hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
質感的画像特徴と色認知－光沢色と照明色の関係に着目して－

光沢ハイライトは照明色そのものを反映する場合が多く、色恒常性の手がかりの候補の一つである。そこで本研究では、その光沢ハイライトと色知覚の関連性を明らかにすることを目的とした。はじめに、物体上の光沢ハイライトの色変化は、必ずしも照明色変化だと認知されないことを明らかにした。一方,光沢物体が多く含むシーンでは,マット物体のみを含むシーンよりも色恒常性が強く,さらにその光沢物体の優位性は,低次画像特徴が光沢物体と同一なノイズ画像上では消失することを明らかにした。これらの結果は,無意識のうちに光沢の色情報を使うことで照明色の影響を取り除いた色の見えを生起させる仕組みが脳内にあることを示唆している。本研究では、質感的な画像情報、特にその中でも光沢ハイライトに着目し、その画像情報と色知覚の関連性を明らかにするための心理物理実験を行っている。具体的には、光沢ハイライトが照明色そのものを反映する場合が多いことから、それがヒトの色恒常性の手がかりとして実際に有用かを検討している。これまでの実験では、a.光沢ハイライト以外の手がかりをなるべく少なくした条件下での色恒常性の成立度合、と、b.光沢ハイライトの色恒常性への効果と照明色認知の関係性、の2点について検討してきた。a.については、物体に隣接した背景の色が色恒常性に強くすることを考慮し、被験者の色判断に用いられるテスト物体の周囲を黒背景とすることで隣接背景による色恒常性への影響を抑えた上で、その周囲に存在する物体上の光沢ハイライトの有無による色恒常性の成立具合の違いを検討した。その結果、隣接背景の情報がないために、予想通り色恒常性の成立具合は全体的に低く、また光沢ハイライトを持つ物体が多数存在する場合でも光沢ハイライトがない場合よりもわずかに色恒常性が向上するのみであった。この結果は、光沢ハイライトは色恒常性へわずかに寄与する程度の効果しか持たない可能性を示している。b.については、色恒常性が照明色の認知とは独立に生起している可能性を示した過去の研究に立脚し、同一刺激に対して色の見え判断(通常の色恒常性の実験)とシーン照明色判断をさせた際の光沢ハイライトの効果を比較した。その結果、上述した通り、色の見え判断では光沢ハイライトの効果は微弱だったものの、シーン照明色判断においては非常に強く光沢ハイライトの効果が見られた。この結果は、色恒常性と照明色認知が独立した視覚情報処理である可能性を改めて示すとともに、シーン認知に対して光沢ハイライトが強い効果を持つ可能性を示している。当初の予定通り、質感的画像情報の一つである光沢ハイライトが色の恒常性やシーン照明色の認知へ与える影響を心理物理学的に検討できている。本研究では、質感的な画像情報、特にその中でも光沢ハイライトに着目し、その質感的画像情報と色知覚の関連性を明らかにするための心理物理実験を行っている。具体的には、光沢ハイライトが照明色そのものを反映する場合が多いことから、それがヒトの色恒常性の手がかりとして実際に有用かどうかを検討している。27年度までの実験結果から、光沢ハイライトが物体上に存在する場合と存在しない場合を比較すると、光沢ハイライトが存在する場合のほうが色恒常性が大きいことがわかっていた。そこで28年度では、そのメカニズムを明らかにしていくため、光沢ハイライトを付与することによって生じる2種類の変化、すなわち光沢感知覚変化と色・輝度画像統計量変化のうち、どちらが光沢ハイライトによる色恒常性増強へ寄与しているのかを検討した。具体的には、光沢ハイライトを有する物体の画像(光沢画像)に対し、画像統計量を維持したまま光沢感を喪失させる画像処理を施した画像(ランダム画像)を作成し、光沢画像とランダム画像における色恒常性の強さを比較した。その結果、光沢画像でもランダム画像でも、光沢ハイライトがないマット画像よりは色恒常性が強かった一方で、光沢画像の方がランダム画像よりも色恒常性が有意に強かった。これらの結果から、光沢ハイライトによる色恒常性への寄与として、輝度・色画像統計量に基づく低次要因の影響と、光沢の認知という高次要因の影響の両方が存在することが示唆された。当初の予定通り、光沢ハイライトという質感的画像情報が色知覚へ与える影響が存在することを明らかにでき、さらにそのメカニズム解明へ踏み込んだ実験・解析を始めている。本研究では、質感的な画像情報、特にその中でも光沢ハイライトに着目し、その質感的画像情報と色知覚の関連性を明らかにするための心理物理実験を行ってきた。これまでの実験から、光沢ハイライトが存在すると色恒常性の精度が向上すること、また光沢ハイライトの存在により光沢感が向上することが色恒常性の精度向上に関わっている可能性を示してきた。最終年度である平成29年度では、光沢ハイライトが色恒常性に及ぼす効果の一般性を明らかにするために、1.光沢強度を連続的に変化させることの影響、と、2.照明光の色温度の影響、を心理物理実験により定量化した。1.については、光沢強度が増加するにつれ色恒常性への影響量が増加した。さらに、色恒常性への影響の強さは知覚的光沢感と非常に強く相関した。このことから、光沢感の知覚的な強さが色恒常性の精度向上に関わっている可能性を改めて示唆した。2.については、光沢ハイライトの効果は低色温度(赤っぽい照明色)にのみ有効であった。この際、先行研究で示されていたとおり、全体的に低色温度条件において色恒常性の精度が低かった。すなわち、光沢ハイライトはいつでも色恒常性の手がかりとなるわけではなく、色恒常性の精度が不十分な際に補佐的な役割を持っていると考えられる。

