hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多様性の取組み姿勢が組織成果に作用するメカニズム－ポジティブアクションと業績回復

世界金融危機前後の戦略の変化、取組み姿勢の変化をどのように受け止め実行したか、そのことが職場の成果にどのような影響を与えたかを調査した。その結果、次のようなことが明らかになった。第1に、危機前から正の効果を期待して主体的に取り組んでいた企業は、それ以外の企業と比べて業績回復が早い。つまり、危機前の好況期に多様性をいかす組織作りに取り組んでいた企業の業績は、一時的な低下後、速やかに回復していた。第2に、金融危機後、多様性をいかそうと取り組んだ企業は、それ以外の企業に比べて業績が回復していなかった。事業環境の激変悪化時に慌てて取り組むと、多様性の負の効果が大きい。第3に、危機前にも後にも取り組まなかった企業は、危機前から主体的に取り組んだ企業に次いで回復が早い。つまり、事業環境が激変悪化した際には取り組まない方が賢明ということが明らかになった。本研究の目的は、世界金融危機前後における多様性の取組姿勢が組織成果に作用するメカニズムの解明である。平成27年度から29年度までに、1)既存の調査研究のサーベイ、2)定量分析、3)定性分析、4)海外研究者からの情報・資料収集の4つの方法で、調査を実施した。世界金融危機前後における企業の取組姿勢と危機後の業績回復との関係を分析した結果、第1に、危機前からプラス効果促進に取り組んだ企業は、業績回復が早い。第2に、危機後に取り組みを始めると、マイナス効果が露呈する。事業環境が激変した際には取り組まない方が賢明である。つまり、多様性の取組は、好況期に予め着手すると有効であることが明らかになった成果尺度や時期の区切り方などの統計処理に課題があるようなので、再度、数値データを加え、その点の改善を本年度中に進めたい定性調査については、ヒアリング選定先を決めて進めていきたい。引き続き、国内外の研究者と交流しながら論文をブラッシュアップしていきたい。最終年度である、平成29年には、引き続き次の4つの方法で調査を行いながら、研究成果の発表を行う。1)既存の調査研究のサーベイ(欧米の先進事例と調査結果の収集)、2)定量分析(多様性の取組み姿勢が組織成果に作用するメカニズム、個別企業全従業員調査)、特定の企業(多様性の取組み姿勢の変化が業績回復にマイナスに影響した企業と、プラスに影響した企業)に対し、従業員アンケート調査を行う。世界金融危機前後の戦略の変化、取組み姿勢の変化をどのように受け止め実行したか、そのことが職場の成果にどのような影響を与えたかを明らかにする。3)定性分析:多様性の取組み姿勢が組織成果に作用するメカニズム(企業ヒアリング調査)、組織のパフォーマンスに結びつくプロセスを解明するため、2)のアンケート調査を実施した企業において、トップマネジメント、人事担当者、現場マネジャー、メンバーへのヒアリング調査を行う。世界金融危機前後の戦略の変化をどのように受け止め、施策を企画・実行したか、またそれが職場のフォールトライン形成とコンフリクト発生、コミュニケーションの齟齬さらには職場成果に影響を与えたかについて聞き取りを行う。4)海外の研究者からの情報・資料収集さらに、多様性の取り組み姿勢が組織成果に作用するメカニズムの解明ついて、得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行う。
進行性ミオクローヌスてんかん発症機構に関する神経病理学的検討

平成14・15年度は、進行性ミオクローヌスてんかん(PME)の病因として本邦での発生頻度が高い遺伝性歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(DRPLA)剖検脳での病理学的検討を行い、PMEの既往を有する小児期症のDRPLA例ならびにPME既往を有さない成人発症DRPLA例において、剖検組織を用いた後方視的な解析を行った。脳幹部では神経伝達物質、神経ペプチド、カルシウム結合蛋白にPME特有な異常所見を認めないのに対して、大脳辺縁系を含む大脳皮質ではGABA作動性の抑制性神経細胞の指標であるカルシウム結合蛋白の表出障害がPME既往症例優位にみられ、一方、興奮性アミノ酸毒性制御に関係するグルタミン酸トランスポーターの表出はPMEを呈した例でも軽度の低下にとどまることを明らかにした。平成15・16年度は、DRPLAに次いで発生頻度の高いPMEの原因疾患であるラフォラ病と神経性セロイド・リポフスチノーシス(NCL)に関して、剖検脳での免疫組織化学的解析に加えて、共同研究を行っている都立府中療育センタ-に入所している患者さんから同意の下、提供された生体資料での酵素標識免疫吸着測定法(ELISA)による予備的検討を行った。ラフォラ病の神経変性においては、アポトーシスによる神経細胞死は明らかではなかったが、グルタミン酸トランスポーターの表出の選択的障害がみられ、興奮性アミノ酸毒性の関与が示唆された。また、剖検脳での免疫組織化学的検討と尿を用いたELISA解析によりDNAの酸化的障害の関与が確認された。一方、NCLでは、罹病期間の長さに比例してGABA作動性の抑制性経細胞の減少がみられけいれんの重症度と関係する可能性が示唆された。一方、グルタミン酸トランスポーターの表出低下はカルシウム結合蛋白の障害より軽度であり、興奮性アミノ酸毒性に比べGABA系神経の障害がより高度であると推定された。本年度は進行性ミオクローヌスてんかん(PME)の病態を明らかにしPMEの治療法開発に貢献するため、PMEの既往を有する小児期発症の遺伝性歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(DRPLA)例ならびにPME既往を有さない成人発症DRPLA例において、剖検組織を用いた後方視的な検討を行った。脳幹部連続切片の通常染色標本とモノアミン系神紹云達物質(Tyrosine Hydroxylase、Tryptophan Hydroxylase)、神経ペプチド(Substance P、Methionine-Enkephalin)、カルシウム結合蛋白(Calbindin D28K、Parvalbumin)、に対する免疫組織化学染色による解析では、脳幹被蓋の容量は減少していたにもかかわらず機能マーカーの表出は保たれPMEを呈した症例に特有な異常所見を見出せなかった。一方、同一剖検例の大脳辺縁系での免疫組織化学的解析においては、カルシウム結合蛋白に対する免疫染色ではGABA作動性の抑制性介在神経細胞の減少がPMEを呈した症例優位に認められた。また、興奮性アミノ酸毒性制御に関係するグルタミン酸トランスポーターの表出はPMEを呈した例で軽度の低下を認めたのみであった。脳幹部での解析においてPME特異的な異常を認めなかったことと合わせ、DRPLAのPME発症に大脳辺縁系でのGABA作動性の抑制性神経系の機能異常が関与する可能性が考えられた。これらの成果の一部を2002年9月軽井沢で開かれた第4回アジア太平洋てんかん学会議で発表した。また関連した研究課題を同月北京で開かれた第9回国際小児神経学会で発表した。

