hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体ナノスピントロニクス材料の非局所理論に基づくデザイン

半導体中の磁性不純物は局在したd共鳴状態を持ち、LDAはそれをほぼ定性的には正しく扱っているが、実際の共鳴準位はLDAで予想されるものより34eVほど低いところにある。光学的な意味の共鳴準位をコーン・シャム方程式のエネルギースペクトラムと比較することはできないが、このような不一致がLDAに起因している可能性がある。このような不一致は磁気的性質、凝集的性質、線形応答にも影響を及ぼす可能性が高く、定量的な議論を困難にしている。このような問題を解消して、より信頼性のある理論を構築するために、非一様系に対する乱雑位相近似(RPA)により得られる交換相関エネルギーを密度汎関数法に用いて、LDAに頼らず、希薄磁性半導体の電子状態を取り扱う実用的な方法を開発した。局所ポテンシャルを用いてコーン・シャム方程式をつくり、基底状態を構成することに重点をおいて、最適化有効ポテンシャルの方法を用いた。最適化有効ポテンシャルの方法においては相関・交換エネルギーをコーンシャム軌道によって書き下しておいて、その表式を用いて最適化有効ポテンシャルを構成する。コーン・シャム軌道は得られるべき局所有効ポテンシャルによってセルフコンシステントに定義される。本研究ではRPAレベルにおける正しい、交換・相関エネルギーを用いるが、本年度は原子内交換・相関エネルギーのみを正しく計算し、原子間交換・相関エネルギーは一様電子ガス中の原子に対する表式を角いて評価した。この結果、(1)原子間交換・相関エネルギーは大きくなく、原子内交換・相関エネルギーで一応評価できること、(2)有効ポテンシャルを求めるために必要な積分方程式の解をKLI近似と呼ばれる方法を用いて解いているいるために、相関エネルギーによる寄与が小さく見積もられすぎていること、(3)しかし、交換ポテンシヤルの影響でd状態が局在化し磁性半導体のdレベルが68eV程度下がること、(4)RPA計算の変わりに遮蔽交換ポテンシャルを用いて、有効ポテンシャルを構成すると、LDAに近い結果が得られることなどが明らかになった。
セルフコンシステントな角度分解光電子分光の計算

本年度は前年度に引き続いて銅(100)清浄表面でのセルフコンシステントな計算をLAPW法で行い、その結果をLayer-KKR法を用いている角度分解光電子分光の計算入力データとしてもちいて、角度分解光電子分光スペクトル計算の結果の改善を試みた。前年度に手始めとして3層の原子層てのrepeated slab計算でLAPW計算を行い、これの角度分解光電子分光スペクトル計算を行ったが、結果で得られたスペクトルは通常のバルクの条件で計算された銅原子のポテンシャルを用いた場合より悪いものであった。理由としてはバルク層が真ん中の1層だけで両側の2層が表面となり、バルクのバンド構造を再現するようなポテンシャルに収束しなかったことが原因と考えられた。したがって、中央部のバルク層をより厚くすることで改善が見込まれる。そこで、今年度は前年度の終わりに計算が進行していた7原子層でのLAPWセルフコンシステント計算の結果を用いて角度分解光電子分光スペクトル計算を行い、原子層を厚くして周期スラブ計算の改善をまず調べた。この場合は真ん中のバルク原子層は5層で、表面2層分が表面層であると考えてもバルク原子層は3層確保される。結果は前年度終わりにすでに少し出ていた計算を裏付けるもので、通常のバルクの条件で計算された銅原子のポテンシャルを用いた場合より大きく改善された。それでも実験との一致という点で、スペクトルのピーク位置はよく一致するもののスペクトルプロファイルはまだ一致が悪く、改善の余地がある事が分かった。現在、さらに9層、11層でのLAPWセルフコンシステント計算が進行中で、それを用いた角度分解光電子分光スペクトル計算も進行しつつある。得られた結果の一部は95年9月の第13回国際真空会議/第9回国際固体表面会議で発表し、その内容は論文として出版されることになった。角度分解光電子分光スペクトルは固体の電子のバンド構造を調べるために、ほとんど唯一の実験手段として広く用いられているが、実際には試料の表面にかなり敏感であり、バルクのバンド構造とはいえない情報がスペクトルに多く含まれている。そのため、ニッケルや銅といった、古くから典型的は物質として広く研究されていてポテンシャルも良く知られている物質でも、計算された光電子分光スペクトルは必ずしも実験と完全には一致しない。よりよい一致を求めるためにはよりよいポテンシャルが必要で、それもバルクでより詳しくポテンシャルを求めるよりも、表面付近という条件で各原子のポテンシャルを求めることが肝要である。本研究では、LAPW法に基づいて表面付近のポテンシャルをセルフコンシステントにもとめ、それを角度分解光電子分光シミュレーションのプログラムに代入して計算されたスペクトルを実験と比較する。セルフコンシステントも求めるときには、どうしても周期的スラブ模型を仮定せざるを得ない。まず3層のスラブで計算を実行し、そのポテンシャルを実験と比べたところ、ピーク一はともかく、スペクトルの形状は全く実験とあわないことがわかった。従って、光電子スペクトルの比較は電子状態の計算のチェックとして有効であることが確認できた。次の年度では、ソフトウェア的、バ-ドウェア的準備も整ったので、7層、9層とさらに厚いスラブ計算を行う。

前年度に手始めとして3層の原子層でのrepeated slab計算でLAPW計算を行い、これの角度分解光電子分光スペクトル計算を行ったが、結果で得られたスペクトルは通常のバルクの条件で計算された銅原子のポテンシャルを用いた場合より悪いものであった。理由としてはバルク層が真ん中の1層だけで両側の2層が表面となり、バルクのバンド構造を再現するようなポテンシャルに収束しなかったことが原因と考えられた。したがって、中央部のバルク層をより厚くすることで改善が見込まれる。そこで、今年度は前年度の終わりに計算が進行していた7原子層でのLAPWセルフコンシステント計算の結果を用いて角度分解光電子分光スペクトル計算を行い、原子層を厚くして周期スラブ計算の改善をまず調べた。この場合は真ん中のバルク原子層は5層で、表面2層分が表面層であると考えてもバルク原子層は3層確保される。結果は前年度終わりにすでに少し出ていた計算を裏付けるもので、通常のバルクの条件で計算された銅原子のポテンシャルを用いた場合より大きく改善された。それでも実験との一致という点で、スペクトルのピーク位置はよく一致するもののスペクトルプロファイルはまだ一致が悪く、改善の余地がある事が分かった。現在、さらに9層、11層でのLAPWセルフコンシステント計算が進行中で、それを用いた角度分解光電子分光スペクトル計算も進行しつつある。得られた結果の一部は95年9月の第13回国際真空会議/第9回国際固体表面会議で発表し、その内容は論文として出版されることになった。
カオスダイナミクスを用いたパーティクルスォーム最適化法

