hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
頭部CT画像3次元表示の形成外科への応用

本研究では計算機的層像(コンピュータトモグラフィ)の連続断面像を基に立体表示し,これを形成外科手術計画に応用するシステムの開発を行った.具体的に,以下の各事項について研究,開発を行った.1.3次元像生成アルゴリズムの検討生成像の画質を良くするために,スムージングを検討した.また,像生成アルゴリズムの高速化を計った.2.側面像を用いた手術シミュレーションシステムの開発現在,医師が行っている側面像の入線透過像を用いた手術計画作成プロセスを組み込み,画面上で,切断,移動,接合などの操作が試行錯誤できるシステムを開発した.本システムでは求められた計画に基づいて任意方向からの3次元画像が観察できる.これは従来のX線像を用いた方法ではできなかったもので,手術計画の高信頼度化に貢献できると考えられる.本システムはすでに実際の手術への応用を行っており,十分に臨床的に実用性があると医師から評価されている.3.皮膚表面像からの術後顔貌予測頭部の比較的簡単な手術について, 2で求めた骨移動計画に基づいて皮膚づけを行い,術後の顔貌の予測像を生成するシステムを開発した.4.任意方向像からの手術シミュレーションシステムの開発比較的簡単な手術は2.の機能を用いてシミュレーションが可能である.しかしながら,実際の手術では,もっと複雑な,切断,移動を行うものも多い,これらに対応するため,任意方向の3次元像から切断,移動が可能なシステムのプロトタイプを開発した.本研究では計算機的層像(コンピュータトモグラフィ)の連続断面像を基に立体表示し,これを形成外科手術計画に応用するシステムの開発を行った.具体的に,以下の各事項について研究,開発を行った.1.3次元像生成アルゴリズムの検討生成像の画質を良くするために,スムージングを検討した.また,像生成アルゴリズムの高速化を計った.2.側面像を用いた手術シミュレーションシステムの開発現在,医師が行っている側面像の入線透過像を用いた手術計画作成プロセスを組み込み,画面上で,切断,移動,接合などの操作が試行錯誤できるシステムを開発した.本システムでは求められた計画に基づいて任意方向からの3次元画像が観察できる.これは従来のX線像を用いた方法ではできなかったもので,手術計画の高信頼度化に貢献できると考えられる.本システムはすでに実際の手術への応用を行っており,十分に臨床的に実用性があると医師から評価されている.3.皮膚表面像からの術後顔貌予測頭部の比較的簡単な手術について, 2で求めた骨移動計画に基づいて皮膚づけを行い,術後の顔貌の予測像を生成するシステムを開発した.4.任意方向像からの手術シミュレーションシステムの開発比較的簡単な手術は2.の機能を用いてシミュレーションが可能である.しかしながら,実際の手術では,もっと複雑な,切断,移動を行うものも多い,これらに対応するため,任意方向の3次元像から切断,移動が可能なシステムのプロトタイプを開発した.頭部CT画像の3次元表示を利用して形成外科手術のシミュレーションを行えるシステムを開発した。本システムは形成外科医の試用の結果、十分実用に耐えるとの評価を得た。本研究で開発したシステムは次の3つの機能に分かれる。1.3次元像生成システム原画像データからしきい値処理により、骨・皮膚表面を自動抽出する。この結果の各画素を小立方体で表現し、積み重ねて3次元形状を表現する。これを投影面に投影して3次元像を生成する。本研究では特に投影計算の高速化と画質改善のための平滑化フィルタの適用について新しい方式を開発し、像生成の高速化と高画質を実現した。2.頭骨側面像からの手術シミュレーションシステム頭骨を側面から見た像を表示し、その上で切断線を順次入力して骨片に分離する。各骨片は自由に移動・回転でき、また、移動後のデータから自由な角度からの3次元像を生成できる。本研究ではデータ構造の工夫により従来実現されていなかった自由な切断シミュレーションを可能にした。3.術後の皮膚表面の予測像の生成システム上のシステムで定められた骨片の移動計画に基づいて、皮膚表面の変化を予測するシステムである。実際に術後の患者のデータから構成した表面像と比較して妥当な結果が得られていることを検証した。従来このような機能の開発は全く試みられたことがなかった。本システムは現状でも実用に耐えるが、対象とする手術は比較的単純な手術に限られている。これは、2のシステムを任意方向の表示像に拡張し、それとともに3.を拡張すれば複雑な手術に適用できる。これを次年度の研究課題とする。
高融点金属間化合物における拡散の研究

金属間化合物の組織制御の基礎過程である拡散に関する研究は乏しい。金属合金中の自己拡散は空孔のランダム運動によって起こるが、規則合金、金属間化合物においては原子の規則的配列を乱すような空孔のランダム運動は起こり難く、その拡散機構は複雑であり、未解決の問題も多い。本研究では、B2型金属間化合物の拡散の特徴やL1_2型金属間化合物中での不純物拡散の測定結果を報告する。B2型構造を有する10数種の金属間化合物について構成元素の拡散係数を融点で規格化した温度に対してプロットしてデータを検討した結果、活性化エネルギーQは融点Tm(K)と、Q=0.13Tm±20%kJmo1^<-1>の関係があり、前指数項D_0は、D_0=(0.110)×10^<-4>m^2s^<-1>の範囲にあることが見いだされた。両方の構成元素の拡散係数の大きさを知ることは拡散機構を明かにする上で重要である。しかしながら、L1_2型金属間化合物での従来の測定結果によれば、残念ながら両拡散係数が測定されている系は存在しなかった。そこで、我々は^<68>Geの放射性同位元素が共にトレーサーとして利用できることに着目し、L1_2型Ni_3Ge化合物中のNiとGeの自己拡散の測定を行なった。その結果、Niの拡散係数はGeのそれより2030倍も大きく、B2型金属間化合物の場合と異なっていることを見い出した。この結果は、幾何学的な立場から定性的に説明できることを示した。Co_3Ti中のMnの拡散係数の温度依存性を測定した結果、Mnの拡散挙動はFeの挙動に類似しており、Coの自己拡散挙動とは大きく異なることを見いだした。そのほか、本研究では、^<16>O(d,p)^<17+>O核反応検出法を用いてTiA1中の注入酸素の拡散係数の系統的な測定を行い、酸素の拡散がきわめて遅いことを初めて明らかにした。
船の操縦性能推定におけるデータベースシステムに関する研究