進行性ミオクローヌスてんかん(PME)の治療法開発に貢献するため、PMEの病因として本邦での発生頻度が高い遺伝性歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(DRPLA)に関して、剖検脳組織を用いた後方視的な検討を本研究において進めてきた。昨年度、脳幹部での解析ではPME特異的な異常を認めず、一方、大脳辺縁系での解析ではGABA作動性の抑制性神経系の異常が認められることを報告した。本年度はGABS作動性の抑制性神経系の機能異常が、大脳辺縁系以外の大脳皮賃でも認められるかどうか検討を行った。対象はDRPLA剖検例14例と年齢相当正常対照10例で、DRPLA例はPMEの既往を有する若年型7例・早期成人型2例、PME既往を有さない後期成人型5例。前頭葉、頭頂葉の連続切片でGABA作動性の抑制性神経系の指標であるカルシウム結合蛋白と興奮性アミノ酸毒性を制御するグルタミン酸トランスポーターに対する免疫組織化学染色を施行し、陽性構造を評価した。カルシウム結合蛋白に対する免疫染色では、Calbindin-D28K優位にGABS作動性の抑制性介在神経細胞が高度に減少し、Parvalbumin陽性細胞にも中等度の減少がみられたが、Calretinin陽性細胞は比較的保たれていた。これらの変化はPME既往のある症例に優位にみられたが、両者の差は有意ではなかった。一方、グルタミン酸トランスポーターに関しては、極少数例がグリア細胞系トランスポーターの表出低下や神経細胞系トランスポーターの表出増強を示したが、比較的保たれていた。これらの結果は昨年度明らかにした大脳辺縁系での解析結果と共通しており、DRPLAでのPME発症に、GABA作動性の抑制性神経系の機能異常が関与していることが強く示唆された。なお、これらの成果の一部を2003年10月仙台市で開かれた第37回日本てんかん学会で発表した。平成14・15年度は、進行性ミオクローヌスてんかん(PME)の病因として本邦での発生頻度が高い遺伝性歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症剖検脳での病理学的検討を行い、脳幹部では神経伝達物質、神経ペプチド、カルシウム結合蛋白にPME特有な異常所見を認めないのに対して、大脳辺縁系を含む大脳皮質ではGABA作動性の抑制性神経細胞の指標であるカルシウム結合蛋白表出がPME症例優位に認められことを明らかにした。本年度は、遺伝性歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症に次いで発生頻度の高いPMEの原因疾患であるラフォラ病と神経性セロイド・リポフスチノーシスに関して、剖検脳での免疫組織化学的解析に加えて、共同研究を行っている都立府中療育センターに入所している患者さんから同意の下、提供された生体資料(尿・血液)での酵素標識免疫吸着測定法(ELISA)による予備的検討を行った。ラフォラ病の神経変性においては、アポトーシスによる神経細胞死は明らかではなかったが、グルタミン酸トランスポーターの表出の選択的障害がみられ、興奮性アミノ酸毒性の関与が示唆された。また、剖検脳での免疫組織化学的検討と尿を用いたELISA解析によりDNAの酸化的障害により産生される8-hydroxy-2'一deoxyguanineの増加が確認され、酸化的障害のラフォラ病神経変性への関与が示唆された。
過疎地における時間概念を考慮した社会会計表の構築に関する基礎的研究

本研究は,過疎問題を考える上で最低限必要となる基盤データを整備することである.特に,一般的に整備された経済指標のみではなく,過疎地域という社会経済状況をより正確に表現可能なデータ整備(われわれは,過疎地域における時間概念を考慮した社会会計表:"過疎地時間SAM"と呼ぶ)を行うことを目的としている.この過疎地時間SAMは,通常の社会会計表を時間単位で再構築し,それを過疎地域の社会活動を表現可能なように改良したものである.本研究は,過疎問題を考える上で最低限必要となる基盤データを整備することである.特に,一般的に整備された経済指標のみではなく,過疎地域という社会経済状況をより正確に表現可能なデータ整備(われわれは,過疎地域における時間概念を考慮した社会会計表:"過疎地時間SAM"と呼ぶ)を行うことを目的としている.この過疎地時間SAMは,通常の社会会計表を時間単位で再構築し,それを過疎地域の社会活動を表現可能なように改良したものである.国土計画を考える上で,過疎問題の重要性は論を待たない.人口減少・高齢化による影響は都市部だけの問題でなく,地方部(いわゆる過疎地域)でより深刻化しつつある.本来,国土計画では,今後のわが国の社会厚生を考える上で,都市部と地方部の社会基盤の整備・維持・財源調達をどのように実施していくかを考えていく必要がある.しかしながら,過疎問題を考える上で必要となる,情報(基盤データ)が不足しており,入手可能なデータは,限られた社会経済指標のみである.本研究の目的は,過疎問題を考える上で最低限必要となる基盤データを整備することである.特に,一般的に整備された経済指標のみではなく,過疎地域という社会経済状況をより正確に表現可能なデータ整備(われわれは,過疎地域における時間概念を考慮した社会会計表:"過疎地時間SAM"と呼ぶ)を行うことを目的としている.この過疎地時間SAMは,通常の社会会計表を時間単位で再構築し,それを過疎地域の社会活動を表現可能なように改良したものである.本年度はマクロ的近接法・ミクロ的近接法の基本的な考え方を整理し,鳥取県内の市町村を対象に実証的分析を実施した.国土計画を考える上で,過疎問題の重要性は論を待たない.人口減少・高齢化による影響は都市部だけの問題でなく,地方部(いわゆる過疎地域)でより深刻化しつつある。本来,国土計画では,今後のわが国の社会厚生を考える上で,都市部と地方部の社会基盤の整備・維持・財源調達をどのように実施していくかを考えていく必要がある.しかしながら,過疎問題を考える上で必要となる,情報(基盤データ)が不足しており,入手可能なデータは,限られた社会経済指標のみである。本研究の目的は,過疎問題を考える上で最低限必要となる基盤データを整備することである.特に,一般的に整備された経済指標のみではなく,過疎地域という社会経済状況をより正確に表現可能なデータ整備(われわれは,過疎地域における時間概念を考慮した社会会計表:"過疎地時間SAM"と呼ぶ)を行うことを目的としている.この過疎地時間SAMは,通常の社会会計表を時間単位で再構築し,それを過疎地域の社会活動を表現可能なように改良したものである,本年度はこの過疎地時間SAMの基本的構造の構築ならびにアンケート調査による項目の計測を終えた.具体的には県民経済計算から按分して求めるマクロ的アプローチによる過疎地時間SAMの作成,ならびに,アンケート調査から求めるミクロ的アプローチによる過疎地時間SAMの作成を行い,両者の整合性確認を行った.次年度以降,将来シナリオ分析を通じて,今後の利用方法に関して研究を進める予定である.国土計画を考える上で,過疎問題の重要性は論を待たない.人口減少・高齢化による影響は都市部だけの問題でなく,地方部(いわゆる過疎地域)でより深刻化しつつある.本来,国土計画では,今後のわが国の社会厚生を考える上で,都市部と地方部の社会基盤の整備・維持・財源調達をどのように実施していくかを考えていく必要がある.しかしながら,過疎問題を考える上で必要となる,情報(基盤データ)が不足しており,入手可能なデータは,限られた社会経済指標のみである.本研究の目的は,過疎問題を考える上で最低限必要となる基盤データを整備することである.特に,一般的に整備された経済指標のみではなく,過疎地域という社会経済状況をより正確に表現可能なデータ整備(われわれは,過疎地域における時間概念を考慮した社会会計表:“過疎地時間SAM"と呼ぶ)を行うことを目的としている.この過疎地時間SAMは,通常の社会会計表を時間単位で再構築し,それを過疎地域の社会活動を表現可能なように改良したものである.本年度はこの過疎地時間SAMの基本的構造の構築ならびにアンケート調査による項目の計測を終えた.具体的には県民経済計算から按分して求めるマクロ的アプローチによる過疎地時間SAMの作成,ならびに,アンケート調査から求めるミクロ的アプローチによる過疎地時間SAMの作成を行い,両者の整合性確認を行った.さらに,将来シナリオ分析を通じて,実証分析を行った.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。
虚血網膜における細胞内カルシウム濃度の変化

