処がたつ。7月:産総研の研究会にて義肢普及の課題について情報収集を行う。9月:鉄道弘済会にて製作技法の助言を得る。10月:(代表者)翌年の研究発表先と想定している日本義肢装具学会に出席し、情報収集を行うとともに発表の下準備としての取材を行う。(共同研究者)兵庫リハでの筋電キャンプ(親子交流会)へ参加し調査を行う。111月:試作の打合せおよび翌年度評価の予備調査としてのWS。メディア設計の指針を検討する。2月:試作の目処がつき、今後の展開などについての全体打合せ。メディア設計について研究会での発表・議論を行う。ほか、特許申請、成果品の発表方法、公開・普及の方法、関連領域への取材など、成果物に関わる多様な問題解決のための議論と情報収集も積極的に進めてきた。当初予定は次の通りであった。<平成26年度以降>試作とその検証、次段階に向けての課題整理。25年の研究進捗をもとに、議論を深め、試作をつくりながら、実装を視野にいれた設計を描く。目的の最後に述べた目標を達成しうるものになっているか、モノ(道具)コト(発達が叶う、嬉しいなど)ソト(モチベーションが向上する外観)ウチ(機能、仕組み)として充分であるかどうか検討を重ねる。インクルーシブデザインWSによって当事者の感想や意見を収集する。27年度には、学会発表なども行い、多くの考えによってコンセプトを洗練させる。→おおむね計画通り進捗し、日本義肢装具学会でこの科研研究の成果としての発表を行うことができた。また、医療用シリコン会社の協力を得て試作品を製作したうえで臨床の協力を得るための量産準備を行うに至っている。

予定通りに行かなかった点としては、ワークショップなどによる当事者の意見収集であるが、これは実施能力や体制などの不足によるものではなく、実際に計画はしたが、当事者の心理を検討したうえで、その段階はもっとあと段階が望ましく、また臨床現場の協力を得て医療機関で行うほうがよいと判断したためである。本研究では、先天性上肢欠損児のための発達を目的とするボディパーツ開発を行った。現状では就学時点でもって義手を製作して装着させることが多いが、私たちはその時点からでは遅いと考えた。学校生活への適応だけでも大きな負荷となっているうえに、上肢欠損児は義肢装具という道具自体の習熟および障がいの受容をせねばならず、当人の知的活動や情動の発達に問題がないにも関わらず大きな困難を感じることになる。そこで本研究では、出生後できるだけ早期から装着できる発達支援のためのボディパーツを開発し、ボディイメージの形成に働きかけるとともに、従来型の義手を受容するための適切な接続を支援することを目指し試作を行った。順調であるため(1)でもよいと考えるが、そうしなかった理由としては、試作品についてブラッシュアップさせ、よりよくする必要を感じていることと、試作品の数を増やして評価、実験につなげるには資金の不足を感じているからである。とくに、研究が進むにつれ、ますます本研究テーマの有用性・新規性についての確信は深まっているが、そのぶん新しい研究者の助言の必要も感じた。発展的理由とはいえ、当初計画とは異なる点が生じたため(2)とした。デザイン科学計画通り進行させる予定である。具体的にはエビデンスの獲得と成果の学会発表である。但し、とくにエビデンスの獲得については、研究者ではなく一般の実験協力者の事情が大きく介在することと、またその協力者が身体障害の当事者とその家族であるために容易な調査ではないことから、エビデンスの獲得についての進捗は楽観はできないと考えている。そもそも先天性上肢欠損の新生児自体がたいへん少ない人数しか存在しないため、被験者が得られない可能性も高い。従って当事者自体からの取材ではなく、関連する医療従事者に取材するなど、エビデンスの獲得方法については柔軟に対応する必要があると考えている。いずれにせよ、患者に接する段階に入るため、倫理面への配慮も万全にして丁寧に進めていきたい。研究の目的に記載している今年度に関わる観点としては次がある.[1]エビデンス(医療×ユーザ),[2]ものづくり(工学×装具制作技術×デザイン論),[3]意義の明文化(客体化),[4]当事者の心理をふまえたデザイン(指針の策定)項目ごとの達成度としては[2][3][4]については上記概要のとおり計画以上の進捗を得ているといえるが,[1]については,この項目を担う連携研究者の妊娠,出産等の事情が生じたため計画以上の進捗とは言えないことから区分(2)おおむね順調に進展しているを選択した.但,当該研究者はすでに復職しており,計画に支障を生じる状況ではない.以上代表研究者、共同研究者の2名分であるが、それぞれ1万前後の額だったものであり、出張見込みなどの支出の余剰分程度である。無理な消耗品購入などよりも次年度の有効活用をするべきと考えた。おおむね順調であるため当初計画の通り進める予定である。とくに2014年度については、次の通り。第一に,今年度はとくに試作に重きをおくべき年であるので,その進捗に努めたい.
