hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分裂酵母複製開始点に結合する核蛋白質複合体

(1)分裂酵母の複製開始点認識複合体(ORC)構成因子と考えられるOrplにFLAG-タグ融合蛋白質として分裂酵母細胞で発現させ、抗FLAG抗体を用いて回収した免疫沈降画分にOrp2pとOrp5pを検出した。またFLAG-Orp2を発現する株からのFLAG抗体免疫沈降によりOrp1pとOrp5pを検出した。よって、Orplp-Orp2p-Orp5pは細胞内で複合体を形成すると考えられる。(2) FLAG-Orpl免疫沈降画分が試験管内で分裂酵母ars2004断片に特異的に結合することを見出した。FLAG-Orp2画分も同様の結合活性を示した。よって、分裂酵母ORCはars2004に結合すると結論した。この結合反応はars2004内の必須領域IとIIIに特異的である。FLAG-Orpl画分は細胞内でars2004プラスミドの複製必須領域Iの機能を置換できるdA40/dT40やd(AAAT)10/d(TTTA)10に結合し、機能を置換できないd(AAAC)10/d(TITG)10は結合しないことから、ORCの結合が複製開始に必須であると考えられる。アデニン(チミン)連続配列が分裂酵母ORCの認識配列であると推測されるが、分裂酵母ORCの認識の塩基配列特異性は低いと考えられる。(3)細胞内からFLAG-Orpl蛋白質とDNAとの複合体をFLAG抗体により回収し、PCR増幅を行うクロマチン免疫沈降法(CHIP法)により、Orpl蛋白が染色体上の複製開始点ars2004の必須領域を含む狭い範囲に結合していることを示した。(4)MCMファミリーに属するMis5(MCM6)蛋白が細胞周期のGl期からS期にのみ、複製開始点ars2004に結合することをCHIP法により確認した。
小児巣状分節性糸球体硬化症の病因、進展機序の解明に関する分子遺伝学的研究

緒言:我国で透析に至る小児は年間約100名である。うち2割は巣状分節性糸球体硬化症(FGS)である。FGSには家族性のものがあり、遺伝的異質性が認められる。常染色体劣性遺伝の本症は、腎糸球体に存在する蛋白Podocin(NPHS2遺伝子)の異常であることが解明されている。まず、小児期発症の責任遺伝子と考えられるNPHS2について遺伝子解析を行い、さらにPodocin蛋白の正常人腎および患者腎での存在様式について検討する。方法:家族性または若年発症で末期腎不全へ進行したFGS患者について、NPHS2遺伝子の異常の有無をみる。遺伝子解析については、患者や家族の承諾を得る。次に、Podocinのアミノ酸配列から既存の蛋白と相同性の少ない部分を選択し、2個の合成ペプチドを作成する。その合成ペプチドにてラビットを免疫し抗体を作成する。正常人腎組織でのPodocinの存在様式を蛍光抗体法等にて検討する。さらに本症患者の腎組織でのPodocinの存在様式を検討する。結論:1)6家系のFGS患者の遺伝子解析にて、NPHS2のcoding領域に変異は認められなかった。これらの患者では、NPHS2遺伝子の調節領域の異常または家族性FGSをおこす他の遺伝子異常が考えられる。2)Podocinに対するポリクロナール抗体が得られた。これを用い、正常人腎組織でのPodocinの存在様式をみると、Podocinは糸球体に限局して染色された。synaptopodinやa5(IV)鎖との二重染色にて、Podocinの発現は上皮側に局在すると考えられた。3)FGS患者19例の免疫染色では、約7割の患者にPodocinの染色性の低下または消失がみられた。消失している7例のうち2例は腎不全へ進行しており、Podocinの染色性消失は予後不良の可能性が考えられた。小児期腎不全の原因として重要な遺伝性疾患について分子生物学的手法を用い、病因、進展機序を解明し、発症腎障害の早期診断、進展阻止および治療を可能にすることを目的に研究を行う。今回は小児腎不全の原因として2割を占める巣状分節性糸球体硬化症について研究を行った。1.本症の遺伝子解析:家族性または若年発症で末期腎不全へ進行した巣状文節性糸球体硬化症患者より採血を行う。その末梢血白血球から染色体DNAを抽出する。常染色体劣性遺伝の巣状分節性糸球体硬化症の原因遺伝子NPHS2は8個のエクソンより構成されるが、その各エクソンについてオリゴヌクレオチドプライマーを作成する。PCR法により増幅後、直接塩基配列を決定する。6家系の患者について解析を行ったところ、いずれもcoding領域には遺伝子変異が認められなかった。これらの患者については、NPHS2の調節領域の異常、または常染色体劣性遺伝型の巣状分節性糸球体硬化症をおこす他の遺伝子異常であると考えられる。2.Podocinの多クローン抗体作成とその局在NPHS2遺伝子産物はPodocinである。Podocinのアミノ酸配列から既存の蛋白と相同性の少ない部分を選択し、N端とC端に各1個合成ペプチド(約15個のアミノ酸)を作成する。その合成ペプチドを用いウサギを免疫し、多クローン抗体を得る。正常人腎組織での存在様式を蛍光抗体法、酸素抗体法にて検討する。結果:Podocinは腎糸球体に局在し、あたIV型コラーゲンa5鎖やynaptopodinとの二重染色にて、Podocinはこれらの蛋白に一致して腎糸球体の血管係蹄に存在することが解明された。

今後は、Podocinの各種腎炎での存在様式とその生理機能について研究を行う。緒言:我国で透析に至る小児は年間約100名である。うち2割は巣状分節性糸球体硬化症(FGS)である。FGSには家族性のものがあり、遺伝的異質性が認められる。常染色体劣性遺伝の本症は、腎糸球体に存在する蛋白Podocin(NPHS2遺伝子)の異常であることが解明されている。まず、小児期発症の責任遺伝子と考えられるNPHS2について遺伝子解析を行い、さらにPodocin蛋白の正常人腎および患者腎での存在様式について検討する。方法:家族性または若年発症で末期腎不全へ進行したFGS患者について、NPHS2遺伝子の異常の有無をみる。遺伝子解析については、患者や家族の承諾を得る。次に、Podocinのアミノ酸配列から既存の蛋白と相同性の少ない部分を選択し、2個の合成ペプチドを作成する。その合成ペプチドにてラビットを免疫し抗体を作成する。正常人腎組織でのPodocinの存在様式を蛍光抗体法等にて検討する。さらに本症患者の腎組織でのPodocinの存在様式を検討する。結論:1)6家系のFGS患者の遺伝子解析にて、NPHS2のcoding領域に変異は認められなかった。これらの患者では、NPHS2遺伝子の調節領域の異常または家族性FGSをおこす他の遺伝子異常が考えられる。2)Podocinに対するポリクロナール抗体が得られた。これを用い、正常人腎組織でのPodocinの存在様式をみると、Podocinは糸球体に限局して染色された。synaptopodinやa5(IV)鎖との二重染色にて、Podocinの発現は上皮側に局在すると考えられた。3)FGS患者19例の免疫染色では、約7割の患者にPodocinの染色性の低下または消失がみられた。消失している7例のうち2例は腎不全へ進行しており、Podocinの染色性消失は予後不良の可能性が考えられた。
乳幼児突然死症候群(SIDS)における覚醒反応発現と自律神経系調節に関する研究