さらに、低次画像統計量(空間周波数振幅や画像の輝度・色度ヒストグラム)を保ったまま空間周波数位相のみをランダム化した刺激を用いて実験したところ、光沢ハイライトによる効果のうち80%程度は消失することが明らかとなった。この結果から、色恒常性の精度を向上させるためには、光沢ハイライトに類似した画像統計量を付与するだけでは全く不十分で、「光沢らしく」見える画像が存在することが重要であることが示唆された。光沢ハイライトは照明色そのものを反映する場合が多く、色恒常性の手がかりの候補の一つである。そこで本研究では、その光沢ハイライトと色知覚の関連性を明らかにすることを目的とした。はじめに、物体上の光沢ハイライトの色変化は、必ずしも照明色変化だと認知されないことを明らかにした。一方,光沢物体が多く含むシーンでは,マット物体のみを含むシーンよりも色恒常性が強く,さらにその光沢物体の優位性は,低次画像特徴が光沢物体と同一なノイズ画像上では消失することを明らかにした。これらの結果は,無意識のうちに光沢の色情報を使うことで照明色の影響を取り除いた色の見えを生起させる仕組みが脳内にあることを示唆している。これまでの結果から、光沢ハイライトは色恒常性やシーン照明色の認知に寄与する可能性を示すことができた。しかしながら、本当に光沢ハイライトを「光沢ハイライト」と認知することが重要なのか、それとも光沢ハイライトに含まれる色や輝度、空間周波数といった低次画像特徴量が重要なのか、これまでの実験では明らかにできていない。そこで、今後の実験では、これまでの実験で用いた周辺物体の低次統計量を維持したまま光沢認知を消失させる画像処理を施すことにより、低次統計量と光沢認知のどちらが重要なのかを明らかにしていく。その方法として、例えばStojanoski & Cusackが提案しているdiffeomorphic transformationを適用する予定である。さらに、光沢ハイライトの効果の定量化という観点から、色輝度統計量のような既知の色恒常性手がかりと光沢ハイライトを独立に実験パラメータとして設定することにより、光沢ハイライトが他の手がかりと比較してどの程度のインパクトを持つ画像手がかりなのかも同時に明らかにしていく予定である。これまでの結果から、光沢ハイライトが色恒常性に寄与することと、その要因として色・輝度統計量などの低次要因と光沢感認知などの高次要因の2種類が存在することが明らかとなった。しかし、それらの低次要因と高次要因が定量的にどの程度色恒常性に寄与しているかはまだ検討していない。また、個人差がやや大きく、被験者によっては必ずしも光沢ハイライトが色恒常性へ寄与しない場合もあった。これらを踏まえ、今後は被験者数を増やしデータの安定性を向上させるとともに、光沢感や画像統計量の影響量が色恒常性へ与える影響について、実験条件数を増やした上で心理物理実験により定量化することにより、数理モデル化を目指す。視覚心理物理学高輝度ディスプレイの導入を予定していたが、方針を決定づける基礎データを収集するための実験を早急に始めることを目的として、まずは通常のLCDモニタによる実験を行う方針へと変更になった。
スペクトル情報に基づく高齢者など色弱者の知覚色予測と視認性評価

従来のRGBカラー画像に基づく色覚シミュレーションでは,原理上どうしても欠落する情報が存在するが,その欠落はスペクトル情報に基づく技術開発で防ぐことができる.スペクトル情報に基づく色覚研究のメリットは,色弱者等の色彩感覚を正確に見積もることができる点である.今年度の研究では,RGBカラー画像に基づく色覚シミュレーションでは,色弱者等の色彩感覚を正確に予測することができないことを,分担研究者と共同で確認する研究を進めた.具体的には,1型色覚者と2型色覚者がRGBカラー画像から知覚する色彩感覚を,SD法を用いて調査し,その結果を因子分析法などを用いて解析した.また1型色覚者と2型色覚者の見えを,従来のRGBカラー画像を用いるシミュレーション方式で模擬し,画像を分析すると共に色彩感覚実験の結果と比較した.その結果,従来方式のシミュレーションでは,画像にほとんど違いが見られない場合であっても,1型色覚者と2型色覚者が感受する色彩感覚は,実際には大きく異なる場合が存在する等が明らかになった.また高齢者の色彩知覚については,薄暮における手すりの見えを題材に,高齢者の視認性を確認し,色知覚と視認性の差異について研究を進めた.色覚健常者と色弱者の色彩感覚の違いを顕在化する手法は他にも想定され,今年度は複数の顕在化手法,技術手法について,探索的に研究を進めた.スペクトル情報に基づく予測・評価法のメリットが確認できたこと,色覚健常者と色弱者の色彩感覚の差異を確認できたこと,高齢者の色知覚と視認性の差異を確認できたこと,等において研究の進捗が見られた.研究計画に対し,研究は概ね順調に進んでいる.特に色弱者の色彩感覚の差異に焦点を当てることで,興味深い知見および研究成果が得られると期待される.従来のRGBカラー画像に基づく色覚シミュレーションでは,原理上どうしても欠落する情報が存在するが,その欠落はスペクトル情報に基づく技術開発で防ぐことができる.スペクトル情報に基づく色覚研究のメリットは,色弱者等の色彩感覚を正確に見積もることができる点である.今年度の研究では,RGBカラー画像に基づく色覚シミュレーションでは,色弱者等の色彩感覚を正確に予測することができないことを,分担研究者と共同で確認する研究を進めた.具体的には,1型色覚者と2型色覚者がRGBカラー画像から知覚する色彩感覚を,SD法を用いて調査し,その結果を因子分析法などを用いて解析した.また1型色覚者と2型色覚者の見えを,従来のRGBカラー画像を用いるシミュレーション方式で模擬し,画像を分析すると共に色彩感覚実験の結果と比較した.その結果,従来方式のシミュレーションでは,画像にほとんど違いが見られない場合であっても,1型色覚者と2型色覚者が感受する色彩感覚は,実際には大きく異なる場合が存在する等が明らかになった.また高齢者の色彩知覚については,薄暮における手すりの見えを題材に,高齢者の視認性を確認し,色知覚と視認性の差異について研究を進めた.色覚健常者と色弱者の色彩感覚の違いを顕在化する手法は他にも想定され,今年度は複数の顕在化手法,技術手法について,探索的に研究を進めた.スペクトル情報に基づく予測・評価法のメリットが確認できたこと,色覚健常者と色弱者の色彩感覚の差異を確認できたこと,高齢者の色知覚と視認性の差異を確認できたこと,等において研究の進捗が見られた.研究計画に対し,研究は概ね順調に進んでいる.特に色弱者の色彩感覚の差異に焦点を当てることで,興味深い知見および研究成果が得られると期待される.
大規模変異体集団を活用した根寄生植物抵抗性トマト系統の同定

