hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反応拡散系パターンの自己組織化機構を用いたメッシュ生成法の発展

コンピュータシミュレーションの発展は、コンピュータの性能向上と共に、様々な分野に拡がりつつある。その中で、空間の離散化はシミュレーションにおいては必須であり、その善し悪しがシミュレーションの精度に直接関係する。本研究では、反応拡散系におけるパターン形成が持つ自己組織化機構の直接の応用として、複雑な領域における反応拡散系のシミュレーション結果であるパターンからメッシュを生成するという新たな方法を提案するものである。2次元領域におけるメッシュ生成の性能の高さを実証し、この方法は原理的には3次元にも拡張可能であるが、その為には3次元反応拡散パターンの理論的な研究の発展が必要となる事が鮮明となった。本年度は、第一にGray-Scottモデルに現れるスポットパターンの3次元空間におけるダイナミクスに関してシミュレーションをベースとした研究を行う為のシミュレーション設備の構築を行った。当初の予定では、GPGPUベースのシミュレーション環境の構築を目指していたが、予算の関係からマルチコアCPUを搭載したワークステーションによってその代替とすることにした。結果として、利用できるアルゴリズムは、OpenMPをベースとした並列アルゴリズムとなり、当初の予定から若干の方向性の転換が必要となっている。本年度は、本研究で必要となるパラメータサーチを行う事を最優先とし、系統的なシミュレーションを行う準備を中心に行った。本研究で必要とされる数値計算スキームは、偏微分方程式を精度良く計算するものではなく、計算コストを抑えつつ偏微分方程式の解が持つ自己組織的パターン形成機構を保存する数値計算スキームである。このような観点から数値計算スキームを考察することは、現在において通常なされないため、新たなアイデアと試行錯誤が必要である。最終的には、上記計算スキームを中心に据えたメッシュ生成システムを構築する目的から、パラメータサーチにおいても計算量の少ない計算スキームを用いる必要がある。本年度は、そのような観点から、空間メッシュが極端に粗いシミュレーションにおいて、自己複製メカニズムが消失しないスキームの開発を検討した。しかしながら、一つのスポットと、その性質を維持するには最低7x7x7程度のメッシュが必要であり、さらなる検討が必要である。同様に、近年発達の目覚ましい並列計算に適応した計算アルゴリズムの開発を行っている。先述したように、当初はGPGPUを前提としたアルゴリズムを検討していたが、OpenMPを用いたものへの変更を行っている。本研究は反応拡散系のパターン形成における自己組織化機構を、数値シミュレーション等で利用されるメッシュの生成に応用するものであるが、その為には、反応拡散系の自己組織化機構の理論的な背景を知ることが重要となる。本年度は、特に自己組織的に形成されるパターンについて、外的擾乱(ノイズ)がパターン形成に対してどのような影響を与えるかを数値シミュレーションと化学実験系から検討した。過年度に既に公表済みの結果を、具体的に本研究で用いる偏微分方程式系に適応することから、特に3次元パターンの形成過程に対するノイズの影響を検討した。また、本研究は広い意味でのUnconventional computingの研究であり、その分野の研究者との研究交流を行い、本研究のコンセプトを実際の化学反応系で実現する可能性などを検討した。メッシュ生成において、その種となるパターン形成自体については自己組織的なプロセスであり、問題点としてはそのプロセスを得るための計算コストが問題の大きさおよび時間的な二つも面から大きいということであるが、それらの技術的な問題はアルゴリズムの検討、適切な機器の利用で解決可能であると考えている。しかしながら、その後のパターンからメッシュを作る過程において、現状のデローニ三角形分割法を用いた方法は再考の余地があると考えられる。特に、自己組織化過程が時間発展的であり、スポットの増加が主に周縁部で行われることを考慮したメッシュの追跡生成の検討が必要であるが、その根拠となる研究・具体的なアイデアがない状況である。そのような状況の中で、化学反応系を用いたUnconventional computingに関わる研究にそのヒントを求めている。直接活用可能な成果は現状得られていないが、新たな研究者ネットワークの確立が進み、今後当該分野から新たなブレイクスルーのヒントとなるアイデアが得られることが期待される。本研究において、空間二次元メッシュの生成に関しては、基本的なアルゴリズムは完成している。しかしながら、空間3次元への拡張は容易ではなく、本手法において必要となるメッシュ生成の為の数値計算のコスト削減が大きな課題である。その中で、GPGPUを用いた数値計算は大いに期待されるものであるが、ボード上のメモリーが比較的小さく、またボード上のメモリーが大きい機種に関しては予算内での購入が難しいことが判明した。また、パターン形成の安定化、加速化にノイズが重要であると考えられるが、ノイズを導入した計算システムについて、GPGPUシステムのアドバンテージが活かせるかどうか検討が必要となった。これらのことから、GPGPUではなく、通常の並列処理を用いたシステムへの変更を検討する必要が出、予算内に収まるシステムの検討を進めている。状況によっては、アルゴリズムの大幅な再検討が必要となり、新たなシステムの購入を含めた慎重は検討を行っている為。本研究の目的は、反応拡散系におけるパターン形成の自己組織化能を活用し、2次元または3次元自由領域において高品位なメッシュを自動的に作成することである。これまでの研究で、Gray-Scottモデルと呼ばれる反応拡散系における自己複製スポットパターンは、2次元自由領域において、領域形状に合わせて均等に配列することがわかっており、またその配列は数値シミュレーション等で用いられるメッシュとして最適な正三角形に分布することも知られている。自己複製スポットパターンを用いたメッシュ生成は、領域の形状変化を伴う問題の際にも有効であると考えられるが、領域の境界におけるスポットの扱いに困難が生じていた。