乳幼児突然死症候群(SIDS)は健康と思われていた新生児乳児が突然死亡する原因不明の疾患である。SIDS発症前のポリグラフデータの心拍数の変動に注目して検討を行い、SIDS発症例での生体調節機構について解析した。SIDS例では覚醒反応発現に関する心拍数の変動は有意に少なく、心拍変動の非線形解析でDFA(Detrended Fluctuation Analysis)α_1が有意に減少していた。SIDS例においては覚醒反応の低下を含めた調節機能の低下が心拍変動に反映されていることが示唆された。乳幼児突然死症候群(Sudden Infant Death Syndrolne:SIDS)はそれまで健康と思われていた乳幼児が多くは睡眠中に突然死亡する原因不明の疾患で、近年我が国においても乳幼児の死亡原因の第3位に位置づけられるようになっており、その医学的社会的重要性はますます増加してきている。病態については近年睡眠中の覚醒反応の異常が示唆されており、その原因としては子宮内での低酸素症などに起因する脳幹部機能異常、自律神経系機能異常が注目されている。今回の研究は申請者らがこれまでに明らかにしてきたSIDS症例における覚醒反応異常が自律神経系調整機能と関連しているかどうかについて検討を行い、SIDSの病態解明および発症予防についての検討を行うことを目的とした。ブリュッセル自由大学附属小児病院にて睡眠中の終夜ポリグラフ検査をうけた乳幼児の中で検査後数日から数週間の間にSIDSを発症し死亡した症例を抽出し、このポリグラフデータから脳波、心拍数、心電図、胸郭呼吸曲線、腹部呼吸曲線、鼻口腔のairflow、動脈血酸素飽和度、体動モニターの記録を解析し、International Pediatric Wake up Clubの「Proposed Consensus Statement on the Scoring of Arousals in Healthy Infants」の覚醒反応の定義に基づいた覚醒反応の判定が可能でさらに心拍数の変動解析が可能なデータ16例を抽出した。この症例に対して、生後1年以降まで生存が確認された正常乳児例の中から年齢、性別などを一致させた正常コントロール例16例を抽出し、これらの症例においてポリグラフ上の覚醒反応の抽出を行った。今後は覚醒反応の判定を行い、覚醒反応発現と自律神経系調節について心拍変動スペクトル解析等を用いて検討していく予定である.乳幼児突然死症候群(Sudden Ihfant Death Syndrome: SIDS)はそれまで健康と思われていた乳幼児が多くは睡眠中に突然死亡する原因不明の疾患で、近年我が国においても乳幼児の死亡原因の第3位に位置づけられるようになっており、その医学的社会的重要性はますます増加してきている。今回の研究は申請者らがこれまでに明らかにしてきたSIDS症例における覚醒反応異常が自律神経系調整機能と関連しているかどうかについて検討を行った。ブリュッセル自由大学附属小児病院にて睡眠中の終夜ポリグラフ検査をうけた乳幼児の中で検査後数日から数週間の間にSIDSを発症し死亡した症例16例と、これらの症例に対して年齢、性別などを一致させた正常コントロール例16例を抽出した。SIDS群とコントロール群においてポリグラフ上の覚醒反応の判定を行い、皮質覚醒反応と皮質下覚醒反応に分類し、覚醒反応発現前の心拍数および覚醒反応発現中の心拍数の変動をSIDS群と正常コントロール群で比較検討した。覚醒反応発現前の平均心拍数はSIDS群125.3、コントロール群121.5でSIDS群で有意に高かった。この傾向は特に皮質での覚醒反応において顕著であった。また覚醒反応発現中の心拍数の変動はSIDS群3L5、コントロール群33.3でSIDS群において変動が有意に少なかったが、皮質下と皮質での覚醒反応に分類すると、皮質での覚醒反応発現中はREM睡眠期でSIDS群の心拍変動が少なく、皮質下の覚醒反応中はNREM睡眠期でSIDS群の変動が大きかった。今回の覚醒反応発現に関する心拍数変動の検討からSIDSの発症には自律神経系調節の異常が関与している可能性が示唆された。乳幼児突然死症候群(Sudden Infant Death Syndrome : SIDS)はそれまで健康と思われていた乳幼児が多くは睡眠中に突然死亡する原因不明の疾患で、我が国では乳幼児の死亡原因の第3位に位置づけられており、その医学的社会的重要性はますます増加してきている。病態については睡眠中の覚醒反応の異常が示唆されている。SIDS群とコントロール群において覚醒反応発現前の心拍数および覚醒反応

発現中の心拍数の変動をSIDS群と正常コントロール群で比較検討するとともに非線形解析を用いて心拍変動解析を行った。覚醒反応発現前の平均心拍数はSIDS群125.3、コントロール群121.5でSIDS群で有意に高かった。また覚醒反応発現中の心拍数の変動はSIDS群31.5、コントロール群33.3でSIDS群において変動が有意に少なかったが、皮質での覚醒反応発現中はREM睡眠期でSIDS群の心拍変動が少なく、皮質下の覚醒反応中はNREM睡眠期でSIDS群の変動が大きかった。非線形解析を用いた心拍変動解析ではSIDS症例でRMSSDの増加とDFAα1の減少を認めた。RMSSDは各心拍毎の変動を、DFAα1は心拍変動に対する自律神経系および呼吸による変動を反映している。今回の覚醒反応発現に関する心拍数変動の検討からSIDSの発症には自律神経系や呼吸循環調節の異常が関与している可能性が示唆された。
冷え性高齢者に対する冷えの特徴と症状緩和のケア技術に関する基礎的研究