本研究では,カオスを用いた最適化問題の求解に使用可能な,摂動型勾配モデルのカオス性を,従来より弱い仮定のもとで理論的に示した.さらに,このモデルを利用して,停滞したパーティクルの再スタートや,最良解の距離に応じてパーティクルの位置更新に使用する新しいパーティクル・スウォーム最適化法を提案し,その有効性を確認した.さらに,両モデルについて,その構造を利用することで,一般モデルに対するよりも有用性の高いカオス生成条件を示した.本研究では,カオスを用いた最適化問題の求解に使用可能な,摂動型勾配モデルのカオス性を,従来より弱い仮定のもとで理論的に示した.さらに,このモデルを利用して,停滞したパーティクルの再スタートや,最良解の距離に応じてパーティクルの位置更新に使用する新しいパーティクル・スウォーム最適化法を提案し,その有効性を確認した.さらに,両モデルについて,その構造を利用することで,一般モデルに対するよりも有用性の高いカオス生成条件を示した.1)生成モデルの理論的な究明:近似解法に用いるカオスダイナミクスにおける、カオス生成のための理論的な十分条件はすでに示されているが、その定理における「目的関数のヘッセ行列が局所解付近で0になる」という仮定は、非常に大きな条件であった。この条件を「局所解付近で目的関数が凸になり、ヘッセ行列の固有値が十分に小さい」という条件に置き換えた上で、カオス生成条件をさらに厳密な十分条件(ダイナミクス内のパラメータについての条件)のもとで理論的に示した。また、その条件でのカオス生成状況やリアプノフ指数を求める数値実験によりその結果を検証した。2)パーティクルスォーム最適下方(PSO)モデルの検討:カオスダイナミクスを組み込むPSOモデルとして、PSOの探索が滞った場合の再スタート時にカオス的挙動を組み込むモデルを検討した。従来の研究結果により、カオスを用いたPSOにおいて、カオスダイナミクスを利用したパーティクルと通常パーティクルの最適な比率は、適用する問題によって大きく変わることが知られている。そのため、このモデルでは、探索が滞った場合にカオスパーティクルを増やし、それ以外は通常パーティクルを増やす方法をとることで、状況に応じて適応的にその数を調整することを目指した。また、さらに、パーティクルの持ついくつかのパラメータも適応的に変化させるモデルも同時に検討し、そのどちらも良質な会探索の上で重要な役割を果たすことを数値実験において検証した。報告者が提案した,最急降下方向を用いたカオス力学系の厳密なカオス生成条件とその条件に関する数値実験結果についてまとめたものを国際会議で発表し,会議後にProceedings集に投稿し掲載された(2010年).さらに,カオスダイナミクスの一般の勾配モデルへの拡張を理論的に検討しながら,以下のような,カオスダイナミクスを用いたPSOモデルの検討を行った.マルチスォーム型PSOに着目し,探索が停滞したパーティクルを,申請者が提案したカオス生成法を用いて再スタートさせる方法や,さらに適応的にスウォームのサイズを変化させる方法を提案し,その性能を検証した.再スタートについては,スウォーム内の全パーティクルと各パーティクルでの再スタートの2種類を,用いるカオスダイナミクスとしては,目的関数の微分情報を用いるものと最良解情報を用いる2種類のカオス生成法を,PSOのスウォーム構造については,2階層モデルの有無の2種類を検討し,その性能比較を行い,スォーム毎に再スタートさせ,最良解情報を用いるカオスを用いた2階層PSOモデルが最も有用であることが分かった.また,カオス・通常パーティクルを併用した.報告者が以前提案したPSOよりも探索能力が高いことを確認した.PSOは,非常に単純なアルゴリズムであることが多くの問題への適用理由となっているため,単に,求解能力を高めるだけでなく,探索能力向上に大きく寄与しない部分を省略し,パラメータ設定をより容易にすることが非常に重要なテーマであり,その観点からも,提案モデルが有効であることを検証できた.報告者がすでに提案し,その性能を検証している「摂動項つき最急降下方向を用いたカオス力学系」を,Particle Swarm Optimization(PSO)に導入可能な形にして提案し,その性能を数値実験で検証した.特に,PSOの特徴である,目的関数の微分情報を用いずに求解を行う点が損なわれないよう,仮想的な4次の目的関数を構築し,その関数に摂動項つき再急降下法を適用することで,従来のPSOと同様に大域的最良解と局所的最良解の両方を詳細に探索しつつも,カオス性により局所解にトラップされない力学系を提案した.また,人為的に仮想目的関数を構成することから,理論的なカオス生成条件についても,報告者の既存研究よりも,より厳密な十分条件を示すことができた.さらに,その力学系をPSOで用いる方法として,大域的・局所的最良解間の距離を用いて,ノーマルPSO更新式と提案したカオス力学系を切り替えるモデルを提案し,従来法との比較により,その有効性を検証した.また,パラメータを変化させたときの性能評価も行い,導出したカオス生成条件が,PSOの求解上にも役立つ指標となることを確認した.また,オリジナルPSOの枠組みのもとで,探索空間の情報を生かした・無関係に構築する2種類の近傍モデルを考え,その近傍を用いて,各パーティクルが近傍内の効率的な探索を行うパーティクルを真似る機構を導入し,パラメータ調整を適応的に行うモデルを提案,数値実験での検証により,群知能の特徴を生かしたパラメータ調整方法であることを確認した.
精神科デイケアにおける長期利用者の地域移行のためのプログラム開発に関する研究