今年度の研究で、境界において、パラメータを適切に変化させることによって、適切かつ自動的にスポットを境界上に配置できる見込みが得られ、領域変形に追従する自動メッシュ生成の可能性を広げた。また、本研究はUnconventional computingに関わる研究であるが、特に化学反応系におけるパターン形成を用いた実験系の作成にも発展が期待される。化学実験を用いて自己組織化現象を研究している研究者との共同研究を同時に進めることで、より安定して高速化可能な手法の開発を目指している。特にナノパーティクルを用いたボロノイ分割の例は、メッシュ生成に通じるものがあり、今後、本手法に取り込む事を検討している。急速なコンピュテーショナルパワーの増大は、コンピュータシミュレーションの可能性を大いに高めている。今後、そのために必要となる質の高いメッシュを自動的に生成する手段として、本研究の重要性は高まると考えられる。その他業務の多忙等の理由により、当初予定していた海外での成果発表や研究打ち合わせの為の出張を全てキャンセルせざるを得なかった。その為、3次元問題への拡張に関する研究が停滞している。本研究におけるメッシュ生成の仕組みは、所謂自己組織化機構の応用である。特に、反応拡散系におけるパターン形成については、その機構の解明に関する研究が多くある中で、自己組織化機構の直接的な応用研究は少ないのが現状である。その理由の一つとしては、実際の化学反応系等で実現されるパターン形成はその制御が極めて困難であることによる。一方で、本研究では応用分野としてメッシュ生成を選んだことで、計算機の中で閉じたシステムとして自己組織化機構を応用することができる。また、近年の計算機の処理速度の向上は、複雑な計算を可能としているが、複雑な領域を効率よくメッシュ分割するには職人芸的な要素が存在しているのも事実である。本研究の成果によって、より高品位なメッシュの自動生成が可能となり、より高度なシミュレーションが可能となる。本年度は、最終年度として最終目標である3次元メッシュの自動生成と生成ソフトウェアの開発に取り組んだが、利用している反応拡散モデルの3次元問題への拡張は単純では無く、極めて狭いパラメータ領域でのみメッシュ生成に使える事がわかった。また、4面体メッシュなどより柔軟なメッシュ生成に向けた検討を行ったが、実現に至らなかった。一方で、領域境界におけるパターンの制御については、境界条件の工夫などにより一定の制御が可能である事が示唆された。全自動のメッシュ生成は現時点では難しく、特に3次元空間における反応拡散パターンの理論解析の必要性が強く示唆された。
皮膚電気活動を用いた覚醒水準と情動の計測制御に関する研究

生理指標の一つである手掌における皮膚電気活動(EDA)は心理的な活動を表すものとして良く知られているが、これは覚醒水準や情動とも深いつながりを有している。そこで皮膚電気活動を用いた覚醒水準と情動の計測制御システムを実現するための検討を行った。先ず、このEDA測定のための皮膚インピーダンス(SIL)測定装置をコンパクトに組み上げパソコンボード内に設置可能にした測定装置を製作した。生理指標SIL、覚醒水準指標、計測制御システムの内部状態などの関係を詳しく検討するために多チャンネル信号記録用のデータレコーダを導入し、これらの計測装置、制御装置およびデータリコーダとパソコンを接続するためのインターフェイスを完成させた。入眠抑制用の音刺激として単純なブザ-およびファジイ推論を用いた場合について抑制効果を比較検討した結果、ほぼ満足出来る結果を得たが、個体差に応じてパラメータのレベル設定を加減する必要があり、それをいかに法則化するかが今後の課題である。覚醒水準を低下させて入眠に導くためには音楽や単純な音刺激があり、覚醒レベルの変化に応じてこれらの音刺激を変えていく方法を試行したが、なお引続き検討中である。情動制御に関しては情動状態の評価が重要である。刺激としては音楽を使用し、その情動に及ぼす影響について検討した結果、精神状態に大きな影響を及ぼすことが確認できた。情動には多面性があり、これをいかに整理統合出来るかが、本研究の発展の鍵であることがわかった。
機械的性質が強力な対金属アレルギー性歯科鋳造用金合金の開発

現在、市販されているADA規格TypeIV金合金の組成は多元合金が多い。多元合金は口腔内で,それぞれの金属イオンが溶出し,局部電池となり、金属アレルギーの原因の一つとなる。また,市販されているTypeIV金合金は鋳造後、容体化処理と時効硬化処理がメーカーから指示されているが、実際の臨床では「鋳放し」で使用されているのが実情である。「鋳放し」でもTypeIV金合金より時効硬化し,耐食性の良い単相組織であることが必要である。市販のTypeIV金合金および次の組成の金合金を試作し,試験片を鋳造し,鋳放し後,溶体化処理後,時効硬化後の表面状態検査,ビッカース硬さおよびX線回折装置による組織検査を行い,比較検討した。試作合金の組成は(1)80%Au-20%Cu(2)73%Au-22%Cu-5%Pt(3)70%Au-25%Cu-5%Pt(4)73%Au-22%Cu-4%Pt-1%Ag(5)75%Au-24.5%Cu-0.5%Ga(6)73%Au-22%Cu-4Pt-1%In(7)73%Au-22%Cu-3Pt-2%In(8)73%Au-22%Cu-4Pt-1%Sn(9)73%Au-22%Cu-3Pt-2%Sn(10)75Au-19.5%Cu-5%Pt-0.5%Mn(11)75%Au-19%Cu-5%Pt-1%Mn(12)75%Au-19.5%Cu-5%Pt-0.5%Znである。高純度の地金を秤量し,高周波溶解装置を使用して,アルゴンガス雰囲気下で,各々10g,合計12種類の金合金インゴットを溶製した。試験片を作製する為,鋳造後,鋳造リングを放冷した。各試験片とも,鋳造性は良好であった。ビッカース硬さはTypeIV金合金が295であったが,試作金合金は(1)の265から(7)の347であった。溶体化処理後のビッカース硬さは(1)162から(3)の204であった。更に,時効硬化後では,(1),(2)および(3)は金属割れを起こした。また,(4),(5),(6),(7),(8)および(9)はビッカース硬さ検査時,圧痕周囲に亀裂が見られた。その他は(10)315(11)317および(12)320であった。また,X線回折装置による組織検査では,全ての試験片とも単相組織であった。この結果、Au-Cu-Pt三元合金への添加金属元素は,InおよびSnは不適当であると示唆された。Ag,Ga,MnおよびZnについては,その組成を考慮して、再実験をする必要があると思慮される。付記上記の基礎的実験を基に、その後、自己資金で研究を重ね、研究課題である歯科鋳造用金合金を開発に成功した。その発明を基に、「歯科用金合金」の名称で、平成20年3月10日付で、特許を申請した。特許申請中につき、その組成などについては、現在、明らかに出来ない。

溶体化処理後のビッカース硬さは(1)162から(3)の204であった。更に,時効硬化後では,(1),(2)および(3)は金属割れを起こした。また,(4),(5),(6),(7),(8)および(9)はビッカース硬さ検査時,圧痕周囲に亀裂が見られた。その他は(10)315(11)317および(12)320であった。また,X線回折装置による組織検査では,全ての試験片とも単相組織であった。この結果、Au-Cu-Pt三元合金への添加金属元素は,InおよびSnは不適当であると示唆された。Ag,Ga,MnおよびZnについては,その組成を考慮して、再実験をする必要があると思慮される。付記上記の基礎的実験を基に、その後、自己資金で研究を重ね、研究課題である歯科鋳造用金合金を開発に成功した。その発明を基に、「歯科用金合金」の名称で、平成20年3月10日付で、特許を申請した。特許申請中につき、その組成などについては、現在、明らかに出来ない。
有機分子性光金属の設計と開発