在宅高齢者の冷え性の実態調査とともに、女性高齢者を対象に冷え症状を緩和するケア技術として設定した下肢のマッサージの有用性を検討した。その結果、約4割が冷え性高齢者と判断され、その約7割が女性であった。冷え性高齢者のうち6割が冷え性を苦痛に感じ、頭痛、倦怠感などの身体症状を訴えていた。下肢のマッサージについては、下肢皮膚表面温、足趾皮膚血流量がマッサージ前に比べ増加し、副交感神経活動が優位となった。また、「活気」などの主観的評価にも影響を与えることが明らかとなり、冷え症状を緩和するケア技術として効果があると示唆された。本研究は、これまで健康問題として注目されていなかった冷え性高齢者の生理的特徴を明らかにするとともに、身体的・精神的苦痛の緩和につながるケア技術を構築し、高齢者の生活の維持・向上に貢献することを目的とする。本年度は以下の研究を実施した。1.在宅高齢者を対象にした質問紙による冷えの実態調査:在宅高齢者224名(男性:96名、女性:128名)に対して生活習慣、健康状態、ADL、冷えの症状等について調査した。対象者の平均年齢は73.0±5.4歳(男性:72.7±5.1歳、女性:73.2±5.7歳)であり、「冷え症」の診断基準(寺澤,1987)により冷えのある高齢者34名と冷えの無い高齢者190名に分類された。2群間に年齢や普段の体温に違いは認められなかったが、BMIは冷えのある高齢者の方が有意に低かった。また、在宅高齢者においても先行研究で述べられている通り偏食、飲酒、運動の有無が冷えの要因として示唆された。また、冷えに伴い、凍瘡やしびれ浮腫など循環状態に関連した症状や倦怠感、疲労感の有無、感冒のかかりやすさ等が出現していることも明らかとなった。2.冷えの生理的特徴及び症状緩和のケア技術の検証:冷えの部位を下肢に限定し、末梢の循環状態や体温、温・冷覚の感覚機能等を指標に、健康成人を対象として、現在、生理的特徴を検証している。次年度は、質問紙による実態調査の結果を、学会発表と論文投稿により公表する予定である。また、下肢に冷えのある高齢者を対象に、冷えの生理的特徴とケア技術の有用性を実験により検証する。本研究は、これまで健康問題として注目されていなかった冷え性高齢者の生理的特徴を明らかにするとともに、身体的・精神的苦痛の緩和につながるケア技術を構築し、高齢者の生活の維持・向上に貢献することを目的としている。1.昨年度の調査研究の成果発表:在宅高齢者224名(男性96名、女性128名:平均年齢73,0±5.7歳)を対象に行った調査よって明らかとなった高齢者の冷えの自覚と身体症状、及び冷え性の関連要因について学会にて発表した。「冷え性の診断基準」(寺澤:1987)により冷え性と診断された高齢者は34名(15.2%)であったが、冷え性であると認識している者は70名(31.3%)と多く見られた。冷えの部位は足部や足趾が多く、70%以上の者が冷えの症状を我慢していた。また、冷え性と診断された高齢者は、冷え性でない者と比べ、BMI、活動能力、主観的健康感が低く、生活習慣では偏食のある者、熟睡感の無い者、運動不足の者が有意に多かった(p<0.05)。2.調査研究の継続:昨年の調査対象者数が当初の予定を下回ったことから、本年度さらに250名へ調査依頼し実施した。成果については次年度発表予定である3.下肢の冷えの生理的特徴及びケア技術(オイルマッサージ)の有用性を実験により検証:18歳以上の女性18名、65歳以上の女性9名を対象に両側下腿から足趾へオイルマッサージ(20分間)を実施し、皮膚表面温などの生理的変化を検討した。実施前とマッサージ30分後までの10分間毎のデータを比較しWilcoxon符号順位和検定を用いて分析した。両者において、左右の第1、5足趾下肢皮膚表面温は実施前より有意に上昇した(p<0.05)。心拍数の周波数解析の高周波成分(HF)は、マッサージ後実施前より増加傾向が認められた。POMSでは実施後「抑うつ-落ち込み」の項目が上昇した。次年度、18歳以上の女性7名に対する結果の一部を、学会発表する予定であり、下肢に冷えのある高齢者の実験研究を継続し、冷えの生理的特徴とケア技術の有用性を検証し、成果発表を行う。

本研究は、これまで健康問題として注目されなかった高齢者の冷え性に対して、その特徴を明らかにするとともに、冷え症状を緩和するケア技術の開発を目的とした。昨年度に引き続き、女性高齢者の症例数を増やしケア技術の有用性の検証を行い、データの分析とともに論文投稿や学会発表など結果の公表につとめた。1.冷え性の生理学的特徴本研究では冷え症の判断に寺澤の診断基準(1987)を用いた。対象とした女性高齢者19名(平均年齢72.7±6.2歳)のうち冷え性高齢者は11名、健康高齢者は8名であった。体脂肪率、BMI、動脈壁の硬化状態、下肢皮膚表面温や足趾血流量、血圧等に健康高齢者との違いは認められなかったが、中核温(鼓膜温)は低く(p<0.05)、下肢皮膚表面温の冷覚の鈍麻が示唆された。2.ケア技術の有用性の検証女性高齢者12名を対象にスウィートアーモンドオイル(100%植物性オイル)を用いて下腿から足趾へ20分間のマッサージを実施した。平均年齢は74.6±6.2歳、BMI 23.7±3.4であった。皮膚表面温度、足趾血流量は、実施前と比較し右足のマッサージ直後から終了30分後まで有意に上昇した(p<0.05)。また、自律神経活動ではマッサージ終了30分後において、交感神経活動が有意に低下し、副交感神経活動が有意に増加、心拍数の減少が認められた(p<0.05)。さらに心理的側面では、日本語版POMS(短縮版)にて実施前と比較し、有意に「抑うつ-落ち込み」が減少、「活気」が上昇した(p<0.05)。以上のように、冷え症状を緩和するケア技術として、下肢へのオイルマッサージの有用性が示唆され、心理面への効果も明らかとなった。女性高齢者の被験者の確保が難しく、9名と少なかったことから冷え性高齢者と健康高齢者の生理的特徴及びケア技術の有用性を検証するには十分とは言えない。今後被験者数のさらなる確保が必要である。24年度が最終年度であるため、記入しない。被験者確保のため研究フィールドを拡大し、ふれあいセンターへ協力依頼する。下肢に冷えのある女性高齢者の被験者数を総数20名として、実験研究を継続する。18歳以上の女性と比較し、高齢者の冷えの生理的特徴とケア技術の有用性を検証する。次年度には、成果発表を行う。
時間関数最適化に基づくPMSG風力発電機数値制御の実験