相次ぐ重大海難や環境汚染は船の航行安全性の向上を要請し、IMOは操縦性能基準の審議を進めつつあり、初期設計段階での性能推定が極めて重要になりつつある。このような背景の下で、本研究は船型と操縦流体力、さらには操縦性試験の実績を収集してデータベースを構築し、実用的な精度で操縦性能の推定を行なう手法の確立をめざして推進された。また、操縦性能基準の審議に資するため、規制可能な操縦性能のレベルについても検討した。まず、船型、流体力特性、実船の操縦性能に関するデータベースを構築したが、流体力に関しては約40隻、操縦性能に関しては約760隻分のデータベースが構築でき、後者は世界最大のものである。このデータベース間の関係を表現する方法の開発を進め,船型主要目から操縦性能を統建的に推定することを試み、施回性能の推定式を得たが針路安定性を表すZ試験のオーバーシュート角は船型主要目のみでは適当な推定式が得られないことが分かった。これは船尾形状等の影響が大きいためで、その操縦性能に及ぼす影響についての検討が必要である。主船体と操縦流体力との関連の検討を進め、線形微系数に対する船型主要目の影響を調ベた。この場合にも船尾のフレームラインの影響が大きく、主要目だけでは推定が困難ことが分かった。さらに精度を向上させるためにフレームライン形状の似たタイプシップを利用する方法を提案し、データベースと理論計算手法を組み合わせる試みも行った。操縦性基準については、人間が安全に操船できる最低限の性能レベルを操船シミュレータで求めた。また、データベース解析から求めた実現可能な操縦性能レベルを考慮して、IMOに提案された日本政府の操縦性基準案のベースを提案した。この案の方向で審議が進みつつあり、本研究は操縦性基準の確立に多大の寄与をする事ができた。本研究では船の操縦性能を推定するために、デ-タベ-スシステムを開発し、その有効性を明らかにすることを目的とする。このデ-タベ-スシステムは3つのデ-タベ-スと相互にデ-タを変換する手法としてのモデラ-から成り立ち、得られた貴重なデ-タを最有効に生かすことをねらっている。最初の部分は船型に関する仕様のデ-タベ-スであり、第2の部分は操縦流体力に関するデ-タベ-スで、最後の部分は操縦性能の実績に関するものである。本年度は船型に関するデ-タベ-スから操縦流体力を推定する方法について先づ検討した。船型主要目と主船体に作用する流体力の実績を巾広く収集し、統計解析を試み、主要目の関数として微係数を推定する回帰式を求めた。従来から広く利用されている井上らの式と較べると、推定精度は改良されているが、実用という観点からみると求めた回帰式は不十分であることがわかった。フレ-ムライン形状が類似の船型の微係数を比較すると、上記の回帰式による以上に一致していることから、フレ-ムライン形状に着目すべきことがわかり、細長体理論の利用が望まれる。細長体理論を肥大船型に適用する際に精度の保持が容易でないことから、船首尾における流体力の推定法に改良を加え、いくつかの船型でよい成果を得た。今後、この計算法が船型の小変更の影響の把握にどの程度、利用できるかを検討する必要がある。この他に、実船の操縦性能実績の収集も進めており、750隻分と世界最大のデ-タベ-スを構築しており、これらの解析も次年度の課題となる。本年度はこのデ-タベ-スを操縦性基準の検討に利用し、設定すべき性能レベルの見積りに利用した。

本研究では、各種船型と操縦流体力、さらには操縦性試験の実績を収集、整理してデータベースを構築し、船型を考慮して、実用的な精度で操縦性能の推定を行なう手法の確立をめざして、研究を推進すると共にIMOで検討中の操縦性能基準の審議に資するため、規制可能な操縦性能のレベルを検討することにした。まず、船型、流体力特性、操縦性能に関するデータベースを構築したが、流体力に関しては約40隻、操縦性能に関しては約760隻分のデータベースが構築でき、後者は世界最大のものである。このデータベース間の関係を表現するモデラーの開発を進め、船の船型主要目から操縦性能を推定する試みを進め、旋回性能の推定式を得たが、針路安定性を表すZ試験のオーバーシュート角は船型主要目のみでは適当な推定式が得られないことが分かった。これは船尾形状等が及ぼす影響が大きいためで、すでに公表している船尾形状が船体に働く流体力に及ぼす影響に加えて、船体の整流効果について検討した。主船体と操縦流体力との関連を表すモデラーについても、検討を進め線形微係数については主要目の影響を調べた。しかし、この場合にも船尾を中心にしたフレームラインの影響が大きく、主要目だけでは実用性のある推定が困難なことが分かり、さらに推定精度を向上させるために理論計算手法の見直しを推進しつつある。これについては最長体理論の適用を進めており、計算自身は可能になっており、データベースと結合しての第一次的な解が近い将来得られる見通しである。操縦性基準の性能レベルについてはデータベース解析から可能なレベルを推定し、IMOに提案した。以上、一部に推進中のものはあるが、本研究は所定の成果を挙げつつあり、操縦性能の推定精度の向上に有効であることが分かった。
高次元のクレパントな特異点解消の存在とマッカイ対応の一般化

2018年度は高次元のクレパントな特異点解消についての研究をメインで行った。大学院生の佐藤悠介氏が4次元で基底を用いて構成できる例を複数見つけ、そのマッカイ対応について考察した。さらに、研究代表者は兼任先の東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構のセミナーにも多々出席し、代数幾何学や関連する物理の研究者とも交流した。2018年度は、研究の準備期間にあたる一年であり、その中で研究集会を開催して最新の結果を情報収集できたことはほぼ計画通りであるので、おおむね順調に進展しているといえる。2019年度より研究代表者は東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(IPMU)に異動し、他2名の研究協力者は名古屋大学にいるので物理的には離れてしまう。しかし、ときどきIPMUにてセミナーを開催し情報交換する予定である。また、IPMUに大学院生の佐藤悠介氏、ポスドクの中嶋祐介氏と山岸亮氏がいるので、セミナーを開いたり、日本大学文理学部で月1回開催されている特異点セミナーに出席して、研究成果の発表や、情報交換を行いたい。さらに2020年度にはIPMUでマッカイ対応関連の国際研究集会を開催したいので、2019年度にはその準備として、国内外の文献をよく調べて、講演者の選定なども行いたい。研究集会を開催した際の参加者の旅費を本研究費で賄う予定であったが、他の集会にも参加した講演者たちの旅費が他大学から支払われたため、本研究費から支出しなかった。しかし、今回は規模も小さかったので2020年に開催する集会で海外からの参加者の旅費に充てる予定である。
運動反射による交感神経性循環調節-活動筋代謝レベルど求心性刺激-