(1)1,3-ジチオール-2-イリデンが融合したDT-TTFとC_<60>を結合させた複合分子システム(1)を設計し、その電子状態について検討した。無置換-1の分子軌道を計算したところ、HOMOはドナーであるDT-TTF部位、LUMOはアクセプターであるC_<60>部位に局在していることが明らかとなった。また、DT-TTF部位は正、C_<60>部位は負(-0.220)に荷電しており、分子内電荷移動相互作用が期待される。一方、HOMO-LUMOギャップはDT-TTF、C_<60>よりもそれぞれ3.02、1.07eV減少している。(2)1の合成に成功し、その電気化学的性質をCVにより検討したところ,1のテトラキス(ヘキシルチオ)誘導体(1a)はTTF部位に相当する二つの可逆な酸化波とC_<60>部位に由来する四つの還元波が観測された。1aの酸化電位はC_<60>の電子吸引効果により,C_<60>を持たないDT-TTF誘導体よりも正にシフト(0.040.08V)している。同様に1の還元電位はC_<60>分子よりも負にシフト(0.010.11V)していることが観測された。1の誘導体は加圧成型試料において,いずれも室温で10^<-8>Scm^<-1>程度の伝導性を示すことが明らかとなった。(3)チオフェン環が挿入された拡張型TTFをユニットとした高次テトラチアペンタレン(TTP)系ドナーの合成に成功した。得られたドナーの二量体および三量体の電気化学的性質をCV法により検討したところ、二量体では4対の1電子酸化還元波が観測されるのに対し,三量体では,ブロードな2つの2電子酸化波と2つの1電子酸化波が観測される。これはジカチオン状態における陽電荷が広い共役系に非局在化していることを示唆している。一方、UV-visスペクトルでは最長波長の極大が約485nmあたりに見られた。分子鎖が長くなるにつれεは増大していくが、拡張TTFのユニット数の増大による波長のシフトは認められなかった。本研究は有機分子性光金属の設計と開発を行うに当り、機能性C60-TTPハイブリッドシステムを構築することを一つの目的としている。かねてより本研究室では、2分子のテトラチアフルバレン(TTF)が融合した2,5-ビス(1,3-ジチオール-2-イリデン)-1,3,4,6-テトラチアペンタレン(TTP)とその誘導体の合成を行い、それらをドナー成分として用いた分子性錯体の多くが低温まで金属的な伝導性を示すことを見出している。本研究では、良好なアクセプター性を示すC60とTTPの複合分子システムの設計のために、その合成と電子状態についての検討を開始している。まず今年度はチオレート保護基を有するTTF誘導体を55%の収率で得ており、さらにこれをC60と反応させることにより、C60-TTF誘導体を63%の収率で得た。

この中間体の酸化還元電位をCV法により測定したところ、TTF骨格に対応する2つの酸化波とC60部位に由来する3つの還元波が観測された。このC60-TTF誘導体の保護基を適当なアルカリで脱保護し、C60-TTFジチオレートを発生させた後、従来のTTP合成法を応用することにより、目的のC60-TTP誘導体が合成できることを予想している。現在、次の段階としてC60-TTPへの変換について検討中である。さらに分子軌道計算により、C60-TTPの電子状態を同時に検討している。それによると、分子内にドナーとアクセプター部位が存在するため、HOMOはTTPと比べると0.17eV低下し、LUMOはC60よりも0.03eV上昇している。一方、HOMO-LUMOギャップ(6.36eV)はTTP(9.50eV)及びC60(7.70eV)よりもそれぞれ3.14、1.34eV減少しており、単一分子性導体として期待できることが明らかになった。以上に基づき、次年度はC60のアニオンラジカル状態における安定性を利用した光誘起分子性導体への展開を図る予定である。1,3-ジチオール-2-イリデンが融合したDT-TTFは,低温まで金属的な伝導性を示す分子性錯体を数多く与えるドナー分子である。本年度は,長寿命の励起状態を実現するうえで有用なアクセプターであるC_<60>とDT-TTFを結合させた複合分子システム(1)を設計し、その電子状態と合成について検討した。無置換-1の分子軌道をRHF/3-21G(^*)法を用いて計算したところ、HOMOはけドナーであるDT-TTF部位、LUMOはアクセプターであるC_<60>部位に局在していることが明らかとなった。また、DT-TTF部位は正、C_<60>部位は負(-0.220)に荷電しており、分子内電荷移動相互作用が期待される。一方、HOMO-LUMOギャップ(6.63eV)はDT-TTF(9.65eV)、C_<60>よりもそれぞれ3.02、1.07eV減少している。次に、1の合成を実際に行い,その性質について検討した。サイクリックボルタンメトリー法により酸化還元電位を測定したところ,1のテトラキス(ヘキシルチオ)誘導体(1a)はTTF部位に相当する二つの可逆な酸化波が0.06,0.42V(vs.Ag/Ag^+,in o-ジクロロベンゼン)に,C_<60>部位に由来する四つの還元波が-1.26,-1.61,-2.12,-2.49Vに観測された。1aの酸化電位はC_<60>の電子吸引効果により,C_<60>を持たないDT-TTF誘導体よりも正にシフト(0.040.08V)している。同様に1の還元電位はC_<60>分子よりも負にシフト(0.010.11V)していることが観測された。1の誘導体は加圧成型試料において,いずれも室温で10^<-8>Scm^<-1>程度の伝導性を示すことが明らかとなった。光照射下での伝導性については次年度に検討する予定である。前年度合成したC_<60^->TTF複合分子のTTF部位にsp^2炭素あるいはチオフェン環を挿入したC_<60^->拡張型TTF複合分子(C_<60^->VTTF, C_<60^->-ThTTF)の合成に成功した。それらの電気化学的性質をサイクリックボルタンメトリー法により検討したところ、いずれの物質においてもドナー部位に相当する二対の可逆な酸化波とC_<60>部位に相当する四対の還元波が観測された。TTF部位には酸化活性な2,3-ジオール-2-イリデンが三箇所あるにも関わらず、二つの酸化波しか観測されなかった。
肺移植臨床応用をめざした心停止ドナー肺の体外循環装置による肺傷害修復