平成30年度の研究においては、フェリパンキ(昨年度まではオロバンキと呼称)・エジプティアカ発芽後抵抗性系統の選抜を継続して実施した。ナショナルバイオリソースプロジェクト(トマト)から分与を受けたマイクロトムEMS突然変異誘発系統から抵抗性候補として得られていた2系統に対してより多くの発芽フェリパンキ種子を用いて感染試験をしたところ、抵抗性は再現性をもって見られなかった。いっぽう、トマト野生近縁種からSolanum pennelliiとSolanum peruvianumが抵抗性野生種として候補化されていたため、今年度はS. pennelliiが持つ抵抗性に関して、S. lycopersicum×S. pennelliiの組換え自殖系統(RIL)76系統を用いてゲノム上の抵抗性原因領域の探索を行なった。これらの中から、フェリパンキの寄生率が優位に低い系統を5系統、また寄生はするもののその後フェリパンキが壊死する頻度が高い系統を8系統、見出すことができた。RIL作出グループが解析したS.pennelliiゲノムのどの領域が移入しているかに関する結果やS. pennelliiゲノムプロジェクトの成果などを参照し、寄生率を下げるという抵抗性に寄与するS.pennelliiゲノム領域が5領域、壊死率を高めることによる抵抗性に寄与する領域が5領域あることがわかった。今後、さらにゲノムシークエンシング等を行ない原因遺伝子を同定したいと考える。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度の研究においては、第一にナショナルバイオリソースプロジェクト(トマト)から分与を受けたマイクロトム突然変異誘発系統を用いて、オロバンキ・エジプティアカ抵抗性系統の選抜に着手した。当初計画ではオロバンキ・エジプティアカ液体培養組織断片を用いた人工接種によって選抜を行う予定であった。しかしながら寄生率に関して人工接種の回ごとにばらつきが多きかったため評価が難しく、接種方法や選抜方法を見直した。その結果、人工接種の手技による実験者間での有意差があること等が明らかとなった。そこで、寄生不適合宿主系統の解析により報告されている根内皮組織に着目した選抜を行なうための予備研究を行なった。内皮形状とカスパリー線の形態の差異から効率よく根内皮変異系統を探索するための条件検討を実施した。これにより、根の横断切片を蛍光観察することによる一次選抜方法を採用することとし、マイクロトム突然変異誘発系統の選抜に再着手した。第二に、オロバンキ・エジプティアカ液体培養組織を用いた遺伝子導入法のプロトコル開発を実施した。ハイグロマイシン耐性を選抜マーカーとして用い、選抜にかける日数等の最適化を行い、遺伝子導入プロトコルを確立した。第三に、オロバンキ・エジプティアカと篩管特異的にGFPを発現するトマト系統を用いて、オロバンキと宿主とのシンプラスミックな接続形成の機構を解析した。オロバンキ吸器内においてGFPが輸送される経路を特定すると、それは特定の細胞列を輸送されており、それらの細胞列には未だに細胞核が残存していることが明らかとなった。このことから吸器内のシンプラスミック接続経路は篩管要素に分化しておらず、細胞間移行によりGFPが輸送されていることが示唆された。上述のように、当初計画ではオロバンキ・エジプティアカ液体培養組織断片を用いた人工接種によって選抜を行う予定であったが寄生率を指標とした評価が難しく、接種方法や選抜方法を見直した。このために本研究の中心課題である抵抗性系統の選抜に遅延が生じた。平成29年度の研究においては、第一にナショナルバイオリソースプロジェクト(トマト)から分与を受けたマイクロトム突然変異誘発系統を用いて、オロバンキ・エジプティアカ抵抗性系統の選抜を継続して実施した。寄生不適合性宿主系統の解析により報告されている根内皮組織に着目した選抜を実施し、内皮形状とカスパリー線の形態の差異から根内皮変異系統を探索した。平成29年度には2000系統のEMS突然変異誘発個体を選抜し、内皮自家蛍光に異常の見られる505個体を一次選抜し、この中から内皮形質異常が確かな88個体を更に選抜し、これらから採取した次世代植物体において寄生試験を実施したところ、2系統において寄生率が低減していた。第二に、トマト野生近縁種からの寄生抵抗性系統探索を実施した。Solanum pennelliiとSolanum peruvianumが抵抗性を持つことがわかった。第三に、ストリゴラクトン合成酵素欠損系統の寄生抵抗性評価を実施した。この系統は発芽は抑制するが、根に付着したオロバンキの吸器侵入過程は阻害しないことがわかった。第四に、オロバンキと宿主とのシンプラスミックな接続形成の機構を解析した。オロバンキ吸器内においてシンプラスミック接続経路は篩管要素に分化しておらず、細胞間移行によりGFPが輸送されていることが示唆されていたが、細胞核分解に関わる遺伝子群は正常に発現していること、篩管分化に関わるブラシノステロイド経路遺伝子群の発現が低下していることが明らかとなった。トマトの野生近縁種2種ならびにEMS突然変異誘発系統2系統から寄生抵抗性が見出されたため。

いっぽう、トマト野生近縁種からSolanum pennelliiとSolanum peruvianumが抵抗性野生種として候補化されていたため、今年度はS. pennelliiが持つ抵抗性に関して、S. lycopersicum×S. pennelliiの組換え自殖系統(RIL)76系統を用いてゲノム上の抵抗性原因領域の探索を行なった。これらの中から、フェリパンキの寄生率が優位に低い系統を5系統、また寄生はするもののその後フェリパンキが壊死する頻度が高い系統を8系統、見出すことができた。RIL作出グループが解析したS.pennelliiゲノムのどの領域が移入しているかに関する結果やS. pennelliiゲノムプロジェクトの成果などを参照し、寄生率を下げるという抵抗性に寄与するS.pennelliiゲノム領域が5領域、壊死率を高めることによる抵抗性に寄与する領域が5領域あることがわかった。今後、さらにゲノムシークエンシング等を行ない原因遺伝子を同定したいと考える。マイクロトム突然変異誘発系統からのオロバンキ・エジプティアカ抵抗性系統の選抜に遅れが生じているが、今後28年度に見直しを行なった選抜方法に切り替え、トマト根内皮組織に注目した選抜を進める。このデータはマイクロトム突然変異誘発系統の根の表現型に関するデータともなるため、まとまった段階でナショナルバイオリソースプロジェクト(トマト)に登録したいと考えている。この選抜により大幅に系統数を絞り、二次選抜に着手する。マイクロトム突然変異誘発系統からのオロバンキ・エジプティアカ抵抗性系統の選抜に関して、今後同定された抵抗性系統の再現性を確認したうえで、ゲノム配列解析を行なって、抵抗性の原因となっている遺伝子の同定に進む予定である。野生近縁種については、抵抗性を示したS. pennelliiの近交系統76系統を用いて、抵抗性に寄与しているゲノム領域を狭めていく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
骨髄幹細胞移植を用いた口腔の増殖性病変における細胞分化の分子調節機構の解明