精神科デイケアの長期利用の要因を明らかにするため、精神科デイケアの利用者および専門職者を対象に、ストレングス志向、リカバリー志向の支援について質問紙調査を実施した。ストレングス志向の支援について、利用者の評価は高いが、長期利用の要因を明らかにすることはできなかった。デイケアの利用目的において、専門職者と利用者の間に認識の差が見られ、利用者の希望を常に共有しながら支援を継続していく必要性が示唆された。分析データ数が少ないため、プログラム開発に向けて引き続きデータ収集・分析を続けていくことが必要である。本研究は、精神科デイケアの長期利用の要因を明らかにし、積極的に精神障害者の地域移行・定着を橋渡しできる支援プログラムを作成・実施・評価することを目的としている。平成27年度は、精神科デイケアの長期利用の要因を明らかにするための調査票を作成することを目的に、国内外の文献レビューを実施した。海外においては、リカバリー志向の実践評価の重要性が認識されている。ストレングスモデルは、病気や欠陥といった「問題」ではなく人間の「可能性や強み」に焦点をあてたリカバリー志向による実践方法である。ノーマライゼーションや社会統合という概念に基づき、仕事の機会や娯楽の機会、家族との関わりや地域社会への参入のために援助付き雇用や援助付き住居、利用者自身による計画、セルフヘルプといった「可能性の開かれた生活の場」を創造する試みがなされている。一方、「可能性の閉ざされた生活の場」とは、スティグマやレッテルの存在する中で貧困や失業といった状況を生み出している。施設化、精神科入院、保護的就労、グループホーム、部分入院/デイプログラムなどの精神障害者の欠陥や病理、問題点を補うことを基本とした援助の多くは、社会との隔離を強めている。つまり、精神科デイケアは、「可能性の閉ざされた生活の場」となりやすい状況があり、精神科デイケア利用者の地域移行のためには、いかにして「可能性の開かれた生活の場」へと転換していくかが重要である。文献レビューの結果、本研究では、ストレングスモデルに基づき、精神科デイケアのリカバリー志向の実践の程度を支援者、利用者双方から調査することにより、精神科デイケアの長期利用の要因を明らかにすることとした。精神科デイケアのリカバリー志向の実践の程度を調査するための尺度の検討に時間を要している。海外では、リカバリー志向の実践評価がなされているが、日本においては、そうした例が少ない。支援者のリカバリー志向に基づく実践を当事者側、支援者側がそれぞれ評価する尺度について、Recovery self assessmentという36項目で構成された尺度が本研究に適していると考えられた。しかし、内的一貫性、再検査信頼性、収束的妥当性、弁別的妥当性の検討が支援者版でのみ実施されている状況であった。また、12項目の短縮版は、内的一貫性は良好であるが、RASCH分析においては不十分であり、36項目の原版の使用を勧められている。日本語に訳された32項目の改訂版については、訳者に問い合わせたところ、これについても信頼性、妥当性が不明であった。尺度の検討、問い合わせ等に時間を要した結果、研究の進展がやや遅れている。平成28年度は、精神科デイケアの長期利用の要因を明らかにするための調査票の作成、調査対象施設の選定を研究者間で行った。平成27年度の文献レビューの結果から、ストレングスモデルや当事者のリカバリー志向の支援の実践の程度を、精神科デイケアの支援者及び利用者から測定することとした。リカバリーやストレングスに基づいた支援の実践について支援者、利用者の認識が一致しているか、支援の実際を把握することにより、精神科デイケアの長期利用の要因を明らかにすることとした。ストレングスモデルやリカバリー志向の支援に関する尺度について、海外、国内から候補を挙げ、対象者の状況等を考慮して選定した。各尺度の作成者や翻訳者に信頼性・妥当性・実施に関する注意点等を問い合わせた結果、支援者に対しては、ストレングス志向の支援態度尺度、日本語版リカバリー態度尺度を用いることとした。利用者に対しては、利用者版支援者ストレングス態度尺度、日本語版リカバリー支援評価尺度を用いることとした。調査対象施設の選定については、施設のホームページなどから、精神科デイケア実施施設をリストアップし、調査依頼を始めたところである。しかし、年末から年度末にかけて、各施設の勤務状況は厳しく、調査協力を得ることに時間を要している。調査に用いる尺度の選定に時間を要した。前年度に候補となった尺度(Recovery self assessment 36項目版)は、問い合わせた結果、信頼性や妥当性が不明であったため、再度検討を行うことを余儀なくされた。複数の候補について、信頼性や妥当性、使用条件や注意点等の問い合わせをそれぞれの作成者や翻訳者に対して実施したため時間を要した。研究者の所属する倫理審査委員会からの調査実施の承認を得たのち、対象施設に調査依頼を開始した。しかし、年末年始から年度末という時期も重なり、対象施設の勤務状況が厳しく、調査依頼が進まないことも重なって研究の進展がやや遅れている。

平成2728年度は、文献レビューをもとに精神科デイケアの長期利用の要因を明らかにするための調査票の作成および調査対象施設の選定を実施した。平成29年度はデータ収集を実施した。予定していた研究期間内に協力の得られた施設は4か所であり、そのうち精神科デイケアの支援者13名、利用者15名に対し、アンケート調査を実施した。デイケアの利用目的について、支援者全員と利用者の93.3%が「生活リズムの安定」と認識していた。利用者の40%が「就学・就労の準備」と認識していたが、支援者で認識している者はいなかった。ストレングス志向の支援について、「本人参加の意思決定と共有」に関する項目は、利用者、支援者共に実施度が高いと認識していた。「本人中心のアプローチ」および「ストレングスに焦点を当てたアプローチ」の項目は、支援者が認識している実施度よりも利用者の評価が高い結果となった。リカバリー支援の利用者評価は、「自分はリカバリーできると信じること」、「自分が変わることに前向きであること」の項目において、支援者からサポートを受けていると感じていた。一方、「地域の一員であると感じること」の項目において、支援者からサポートを受けていると感じてはいるが、前述の項目と比べるとやや低い評価であった。精神科デイケアにおけるストレングスモデルやリカバリー志向の支援について、利用者の評価は高いものの、地域移行に関する支援は利用者と支援者との間に認識の差があり、介入の必要性があると想定された。しかし、データ数が少ないため、今後もデータ収集を行い、研究を継続する必要がある。精神科デイケアの長期利用の要因を明らかにするため、精神科デイケアの利用者および専門職者を対象に、ストレングス志向、リカバリー志向の支援について質問紙調査を実施した。ストレングス志向の支援について、利用者の評価は高いが、長期利用の要因を明らかにすることはできなかった。デイケアの利用目的において、専門職者と利用者の間に認識の差が見られ、利用者の希望を常に共有しながら支援を継続していく必要性が示唆された。分析データ数が少ないため、プログラム開発に向けて引き続きデータ収集・分析を続けていくことが必要である。精神科デイケアのリカバリー志向の実践の程度を調査するために、Recovery self assessmentの36項目版の日本語版を作成する。精神科デイケアに専従する専門職者および精神科デイケア利用者に対して日本語版Recovery self assessment、関連する尺度を用いて調査して信頼性、妥当性の検討を行う。日本においては、リカバリー概念が広く浸透していないことが予測されるため、リカバリーに対する認識についても調査を行う。リカバリーの認識、リカバリー志向の実践の程度と精神科デイケアの長期利用の要因について明らかにする。調査対象施設への調査依頼およびアンケート調査を実施する。アンケートの集計・分析により、精神科デイケアの長期利用の要因について明らかにする。精神障害者の地域移行・定着に効果的なプログラムの検討に着手していく。調査対象施設への調査依頼は、各施設に個別に実施する。
琉球語のテンス・アスペクトに関する認知意味論的研究