本研究は、心停止ドナー肺を使用した肺移植臨床応用をめざし、心停止にともなう温虚血によって障害を受けたドナー肺を体外肺還流(ex-vivo lung perfusion, EVLP)によって修復した後、レシピエントに移植するものである。平成23年度は、常温でのEVLPが冷保存法よりも有用であることをビーグル犬左片肺移植モデルで証明した。平成24年度は、低温EVLPが心臓死ドナーからの障害肺を回復させることを、ラット肺灌流モデルで証明した。平成25年度は、比較的短時間(2時間)の低温EVLPが心臓死ドナーからの障害肺を回復させることをビーグル犬左片肺移植モデルを用いて証明した。日本における脳死ドナー不足は、臓器移植法が改正された後も続いている。心停止ドナーからの肺移植が可能となれば、多くの患者の救命につながる。体外循環装置を用いた肺還流(Ex-vivo lung perfusion=EVLP)は、ドナー肺機能を移植前に評価できるだけでなく、摘出時にすでに存在する傷害を修復する可能性を持っている。つまり、EVLPにより、必要な酸素・栄養・エネルギーの供給、微小血栓の溶解、間質に貯留した水分の除去、無気肺の改善、などが可能と思われる。そこで、心停止ドナーから摘出した大動物肺を体外で還流し、温虚血による傷害を修復することにより、肺移植臨床応用をめざすことを目的に平成23年度の実験を実施した。平成23年度の実験群と実験方法体外肺循環EVLPによってドナー肺の傷害を修復する方法と、現在広く臨床で使用されている冷保存法を比較するために以下の2群を設定し、比較検討した。当初ミニブタを使用する予定であったが、入手困難となったため、ビーグル犬を使用して実験を行った。心停止4時間後に摘出したドナー肺をEVLP回路にて、3.5時間の還流を行った。・冷保存群(n=6)心停止4時間後に摘出したドナー肺をET-Kyoto液にて、3.5時間の冷保存(4°C)を行った。両群とも、保存後左肺を分離し、これを別に準備したレシピエントの左肺として移植した。移植後、右肺動脈を閉塞し、移植肺の機能を4時間計測した。実験結果EVLP群では、PaO2は437±68mmHgから558±35mmHgにEVLP中に有意に改善し、冷保存群よりも移植後のPaO2、肺コンプライアンス、肺湿乾燥重量比、肺組織ATPが有意に良好であった。また、組織学的評価では、EVLPによって、微小血栓が減少していることが示された。平成23年度は、常温でのEVLPが冷保存法よりも有用であること、をビーグル犬左片肺移植モデルで証明した。これらの実験結果を受け、25年度は、比較的短時間(2時間)の低温EVLPが心臓死ドナーからの障害肺を回復させるかを、ビーグル犬左片肺移植モデルを用いて検討した。ヘパリン投与することなくKCL静脈内投与で犠牲死させ、4時間室温に放置したビーグル犬10頭を以下の2群に分けた。・冷保存群(n = 5):4°CのET-Kyoto溶液で14時間冷保存・低温EVLP群(n =5):4°CのET-Kyoto溶液で12時間冷保存の後、2時間低温EVLPその後、左肺を分離し、それぞれ5匹のレシピエント犬に移植した。レシピエント犬の右肺動脈を閉塞することによって移植肺の機能評価を行った。さらに、肺組織中のATPとMDA、気管支洗浄液中の各種サイトカイン、移植肺の病理検査を行った。低温EVLP群は、冷保存群よりも、有意にPaO2が良好であり、肺湿乾燥重量比が低かった。また、低温EVLP群は、冷保存群よりも、有意に肺組織中ATPレベルが高く、MDAが低く、気管支洗浄液中の炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-6)は低かった。移植前のドナー肺病理所見では、冷保存群ではみられる微小血栓が低温EVLP群ではみられなかった。以上から、比較的短時間(2時間)の低温EVLPが心臓死ドナーからの障害肺を回復させると結論した。体外循環装置を用いた肺還流(Ex-vivo lung perfusion = EVLP)は、ドナー肺機能を移植前に評価できるだけでなく、摘出時にすでに存在する傷害を修復する可能性を持っている。

つまり、EVLPにより、必要な酸素・栄養・エネルギーの供給、微小血栓の溶解、間質に貯留した水分の除去、無気肺の改善、などが可能と思われる。そこで、心停止ドナーから摘出した動物肺を体外で還流し、温虚血による傷害を修復することにより、心停止ドナーからの肺移植臨床応用をめざすことを目的に実験を行った。平成23年度は、ビーグル犬を使用して、常温でのEVLPの有用性が証明された。そこで、平成24年度は、ラット肺を使用して、低温EVLPの有用性を検討した。平成25年度に、ビーグル犬を使用して、低温EVLPの有用性を検討する前段階の実験である。平成24年度の実験群と実験方法は低温EVLPと、現在広く臨床で使用されている冷保存法を比較するために、以下の3群を比較検討した。当初は、大動物を使用する予定であったが、まずラット肺でその効果を確かめることした。つまり平成25年度に、ビーグル犬を使用して低温EVLPの有用性を検討する前段階の実験として位置づけた。コントロール群(n = 6)虚血のない群低温EVLP群(n = 6)心停止90分後に摘出したドナー肺を低温EVLPで60分間還流し、120分冷保存を行う。冷保存群(n = 6)心停止90分後に摘出したドナー肺を180分間例保存する。その後、ドナー肺を60分間還流して、機能評価を行った。実験結果:低温EVLPは、肺組織内のエネルギーレベルを増加させ、例保存群よりも良好な肺機能を維持した。当初の計画では、EVLP群と冷保存群の比較は、保存後のEVLP、つまり灌流モデルによって評価する予定であった。しかし、より臨床肺移植に近く、平成25年度に使用する予定であった左片肺移植モデルを使用することとした。その結果EVLPの有用性を、EVLP中だけでなく、肺移植後にも証明することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定は、平成23年度に続き、24年度の大動物を使用する予定だったが、まず、低温EVLPの有用性を検討するために、ラット肺灌流モデルを使用した。低温EVLPが現在臨床で広く使用されている冷保存法よりも有効であることが、肺組織エネルギーレベルおよび肺機能の点から証明された。上記のように平成23年度は、大動物によるEVLPおよび左片肺移植モデルが機能し、EVLPが従来行われてきた冷保存法よりも有用であることを示すことができた。したがって、平成24年度は、当初の計画通り、EVLPの至適温度に関する実験を行う予定である。平成24年度はラット肺灌流モデルで、低温EVLPの有効性が証明された。平成25年度は、より臨床肺移植に近い大動脈モデルを使用する予定である。つまり、ビーグル犬左肺移植モデルを使用して、低温EVLPの有効性を検討する。
竹林における植物ケイ酸体の動態解明による土壌改良機能活用法の提案