運動時には酸素消費量の増加に対応するため活動筋への血流が著しく増加する.この循環調節には交感神経活動による心臓の陽性変力,変時作用と非活動筋部における血管収縮作用が主役を演じているが,運動時の交感神経活性が運動量に応じて至適レベルに維持調節される機序については明らかでない.そこで本研究では運動時の交感神経が需要に見合う血流を活動筋へ供給するために働くには活動筋の代謝レベルに応じて求心路が興奮し遠心路が活性化される反射弓が存在するという仮説のもとに,臨床例を対象として活動筋の生化学的変化と交感神経活性の関係を求め,遠心路活性が活動筋内の生化学的変化により調節されているか否かを検討した.さらに心不全患者においてこの運動反射がどのように変化しているかについて明らかにするとともに交感神経遠心路活性に対する不全心の反応性についても検討した.その結果,1)運動時の混合静脈血酸素分圧と血中ノルエピネフリン濃度の間には極めて密な負相関が認められること,2)この関係は健康成人,心不全患者の区別なく一定であること(y=14.66-2.62χ, γ=0.838),3)選択的β1遮断剤(metoprolol)により人為的に活動筋の血流を減少させた場合においてもこの関係は投与前後で変化を認めないことを明らかにし,運動時の交感神経活性が心不全の有無に関わらず活動筋部酸素需要バランスにより調節されている可能性を示した.さらに心不全患者では健康成人に比し運動時の交感神経刺激に対する変時反応性および変力反応性が重症度に応じて低下していることを明らかにした.本研究の結果は心不全患者の運動予備能の低下は不全心筋自身の交感神経刺激に対する反応性の低下によるものであり,運動反射により交感神経性循環調節は正常に保たれていることを示しており,移植心あるいは人工心臓の制御システムの開発などに大きく貢献するものと考えられる.運動時には酸素消費量の増加に対応するため活動筋への血流が著しく増加する.この循環調節には交感神経活動による心臓の陽性変力,変時作用と非活動筋部における血管収縮作用が主役を演じているが,運動時の交感神経活性が運動量に応じて至適レベルに維持調節される機序については明らかでない.そこで本研究では運動時の交感神経が需要に見合う血流を活動筋へ供給するために働くには活動筋の代謝レベルに応じて求心路が興奮し遠心路が活性化される反射弓が存在するという仮説のもとに,臨床例を対象として活動筋の生化学的変化と交感神経活性の関係を求め,遠心路活性が活動筋内の生化学的変化により調節されているか否かを検討した.さらに心不全患者においてこの運動反射がどのように変化しているかについて明らかにするとともに交感神経遠心路活性に対する不全心の反応性についても検討した.その結果,1)運動時の混合静脈血酸素分圧と血中ノルエピネフリン濃度の間には極めて密な負相関が認められること,2)この関係は健康成人,心不全患者の区別なく一定であること(y=14.66-2.62χ, γ=0.838),3)選択的β1遮断剤(metoprolol)により人為的に活動筋の血流を減少させた場合においてもこの関係は投与前後で変化を認めないことを明らかにし,運動時の交感神経活性が心不全の有無に関わらず活動筋部酸素需要バランスにより調節されている可能性を示した.さらに心不全患者では健康成人に比し運動時の交感神経刺激に対する変時反応性および変力反応性が重症度に応じて低下していることを明らかにした.本研究の結果は心不全患者の運動予備能の低下は不全心筋自身の交感神経刺激に対する反応性の低下によるものであり,運動反射により交感神経性循環調節は正常に保たれていることを示しており,移植心あるいは人工心臓の制御システムの開発などに大きく貢献するものと考えられる.運動時には酸素消費量の増加に対応するため活動筋への血流が著しく増加する。この循環調節には交感神経活動による心臓の陽性変力、変時作用と非活動筋部における血管収縮作用が主役を演じている。本研究の目的は運動時に交感神経活動が至適レベルに維持される機序および交感神経活動に対する効果器の反応性が種々の病態でいかに変化しているかを明らかにすることである。61年度には健康人、心不全患者を対象に活動筋における酸素需給状態を反映する還流静脈血(大腿静脈血,混合静脈血)の酸素分圧(P【O_2】)と交感神経活動の指標である血中)ルエピネフリン濃度の関係を中心に検討した。結果の一部はすでに発表(「心臓」18巻742頁)したが要約すると、運動時の血中ノルエピネフリン濃度と混合静脈血P【O_2】大腿静脈血P【O_2】の間には有意の負相関を認め(r=0.84)、また両者の関係は心不全患者でも変化を認めなかった。さらにβ遮断剤を投与し運動中の混合静脈血P【O_2】,大腿静脈血P【O_2】を低下させた場合の血中ノルエピネフリン濃度と静脈血P【O_2】の関係は投与前と同様の相関を示した。以上のことから、運動時の交感神経活動は活動筋における酸素需給バランスに従って変化していること、すなわち活動筋における低酸素状態が求心神経の何らかの化学受容器により認識され、その情報が交換神経性循環中枢へ伝達されることにより交換神経遠心路の活動が調節されていることが強く示唆された。また心不全患者においてもこの機序は変化ていないことも明らかになった。

これらの結果を踏まえ61年度には交換神経遠心路活性に対する不全心の反応性がどのように変化しているかについても研究を開始し、すでにその一部は論文化し「Circulation」に投稿中である。要約すると不全心の運動時交感神経刺激に対する変時反応性,変力反応性は低下し、これらの反応性の低下が心不全患者の運動予備能の低下に一義的な役割を果たしていることが明らかになった。
神経細胞樹状突起におけるERの動態

ERは細胞内に網状にはりめぐらされた構造物であり、培養細胞においては細胞骨格系をレールとしてダイナミックに動いていることが近年示されている。神経細胞においても、神経軸索、樹状突起内に高度に発達したERのネットワークが存在している。神経軸索内では神経終末までの長い構造にわたって細胞機能を維持するために様々なレベルの軸策内輸送があることが知られているが、ERの構造はいかなる仕組みで維持されているかは不明であった.我々はER上にあるタンパク質に蛍光ラベルする事により、世界に先駆けて神経軸索内でのERのダイナミックな動きを可視化し、速い軸策輸送と遅い軸索輸送の中間の速度で両方向に連続的に動いていることを明らかにした.ERは細胞内カルシウム貯蔵部位であるから、神経軸索内をカルシウム貯蔵部位がダイナミックに移動していることを意味し、神経軸索の機能を考える上で重要な知見であるといえる。神経細胞の樹状突起もまた非常に極性のある細胞構造であり、神経細胞に投射するシナプス情報を集約し、制御している。樹状突起(シナプス後部)でのERからのカルシウム放出はシナプス可塑性といった高度な神経機能を制御する要素である.我々は,初代培養マウス海馬由来神経細胞の樹状突起において,小胞体の一部はvesicle状で微小管依存的に高速で輸送されていることを見い出し、その動態を詳細に解析した。また、vesicle状のERもやはりIP3によるカルシウム放出能があることを示し、さらにこの輸送にはキネシンモータータンパク質が関わっていることを証明した。以上の成果を論文にまとめて現在投稿中である。
在宅における高齢者の移送をめぐる事故の実態