本研究において、筆者は与那国方言、波照間方言、西表方言、石垣方言、宮古方言など、いわゆる南琉球方言のテンス・アスペクトの体系について調査・分析を行った。さらに、北琉球方言の中心となる首里方言、さらには伊江島方言も調査・分析し、対照研究を行った。その結果、アスペクトにおいて、基本相・進行相・継続相に分けた場合、伊江島方言では、進行相に進行相1 nusun、進行相2 undiaits'unの2つの形式が観察された。しかし、南琉球方言ではこの形式を所有していないことが確認できた。また、進行相と継続相の対立の仕方は、南琉球方言においても、関西、九州方言などに見られる、シヨルとシトルの対立に類似していることも確認された。特筆すべきは、与那国方言の継続相dumiduburuの成立の仕方が、動詞の連用形「dumi(読み)」に「du(ぞ)」と「bun(居る)」の連体形「buru」が複合されたもので、係助詞の「du(ぞ)」を用いたものであることが確認できた。他の方言では、すべて「ti(て)」を複合させた形式を用いていることが分かった。今後の課題としては、北琉球方言のテンス・アスペクトの調査を実施し、全琉球のテンス・アスペクトの体系的調査・分析を行い、琉球方言のテンス・アスペクトに関する認知のあり方について、認知意味論的手法を用いて解明して行くことが考えられる。さらには、プロトタイプを抽出し、琉球方言におけるテンス・アスペクト体系の古層を明らかにし、古代日本語のテンス・アスペクトとの比較研究を行う予定である。
臨床推論過程の逆行的学習による臨床前教育の開発と検証

臨床推論能力教育法を開発し、効果を検証する。学生が問題発見解決、臨床推論と逆行する過程を体験し、臨床医を観察する。3年の医学生が架空の症例を想定し、鑑別に要する医療面接・身体診察・検査の項目を考え、通常教員が作成する問題基盤型学習の課題シートを作成した。学生は課題シートを臨床医に提示し、診断に至る推論過程を観察した。学生の学習効果は、臨床推論能力試験で測定した。学生による臨床医の推論法の解析では、臨床経験年数や専門診療科により推論過程に差があった。研究前後で学生の臨床推論能力試験の成績が上昇し、対照群に比し好成績であったが職業意識に差はなかった。臨床推論能力を涵養する教育法として効果があった。現在の卒前教育に不足する、臨床実習前の新たな臨床推論能力の教育法を開発し、教育効果を検証するのが本研究の目的である。症候からの鑑別診断、および患者が抱える諸問題の発見解決に必要な過程を医学生が体験する際、与えられた教材を用いるのではなく、学生が臨床推論の課題を作成し、その課題を用いて臨床医が患者の問題を解決する際の情報収集法、思考過程を観察、解析する。通常の臨床推論過程と逆行する過程を能動的に体験することで作成課題の妥当性を学び、臨床医の臨床推論過程の分析を行うことで実際の思考過程、症例の医療情報収集の多様性を学ぶ。本研究に参加する学生を介入群とし、その他の学生を対照群として、問題解決能力、臨床推論能力、技能、態度を測定、比較する。平成25年9月に本研究の介入群となる医学部3年生を募集した。本学の研究室配属カリキュラムに本研究の趣旨に賛同した3年生の学生2名が参加した。研究の概要を説明したうえで臨床推論について自己学習し、課題を各自学生が作成した。課題は学生が選択した病態または疾患の症例で、医療情報を小分けにしたものとした。12月の2週間で、学生は各自22人の臨床医を訪問し、課題を提示し、限られた医療情報をもとに考えられる病態または疾患、鑑別のために必要な情報を聴取した。学生は臨床医の専門および臨床経験年数で鑑別疾患数、必要情報量、診断プロセスに差があるか、分析した。臨床経験の少ない臨床医ほど、学生が課題作成に用いたのと同様な分析的な手法を用い、少ない情報から多くの鑑別数、必要とする情報量を求めて診断する傾向にあることが分かった。学生は医師の求める情報の共通性と多様性に気づき、臨床推論過程を学んだと述べた。前年に引き続き平成26年9月に本研究の介入群となる医学部3年生を募集した。本学の研究室配属カリキュラムに本研究の趣旨に賛同した3年生の学生1名が参加した。12月の2週間で、学生は各自30人の臨床医を訪問し、課題を提示し、限られた医療情報をもとに考えられる病態または疾患、鑑別のために必要な情報を聴取した。本研究の介入群となる医学部3年生は研究の概要を説明したうえで臨床推論について自己学習し、課題を各自学生が作成した。

学生は各自約30人の臨床医を訪問し、課題を提示し、限られた医療情報をもとに考えられる病態または疾患、鑑別のために必要な情報を聴取した。学生は臨床医の専門および臨床経験年数で鑑別疾患数、必要情報量、診断プロセスに差があるか、分析した。臨床経験の少ない臨床医ほど、学生が課題作成に用いたのと同様な分析的な手法を用い、少ない情報から多くの鑑別数、必要とする情報量を求めて診断する傾向にあることが分かった。学生は医師の求める情報の共通性と多様性に気づき、臨床推論過程を学んだと述べた。本研究は本学の研究室配属カリキュラムに行われるため介入群が若干名であるが、医学生各自が訪問した臨床医数は約30名にのぼり、解析出来る数値となった。介入群と対照群を比較した教育効果の判定を実施しており、概ね順調に伸展していると言える。現在の卒前教育に不足する、臨床実習前の新たな臨床推論能力の教育法を開発し、教育効果を検証するのが本研究の目的である。症候からの鑑別診断、および患者が抱える諸問題の発見解決に必要な過程を医学生が体験する際、与えられた教材を用いるのではなく、学生が臨床推論の課題を作成し、その課題を用いて臨床医が患者の問題を解決する際の情報収集法、思考過程を観察、解析する。通常の臨床推論過程と逆行する過程を能動的に体験することで作成課題の妥当性を学び、臨床医の臨床推論過程の分析を行うことで実際の思考過程、症例の医療情報収集の多様性を学ぶ。本研究に参加する学生を介入群とし、その他の学生を対照群として、問題解決能力、臨床推論能力、技能、態度を測定、比較する。本研究の介入群となる医学部3年生は研究の概要を説明したうえで臨床推論について自己学習し、課題を各自学生が作成した。課題は学生が選択した病態または疾患の症例で、医療情報を小分けにしたものとした。臨床推論能力教育法を開発し、効果を検証する。学生が問題発見解決、臨床推論と逆行する過程を体験し、臨床医を観察する。3年の医学生が架空の症例を想定し、鑑別に要する医療面接・身体診察・検査の項目を考え、通常教員が作成する問題基盤型学習の課題シートを作成した。学生は課題シートを臨床医に提示し、診断に至る推論過程を観察した。学生の学習効果は、臨床推論能力試験で測定した。学生による臨床医の推論法の解析では、臨床経験年数や専門診療科により推論過程に差があった。研究前後で学生の臨床推論能力試験の成績が上昇し、対照群に比し好成績であったが職業意識に差はなかった。臨床推論能力を涵養する教育法として効果があった。本研究は本学の研究室配属カリキュラムに行われ、当該年度の介入群が1名であるが、医学生各自が訪問した臨床医数は30名にのぼり、解析出来る数値となった。介入群と対照群を比較した教育効果の判定は27年度以降の実施になるため、概ね順調に伸展していると言える。平成25年および26年度に3年生であった介入群は平成28年度にそれぞれ6年生、5年生となっている。
分散制御型外乱オブザーバによるマイクログリッドの周波数制御

