hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射線皮膚炎の他覚的評価法の研究

速中性子線治療中の皮膚の変化をビデオ画像、画像ソフトを用いて解析した。平成5年10月-12月に速中性子線治療を行った30例、49部位を対象とした。速中性子線治療は週3回照射で、一回線量は平均102cGy(90-150)であった。皮膚線量はMODULEXより求め、画像集録時の皮膚線量は91.8-2903cGyであった。皮膚のビデオ撮影は同室同部位、同じ照明状態(照明スタンド使用)で週1回行った。総測定回数は226回であり、測定した照射部位(測定部位)は顔面65、頸部27、体幹前面73、体幹後面61であった。撮影したビデオ画像データを今回開発した画像ソフトに取込み、照射部位、非照射部位のRGB値を測定した。また肉眼的紅斑の程度(なし:0、軽度:1、中等度:2、高度:3)を同じビデオ画像より評価した。非照射部位のRGB値はR値185±50(2SD)、G値147±48(2SD)、B値89±44(2SD)であり、各測定部位で差がみられなかった。同一患者非照射皮膚の測定のばらつき(2SD)はR値20%(4.4-20)、G値24%(6.6-61)、B値33%(15-63)であった。各画像データの非照射皮膚のRGB値を100%とし、照射皮膚のRGP値の変化を解析した。各測定部位の肉眼的紅斑の程度とR値、G値、B値の相関係数は-0.02から-0.26であった。一方皮膚線量とRGB値の相関係数は-0.20から-0.59であり、肉眼的所見よりも強い相関を示し、回帰直線:RGB値=A+B≠皮膚線量(Gy)の傾きBは-4.6から-15.4であった。特に頸部のR値、G値、B値と皮膚線量の相関係数、傾きBは他測定部位よりも相関が高い傾向が見られ(表1)、ROI設定の再現性が良いためと思われた。各測定部位において皮膚線量とG値がR値、B値よりも相関が高い傾向が見られた。(表1)。RGB値は照射線量と皮膚の色調変化を数量的に表現する指標として有用であると考えられた。(表1)。
下水汚泥および産業廃棄物由来のコンポストに含まれるPPCPsの実態調査と影響評価

本研究では、コンポスト中に残留している医薬品類の汚染レベルの実態解明と植物への移行可能性、およびコンポスト中医薬品の低減方法について研究を行った。その結果、コンポスト中からは幅広い種類の医薬品が検出された。一方でコンポスト中における医薬品の残留レベルは、コンポストの酸素消費量と正の相関をもっていた。さらに、医薬品の植物への移行に関する実験を行い、医薬品が植物へと移行しうることを確認した。近年、大量に消費される医薬品による環境汚染に対する懸念が高まっている。そこで本研究では、下水汚泥や畜産廃棄物から製造される再生肥料(コンポスト)の中に含まれる医薬品の挙動や生物への影響を把握することを目的として、コンポストを対象とした医薬品残留濃度の分析および発酵に伴う医薬品残留量の変化を明らかにするための発酵分解試験を行った。市販されているコンポスト(35試料)中に含まれる10種類の医薬品(抗生物質4種、合成抗菌剤5種、抗てんかん薬1種)を測定した結果、下水汚泥由来の全ての試料からジプロフロキサシンが検出された(1.6-151ng/g)。畜産廃棄物由来のコンポストからも残留医薬品は検出され、豚糞を原料とする試料の一部からはテトラサイクリンやクロルテトラサイクリン、スルファモノメトキシンが他の試料よりも高濃度で検出された(最高濃度:15.1ng/g, 282ng/g, 212ng/g)。コンポスト中の医薬品濃度に著しい試料間の差が見られたた原因として、各コンポストの腐熟度が関与しているのではないかと考えられた。そこで各コンポスト試料の発酵の進行レベルを腐熟度によって評価するとともに、回転式発酵機を用いてコンポスト試料を発酵させ、その進行に伴う医薬品残存量を測定した。その結果腐熟度が低くコンポストの発酵が進んでいない試料は比較的医薬品残留量が高く、逆に腐熟度が高い試料は残留医薬品濃度が比較的低いという傾向が得られた。また、シプロフロキサシンやレボフロキサシンなど一部の医薬品は発酵機を用いた発酵によってコンポスト中の濃度が減少することが明らかになった。これらの実験結果は、コンポストが散布された農地周辺における医薬品の汚染を示唆するとともに、その製造過程においてコンポストを十分に発酵行うことによって、医薬品による環境汚染を軽減することができるということを示している。水環境への放出が懸念されている医薬品類(PPCPs)について、コンポスト中残留濃度の実態調査、植物への暴露試験および発酵処理による分解試験を行った。日本全国より下水汚泥、し尿汚泥、鶏糞、牛糞および馬糞を主原料として製造された再生肥料を全国より収集分析し、それらの中に含まれる医薬品の種類と量を明らかにした。特に抗てんかん薬の1種であり、環境中における高い残留性が報告されているCarbamazepineはコンポストからの検出率が70%と対象物質中最も高い値を示した。コンポスト中からの検出率が高かった5種類の医薬品類を対象として、エンドウ(Pisum sativum)への72時間曝露試験を行った。その結果、CyclophosphamidおよびTrimethoprimは豆苗の根に蓄積する傾向が見られた一方で、Carbamazepineについてはエンドウのシュート部における高い蓄積が確認された。この曝露試験においてみられた植物による医薬品吸収程度の違いは、植物内皮細胞に存在する障壁を通過する能力によるものであると考えられる。すなわち、医薬品を高濃度に含むコンポストの土壌への散布は、溶出による水環境中への流出だけではなく、作物体への移行も招く可能性がある。そこで、コンポスト中医薬品濃度を減少させるための試みとしてコンポスト試料を更に発酵させる分解試験を行った。この試験において、Carbamasepineを除く多くの医薬品類が10日程度の追加発酵によってその濃度が20%以下まで減少することが明らかとなった。つまり、コンポストを製造する際に試料に対して十分な発酵を施すことが、水環境や農地における医薬品類汚染を防ぐという点においても非常に重要であるということを発見した。1.再生肥料中に残留する医薬品の調査全国で市販されている下水汚泥またはし尿汚泥を主原料とする再生肥料を収集し、使用量に関する情報と環境中からの検出報告例を基に15種類の対象医薬品を選定し、分析を行った。その結果、μg/kgの幅広いレベルで残留する医薬品が検出された。特に、鎮痒剤として幅広く使用されているCrotamitonは分析を行った全ての再生肥料から検出された。対象医薬品の再生肥料からの検出率と物性との関連性を検討した。その結果、化学物質の疎水性の指標であるlog Kowと検出率との間には正の相関があり(r=0.63,p=0.012)、疎水性の高い医薬品ほど再生肥料中からの検出率が高い傾向にあることが明らかになった。2.植物を用いた医薬品の移行試験3.発酵試験による医薬品の分解実験家畜へ投与されており、畜ふん中からの検出報告例がある6種の医薬品を牛ふん堆肥に添加し、30日間の発酵試験を行った。