GFP骨髄移植マウスを用いて骨髄幹細胞の動態を検討し以下の結果を得た。1)傷害性刺激を加えた歯根膜組織ではRunx2、Msx2、ALPの発現に加え、HSPや神経内分泌関連因子の発現増強があった。2)Runx2をはじめとするこれらの因子が歯周組織の恒常性維持と組織修復に重要な役割を持っていることを示した。3)歯周組織では細胞増殖が活発な場所に骨髄幹細胞が集中的に生着することを明らかにした。4)骨髄幹細胞の動態に神経系の細胞が関与していることを示した。5)増殖性病変の生物学的性格の確立への骨髄幹細胞の関与を示唆した。6)骨髄幹細胞を用いた組織修復促進や増殖性疾患の制御を可能とする学術的根拠を得た。昨年に引き続き、GFPトランスジェニックマウス由来骨髄移植マウスの作製、および組織損傷モデル動物の作製を行い、歯牙および歯周組織を構成する細胞ならびに骨髄幹細胞の生体内における動態と分化に関する研究を行った。傷害性刺激を加えた歯周組織における細胞動態においては、メカニカルストレス付与後の歯根膜組織において歯根膜線維芽細胞および骨芽細胞にRunx2、Msx2、ALPの局在と陽性反応増強を確認しているが、これらに加え、HSPや神経内分泌関連因子の発現増強も生じていることを確認した。さらに、これらの因子が歯周組織の恒常性維持や組織修復、細胞分化に密接に関与していることを示した。これらのモデル動物の解析結果から、骨髄幹細胞が抹消組織へ移行して骨芽細胞、破骨細胞、歯根膜線維芽細胞、および歯髄細胞に分化することを確認し、前駆細胞となる骨髄幹細胞は、歯周組織では主に細胞増殖の盛んな部位に集中的に生着することを明らかにした。またこられ一連の細胞動態に神経系の細胞が関連していることを示した。増殖を伴う組織変化においては骨髄幹細胞の局所への遊走と分化が重要な役割を持つ事を示しており、いわゆる増殖性病変の生物学的性格の確立にも骨髄幹細胞が密接に関与している可能性を示した。歯原性腫瘍においても引き続き、先に挙げた細胞分化関連因子や増殖関連因子の動態を検討しその細胞分化と増殖の機構を検討している。当該年度の研究成果から、骨髄幹細胞の末梢局所への分布と分化をコントロールできる可能性が具体性を増した。適切な強度のメカニカルストレスもしくは傷害性刺激を組織に加える等の方法により、効率的な幹細胞の局所への誘導、組織修復の促進や増殖性疾患の増殖抑制などが可能になると考えられる。当該年度に得られた新知見を元に申請者らはさらに効果的な幹細胞誘導法を検索中である。歯原性腫瘍においても引き続き、先に挙げた細胞分化関連因子や増殖関連因子の動態を検討しその細胞分化と増殖の機構を検討しきた。当該年度の研究成果から、骨髄幹細胞の末梢局所への分布と分化をコントロールできる可能性を具体例を挙げて示すことができた。適切な強度のメカニカルストレスもしくは傷害性刺激を組織に加える等の方法により、効率的な幹細胞の局所への誘導、組織修復の促進や増殖性疾患の増殖抑制など有効な治療法の開発が可能となる学術的根拠を得た。現在までに、GFPトランスジェニックマウス由来骨髄移植マウスの作製、および組織損傷モデル動物の作製を行い、歯牙および歯周組織を構成する細胞ならびに骨髄幹細胞の生体内における動態と分化に関する研究を行ってきた。

傷害性刺激を加えた歯周組織における細胞動態の検索では、歯根膜組織において歯根膜線維芽細胞および骨芽細胞にRunx2、Msx2、ALPの局在と陽性反応増強を確認し、歯周組織への力学的刺激が骨芽細胞の分化促進に働くことを明らかにした。また、歯周組織の恒常性維持や組織修復、細胞分化にHSPsが密接に関与していることを示した。これらのモデル動物の解析結果から、骨髄幹細胞が抹消組織へ移行して骨芽細胞、破骨細胞、歯根膜線維芽細胞、および歯髄細胞に分化することを確認し、前駆細胞となる骨髄幹細胞は、主に細胞増殖の盛んな部位に集中的に生着することを明らかにした。このことは増殖を伴う組織変化において骨髄幹細胞の局所への遊走が重要な役割を持つ事を示しており、腫瘍とはじめとする増殖性病変の確立にも骨髄幹細胞が密接に関与している可能性を強く示唆している。これと並行し、歯原性腫瘍においても先に挙げた細胞分化関連因子や増殖関連因子の動態を検討しその細胞分化と増殖の機構を検討している。また、一連の実験において、メカニカルストレスを付与した歯根膜組織では、骨髄幹細胞が骨芽細胞や破骨細胞に積極的に分化誘導され、さらに当該領域では骨髄幹細胞由来の細胞が多数存在していることが確認された。この結果により骨髄幹細胞の末梢局所への分布と分化をコントロールできる可能性が強く示唆された。具体的には適切な強度のメカニカルストレスもしくは傷害性刺激を組織に加える等の方法により、効率的な幹細胞の局所への誘導、組織修復の促進や増殖性疾患の増殖抑制などが可能になると考えられる。申請者らはさらに効果的な幹細胞誘導法を検索中である。GFPトランスジェニックマウス由来骨髄移植マウスの作製、織損傷モデルマウスの作製ともに成功し、これらの実験動物を用いて順調に実験を行っている。平成24年度は、23年度に引き続き、組織の増殖性変化、組織修復や再生に関わる因子の検討を主に歯周組織を構成する細胞に主眼を置いて詳細な検討を行った。また、エナメル上皮腫をはじめとする主要な歯原性腫瘍に関しても細胞分化や増殖に関与する因子の検索を行っている。これらの研究成果は学術雑誌と国内外の学会発表で出版公表しており、実施計画の点からも公費研究としての観点からも順調に進展している。平成23年度は、組織の増殖性変化、組織修復や再生に関わる因子の検討を主に歯周組織を構成する細胞に主眼を置いて詳細な検討を行った。また、いくつかの主要な歯原性腫瘍に関しても細胞分化や増殖に関与する因子の検索を行っている。組織修復、リモデリング、再生、増殖性疾患における骨髄幹細胞に動態を昨年に引き続きさらに詳細に分析する。細胞増殖を伴う組織変化における骨髄幹細胞の局所への侵入と生着、分化誘導、増殖に関する新知見が得られたことから、この点を中心に骨髄移植動物および代表的な歯原性腫瘍を中心とした増殖性疾患に対して詳細な検討を加えていく。これにより効果的な組織再生治療法や歯原性腫瘍をはじめとする腫瘍性病変、増殖性病変の制御法の開発につながる成果を得たい。
亜熱帯沖縄の生活と気候に適合する真の環境共生健康住宅に関する研究