竹林における植物ケイ酸体の粘土鉱物化プロセス及び土壌改良材としての有効性を解明し、人為的な土地の攪乱等によって劣化した土地の土壌改良材として、ケイ酸集積特性をもつタケの利用を提案することを目的とし、以下の成果を得た。尚、本課題は、就職に伴うJSPS特別研究員の中途辞退により、3年から1年限りの実施へ変更となったため、焦点を絞り研究を行った。タケ葉の分解速度と分解に伴う植物ケイ酸体の放出量を明らかにするため、モウソウチク林からタケの各器官(葉リター、根、稈)を採取し、分解試験を開始した。約2年間計5回の回収を見込み計80個のリターバッグを作成し、同竹林林床のリター層の上に設置し、細根試料の一部を土壌表層に埋設した。また、新鮮な葉リターの表面に付着する土壌由来のケイ素(Si)の混入の影響を明らかにするため、リターを110分間振とうあるいは超音波洗浄し、洗浄操作の違いによるリターからの元素溶出量を調査した。その結果、10分間の振とうによる水洗浄で溶出した溶存態Si濃度は経時的に増加傾向であり、超音波洗浄でより高い傾向であった。しかしながら、両者いずれの洗浄操作においても、洗浄前の葉の絶乾重量に対するSi溶出量の割合は1%未満であり、99%以上が洗浄後の葉に含有していた。一方、カリウム、リンは、1分間洗浄で10%程度、10分間洗浄で20%程度が溶存態として検出された。また、アルミニウムおよび鉄は超音波洗浄10分後で3035%が、表面沈着物に由来すると考えられる懸濁態として検出された。以上より、新鮮な葉リターの表面に付着するSiは葉中のSi含有量に比べて小さく、洗浄操作の違いがリターからのSi溶脱に与える影響は小さいことが明らかとなった。一方で、対象とする元素に応じて洗浄強度を考慮する必要性があることが示唆され、分解実験の処理過程で留意すべき重要な基礎的知見を得ることができた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ヘテロクロマチン形成におけるsiRNA受け渡し制御機構の解明

分裂酵母では、RNAi様の機構がセントロメア由来の23ntの短いRNA(siRNA)を介して核内のヘテロクロマチン形成を行っていることが明らかになってきたが、ヘテロクロマチン形成に関与するsiRNAの代謝機構ついては未だ不明な点が多い。本研究では、ヘテロクロマチン形成におけるsiRNAの受け渡しが細胞内でどのようになされているかを明らかにするため、種間で保存された二本鎖siRNA分解酵素Eri1とsiRNAを取り込んで機能するAgo1に着目して研究を行った。まずin vitroの実験から、分裂酵母Eri1が高度に保存されたSAPとEXO領域の機能を協調させ二本鎖RNAを分解していることを明らかにした。また、eril破壊株ではセントロメア領域におけるサイレンシングが促進され、ヘテロクロマチン形成を行う核内RITS複合体に含まれるsiRNA量が増加していることを見出し、Eri1がsiRNAを介してヘテロクロマチン形成を負に制御していることを明らかにした。一方、siRNAを取り込んで機能するRITs複合体のサブユニットAgo1を含む複合体を精製したところ、RITSを含まない画分においてAgo1が新規因子のArb2とARC複合体を形成し、Arb2がsiRNAの生成とRNAi依存的なヘテロクロマチン形成に必須であることを明らかにした。この発見により、Ago1がsiRNAを介してヘテロクロマチン形成を行う際、RITSとARCという異なる複合体を形成して機能していることを示唆することが出来た。分裂酵母では、セントロメア由来の23ntの短いRNA(siRNA)が発現しており、RNAi様の機構がsiRNAを介して核内のヘテロクロマチン形成を行っていることが明らかとなってきたが、ヘテロクロマチン形成に関与するsiRNAの代謝機構ついては未だ不明な点が多い。本研究では、ヘテロクロマチン形成におけるsiRNAの受け渡しが細胞内でどのようになされているかを明らかにするため、種間で保存された二本鎖siRNA分解酵素Eri1に着目して研究を行った。分裂酵母におけるEri1相同遺伝子(eri1^+)を単離し、その組み換えタンパク質を用いたin vitroの実験から、分裂酵母Eri1が二本鎖siRNA分解することを確認し、その活性にはEri1に高度に保存されたSAPとEXO領域の機能が必要であることを明らかにした。また、SAPが二本鎖RNAに特異的に結合すること、EXOに弱いRNA分解酵素活性があることから、Eri1はSAPで二本鎖siRNAを認識し、EXOにより基質を分解していると思われる。Eri1のヘテロクロマチン形成における機能を調べるためeri1^+を破壊したところ、破壊株ではセントロメア領域におけるサイレンシングが促進され、全RNA中のsiRNA量だけでなくヘテロクロマチン形成を行う核内RITS複合体に含まれるsiRNA量も増加していることを明らかにした。この結果はEri1がsiRNAを介してヘテロクロマチン形成を負に制御していることを示している。一方、細胞分画実験により、Eri1およびsiRNA合成酵素Dcr1が細胞質に局在し、また大部分のsiRNAも細胞質に存在することを明らかにした。以上の結果から、ヘテロクロマチン形成においてsiRNAは細胞質で代謝された後、核内のRITS複合体に作用することによりヘテロクロマチン形成を行うという新しいモデルを提唱することが出来た。
ZnSe系有機-無機ハイブリッド型紫外集積APDの実用開発

本研究では,ZnSe系有機ー無機ハイブリッド型APDにより紫外線APDのもつ感度および暗電流などの課題を打破して,紫外線光波帯で初めての集積型APDを実現し,医療分野のみならず天文計測,科学計測,次世代光ディスク用などの新たな応用分野の開拓を目指すことを目的とする。光検出器で最も成功を収めているSiをはじめとし,世界で研究開発が行われているGaN,ZnSe,SiC,ZnO系材料においても,本研究の開発対象波長域である紫外線領域は材料の光吸収係数が高く,光検出器において高い吸収損失を生じる。これを解決する方法として,窓層の薄膜化とヘテロ・ウインドウ化がある。本研究は,これらを同時に実現可能な材料として紫外透明かつ低抵抗な有機導電膜PEDOT:PSSを用いることで,紫外線光波帯で初めての集積型有機ー無機ハイブリッドAPD素子の実用化および集積化を目指すものである。本年度は,PEDOT:PSS窓層の形成方法を従来のインクジェット法からスピンコート・フォトリソグラフィ法に変更することにより,正確かつ均一な窓層のパターニングと歩留まりの向上を目指した。逆方向暗電流特性においては,従来のインクジェット法と同等の暗電流特性を得ることができた。また,従来のインクジェット法ではPEDOT:PSS窓層の中心部が約1μmと厚膜化していたが,スピンコート・フォトリソグラフィ法では,端部から中心部まで0.2μmと薄膜かつ均一に形成することが可能になった。その結果,外部量子効率も従来の40%程度から70%へと向上した。また,従来200倍程度であったAPDの増倍率が3000倍以上に大幅に改善した。計画ではインクジェット法においてPEDOT:PSSの希釈を予定していたが,さらに進めてスピンコート法とフォトリソグラフィによるPEDOT:PSS窓層の薄膜化を図った。その結果,外部量子効率は従来の40%から70%に向上し,増倍率は従来の200倍から3000倍へと大幅に向上した。今年度は下記の2点を中心に研究を進める。(1) APD素子のパッシベーションを進め,実用レベルの素子寿命を確保する。(2)現在PEDOT:PSS窓層に直接Agペーストで金線を接続しているが,電極金属の蒸着により外部へ電極を取り出し,Ag配線で外部回路と接続する。(3)フォトリソグラフィによる50ピクセル程度の1次元APDアレイを実現する。少額であるため,次年度予算と合算して活用する。
遅発生神経細胞壊死における酵素組織化学的研究-細胞内情報伝達系、エネルギー産生系、細胞異変系に関して-