農地開発計画に関するエキスパ-ト・システムの開発

本研究は、農業土木の設計現場における複雑な計算および判断をコンピュ-タに任せ、技術者はその結果を利用して最終判断を下すというエキスパ-ト・システムを開発し、農地排水計画を事例としてその有用性を示すことにある。まず、初年度は、開発農地からの排水量を算定するプログラムおよび開発農地末端に設置される沈砂地の放流口の断面を決定するための手順の開発に主眼を置き、農地排水計画に関するエキスパ-ト・システムの構築の準備を進めた。続いて第二年度に、全国各地の農地開発地における排水計画の体系を調査し、種々のケ-スについてエキスパ-ト・システムで取り上げることができるように、ル-ルの細分化、推論エンジンの基本構成作りを行った。最終年度は、農地排水計画エキスパ-ト・システムの全体フロ-を明示し、サブシステムの一つ一つについて順に具体的プログラミングを進めた。次いで、サブシステムを連結し、それぞれのル-チンをメニュ-形式で選択するメインプログラム部を形成した。ただし、本エキスパ-ト・システムをすべてパソコン上で構築することができなかったため、複雑な計算を必要とするサブシステムはメインフレ-ム上でどのように利用するのかのガイダンスが指示されるだけの構成となっている。したがって、本システムは、現場ですぐに利用できる段階にはない。これは、本エキスパ-ト・システムで採用したハ-ドウェア上の制約で、今後はより高機能のパソコンないしはワ-クステ-ションへの移植を踏まえて実用性の高いシステムへと発展させる必要がある。今年度は,開発農地からの排水量を算定するプログラムおよび開発農地末端に設置される沈砂池の放流口の断面を決定するための手順の開発に主眼を置き,農地排水計画に関するエキスパート・システムの構築の準備を進めた.排水量を計算する基本モデルは,以下に示す.降雨設計,雨水量モデルによる洪水流出計算,沈砂池による流量調整計算の3つのサブモデルから構成される.1.降雨設計は3定数型の降雨強度式に基づいて行うこととし,非線形方程式を解くことによって降雨強度式のパラメータが決定できる.2.雨水量モデルによる洪水流出計算では,有効降雨の推定が重要であるが,計画排水量の推定が目的であることから,ここでは流域地質や地形などには無関係に,ア・プリオリに与えられる流出係数を有効降雨率として定率法から有効降雨を与えることとする.雨水流の計算は,通常の表面流解析で用いる手法による.3.沈砂池での流量調整は,単純な常微分方程式を解くことによって計算される.ただし,この場合,排水口断面は既知とする.以上の一連のモデルを利用して,沈砂池からの最大放流量が下流排水路の通水能力を上回らないための排水口断面および沈砂池の貯留容量を自動決定するルーチンを作成し,そのプログラムを開発した.来年度以降は,開発農地に対する排水診断のための基礎資料の収集・整理を踏まえて,その推論エンジンの開発に重点をおいて研究を進める.昨年度その基本的枠組みが作り上げられた農地排水計画に関するエキスパート・システムの汎用化と、そのデバッキングを中心に、本年度研究を進めた。全国各地の農地開発地における排水計画の体系を調査し、種々のケースについてエキスパート・システムで取り上げることができるように、ルールの細分化、推論エンジンの基本構成作りにとりかかった。主なルール項目は1)計画降雨の与え方、2)栽培作物、3)傾斜、4)排水計算方式、5)水兼道路の採否、6)沈砂池(圃場内、末端)の有無、7)受益地内での小規模循環潅漑の有無などである。システム自体は、現段階ではなお開発途上にあり作動してはいないが、排水計画の各作業パートについては、それぞれ大型計算機による自動計算が行えるようになっている。このエキスパート・システムを当初マイクロ・コンピュータ上に実現させることを考えたが、システムがかなり大きなものとなり、現時点で普及しているマイクロ・コンピュータでは、容量的な制限から、その実現は不可能と思われる。したがって、最終的なシステムは汎用大型計算機上に構築することになる。このため、当初考えていたより複雑な計画諸元についての自動設計を行えることになり、システムの一部にCADを取り入れる方針で、研究を進めて行く予定である。