目的:虚血網膜障害に重要な役割を為す細胞内カルシウム濃度を、網膜スライスモデルを使って測定する。材料と方法:体重約150200gのSDラット眼球を用いた。リンガー液に10mMのグルコースと2%のアガロースを加え、加熱してアガロースを溶かす。95%O_2/5%CO_2を飽和させながら25°Cまで冷却したものに新鮮な網膜を浸し、氷中で固まらせる。ただちに組織の薄切装置で400μmの網膜切片を作成する。10mMのfluo-3を含むグルコース含有リンガー液に切片を30分間浸し、さらに30分間グルコース含有リンガー液にてfluo-3を洗う。灌流装置に切片を固定し、95%O_2/5%CO_2飽和グルコース含有リンガー液中で安定した後、95%N_2/5%CO_2飽和マニトール含有リンガー液に交換し、細胞内カルシウムの濃度を測定するためにメリディアン社製の共焦点レーザー顕微鏡で画像を取り込んだ。励起波長は506nmで螢光波長は526nmを使用した。結果:網膜内層では、95%N_2/5%CO_2飽和マニトール含有リンガー液に交換するとすぐに細胞内カルシウム濃度は上昇した。5分後にプラトーに達し、さらに5分ほどすると再びカルシウム濃度は上昇していった。95%N_2/5%CO_2飽和マニトール含有リンガー液にしてから5分以内に95%O_2/5%CO_2飽和グルコース含有リンガー液中に戻すと元に戻るが、10分以上経つと戻りにくかった。網膜外層では、基本的には網膜内層と似た応答をするが、上昇と戻りのカーブがゆっくりとしていた。結論:網膜スライスで虚血モデルを再現することが出来、細胞内カルシウムの応答を調べることが出来たが、組織の作製方法や螢光色素の選択などでまださらに検討を要すると考えられた。
アレルギー疾患の病態形成に関与する新規エフェクター分子の機能解析

気管支喘息の発症においてTh2サイトカインの一つであるIL-13の重要性が知られている。本研究において、Toll-like4受容体を介した刺激がIL-13産生を抑制すること、IL-13と受容体とのアミノ酸レベルでの結合様式、IL-13が陰イオンチャネルであるpendrinを介して炎症を誘導していることを明らかにした。これにより、IL-13による気管支喘息の発症機序をより明らかにすることができた。Th2型サイトカインであるIL-13によるアレルギー疾患の病態形成機序を明らかにするために,我々は以前マイクロアレイ法を用いて網羅的に気管支上皮細胞におけるIL-13誘導遺伝子を同定し,その中にイオンチャネルであるpendrinが含まれることを見出していた。今年度はこのpendrinについての機能解析を進め、以下の結果を得た。(1)初代培養気道上皮細胞をair-interface法にてIL-13存在下で培養すると、粘液産生細胞に分化しその分化した細胞においてマイクロアレイ法を用いた網羅的遺伝子解析を行った結果、誘導遺伝の中にpendrin遺伝子が含まれていた。(2)気管支喘息あるいはCOPDのモデルマウスの肺組織、あるいは喘息患者の肺組織においてpendrinの発現が増強していた。(3)気道上皮細胞株にpendrinを強制発現すると、粘液産生が亢進した。(4)マウス肺組織にウイルスベクターを用いてpendrinを強制発現させると、好中球浸潤とともに、粘液産生が亢進した。以上の結果より、pendrinは気管支喘息、COPDに共通した粘液産生における重要なメデイエーターであることが明らかとなった。今後pendrinの機能解析については、(1)pendrinノックアウトマウスを用いた気管支喘息、COPDのモデルマウスの病態におけるpendrinの役割についての検討、(2)pendrin発現細胞株を用いたpendrinによるムチン遺伝子発現機序についての検討、(3)製薬会社との共同研究によるpendrinに対する阻害剤の探索と、その化合物の気管支喘息、COPDに対する治療薬としての開発を計画している。Th2サイトカインであるIL-13とIL-4は共通のレセプターを持ち、同じ細胞内情報を伝達するにもかかわらず、生体内において両者は異なる生物作用を発揮し、気管支喘息などのアレルギー疾患の発症機序においてIL-4ではなくIL-13が中心的な役割を果たしていることが以前より大きな疑問として存在していた。今回、IL-13とIL-4の共通のレセプター構成成分であるIL-13受容体α1鎖とIL-13、あるいはIL-4との相互作用を、生化学的手法と構造生物学的手法を組み合わせて明らかにした。これにより、IL-13受容体α1鎖の76、77、78番目のリジン、リジン、イソロイシンの3つのアミノ酸がIL-13とは結合するが、IL-4とは結合しない能力を持っていることを確定した。これにより明らかとなったIL-13Rα1の性質により、なぜIL-13とIL-4が同じ濃度であってもIL-13の方が強いシグナルを伝達し、気管支喘息などのアレルギー疾患においてIL-13がIL-4に比べて中心的な役割を果たしているかについての分子的機序が説明できるようになった。現在、気管支喘息などのアレルギー疾患に対する治療薬としてIL-13阻害薬が開発されようとしており、本研究は、アレルギー分野におけるIL-13とIL-4に関しての大きな疑問に答えるばかりではなく、アレルギー疾患に対する治療薬の開発の基盤にもつながる成果として期待される。近年、気管支喘息、アトピー性皮膚炎、アレルギー性鼻炎といったアレルギー疾患が先進諸国を中心に増加しており、大きな社会問題となっている。その増加の原因として、衛生状態の改善によるものとする「衛生仮説」が提唱されている。アレルギー増加につながる具体的な環境要因の一つとして細菌成分であるリポポリサッカライドがあげられており、その暴露によりアレルギー性炎症が抑制されることが、疫学的な見地よりこの仮説は支持されている。しかし、その免疫学的機序は明らかでなかった。この点を明らかにするために、我々はリポポリサッカライドの受容体であるToll-like 4 (TLR4)受容体に対する刺激型抗体を作製し、喘息モデルマウスにおける影響について解析を行った。アレルゲン感作前にTLR4に対する刺激型抗体を投与したところ、アレルゲン感作が抑制され、その結果、アレルゲン吸入によって引き起こされる気道過敏性の亢進、好酸球を中心とした炎症細胞の浸潤といった喘息様の病態発症が抑制された。その免疫学的機序を解析した結果、リポポリサッカライドが樹状細胞を刺激してエンドトキシン寛容を生じ、共刺激分子の発現を抑制していた。そのため、樹状細胞によるアレルゲン特異的T細胞の活性化が抑制されていることが明らかになった。これらの結果は、現在のアレルギー疾患増加の原因を免疫学的に説明する根拠になると考えられた。さらに、TLR4刺激によるアレルギー炎症の抑制がアレルギー疾患に対する治療・予防に適用できる可能性が存在すると考えられた。
わが国の病院医療における診療領域別質評価指標の開発と臨床倫理の確立に関する研究