風力発電機や太陽光発電などを有する小規模系統の電力品質維持と発電出力増大を同時に満たすことを目的に,これら再生可能エネルギー発電設備に併設された蓄電池システムを最適に制御するための基本論理を開発した。開発した制御論理は計算機シミュレーションの他,基礎動作試験によって,想定した系統運用上の制約条件の中でエネルギーロスを低減しつつ,系統電圧変動を小さく抑えることができることを確認した。PMSG型風力発電機の出力最大化と系統電圧変動抑制を同時に満たす次世代制御方式の実現に向けて,以下を実施した:1本研究で用いる実験装置のハードウエアを選定,導入した。特に重要な可制御直流電源は,風力発電機本体周辺を数値モデル化して組み込む対象となる部分である。また,実験に必要な三相交流電源など,系統側の各種機器も整備を終了した。これら機器については,実証実験の実施に向けてその基本的な取扱いに習熟した。次に,2Euler方程式に基づく既存制御プログラムを組み込むために,上記ハードウエアの制御プログラムの作成を開始した。また,3風車,風力発電機,発電機側コンバータ等の数値モデルをプログラム化し,系統側コンバータより系統側の諸要素も数値モデル化し,これらをソフトウエア的に結合して既存変分法最適化プログラムを実行して効果を確認した。最後に,4可制御直流電源が予定よりも安価に導入できたため,初年度予算の範囲内でPMSG方式の回転型小型発電装置を導入した。上記については,それぞれ以下のような意義を持つ:1では,実験で扱う装置の取扱いの基本が修得できた。これは実験を行う上で最低限必要な技能であり,欠かすことのできない技術要素である。次に,2ではハードウエアの制御プログラムは未完であるが,いくつかの基本ブロックの動作が確認できた。今後,さらにコードを追加し,結合していく準備が整った。また,3では,風車,風力発電機,発電機側コンバータは本研究の最終段階でも数値的に表現する部分であり,ここで用いるモデルの初期段階が作成できたといえる。また,本研究で用いる制御論理の原理的有効性が新しい形で確認できたといえる。最後に,4では,回転型小型発電装置の導入は当初計画になかったものであるが,今後,より実機に近い条件でさらなる実験を進めるために有効に活用可能であると期待される。これらを通じて本研究の目標である時間関数最適化に基づく永久磁石同期機数値制御実験の準備を完了できた。本研究ではPMSG型風力発電機の出力最大化と系統電圧変動抑制など複数の目的を同時に満たす高度な運用を実現するための制御方式をを開発する。平成27年度は,当初計画に従って風力発電模擬用PMSG小型モデルを用いたハードウエア試験を中心に実施した。ところが計画段階での想定以上に発電機本体の機械的損失が大きく,かつ回転数に大きく依存して変化した。このため変分法による数値制御の効果が有意に観測できず,当該装置による本研究課題の計画通りの推進は困難となった。ただし,発電機本体ではなく,26年度以来進めている蓄電池制御には実機試験による効果が確認されたため,その検討を進めた。現在,この内容を外部発表すべく論文作成を進めている。さらに年度当初の計画になかった事項であるが,上記のとおり模擬発電機の損失が想定外に大きかったことより,この特性を逆手にとって発電機損失を利用した新課題への展開を企図した。この点については既に別の研究として科学研究費補助金に提案し,基盤研究(C)としてお認めいただくことができた。本研究の期間全体を通じて実施した研究の成果としては,大きく分けて二つある。一点は風力発電機のみならず系統全体の変動補償用の蓄電池制御方式としてEulerの方程式の直接数値積分を用いた新しい手法を開発したことであり,これについては国際会議への発表および国際ジャーナルへの投稿を行い,ともにアクセプトされた。二点めは,本研究課題の方針変更の原因ともなった,風力模擬小型機の損失特性を用いて新しい研究課題につなげたことである。前者は自然エネルギーの導入加速を目指す我が国の電力系統において,その伝統的に優れた供給電力の品質を維持・向上することにつながり,重要と考える。後者は平成28年度に開始した電力自由化の新フェーズに向け,電力料金の算出根拠を明示するモデルとなる可能性があり,重要と考えている。「研究の目的」に記述したうち,数値制御の有効性確認はソフトウエアベースで可能なかぎり進めることができた。また風力発電機ならびに系統の双方に起因する各種外乱に対する提案手法の有効性は当初想定した以上に勧めることができた。一方実験の際のノイズ影響などは検討できたことが計画を下回った。そこで以上を総合して平均的には順調に推移してきたと考えられる。電力システム全体としては交付申請書に記した方向性で計画どおり検討を続行する。なお,副次的に得られた研究成果についても可能な範囲で実験,実測に結び付けるべく検討を具体化する。第一に,実験手順の詳細を調整することによって,装置を当初想定していたよりも安価なものに変更できたため,当初予定になかった回転型の発電装置が導入できたことが挙げられる。また,これら装置群の取扱いの基本が修得でき,ハード面の研究は当初計画よりも先んじて進捗している。

ただし,ハードウエアの制御プログラムが未完であり,ソフト面の研究の進捗が若干遅れているといえる。この面は今後検討を重点的に行って研究を加速する必要がある。本研究で対象とするシステムの各種モデルの開発はほぼ終わっており,また用いる制御論理の原理的有効性も確認できた。これら理論面では,ほぼ当初計画どおりの進捗であり,順調といえる。以上まとめると,理論面は計画どおり順調,ハード面は計画以上に進捗,ソフト面は計画に比べてやや遅れぎみであるので,全体としては,おおむね順調に進展しているといえる。既述のとおり,実施予定外の事項も実施できた反面,実施予定事項のうち実機実験時のノイズ対策等について未実施であるため,主としてこの実験のために必要な物品購入用の若干の金額を次年度使用に回す必要が生じた。「現在までの達成度」で述べたように実験装置に関するソフト面の作業の推進が急務であり,ここを重点的に進める。このために今まで以上に学生アルバイトなどを用いてブロックごとのプログラム作成や,その動作確認,調整を精力的に行う。一方,ハード面でも,新たな機器の導入によって2年度以降に検討すべき内容も増えている。たとえば本研究のキーとなるノイズなどの影響の排除についても機器の広がりによって対象とするノイズの状況への影響を再度慎重に見直すこととする。理論面については期待どおりに進んでいるため,本研究の眼目はあくまでハードウエア実験ではあるが,まずはこの部分で得られた諸成果を外部に発信する。具体的には,ここだけにベースをおいた研究論文を作成する。できるかぎり早い時期に実機実験で想定されるノイズ把握のための実測を実施する。この際に必要になる計測器を購入する。「達成度」の項にも記したように,実験手順の詳細を調整することによって,装置を当初想定していたよりも安価なものに変更できたため,予算に残額を生じた。「今後の研究の推進方策」にも記したように,実験装置の制御ソフトウエアシステムの構築・整備に向けて,より以上に学生アルバイトを活用して研究の加速をはかる。
非球形粒子運動のモデリングと固気二相流数値シミュレーション