短時間脳虚血後の海馬における遅発生神経細胞死の原因につき、引き続き酵素組織化学的に検討した。実験はこれまで通り砂ネズミの両側総頸動脈の5分間間紮モデルを用いて行い、以下の結果を得た。1.これまでの中心課題である錐体細胞原形質膜Ca^<2+>-ATPaseとミトコンドリアcytochromec oxidase活性の変化につき更に詳細な検討を加えた結果、海馬CA1領域において前者では、血流再開後6時間後という早期から活性が減弱するのと対照的に、後者では血流再開後3日目まで活性を保ち、その後減弱してゆくことが明らかになった。即ち、原形質膜Ca^<2+>-ATPaseの早期からの減弱により細胞内Ca^<2+>濃度は増加方向に傾くが、ミトコンドリアにおけるCa^<2+>緩衝機構の働きにより、netの細胞内Ca^<2+>濃度が虚血後3日目までは増加せず、その後のcytochromecoxidase活性の減弱に対応した細胞内Ca^<2+>濃度の増加により、遅発生に細胞死が起こるものと考察された。2.錐体細胞原形質膜におけるguanylate cyclaseおよび5′-uncleotidaseの短時間脳虚血に伴う活性変化について検討した結果、少なくとも短時間脳虚血直後には両酵素とも減弱していることを明らかにした。しかし、本現像はこれまで検索したいずれの酵素でも見られるものであり、血流遮断による膜機能の一時的停止に伴う普遍的なものと考えられる。両酵素のその後の変化については更に検討中である。本年度は新たに、遅発生神経細胞死におけるCa^<2+>-ATPaseの免疫組織化学的変化を検討することを目的に、Ca^<2+>-ATPaseの抗体作成に着手した。即ち、Penninstonらの方法によりヒト赤血球膜を可溶化し、カルモジュリンカラムを用いてCa^<2+>-ATPaseを抽出する作業である。しかしながら、本作業によって得られるCa^<2+>-ATPase蛋白の収率は著しく低く、今後多くの時間を要する見込みである。
鳥取地震及び丹後地震前後の震源分布の再調査

鹿野・吉岡断層系や郷村・山田断層系は、やや複雑な内陸型地震断層系の典型であるが、そこで発生した鳥取地震(1943年)や丹後地震(1927年の前震活動や余震活動について当時の地震資料の収集・再調査を60年度にひきつづき実施した。ベイズ型逆問題の応用などいくつかの方法による震源再決定を行った。鳥取地震の場合は、方法によらず同じような結果を得た。断層系中央に本震が位置し、その付近は余震が少く、断層系西端付近に集中した余震活動が認められた。1983年鳥取県中部の地震(M6.2)の震源域付近には空白域があった。半年前の前震活動は断層系の東部で発生したことが明らかになったが、震源の集中度が低く、どの断層の活動かは、はっきりしない。当時、鳥取市には気象台の観測点はなく、豊岡や米子が最も近い観測点であったが、今回の調査によって格段に震源精度が向上した。測地データによる断層パラメータのインヴァージョンによると、断層は直線的ではなく、小きざみに屈曲しており、すべり量の大きさは中央部で大きく、両端付近で小さくなっている。現在の微小地震分布をみると、断層の屈曲部付近に震源が集中しているか、その周囲に拡散した分布がある。また、このあたりは吉岡断層と鹿野断層が平行して地表に現われており、一本の断層によるモデル表現では不充分と思われる。今後の課題である。丹後地震については、刻時精度がかなり悪く、P時間を用いた震源決定より、S-P時間だけのものが、余震分布のまとまりがよい。さらに、当時の東大地震研究所による余震観測データを統合して検討を加えた。その結果、郷村断層を含む30kmの長さの余震分布が得られた。山田断層の余震活動は弱く、本震直後も少い。本震の位置は従来山田断層付近とされていたが、今回の調査で久美浜付近の日本海沿岸となった。鳥取地震や丹後地震前の活動調査のため今年度は大正時代の資料収集も実施した。今後の課題である。
Rab35活性化による神経突起伸長の誘導機構の解明