その結果、これら6種の医薬品は20日間好気的条件を維持することで約90%が分解することが明らかになった。さらに、LC/MS/MSを用いた解析により2種の医薬品(Sulfametkoxazole,trimethoprim)の中間生成物と考えられる物質を検出した。
免疫寛容誘導系におけるNKT細胞の役割

NKT細胞が免疫寛容誘導において必須であることが最近報告されている。我々はこれまでにcyclophosphamide(CP)を用いた免疫寛容誘導について報告してきた。同種脾細胞(SC)1×10^8個を投与し(day0)、2日後にCP 200mg/kgを投与することによりMHC一致minor抗原不一致の組み合わせにおいて、ドナー特異的免疫寛容を誘導することができる。最近、我々はCP誘導性寛容におけるNKT細胞の免疫制御機序について明らかにしてきた。今回、CP誘導性免疫寛容におけるNKT細胞の免疫制御機序Th1、Th2サイトカインのいずれが重要であるのかを明らかにすることを目的とした。(結果)GI:キメニズムの誘導とドナー皮膚の生着が認められた。G2:キメニズムは2週後には認められたが、8週後には減少していた。ドナー皮膚の生着延長は生着延長は得られなかった(平均55日)。G3,4,5:キメニズムの誘導とドナー皮膚の生着延長がG1と動揺に認められた。(結論)CP誘導性寛容誘導においてもNKT細胞が必須であることが示され、免疫制御機能を発揮するNKT細胞の産生するIFK-g,IL-4,IL-10のサイトカインでessentialのものはなかった。また、DBA/2→Balb/cの組み合わせを用いて、CP誘導免疫寛容誘導実験系においてNKT細胞が発現している抗NK抗体の1つである抗LY-49A,C/I,G2抗体を投与し、NKT細胞とLy-49レセプターの役割を解析した。抗Ly-49A,C/I,G2抗体を投与した群ではドナー皮膚の永久生着が得られなくなることから、NKT細胞のLY-49レセプターを介した免疫制御機序の可能性が示唆された。<目的>我々は、これまでCyclophosphamide(CP)を用いた免疫寛容誘導系を行い報告してきた。同種脾細胞(SC)1x10^8投与し(day 0)、2日後(day 2)にCP 200mg/kgを投与することによってMHC一致Minor抗原不一致の組み合わせにおいてドナー特異的免疫寛容を誘導することができる。近年NKT細胞は免疫系を制御する重要な細胞であることが報告されており、移植生物学の分野においても免疫寛容に関与していることが示されつつある。今回は我々が研究報告してきたCP誘導性免疫寛容系におけるNKT細胞の関与解明を目的とした。<結果>【EXP.1】SGはWT群でドナー特異的生着が見られたが、NKT KO群では中等度の生着延長であった。キメリズムはNKT KO群で有意に低く、末血のdestructionは両群に認めた。【EXP.2】脾臓・末血の場においては寛容早期からVβ6^+CD4^+T細胞の減少(destruction)が見られたが胸腺においてはVβ6^+CD4^+T細胞の割合は不変でdestructionは認めなかった。NKT KOにThymectomy/SC/CP処置を行った群ではキメリズムが増加し、SGの著明な生着延長が見られた。<結語>NKT細胞はCP誘導性免疫寛容系に必須であり、寛容早期の胸腺から新たに末梢に動員されるドナー特異的T細胞を制御している可能性が示唆された。
tRNAのアミノ酸受容特異性の分子識別

tRNAのアモノアシル-tRNA合成酸素によるアミノ酸受容特異性の研究対象として、プロリンtRNAを選び、in vitroの系で検討した。その結果、大腸菌のプロリルヘtRNA合成酸素による認識部位として、アンチコドン2文字目のG35G36、アンチコドンに隣接するG37、識別位塩基A37、TPSIステムの中のG49、クセプタースムのC1-G72(特にG72)およびG3-C70塩基対、それにジヒドロアームの中のU17Aを同定した。プロノン化活性に影響を与えたこれらの部位真にプロリル-tRNA合成酸素によるポジティブな認識部位であることを確認するために、大腸菌のトレオニンtRNAにこれからの部位を順次導入する事により、ほぼ完全にプロリンを受容するように特異性のスイッチングが起こり、先に同定した部位の塩基対が真にプロリル-tRNA合成酸素により認識部位である事を立証した。また、大腸菌では唯一RNAレベルで一次構造が知られていない3種のプロリンtRNAの内、メジャーなプロリンtRNA(アンチコドン、CGG)のDNAプローブを用いて単離し、修飾を含めて一次構造の決定をおこなった。
英国ヴィクトリア朝小説研究(ディケンズを中心とする自伝文学と小説文学の考察)

昨年度の、19世紀英国の小説家チャールズ・ディケンズについての自伝文学的な考察に引き続き、本年度は同じ作家の残した作品および、同じ作家についての伝記文学的な側面について考察を進めた。小説文学と並び、伝記文学というジャンルにとっても19世紀の英国はまさにその大いなる発展期に相当し、とりわけ同時代の作家による作家についての伝記は興味深い考察対象となる。いわば歴史の一分野として書かれる伝記作品は実はその真実性において、また書き手の意図反映において、小説などの虚構作品と決定的な違いを持たない。両者のあらゆる差は真実として示そうとするか虚構として示そうとするかという形式の違いという一点に集約される。こうした前提のもとに、作品が置かれる歴史文脈を詳細に考察することで、伝記を文学として、小説として読むことが可能になり、また、書き手が反映させようとした意図を一つひとつ明らかにすることが可能であり、本年度の研究を通じて、主にチャールズ・ディケンズとそれを取り巻く伝記作家との執筆環境から作品の外側にある政治的な意図を論証する上での論拠を収集した。ここで集めた論拠から、ディケンズについてのみならず、伝記文学というジャンル全体に及んで当てはめることが可能な、ジャンルの性質というものを説明することが可能になる。そのことで、これまで文学研究においてほぼ無視されてきたが、伝記というジャンルに属する作品をむしろ文学の主流として文学研究に引き込みうることが明らかになり、同時に、このジャンルがいわゆる虚構文学と唯一異なるものとして持つ性質である「真実を装う」ことの意味への考察に移行することが可能となる。この「真実の偽装」の考察こそが伝記と小説、ひいては歴史と芸術がそれぞれに持つ役割を明らかにしてゆくと考えられる。
イネ乳酸脱水素酵素およびアルコール脱水素酵素遺伝子の嫌気ストレス下の発現