本研究の目的は,非球形粒子に掛かる流体力を数値シミュレーションによって求め,その値の変化を粒子の形状係数に基づきモデル化し,粒子の運動方程式に組み込むことである.この目的に対して平成24年度は,単一の球形粒子および非球形粒子に対して気流内での非慣性系における直接数値シミュレーションを行い,各粒子周りの流れ場と流体力を解析した.その結果,球形粒子に対して非球形粒子は,流体力の不釣り合いにより回転が生じ,回転に伴い揚力が時間的に大きく変化することによって,進行方向が初期の方向から大きく変化することが明らかとなった.この知見を得るために,平成24年度は非球形粒子(微粉炭)の表面形状計測およびそのデータを基にした数値シミュレーション用解析メッシュを作成した.また,(一財)電力中央研究所(研究代表者の前所属先)にて固気二相数値シミュレーションにおける精度向上を図った汎用流体解析ソフトウェアFrontFlow/redに対して,非慣性系における球形および非球形粒子の運動を直接的に解析できるよう,追加の開発を行った.本研究の目的は,非球形粒子に掛かる流体力を数値シミュレーションによって求め,その値の変化を粒子の形状係数に基づきモデル化し,粒子の運動方程式に組み込むことである.この目的に対して平成24年度は,単一の球形粒子および非球形粒子に対して気流内での非慣性系における直接数値シミュレーションを行い,各粒子周りの流れ場と流体力を解析した.その結果,球形粒子に対して非球形粒子は,流体力の不釣り合いにより回転が生じ,回転に伴い揚力が時間的に大きく変化することによって,進行方向が初期の方向から大きく変化することが明らかとなった.この知見を得るために,平成24年度は非球形粒子(微粉炭)の表面形状計測およびそのデータを基にした数値シミュレーション用解析メッシュを作成した.また,(一財)電力中央研究所(研究代表者の前所属先)にて固気二相数値シミュレーションにおける精度向上を図った汎用流体解析ソフトウェアFrontFlow/redに対して,非慣性系における球形および非球形粒子の運動を直接的に解析できるよう,追加の開発を行った.
部品エージェントによるリユース経路を考慮した部品再利用

製品のリユースを促進する目的で,部品エージェントにより経路を考慮して適切なリユース相手を選定する手法を開発した.家庭間の距離が設定した限界距離以内となるグループを部品エージェント同士が協調して生成し,その中で製品の仕様,価格,残存寿命と家庭間の距離を勘案したユーザ満足度に基づき適切な買い手と売り手をマッチングする.さらに,売り手と買い手の製品の仕様差,価格差をも考慮して定義した拡張距離に基づくグループ化手法を開発した.格子状の経路の交点に家庭を配置,製品を配布し,各家庭に割り当てた部品エージェントが製品を交換するリユースのシミュレーションを行い,手法の有効性を確認した.(1)ライフサイクルシミュレータの開発:(a)前年度に,選択肢ごとにそれを選択した場合に生じうる状態を近い将来にわたって予測し期待値を求めることで,適切な選択肢を選ぶという手法を開発した.この手法を用いて部品エージェントのシミュレーションを行った.故障確率の変化や,期待値の基礎となるパラメータの値の変化などにより状況が変化した場合に,本手法が効果を発揮することを確認した.(b)リユースにかかわるステークホルダーとして中古市場と利用者(ユーザ)をとりあげ,そのモデル化を試みた.中古市場については,部品エージェントが利用者の買換えに介入して中古品の利用を促進する手法を開発しシミュレータにより効果を確認した.利用者のモデルについては,動物の採餌行動を規範とする最適採餌理論を適用し,中古品の利用と売買を最適採餌メニューモデルで,複数の中古品店をまわる利用者の中古品購入行動を最適餌場モデルでモデル化し,シミュレーションを行った.(2)部品エージェント間の情報交換に基づくリユース経路生成手法の開発:リユース経路の生成手法として次の手法を開発した.まず,中古品の複数の売り手と買い手の部品エージェントが売買したい中古品を希望度順に並べたリストをマッチングサーバに提出する.マッチングサーバはその情報をもとに安定マッチングにより適切な売り手と買い手を組み合わせる.部品エージェントはその結果に基づいて中古品の売買を実行する.希望度は,希望する製品との価格の差,仕様の差,売り手と買い手の家の最短経路の距離,および中古品の残存寿命をもとに計算した.(3)生成されたリユース経路の評価:売り手と買い手を6×6の格子状の経路の各節点に配置し,シミュレーションにより,経路の考慮とマッチングを行った場合の効果を確認した.(4)部品エージェントの実装:RFIDシステムの周波数帯移行作業を行い,動作確認を行った.(1)ライフサイクルシミュレータの開発:これまでの開発経験をもとに,部品エージェントと連携して動作するライフサイクルシミュレータの基本的な枠組みと評価手法を開発した.1)枠組みとしては,製品・部品のライフサイクルに基づき,候補のライフサイクル経路の数時間間隔先までライフサイクルステージの遷移を展開し,部品の性能モデル,劣化・故障モデル,ユーザの選好モデルをもとに各候補経路の予測される評価の期待値を求め,それらを比べて最も適切なライフサイクル経路を選択するしくみを考案した.本枠組みは,部品に関するモデルと評価手法を入れ替えることで多様な目的に適応できると考えている.2)部品の予測評価については,部品の不具合に関連する事象間の因果関係をモデル化し,ベイズ推定を用いてユーザの行動および観測されたリユース部品の状態から,ユーザに適切なリユース部品を選択する手法を開発した.本手法は部品のライフサイクル中に生じる不確実な事象に対応するものである.なお,今回開発した枠組みおよび評価手法は,いずれも直接経路を扱うものではないが,適切な経路モデルを構成することで,経路生成へ適用できる.(2)部品エージェント間の情報交換に基づくリユース経路生成手法の開発:上記した全体の枠組みと確率的推論に基づく評価手法の開発を行っていたため,経路生成手法の開発自体は進展していない.(3)生成されたリユース経路の評価:経路生成手法の開発が進まなかったため,評価を行うに至らなかった.(4)部品エージェントの実装による手法の確認:次年度以降の実装に向けてRFIDシステムを購入した.総務省によるRFIDの周波数帯の移行が行われたため,次年度にはシステム変更の必要があり,その対応の準備を行った.(1)ライフサイクルシミュレータの開発:ライフサイクルを展開してライフサイクルシミュレーションに基づいて数単位時間先の将来を予測し,その結果に基づいて次のライフサイクルステージを選択する機能および,現在の部品の状態とユーザの入力に基づきベイズ推定を用いて将来の部品の故障確率を計算する機能を組み合わせて,部品エージェントの動作を決定するしくみを構築した.(2)部品エージェント間の情報交換に基づくリユース経路生成手法の開発:町などの一定領域内で部品を売ろうとする複数の部品エージェントと買おうとする複数の部品エージェントを,それぞれの希望売買価格とその間を繋ぐ経路に基づいてマッチングする手法を開発した.経路探索にはダイクストラ法を用い,マッチングにはゲール・シャプレー法を適用した.この手法ではマッチングを行う地域があらかじめ固定されているため,次の段階として,散在している複数の部品エージェントが,部品エージェント間の距離に基づいてマッチングを行うグループを自律的に生成するしくみを考案し開発した.(3)生成されたリユース経路の評価:シミュレーションにより手法の一応の効果の検証を行ったが,より具体的な特性を調べるため,部品エージェントの動きを可視化して表示するシステムを開発中である.また,手法の計算量の評価の検討も残された課題である.(4)部品エージェントの実装による手法の確認:部品エージェントの基盤となるAgletsと呼ぶエージェントシステムに不具合が発生したため,実装の完成には至っていない.