本研究では,デイサービスおよび訪問介護サービスにおける高齢者の移送に関する課題を探索することを目的に,デイサービスで送迎を担当する職員および訪問介護員を対象とする2つの調査を実施した.送迎方法に関する課題,利用者宅の居住環境に関する課題,利用者自身の行動特性に関する課題,車椅子や移送に関する訪問介護員の知識と経験に関する課題が明らかとなった.本研究は、在宅介護における高齢者の移送をめぐる事故の実態を明らかにすることを目的とし、事故の発生に影響を及ぼした要因を探索するものである。初年度は高齢者の在宅介護に関連した移送の状況と、介護事故の現状等を広く把握するため、デイサービスの送迎調査の基礎的な整理、文献や法令等の基礎資料の収集、送迎を実施している施設での聞き取りと視察、介護職等へのインタビューを行った。1.基礎資料の収集においては、先行研究の文献検討に加え、実務者向けに示されているデイサービスの送迎を中心とする課題等の洗い出しや、介護保険制度における送迎業務の基準について確認を行った。2.北陸地方のデイサービス事業を行う特別養護老人ホームに協力頂き、送迎担当職員(生活相談員)へのヒアリングと、送迎車同乗による送迎業務の把握を行った。送迎方法は、運転者に関する人員配置や実施方法に関する細かな基準がない中、施設における人員確保の理由からも介護職員や生活相談員が行うことも多く、実施方法も施設によって多様であることが確認できた。3.関東地方で訪問介護を行う訪問介護員に対しグループインタビューを実施し、送迎の送り出しや移送に関する課題の把握を行うことが出来た。現在の介護保険制度においては、乗降サービスを実施する事業所が限られている点や外出サービス等が行われないことから、訪問介護員が車椅子の操作に戸惑うなど技術上の課題があることも示唆された。本研究は、在宅介護における高齢者の移送をめぐる事故の実態を明らかにすることを目的とし、事故の発生に影響を及ぼした要因を探索するものである。平成26年度は、昨年度までに実施した調査結果を、研究成果としてまとめることを中心に行った。通所介護事業所へのアンケート調査と介護職員等へのインタビュー調査の結果を論文としてまとめた。主な実施内容は以下の通りであった。(1)訪問介護における事故の要因が複雑であることから、事故発生の背景を包括的に把握するため、過去に行ったアンケート調査の再分析を行い、事故発生場面の特徴を明らかにした。(2)通所介護及び訪問介護における高齢者の送迎の送り出しや移送に関する課題をまとめるため、昨年度までに実施した通所介護事業所への事前アンケート調査及び訪問介護員等へのインタビュー調査の結果をまとめた。(3)高齢者の移送に関する課題と要因を明らかにするため、通所介護事業所等へのアンケート調査を実施した。介護保険制度の改正により,平成27年4月から送迎の送り出しや迎え入れにかかる居室内介助が通所介護のサービス対象となった.このことは,通所介護と訪問介護が連続あるいは重複して行ってきた送迎の課題に焦点をあてた,本研究のテーマ設定にも影響するものであり,平成27年度の研究計画を一部修正することとなった.訪問介護については,前年度までの調査において訪問介護員が行う高齢者の移送の支援に関連し,車椅子操作について課題が示唆されたことから,事故の背景として着目することとした.移送の範囲に車椅子による移動介助も含めた調査票を作成し,厚労省人口動態統計から不慮の事故死亡率の高い県を選定,訪問介護事業所に所属する訪問介護員を対象とする調査を実施した.通所介護については,当初計画どおり前年度までの研究結果をふまえ作成したアンケート項目を用い,警察庁統計による交通事故発生率の高い県を選定,通所介護事業所の職員を対象とする調査を実施した.事故事例に関する自由記述回答からは,送迎の際の事故やヒヤリハットとして交通状況による影響だけでなく,送迎中の複数利用者への対応や,認知症の症状,利用者宅へ迎えに行った際に発生している事故への対応の難しさが示唆された.送迎にかかわる問題について,認知症等の利用者対応のほか,事故防止対策や送迎計画などサービス運営にかかわる内容が,課題として職員に認識されている傾向がみられた.また,職員の送迎経験と送迎に対する苦手意識には関連がみられた.本研究では,デイサービスおよび訪問介護サービスにおける高齢者の移送に関する課題を探索することを目的に,デイサービスで送迎を担当する職員および訪問介護員を対象とする2つの調査を実施した.送迎方法に関する課題,利用者宅の居住環境に関する課題,利用者自身の行動特性に関する課題,車椅子や移送に関する訪問介護員の知識と経験に関する課題が明らかとなった.プレ調査として実施した通所介護事業所へのアンケート調査等の結果も含め、調査結果については論文として発表することができた。これまでの調査結果をもとに作成した質問紙を用い、3月から本調査を実施しており、おおむね実施計画通りに進めることができた。社会福祉学介護保険制度の介護報酬の改正により、平成27年4月から送迎の送り出しや迎え入れにかかる居室内介助が通所介護のサービス対象となった。このことは、通所介護と訪問介護が連続あるいは重複して行ってきた送迎の課題に焦点をあてた本研究のテーマ設定にも影響するものである。プレ調査等の結果をふまえ、通所介護事業所の職員を対象に送迎の課題と事故事例を収集するための本調査を3月から実施した。当初計画では一斉に実施する予定であった訪問介護員を対象とする調査については、これまでの調査結果と実態を十分に踏まえた上で、7月までを目途に遂行したい。初年度は高齢者の在宅介護に関連した移送の状況や介護事故の現状等を広く把握することを目的とし、調査活動も幅広く実行した。

また、デイサービスの送迎調査の基礎的なデータ整理も遂行することができ、おおむね実施計画通りに進めることができた。当初予定の一斉調査を、段階的に実施することとし次年度計画へ移したことと、それに伴い研究協力者との打合せを割愛したため、アンケート調査にかかる経費および旅費を次年度へ繰り越す。平成26年度については、実態把握を行うための全国調査を行う。前年度の訪問介護員へのインタビュー調査によって乗降サービスを実施している訪問介護事業所が限られている点や、地域性によって違いがあることなど、調査対象の選定に検討を要する可能性が出てきた。デイサービス及び訪問介護事業所への郵送調査を予定しているが、訪問介護事業所の調査計画に時間を要するため、一斉調査とせず時期を検討して遂行する。アンケート調査にかかる消耗品、郵送代、アルバイト代等の経費にあてる。研究協力者との打合せにかかる旅費を抑え、他の経費と調整を行ったため、差額が発生した。アンケート調査にかかる文房具等の消耗品を要するため、物品費に充てる。
X線観測と数値シミュレーションで迫る円盤銀河の高温ガスハロー形成過程

銀河に付随する広がった希薄な高温ガスは銀河へのガス供給ならびにガス流出機構を理解する上で重要である。本研究では、X線観測データと数値シミュレーションを相補的に組み合わせて、円盤銀河のハロー領域に付随する高温ガスの形成過程を理解することを目指す。天の川銀河と近傍の円盤銀河のX線観測データを用いることでサンプル数を増やすとともに、最新の宇宙論的数値シミュレーションが予言するモデルとの比較を行う。またその結果をもとに、次世代X線天文衛星の観測計画策定も行う。
特発性正常圧水頭症におけるプロテオーム解析