医療の質評価の尺度として何らかの指標が設定されたときに、数値化される治療成績などを改善しようとして、医師等の医療提供者側には行動の変容が起こるとされている。質の評価は、改善に向けたそのような行動変容を期待して行われるものであるが、時として指標を良くすることが目的化してしまい、患者に提供される医療の質の改善に繋がらないことも懸念される。本研究では、そのような弊害を防ぐ方法として「臨床倫理」を病院医療において確立することの妥当性を、病院関係者や専門家を交えたグループディスカッションやインタビュー等によって検討した。特に、急性期医療に比べて臨床指標の議論が遅れている慢性期の医療における問題点等を探った。また、個々の患者に提供される医療においては、「臨床倫理」が適切に機能していることをどのような事柄によって確認できるのかを、病院医師を対象とした「臨床倫理」に関する研修会を実施するなどして、実用可能なものが開発できるかどうかについても検討した。その結果、「臨床倫理」を確立することが臨床指標を使った医療の質改善の前提として極めて重要であり、また個々の医療においてはインフォームド・コンセントを巡る状況が、「臨床倫理」の適切さを反映しうる事項として有効ではないかと思われた。平成17年度は、米国の病院認定団体であるJCAHOにおける医療安全に関する基本的な方針について、公式ホームページから情報収集を行い質評価や病院認定などとの関係を調査した。また、療養病床に関する質評価指標の検討と高齢者ケアにおける臨床倫理に関わる諸問題の検討を行うために、高齢者の医療やケアなどの研究者と実務者の計8名によって「療養病床の機能と質評価に関する検討会」を組織し、平成18年1月20日に会議を開催した。会議では、平成18年度の政府予算の編成に際し、療養病床に関わる厚生労働省の方針の大幅変更を受けて、緊急的な検討課題として、政策変更に伴う療養病床への影響について議論した。次いで、急性期以外のケアの質評価に関する最近の研究成果について報告があり、患者の状態像把握の方法としてMDSのデータセットを活用し、入院患者の病状変化の予測値と実際の数値との乖離によって質の評価を試みる手法の紹介があった。この研究報告を受けて、わが国の療養病床におけるケアの質評価について意見交換を行った。さらに、今春の診療報酬改定で導入予定の患者の病状に応じた包括支払いは、患者のADLで3区分、医療必要度についても3区分し、痴呆の有無でさらに2区分追加した合計11区分のマトリックスに患者を分類し、各区分ごとに支払額が固定される仕組みであるが、この方法ではケア提供によって病状が好転した場合に支払額が減額される等、良質なケア提供の動機が阻害されるなどの多くの問題点が指摘された。一方、療養病床のケアに関わる倫理的な問題について、研究代表者の寺崎が臨床倫理の専門家へのインタビューやワークショップに参加するなどして、わが国の臨床倫理に関する研究動向の把握に努めた。その結果、高齢者ケアにおける倫理的問題の解決には、多職種によるカンファレンスを活用することが有効であるとの感触を得た。次年度以降は、療養病床の質確保に関する研究の継続とリハビリの臨床指標について新たに検討を開始する予定である。平成18年度の研究作業は、前年度に引き続き基礎的な資料の収集や現地調査を行って、研究課題に関わる周辺状況の把握を行った。さらに、先行的な事例として紹介された病院の管理者を招請したり、また専門分野の研究者の元を訪問したりするなどして、意見交換の機会を持って本研究の進め方についての示唆や専門知識の集積に努めた。まず臨床倫理に関しては、わが国の研究者による書籍や資料の収集を行い、一部については電子化された資料として入手することができた。また、医療における組織倫理の専門家と意見交換するなどして、医療に関連した倫理的な問題を系統的に整理・分類することを試みた。医療分野の倫理的問題は、「医の倫理」「生命倫理」「臨床倫理」「職業倫理」「組織倫理」など様々な捉え方をされており、本研究の課題とした「臨床倫理」の問題が、果たして研究者の間で同じ意味に理解されるものなのかどうかは、研究の初期段階から懸念されたところであった。