本研究の目的は,部品がリユースに際してユーザ間を移動する経路に着目し,リユースの促進には部品ごとの適切なリユース経路の生成が必要であることを示すことである.(1)部品エージェントを含む部品のライフサイクルシミュレータの開発:経路の扱いを簡単化するため,グリッド上の道路形状を設定しその交点にリユースに参加する家庭を配置,製品として想定した冷蔵庫を配布し,家庭ごとに異なる要求に基づいてリユースを行うという設定でシミュレーションを行った.このため,各家庭に割り当てた部品エージェントの挙動と,製品の仕様,価格,残存寿命および家庭間の距離を扱うシミュレータを開発した.(2)部品エージェント間の情報交換によりリユース経路を生成する手法の開発:昨年度までに,家庭間の距離が大きくなりすぎないよう,所属する家庭間の距離が設定した限界距離以内となるグループを部品エージェント同士が協調して生成し,そのグループ内で製品の仕様,価格,残存寿命と家庭間の距離を勘案したユーザ満足度に基づいて適切な買い手と売り手のマッチングを行うしくみを開発した.今年度は,グループ化を行う際に,距離だけでなく売り手と買い手の製品の仕様差,価格差をも考慮して定義した拡張距離に基づく方法を新たに提案し,実装した.(3)生成されたリユース経路生成手法の評価:経路については道路地図と家庭をグラフィカルに表示して適切なグループ化が行われていることを確認した.グループ化を行うときの限界距離に対するユーザ満足度の傾向を調べた.さらに,拡張距離によるグループ化を行う方が距離にのみよるグループ化より適切なリユース相手を得られることを確認した.(4)実際の部品を模擬した部品を用いた部品エージェントへの本手法の実装:模擬部品の作成と本手法の部品エージェントへの実装は時間とリソースが足らないため実現できていない.今後の課題としたい.製品のリユースを促進する目的で,部品エージェントにより経路を考慮して適切なリユース相手を選定する手法を開発した.家庭間の距離が設定した限界距離以内となるグループを部品エージェント同士が協調して生成し,その中で製品の仕様,価格,残存寿命と家庭間の距離を勘案したユーザ満足度に基づき適切な買い手と売り手をマッチングする.さらに,売り手と買い手の製品の仕様差,価格差をも考慮して定義した拡張距離に基づくグループ化手法を開発した.格子状の経路の交点に家庭を配置,製品を配布し,各家庭に割り当てた部品エージェントが製品を交換するリユースのシミュレーションを行い,手法の有効性を確認した.研究の遅れの原因は次のとおりである.(1)部品エージェントの基盤となるAgletsと呼ぶエージェントシステムに不具合が発生し,その対応に時間を取られたため,研究に遅れが生じている.基盤とするエージェントシステムの変更も考慮中である.(2)ライフサイクルの展開による部品の状態予測とベイズ推定による故障予測の連携を行ったが,いくつかの面で不完全な点があり,想定された効果が得られていないことがわかった.
血栓塞栓症の発症メカニズムに関する数値シミュレーション

研究の初年度は、血流の数値シミュレーションを始めるにあたって、本研究で採用した粒子法の1種であるSPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)法について、流入・流出の境界条件や粘性の取り扱い、それに壁面の構成方法など基礎的な事柄に関して検証を進めた。SPH法はもともと圧縮性流体の運動を解析する方法として出発しており、本研究では、非圧縮性流体に適用するために、各タイムステップに粒子数密度を一様化させる独自のアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムに加え、粒子のカーネル関数の拡散方程式に基づいた粒子間の運動量交換から粘性モデルを定義し、その評価をストークス層、平板間流れおよび円管流れに適用することで行った。この結果、解析解との比較を通して最適なモデル係数を同定することで、流れ場を正しく表現できることが明らかとなった。また、密度の評価モデルに改良を加えることで、物体後流などの非定常な渦運動を含む流れ場の様子をシミュレートすることに成功した。上記の基礎的事項の検証に一応のめどがついた段階で、自由表面を含む流れの計算をスタートさせた。これは、血流に含まれる赤血球や白血球などの物質を模擬するために必要なモデルを開発するためのものである。本研究では、上述の密度均一化アルゴリズムに加え、界面を構成している粒子に作用する表面張力を表面粒子位置における曲率半径から算出する自由表面モデルを新たに開発した。これらのモデルを片面だけが回転するディスク間に入った空気と油の気液2相流に対する計算に適用した。その結果、液体表面の粒子スケールの小さな凹凸を自己補正するアルゴリズムを併用することで、SPH法によって移動境界と自由表面を含む非圧縮流れの計算が可能であることが明らかとなった。初年度である今年は、血流の数値シミュレーションを始めるにあたって、本研究で採用した粒子法の1種であるSPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)法について、流入・流出の境界条件や粘性の取り扱い、それに壁面の構成方法、自由表面の計算方法など基礎的な事柄に関して検証を進めた。SPH法はもともと圧縮性流体の運動を解析する方法として出発しており、本研究では非圧縮性流体に適用するにあたって、各タイムステップに粒子数密度を一様化させる独自のアルゴリズムを開発した。しかし、物体後流などの非定常な流れ場に対しては、渦度の粘性拡散が過大に評価されるという問題があることも判明した。一方、自由表面を含む流れの計算も進めており、上述の密度均一化アルゴリズムに加え、界面を構成している粒子に作用する表面張力を、表面粒子位置における曲率半径から算出する自由表面モデルを開発した。これらのモデルを静止したディスク間に入った油の界面の挙動に対する計算に適用した結果、液体表面の粒子スケールの小さな凹凸を自己補正するアルゴリズムを併用することで、自由表面を含む非圧縮流れの計算が可能であることが明らかとなった。
音響ディジタル計測によるリアルタイム音響イメージングに関する研究