嫌気条件下では、ピルビン酸を基質として、最終的にエタノールに至るエタノール発酵と、乳酸に至る乳酸発酵との2つの経路が働く。イネを用いて発酵の最終段階に働くアルコール脱水素酵素(ADH)と乳酸脱水素酵素(LDH)の遺伝子発現について解析した。1.ADHについてADH欠失突然変異体の解糖系における生理的から、ADH活性の低下による補酵素NADの低下に起因するフルクトース1,6二リン酸の蓄積が見られた。(2)ADH欠失突然変異体においてADH活性は、根に局在していた。また、アイソザイムとしてADH2のホモダイマーのバンドだけが検出され、野生型で強く検出されるADH1のバンドが検出されなかった。(3)ノーザン解析によって、突然変異体においてもADH1遺伝子は正常に転写されていることがわかり、転写後の要因によって突然変異体のADH1活性が欠失する事が明らかになった。(4)突然変異体の冠水耐性は野生型と比較して劣ることがわかり、ADHはイネの冠水耐性に関して重要な役割を果たしていることが示唆された。2.LDHについて(1)LDH遺伝子をクローニングして全塩基配列を決定した。5'-RACE法により、LDH遺伝子の転写開始点は翻訳開始コドンから129塩基上流であることが分かった。ゲノミックサザン分析では、LDH遺伝子がシングルコピーであることが強く示唆され、動物やオオムギなどと異なることが分かった。(2)ノーザン解析の結果、嫌気処理後mRNAレベルは6時間後まで著しく増加し、その後は急速に減少、処理24時間後には処理前のレベルに戻った。過剰なLDH活性は乳酸の蓄積の結果pHを急激に低下させ植物体に悪影響を及ぼすので、イネLDH発現がtransientであることはイネの持つ耐湿性と関連のある可能性があると考えられた。(3)RFLPによる連鎖解析により、LDH遺伝子は第6染色体の末端にマッピングされ、その遺伝子座はLdhと命名された。嫌気条件下では、ピルビン酸を基質として、最終的にエタノールに至る発酵と、乳酸に至る乳酸発酵との2つの経路が働く。1)ADHについて(1)イネ発芽種子のADH活性には品種間差異が会ったが、全ての品種で好気条件より嫌気条件で活性が高かった。またADH阻害剤(4-メチルピラゾル)でADH活性を抑えると、エタノール量の低下とともに子葉鞘の伸長が阻害された。(2)ADH欠失突然変異体の解糖系における生理的特性を調べた。その結果、予想されるアセトアルデヒドの蓄積はなかったが、フルクトース1,6二リン酸の蓄積が見られ、これはADH活性の低下による補酵素NADの低下に原因があり、律速段階になっていると推定された。また、冠水条件でこの突然変異体を発芽させると、発芽種子中のグルコースの低下が見られ、これはデンプン分解過程のα-グルコシダーゼ活性の低下に起因することが明らかになった。2)LDHについて(1)嫌気条件下においたイネ幼植物体からRNAを抽出し、ノーザンハイブルダイゼーションによって、LDH遺伝子の発現が嫌気条件によって誘導されることを再確認した。(2)プライマーイクステンション法により、イネLDH遺伝子の転写開始点を決定した。

イネを用いて発酵の最終段階に働くアルコール脱水素酵素(ADH)と乳酸脱水素酵素(LDH)の遺伝子発現および、嫌気発芽条件におけるイネの生育について検討した。1.ADHについて(1)ADH欠失突然変異体の冠水耐性が対照品種と比較して劣ることから、ADHは発芽時だけではなく、冠水耐性にも重要であることを明らかにした。(2)ADH欠失突然変異体においても、微量のADH2の活性が確認でき、しかもそれは嫌気条件で発芽した根に局在していた。2.LDHについて(1)LDH遺伝子の発現は嫌気条件によって誘導されるが、この誘導はオオムギと比較して一過的であり、その結果乳酸の蓄積による細胞の酸性化が回避され、イネの嫌気ストレス耐性の一因となっていることが推察された。3.嫌気発芽条件におけるイネの生育について(1)約60の陸稲の育成品種を用いて、冠水条件で発芽試験を行い、日本晴をコントロールとして生育について調査した。陸稲品種の中に日本晴より子葉鞘の伸張のよいものがあった。(2)4品種を用いて、グルコース水溶液、ショ糖水溶液内で発芽試験を行った。子葉鞘の伸び(長さ)は特に差がみられなかったが、子葉鞘の形態に以上が見られる場合があった。また、水溶液中では見られない根の伸張が見られた。水稲と陸稲の嫌気条件における生育反応の品種間差異について検討を行った。分子的な機構の解明とともに、嫌気反応の遺伝的変異を知ることも重要であると思われたので、幼植物の生育反応について、品種間差異を検討した。本年度はこれまでに供試した品種の一部について年次変動を検討するとともに、山内ら(1993)が紹介した外国水稲品種の一部を供試した。湛水した管ビンの中で発芽させる嫌気条件Aでは、子葉鞘の伸長のみが認められる。年次間の変動はあるが、若干の品種間相関も認められた。品種によっては、年次を通して安定的に伸長のよい品種や、伸長の悪い品種があるように思われた。ステンレスバットに水道水を流水で流して、嫌気条件をやや弱めた嫌気条件Bでは、子葉鞘の伸長は40%程度に短くなったが、本葉、根の発達がやや見られた。ADH活性は嫌気条件Bのほうがずっと低かったが、A、B間の品種相関係数は0.81であった。品種Hei-chui-Liは、A、Bどちらの条件でも子葉鞘、本葉などの伸長が大きく、ADH活性も高かった。一方、N22は子葉鞘、本葉の伸長が悪く、ADH活性も低かった。
近接配置した複数の鉛直大口径管の潮流下における流力弾性現象の研究