現在までの研究では、「臨床指標」など数値化されたデータによる評価が普及するにしたがって、医療に関わる専門職の行動にある種のバイアスを生じさせる可能性があり、それを防ぐための倫理基盤の構築を想定するならば、むしろ「組織倫理」という捉え方がより妥当ではないかという印象を持っようになった。一方、病院医療における領域別質評価指標の開発に関しては、研究代表者の寺崎が関与する財団法人日本医療機能評価機構における質評価指標の開発と連動して作業を進める予定であるが、研究費の制約と評価機構での担当分野との関係から、今後はリハビリテーションと療養病床における質評価に的を絞っていくことを考えている。この二つの領域は、平成18年の診療報酬改定を受けて、従来とかなり違った視点から診療報酬上の評価が行われるようになったため、それに対する現場の対応を把握する必要あり、日本療養病床協会の協力を得て、2つの長期療養型病院を訪問して療養病床における質評価への影響なども緊急的に調査した。平成19年度においては、昨年度に引き続き研究代表者の寺崎をはじめ研究分担者の3名が、いずれも深く関わっている財団法人日本医療機能評価機構が行う病院機能評価事業との連携を深めながら研究活動を進めた。診療領域別の評価指標については、平成21年度に予定されている同事業の書面審査書類の改定に向けて、一部の診療科においては何らかの臨床指標の導入を予定しており、具体的な指標設定に向けて検討作業を進めている。一方、主として慢性期の医療を提供している病院を評価するためのツールとして用いられている「療養病床版固有評価項目(第8領域)」については、統合版評価項目(第1領域第6領域)の見直しと同時進行的に評価項目の見直しが進められており、平成18年度に行なわれた医療区分・ADL区分に基づく診療報酬の導入を踏まえながら書面審査項目の修正も行なうなど、実務面での作業に研究者の立場から協力して研究実績を積み重ねつつある。また、付加機能評価として行なわれているリハビリテーション機能評価に関しては研究代表者の寺崎が主導的に関わっており、書面審査項目の見直しを重点的に進めた結果、質評価指標としてFIMなどによるADLの改善度等を測定することが検討された。しかし、特許権などの問題もあり、FIMを制度的な仕組みとして組み込むことは難しいとの指摘もあり、今後さらに検討を進めることにしている。なお、臨床倫理面に関する研究は、昨年度の研究において医療における倫理的側面が多方面からアプローチされており、その結果、医の倫理、臨床倫理、生命倫理、職業倫理、組織倫理など様々な用語が使われていることから、今一度、医療における倫理的問題の整理に取り組みながら、臨床指標の導入に伴う倫理的課題の明確化を再度試みる予定であり、具体的な対応策に関してもその検討過程においてイメージされてくるのではないかと期待している。本研究年度においては、研究代表者の寺崎が所属大学を変更することになり、大学附属病院の安全管理部門の責任者として医療現場に近いところで研究を継続することになった。それにより、今までの研究の方向性を、データの収集とその解析を中心に行うことから、実際の医療現場での実践活動を踏まえた医療の質測定のあり方へと軸足を移していく予定であった。しかし、研究環境が大きく変わったために調査研究の作業の進行が遅れがちになり、最終報告書の作成については予定より大きく遅れる見込みである。
全包括的な火山噴火現象解明を目指した模擬火山実験

火山噴火を模擬する室内実験を行い,圧力変化や空中音波を計測した.模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し,その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った.その結果,この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された.また,気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では,3種類のメカニズムが存在すること,空中や水中の音波という観測可能量から音源の情報を引き出すためには,メカニズムの特定が重要であることが示された.様々な現象を包括する模擬実験を詳細に観察し,複雑な火山現象に対する新たな示唆が得られた.水あめの中で炭酸水素ナトリウムとクエン酸を混合して気泡を発生し,膨張・噴出をさせる噴火模擬実験を行った.この実験において,ゆっくりとした圧力上昇と急激な減圧を周期的に繰り返すノコギリ波状圧力変動(STW)が見られた.STWは,実際の火山活動でも普遍的に見られる変動現象であるため,この変動に注目した実験とモデル構築を行った.実験系の基本的構成要素は,空気槽とその上に鉛直に立てた円筒である.円筒の中には,初期に一定量の水あめを入れておく.流量を精度よく制御して空気槽に供給される空気が,円筒の中の水あめを押し上げ上に抜ける.空気槽体積,空気の流量,円筒内の水あめをパラメータとして,空気槽内圧力変化がSTWを示す条件とそのメカニズムを調べた.その結果,十分大きな空気槽体積と流量において,空気が一気に抜ける急減圧が発生し,STW型の圧力変動の見られることが分かった.また,流量をさらに上げることで,STWは周期的なふるまいから非周期的なものへと変化することも見出した.本実験で見られた現象を表現する数理モデルを構築した.空気と水あめの質量保存の式と,非線形効果を含む円筒内の流動による圧力損失を考慮する.方程式系の数学的な構造は,実際の火山振動を対象としたいくつかの既存モデルと共通性を持っている.この数理モデルにより,周期的なSTWが発生する条件について,実験結果が良く説明された.本研究の火山学上の重要な意義は,繰り返し発生する圧力変動の特徴や周期性,あるいは,その乱れを作る上で,一つのイベントが次のイベントに影響を与える履歴効果の重要性が明らかになったことである.また,実験で観測されるような容器の圧力変動と,地表で観測される地殻変動や地震波を結び付けるため,体積震源のモーメントテンソルの新しい表現方法を提案した.本研究の主たる目的は,マグマだまり・火道・火口の一通りのプロセスを含む模擬火山を製作し,そのメカニズムを素過程とそのと集積過程の両側面から発見的に理解することである.平成27年度の研究は,模擬火山実験で見られた特徴的な圧力変動(STW)が,火道のみを取り出して制御した実験では再現できない,というところから出発した.理論モデルと組み合わせて検討することで,マグマだまりに対応する容器が,圧力バッファとして重要な役割を果たしていることに気付き,STWの発生条件を実験と理論の両方から制約することに成功した.さらに,一つ前のイベントの噴出物が流路に再び戻る「フォールバック」現象が,繰り返し発生する噴出の周期性が乱される要因となる可能性を示したことは,火山現象のサイクルを予測する上でも重要な意義を持っている.マグマだまりから火道を通って流体が火口から噴出するという火山噴火の模擬システムを実験室で作成し,その挙動を理解することを通して,実際の火山現象のメカニズムを理解することを目指している.特に,個々の素過程の集積によって生じる効果に注目している.これまで行って来た噴火模擬実験では,チャンバーの圧力蓄積効果と鉛直パイプ内の上昇流,液膜の破裂など複数の要素が組み合わせられている.その中で,ゆっくりとした上昇と急激な降下が繰り返し発生する火山の振動に良く似た圧力振動が見られた.今年度は,圧力変動が周期的な振る舞いから非周期的な振る舞いに変化する要因を追究した.実験データを詳細に解析した結果,周期の乱れは,パイプ内流れの加速と液膜を破ってのガス噴出の仕方に要因があることが明らかになった.液膜破裂時に作られた擾乱はパイプ壁の下降流とともに下方へ伝わり,次の上昇二相流の加速や液膜破裂までの時間に影響を与えている.ここで得られた知見からの類推で火山における繰り返し噴火の非周期性について考察し,噴出物の火道内への再降下のような下降流と火道内の上昇流の相互作用が要因となっている可能性を指摘した.本実験はスケール化を目指したものではないが,粘性の低いマグマが間欠的に噴き出すストロンボリ式噴火のスケール化実験と誤解されやすい.数理モデルを整理することにより,本システムが,より粘性の高いマグマのチャンバーから火道への流れによる振動と相似性の高いモデルであることを明確にした.その他,ガスやマグマの噴出率と波動の関係に焦点を当てた室内実験や火山の観測データの解析を行った.その結果,低粘性流体の表面で気泡が発生する波動や,より粘性の高いマグマの連続的爆発噴火におけるマグマ破砕面で発生する波動など,特定のメカニズムによる地震波・空振波の解析を行うことによって,両者の関係を特定することの可能性を示した.年度前半に,鉛直パイプ内気液二相流とガスチャンバーを組み合わせた実験結果と数理モデルについて論文にまとめ始めたところ,パラメータの取り方の間違いに気付いた.その修正を行うと,これまで実験結果とよく一致していたモデルが合わなくなった.