今年度は、最終年度に当たるため、農地排水計画エキスパ-ト・システムの全体フロ-を明示し、以下の順に具体的プログラミングを進めた。1.計画降雨算定支援システム1.1計画降雨強度式決定サブシステム1.2ハイエトグラフ算定サブシステム2.排水容量算定支援システム2.1合理式によるピ-ク流量計算サブシステム2.2雨水流モデルによるハイドログラフ算定サブシステム3.排水施設計画支援システム3.1排水路断面の決定サブシステム3.2洪水調整池容量および排水口断面の算定サブシステム3.3暗渠排水施設の選定サブシステムさらに、以上のサブシステムを連結し、それぞれのル-チンをメニュ-形式で選択するメインプログラム部を作成した。ただし、本エキスパ-ト・システムをすべてパソコン上で構築することはできなかったため、2.2、3.2等の複雑な計算を必要とするサブシステムはメインフレ-ム上でどのように利用するかのガイダンスを指示されるだけの構成となっている。したがって、本システムは現場ですぐに利用できる段階にはなく、本研究成果は農地排水計画という一つの事例を通して、農業土木の設計現場にエキスパ-ト・システムを適用するに当たっての基本的考え方を示したに留まっている。これは、本エキスパ-ト・システムで採用したハ-ドウェア上の制約で、今後はより高機能のパソコンないしはワ-クステ-ションへの移植を踏まえて実用性の高いシステムへと発展させる必要がある。
WTO体制下における米政策の経済的評価に関するシミュレーション分析

本研究では、WTO体制下の米政策の選択肢について、シミュレーショシ分析の方法によって探ることを目的としている。平成13年度は、各研究分担者により、わが国や外国、国像米市場などに関する多様准研究がなされたが、そのうち、わが国の半需給の将来予測か弓ミ今後の生産調整について考察した研究の結果をここでは紹介する。わが国の米の消費減少傾向は緩やかになってきていると思われるが、1人1日当たり粗食料消費で予測すると、1999.年の71.9Kgから2015年には6065kgまで今後も減少すると見込まれる。これに伴い国内米消費量は1999年の990.5万トン(「食料需給表」速報値)から2015年には827.1万トン902.2万トンまで減少すると予測される、一方、2015年の平年単収は、535540Kgまで4%前後増加すると予測されるので、米需要をまかなうのに必要准需給均衡稲作面積は、2015年には139153万haまで減少する。これは2000年の水稲作付実績176万haよりも1322%の減少である、2015年の田本地面積は220万haまで減少すると予測できるが、需給均衡稲作面積との乖離は6882万haあり、今後とも田本地面積の35%前後は水稲以外の作物利用を進める必要がある。このため、一般転作作物の定着化が重要になっている。現在、一般転作作物にとられている手厚い補助金水準は、これらを進めるものであるが、その分配について問題がある。すなわち、経営受委託にともなう耕作者と地主間での生産調整補助金の分配は、地域によって異なるものの地主に大部分が移転し、実質的に地代を高めている実態がみうけられる。本研究では、WTO体制下のどのような米政策の選択肢が考えられるか、シミュレーション分析の方法によって探ることを目的としている。平成11年度は、こうしたシミュレーション分析を行う前提として、米の生産・流通の実態把握を行うことを課題とした。