平成30年度研究計画に沿って、複数本ライザーに対して回転・ねじり運動が発生した際の流体力計測のための装置改造を行い、水槽実験を実施した。さらに回転・ねじり運動に関する考察、検討を行い、計測された流体力を基に流体力DBを作成した。流体力計測では、昨年度実施した弾性模型を用いた挙動計測試験結果から解析した運動モードを抽出し、これを再現可能な強制動揺装置を製作し、水槽実験を実施した。その結果、流行に対して2本の管がタンデム配置になるとき特に回転運動が発生しやすく、流行に対して並列に並んだときには逆に回転運動は発生しづらいことが流体力的に明らかになった。この結果は弾性模型を用いた挙動計測試験結果と同じ傾向であり、流場中の2本管の弾性挙動に対して流体力が支配的であることを示している。また、昨年度にその基幹部を設計した2本管の挙動推定プログラムについて、上記試験結果を反映した回転運動の流体力データベースを作成し、プログラム内の流体力データベースを更新した。これに併せて並進運動の流体力データベースと回転運動の流体力データベースを選択して適用するための挙動判別式を作成し、2本管の挙動推定プログラムに追加した。加えて流体力計測台車及び計測システムを更新し、シーケンシャル制御により、半自動的に流体力計測が可能な計測システムを構築し、来年度に予定している衝突運動の流体力計測や回転運動の流体力データベース拡充をより簡便に実施可能な体制を整えた。流体力計測装置の更新等は当初の研究計画を前倒しで実施出来たが、挙動推定手法プログラム開発が昨年度からの進展はあったが、研究計画からは依然遅れているため、総合的に判断して上記の進捗状況とした。弾性挙動計測によって抽出した振動モードのうち、2本管の衝突方向の流体力計測を行い、流体力DBを作成する。さらに挙動推定手法に対して、これらの運動モードを推定できるように機能の拡充を行う。また、これまで研究成果を論文等の形でまとめ、学術誌等に投稿する予定である。平成29年度研究計画に沿って複数本ライザーの回転・ねじり現象および近接配置されたライザー管の衝突運動に関する関連論文を調査した。このなかで風による橋梁の振動現象や熱交換器内管群の振動現象といった海洋開発以外の分野についても幅広く調査を行い、複数本ライザーの振動現象との差異や類似点を検討した。2本のライザーシステムの回転・ねじり現象を実験的に再現するために、縮尺部分模型を用いて再現試験を行った。その結果、2本のライザー管が接近する振動を含めた複数の振動モードを実験に於いて再現し、管の振動の軌跡を解析することで2本のライザー管が接近した場合に近接影響により挙動が変化することを示した。またこれらの結果を平成2628年に実施した科研費研究「複数本で構成されるライザーシステムのVIVに関する研究」(課題番号26289343)で実施した2本円柱の曳航時流体力計測結果と比較することで、柱芯間距離や流向をパラメータにした流体力の差異がライザー管の挙動に影響を与えていることを実験的に示した。また、2本管挙動推定手法を開発するために、既存の水中線状構造物の挙動推定プログラムの理論をベースに開発予定の挙動推定プログラムの基幹部を設計した。このなかで2本の挙動推定特有の挙動である管同士の接近や回転・ねじれといった運動モードを再現できるように設計した。加えて流体力計測試験結果を基に2本円柱の流体力データベースを一部作成した。流体力計測試験は当初の研究計画を前倒しで実施出来たが、挙動推定手法プログラム開発が若干遅れているため、総合的に判断して上記の進捗状況とした。流体力計測試験および弾性模型の挙動計測試験といった水槽試験はほぼ計測が終了したため、進捗が当初の計画より若干遅れている挙動推定手法プログラム開発を重点的に実施する予定である。また、流体力計測試験については今後の流体力データベースの評価次第では追加計測を行う可能性があるため、試験装置の改造も含めた準備を進める。

弾性挙動計測によって抽出した振動モードのうち、2本管の衝突方向の流体力計測を行い、流体力DBを作成する。さらに挙動推定手法に対して、これらの運動モードを推定できるように機能の拡充を行う。また、これまで研究成果を論文等の形でまとめ、学術誌等に投稿する予定である。
作曲時の楽器の再現によるオーケストラレパートリーの探求

平成22年度の研究では、ベートーヴェンの楽曲で使用されている金管楽器について、彼の楽器に関する記述を取り上げた資料を基に、当時のホルン、トロンボーン、トランペットを再現し、実際にどのような演奏方法になるかを検証した。その結果、いずれの楽器も、現在まで古楽器オーケストラなどでおこなわれていた方法とは異なる部分があることが判明した。平成23年度の研究では、前年度の研究成果を踏まえて、3種の楽器を組み合わせることで、ベートーヴェンやその周辺の作曲家たちの作品の金管楽器セクションを再現し、その結果を検証した。もっとも大きな成果と新たな課題をもたらせたのは、ベートーヴェンの管弦楽作品に於けるホルンとトランペットの共存の仕方であった。ホルンがハンドストッピングで自然倍音の癖を修正した場合、指孔を持たない歴史的なトランペットと音程が合わないのである。解決方法としては、トランペットの側もインヴェンショントランペットを使用してハンドストッピングで修正する方法が考えられた。この可能性は、木管楽器とのバランスや兼ね合いも考えてさらに深く検討していきたい。もう1つ考えられる方法は、ホルンがトランペットと共に強奏している際はハンドストッピングで修正しないというもの。こちらの可能性も、差音の発生、トロンボーンとの兼ね合い、木管楽器とのバランスを考えて、さらに追求していきたい。他にも、ベートーヴェンの交響曲第9番やウェーバーの歌劇《魔弾の射手》序曲で、調の異なるホルンが併用されているケースで、ハンドストッピングがどのように重なり合うのかも検証を重ねた。この点に関しても、興味深い結果が得られたので、引き続きオーケストラの中での効果を検証していきたいと考えている。そこに書かれているホルンとトロンボーンに関する記述を吟味する。音域や使用法に関して、従来の説とはかなり異なる記述が多く、早急に楽器を使用した検証が必要と判断。ベートーヴェン時代のホルンとトロンボーンのレプリカを使用し、メモ書きに記されていた譜面の演奏を試みる。やはり、従来の説とは異なる楽器や使用法の方が、メモ書きの譜面はもちろんのこと、ベートーヴェンの管弦楽作品に適していることを確信した。とりわけ、バストロンボーンに関しては、欧米や我が国の古楽器オーケストラで使用している楽器が間違いであるという衝撃的な事実も発覚し、今後の発表によって、古楽の世界での状況も変化する可能性が増してきた。この実験のあと、バロック・古典派時代のナチュラルトランペットのレプリカを使用し、2本のナチュラルトランペットで和音を奏したときに、各々の音の周波数の差の音が聴こえる「差音」を検証。想像以上に大きく聴こえるようで、15メートル以上離れた場所で聴いてもはっきりと確認できた。ベートーヴェンが2本のトランペットしか使用していないにも関わらず、3本目の音が聴こえる工夫をすることで、バッハの時代から続くトランペット3本の響き(三位一体を表す)を再現した可能性も濃厚になってきた。また、これと同時に、ナチュラルホルンと同じように、ベルに右手を差し入れて音程を調整するインヴェンショントランペットの可能性も実験。これも、想像どおりの効果が得られ、ホルンと同じ旋律を吹くことが多いベートーヴェン時代のトランペットが、この方法で音を調整していた可能性も否定できない。以上が平成22年度の研究成果である。
糸状性微生物の制御による廃水処理施設における固液分離障害とリン除去悪化の解消