太陽光発電や風力発電を含む離島マイクログリッドでは、需給バランスを適切に維持することで周波数変動を抑制することが重要な課題である。本研究課題では、需給変動を高速に検出するための外乱オブザーバの技術を蓄電池制御に応用し、複数の制御デバイス間で互いの制御行動を推定しながら機能する分散制御型外乱オブザーバの制御手法を提案した。平成30年度の検討では、同様の制御手法を風力発電の慣性応答制御に応答することで、蓄電池が無い場合にも、短時間のうちに生じた急峻な需給変動を高速に補償する制御技術の開発を目指した。風力発電は発電機やブレードに運動エネルギーを蓄えているため、風車の回転数を変化させながら運動エネルギーの増減分を出力変動として系統に注入あるいは吸収することで、周波数変動の抑制効果が期待されるが、一方で風車の回転数が過度に変化する可能性も危惧される。そこで本研究では、風車の回転数制御と外乱オブザーバによる周波数制御とを組み合わせることにより、電力系統への貢献と適正な回転数の維持が可能であるか検討を進めた。初年度から整備したMATLAB/Simulinkを用いた離島マイクログリッドのモデルに加え、提案する制御方式や出力変動の回転数特性を有した風車モデルを追加し、外乱オブザーバに与えるべき制御ゲインと、その制御効果との関係について検討を深めた。以上の検討を通じて、風力発電が系統容量の20%程度となる離島マイクログリッドにおいて、大きな風力発電出力の変動が生じた場合にも適切に周波数を維持できることが示された。太陽光発電や風力発電などの、再生可能エネルギーを利用した電源が大量に導入された電力系統では、その不確実な出力変動に起因した系統周波数変動の抑制が重要な課題となる。特に離島のように自立した小規模系統(離島マイクログリッド)では、系統規模が小さいため、周波数が変動しやすい課題がある。離島マイクログリッドの周波数を安定化するための方式として、電気自動車に搭載された蓄電池の充放電制御を活用することが挙げられる。蓄電池の制御は非常に高速であるため、離島マイクログリッド内の需給バランスを適切に維持して周波数の安定化に寄与することが期待されているが、その制御性能を一層向上させるために、本研究では外乱オブザーバを蓄電池の制御系に組み込むことを提案する。ここで、制御対象となる蓄電池は、電気自動車の充電箇所に依存して系統内で複数地点に分散していることが想定される。このような環境下で外乱オブザーバを適用するために、本研究では各蓄電池が他の蓄電池の挙動を推定しながら、蓄電池群全体で高速な変動補償を実現することを目指した。特に平成29年度の研究では、数値解析に基づいて、この分散制御型外乱オブザーバの基本論理の構築を行った。特に、同方式は他電源の挙動を推定するための制御モデルの精度が重要となるため、ロバスト性の解析を実施した。数値解析はMATLAB/Simulinkを用いて行い、実測による太陽光発電や風力発電の出力変動データに対して制御性能の評価を行った。平成29年度の研究は、概ね数値解析に基づいて実施した。提案する分散制御型外乱オブザーバの構想は、本研究課題の開始前に概ね実現可能であると目途を立てており、数値解析を通じて様々な新たな課題に直面したものの、概ね当初の構想通り機能する制御系が実現できた。平成30年度は、初年度に構築した制御手法を実験を交えて検証する予定であるが、実験機に基づく検討では機器の挙動をよりリアルに再現できる一方で、システムの規模はどうしても限定的にならざるを得ない側面もある。様々な条件の離島マイクログリッドを対象に検討を進めることがより重要になる可能性があるため、平成30年度は数値解析の比重を増やして、より幅広く数値解析を進める予定である。
顎関節関節腔形成における血管系の役割