このため、実際に米の生産・流通が行われている現場として、福島県会津坂下町、山形県舟形町の米穀業者等を中心に聞き取り調査を行い、近年の米経済の状況について実態把握を行い、これまでにない、いくつかの興味深い傾向を知ることができた。そのうちでも特に興味深いのは、平成11年度産米においては、一等米、二等米よりも三等米の方から先に売れて行く現象が生じていることである。実際に、山形県舟形町の米穀業者においても倉庫の中には、一等米、二等米が残っており、三等米は極めて少なくなっていた。業者の話によると、このような現象が生じるのは、スーパーなどの量販目的に安い米を量的に十分確保したい、との要請があるためと考えられる。また、小売業者が仕入れる米の価格が同じ銘柄の自主流通米の入札価格+マージンと比較して、かなり低い場合も生じるようになっている。近年の米作の過剰基調のため米価は低落傾向にあるが、上記の事実は、単に米価が低下するにとどまらず、米の流通形態の変化に応じて、米の価格形成に変化が生じてきたことを表している。以上のような米経済における変化が構造的なものであるのか、または、一時的な現象であるかを適切に判断することが、今後のシミュレーション分析にとって極めて重要であると考えられる。平成12年度は、メンバーの中川・長澤らが中心となって構築した世界穀物モデルを利用して、アジアのコメ市場に関するシミュレーション分析を行った。

この結果、以下の点が明らかとなった。・近年の米の需給事情の変化を反映した2010年までのベースライン予測によれば、荘雷の国際米価格は上昇傾向を示す。これは、Wailesらや大賀、あるいはいくつかの国際機関等による長期予測の多くが、将来における米需給の緩和を予測しているのに対して、逆に、将来の米需給が逼迫傾向にあることを示している。・このように他とは異なった予測が導かれた要因として、アジア諸国における「緑の革命」きにおける生産性の上昇を前提としなかったことが挙げられる。「緑の革命再現」ケースとして、5ヶ国の単収上昇率を1980年代のものに変更すると、国際価格は大幅に低下する。・一方、通貨危機に見舞われたアジア4ヶ国の経済動向が国際米需給に与える影響は、比較的軽微であることが示された。これは、これら諸国の米需要の所得弾力性が、既に相対的に小さくなっていることを反映している。これらの予測結果も踏まえ、現在構築中の日本モデルも組み合わせることで、最終年度である平成13年度は、世界モデルおよび日本モデルによる最終的なシミュレーション分析を行う予定である。本研究では、WTO体制下の米政策の選択肢について、シミュレーション分析の方法によって探ることを目的としている。平成13年度は、各研究分担者により、わが国や外国、国際米市場などに関する多様な研究がなされたが、そのうち、わが国の米需給の将来予測から今後の生産調整について考察した研究の結果をここでは紹介する。わが国の米の消費減少傾向は緩やかになってきていると思われるが、1人1日当たり粗食料消費で予測すると、1999年の71.9Kgから2015年には6065Kgまで今後も減少すると見込まれる。これに伴い国内米消費量は1999年の990.5万トン(「食料需給表」速報値)から2015年には827.1万トン902.2万トンまで減少すると予測される。一方、2015年の平年単収は、535540Kgまで4%前後増加すると予測されるので、米需要をまかなうのに必要な需給均衡稲作面積は、2015年には139153万haまで減少する。これは2000年の水稲作付実績176万haよりも1322%の減少である。2015年の田本地面積は220万haまで減少すると予測できるが、需給均衡稲作面積との乖離は6882万haあり、今後とも田本地面積の35%前後は水稲以外の作物利用を進める必要がある。このため、一般転作作物の定着化が重要になっている。現在、一般転作作物にとられている手厚い補助金水準は、これらを進めるものであるが、その分配について問題がある。すなわち、経営受委託にともなう耕作者と地主間での生産調整補助金の分配は、地域によって異なるものの地主に大部分が移転し、実質的に地代を高めている実態がみうけられる。