固液分離特性が悪化した活性汚泥に共通して優占するChloroflexiの糸状性微生物群を特定した。都市下水処理施設において、活性汚泥中の同糸状性微生物群の量は、活性汚泥の固液分離性と相関があることを明らかにした。またFISH法でChloroflexiの糸状性微生物群を正確に検出する際に有用なcompetitorプローブを提案した。また活性汚泥と処理水の固液分離に優れた親水性ポリテトラフルオロエチレン分離膜を開発した。本研究は糸状性微生物群の増殖制御方法を明らかにし、固液分離障害とリン・窒素(栄養塩)除去悪化を解消する廃水処理技術の研究基盤を確立することが目的であった。糸状性微生物群の定量とその固液分離、栄養塩除去性能との関係の解明を目的として、昨年度までに都市下水処理施設4ヶ所を対象に、延べ30の反応槽から、夏と冬の2回にわたり活性汚泥のサンプルを採取した。17種類のDNAプローブを用いたFISH法により、固液分離の悪化している反応槽では、Chloroflexiに属する糸状性微生物が多く生息する傾向があると分かった。しかしFISH法による糸状性微生物の観察において、TM7に属す糸状性微生物を標的とした既存のDNAプローブが、誤ってChloroflexiに属する糸状性微生物も検出することが分かった。そこで本年度新規にcompetitorプローブを作製し、TM7とChloroflexiの糸状性微生物を区別したFISH観察を可能とした。また本年度は下水処理施設において固液分離の悪化との関係がみられた上記のChloroflexiに属する糸状性微生物のDNA塩基配列情報を取得し、各種廃水処理施設における存在量を定量的に把握するreal-time PCRを行った。real-time PCRで測定したChloroflexiに属する糸状性微生物の遺伝子量と活性汚泥を採取したときの各下水処理施設の固液分離性能のデータ(sludge volume index)とを比較した結果、特に夏季において、両者に正の相関があると分かった。以上の研究において、下水処理場における固液分離性能の悪化と関係のある糸状性微生物をChloroflexiの糸状性微生物に見出し、またその関係を定量的に把握するに至った。今後は同糸状性微生物群の代謝を調べて増殖制御方法を検討し、下水処理場の固液分離障害を解決していく必要がある。本研究は糸状性微生物群の増殖制御方法を明らかにし、固液分離障害とリン・窒素(栄養塩)除去悪化を解消する廃水処理技術の研究基盤を確立することが目的である。計画した研究項目は、(1)糸状性微生物群が固液分離と栄養塩除去性能に及ぼす影響の定量的把握、(2)糸状性微生物群の代謝の解析、(3)代謝情報に基づき糸状性微生物群の増殖を一定量以下に制御する方法の確立、(4)固液分離に適した膜の開発、の4つであった。糸状性微生物群の定量とその固液分離、栄養塩除去性能との関係の解明を目的として、都市下水処理施設4ヶ所を対象に、延べ30の反応槽から、夏と冬の2回にわたり活性汚泥のサンプルを採取した。14種類のDNAプローブを用いたFISH法により、採取した活性汚泥サンプル中の各種糸状性微生物量の多少を調べた。FISH実験の結果と活性汚泥を採取したときの各下水処理施設の固液分離性能のデータとを照合した結果、固液分離の悪化している反応槽では、Chloroflexi門に属する糸状性微生物が多く生息する傾向があると分かった。糸状性微生物群の増殖制御方法を確立するため、上記の下水処理施設4ヶ所の反応槽の構成と、FISH法で検出した各種糸状性微生物群の多少との関係を調べた。その結果、反応槽の構成により増殖を制御できる糸状性微生物(Proteobacteria門に属す糸状性微生物など)が多数存在することを確認した。しかし一方、固液分離障害との関係がみられたChloroflexi門に属する糸状性微生物は、反応槽の構成のみでは増殖制御が困難であることが予想された。糸状性微生物群の固液分離に適した膜の開発を目的として、PTFE平膜の開発を行った。膜の細孔径や表面の疎水性を変えて、活性汚泥の固液分離実験を行うことにより、固液分離に伴う汚染の少ない膜を開発することができた。研究当初に計画した項目、「(1)糸状性微生物群が固液分離と栄養塩除去性能に及ぼす影響の定量的把握」においては、固液分離の悪化に影響を与える糸状性微生物の候補を特定するに至った。特定した糸状性微生物群の代謝の解析(研究項目(2))については、当初の計画より研究が遅れているものの、その増殖を一定量以下に制御する方法の確立(研究項目(3))については、研究実績の概要に示したとおり下水処理施設の反応槽の構成と糸状性微生物群の多少との関係について研究を進めている。

また予定よりも早く、実験室規模の反応槽の運転を開始しており、槽内に生息する糸状性微生物量の増減から、増殖制御に有効な運転条件を明らかにするための実験を進めている。さらに活性汚泥の固液分離膜の開発(研究項目(4))においては、膜の細孔径や表面の親・疎水性を操作することにより、既存の膜よりも低ファウリング性に優れた膜の開発に既に成功している。以上4点の研究項目の進捗を総合的に判断した結果、おおむね計画通り順調に進展していると評価した。・下水処理施設において固液分離の悪化との関係がみられたChloroflexi門に属する糸状性微生物、および栄養塩除去性能に影響を及ぼす糸状性微生物のDNA塩基配列情報を取得し、各種廃水処理施設における存在量を定量的に把握する手法の開発を行う。・Chloroflexi門に属する糸状性微生物群および栄養塩除去性能に影響を及ぼす糸状性微生物について、種々の環境条件における増殖速度や代謝活性を調べる。得られた結果から同微生物群の増殖や代謝活性を制御するために必要な環境条件を明らかにする。・Chloroflexi門に属する糸状性微生物および栄養塩除去性能に影響を及ぼす糸状性微生物の増殖抑制に効果のありそうな代謝情報や下水処理施設の運転条件に基づいて、実験室規模の廃水処理反応槽の運転を行い、糸状性微生物の増殖が制御可能となる条件を明らかにする。次年度は活性汚泥からChloroflexi門に属する糸状性微生物群を単離・培養し、その増殖速度や代謝活性を調べるため、マイクロマニピュレーションによる単離、滅菌廃水を培地とした集積培養、を行う計画である。今年度に購入を予定していたマイクロマニピュレーションシステムおよび倒立型ルーチン顕微鏡(総額150-200万円程度)は、上記の実験計画の遂行の遅れにより、次年度に購入することに変更した。今年度の「収支状況報告書」において生じた残高(次年度使用額)は、主に上記の物品購入計画の変更によるものである。
曲がった時空上の超弦理論とホログラフィック・デュアリティー