上関節腔の形成は下関節腔形成に先行して始まり、関節腔形成予定領域では胎生18日目にED1陽性マクロファージの貪食より間葉細胞間が拡大されて裂隙形成が生じて、上関節腔が形成された。一方、下関節腔の形成は胎生19日目に関節頭表層に沿ったCD31陽性毛細血管の進入により、関節円板原基と下顎頭の間の組織が押し広げられ、生後直後から始まる顎運動と同時期に生じる毛細血管の消失により形成された。関節円板で完全に上下に二分される顎関節の関節腔は,上下で形成時期も関与する細胞も異なる.特に下関節腔形成においては,下顎頭と関節円板の間の血管侵入と消失による裂隙の形成が重要であることを報告してきた.本研究では,下関節腔形成領域に存在する血管周囲の細胞および血管侵入に伴う細胞外基質や周囲の細胞め変化を微細構造学的、免疫組織化学的に検討した.下顎頭表層に沿って毛細血管の侵入が開始する胎生19日から下関節腔形成が完了する生後3日齢までのラット顎関節部を検索に用い,凍結切片およびパラフィン切片,電顕観察には樹脂包埋切片を作成した.また血管内皮細胞のマーカーとしてCD31またはRECA-1を用いた免疫組織化学により周囲細胞との関係を検討した.胎生21日齢では血管内皮細胞の侵入に伴い,下関節腔形成領域では細胞間が拡大し,さらに大型の類円形細胞が出現した.この細胞は血管内皮細胞に接し,共に厚い基底膜様構造物で取り囲まれるが細胞内小器官に乏しく,明るいやや不整形の大型の核と細胞膜に沿ってcaveola様構造の膜陥入がわずかに発達していた.また血管内皮細胞マーカーRECA-1陽性反応は明らかな内皮細胞にのみ認められこの細胞は陰性を示した.毛細血管が明瞭な管腔を形成している生後0日齢ではこの大型細胞は消失し,血管内皮細胞周囲には基底膜とcaveola構造の発達した周皮細胞の裏打ちが顕著であった.血管周囲組織には,典型的な線維芽細胞とは異なる不整形のクロマチンに富む核と細胞内小器官が発達した多様形態を呈する細胞が散在し,周皮細胞から他の細胞への分化過程の可能性も考えられた.本研究の目的は免疫組織化学的・微細構造学的手法ならびに分子生物学的手法を用いて顎関節関節腔形成過程における血管系の役割を明らかにすることにより、顎関節の生物学的特性の解明することである。本年度に得られた成果は以下の通りである。1.上関節腔の形成は下関節腔形成に先行しで始まり、側頭骨と関節円板原基の間の関節腔形成予定領域に侵入し、胎生18日目にED1陽性マクロファージの貪食より間葉細胞間が拡大されて裂隙形成が生じて、上関節腔が形成された。2.下関節腔の形成は胎生19日目に関節頭表層に沿ったCD31陽性血管内皮細胞で標識される毛細血管の進入により、関節円板原基と下顎頭の間の組織が押し広げられ、生後直後から始まる顎運動と同時期に生じる毛細血管の消失により裂隙形成が生じた。3.顎関節関節腔形成の際の細胞数の減少や組織間隙の拡大時にはTUNEL陽性を示すアポトーシス像は認められなかった。4.関節円板構成細胞を細胞機能と分化段階によって発現の種類が変化する細胞内骨格の中間径フィラメント(熱ショックタンパクであるHsp25、神経膠細胞に主として発現するGlial fibrillary acidic protein (GFAP)、神経上皮細胞や筋線維芽細胞や線維芽細胞様細胞,未分化細胞に発現するネスチン)に着目し、生後の発達過程および成熟した円板構成細胞の詳細な分類を行った。その結果、関節円板構成細胞は少なくとも3種(Hsp25(+)/Nestin(-)/GFAP(+);Hsp25(+)/Nestin(-)/GFAp(-);and Hsp25(-)/Nestin(+)/GFAP(-))に分類できた。また、GFAP陽性細胞およびネスチン陽性細胞は切歯萌出一臼歯萌出-咬合完成の各段階で飛躍的に増加した。本研究は、顎関節関節腔形成過程における血管系の役割を明らかにすることにより、顎関節の生物学的特性の解明を目指すものである。本年度は、昨年度までに得られたin vivo系による実験結果を検証するin vitro系による顎関節関節腔形成過程の解明実験と人工的に過大な機械的負荷を付与した際の顎関節関節円板の変化を追求したin vivo実験を行い、以下の結果を得た。1. In vitro系による顎関節腔形成過程の追加実験では、胎生15日のマウスを深麻酔下で母獣から取り出し、器官培養を試みた。摘出したマウス胎仔は、摘出後、実態顕微鏡下で断頭、除脳、皮膚剥離後、酸素を飽和させたDEME培地内で器官培養を行った。

しかしながら、マウス胎仔頭部表面は発生が進んだものの、培養液の頻繁な交換、ローテーター回転速度の調整等、さまざまな工夫を凝らしたが、顎関節形成部位は筋肉組織が厚く、また骨組織を多く含んでいるため、発生が進まなかった。この結果はこれまで顎関節の器官培養が困難であったことを裏付けた。2.機械的負荷を付与した際の顎関節関節円板の変化を追求したin vivo実験では、ラット顎関節後部組織に持続的な圧迫力を加え、組織発生中に発現パターンが大きく変化することが知られている中間径フィラメントの発現変化を追求した。顎関節関節円板内の中間径フィラメントの発現パターンにより、円板細胞の分類が可能となった。また、通常、デスミンとα-smooth muscle actinは血管平滑筋や血管周皮細胞では共存しているが、デスミン陽性円板細胞はα-smooth muscle actinを欠いていた。この発現変化は血管発生中の血管周皮細胞の前駆細胞におけるパターンに類似しており、機械的負荷により、これら細胞により血管新生が行われることを想像させた。研究計画通り、顎関節関節腔の発生過程を検討し、上下関節腔で形成開始時期が異なること、下関節腔の形成では毛細血管が侵入することによって組織間隙が形成されることを明らかにすることができた。また、分類が未確定の関節円板細胞の細胞学的分類を順調に明らかにすることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画通り研究遂行できれば、当初の研究目標を達成できる。
3次元画像の生成と認識に基づく知的仮想化内視鏡システムの開発

本研究では、計算機内に構築された仮想化された人体に基づいて、人体内部を自由に移動し、任意の位置、方向から任意の部分を観察することによって診断、治療支援を行うシステムを開発した。(1)試作システム実際に、個別の臓器を対象として上記機能を試作し、本アイデアの有効性を確認した。具体的に扱った臓器は、気管支、血管、胃、直腸、である。それぞれ、仮想化気管支(血管、腸、胃)内視鏡システムと呼んでいる.(2)基本構想仮想化内視鏡の考え方を整理してまとめ、さらに発展させたものとしてナビゲーション診断の考え方を提案した。(3)基本ツール臓器セグメンテーション観測、診断対象臓器を3次元濃淡画像中から自動抽出する手順を開発した。今のところ、一部は専門医の手入力が不可欠である(診断行為に属する)ため、対話型の3次元画像セグメンテーション機能を実現するための、断面投影と2次元→3次元の逆投影を組み合わせた新しい方法を開発した。(4)基本ツール高速表示対話型ナビゲーションのための3次元濃淡画像高速表示法を検討し、従来のボリュームレンダリング、3次元テクスチャ法に加えて微少平面法を開発し、それぞれの使い方を明確にした。(5)知識ベースの組み込みナビゲーションの中で観測視野内の臓器の名前を知識ベースから求めて表示する機能を実現した。(6)特徴量計測ナビゲーションの中で対象臓器の幾何学的特徴量を対話的にリアルタイムで計測する機能を実現した。(7)臓器の変形ナビゲーションの途上で手術のシミュレーションを行えるように、軟らかい臓器の変形のモデルを、質点バネモデルで構築し、変形アルゴリズムを開発した。仮想化内視鏡システムのパイロットモデルを作成し、臨床例についても応用して実験を進めている。現在までに以下の機能を実現している。(1)基本機能(a)セグメンテーション3次元CT像から対象器官を抽出する機能であり、自動および対話的半自動で行える。(b)ナビゲーション対象器官内を画像をみらがらマウスで操作して自由に移動できる。また、視点方向も自由に選べる。(c)特徴計測対象器官の特徴量(面積、長さ、表面上の長さ、体積)を対話的に対象を選んで自動計測できる。(d)ディスプレイポリゴン生成および適当なシェ-ディングによって上記の操作の基礎となる陰影付き画像を表示する。(2)拡張機能(a)高速表示気管支のような木構造の場合には視点から可視部分のみを表示して表示速度を高速化する。(b)可変解像度表示ポリゴンの個数および大きさを対象の複雑さに応じて可変にして高速表示を実現する。(c)器官名称の記入気管支の場合には視点の現在位置から見てみえる枝の解剖学的名称を画面の上に自動生成する。(d)CT値重畳表示器官の表面に、そこからある指定された範囲以内のCT値をカラーコーディングを用いて重畳表示する。(e)ワイヤ表示器官の表面をポリゴンのエッジのみで表現することによって器官の外部も同時にみえるように表示する。(3)実験現在、実際の患者から得たCT像によって、気管支、血管、胃、腸、などに適用し、有効性を確認した。本研究では、計算機内に構築された仮想化された人体に基づいて、人体内部を自由に移動し、任意の位置、方向から任意の部分を観察することによって診断、治療支援を行うシステムを開発した(1)試作システム実際に、個別の臓器を対象として上記機能を試作し、本アイデアの有効性を確認した。それぞれ、仮想化気管支(血管、腸、胃)内視鏡システムと呼んでいる。(2)基本構想仮想化内視鏡の考え方を整理してまとめ、さらに発展させたものとしてナビゲーション診断の考え方を提案した。