高次脳機能を司る神経細胞のネットワークは、神経細胞同士が神経突起を互いに伸ばし、シナプスを形成することにより成り立っている。神経突起の伸長には脂質膜の供給が不可欠であり、近年小胞輸送の制御因子・低分子量G蛋白質Rabの関与が示唆されている。これまで当研究室では、Rab8やRab35などによるリサイクリングエンドソームから突起方向への小胞輸送機構の存在を明らかにしてきたが、どのような仕組みでこれらのRabが活性化され、神経突起の伸長が促進されるのかは明らかではなかった。本研究課題では、これらのRabの上流活性化因子(GEF)を同定し、Rab活性化の分子基盤の一端の解明に成功した。高次脳機能を司る神経細胞のネットワークは、神経細胞同士が神経突起と呼ばれる構造を互いに伸ばし、シナプスを形成することによって成り立っている。神経突起を伸長するためには、細胞骨格の再構築に加えて、突起を伸ばすための脂質膜の供給(膜輸送)が不可欠であり、近年膜輸送の普遍的制御因子・低分子量G蛋白質Rabの神経突起伸長への関与が明らかにされつつある。これまで当研究室では、Rab35とそのエフェクター分子によるリサイクリングエンドソームから突起方向への膜輸送機構の存在を明らかにしてきたが、神経成長因子(NGF)などのシグナルを受けてどのような仕組みでRab35が活性化され、神経突起の伸長が促進されるのかは未だ全く解明されていない。そこで本研究課題では、PC12細胞を神経突起伸長のモデル系に用いて、Rab35の上流活性化因子(グアニンヌクレオチド交換因子GEF)を同定し、NGF刺激によるRab35活性化の分子基盤の解明に取り組んだ。本年度はまず、ヒトやマウスに存在する約40種類のRab-GEF候補のうち、in vitroでRab35-GEF活性を有すると考えられる4種類の分子(DENND1A-C及びFolliculin)に焦点を当て、培養細胞レベルでRab35の活性化を促進するか否かを、GTP-Rab35プルダウン法により検証した(Methods Mol. Biol., 2015)。その結果、DENND1A/Bの2種類の分子が細胞内で強いRab35-GEF活性を示すことが明らかになった。次に、特異的なsiRNAを用いてPC12細胞に内在性のDENND1A/Bのノックダウンを行ったところ、DENND1Aのノックダウンでのみ神経突起の伸長が顕著に抑制された。以上の結果から、DENND1Aが神経突起伸長時におけるRab35の上流活性化因子として機能している可能性が強く示唆された。今後、NGF刺激によりDENND1AのGEF活性がどのように制御されているのかを検討して行く予定である。本年度は、神経突起伸長のモデル細胞であるPC12細胞を用いて、神経突起伸長に関わるRab35の活性化因子の候補を同定することに成功するなど、当初の期待以上の成果を挙げることができた。これまで当研究室では、Rab8やRab35などによるリサイクリングエンドソームから突起方向への膜輸送機構の存在を明らかにしてきたが、神経成長因子(NGF)などのシグナルを受けてどのような仕組みでこれらのRabが活性化され、神経突起の伸長が促進されるのかは未だ全く解明されていない。そこで本研究課題では、PC12細胞を神経突起伸長のモデル系に用いて、これらのRabの上流活性化因子(グアニンヌクレオチド交換因子GEF)を同定し、NGF刺激によるRab活性化の分子基盤の解明を目指している。本年度は、Rab8の活性化因子として知られるRabin8に着目し、この分子の神経突起伸長時における機能解明に取り組んだ。その結果、Rabin8はRab11依存的にリサイクリングエンドソームに局在することにより、Rab8だけでなくRab10の活性化を介して神経突起伸長を促進することを明らかにした。また、Rabin8のGEF活性欠損変異体の解析から、Rabin8にはRab8/10のGEF活性非依存的に神経突起伸長を促進する効果が備わっているという意外な事実も見出し、この効果にはRab11との結合が必須であることを明らかにした(Mol. Biol. Cell, 2016)。Rabin8はNGFの下流で機能するリン酸化酵素によりリン酸化されるという報告もあることから、今後NGF刺激によりRabin8のGEF活性がどのように制御されているのかを検討して行く予定である。本年度は、神経突起伸長のモデル細胞であるPC12細胞を用いて、神経突起伸長に関わるRab8の活性化因子としてRabin8を同定することに成功するなど、当初の期待以上の成果を挙げることができた。神経突起を伸長するためには、細胞骨格の再編成に加えて、突起を伸ばすための脂質膜や蛋白質の突起端への供給(膜輸送)が不可欠であり、近年膜輸送の普遍的制御因子・低分子量G蛋白質Rabの神経突起伸長への関与が明らかにされつつある。

これまで当研究室では、Rab8、Rab11、Rab35などによるリサイクリングエンドソームから突起方向への膜輸送機構の存在を明らかにし、神経成長因子によるこれらのRabの活性化機構(例えば、Rabin8によるRab8/10の活性化機構)の一端を解明してきた。本年度は、Rab不活性化に関わるTBCドメインを持つ43種類のTBC蛋白質に着目し、TBC1D12が活性化型のRab11に特異的に結合してリサイクリングエンドソームに局在すること、及びRab11依存的に神経突起伸長の制御に関与することを明らかにした。興味深いことに、このTBC1D12による神経突起伸長制御にはRabの不活性化(GAP活性)は関与せず、むしろTBC1D12はRab11のエフェクター分子として機能することが示唆された(PLoS One, 2017)。さらに、神経突起伸長に関与する新規のRabを同定するため、siRNAによるRabの網羅的ノックダウンスクリーニングを行い、神経突起伸長を負に制御する新たなRabとしてRab20を同定することに成功した。すなわち、PC12細胞に内在性のRab20をノックダウンすると神経突起伸長が有意に促進されたが、逆に野生型Rab20や常時活性化型変異体の過剰発現により神経突起伸長は著しく阻害された(Neurosci. Lett., 2018)。このRab20による神経突起伸長の抑制はswitch II領域(エフェクター結合部位)のアミノ酸変異により消失することから、特異的なRab20エフェクター分子との結合がこの抑制効果には不可欠と考えられた。高次脳機能を司る神経細胞のネットワークは、神経細胞同士が神経突起を互いに伸ばし、シナプスを形成することにより成り立っている。神経突起の伸長には脂質膜の供給が不可欠であり、近年小胞輸送の制御因子・低分子量G蛋白質Rabの関与が示唆されている。これまで当研究室では、Rab8やRab35などによるリサイクリングエンドソームから突起方向への小胞輸送機構の存在を明らかにしてきたが、どのような仕組みでこれらのRabが活性化され、神経突起の伸長が促進されるのかは明らかではなかった。本研究課題では、これらのRabの上流活性化因子(GEF)を同定し、Rab活性化の分子基盤の一端の解明に成功した。本年度に同定した神経突起伸長に関わるRab35の活性化因子候補・DENND1の機能解析を行う。引き続き、神経突起伸長に関わるRabの活性化因子の同定と機能解析を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。細胞生物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
移動援助アセスメントツールの腰部椎間板圧迫力値との関係の検証