研究期間の3年間に6つのテーマで研究を行った。まず、亜熱帯島嶼地域の沖縄における伝統的な木造住宅から最近のパッシブクーリング住宅まで、歴史的な変遷を考慮した6棟の戸建住宅における熱環境の実測調査または既存データの解析を行い、住宅の熱環境に関する変化について考察した。次に、低緯度における最大熱負荷要因となる屋上面の遮熱、断熱に対する対策として、RCスラブと亜鉛鉄板屋根を対象に、屋上植栽、セラミックタイル、ペイントなどの6種類の屋上被覆材料の熱的効果に関する屋外実験を行った。屋上植栽の熱的効果が最も高く、セラミックタイルはそれに準じる。市販の断熱ペイントの遮熱性能も確認できた。さらに、沖縄県産の素材を用いた3種類の外装仕上げ材料を実験用の小型RC住宅の西壁と北壁に塗り、これらの遮熱及び断熱性能の評価を行った。単純な塗り壁仕様の仕上げ材料であるが、これがある程度外断熱的な働きをすることが明らかになった。以降は建物を取り巻く屋外環境に関する研究である。まず、伝統的な町並みの代表として首里金城町の石畳の道とアスファルト舗装の熱環境を比較測定した。日中ばかりでなく夜間も石畳の表面温度は常にアスファルトよりも低いことが明らかになった。また、沖縄の伝統的屋敷囲いであるフクギの防風林に関する、詳細な調査を本部町において行った。現存するフクギ林だけでなく、歴史的な変遷に関する調査も行った結果、フクギ林の生活環境に与える効果を肯定する住民の意見と、RC造住宅に替わってから徐々にフクギ林が減っている現実を明らかにした。次に、都市の熱環境を調整要素としての重要な働きが期待される樹木そのものの熱環境に関する実測調査を行った。琉球大学構内において8種類の樹木の熱環境測定を行い、樹種による熱的効果の違いを明らかにした。さらに、天空における樹冠の形態係数を用いて、街路樹が日陰を作る効果を定量化した。今年度は主として建物にかかる熱負荷の軽減に関する実験と,建物の周辺屋外環境における樹木の熱的効果に関する調査を行った。これらの要素は亜熱帯沖縄の住環境を考える上で非常に重要なものとして位置付けられる。建物にかかる熱負荷軽減については,低緯度における強い日射が最大の負荷要因となるので,これを低減するための遮熱装置に関する実験を行っている。大学の建物の屋上面を用いたいくつかの材料による表面温度の測定と,屋上面に設置された太陽電池による日射遮蔽効果に関する実測を行っている。それにより材料の違いによる表面温度の変化及びその室内への効果について,定量的な比較ができた。また,壁面の色彩が熱環境に与える影響について明らかにするため,コンクリート壁体にペイントされた色彩と表面温度の関係をサーモカメラにより測定した。その結果,色彩の明度と表面温度との負の相関が明らかになった。さらに,建物敷地などの周辺環境に関する調査として,生活環境整備の見地から樹木による屋敷囲いの戦後における変遷について明らかにするための調査を行った。調査地点は沖縄本島中北部の全90集落であり,戦後から復帰までの屋敷囲いの変化を航空写真から読み取った。1944年には多くの集落に屋敷林が見られたが,1972年には半減していた。また,特に有名な屋敷林として本部町備瀬集落の福木の屋敷囲いと住民意識の調査を行った。住民は福木を積極的に活用するというよりは現状維持の気持ちが強いことが明らかになった。さらに,街路樹が都市の熱環境に与える影響を明らかにするため,具志川市の5本の市道において一昼夜,サーモカメラによる熱環境の測定を行った。街路樹の樹種の違いによる熱的効果の違いについて明らかにしている。

今年度の研究の内容は大きく3つに分けられる。一つは沖縄の住宅の熱的性能に関する実測調査とその解析、もう一つは住宅の熱的性能を向上させる断熱手法の開発、さらに住宅周囲の植物による熱環境調整に関する調査である。住宅の熱的性能に関する調査として、住宅内部に関しては主としてエネルギー使用量に関するデータの解析および居住空間の熱環境実測を行った。エネルギー使用量に関する実測はすでに終了しているが、その膨大なデータを解析する作業に取りかかり、沖縄の住宅におけるエネルギー消費の傾向を明らかにした。主な知見として、沖縄のエネルギー消費は夏と冬にピークを持つ双峰性を示すこと、冷房エネルギーは比較的小さく、給湯エネルギーが大きいことが明らかになった。居住域の熱環境実測として、10名の被験者に小型温湿度計を携行してもらい、室内外の温湿度を継続的に測定し、その時の温熱感覚も回答してもらった。この解析はまだ十分に進んでいないが、室内外の温度差、人体周囲の温度変化と温熱感覚の変化、季節的な温度および絶対湿度の変動などを中心にデータをまとめている。住宅の断熱性能向上に関する研究としては、沖縄で問題となる強い日射の遮断法の開発を中心に研究を進めた。沖縄に多い陸屋根RC構造住宅の屋上面の遮熱を図る手段として、屋上緑化や断熱ペイント、自作の断熱材等の実体実験を行った。さらに日射を透過させる窓面の遮熱性能の向上を図るための遮熱ペイントの実験を行った。これらの結果の解析はまだ十分ではないが、冷房負荷軽減量の計算等を行い、窓面および屋上遮熱の有効性を確認している。住宅周囲の熱環境調整に関する調査として、沖縄本島北部の屋敷林に関する歴史的な変遷を航空写真や聴き取り調査により明らかにしたことと、那覇市の新都心地区における街路樹による温熱環境緩和効果に関する予測を行った。なお、住宅の熱環境と市街地の熱環境に関する調査は、熱帯地域に属する東南アジアの国々でも行っている。昨年度から継続する研究として、屋上面の遮熱材料に関する実測を行った。資料は芝生を成長させた屋上植栽、セラミック製のタイル、断熱ペイント等である。さらに、表面での放射熱量を短波、長波に分けて測定した。亜熱帯の遮熱に重要な意味を持つ屋上面の遮熱材料として屋上植栽の明確な効果と、セラミックタイルの同等な効果が確認された。今年度の新しい実験材料として、壁面の遮熱材料に関する実験を行った。コンクリート打放し壁面にサンゴ礁粉末、トラバーチン、赤土の3種の沖縄県内産の材料による仕上げを行い、その熱効果を測定した。赤土に関してはほとんどコンクリートと変わらないが、その他の材料は明確な遮熱効果を示した。さらに、住宅周辺の熱環境を調べるため、日本国内では異例の沖縄独自の文化として残る首里金城町の石畳の街路に着目し、石畳の街路とアスファルトの街路の熱環境の比較を行った。石畳とアスファルトの日射反射率や長波放射率の違いにより、石畳の方が低い温度を保つことが明らかになった。このような熱環境と比較する意味で、生活環境として人体周辺の温湿度の測定を継続的に行った。
疫学調査への適用をめざした喫煙曝露量定量化のための尿中ニコチン簡易測定法の開発