会社法における差止制度の理論的検討

本研究は、会社法において差止制度が果たすべき機能の再検討を目的とし、特に企業買収の場面において差止制度を活用することで、株主・経営者間のエージェンシー問題の改善を図るための具体的な提案を試みた。研究成果は、平成23年10月に日本私法学会で報告するとともに、法学協会雑誌に8回にわたり掲載した。組織再編の場面における実効的な差止制度の実現は、現在開催中の法制審議会会社法制部会でも主要論点の1つとして扱われており、本研究が建設的な議論の進展に少しでも貢献することができれば幸いである。本研究は、会社法において差止制度が果たすべき機能の再検討を目的とする。特に、企業買収の場面において差止制度を活用することで、株主・経営者間のエージェンシー問題の改善を図るための具体的な提案を行うことを目的とする。従来、差止制度は、問題となる行為が現実に行われる前にその行為を禁止するという特徴を有するため、裁判所が差止めを認めることには謙抑的であるべきといった考え方が支配的であった。これに対し、企業買収の場面では、買収対象会社の取締役の善管注意義務・忠実義務違反を取締役の行為に対する差止めの根拠とすることで、問題となっている企業買収取引そのものを禁止することなく、経営者の自己利益の追求行為をより柔軟に抑制することが可能になる。すなわち、買収対象会社の取締役に対して、買収者との買収条件の再交渉や他の潜在的な買収者の調査・検討を促すことが可能になるのである。今年度は、企業買収の場面における株主・経営者間の利害対立状況の整理・分析や、かかる利害対立状況を改善するためのわが国の法制度上の対処の現状分析を行い、こうした分析を進めるうえで必要となる文献の収集・分析を行った。そのうえで、わが国の企業買収の場面において取締役の行為の差止めという手段を用いることの妥当性についても検討し、そのために必要となる文献の収集・分析を行った。そして、以上の文献・資料等に基づき、わが国の企業買収取引の抱えている問題点や、当該問題点を解決するうえで取締役の行為に対する差止制度が果たすべき役割について検討を行った。検討の成果については、東北大学商法研究会で報告するとともに、本研究の問題意識を端的に紹介した論文を法学協会雑誌に3回にわたり掲載した。このように、早い段階からその問題意識を外部の評価・批判にさらすことで、本研究は、様々な角度から、わが国の企業買収制度が抱える問題を分析するための視点を確保できた。今年度は、昨年度の調査結果を踏まえて、買収対象会社の取締役に対する規律づけが不足しているわが国の友好的買収の現状に対し、具体的な解決策を提示しようと試みた。特に、裁判所による取締役の行為の差止めを通じた規律づけの実現という観点から、友好的買収の場面の場面における買収対象会社の取締役の善管注意義務・忠実義務違反の有無の判断基準を模索するとともに、差止めを通じた救済手段を現実に利用可能にするための解釈論・立法論を検討した。検討の成果については、平成23年10月に神戸大学で開催された日本私法学会で報告するとともに、法学協会雑誌に5回にわたり掲載した。
セリウム化合物におけるメタ磁性の総合的研究