本年度は昨年度に引き続き、N=2超対称リュービル理論および、それと等価と信じられているN=2超対称SL(2)/U(1)コセット模型(2次元ブラックホール)を曲がった時空上の超弦理論に応用する研究を行った。特に、ある種のブラックホール時空における時間に依存するD0-ブレーン(D-particle)のダイナミクスに関し、境界共形場理論を用いた研究を行った。時間に依存する曲がった背景上の弦理論は、近年ますますその重要性が強く認識されるようになっているが、弦理論においてのユークリッド時空からローレンツ時空への解析接続(`ウィック回転')は、様々な理論的困難を包含し、さらなる理解が待ち望まれている。本研究では、2次元ブラックホール時空上のD-ブレーンを記述する境界状態に関し、物理的に妥当なウィック回転を提案し、ローレンツ時空での境界条件の選び方(真空の選び方)に関しても注意深く議論した。同時に、ブラックホールに吸収されるD0-プレーンからの閉弦の放出率を詳細に解析した。主要な解析結果として、無限遠の観測者が観測する`outgoingradiation'はホーキング温度での熱的ふるまいを示し、これはD0-ブレーンに吸収/放出される閉弦がブラックホールと熱平衡にあると解釈される。更に著しい結果として、ブラックホールに吸収される`incoming radiation'には、見かけ上のハゲドーン的ふるまい(弦理論で非常に高温で起こる現象)が出現することを示した。また、閉弦の放出率に関し、近年提案されている、`ブラックホール/ストリング転移'の現象とconsistentなふるまいが得られることを示した。超対称な、あるいは超対称性が破れたnon-compactな曲がった背景上の超弦理論は、ホログラフィック双対性等の多くの重要性を持ちながら、未だ世界面上のアプローチでは多くの未解決問題を有しており、本研究課題の中心テーマに据えられている。本年度、私は次の3つのテーマについて研究を行った。(1)N=1,N=2超対称ゲージ理論のArgyres-Douglasポイントの非摂動論的解析。(2)時間に依存して崩壊または生成されるD-brane(S-brane")に関する熱力学的考察。(3)N=2超対称Liouville理論におけるD-braneの厳密な構成。第1のテーマについては、近年発展した、一般化されたKonishi Anomaly方程式を用いた超対称ゲージ理論の非摂動論的解析の手法を用いて、Argyres-DouglasポイントのN=1への拡張を論じた。この手法は、Seiberg-Witten理論の自然な拡張と位置づけられ、4次元超対称ゲージ理論の相構造を探る強力な枠組みを与える。N=1、N=2のArgyres-Douglasポイントの近傍の相構造、スケーリング則などを解析し、また超弦理論での解釈に関して議論を行った。第2のテーマについては、S-brane背景の有限温度系の自由エネルギーの解析を行った。この系は、初期状態がどんなに低温であっても、十分に時間が経遅した後には、高温での弦理論に特有なHagedorn的ふるまいを示し、紫外領域の不安定性が生ずると予想されており、私の自由エネルギーの解析はその予想を裏付ける結果を与えた。第3のテーマでは、N=2超対称Liouville理論のD-braneについて、境界付き共形場理論の手法での解析を行った。Modular bootstrapと呼ばれる手法を用いて、N=2 Liouville理論のD-braneを記述する厳密な境界状態を初めて決定することに成功した。この成果により、現在もなおchallengingなテーマであるnon-compactな曲がった背景上のD-braneの厳密な記述に関して、大きな進展が期待されることとなった。このテーマについては、本研究課題の期間中、引き続き詳細な研究を遂行したいと考えている。本年度は昨年度に引き続き、N=2超対称リュービル理論を曲がった時空上の超弦理論に応用する研究を行った。まず、非コンパクトカラビ・ヤウ多様体上の超弦理論に関する系統的な研究を行った。閉弦のセクターについては、モジュラー不変分配関数と楕円指数の計算、更に物理的に重要なmassless状態のスペクトルの解析を行った。開弦のセクターについては、D-ブレーンスペクトラムとannulus振幅、とりわけ開弦のウィッテン指数についての詳細な解析を行い、モデルの物理的および幾何的解釈に対して一定の成果を得た。この研究を通じ、我々が解析したモデルは、現在超弦理論における様々なホログラフィック双対性の研究において重要視されている、「コニフォルド」と呼ばれる特異性を持ったカラビヤウ多様体の自然な拡張とみなされることが明らかとなった。また、N=2超対称リュービル理論の別のシステムへの応用として、NS5-ブレーン背景上の時間に依存するD-ブレーンの詳細な研究を行った。超弦理論における時間に依存する系の研究は、宇宙論への応用も視野に入れ、現在多くの研究者にその重要性が認識されている。この研究では、特にNS5-ブレーンからの重力相互作用を受けて運動するD0-ブレーン('D-pariticle')のダイナミクスを境界共形場理論を用いたアプローチによって詳しい解析を与えた。主要な解析結果として、D0-ブレーンからの閉弦の放出率に関し、'見かけ上の'ハゲドーン的振るまい(弦理論で非常に高温で起こる現象)が出現することを示した。この研究は現在も更に継続させており、ブラック・ホールに吸収されるD0-ブレーンの時間に依存するダイナミクスへの応用を試みて、一定の成果を得るに至っている。

(現在、論文を準備中。)本年度は昨年度に引き続き、N=2超対称リュービル理論および、それと等価と信じられているN=2超対称SL(2)/U(1)コセット模型(2次元ブラックホール)を曲がった時空上の超弦理論に応用する研究を行った。特に、ある種のブラックホール時空における時間に依存するD0-ブレーン(D-particle)のダイナミクスに関し、境界共形場理論を用いた研究を行った。時間に依存する曲がった背景上の弦理論は、近年ますますその重要性が強く認識されるようになっているが、弦理論においてのユークリッド時空からローレンツ時空への解析接続(`ウィック回転')は、様々な理論的困難を包含し、さらなる理解が待ち望まれている。本研究では、2次元ブラックホール時空上のD-ブレーンを記述する境界状態に関し、物理的に妥当なウィック回転を提案し、ローレンツ時空での境界条件の選び方(真空の選び方)に関しても注意深く議論した。同時に、ブラックホールに吸収されるD0-プレーンからの閉弦の放出率を詳細に解析した。主要な解析結果として、無限遠の観測者が観測する`outgoingradiation'はホーキング温度での熱的ふるまいを示し、これはD0-ブレーンに吸収/放出される閉弦がブラックホールと熱平衡にあると解釈される。更に著しい結果として、ブラックホールに吸収される`incoming radiation'には、見かけ上のハゲドーン的ふるまい(弦理論で非常に高温で起こる現象)が出現することを示した。また、閉弦の放出率に関し、近年提案されている、`ブラックホール/ストリング転移'の現象とconsistentなふるまいが得られることを示した。
難治性腫瘍に対するＨＳＶ１型アンプリコンシステムを用いた新規遺伝子治療の開発