その後,データの再解析とモデルの再検討を行い,論文投稿を行った.しかし,残念ながら受理されなかった.本研究は,噴火現象をそのまま縮小コピーしようとする実験ではなく,波形と数理モデルの相似性という視点で模擬し,その模擬システムの理解から,噴火現象を支配する新しい要因を見出そうとするもので,これまでの実験火山研究とは異なるアプローチである.その点をより明確にして,再投稿論文を準備中である.当初の研究計画では,マグマだまりの発泡まで含む包括的な噴火模擬実験に取り組む予定であった.しかし,内部発泡の効果を含まず外部からガスを一定流量で供給する実験の中で,ガスの流量とガスチャンバーの体積を変えるだけで,驚くほど多様な振動現象が発生することが分かり,その理解に注力することにした.一方,クエン酸と水あめを混合して発泡させ噴出させる噴火模擬実験は,東京大学5月祭や東京地震研究所一般公開における,学生デモンストレーション実験に活用した.水あめの粘性だけでなく,発泡反応速度を水あめ温度で調節するなどの工夫によって噴出の形態を変化させることができた.噴火模擬実験は,火山噴火の仕組みを分かりやすく説明するアウトリーチ活動として有効であった.マグマだまりから火道を通って流体が火口から噴出するという火山噴火の模擬システムを実験室で作成し,その挙動を理解することを通して,実際の火山現象のメカニズムを理解することを目指した.特に,個々の素過程の集積によって生じる効果に注目した.これまで行って来た噴火模擬実験では,チャンバーの圧力蓄積効果と鉛直パイプ内の上昇流,液膜の破裂など複数の要素が組み合わせられている.その中で,ゆっくりとした上昇と急激な降下が繰り返し発生する火山の振動に良く似た圧力振動が見られた.その現象を,チャンバー内の気体の圧縮性による弾性効果と,パイプ内の気液二相流の圧力損失の非線形性を簡単な数理モデルで表し,実験で見られた振動現象を説明することができた.このモデルと,実際の火山噴火に伴う振動現象のモデルを対比させ,実験系の中の個々の素過程やその集積効果が,実際の火山においてどのような効果に対応するかを考察した.その結果,爆発的噴火の発生の仕方や終息時の下降流が,次の噴火の発生に影響し,噴火の周期性の乱れが生じる可能性を提案した.本研究の成果を論文にまとめ,Bulletin of Volcanologyに受理された.また,,低粘性流体の表面で気泡が発生する波動や,より粘性の高いマグマの連続的爆発噴火におけるマグマ破砕面で発生する波動について,これまでの実験結果を精査し,気体の流れと流体の運動および破砕による集積効果として発生する圧力変動についてまとめた.その成果は,国際学会および紀要として発表した.本研究で考案された実験や得られた知見は,火山現象を分かりやすく説明するアウトリーチ活動にも有効に活用した.なお,本挑戦的萌芽研究の内容は,中心的に研究を行った大学院学生の日本学術振興会特別研究員奨励研究課題(16J06324)として,発展的に継続されている.火山噴火を模擬する室内実験を行い,圧力変化や空中音波を計測した.模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し,その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った.その結果,この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された.
胸腔ドレーンからの空気漏れ量の測定器の開発とその経時的観察の意義

肺手術後の空気漏れは、以前から問題になる肺手術後合併症であったが、胸腔鏡が導入され、胸壁との癒着が少なくなったための虚脱や、また、胸膜癒着剤を使用することが胸腔鏡の優れた術後肺機能温存を妨げること、さらに、早期の退院が要求される最近の呼吸器外科で問題になっている。従来より、空気漏れの量の測定はフローメーター等で実験的には可能であったが、実際に使用するには、数日間の0レベルの安定度や、患者が動きまわる時に其の都度、セットアップしなければならない点、価格の問題など実用的なそれはなかった。私たちは通常のパソコンとWebカメラを利用、Linuxでプログラムを組むことで安価な長時間安定した測定システムを考えている。方法・原理:ドレーンバッグ(MERAアクアシールD2)の水封部分に、泡が発生するようにイソジンスクラブを少量入れ、水封部分を貼った緑と青のテープの間を泡が成長する様子をWebカメラ(Logitech QV-4000)で観察、その動画をデジタル解析することで空気漏れの量を測定するプログラム(C言語、アプリケーションとしてGTK_+及びMAlibを利用)の開発を試みている。現在、空気漏れの量やパターンによっては安定した測定は出来ず、症例に応用をしていないが、プログラムの改良により十分臨床応用可能であると考えている。データは、LANでWindowsのパソコンに取り込み処理を出来るように出来る。結論:本法は、従来の経験的な方法による術後の空気漏れに対する対処法を定量的に吟味できることで画期的である。ドレーンバックそのものに、希釈した液体石鹸を注入し、泡の移動量を測定することで、漏れた空気量を測定(目測)することが可能であった。しかし、本法ルーチンに施行するには2つの点で問題があった。(1)シャボン玉が消えずに吸引器の中に入る可能性があること(2)比較的小さな泡が出来ることもあり、移動量の測定・記録が通常の方法では困難なこと。(1)については、回路途中に10V程度の電圧で到達したシャボン玉に通電することで消去することは可能であった。この測定原理が一般化すれば、市販のドレーン吸引装置の回路の一部に上記電圧の通電回路を加えることは容易と思われる。(2)については、様々な方法を検討したが、現在、小さなパソコンにIEEEカメラをつけ、それをLinuxで動かす方法で試作プログラムを製作中である。幸い、インターネットを通じ、比較的に容易にliveの画像にfilterをかけ少し前の画像と比較するアプリケーションが用意されており(MALIB)これを用いることで可能であると考えている。上記より、ドレーンからの空気漏れの測定・記録が従来の少量の空気流量測定においてわずらわしかった、特別の回路や0levelの補正などの作業なしに可能であると考えている。このことにより、胸膜の反応などの研究の基礎的なデータをルーチンに得ることが可能になる。
緑膿菌の薬剤排出による多剤耐性