2018年8月に看護師3名を被験者として実験を行った。そのデータのうち、後に妊娠していたことが発覚した者(1名)のデータ以外のもの(2名分、全8データ)を分析対象とした。分析は、2010年に測定した25データに、2017年および2018年測定のデータ全てを分析した場合と、2017年以降のデータのみの場合で行った。データは、腰部椎間板圧迫力(Fc)の平均値と最大値とTAMAツール得点との相関を見た。2010年、2017年、2018年のデータを全て使用した場合、n=53であるが、平均Fcではr=-0.28、p<0.05、最大値ではr=-0.26、p<0.1であり、相関は弱まった。これらのデータの中から、身長を160cm以下に・体重を60kg以下にし、データをいくつか除外してみたものの、相関係数は-0.5までしか上がらず、サンプル数は37まで減少してしまった。これは、全てのデータが3次元で測定されているとは言え、2010年の分は天井カメラがなく、カメラ4台で実験を行っており、測定制度に差があった可能性が考えられる。このことから、2010年のデータを除外し、2017年および2018年のデータを分析対象とした。その結果、n=24ではあるが、平均Fcではr=-0.73、p<0.01、最大値ではr=-0.68、p<0.01であった。確実に相関は強まっているが、依然として中程度の相関どまりである。また、2010年測定データを除外したため、サンプル数が少なくなってしまった。2018年に追加で測定した「援助に協力できる患者」への移動援助を行った場合のデータ8データを追加した場合、結果は、n=32、平均Fcではr=-0.62、p<0.01、最大値ではr=-0.61、p<0.01であった。多少相関が弱まった。今年度で研究期間は終了予定であったが、もう少しデータを足して分析したいと思う。今年度で実験を終了し、アセスメントツールが完成するはずであった。しかし、全てのデータ分析が終わった段階で、相関係数が十分には高くなく、追加実験が必要となったため。1年研究期間を延長した。2018年3月末日に実験を行ったので、そのデータを分析し、アセスメントツールを完成させる。その結果を論文等で公表していく。本研究の目的は、看護師の腰痛の原因であるとされる移動援助時に、その援助姿勢や動作の、腰部への負担の程度を客観的に評価できる「移動援助動作アセスメントツール(TAMAツール)」を、腰部椎間板圧迫力値の推定に対応できるよう改良させることである。平成26年度は、看護師の移動援助動作を測定し、腰部椎間板圧迫力とTAMAツール得点との関係を検証する実験に必要な、測定機器・物品の用意および実験計画の作成を行った。看護師の移動援助動作を測定し、腰部椎間板圧迫力とTAMAツール得点との関係を検証する実験に必要な動作解析システムについては、本研究開始前に使用していた動作解析システムが2次元のシステムであったため、3次元システムへのアップグレードを行い、解析テストなどを行った。また、3次元化に伴い、カメラなどの必要数も増加するため、それらの準備を行った。実験計画については、本研究を実施するにあたって倫理委員会の審査を受け、承認された。27年度から実験を行うに当たり、被験者(看護師)および実験補助者(患者役)の選定などを行った。被験者は看護師免許を有し、病院で看護師として勤務した経験が3年以上ある者(複数名)に依頼する予定である。実験補助者は、標準体形の看護学生に依頼予定である。TAMAツールは前研究にて、ベッド上における移動援助すべてに対応できるものへの改良がなされている予定であったが、分析の結果、現在のTAMAツールでの重みづけの変更やデータを増やしての再分析を行った方がよいと考えられるため、本研究と並行して実施していく必要がある。2015年6月および7月に、妥当性の検証実験を行った。被験者は看護師としての勤務経験を5年以上有する女性4名であった。被験者には書面および口頭で、研究参加・辞退・中断の自由等を説明し、書面にて同意を得た。実験では、病院等で一般的に使用されている電動ベッド上に、看護学生が1名患者役として臥床した。被験者は患者役に対し、次のパターンを組み合わせて移動援助を行った。1)移動援助の種類:上方移動、側方移動2)ベッドの種類:高さ調節可能/不可能(低すぎ)3)移動補助具:あり/なし4)援助の人数:1人/2人被験者には、身体8箇所にマーカーをつけてもらった。援助の様子を4台のビデオカメラを用い、4名の被験者で128試行撮影した。現在、FRAME DIAS Vを用いて分析中である。しかし、今回3次元にアップグレードして初めての実験であったことから、データの欠損(マーカーが十分追跡できない、等)が多々あることが現時点でわかっているため、状況によっては再実験が必要であると考えられる。前年度に出産しており、育児のため研究活動がやや制限されていたため。

平成27年度6月および7月に実施した実験のデータは、測定の不備等もあったため、平成28年10月に追加実験として、腰部椎間板圧迫力とTAMAツールの関係を検証する実験を行った。2名の看護師に16例(上方移動8例、水平移動8例)ずつ実施してもらった。看護師には書面と口頭の両方で説明し、同意を得てから実験を実施した。実験条件としては、ベッド上の模擬患者に対し、以下の条件を組み合わせた中で移動援助を実施してもらった。(1)ベッドの高さが身長の半分程度(看護師の身長の49%)(2)ベッドの高さは患者の膝の高さ程度(看護師の身長32%程度)(3)スライディングシート有/無なお、移動援助を実施している様子は、看護師の左右斜め前、左右斜め後ろ、天井からの5台のカメラで撮影し、分析した。分析の結果、水平移動を実験結果に含めるのは、現在用いている分析方法を使用することができず、また分析方法を変えた場合、TAMAツールの総合得点との相関関係が崩れることが明らかになった。そのため、今後の方針としては、上方移動援助のデータをさらに増やし、TAMAツールの総合得点との回帰の当てはまりをよくすることを目的としたいと考えている。計画としては、平成29年度に倫理審査を再度受け、承認後より順次実験・分析を行い、少なくとも50サンプルは追加したいと考えている。また、平成29年3月に療養病棟にて、TAMAツールを用いた調査を行った。この調査では、病棟で患者に上方移動援助を行っている看護師に同行し、実際に行われた移動援助を傍で観察した。観察の際、研究者が援助の様子に沿ってTAMAツールを記入し、得点化した。4日間の調査で178サンプルを得ることができた。この調査のデータに平成23年度の調査データを加え、現在分析中である。追加実験を一部実施することができた。その結果、さらに実験データが必要であることがわかったが、病院での調査研究を前倒しで実施できた。実験データによってTAMAツールと腰部椎間板圧迫力との関係を明らかにできた後にでも、病院でのデータに実験結果を反映させることができると考えている。H30年8月9月に看護師8名を被験者として実験を行った。そのデータのうち、上方移動援助を1回の動作で完了できなかったもの(3名分)および、被験者の体重が大きく平均から外れた者(1名)のデータ以外のもの(4名分、全16データ)を今までのデータに加え、腰部椎間板圧迫力の平均値と最大値との相関を見た。その結果、腰部椎間板圧迫力の平均値ではr=-0.60、p<0.01、最大値ではr=-0.61、p<0.01となった。今回の実験データを足すことにより、以前の結果(腰部椎間板圧迫力平均値:r=-0.42、最大値:r=-0.52)よりも相関が強まった。しかし、依然として「中程度の相関」にとどまっている。そのため、H30年2月に、看護学生を対象とした実験を行った。そのテータを追加すると、腰部椎間板圧迫力の平均値ではr=-0.57、p<0.01、最大値ではr=-0.58、p<0.01であった。看護師のデータの追加によって相関が強まったが、学生のデータを投入すると相関が弱まった。これは、データは増えているものの、TAMAツール得点と腰部椎間板圧迫力のバリエーションが平均値付近に固まってしまっているためであると考える。今後は、得点の高いケースや得点の低いケースの投入が必要である。現在、実験の模擬患者は「援助に協力できない患者」としているが、次回の実験(看護学生対象)では、「援助に協力できる患者」に設定を変更し、TAMAツール得点および腰部椎間板圧迫力の変化を見てみたいと考えている。