次いでLRG1の抗体を作製し、髄液中のLRGを定量した。INPH患者15例(男性9例、女性6例、平均年齢71.7±2.4歳)と対照患者12例(男性7例、女性5例、平均年齢64.3±2.9歳)で、髄液中LRG1濃度はProtein Detector ELISAキットとLRG1抗体を用いて測定した。INPH患者の髄液中LRG濃度の平均値は113±6.46pg/100ul、対照患者の髄液中LRG1濃度の平均値は46.3±3.26pg/100ulで、INPHにおいては対照に比較して、髄液中LRG1濃度の平均値が有意に高値であった(Students t-test P<0.01)。髄液中LRG1の測定はINPHの補助診断になり得ると考えられる。昨年度は特発性正常圧水頭症(INPH)の髄液補助診断を確立する目的に髄液のプロテオーム解析を行いINPHの髄液においてleucine-rich alpha-2-glycoprotien1 (LRG1)が有意に増加することを報告した。本年度はLRG1の抗体を作製し、髄液中のLRGを定量した。INPH患者15例(男性9例、女性6例、平均年齢71.7±2.4歳)と対照は頭痛を主訴に来院し、クモ膜下出血や髄膜炎を疑われ腰椎穿刺を行った患者と頭部MRI、SPECT、tap test、infusiontestなどによりINPHが否定的であった患者12例(男性7例、女性5例、平均年齢64.3±2.9歳)で、髄液中LRG1濃度はProtein DetectorELISAキットとLRG1抗体を用いて測定した。上記の結果は、研究代表者により第8回日本水頭症治療シンポジウム並びに第7回日本正常圧水頭症研究会にて発表した。
HIV中和主要ドメインV_3領域のエスケープ変異株形成機序の研究

[結果と考察]I.HIV-1分離株の再クローニング:現有のMN株とIIIB株とを用いてTCID_<50>以下に希釈しMOI:0.01以下で感染させ各ウイルスを得、クローン化した各ウイルスを得これを原株とした。II.各原株のモノクローナル抗体に対する反応性の確認:V_3領域に対する各種抗体(NM01,NM03)のエピトープ解析とクローン化原ウイルスの抗体感受性を確認した。III.特異抗体存在下でのHIVウイルスの継代培養:HIV-1 IIIB原株ウイルスを5090%中和する濃度のNM-01抗体の存在下で継代培養を実施する。34日目毎に継代し、16日毎に新たな抗体を添加した。各12日毎に培養上清の逆転写酵素活性測定とウイルスの中和試験を実施した。その結果実験開始から40日頃より抗体抵抗性のウイルスの出現が観察され始めた。85日目には独立した6種類の系のうち5種類の系においてNM-01抗体抵抗性の変異株の分離に成功した。IV.エスケープ変異株のV_3ループDNA塩基配列の解析:各種エスケープ変異株を分離してDNAを分離しPCR法によりV_3ループを含むDNA塩基配列を特異的に増幅しBluescriptでクローニングしてその塩基配列を決定した。その結果、検討した総てのクローンで319番目のアミノ酸のfirst codonのGがAに一塩基置換していることを証明した。この結果、分離した総てのエスケープ変異ウイルスは319番目のアミノ酸がAlaからThrに変化することに依ってNM-01抗体に対する抵抗性を獲得していると推定された。
人間の動作解析に基づく感情と意図の理解およびそのコミュニケーションへの応用

人間と共生する機械を実現するために、データマイニング・画像認識・音声認識・感性情報処理により、人間の身体動作の癖やその内面にある感情に焦点を絞ったコミュニケーション方式の研究を行った。1モーションデータからの規則性の発見と感情の質の解析に関する研究(上原)ディジタルアーカイブのようにモーションデータが大量に蓄積されている場合、内容によって人間の動作を組織化・構造化しておかなければ検索することさえ困難になる。このため、動作データを3次元空間中を動く軌跡としてとらえるだけではなく、その動作が行われる速度、あるいは動作中の姿勢を解析することで、運動スキルの比較を行い、高度なスキルを持つ被験者の特徴を得る実験を行った。モーションキャプチャシステムEVaを用いて収録された基本動作データを基に、各動作に固有の特徴量と、他の動作に比べて特異な特徴を分けて抽出した。2人間の動作・感情・音声・画像認識の統合による意図理解(有木・熊野)基本動作認識と感情認識、音声認識、画像認識を統合する研究を行うことにより、特定の意図がどのような基本動作系列、音声、画像系列、ならびに感情を伴って表出されているかについて分析することができる。これを逆に利用することにより、人間の動作と感情の表出を統合して、特定の意図を推定する研究を行った。例えば、教室のような場所で、大型ディスプレイに映っている人物を指さして「この人は誰」と聞くタスクにおいては、この人は誰という音声を認識する音声認識と、指差しという動作認識、さらに顔画像認識が統合されている。このシステムに、ユーザがどのような感情を持って問い合わせを行ったかを判定するために、顔の感情分析を付与する研究を行った。(1)モーションデータからの規則性の発見に関する研究(上原)表情データベース構築を目的として、モーションキャプチャシステムによって獲得した顔データを用いて、表情を記述するためのルールを抽出する手法を提案した。一般に、モーションデータは、3次元情報を保持しているためデータサイズが大きく、また、データの獲得・編集に手間がかかるため生産性が低いという問題点がある。そこで、表情筋構造と主成分分析によって、3次元から特徴ベクトルへと次元を落している。また、数値を柔軟に扱い、情報ロスを減らすために、メンバシップ関数を用いたルールマイニング手法を提案した。(2)身体運動の型と感情の質の解析(服部)人間の身体の動きにおける感情表現を解析するために、モーションキャプチャデータを大まかな構造と詳細な構造との階層構造に分割するソフトウェアを改良した。大まかな構造は、身体の姿勢の時系列を符号で表示したものであり、詳細な構造は、その符号だけでは表しきれない身体の動きの滑らかさなどを表す数値データである。大まかな構造を表す符号によって、人間の動作の意図を推定することができ、詳細な構造を表す曲率などの数値データによって、人間の感情を推定できると期待される。(3)人間の動作解析と音声・画像認識の統合による意図理解(有木・熊野)基本動作認識と音声認識結果を統合する研究を行った。大型ディスプレイに映っている資料を指し示し、「この資料の35ページを表示して」と指示すればそれに従うタスクや、「この人は誰」と指差せば人名を検索するタスクを実行した。このため、ハンズフリー音声認識と、雑音に強い音声認識、音声認識精度の向上について研究するとともに、人間の動作解析、音声と動作の統合解析について研究を行った。1.モーションデータからの規則性の発見に関する研究(上原)