今のところ、一部は専門医の手入力が不可欠である(診断行為に属する)ため、対話型の3次元画像セグメンテーション機能を実現するための、断面投影と2次元→3次元の逆投影を組み合わせた新しい方法を開発した。(4)基本ツール高速表示対話型ナビゲーションのための3次元濃淡画像高速表示法を検討し、従来のボリュームレンダリング、3次元テクスチャ法に加えて微少平面法を開発し、それぞれ使い方を明確にした。(5)知識ベースの組み込みナビゲーションの中で観測視野内の臓器の名前を知識ベースから求めて表示する機能を実現した。(6)特徴量計測ナビゲーションの中で対象臓器の幾何学的特徴量を対話的にリアルタイムで計測する機能を実現した。(7)臓器の変形ナビゲーションの途上で手術のシミュレーションを行えるように、軟らかい臓器の変形のモデルを、質点パネモデルで構築し、変形アルゴリズムを開発した。
金属磁性体と半導体の原子層制御界面の磁性と光スピン機能性

本研究においては、CoやMn化合物などの金属磁性体と、光学特性の優れた化合物半導体、特に巨大磁気光学効果を示す希薄磁性半導体の原子層制御積層構造や微細複合ナノ構造を作製する。そして、界面における磁気的相互作用や磁性複合ナノ構造における磁気光学機能性などを研究し、新しい光スピン機能性を持つ磁性体・半導体ハイブリッドナノ材料を創製していくことを目的としている。(1)ZnCdSe量子井戸を原子層エピタキシャル成長させ反強磁性体MnSe原子層を磁性デルタドープした。そして、このような原子層制御磁性超薄膜の磁性スピンと光生成励起子との相関を明らかにした。(2)電子ビームリソグラフィーにより、CoとZnCdMnSe量子井戸の複合ナノ構造を作製し、Co強磁性スピン波とMnイオンのスピンフリップによる光散乱を測定し、このような磁性複合構造におけるCoの局所的有効磁場とその分布を高い精度で求めることが出来た。(3)原子層オーダーで膜厚を制御した非磁性半導体ZnCdSeと磁性半導体ZnCdMnSe量子井戸を接合した非対称磁性二重量子井戸を作製し、その励起子スピンダイナミクスを磁場中円偏光時間分解PLにより研究した。磁性井戸の磁場によりスピンに依存したタイプII発光が観測され、スピン偏極正孔を空間的に分離させる新しい光スピン機能性を実現した。(4)電子ビームリソグラフィーにより作製した垂直磁化Co/Pt多層膜と磁性半導体ZnCdMnSe量子井戸の複合ナノディスク構造を考案・作製した。Co垂直磁化より半導体ナノディスクに生じる局所的な垂直磁場により半導体励起子キャリアのスピン状態を制御することに成功した。(5)CdSe自己組織化量子ドットと磁性半導体ZnCdMnSe量子井戸を原子層オーダーで膜厚制御したトンネルバリアー層により結合させた全く新しい光スピン機能性量子ナノ構造を創製した。本研究では、CoやMnなどの金属磁性体と、ZnSe系化合物半導体、特に"巨大磁気光学効果"を示すZnMnSeなどの磁性半導体の原子層制御積層構造や微細複合ナノ構造を作製する。両者の界面構造や界面における磁気的相互作用、あるいは微細複合ナノ構造における磁気光学機能性などを研究し、新しい光スピン機能性を持つ磁性体・半導体ハイブリッド材料の創製を目指す。平成15年度は、主として、良好な磁性体・半導体界面の作製と微細構造加工に注力した。1,分子線エピタキシーによりZnCdSe量子井戸を原子層成長させつつ、意図した位置に反強磁性体であるMnSe単原子層を作り込んだ磁性ディジタルドープ構造を作製した。このような半導体磁性量子構造中における原子層制御磁性超薄膜の磁気特性、磁性スピンと光生成励起子の相関などを、励起子発光の磁場依存性により明らかにした。2,電子ビームリソグラフィーにより、CoとZnCdMnSe量子井戸のサブミクロン複合微細構造の作製に成功した。Coの磁気特性をスピン波ブリルアン散乱で評価し、またZnCdMnSeのMnイオンのスピンフリップ光散乱を測定した。その結果、微細複合構造における強磁性体Coの有効磁場とその分布を高い精度で求めることが出来た。3,電子ビームリソグラフーにより、ZnCdMnSe磁性半導体の規則配列量子細線やドット構造を作製した。このような磁性半導体量子構造中に光生成した励起子に対するMnスピンの影響を励起子発光とその時間特性の磁場依存性により研究し、巨大磁気光学効果の発現を明らかにした。