緑膿菌の多剤交叉耐性の問題を解決すべく、薬剤排出ポンプ及びそれに関わる研究を行った。(i)MexA、B-OprMポンプの各サブユニットの役割を明らかとすべく、遺伝子置換法によって各々のサブユニット遺伝子を壊した。その結果、変異菌は野生株に比べ約8倍ほど薬剤に高い感受性を示した。中でもOprM変異菌が最も感受性が高かった。(ii)ポンプの機能を短時間に定量的に測定するための蛍光プローブの排出を測定する方法を開発した。蛍光プローブは野生株、nalB株では効率良く排出された為、細胞内蓄積がほとんど測定できなかったが、上に書いたポンプサブユニットを欠損した株では蛍光物質の細胞内蓄積が測定でき、それに要する時間は5-10分程度であった。(iii)緑膿菌はMexA、B-OprMの他にMexC、D-OprJポンプの遺伝子を有する。そこでこれらのポンプサブユニットは相互に交換可能であるかどうかの実験を操作することによって行った。その結果、内膜成分であるMexA、BもしくはMexC、Dはそれらのサブユニットを取り替えることはできず、これらは機能単位として存在しなければポンプ機能が損なわれることが明らかとなった。一方、OprMとOprJは相互に置換可能であることが明らかとなり、雑種サブユニットから成るポンプが働いている可能性が示された。(iv)ポンプの本体であるMexB蛋白の膜上トポロジーと明らかとすべく、C-末端をいろいろな長さに欠損したMexB遺伝子に、アルカリフォスファターゼ遺伝子を融合し、雑種蛋白を発現させた。その蛋白のアルカリフォスフォターゼ活性からMexBのトポロジーが明らかとなった。それによるとMexBは膜を12回貫通する型の輸送蛋白で、2つの大きなペリプラズムドメインを有することが明らかとなった。院内患者を生命の危機に陥れるような細菌群の中で、緑膿菌は抗生物質に対して高度の自然耐性を示し、また一方緑膿菌に有効な薬剤に対しては容易に耐性を獲得する。その主たるメカニズムの一つは薬物および毒物を細胞外に排出することによる耐性化である。我々は緑膿菌にMexA-MexB-OprMの三種の膜タン猜る排出が存在するすることを発見し報告してきた。本研究ではこの排出系のサブユニット蛋白質が抗生物質排出にどのように役割を果たしているかを明らかにするために次のような実験を行った。(i)すでにクローン化された排出ポンプ遺伝子mexA,mexB,もしくはoprMの各々を遺伝子操作によって破壊するした。これらの変異株を用いてニューキノロン、クロラムフェニコール、βラクタムその他の薬剤のMICを測定したところ、これらの変異株はこれらの薬剤に対して親株以上に感受性となった。このことはメックスポンプが薬剤耐性に関わっていることを証明するとともに、野生株でもこのポンプが機能していることを明らかとしたものである。(ii)次に重要なことは、この排出系による抗生物質の排出の様子をリアルタイムで測定することである。そこで本研究ではDMPなどの蛍光物質を排出の基質として用い、蛍光物質の細胞への浸透及び排出を蛍光の変化として即時的に測定した。その結果mexM変異株でもっとも高いのDMPの蓄積がみられ、mexA及びmexB変異株がそれに続き野生株ではDMPの蓄積はほとんど測定されなかった。この結果は上記の抗生物質感受性と完全に一致した結果であった。

これらの事実から、緑膿菌ではメックスポンプが働くことによって抗生物質を排出し、その結果細胞内抗生物質の濃度が低下するため、耐性となることが証明できたものである。院内感染の主たる起因菌である緑膿菌は抗生物質等を細胞外に排出することによって耐性となる。本研究ではそのうちMexA,B-OprMポンプの機能解のために特にMexA及びMexBの膜上トポロジーを明らかとする研究を行った。ポンプの本体と考えられるMexBの構造はすでにクローン化されているmexB遺伝子の種々の位置にアルカリフォスファターゼ遺伝子を融合させ、それを発現させることによって解析した。発現されたアルカリフォスファターゼか原形質膜の外膜(ペリプラズム側)であれば融合蛋白はアルカリフォスファターゼ陽性となり、また細胞質側であれば陰性となる。この方法により解析した結果次の事柄が明らかとなった。(1)MexB蛋白は細胞膜を12回貫通することによってポンプを形成している。(ii)ペリプラズム側に位置している1番と4番目のループは各々に311及び314個のアミノ酸を有する大きなドメインを形成している。このことはこれらのドメインがポンプの別々のサブユニットであるMexA及びOprMと会合する可能性を示している。(iii)MexBの構造は二重対称形を示し、N末側半分とC末側半分を重ね合わせるとほぼ完全に重複していることか明らかとなった。次にポンプのサブユニット内で内膜と外膜を連結すると考えられているMexAの構造をβ-ラクタマーゼ融合によって解析した。その結果MexAは内膜結合蛋白であるにもかかわらず、膜貫通領域を全く有せず完全に水溶性蛋白の様子を呈した。それではどのようにして膜に結合しているかということを明らかとする実験を行ったところMexAのN末端には脂肪酸が結合しており、これを介して細胞膜と会合していることが明らかとなった。緑膿菌の多剤交叉耐性因子の一つであるMexA,B-OprM及びその他の薬剤排出ポンプの機能と構造の研究を行った。(I)MexA,B-OprMポンプとMexC,D-OprJ及びMexE,F-OpNの3種類のポンプがどのようなポンプ機能を持っているのかを明らかとするため、抗生物質を用いずに蛍光プローブの排出を測定することによってポンプ機能を評価した。その結果、この3種のポンプの間では、MexA,B-OprMの作用が最も強く、外膜をEDTAやポリミキシンBで破壊しても機能することが明らかとなった。続いて、MexC,D-OprJ及びMexE,F-OprNの順であった。この研究により、排出ポンプと外膜透過障壁の連係プレーが重要であることが明らかになった。(ii)MexA,B-OprMポンプの制御を行っている遺伝子はnalBであることが知られているが、一方ではmexオペロンの上流にmexR遺伝子が存在することも知られている。そこで本研究では、これらの異同を明らかとするため、nalB変異株を多数分離し、これらの変異体及び元来のnalB変異株のmexR領域の塩基配列を決定することによって調べた。その結果、nalB変異はmexR遺伝子の一部であることが明らかとなった。(iii)MexB蛋白質の膜上におけるトポロジーを明らかとする目的で、C-末端を種々の長さに切断したmexB-phoA融合遺伝子を作成し、その発現からMexBのトポロジーを解析した。
抜本的税制改革前後の租税負担率の比較分析-所得税を中心として-

本研究においては、研究目的および実施計画にしたがって、抜本改革前後の所得税負担率の変化を主として所得種類別・所得階層別に測定比較した。その結果得られた新たな知見は以下の5点に集約できる。1.源泉所得税の実効税率(支払金額に対する源泉徴収税額の比率)を比較すると、勤労性所得(給与所得、公的年金所得および退職所得)の実効税率の低下が明らかである。この共通の理由は、法定税率段階数の削減と最高税率の引下げ(いわゆる税率構造の簡素化)にあり、抜本改革の目的に沿った実績が検証できる。2.勤労性所得のうち、特別控除の引上げを反映して年金所得と退職所得の実効税率の低下が著しい。高齢者減税として評価される反面、総所得の多寡に無関係な特別控除の引上げは不公平との批判を免れない。3.平成元年の申告所得税統計に初めて登場した公的年金所得の所得階層分布によれば、最高所得階層(総所得2千万円超)の納税者のうち約15%が公的年金受給者である。これは、一般に経済的弱者とされる高齢者の中にも、高額所得者が少なくないことを示しており、年金課税の再検討を迫るものである。4.利子課税抜本改革(原則一律源泉分離課税化)の源泉実効税率に及ぼした影響は、資料上個人・法人の分離が不可能なため不明確であった。しかし、少額貯蓄非課税制度の廃止により非課税利子の支払金額にしめる割合が大きく低下し、郵便貯金利子の課税によって源泉徴収税が一時大幅に増加したことは明らかである。5.抜本改革によって原則課税となった株式譲渡益の所得階層分布(申告分離分)によれば、予想どおり全所得種類の中でもっとも高額所得階層に集中している。また、源泉分離課税選択者が大部分をしめていることから、申告不要・支払調書不要の簡素さと秘密保持が重視されていることが推測される。
単一微小液滴が引き起こす光の量子効果を用いたタンパク質構造ゆらぎの一分子測定