セリウム化合物やウラン化合物の重い電子系にはメタ磁性的振舞いを示すものが見られる。この現象は遍歴性を獲得した重い電子が磁場により局在性を回復していく過程と考えられ、その実験・理論の両面からの研究により、重い電子系解明の一助とすることが本研究の目的である。実験面では、セリウム化合物のメタ磁性を磁化、磁気抵抗、ドハ-スファンアルフェン(dHVA)効果の測定から研究した。まず、斜方晶CeCu_2(ネ-ル点3.4Kの近藤物質)の純良な単結晶を育成して、その物性全般にわたって研究した。この物質のメタ磁性で特徴的なことは、磁化の大きな容易軸方向で転移が起こることで、転移磁場は約20KOeである。このメタ磁性は磁気抵抗にも階段状の急激な減少として観測された。又dHVA効果を通じて反強磁性近藤物質CeBb、CeCu_2、CeIn_3のフェルミ面の研究をした。これらのフェルミ面は、反強磁性状態では小さな磁気ブリルアンゾ-ンにおりたたまれている以上は本質的には対応するランタン化合物のフェルミ面と等しいことがわかった。CeCu_2の例で磁化容易軸方向でメタ磁性の振舞いが見られることは何らかの理由で消失していた磁気モ-メントが磁場によって回復することの一つの証拠と考えてよい。従って理論的には磁気モ-メントが消失する機構を解明することが最も重要である。こうした観点から周期的アンダ-ソン模型、近藤格子の数値的対角化を実行した。近藤格子に則して結論を要約すれば、伝導電子の密度が小さい時は強磁性的状態であり、伝導帯が半分詰った時は、反強磁性相関の強いシングレットになっている。後者の状態でスピンが消失している主な原因はサイト間の反強磁性相関にあり、それを近藤効果が助けていることが明らかとなった。われわれは、重い電子系で見られるメタ磁性的振舞いを、遍歴性を獲得した重い電子が局在性を回復していく過程のあらわれと考え、理論・実験の両面から総合的に研究することを目指している。理論面では、周期的アンダ-ソン模型と近藤格子について数値的対角化を実行し、基底状態で磁化が消えている主たる原因は、サイト間の反強磁性相関にあるが、エネルギ-的には近藤効果が重要であることが明らかになった。続いてベ-テ仮説に基づくメタ磁性の理論の準備をしている。実験面では、重い電子系のメタ磁性に伴って、フェルミ面の形と大きさ、及びサイクロトロン有効質量が変化するかどうかを中心にドハ-ス・ファンアルフェン効果と磁気抵抗から研究した。特にCeCu_2では良質な単結晶が育成され、近藤効果に伴う負の磁気抵抗は降温とともにその絶対値が増大するがネ-ル点で増大は抑制され、さらに降温とともにその絶対値は減少し、縦磁気抵抗は約1Kで負は正になることがわかった。一方横磁気抵抗にはネ-ル点以上では縦も横もほぼ同じような近藤効果による負の磁気抵抗であったが、ネ-ル点以下ではサイクロトロン運動による正の磁気抵抗が加算され、1.8K以下で負から正値にかわる。この物質は斜方晶のため異方性が大きいが、H//a軸で約20k0eでメタ磁性が出現する。メタ磁性が起こると、多数のドハ-スのブランチが出現する。一方他のb、c軸は常磁性にはなっていず、反強磁性状態ではあるが、ドハ-ス振動は見出される。しかしそのブランチの変化は極端に少ない。

ただし、サイクロトロン有効質量が特に重くなっている様子はない。もちろん較正物質のYCu_2に比べると全体に7倍ぐらい重くなっている。今年度は当研究の二年目でまとめの年にもなっているので全体を通した概要を述べる。セリウム化合物やウラン化合物の重い電子系にはメタ磁性的振舞いを示すものが見られる。この現象は遍歴性を獲得した重い電子が磁場により局在性を回復していく過程と考えられ、その実験・理論の両面からの研究により、重い電子系解明の一助とすることが本研究の目的である。実験面では、セリウム化合物のメタ磁性を磁化、磁気抵抗、ドハ-スファンアルフェン(dHVA)効果の測定から研究した。まず、斜方晶CeCu_2(ネ-ル点3.4Kの近藤物質)の純良な単結晶を育成して、その物性全般にわたって研究した。