4,分子線エピタキシー装置の改造を行い、金属強磁性体積層用の高温セル、および高感度膜厚計の設置を行った。本研究においては、CoやMnなどの金属磁性体と、ZnSe系化合物半導体、特に巨大磁気光学効果を示すZnMnSeなどの磁性半導体の原子層制御積層構造や微細複合ナノ構造を作製する。そして、両者の界面構造や界面における磁気的相互作用、あるいは微細複合ナノ構造における磁気光学機能性などを研究し、新しい光スピン機能性を持つ磁性体・半導体ハイブリッド材料の創製を目指すことを目的としている。平成16年度は、主として、作製した各種の磁性体・半導体界面や複合ナノ構造の磁気光学特性の詳細を研究した。1.原子層成長ZnCdSe量子井戸中に反強磁性MnSe単原子層を作り込んだ磁性ディジタルドープ構造における励起子発光の磁場依存性を調べ、原子層制御反強磁性MnSeにおける界面スピンが常磁性的に振る舞い、ZnCdSe量子井戸における励起子巨大ゼーマン効果を引き起こすことを明らかにした。様々な膜厚をもつMnSe層をドープした試料に対する測定結果より、このような常磁性的スピン層の有効膜厚は1原子層であることを明らかにした。2.電子ビームリソグラフィーにより作製したCoとZnCdMnSe量子井戸の複合細線構造における励起子発光の磁場依存性を調べ、Coより半導体量子井戸に生じる局所的な垂直磁束により誘導される励起子巨大ゼーマン効果の発現を実験的に明らかにした。すなわち、強磁性体ナノ構造の磁束を利用して、半導体キャリアのスピン状態を制御することに成功した。3.ZnCdMnSe磁性半導体とZnCdSe非磁性半導体の磁性二重量子井戸を用いて、電子ビームリソグラフィーにより直径20nmまでの規則配列ドット構造を作製した。このような磁性二重量子ドットにおいて、磁性ドットに光生成したスピン偏極励起子のダイナミクス、特に、非磁性ドットへのスピン注入現象を観測することに成功した。平成17年度は、これまでの研究成果をもとに、各種の磁性体・半導体界面や複合ナノ構造における新しい光スピン機能性を研究した。1.原子層オーダーで膜厚を制御した非磁性半導体ZnCdSeと磁性半導体ZnCdMnSe量子井戸を接合した非対称磁性二重量子井戸を作製し、その励起子スピンダイナミクスを磁場中円偏光時間分解PLにより研究した。磁性井戸の磁場による巨大ゼーマン効果により、二重量子井戸のポテンシャルがスピンに依存して変化し、スピンに依存したタイプII発光が観測された。これより、スピン偏極正孔を空間的に分離させる新しい光スピン機能性を実現した。2.電子ビームリソグラフィーにより作製した垂直磁化Co/Pt多層膜と磁性半導体ZnCdMnSe量子井戸の複合ナノディスク構造を考案・作製した。ZnCdMnSeナノディスクの励起子発光の円偏光特性を調べ、Co垂直磁化より半導体ナノディスクに生じる局所的な垂直磁場により誘導される励起子巨大ゼーマン効果を明らかにした。
難治性気胸に対する音響学的診断と非侵襲的治療の開発

肺音を2チャンネルで記録する聴診システムを開発した。聴診システムは2個の聴診器(マイクロフォンとチェストピース)、2チャンネチャンネルのボイスレコーダおよび音の解析ソフトで構成される。自然気胸症例では患側の呼吸音は著明に減少していたがブラからの空気漏れ音は明瞭に把握することはできなかった。虚脱が著明な場合には患側で主に心音、血管音が記録された。肺手術後の気管支断端瘻あるいは胸膜瘻では解析ソフトのサウンドスペクトログラムで気管支喘息症例のwheezeに類似した横縞紋様がみられた。また自然気胸症例の患側では健側にはみられない肺音が描出され膨張過程にある肺が発する音であることが推測された研究が気胸を有する症例に対する肺音の解析であることから、最初に基礎実験として肺音の採取、記録に関する手技の確立を試みた。すなわち聴診器システムを用いて肺音(呼吸音、副雑音)の採取、記録を行った。まず市販のボイスレコーダー付き聴診システムを試したがこれでは採取した音の記録の中のノイズが強いことが判明した。さらにその聴診システムでは記録した肺音の強度が低くフーリエ解析ソフトで周波数解析には不適切であった。そこで自作の聴診器、記録装置を作製することにした。周囲のノイズを遮断するためにいろいろな素材を試したが最終的には厚ゴム(大型机の脚にはめる滑り止めのゴムのキャップを利用)による聴診器を作製した。このキャップの開放部を胸壁に強くあてれば周囲の雑音を減弱することができた。キャップの閉塞側に細い穴を開けてエレクトレットマイクロフォンを挿入固定しさらに音が入らぬようにマイクロフォン周囲を密封した。ボイスレコーダーは市販されているソニー社製のものを使用しWAVの様式で記録している。現在は入院症例ごとの記録を蓄えているが、自然気胸症例では入院時、胸腔ドレナージ施行後、気胸の治癒後の肺音を採取、記録する作業を行う。これらの音をコンピュータへインストールした音響解析ソフトで周波数解析し、自然気胸のブレブから発生する空気漏れの音を解析する予定である。先に記したように市販の聴診器システムには解析ソフトが付属しているがこれは同システム以外の聴診器で採集した肺音の解析には使用できないことが判明している。〔聴診システムの開発〕自然気胸症例の肺音をデジタル信号で記録する聴診システムの開発を行った。聴診システムはマイクロフォンと胸壁にあてる外筒それにボイスレコーダーで構成される。特に臨床の現場で簡便に聴診できる点を優先した。マイクロフォンとして最終的にはaudio-technica社のAT99033がサイズ、形状、機能の面から最適であった。外筒としては市販の聴診器をゴムのチューブ部分で切断したものなどを試したが、最終的に建築材料のドアのストッパーを使用した。メンブレンには適切なものはなく使用しなかった。ボイスレコーダーとしては高品質の音の記録が要求されることからPCMレコーダーを使用している。すなわちソニーのリニアPCM-D50とオリンパスのLS-100の双方を用いている。いずれも2チャンネルであることから2か所の肺音を同時に記録することができるようになった。〔肺音の解析〕音の解析は工業領域では製品の検査などで広く研究が進んでいるが音の性質の点で工業用解析ソフトをそのまま臨床には用いることができなかった。今回は日本肺音研究会の呼吸音セミナーで配布された解析ソフトEasyLSAを使用した。〔空気漏れ音の研究〕今回の検討では胸腔ドレナージ挿入前の自然気胸症例では胸壁から空気漏れ音を記録することはできなかった。現実にブラからの空気漏れはかなり緩徐なものであり音を発しない可能性が高い。これに対し胸腔ドレナージ後には空気漏れの量が増加するが、挿入後には皮下気腫が出現し胸壁からの音の記録は困難になった。また自然気胸症例の患側では健側にはみられない肺音が描出され膨張過程にある肺が発する音であることが推測された種々の気胸症例の胸壁から呼吸音、副雑音(空気漏れの音を含む)を採取している。聴診器のチューブを切断しその断端にマイクロフォンをはめ込みこれを胸壁にあてているがこの手技が安定してきた。すなわち音の記録には以前に購入したソニーのボイスレコーダーとケンツメディコ社のトレーニングマスターを比較しているが、前者の方が呼吸音、副雑音を保存するのに適しておりもっぱらこれを用いている。さらにソニーのボイスレコーダーを用いることによって予想した以上に明瞭な呼吸音、副雑音が記録されることが判明した。そのため気胸に関連する副雑音だけでなく種々の呼吸器疾患の肺音の研究に使用できることが推測される。ただ記録できるチャンネル数が少なく胸壁の複数個所から採取した音声の強度の比較に用いるのには適していない。別なシステムが必要である。