本テーマでは、動作データから、モチーフと呼ばれる頻出する未知のパターンをPCA(主成分分析)とMDL原理を用いて発見する手法を開発した。具体的には、PCAを用いて多次元時系列データを1次元時系列データに変換している。さらに、MDL原理を用いてモチーフの時間幅を動的に発見している。2.身体運動の型と感情の質の解析(服部)本テーマでは、表情データからの基本単位の抽出と感情の認識の手法を開発した。本手法では、有限要素法により顔の特徴点の位置情報を力情報に変換し、さらにデータマイニングを適用して、表情の相関ルールを基本単位として抽出している。さらに、相関ルールを利用して未知の表情データから感情の認識を行っている。3.人間の動作解析と音声・画像認識の統合による意図理解(有木・熊野)基本動作認識と音声認識、画像認識を統合する研究、並びに動作の意図を理解する研究を行った。教室のような場所で、大型ディスプレイに映っている人や物を指し示し、名前やその情報を検索するタスクにおいて、次の研究を行った。(1)マイクロフォンアレイを使ったハンズフリー音声認識で、精度の高い音声認識手法、(2)特殊な装置を用いずに、指先だけで指示する手法、(3)大型ディスプレイに映っているコンテンツを解析して索引付・構造化し、検索の意図を理解する手法を研究した。人間と共生する機械を実現するために、データマイニング・画像認識・音声認識・感性情報処理により、人間の身体動作の癖やその内面にある感情に焦点を絞ったコミュニケーション方式の研究を行った。(1)モーションデータからの規則性の発見と感情の質の解析に関する研究(上原)ディジタルアーカイブのようにモーションデータが大量に蓄積されている場合、内容によって人間の動作を組織化・構造化しておかなければ検索することさえ困難になる。このため、動作データを3次元空間中を動く軌跡としてとらえるだけではなく、その動作が行われる速度、あるいは動作中の姿勢を解析することで、運動スキルの比較を行い、高度なスキルを持つ被験者の特徴を得る実験を行った。モーションキャプチャシステムEVaを用いて収録された顔表情データを基に、各感情に固有の特徴量と、他の感情に比べて特異な特徴を分けて抽出した。これら2種類の特徴を基に感情を分類し、どのような思いを持っているかについて、感情の質の解析を発展させた。(2)人間の動作・感情・音声・画像認識の統合による意図理解(有木・熊野)基本動作認識と感情認識、音声認識、画像認識を統合する研究を行うことにより、特定の意図がどのような基本動作系列、音声、画像系列、ならびに感情を伴って表出されているかについて分析することができる。これを逆に利用することにより、人間の動作と感情の表出を統合して、特定の意図を推定する研究を行った。例えば、教室のような場所で、大型ディスプレイに映っている人物を指さして「この人は誰」と聞くタスクにおいては、この人は誰という音声を認識する音声認識と、指差しという動作認識、さらに顔画像認識が統合されている。
Siナノシートの局所改質による量子ナノ構造の作製と評価

シリコンナノシートは,ポストグラフェン新材料として注目されている.しかしながら,光・電子デバイス応用に向けて,シリコンナノシートの材料作製技術,微細加工技術,デバイス作製技術等に関する知見は十分得られているとはいえない.本研究では,シリコンナノシートの大面積形成技術の開発と,シリコンナノシートの局所改質によるナノ構造作製技術の開発を目的とした.本研究では,大面積シリコンナノシート作製技術を2つ提案し,ミリメートルサイズのシリコンナノシートを作製することができた.さらに,走査プローブリソグラフィ技術を用い,シリコンナノシートの前駆体薄膜への局所構造改質を実施しナノ構造形成を確認した.シリコンナノシートは,ポストグラフェン新材料として注目されている.しかしながら,光・電子デバイス応用に向けて,シリコンナノシートの材料作製技術,微細加工技術,デバイス作製技術等に関する知見は十分得られているとはいえない.本研究では,シリコンナノシートの大面積形成技術の開発と,シリコンナノシートの局所改質によるナノ構造作製技術の開発を目的とした.本研究では,大面積シリコンナノシート作製技術を2つ提案し,ミリメートルサイズのシリコンナノシートを作製することができた.さらに,走査プローブリソグラフィ技術を用い,シリコンナノシートの前駆体薄膜への局所構造改質を実施しナノ構造形成を確認した.走査プローブリソグラフィ技術を用いて,Si層状ナノ構造(Siナノシート:SiNS)を局所改質することにより,サイズや形状が制御された量子ドットや量子細線などの低次元Si系ナノ構造を簡便に規則配列させることが,本研究の目的である.今年度は,(1)従来の手法でSiNSを作製し局所改質,(2)SiNSの大面積成長法の開発,を実施した.その結果,従来の手法で作製したSiNSは,得られるSiNSのサイズがサブμmと小さく,かつ収率が低いため,本研究で提案した局所改質プロセスには不向きであることがわかった.そこで,新たにSiNSの大面積成長技術を開発した.新成長手法を用いた場合,従来の手法に比べて,100万倍大きい面積のSiNSが得られた.走査プローブリソグラフィ技術を用いてSi層状ナノ構造(Siナノシート:SiNS)を局所改質することにより,サイズや形状が制御された量子ドットや量子細線などの低次元Siナノ構造を簡便に規則配列させることが本研究の目的である.前年度は,従来の手法で作製したSiNSのサイズが小さく収率が低いため,局所改質プロセスに不向きであるという課題を実験により確認し,新たにSiNSの大面積成長技術を開発した.本手法は,剥離支持膜をSiNSの前駆体薄膜へ成膜し,化学的にSiNSを剥離支持膜へ転写する技術である.本手法により大面積のSiNSは得られたが,ドライプロセスで作製した剥離支持膜表面には凹凸形状が存在するため,凹凸形状を反映した表面粗さが大きいSiNSが形成されるという課題が今年度抽出された.そこで前年度に引き続き,SiNSの大面積成長技術を開発することを目的に研究を実施した.今年度は,支持膜なしで前駆体薄膜およびSiNSの自立膜を作製することができた.弱い機械強度のポーラス薄膜を利用することにより,前駆体薄膜を機械剥離しミリメートルサイズのSiNS自立膜を得ることができた.さらに,前駆体薄膜に対する走査プローブリソグラフィを試みたところ,試料印加電圧ー10Vにおいて直径50nm以下のナノ構造を形成することができた.これは,電界支援酸化により形成されたSiO2だと考えている.ナノ電子材料従来のSiナノシート(SiNS)作製手法では,得られるSiNSの面積が小さく,SiNS面内に各種Si系ナノ構造を作製することが困難であることがわかった.そこで,SiNSの大面積成長技術の開発を行うことを優先した.したがって,申請時の研究計画からやや遅れている.今年度,SiNSの新規成長手法開発により,SiNSの大面積成長が実現できた.今後は申請書に記載した計画で研究を実施する.物品購入をする上で端数が出た.物品購入に使用予定.
カイコとカイコの腸に定着する細菌との相互作用とそれに係わる分子機構の解明