本研究では音響ディジタル計測により二次元リアルタイム音響イメージングを実現することを目的としている。音響ディジタル計測を実現するために必要となる超音波送受信器の特性改善を目指したが、負帰還とフィルタによりインパルス応答を改善する本手法により特性を改善することができなかった。この原因として、送信器改善モデルの現実との乖離が考えられる。また、超音波送受信器の特性改善と並行し、超音波信号を処理するローパスフィルタの集積回路試作を行った。試作チップの特性を測定した結果、設計値との差が大きかった。抵抗などを集積化する際に生じる製造誤差が原因であると考えられ、製造誤差に対する対策を行う必要がある。音響ディジタル計測に用いる音響ディジタル通信を実現するためには、複数の送信器より同時にディジタル変調をした直交信号を送信することを可能にする必要があり、ディジタル変調をした音波の送受信特性を改善することが求められる。そこで、音波送信器におけるフィードバック回路によりインパルス応答を改善することで音波送受信特性を改善すること、また、小型化のために一部集積回路での実装を行い、その特性を確認することが本研究において計画されている。本年度は、音響ディジタル通信に用いる送受信器の特性改善について取り組んだが、想定していた信号が取得されていない。この原因として、想定しているモデルと実際の送受信機に乖離があると考えられ、未だ有用なモデルの構築に至っていない。また、本年度は送受信器の特性改善と並行してチップの集積回路化を見据え、音響信号処理を行う差動増幅アンプを用いたフィルタの集積回路化に関する検討および集積回路試作に向けた準備を行った。差動増幅アンプを用いたフィルタでは、低周波数ローパスフィルタ構築に必要となるトランスコンダクタに関する検討を行い、バルク端子を利用することで線形入力範囲の改善を行った。また、提案システムの集積回路化の準備として、基礎的なオペアンプやトランスコンダクタンスを題材として0.6umプロセスの集積回路レイアウト設計を行い1.8×1.8 (mm)のチップ試作を行った。本年度の研究目標は送受信器の改善及び音響ディジタル通信に関する研究であったが、想定しているモデルと実際の送受信機に乖離があると考えられ、有用なモデルの構築に至っていない。また、小型化を見据えた音響用フィルタの集積回路化およびチップ試作に向けた準備に多くの時間を使用したため、本研究課題の進捗状況には遅れがある。本研究においては、音響ディジタル計測の研究を行うために、超音波送受信器のインパルス応答を改善することで超音波送受信特性を改善すること、また、小型化のために一部集積回路での実装を行い、その特性を確認することが計画されている。本年度は、音響ディジタル通信に用いる超音波送受信器の特性改善について取り組んだが、超音波送受信器の特性改善に至っていない。この原因として、当初想定していたインパルス応答改善モデルと実際の送受信機に乖離があることが考えられる。本年度は送受信器の特性改善と並行して、チップの集積回路化を見据えた研究を行った。超音波信号処理を行う演算増幅器を用いたフィルタの集積回路化に関する検討とレイアウト設計、試作した集積回路の測定に向けた準備を行った。演算増幅器を用いたフィルタでは、低周波数ローパスフィルタ構築に必要となるトランスコンダクタに関する検討を行い、トランジスタのしきい値電圧を入力電圧により制御する手法を用いることで線形入力範囲の改善を行った。また、提案システムの集積回路化に向けて、超音波信号処理を目的とした低周波用ローパスフィルタと、ローパスフィルタに使用するトランスコンダクタの集積回路化を行った。低周波用ローパスフィルタとトランスコンダクタは0.18umプロセスにて集積回路レイアウト設計を行い、チップ試作を行った。平成27年度の研究目標は超音波送受信器の特性改善と音響ディジタル通信システムに関する研究であり、平成28年度の研究目標は音響ディジタル通信を応用した超音波イメージングに関する研究を行うことであった。しかしながら、超音波送受信器の特性改善が未だ実現しておらず、音響ディジタル通信システムに関する研究の進捗状況に遅れがある。また、システムの小型化を見据え、音響用フィルタの集積回路化に向けた設計とその測定に向けた準備に多くの時間を使用したことも進捗状況の遅れた原因となっている。音響ディジタル計測を実現するために超音波送受信器の音波送受信特性を改善すること、また、超音波送受信器小型化のために一部集積回路での実装を行い、その特性を確認することが計画されている。本年度も引き続き、音響ディジタル通信に用いる超音波送受信器の特性改善と音響ディジタル通信に用いることを想定したフィルタの集積化に関する研究に取り組んだ。まず、超音波送受信器の特性改善については、負帰還とフィルタによりインパルス応答を改善する本手法は困難であり、超音波送受信器の特性を改善することができなかった。この原因として、送信器改善モデルが現実に即していないことが考えられる。送受信器の特性改善と並行して、超音波信号を処理するフィルタのオンチップ化を目的とした研究を行った。超音波信号は低周波信号であるため、構成するフィルタには大きな抵抗と大きな容量を必要とする。大きな抵抗はトランスコンダクタ回路により集積化し、大きな容量はインピーダンススケーリング回路を用いることで集積化する。