この物質のメタ磁性で特徴的なことは、磁化の大きな容易軸方向で転移が起こることで、転移磁場は約20KOeである。このメタ磁性は磁気抵抗にも階段状の急激な減少として観測された。又dHVA効果を通じて反強磁性近藤物質CeBb、CeCu_2、CeIn_3のフェルミ面の研究をした。これらのフェルミ面は、反強磁性状態では小さな磁気ブリルアンゾ-ンにおりたたまれている以外は本質的には対応するランタン化合物のフェルミ面と等しいことがわかった。CeCu_2の例で磁化容易軸方向でメタ磁性の振舞いが見られることは何らかの理由で消失していた磁気モ-メントが磁場によって回復することの一つの証拠と考えてよい。従って理論的には磁気モ-メントが消失する機構を解明することが最も重要である。こうした観点から周期的アンダ-ソン模型、近藤格子の数値的対角化を実行した。近藤格子に則して結論を要約すれば、伝導電子の密度が小さい時は強磁性的状態であり、伝導帯が半分詰った時は、反強磁性相関の強いシングレットになっている。後者の状態でスピンが消失している主な原因はサイト間の反強磁性相関にあり、それを近藤効果が助けていることが明らかとなった。
ファイバートラクトグラフィーによる神経線維描出の統合的検証と臨床応用

本研究では、運動/感覚/視覚/言語関連の神経線維について、計算解剖によるFT画像をナビゲーション搭載画像として利用し、手術時にその電気生理学的検証を行ってきた。白質近傍病変を有する患者におけるDTI撮像、FT画像の作成を標準化した方法で行い、FT画像の手術ナビゲーションシステムへ搭載した。PACSシステムからのDICOM画像の効率的で安全な搭載方法を確立し、結果的にFTおよび^<18>C-methionine PET画像などを安全にナビゲーション画像として手術時に使用できる環境を整えた。上記の4神経線維の検証における研究実績を以下にまとめた。1.運動線維:7症例で結果が得られた。白質刺激によるMEPで反応が得られたポイントと、FT画像による神経線維までの距離は相関するとされるが、我々の3次元距離計測では、現在までに有意な相関は得られていない。目的とする運動線維から4-18mmの距離で、4-10mAの刺激によるMEPの反応を計測できることが明らかになった。その際、距離と電流は正比例せず、個々の患者の脳の正常あるいは病的な状況に影響される可能性が示唆された。2.感覚/視覚線維:電気生理学的な検証法であるconventionalSEP,VEPの精度、解析結果の解釈に疑義が生じ、新たなsubcortical SEP, VEPの開発を行った。Subcortical SEPについては未だ有意な結果を得られていないが、subcortical VEPでは5症例で視覚刺激:白質電位測定、白質刺激:皮質電位測定に成功し、新たな検証法として報告した。3.言語関連線維:6症例の覚醒手術で結果が得られた。4mAの刺激強度でFT上の線維から4.5mmから11.7mmの幅をもって言語症状が出現した。この値は、今後の覚醒手術あるいは検証研究を行う際の指標となりうることが判明した。この際、平成22年度初頭に大阪大学医学部附属病院のカルテシステムが旧来の紙ベースから完全な電子カルテシステムへと移行し、PACSシステムからのDICOM画像の効率的で安全な搭載方法を確立するのに約3ヶ月を要した。結果的にFTおよび^(18)C-methionine PET画像などを安全にナビゲーション画像として手術時に使用できる環境を整えた。上記の4神経線維の検証における研究実績は以下のようである。1.運動線維:6症例で結果が得られた。白質刺激によるMEPで反応が得られたポイントと、ST,MT画像による神経線維までの距離は相関するとされるが、我々の3次元距離計測では、現在までに有意な相関は得られていない。2.