従来の疫学調査で使われてきた喫煙曝露量は、アンケートによる喫煙情報から推定されたものであり、喫煙曝露量を表わす生体指標としては、きわめて不正確であいまいなものである。本研究は、これに代わる生体指標として、生体内半滅期の長いニコチンの中間代謝産物であるニコチン(CN)の簡便、迅速、鋭敏でかつ再現性の高い、これからの疫学調査に容易に適用しうる測定法の確立を目的として行われた。開発されたマイクロタイタ-プレートを用いた酵素抗体法(ELISA)によるCN定量法は、既知濃度のCN-ウシチログロブリン複合体をプレートに固定、尿検体または検量線作成のため標準溶液としての濃度既知のCN溶液を添加、ウサギで作成した特異的抗CN抗血清希釈液の一定量を加えて反応させ、これにペルオキシダーゼ標識ロバ抗ウサギIgG抗体を添加、基質のABTSで発色、415nmと475nmの吸光度を測定、検体中のCN量を算定するものである。本法は、検出限界1ng、測定可能範囲1ng4ugであり、一度に100検体を処理しうるもので、RIA法やHPLC法のもつ煩雑さは一切伴わない。本年度中に実施をめざした、コチニンとと卵白アルブミンに対する抗ポリクローナル抗体の作成と、測定系を確立するにあたり一部変更を余儀なくされている。免疫酵素抗体法の最終段階で、標品(ウシIqG-コチニン複合体)とブロッキング剤として使用する卵白アルブミンがマイクロタイタ-プレート上で荷電による非特異的結合反応をすることが判明した。そのため卵白アルブミンと等電点の比較的近いKLHを担体蛋白に選択。標品をKLH-コチニン複合体に、酵素標識抗体を抗ウシIqG抗血清から抗KLH抗血清に変更して急ぎ、継続中である。既に、抗ウシIqG抗血清から塩析、カラムクロマトグラフイ-によりIqG分画を精製しペルオキシダーゼ標識することに成功しており、抗KLH抗血清を同様に標識することは容易である。測定系の担体蛋白変更後、KLHを抗原としたウサギの免疫もまもなく1ク-ルが終了する。これと平行して、疫学調査のための検体となる尿を採取するため500人規模の企業の協力を得て、本年度3月には質問表の配布と検尿を実施する予定となっている。現在、質問表は作成の段階に入っている。以上、若干の遅れはあるものの、概ね本年度中に測定系の確立と疫学調査の検体採取を終え、来年度中に論文、学会等でその成果を公表できる見込みである。しかし、前述のように抗ポリクローナル抗体の作成と測定系の確立に手間取り、抗モノクローナル抗体の作成は遅れをとっている。ただ、各種団体の協力体制も整いつつあり、来年度に実施予定の疫学研究の準備は進んでいる。また、教室のこれまでの抗モノクローナル抗体作成の実績と、抗ポリクローナル抗体の段階で免疫酵素抗体法の測定系を確立させることにより、予定の計画は来年度中には完遂できるものと思われる。平成6年度に実施してきた定量法は測定値の再現性・鋭敏度で、決して優れたものでないことが実際に定量を繰り返す内に明らかにされた。原因として、これらの抗血清はCNとnativeの担体タンパクに対する抗体以外に担体タンパクとコチニン(CN)の架橋部に対する抗体までも含むことが考えられたので、4′-カルボキシコチニン(CN)をカルボジイミドにてカサ貝ヘモシアニン(KLH)に結合させたCN-KLH複合体を抗原として、ウサギを免疫、KLHを結合させたセファローズ4Bカラムを通過させた抗血清画分をポリクロナール・モノスペシフィックCN抗体(As/CN)として用いることにし、コチニン検出限界1ng、測定可能範囲1ng4μgときわめて優れたその上迅速性においてもこれまでのものよりはるかに優った定量法が開発された。

その概要は、既知濃度のCN-ウシチログロブリン(TG)をマイクロタイタ-用プレートに固定、尿検体または検量線作成のため標準溶液としての濃度既知のCN-TGおよびAs/CN希釈液の一定量を添加、反応後ペルオキシダーゼ標識ロバ抗ウサギ1gGを添加、基質のABTSで発色、415nmと475nmの吸光度を測定、検体尿中のコチニン量を算定するものである。
看護師・助産師のWork Engagementの要因と組織効果に関する探索研究

本研究の目的は、看護師・助産師のWork Engagement(以下WEとする)に関して以下の2点である。1)病院に勤務する看護師と助産師のWEに関する研究方法論を包括的に検討し、看護職者のWEの実態を明らかにする。2)質の高いケアを維持・実践するための労務環境の整備や看護職者の仕事に対する前向きな心理面を維持・促進するための実践的アプローチ法を探索することを目的とする。平成30年度は、昨年度に引き続き調査を実施し、分析を行った。分析の結果、ワークライフバランスの満足度は「満足していない」が最も高く50.2%、「満足している」の割合は39.8%であった。職場で活き活きと働いている人の存在の有無について、「いる」と回答したのは77.2%であり、活き活きと働いている人の人数は「12名」の割合が29.5%で最も高く、次に「35名」で28.3%であった。その人たちの経歴は「1120年」の割合が26.2%で最も高く、次が「610年」で25.0%であった。WEトータルスコアは24.1±10.0(平均値±標準偏差)であった。GSES標準化得点は45.1±9.6、GSES五段階評定は「低い傾向にある」の割合が33.4%で最も高かった。看護職自律性測定尺度の各下位尺度得点の平均値は3.23.9、標準偏差は0.60.7であった。WEと職種との関係では活力、熱意、没頭、トータルスコアともに有意な関係が認められ、すべてのスコアで管理職の平均値が看護師より有意に高いことが明らかになった。また、全体的な傾向として平均値は管理職が最も高く、次に助産師、看護師の順であった。GSES五段階評定は「非常に低い」、「低い傾向にある」の合計が過半数を超え、看護師や助産師の自己効力感は低い可能性が示唆された。看護職者の働く状況に関する研究は、ストレスやバーンアウトなどネガティブな状況から捉えた研究が多くなされている。しかし、ビジネス界では、ポジティブな側面で捉え、活き活きと働いていることが与える効果や影響について注目されてきている。本研究は、看護師・助産師のWork Engagementの要因と組織効果について明らかにすることを目的とする。平成27年度は、看護師・助産師のWEの実態を明らかにするために文献等を用いて検討を行った。先行研究にて上司や同僚のサポートなどの仕事資源によってWEが高まること、WEが高い労働者は役割行動や役割以外の行動を積極的に行うこと、心理的苦痛や身体的愁訴がなく、離転職の意思が低い、業務以外の仕事への貢献が多いことなど積極性との関連があること、医療ミスが少ないこと等が明らかとなった。これらの結果を踏まえ研究計画について専門的視点からレビューをおこない、研究計画を改善した。また、本調査を実施するための質問紙の検討を行い、平成28年度の研究を実施するための準備を行った。やや遅れている理由としては、1.文献検索への時間を多く費やしたことがあげられる。類似概念等を含めて多方面からの文献検討が必要であり、当初の予定よりも文献の分析が必要であった。また文献検討を通し、研究計画を改善する必要があったため、時間を要した。2.研究代表者の所属先変更により学内業務が多忙であり、研究のための時間を確保することが困難であったことも理由としてあげられる。本研究の目的は、看護師・助産師のWork Engagementに関して以下の2点である。平成28年度は、看護師・助産師のワーク・エンゲイジメントについて明らかにするために研究計画を見直した。その結果、看護師・助産師のWork Engagementと労務環境、仕事に対するモチベーション、self-efficacy、看護専門の自律性との関連を調査するための質問紙を作成した。また繰り返しプレテストを行い、信頼性・妥当性の確保ができるように修正をおこなった。現在、慶應義塾大学看護医療学部:倫理審査申請中である。倫理審査の承認が得られた後は、速やかに調査を実施できるように準備し、施設の選定を行っている(看護師:300名、助産師300名の予定)。選定方法は、全国の病院および助産院から無作為抽出法で選定し、20施設が調査対象の候補施設となっている。施設責任者へ承諾を得て実施する予定である。平成27年度に所属機関を変更し「やや遅れている状況」であったことにより、平成28年度についても若干の遅れが見られた。しかし、質問紙の作成を行い、信頼性・妥当性を確保するために繰り返しプレテストを行い、研究倫理審査の申請をおこなった。平成29年度は承認が得られた後、速やかにデータ収集を行う予定である。本研究の目的は、看護師、助産師のワーク・エンゲイジメント(Work Engagement)に関して以下の2点である。平成29年度は、慶應義塾大学看護医療学部研究倫理審査委員会への申請を行い、承認を得たのち速やかに調査を実施した。調査依頼の方法は、病院および助産院の院長、看護部長へ調査協力の依頼を行い、承諾が得られた20施設へ調査書の配布を行った。返信方法は個人情報保護の観点から個人で郵送していただく方法とし、適宜、調査書の回収状況の確認を行った。また回収状況により繰り返し調査依頼を行いデータ数の確保を行った。現在までの調査書の回収数は277名であり、引き続き調査依頼を行っている。