提案システムの集積回路化に向けて、低周波帯域でも動作をするよう回路の検討を行い、超音波信号処理を目的とした低周波用ローパスフィルタと、ローパスフィルタに使用するトランスコンダクタ、インピーダンススケーリング回路の回路設計・レイアウト設計・集積回路試作を行った。これらの回路は0.18umプロセスと0.6umプロセスの2種類のチップ試作を行った。試作したチップの測定を行ったところ、トランスコンダクタは設計した通りに動作をしたが、インピーダンススケーリング回路とフィルタは設計値との差が大きかった。抵抗やキャパシタを集積化する際に大きな製造誤差が発生することが原因であると考えられ、製造誤差に対する対策を行う必要がある。本研究では音響ディジタル計測により二次元リアルタイム音響イメージングを実現することを目的としている。音響ディジタル計測を実現するために必要となる超音波送受信器の特性改善を目指したが、負帰還とフィルタによりインパルス応答を改善する本手法により特性を改善することができなかった。この原因として、送信器改善モデルの現実との乖離が考えられる。また、超音波送受信器の特性改善と並行し、超音波信号を処理するローパスフィルタの集積回路試作を行った。試作チップの特性を測定した結果、設計値との差が大きかった。抵抗などを集積化する際に生じる製造誤差が原因であると考えられ、製造誤差に対する対策を行う必要がある。次年度は,本年度に引き続き集積回路化に向けた音響信号処理用フィルタの設計を行うとともに、音響ディジタル通信の性能向上のための送受信器特性改善を行う。その際に送受信器のモデル作成及びシミュレーションにおいて研究協力者などに助言を頂きと実験により検証作業を行う。さらに、このシステムを用いた音響ディジタル計測システムの実現を目指す。次年度は、本年度に引き続き超音波送受信器の特性改善に取り組む。超音波送受信器のインパルス応答改善モデルの再構築を行い、研究協力者および有識者の助言を頂きながら、実験による検証作業を繰り返し行う。システムの小型化を見据えた音響用フィルタの集積回路化とその特性計測については、既に集積回路設計および試作チップ測定についての実績がある研究協力者とともに実施する。音響工学本年度の研究目標は送受信器の改善及び音響ディジタル通信に関する研究であったが、想定しているモデルと実際の送受信機に乖離があると考えられ、有用なモデルの構築に至っていない。このため、複数送受信機を行うために必要となるスピーカとマイクロフォンの購入を行っていない。また、本研究に関連する研究成果報告を行っていないため、次年度使用額が生じた。物品購入は全て入札が行われるため、想定していた金額との差異が生じた。本年度購入予定器材を次年度に購入を行い、研究成果をまとめて研究発表を行う。これにより、研究計画書に記載していた使用計画を後ろ倒しにして執行する。
泌尿器内視鏡手術における Ergonomic analysis

内視鏡手術の普及に伴い、術者の筋骨格系負担に関する問題点が注目されてきている。内視鏡手術操作における筋疲労に関する報告は散見されるが、熟練術者の手術操作時の関節位置についての報告は数少ない。本研究では、泌尿器内視鏡手術(腹腔鏡操作、ロボット手術操作)に対し、工学的アプローチにより、技術レベルの異なる術者の椎体、肩肘手関節の位置と熟練術者の姿勢を明らかにすることを目標とした。光学式モーションキャプチャシステムを使用し、3次元空間内で椎体および肩肘手関節、下肢関節の位置情報を取得する。計測対象関節は、両肩肘手関節、両膝足関節、椎体、頭頂部を予定しており、マーカーを付着させたボディースーツやハンドグローブ、ヘッドギアを術者に装着し3次元でのマーカーの移動距離を計測した。結果、腹腔鏡手術に関しては熟練者の脇角度は軽く開き、肘は屈曲する傾向にあり、手首角に関して有意差は認められなかった。全体的な姿勢として初心者は前傾姿勢を取り、頭部の移動範囲が広いことが明らかとなった。ロボット手術に関しては、初心者は肘が伸展し、手首の過度の屈曲時間が長く、肘がアームレストより高く位置する、もしくは手首より高く位置する時間が長い結果となった。筋電図計を用いた計測によりドライボックスを用いた腹腔鏡手術における前腕、上腕、僧帽筋の筋電位計測を行ったところ、熟練者は鉗子操作に伴い使用する筋群と対側に位置する筋肉を使用するタイミングが異なる結果となった。また、取得されたデータはプログラミングソフト(Visual StudioおよびOpenGL)を利用したアプリケーションによりリアルタイムで確認なシステムを作成中である。術者の初期関節位置をゼロポジションとして、各関節位置を表示させフィードバックすることで学習効率を評価する予定である。内視鏡技術は時に、開腹手術とは異なり行動の制限を受けた状態で処置を行う必要があり、手術経験年数の増加と共に、慢性炎症など筋骨格系への負担が起きる可能性が示唆されている。過去には、タスク全体を通した筋疲労度の評価がなされているが、関節位置と筋疲労の関連性の検討は例がない。腹腔鏡手術の縫合操作時において、初心者の関節位置を熟練者と比較して観察すると、肩位置を拳上させたり、肩関節を外転させる動作をしばしば見受ける。どのような操作を行っている際に、特定部位の筋肉が使用され疲労が蓄積するのかを検討する事で、技術差による筋疲労を検証し疲労軽減に役立て、初心者の手術教育に役立てたい。腹腔鏡手術およびロボット補助下手術における術者の関節位置に関し計測実験を行った。現在データ解析中であるが、腹腔鏡手術において初心者は脇の角度が広くなり、特に利き腕において手関節肘関節をダイナミックに動かす傾向にあることが明らかとなった。また、ロボット手術においては、初心者の肘関節が伸展し、手首が肘より低い位置にあることが明らかとなった。腹腔鏡手術における筋電図解析では、周波数解析により、初心者は突発的な動きを行う傾向にあり、再現性の低い動作を行っていることが、明らかとなった。現在関節位置との関連性を精査している状況であり、頻用している筋肉と対称側に存在する筋肉の動きに着目し解析を行っている状況である。関節位置と筋疲労の関連性に注目し検討を行う予定である。間接位置計測及び筋電計測を行うシステムの整備は完了している。現在はプレリミナリーなデータ解析を行っている状況である。しかしながら、術者の肢位、筋電におけるフィードバックシステムの作製に関しては、データ解析により初心者の特徴を捉える必要があることから、データ解析が終了した時点で取りくむ予定としている。どのような操作を行っている際に、特定部位の筋肉が使用され疲労が蓄積するのかを検討する事で、技術差による筋疲労を検証し疲労軽減に役立てたい。平成29年度は筋電計測系FreeEMGを用いて、実際のロボット補助下前立腺全摘除術における筋電図解析、周波数解析を、大阪電気通信大学と共同で開始した。前立腺全摘除術における、各手術パート(後腹膜展開、膀胱頸部切開、前立腺尖部展開、膀胱尿道吻合)において前腕、肩周囲の筋電を計測できる環境のセットアップを行った。対象筋肉は僧帽筋、三角筋、腕橈骨筋、尺側手根屈筋としており、解析を行っている。初心者では、頻用している筋肉と対称側に存在する筋肉の動きが、熟練者に比べると大きい結果となっている。これは、初心者が無駄な筋肉を利用しタスクを行っていることを示していると考えられる。利き腕、利き腕と対側の腕ともに、計測対象として今後分析を行う。また各手術パートにおいて、精査を行いどのパートに疲労蓄積が起こるリスクが高いかを評価する予定である。平成29年度は、ダビンチ手術における筋電図分析を開始し進捗はおおむね順調な状況である。分析手法が確立させ、腎部分切除に関しても分析を行う予定である。