感覚/視覚線維:電気生理学的な検証法であるconventionalSEP,VEPの精度、解析結果の解釈に疑義が生じ、新たなsubcortical SEP,VEPの開発を行った。このうちsubcortical VEPでは既に5症例で視覚刺激:白質電位測定、白質刺激:皮質電位測定に成功し、新たな検証法として報告予定である。3.言語関連線維:5症例の覚醒手術で結果が得られた。4mAの刺激強度でFT上の線維から5.7mmから11.7mmの幅をもって言語症状が出現した。上記4線維での検証について、引き続き症例の蓄積が必要であると考えられた。
高エネルギー放電によるフラッシュX線装置の開発と応用

通常使用している診断用X線装置のX線管は、熱電子放出を利用した熱陰極X線管であるのに対し、試作したX線管は電子の電界放出を利用した冷陰極X線管である。高エネルギー放電によるフラッシュX線装置は、直流高電圧発生装置、高容量コンデンサ、冷陰極X線管、エアーギャップスイッチ、トリガ発生装置、高真空排気装置で構成され、冷陰極X線管は陽極、陰極、トリガ電極で構成される。本装置の特徴は、電子の電界放出を無限に引き出すために、陽極および陰極材質の交換、トリガ電極-陰極間距離、陽極-陰極間距離、管内真空度の四つの因子を可変可能としたことである。これらの因子はX線強度に大きく影響する。試作したフラッシュX線装置において、冷陰極X線管(陽極(タングステン)角度120°、陰極(グラファイト)角度50°、陽極-陰極間距離0.4cm、真空度6.65×10^<-3>Pa)、充電電圧80kVの条件のもとで測定した曝射時間は、半値幅で0.3μsec、パルス幅10%で1.08μsecである。また、管電流は40kAで、1.1μsecのX線曝射時間を可能とした。模擬被写体(メトロノーム、落下する鉄玉プラスチック弾の物体への衝突)で、完全静止画像の確保を可能とした。模擬被写体を通して得られた結果から、試作した本装置を用いることで、新生児・小児撮影(息を止めることなく撮影可)および高齢化に伴う老人、脳卒中・脊髄損傷者を含む機能障害・能力障害等の動作停止不可能な被験者の撮影では完全静止画像の確保が可能となる。このことから、装置の小形化を図ることで在宅医療領域の撮影にも的確な診断データを提供できる。さらに、体内微細構造の解明には冷陰極X線管の大きさが大きく影響する。ピンホールカメラ法を用いた焦点測定では、電子の電界放出を担う陰極の材質および形状(陰極角度)に関係することが解った。本研究で試作するフラッシュX線装置は、直流高電圧装置、エネルギー蓄積コンデンサ、フラッシュX線管(陽極、陰極、トリガー電極)およびギャップスイッチトリガー発生器で構成される。冷陰極放電機構でX線は、瞬間大電流、高線量率、1μsec以下のX線曝射時間を可能とする装置である。本装置を用いることで、新生児・小児(息を止めることなく)撮影、高齢化に伴う老人および脳卒中・脊髄損傷者等を含む機能障害・能力障害の動作停止不可能な被験者の撮影で、完全静止画像が確保できる。さらに、高速度運動状態にある部位を造影することで、体内高速動態機構・体内微細構造の究明が可能である。初年度(平成13年度)は、高エネルギー冷陰極放電機構を有するX線管の設計と試作を行った。フラッシュX極管(φ200×240mm)は、陽極、陰極、トリガー電極で構成され、管内は高真空(1mPa)に保たれる。冷陰極放電動作機構は、高エネルギー蓄積コンデンサーを充電(最大100kV)し、トリガー発生器からのパルスによりギャップスイッチに放電を誘起し、引き続き陽極-陰極間に主放電が誘起され、陽極先端から瞬間大線量率のX線を発生させる。高電圧放電による電子の衝突により溶解することが予想され、高真空に保ったまま外部より陽極-陰極間距離を調節可能とし、陽極等を交換できるようにした。