病院および助産院からの研究承諾を得ることに時間を要した。また、妥当なデータ数を確保するために繰り返し調査依頼を行った。調査書の配布時期が年末・年始、および年度末になった際は、各施設・対象者への負担を軽減するために調査を実施する時期の調整を行った。そのため調査の遅れが生じた。本研究の目的は、看護師・助産師のWork Engagement(以下WEとする)に関して以下の2点である。1)病院に勤務する看護師と助産師のWEに関する研究方法論を包括的に検討し、看護職者のWEの実態を明らかにする。2)質の高いケアを維持・実践するための労務環境の整備や看護職者の仕事に対する前向きな心理面を維持・促進するための実践的アプローチ法を探索することを目的とする。平成30年度は、昨年度に引き続き調査を実施し、分析を行った。分析の結果、ワークライフバランスの満足度は「満足していない」が最も高く50.2%、「満足している」の割合は39.8%であった。職場で活き活きと働いている人の存在の有無について、「いる」と回答したのは77.2%であり、活き活きと働いている人の人数は「12名」の割合が29.5%で最も高く、次に「35名」で28.3%であった。その人たちの経歴は「1120年」の割合が26.2%で最も高く、次が「610年」で25.0%であった。WEトータルスコアは24.1±10.0(平均値±標準偏差)であった。GSES標準化得点は45.1±9.6、GSES五段階評定は「低い傾向にある」の割合が33.4%で最も高かった。看護職自律性測定尺度の各下位尺度得点の平均値は3.23.9、標準偏差は0.60.7であった。WEと職種との関係では活力、熱意、没頭、トータルスコアともに有意な関係が認められ、すべてのスコアで管理職の平均値が看護師より有意に高いことが明らかになった。また、全体的な傾向として平均値は管理職が最も高く、次に助産師、看護師の順であった。GSES五段階評定は「非常に低い」、「低い傾向にある」の合計が過半数を超え、看護師や助産師の自己効力感は低い可能性が示唆された。平成28年度は質問紙調査実施に向けた準備を行う予定であるため以下の計画とする。1質問紙調査の作成、予備調査を実施する。2倫理審査を受け調査を実施できるように準備を行う。3調査対象施設の選定と調整を実施する。回収率の目標を30%としているが、回収率が30%を下回っていた場合は再度調査書の配布を実施する予定である。統計解析については以下の通りである。分析の過程で統計学的専門化からスーパーバイズを受け、分析における信頼性、妥当性、整合性の確保を行う予定である。平成29年度は、データ収集のために施設を選定し、調査を実施する予定である。さらに、データ収集後は、データ分析をおこない、学会発表、論文および報告書としてまとめていく予定である。看護師・助産師に(各300名)の調査を実施する予定であるが、回収率が30%以下であった場合は、妥当な回答数を得るために再調査を実施する。平成30年度は、さらにデータ数の確保をするために繰り返し施設への依頼を行う予定である。またデータの中間集計と分析をすすめ、その内容を学会発表、論文および報告書としてまとめる予定である。人件費は、研究遂行に必要であり、研究資料の整理、データ入力等の補助業務として計上し、計画を修正しながら研究を遂行する予定である。
修正二曲面モデルによる鋼製橋脚の繰り返し弾塑性挙動に関する解析的研究

平成9年度の研究実績を以下に報告する。局部座屈を考慮したM-P-φ関係を用いた鋼製橋脚の繰り返し変形特性に対しては,以下の研究結果を得た。1)局部座屈を考慮することにより,鋼製パイプ橋脚の荷重-変形挙動を求めることのできる有限要素法プログラムを開発した。2)軸圧縮力と曲げモーメントが作用する場合,局部座屈を考慮した円形断面の有限要素解析に適用可能な,「部材の最適長さ(局部座屈の有効範囲)」の求め方に関する提案を行った。3)汎用有限要素法プログラムABAQUS(シェル要素)を用いることにより,局部座屈を考慮した部材(最適長さを有する部材)の単調載荷時の曲げモーメント(M)-軸力(P)-平均曲率(φ)関係を求め,それの定式化を行った。4)本プログラムに定式化を行ったM-P-φ関係を取り込み,単調載荷時の鋼製橋脚の荷重-変形挙動を求めた。本解析結果と汎用プログラムABAQUSによる解析結果とを比較し,本解析の妥当性について検討を行った。5)最適長さを有する部材の繰り返し載荷時のM-P-φ関係を求め,その特性について考察を行った。6)本プログラムに繰り返し載荷時のM-P-φ関係を取り込み,荷重-変形挙動を求め,考察を行った。断面力表示型構成モデルの開発および応用に関する研究では,以下の研究結果を得た。(1)局部座屈を考慮した短柱のM-P-φ解析本解析では、応力表示型修正二曲面モデルを構成モデルとして取り込んだ汎用有限要素プログラムABAQUSを用いて,パイプ断面の短柱を厳密にFEMシェル解析した結果から局部座屈を考慮した繰り返し荷重を受ける鋼部材のM-P-φ関係を求め、それを基に、従来の断面力表示型二曲面モデルにおいて、曲げモーメント-軸力空間で局部座屈曲面を設定した新たな断面力表示型構成モデルを提案した。(2)長柱鋼製橋脚の荷重-変位解析さらに、本提案モデルをはり要素の有限変位解析プログラムFEAPに組み込んでパイプ断面の鋼製橋脚の解析を行い、本解析結果と局部座屈を考慮したシェル要素による解析結果とを比較することにより,本提案モデルの有効性および適用性について確認した。平成8年度の研究実績を以下に報告する。応力表示型の修正二曲面構成モデルを有限要素法プログラムABAQUSの三次元シェル要素に採り入れて,繰り返し荷重を受ける鋼製部材の弾塑性有限変位解析を行い,局部座屈現象を考慮した鋼製断面のM-P-Φ特性について考察を行った。これまでの解析状況および今後の方針は,以下のようである。(1)解析モデルとして,一定軸力および繰り返し一軸曲げモーメントを受ける鋼はり部材を採り挙げた。その部材断面力特性を調べるため,構造解析モデルの最適長さを決定した。(2)解析モデルの主なパラメータとして,(1)使用鋼材,(2)径厚比(または幅厚比),(3)軸力比,(4)載荷履歴,(5)断面形状を用いた。(3)上述のパラメータを変化させることにより,有限要素法プログラムABAQUSを用いてパラメトリック解析を行った。