1.腸に定着する細菌の定着部位pUC系のプラスミドベクターのlacプロモーター制御下にβ-galactosicaseのα-peptideとオワンクラゲの発光タンパク質(GFP)のキメラタンパク質を形成するようにクローニングし,これを,大腸菌の形質転換法に従い,Ent. cloacaeのカルシウム処理細胞を作成して,プラスミドの導入を行った.導入した細菌は,定常的に紫外線照射により発光を有するようになり,さらに,前年度に明らかにした方法で経口投与することにより,腸内に定住していることが確認できたが,同時に腸内に定住した形質転換Ent. cloacaeは導入したプラスミドを排除することも観察された.形質転換細菌の腸内定住部位をカイコ腸に外部より紫外線を照射することにより調査したところ,中腸前部と後部の一部分に特異的に発光が検出できた.この結果より,腸内に定住している細菌は腸内に均一に定住していなく,カイコ腸とEnt. cloacaeの間に定住に係わるなんらかの特異的親和性が存在するものと予想された.2.腸内定住菌がカイコに及ぼす影響の検討昨年度明らかにした条件により人為的に無菌カイコ腸内にEnt. cloacaeを定着させた場合,無菌飼育カイコと比較して,経口投与後144時間(吐糸当日)以降,中腸におけるセクロピンB,リゾチウム遺伝子の発現が誘導されていることを見出した.さらに,脂肪体におけるセクロピンB,リゾチウム遺伝子の発現,体液中のリゾチウムタンパク質量,血球の酸性フォスファターゼの活性上昇をも見出した.これらの結果より,細菌の腸内定着により,中腸の抗菌タンパク質合成が誘導されるのみならず,その影響が脂肪体,血球にまで及んでいることを明らかにした.1.腸に定着する細菌の人工定着法の確立桑葉で飼育した腸内から単離されたEnterobacter cloacaeを用いて人工的に無菌カイコ腸内に定着させる方法を,人工飼料組成,投与条件について検討した.結果,5齢脱皮以降,抗生物質を含まず,飼料中のクエン酸をクエン酸カリウムに置換することによって,水素イオン濃度を中性付近に調整した人工飼料を用いて飼育し,5齢1日にマイクロシリンジで経口投与することにより,全てのカイコは従来の無菌カイコと同様に生育し,同時に排泄した糞からはEnt. cloacae菌体を確認できた.2.腸内定住菌がカイコに及ぼす影響の検討上記の条件によって人為的に無菌カイコ腸内にEnt. cloacaeを定着させた場合(R区)と,体腔中に注射した場合(I区)の実験区と対照区として無菌カイコを用い,体液タンパク質の変化をTricine-PAGEによって比較調査すると共に,特に,カイコの生体防御に注目し,体液中の大腸菌の生育阻止活性(セクロピンをはじめとする抗菌タンパク質の誘導)を阻止円法で,リゾチウム活性をM. lysodeikticus菌体の分解を分光法で,酸性フォスファターゼ活性(血球細胞反応の生化学的指標)はp-nitrophenyl phosphateを基質として分光法をもちいて検討した.I区では,全ての調査した活性の上昇と,分子量14.4,10.6,3.7kDaタンパク質バンドの染色度の上昇が認められた.一方,R区では大腸菌の生育阻止活性誘導は認められなかったものの,リゾチウム活性,酸性フォスファターゼ活性の上昇と,分子量14.4,10.6kDaの染色度の上昇はI区よりも,処理後遅れて弱い変化として見出された.このことからカイコ腸内に細菌が定着することにより,カイコに生理的な変化をもたらす可能性を明らかにした.1.腸に定着する細菌の定着部位pUC系のプラスミドベクターのlacプロモーター制御下にβ-galactosicaseのα-peptideとオワンクラゲの発光タンパク質(GFP)のキメラタンパク質を形成するようにクローニングし,これを,大腸菌の形質転換法に従い,Ent. cloacaeのカルシウム処理細胞を作成して,プラスミドの導入を行った.導入した細菌は,定常的に紫外線照射により発光を有するようになり,さらに,前年度に明らかにした方法で経口投与することにより,腸内に定住していることが確認できたが,同時に腸内に定住した形質転換Ent. cloacaeは導入したプラスミドを排除することも観察された.形質転換細菌の腸内定住部位をカイコ腸に外部より紫外線を照射することにより調査したところ,中腸前部と後部の一部分に特異的に発光が検出できた.この結果より,腸内に定住している細菌は腸内に均一に定住していなく,カイコ腸とEnt. cloacaeの間に定住に係わるなんらかの特異的親和性が存在するものと予想された.2.腸内定住菌がカイコに及ぼす影響の検討昨年度明らかにした条件により人為的に無菌カイコ腸内にEnt. cloacaeを定着させた場合,無菌飼育カイコと比較して,経口投与後144時間(吐糸当日)以降,中腸におけるセクロピンB,リゾチウム遺伝子の発現が誘導されていることを見出した.さらに,脂肪体におけるセクロピンB,リゾチウム遺伝子の発現,体液中のリゾチウムタンパク質量,血球の酸性フォスファターゼの活性上昇をも見出した.これらの結果より,細菌の腸内定着により,中腸の抗菌タンパク質合成が誘導されるのみならず,その影響が脂肪体,血球にまで及んでいることを明らかにした.
肺高血圧症の発症機序とBMPシグナルのTbx遺伝子への作用の解明

(1)日本人原発性肺高血圧症(PPH)患者の遺伝子解析原発性肺高血圧症(PPH)は、100万人に数人の頻度で認められる予後不良な疾患である。家族発症例の原因遺伝子としてBMPR2遺伝子が固定されており、また遺伝性出血性血管拡張症に合併した家族性PPHにおいては、同じTGF-βスーパーファミリー受容体であるALK1遺伝子の変異も固定されている。そこで、日本人PPH患者におけるこれらの遺伝子異常の関与を明らかにするため、国立循環器病センター(NCVC)および関連医療施設でのPPH患者、および、比較対照として、続発性肺高血圧症患者について、遺伝子解析を行った。NCVC症例では、PPH患者71例のうち、27例(家族発症例7例中7例(100%)、孤発例64例中20例(31%))において、BMPR2遺伝子変異を、孤発例3例(0.3%)において、ALK1遺伝子変異を固定した。また、孤発例における発癌年齢を、遺伝子変異の有無で比較したところ、遺伝子変異のある症例では発症年齢が有意に低かった(23.8yvs.34.8y; p=0.0018)。続発例69例では、SLEに続発した1例でBMPR2遺伝子変異を、CHD続発した1例でALK1遺伝子変異を同定した。一方、患者家族15例の解析において遺伝子変異は8例に認められたが、発症は1例のみで、残りは保因者または未発症例であった。以上より、BMPR2およびALK1遺伝子異常は、強力な発症因子ではあるが、その他の因子の関与も大きいと考えられた。また、関連医療施設患者PPH患者54例の解析では、11例でBMPR2遺伝子変異を、1例でALK1遺伝子変異を固定した。(2)Tbx2変異マウスの解析PPHの候補要因遺伝子として、BMPにより直接発現制御を受けているTbx2遺伝子に注目し、変異マウスの機能解析を行った。既に作製した発生中の心臓で異所的にTbx2を発現するマウスは、酸性ムコ多糖類であるヒアルロン酸の過剰蓄積から心内膜床の異常肥厚を生じ、心臓形態形成異常を引き起こしていた。QRT・PCR、whole-mount in situ hybridization等による解析により、今回、ヒアルロン酸合成酵素であるHas2、TGF-β2の遺伝子発現がTbx2により制御されている事が明らかになった。(1)日本人原発性肺高血圧症(PPH)患者におけるBMPR2およびALK1(ACVRL1)遺伝子異常の関与の検討PPHの発症の原因遺伝子として、TGF-βsuperfamilyの受容体であるBMPR2およびALK1(ACVRL1)遺伝子の異常が欧米で報告されているが、日本人でのこれらの遺伝子異常の検討は乏しかった。そこでまずこれらの遺伝子異常について、国立循環器病センター受診患者で検討を行った。