マウスGM-CSFが直列に繰り返して組み込まれたHSV-1由来のアンプリコンベクターを作成し、卵巣癌腹膜播種モデルマウスに接種して治療した。mGM-CSFアンプリコンにより、腹膜腫瘍の縮小効果、生存の延長が認められた。免疫細胞を精査したところ、局所へのCD8陽性T細胞の誘導が認められ、腫瘍特異的な免疫の誘導が確認された。次にマウスIL-2を組み込んだアンプリコンベクターを作成し、細胞に感染させその上清中にIL2が分泌されていることを確認した。昨年度、C3B6F1マウスにマウス卵巣癌細胞(OV2944-HM-1)を腹腔内に接種し、卵巣癌腹腔内播種モデルマウスを作成した。腫瘍接種3日後よりマウス顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(mGM-CSF)を組み込んだHSVアンプリコンあるいは腫瘍溶解単純ヘルペスウイルスHF10を腹腔内に3回接種したところ、mGM-CSFアンプリコン群で最も生存が延長した。病理学的にも腹膜転移腫瘍の抑制効果を確認し、腫瘍周囲にCD4もしくはCD8陽性T細胞が認められた。同時に脾臓を採取し脾細胞の分画を調べたところ、CD4陽性T細胞の増多が認められた。今年度は、その卵巣癌腹腔内播種モデルマウスにおいて癌細胞に特異的な抗腫瘍免疫が誘導されていること、その抗腫瘍免疫はIFN-γ、TNF-αにより誘導されていることが観察された。またCD4、CD8陽性細胞を除去して検討したところ、この抗腫瘍免疫においてCD4陽性T細胞が主要な役割を担っていることが明らかになった。また、マウス腹腔内に播種した腫瘍にHF10が感染していることを示した。以上の内容を昨年論文として発表した。さらなる抗腫瘍効果を得るために、GM-CSF以外のサイトカインによる治療法を模索した。抗腫瘍免疫を誘導するインターロイキン(IL)としてIL-2、IL-12が有用な候補であると考え、まずIL-2をHSVのアンプリコンプラスミド(HSVの複製開始点とパッケージングシグナルを含む)に組み込んだ。シークエンサーにより遺伝子配列を確認し、プラスミドとHF10のゲノムを遺伝子導入し、その細胞上清からIL-2が分泌されていることをELISAで確認した。6週齢のC3B6F1マウスにマウス卵巣癌細胞(OV2944-HM-1)を腹腔内に接種し、卵巣癌腹腔内播種モデルマウスを作成した(day0)。無治療のマウスは腹水貯留、癌性腹膜炎などにより30日以内に死亡した。3日後よりHF10、あるいはmGM-CSFアンプリコンを腹腔内に3回接種した(day3, 6, 9)。偽治療群には同時期に同量のPBSを接種した。HF10投与により有意な生存の延長が認められたが、mGM-CSFアンプリコンによりさらに有意な延長が認められた。治療10日後(day13)に開腹したところ、HF群では腫瘍の播種や腹膜への腫瘍浸潤がある程度抑えられていて、mGM-CSFアンプリコン群で腫瘍の播種や腹膜への腫瘍浸潤がさらに抑え込まれたことが確認できた。最終治療の1、3日後(day10, 12)に腹膜を摘出し、T細胞の腫瘍細胞への浸潤を免疫組織学的に精査した。HF10、mGM-CSFアンプリコン治療群において、縮小した腹膜腫瘍周囲にCD4陽性T細胞、CD8陽性T細胞の浸潤が認められた。また治療10日後(day13 )に採取した脾臓内の白血球分画を調べたところ、HF10、mGM-CSFアンプリコン治療群においてCD4陽性T細胞、CD8陽性T細胞の増加が認められた。また、現在使用しているHSVのアンプリコンプラスミド(HSVの複製開始点とパッケージングシグナルを含む)に他のサイトカインの遺伝子を組み込んでいる。IFN-γ誘導因子であるIL-12を抗腫瘍効果のあるサイトカインの候補として考えているため、現在IL-12を組み込んだHSVアンプリコンプラスミドを作成している。昨年度まで、GM-CSFを組み込んだHSVアンプリコンを用いて、卵巣腹膜播種モデルマウスにおける抗腫瘍効果と、治療により誘導された抗腫瘍免疫について解析をしてきた。さらなる抗腫瘍効果を得るために、本年度は抗腫瘍免疫を誘導するIL2を組み込んだHSVアンプリコンを作製し(IL2アンプリコン)、2種類のメラノーマ細胞株による両背部皮下腫瘍モデルマウスを用いてIL2アンプリコンによる抗腫瘍効果を検討した。B16 melanoma細胞で両背部皮下腫瘍モデルを作製し、腫瘍径が約5mmに達した時から週2回、合計8回右側に腫瘍にのみHF10、IL2アンプリコン+HF10、PBSを接種した。

PBS投与群が全匹死亡した46日後の生存率は、PBS投与群に比べHF10治療群(p=0.026)、IL2アンプリコン治療群(p=0.032)共に有意な延命効果が認められた。60日後の生存率はHF治療群(p=0.21)よりもIL2アンプリコン治療群(p=0.056)の方がより高い延命効果が認められた。IL2アンプリコン+HF10治療群は接種側腫瘍に対して有意な腫瘍抑制効果を認めたが、非治療側への抑制効果は認められなかった。次にClone M3細胞で両背部皮下腫瘍モデルを作製し、同様に治療を行った。治療側ではHF10治療群、IL2アンプリコン+HF10治療群共にPBS接種群に比べ有意に腫瘍を抑制し、非治療側においてもIL2アンプリコン治療群でHF10治療群には見られない抑制傾向が認められた。生存期間はHF10治療群、IL2アンプリコン群共にPBS群に比べ有意な延長が認められた。このように2種類のメラノーマ腫瘍モデルを用いてIL2アンプリコン+HF10による治療はHF10単独による治療よりもさらに効果的な抗腫瘍効果が得られることが示された。ウイルス学マウス卵巣癌細胞腹膜播種モデルにおいては、抗腫瘍効果とその免疫動態などにつき観察を終えた。また、IL-2アンプリコンプラスミドを作成し、アンプリコンプラスミドとHF10ゲノムを遺伝子導入した細胞からIL-2が分泌されていることを確認した。卵巣癌腹腔内播種モデルマウスを作成し、各治療によりマウスの生存が延長されることを認めた。組織学的にも腹膜転移腫瘍の縮小が確認され、CD4、CD8陽性T細胞の浸潤が免疫組織学的に認められた。また、フローサイトメトリーにおいて脾臓内にCD4、CD8陽性T細胞が増加していることが認められた。初年度に計画していたIL12を組み込んだアンプリコンは作製途中ではあるが、mGM-CSFアンプリコンを用いておおむね順調に結果がでている。今後はアンプリコンプラスミドを遺伝子導入した細胞にHF10を感染させることにより、HSV-1のエンベロープを有したアンプリコンベクターを作成する予定である。アンプリコンベクターを癌細胞に感染させることによりIL-2が分泌されることを確認して、動物モデルによる治療効果、免疫動態、抗腫瘍免疫を検討する予定である。卵巣癌については、治療後に採取した脾細胞を卵巣癌細胞で刺激して、抗腫瘍サイトカインの分泌や細胞障害効果を検討する予定である。また、invitroにおける効果を検討するため、卵巣癌細胞におけるHF10の増殖、HF10による細胞障害効果なども検討する予定である。IL-12を組み込んだアンプリコンプラスミドは、HF10をヘルパーウイルスとして粒子化して、動物実験に使用できる状態にする予定である。GM-CSFアンプリコンは予定どおり実験を行った。同時に行っているIL-2アンプリコンは作製中であり、完成間近である。完成次第動物実験に入る予定である。そのため、IL-2アンプリコン完成後に予定していたサイトカイン測定キットとマウスの使用が延期している。IL-2アンプリコンが完成次第、サイトカイン測定キットでIL-2濃度を測定し、マウスを用いた治療実験を行う。実験動物(マウス)を使用し、抗腫瘍効果の検討を引き続き行う。また、卵巣癌細胞やマウス脾細胞の培養などin vitroの実験のための培養液やプラスチック培養器が必要である。
多因子疾患パーキンソン病遺伝子の解明とオーダーメイド医療をめざした至適薬剤の選択