解析結果を用いて,局部座屈を考慮した鋼製橋脚断面のM-P-Φ特性を考察し,それらを単調載荷曲線,除荷曲線,再載荷曲線として定式化した。シェル要素による有限要素解析では,断面保持の仮定が用いられていないので,局部座屈の影響を解析考慮できることを明記しておきたい。(4)断面保持の仮定を用いた(すなわち,局部座屈の影響を考慮しない),鋼はり部材の解析を有限要素プログラムFEAPを用いて行い,ABAQUSによる解析結果と比較し,局部座屈発生条件(軸力と曲げモーメントとの相関関係)を調べた。この結果を軸力-曲げモーメント空間にプロットし,局部座屈発生曲線として定義した。この相関曲線を断面力表示型構成モデルに採り入れるコーディングを行った。(5)現在は,結果(3)で得られた,局所座屈の影響を考慮したM-P-Φ特性を有限積分法(F.I.M.)に採り入れることにより,一定荷重を受ける,鋼はり部材の一軸曲げ構造解析を行っている段階である。この結解析果と局部座屈の影響が自動的に考慮できる有限要素プログラムABAQUSの解析結果とを比較することにより,F.I.M.の精度および計算時間等について考察した。(6)平成9年度は,様々な繰り返し荷重条件の下で,局部座屈の発生を考慮した鋼製橋脚の繰り返し変形特性の有限変位弾塑性解析を有限積分法プログラムF.I.M.および断面力構成モデルを採り入れたFEAPプログラムにより行う予定である。平成9年度の研究実績を以下に報告する。局部座屈を考慮したM-P-φ関係を用いた鋼製橋脚の繰り返し変形特性に対しては,以下の研究結果を得た。1)局部座屈を考慮することにより,鋼製パイプ橋脚の荷重-変形挙動を求めることのできる有限要素法プログラムを開発した。2)軸圧縮力と曲げモーメントが作用する場合,局部座屈を考慮した円形断面の有限要素解析に適用可能な,「部材の最適長さ(局部座屈の有効範囲)」の求め方に関する提案を行った。3)汎用有限要素法プログラムABAQUS(シェル要素)を用いることにより,局部座屈を考慮した部材(最適長さを有する部材)の単調載荷時の曲げモーメント(M)-軸力(P)-平均曲率(φ)関係を求め,それの定式化を行った。4)本プログラムに定式化を行ったM-P-φ関係を取り込み,単調載荷時の鋼製橋脚の荷重-変形挙動を求めた。本解析結果と汎用プログラムABAQUSによる解析結果とを比較し,本解析の妥当性について検討を行った。5)最適長さを有する部材の繰り返し載荷時のM-P-φ関係を求め,その特性について考察を行った。6)本プログラムに繰り返し載荷時のM-P-φ関係を取り込み,荷重-変形挙動を求め,考察を行った。断面力表示型構成モデルの開発および応用に関する研究では,以下の研究結果を得た。(1)局部座屈を考慮した短柱のM-P-φ解析本解析では、応力表示型修正二曲面モデルを構成モデルとして取り込んだ汎用有限要素プログラムABAQUSを用いて、パイプ断面の短柱を厳密にFEMシェル解析した結果から局部座屈を考慮した繰り返し荷重を受ける鋼部材のM-P-φ関係を求め、それを基に、従来の断面力表示型二曲面モデルにおいて、曲げモーメント-軸力空間で局部座屈曲面を設定した新たな断面力表示型構成モデルを提案した。(2)長柱鋼製橋脚の荷重-変位解析さらに、本提案モデルをはり要素の有限変位解析プログラム
熱帯乾燥気候の新環境医学に関する萌芽的探索：真菌菌腫からのアプローチ

本課題を展開するに当たり導入疾患として提起する真菌菌腫(mycetoma)は、先進国の保健医療関係者に認識されていない熱帯乾燥地帯に特化した固有の健康問題のひとつであり、真菌(Madurella mycetomatisを主体とする真菌群)の皮膚からの感染が発端となり慢性化する感染症である。感染初期は、無症状であることから、発見が遅れ、進行した状態で見つかることも多い。進行例では、皮膚から皮下組織、そして骨組織にまで浸食し、治療法として、外科的切断術が選択される事も多い。さらに、局所的拡がりのみならず、血流もしくはリンパ流を介し、様々な部位に転移することで重症化し、繰り返しの切断術を要する。神経への浸潤もみられ、四肢の知覚障害や運動障害へと進み、症状として現れる外見の変化から社会的差別や偏見へと繋がることから、社会的排除を強いられ、貧困による負の連鎖を更に助長する深刻な状況を生み出している。この健康問題は、我が国のみならず、国際的にも認知度も低く、診断・治療・予防のいずれにおいても十分な解明がされていない。本研究課題では、スーダン共和国のハルツーム大学マイセトーマ臨床センターを受診する真菌菌腫患者の居住地域を中心に試験的に地域調査を実施する。感染者の過去の行動と行動範囲の確認調査を実施し、行動範囲地域における土壌等の環境サンプリングと真菌菌腫の原因菌腫を中心とした次世代シーケンシングによる環境DNAの測定により、存在する真菌種の確認を行うとともに、真菌菌腫の原因真菌の検出と感染発生地域の特定、さらには、対策の策定、住民への教育・予防に向けた取組に繋げ、地域における環境と予防のための情報収集を介した熱帯乾燥地における新しい環境医学の芽生えから次の段階へと繋げることを目指す。スーダン共和国における研究実施に関する手続きに遅れを生じている。2018年度に於いては、同国における調査実施に関する調整を行った。ハルツーム大学マイセトーマ研究センターとの研究協力について、神戸大学及び同国で活動するNPO法人ロシナンテスと連絡を取り、調査実施に向けた方向で検討を進めたが、大統領選挙に伴う政情不安等の問題から、研究活動の展開が思うように出来ない状況にあった。そのため、土壌からの環境DNA調査のための準備など、国内において可能である準備を神戸大学とともに年度内に進めた。具体的には、環境中で低密度に存在すると考えられる対象DNAを効率的に回収するためのプロトコルの改善を行い、従来の10倍以上である3gの土壌サンプルからDNAを回収する大容量化に成功した。今後はさらなる回収量および回収率の改善および現地サンプルでのテストを行う予定である。土壌からの環境DNA分析手法の改善に向けて、以下の二点に取り組む。第一に従来のキットを用いた手法では250mg程度しか処理できなかった土壌サンプル量を、本年度に成功した3gからさらに増加させ、40倍の10g程度まで増加する手法を検討する。第二に、回収率の改善に向けて近年開発された核酸収量増加試薬を利用した回収法を検討する。これらの手法は水中堆積物ですでに実績があるため、土壌にも適用可能であると考えられる。これらの改善により、回収されるDNA量を従来手法の50倍程度まで増加することを目標とする。また、熱帯乾燥地帯における固有の健康問題解決に向けた取り組みとして、本研究事業終了の新たな研究活動構築に関する検討も開始する。