生体反応を含む多くの化学反応は常温,常圧にある凝縮相で生じている。そのような系を理解するには,環境がもつ熱エネルギーに起因する化学種の動的な構造変化,つまり「構造ゆらぎ」を無視できない。一方,生体分子が示す高度な機能も突き詰めれば化学反応の集積に還元できるはずである。したがって,生命現象を分子科学の視点から理解するには,従来の「構造(固さ)と機能」から「構造ゆらぎ(柔らかさ)と機能」へと視点を転換する必要がある。本課題では,単一微小液滴が示す光の量子効果を利用することによって,タンパク質が示す構造ゆらぎを十分に高い時空間分解能で観測することを目指す。
柔軟臓器の形状推定と術前モデルへの実時間位置合わせを行う肝手術ナビゲーション開発

柔軟臓器の形状推定と術前モデルへの実時間位置合わせを行う肝手術ナビゲーション開発【平成30年度の成果】本研究では、オプティカルセンサーで構成したステレオビジョン方式の3Dカメラセンサーを複数同時に使用し、臓器形状、位置、切離面/切離線をリアルタイムで計測し、シミュレーションソフトにフィードバックする手術ナビシステムを開発を目指している。平成30年度は、オプティカルセンサーで構成した、ステレオビジョン方式の3Dセンサーを複数同時に使用し、臓器形状、位置、切離面/切離線をリアルタイムで計測し、シミュレーションソフトにフィードバックする手術ナビシステムを開発し実験を行った。CTから3D解析ソフトで構築した肝臓3DCGモデルとそれを3Dプリントした3Dプリントモデルを使用した。3Dセンサーで計測した1280×720解像度の3D画像をリアルタイム再構成し、計測点群をポリゴン化しポリゴン面の法線計算を行い視覚化し3Dプリントモデルの切離線を抽出した。計測切離線データの座標をソフトに送りCGモデル上の対応する位置に切離線点群の位置を反映させた。切離線を構成する点群間の距離が一定値を越えた場合、設定した切離線で最外周の境界頂点を切り離し自動で切離を進行させることができた。切離線が直線状の術式であれば3Dセンサーからのデータが最小限となり手術ナビが可能であることを確認した。今後は、この新方式の手術ナビシステムが実際の臨床で有用かを検討していく予定である。現在までおおむね順調に進展しているが、その理由として、オプティカルセンサーで構成した、ステレオビジョン方式の3Dセンサーが高性能であったため、切離中の肝臓の状況を十分にセンシング、キャプチャーできたことが挙げられる。また、臓器形状、位置、切離面/切離線をリアルタイムに解析し、切離線の抽出が可能となる解析システムの開発ができたことも大きい。課題:変形した臓器の形状推定結果と3D-CGモデルのリアルタイムマッチングについて平成30年度に引き続き、開腹下の肝切除における計測技術の開発を行う。リアルタイムのMR表示に欠かせない二つ目の課題は、変形した臓器の形状推定結果とCTから生成した3D-CGモデル(STLモデル)とのマッチングである。3次元マッチングには、Iterative Closest Point(ICP)法を用いる。これらを用いた自動認識処理を実装し、マッチング処理の自動化を進める。また、マッチング処理を1秒程度まで高速化することを目指す。一方で、手術ナビゲーションとしての利用を考えると、術者はナビゲーション提示を常時観察するわけではないため、数分に一回のマッチング処理でも十分であることも考えられるため、処理速度については、現場での利用形態の検討を含めデザイン、検証を進める。
嵩高い環状二座配位子を用いた新規環状共役および集積14族金属多重結合化合物の創製

申請者が合成した初めての単離可能なジアルキルシリレン、1,1,4,4-テトラキス(トリメチルシリル)-1-シラシクロペンタン-1,1-ジイル(1)の反応を検討し以下の知見を得た。これまでにspケイ素を持つ化合物は知られておらずその性質は未知であった。申請者らは形式的にspケイ素を持つトリシラアレン(2)の合成を行った。シリレン1と四塩化ケイ素の反応で合成した1-クロロ-1-トリクロロシリル-2,2,5,5-テトラキス(トリメチルシリル)-1-シラシクロペンタン(3)をテトラヒドロフラン中低温で4当量のカリウムグラファイトで還元することで初めての安定なトリシラアレン誘導体(2)を収率59%で単離する事に成功した。トリシラアレン2のエックス線結晶構造解析の結果、2のトリシラアレン骨格の中心ケイ素は4カ所のディスオーダーで観測された。それら4つの位置の占有率はそれぞれの環境が若干異なるために等価でない。しかし温度と結晶を変えて構造解析を行った結果、このディスオーダーは結晶に依存せず、温度に依存して占有率が変わることがわかった。すなわち中心ケイ素のディスオーダーは動的なものであり、結晶中でも中心ケイ素の位置は末端ケイ素を軸にして回転している。この結果はSi=Si=Si集積二重結合がきわめて柔軟であることを示している。トリシラアレン2のSi=Si=Si骨格は136゚と著しく曲がった構造であった。この構造の結合様式を明らかにするためにモデル化合物の理論計算を行った。その結果2の結合状態はエネルギー準位の異なる、三つのケイ素上に非局在化した2つのパイ軌道で2つのケイ素-ケイ素集積二重結合を形成していることがわかった。
コラーゲン3Dプリンターを用いたオーダーメイド骨・軟骨インプラントの開発

コラーゲン基質内における軟骨細胞の挙動を調べた。関節軟骨細胞において、過度の力学的ストレスが有害であることは知られており、その一つとして、過剰な伸展ストレス・静水圧負荷によって発現するGrem1の関与が先行研究により同定された。骨軟骨欠損の治療法を確立するに際し、コラーゲン基質内における適切な力学的ストレスを調査した。我々はAtelogollangen spongeにマウス初代関節軟骨細胞およびマウス初代肋軟骨細胞を播種し、独自に開発した静水圧装置にて静水圧負荷をかけ、細胞の挙動をmRNAの発現を調べる事で調査した。種々の条件検討の結果、10MPa, 15MPaにおいて軟骨におけるマスター転写因子であるSox9の発現上昇が見られた。静水圧装置の度重なる故障に伴い遅れているSox9上昇を指標に、その他の細胞腫や担体のコラーゲンの種類をかえ条件検討を行う予定である。静水圧装置の修理費用として算出したため