その結果、家族性PPHについては6家系全症例(100%)において、孤発症例でも16症例(16/52=31%)において、BMPR2遺伝子の異常を検出し、一方ALK1遺伝子についても4症例(4/52=8%)で遺伝子異常が見つかった。また、関連医療機関の患者でも、10症例においてBMPR2遺伝子異常が検出された。以上より、日本人PPH患者におけるこれらの遺伝子異常の関与は、欧米での報告以上に高いことが示唆された。これら二つの受容体は、リガンドは異なるがともにSmad1/5/8を活性化させることが知られており、その下流の共通するシグナルの異常がPPH発症のメカニズムにおいて重要であると考えられた。(2)遺伝子が、PPHの要因遺伝子かどうかの検証上述のSmadsの下流にあるシグナル伝達分子として、BMPにより直接発現制御を受けているTbx2遺伝子に着目し、既に作製した、発生中の心臓で異所的にTbx2遺伝子を発現するマウスを詳細に解析した。この変異マウスは、酸性ムコ多糖類の過剰蓄積から心内膜床の異常肥厚を生じ、心臓形態形成異常を引き起こしていた。現在、胎仔心臓を用いたQRT-PCRにより、Tbx2に制御される遺伝子の同定を行っている。今後、Tbx2が心臓同様、肺動脈の内膜の肥厚に関与し、PPH発症に関わるかどうかを更に解析を進めたいと考えている。(1)日本人原発性肺高血圧症(PPH)患者の遺伝子解析PPHの原因遺伝子として、BMPR2およびALK1(ACVRL1)遺伝子の異常が欧米で報告されている。今年度は、昨年度までの検討に引き続き、国立循環器病センター(NCVC)および関連医療施設でのPPH患者、および、比較対照として、続発性肺高血圧症患者の解析を行った。NCVC症例では、PPH患者71例のうち、27例(家族発症例7例中7例(100%)、孤発例64例中20例(31%))において、BMPR2遺伝子変異を、孤発例3例(0.3%)において、ALK1遺伝子変異を同定した。また、孤発例における発症年齢を、遺伝子変異の有無で比較したところ、遺伝子変異のある症例では発症年齢が有意に低かった(23.2y vs.34.8y;p=0.0008)。続発例69例では、SLEに続発した1例でBMPR2遺伝子変異を、CHD続発した1例でALK1遺伝子変異を同定した。一方、患者家族15例の解析において遺伝子変異は8例に認められたが、発症は1例のみで、残りは保因者または未発症例であった。以上より、BMPR2およびALK1遺伝子異常は、強力な発症因子ではあるが、その他の因子の関与も大きいと考えられた。また、関連医療施設患者PPH患者54例の解析では、11例でBMPR2遺伝子変異を、1例でAKK1遺伝子変異を同定した。(2)Tbx2変異マウスの解析PPHの候補要因遺伝子として、BMPにより直接発現制御を受けているTbx2遺伝子に注目し、変異マウスの機能解析を行った。既に作製した発生中の心臓で異所的にTbx2を発現するマウスは、酸性ムコ多糖類であるヒアルロン酸の過剰蓄積から心内膜床の異常肥厚を生じ、心臓形態形成異常を引き起こしていた。QRT-PCR、whole-mount in situ hybridization等による解析により、今回、ヒアルロン酸合成酵素であるHas2、TGFb2の遺伝子発現がTbx2により制御されている事が明らかになった。
ナノ構造高感度薄膜ガスセンサを用いた室内環境改善システムの開発

本研究は、高感度・高選択性ガスセンサの開発と、強力な脱臭・殺菌作用を持つオゾン脱臭に組み合わせて自動化することを目的とする。具体的には、これまで以上の感度を持つ薄膜ガスセンサと、非常に高いエネルギー効率を持つオゾナイザを独自の方法でそれぞれ開発し、かつそれらを組み合わせた新しい室内環境改善システムを開発することを目的とし研究を行った。本研究の成果を列挙すると次のようになる。1)パルスYAGレーザデポジション(PLD)装置を用いて、SnO_2、WO_3、ZnO、TiO_2等の薄膜を作製し、薄膜の表面形状や微細構造、化学組成、結合状態、薄膜の結晶性や結晶サイズをAFM、GXRD、FT-IR、XPS等を用いて定量的に調べた結果、化学量論的組成の結晶性SnO_2、WO_3、ZnO、TiO_2薄膜が作製できることが分かった。2)高感度化のためスパッタリング法を併用した新しいPLD装置を開発し、H_2高感度SnO_2-Pd薄膜やNOx高感度WO_3-Pd薄膜作製に成功した。3)オゾナイザ装置の高効率化のため、無声放電式オゾナイザの電極表面に、直接各種誘電体薄膜を、スパッタリング装置により作製し、オゾン発生量と放電電圧や誘電体薄膜等との関係を明らかにし、高効率オゾナイザの開発に成功した。4)さらに、高感度ガスセンサ、窒素ドープTiO_2光触媒、高効率オゾナイザを組み合わせた室内環境改善システムの開発を行った。以上のように、本研究の初期の目的は十分達成された。今後さらにパルスレーザを用いた環境改善材料薄膜作製プロセス及びオゾナイザを用いた環境改善プロセスの発展により、極めて新規な成果が得られることが予想され、この方面の課題を精力的に研究することは学術的及び工業的観点から非常に重要である。その内容の一部は国内外の学術誌・学会等で発表されており,残りも今年中に順次公表される予定である。1)パルスYAGレーザデポジション(PLD)装置を用いて、SnO_2、WO_3薄膜を作製した。作製したこれらの薄膜の表面形状や微細構造をFE-SEMやAFMで、化学組成や結合状態をXPSやFT-IRで、薄膜の結晶性や結晶サイズをXRDにより定量的に調べた結果、化学量論的組成の結晶性SnO_2、WO_3薄膜が作製できることが分かった。2)高感度化のためスパッタリング法を併用した新しいPLD装置を用いて、SnO_2やWO_3薄膜にPd等のドープを行い、高感度化に成功した。3)オゾナイザ装置の高効率化のため、無声放電式オゾナイザの電極表面に、直接誘電体薄膜(それぞれ膜厚0.1mm前後)を、スパッタリング装置により作製し、表面形状をSEMやAFMで、構造はFT-IRやXRD、XPS等で測定した。。