パーキンソン病(PD)は多因子遺伝性疾患と考えられ、家族性PDではα-synucleinやparkin遺伝子が発見されたが、患者の大部分を占める孤発性PDでは疾患感受性遺伝子は証明されていない。本研究では、候補遺伝子から未知のSNPを探索し、SNPをもとに患者群と正常群で階層化も考慮した関連解析を行い疾患感受性遺伝子を同定すると同時にSNPと各薬剤への反応性、副作用との関連を明らかにしオーダーメイド治療法を確立する、ことを目的とし以下の結果を得た。1)効率的な患者の階層化を行うための臨床データ取得のチェックシートを作成し、特異な病型として、1)振戦型2)固縮無動型3)動作緩慢型4)姿勢調節障害型5)重症痴呆合併例を抽出した。2)PD患者、正常対照そ約250名を対象にし、PDの疾患関連候補遺伝子の翻訳領域に存在しかつアミノ酸の変化を伴うもの数十遺伝子選択しタイピングを行い、BDNF遺伝子480G/AのAAホモ接合体がPD患者では正常対照に比し有意に多いこと、UCH-L1遺伝子S18YのCアレルに関してPDで有意に多いことを見い出し報告した。4)PDの専門家であり、かつ多数の患者を診療している順天堂大、香川中央病院との共同をまとめ、臨床分類、臨床評価シート作成、UPDRSでのscore化、文書によるインフォームドコンセントのあるDNAサンプルを約550収集した。特に順天堂大学はパーキンソン病患者は多く未採血700例が存在すると考えている。5)2001年秋はじめて孤発性PDで鎖のある領域が発表されたので、そこに重点をおき関連解析を行い得るし、またpool DNAによるゲノムワイドマイクロサテライト関連解析も同時に行う。
QOLを考慮した高齢者の家庭内での活動範囲拡張支援システムに関する研究

高齢者の家庭内での活動範囲の拡張を目的として,高齢者の活動を見守るモニタリングシステムおよび日常生活を作業と捉え家庭内での作業域の設計・改善を人工現実感を用いて支援できるシステムを中心に研究開発を行った.(1)住宅内での日常行動モニタリングシステム:高齢者の安全確保を目的として,家庭内での行動を画像処理を用いて見守るシステムを開発した.本システムの開発のために,自然光および天井照明の入り切りによる部屋の明るさの変化に対応できる人物の認識手法を開発した.また,モニタリングシステムを開発する過程において,高齢者が家庭内を容易に移動できるように補助する必要が生じたために,天井吊り移動補助具を提案した.手すりは部屋の中,扉には設置できないためにこの補助具を考案した.天井にレールを設置し,そのレールから紐を吊り下げる.紐を手すりの代わりに持ち移動する.実験の結果,紐をつかむ腕以外の身体部位の筋肉への負担(筋電)を2050%軽減できることが示された.(2)人工現実感を用いた住宅内行動分析システム:家庭内の様々な活動を被験者が仮想体験できるようにモーションキャプチャ機能を有する人工現実感装置を構築した.本システムにより,家具の高さ,奥行き等の寸法が高齢者の作業姿勢,日常生活活動における身体各部の軌跡に及ぼす影響の分析を可能にした.本研究に関連して,人体リンクモデルを用いた動作シミュレーション手法を開発した.上半身を8つの関節からなるリンクモデルにより表す.高齢者の身体的特性を考慮して各関節の曲げに対する抵抗および制約条件を設定する.そして,動作の始点と終点における手先の位置を指定して各関節の曲げ角度を求める問題を非線形計画問題として定式化した.本リンクモデルを用いて動作の概略を分析する.そして,動作の詳細な分析は人工現実感装置を用いて行えるようにした.高齢者の家庭内での活動範囲の拡張を目的として,高齢者の活動を見守るモニタリングシステムおよび日常生活を作業と捉え家庭内での作業域の設計・改善を人工現実感を用いて支援できるシステムを中心に研究開発を行った.(1)住宅内での日常行動モニタリングシステム:高齢者の安全確保を目的として,家庭内での行動を画像処理を用いて見守るシステムを開発した.本システムの開発のために,自然光および天井照明の入り切りによる部屋の明るさの変化に対応できる人物の認識手法を開発した.また,モニタリングシステムを開発する過程において,高齢者が家庭内を容易に移動できるように補助する必要が生じたために,天井吊り移動補助具を提案した.手すりは部屋の中,扉には設置できないためにこの補助具を考案した.天井にレールを設置し,そのレールから紐を吊り下げる.紐を手すりの代わりに持ち移動する.実験の結果,紐をつかむ腕以外の身体部位の筋肉への負担(筋電)を2050%軽減できることが示された.(2)人工現実感を用いた住宅内行動分析システム:家庭内の様々な活動を被験者が仮想体験できるようにモーションキャプチャ機能を有する人工現実感装置を構築した.本システムにより,家具の高さ,奥行き等の寸法が高齢者の作業姿勢,日常生活活動における身体各部の軌跡に及ぼす影響の分析を可能にした.本研究に関連して,人体リンクモデルを用いた動作シミュレーション手法を開発した.上半身を8つの関節からなるリンクモデルにより表す.高齢者の身体的特性を考慮して各関節の曲げに対する抵抗および制約条件を設定する.そして,動作の始点と終点における手先の位置を指定して各関節の曲げ角度を求める問題を非線形計画問題として定式化した.本リンクモデルを用いて動作の概略を分析する.そして,動作の詳細な分析は人工現実感装置を用いて行えるようにした.本研究では,高齢者の家庭内での活動範囲の拡張支援システムの開発を開発する.活動範囲を拡張するために,移動を補助するための手すり,移動補助具の開発日常生活活動における作業姿勢,筋負担を分析・軽減するための人工現実感を用いた活動範囲拡張支援システムの開発を中心行っている.本年度の研究成果概要を以下に述べる.(1)高齢者の家庭内での活動状況モニタリングシステム:高齢者の安全確保を目的として,家庭内での活動状況および生活のリズムの変化を画像処理を用いてモニタリングできるシステムを開発した.本システムの開発のために,自然光による部屋内の明るさの変化に対応できる人物の認識手法,および生活のリズムのモデル化手法を提案した.(2)手すりの効果の分析:家庭内での移動を補助するために用いられている手すりの効果を分析した.家庭内の玄関,廊下,台所において,手すりの高さが高齢者の歩行姿勢および歩行時の足,腰および腕の筋負担に与える影響および手すり使用時の身体各部位の筋負担の相互関係を明らかにした.(3)人工現実感を用いた家庭内活動範囲拡張支援システムの開発:家庭内の様々な活動を被験者が仮想体験できるようにモーションキャプチャ機能を有する人工現実感装置を構築した.本システムにより,家具の高さ.奥行きなどの寸法が高齢者の作業姿勢,日常生活活動における身体各部の軌跡に及ぼす影響の分析を可能にした.さらに,被験者が仮想空間内で物を持ち上げたり,机などに手をついた感覚を与えることのできる力覚装置を開発した.本研究は,高齢者の家庭内での活動範囲を拡張することを支援できるシステムの開発を目的としている.本年度の研究成果の概要を以下に述べる.(1)人体リンクモデルを用いた作業域設計手法の開発:中高齢者の動作を人体リンクモデルを用いてシミュレーションを行う手法を開発した.上半身を8つの関節からなるリンクモデルにより表す.本リンクモデルを用いてサーブリグ記号の第1類に分類される動作に対して高齢者の身体的特性を考慮して各関節の曲げに対する抵抗および制約条件を設定する.