hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腫瘍融解性ウイルスを用いた扁平上皮癌に対する免疫療法

腫瘍融解性ウイルス療法はウイルス感染によって腫瘍細胞を破壊する治療法である。腫瘍融解性単純ヘルペスウイルス1型RH2が扁平上皮癌に対して腫瘍免疫を増強する可能性について検討した。近交系マウス背部で両側性に腫瘍を形成し、一側にRH2を投与すると非投与側の腫瘍も増殖が抑制された。RH2感染によってdamage-associated molecular patterns (DAMPs)が産生された。感染細胞の培養上清には樹状細胞とT細胞を活性化する因子が認められ、プロテオーム解析でDAMPsの存在が確認された。RH2はDAMPsを介して腫瘍免疫の増強に寄与することが示唆された。腫瘍融解性ウイルス療法は、複製可能型ウイルスを癌細胞に感染させ、その細胞変性効果で腫瘍を破壊する治療法である。これまでの研究で、神経毒性がなくしかも口腔扁平上皮癌(SCC)で細胞融合を形成する変異型単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)RH2を作製し、ヒトSCCに対する抗腫瘍活性を明らかにした。近年、変異型ウイルスを腫瘍に投与すると、ウイルス増殖による直接的な腫瘍融解効果以外に腫瘍免疫が誘導されるとの報告がみられている。そこで、近交系マウスを用いてRH2の腫瘍免疫誘導能について検討した。近交系であるCH3/Heマウスを用い、皮膚SCC由来のSCCVIIを接種して両側の背部皮下に腫瘍を形成し、RH2を片側の腫瘍にのみ投与したところ、接種した腫瘍の増大は顕著に抑制されたが、反対でも腫瘍径抑制効果が認められた。抗HSV-1抗体を用いて免疫組織化学染色では、RH2を投与した腫瘍でのみHSV-1抗原が検出された。Balb/cヌードマウスを用いて同様の実験を行った場合、RH2の投与で腫瘍増殖はやや低下したが、反対側の腫瘍に対する増殖抑制効果はみられなかった。したがって、RH2による抗腫瘍作用はNK細胞といった自然免疫を活性化する機構によるのではないと考えられた。次に、RH2を腫瘍内投与したSCCVII担癌マウスから脾臓リンパ球を調整し、腫瘍細胞に対する細胞傷害性をLDH放出法で測定した。その結果、脾臓リンパ球による細胞傷害はSCCVII細胞では顕著に認められたが、他のマウス腫瘍由来のNFSa Y83細胞やYAC-1細胞ではみられなかった。以上より、腫瘍融解性ウイルスであるRH2は扁平上皮癌に対して、直接的な腫瘍融解作用に加えて細胞傷害性T細胞(CTL)を誘導することで強い抗腫瘍効果を発揮するものと考えられた。腫瘍融解性ウイルス療法は複製可能型ウイルスを癌細胞に感染させ、細胞変性効果で腫瘍を破壊する治療法である。これまでに神経毒性がなくしかもヒト口腔扁平上皮癌(SCC)で細胞融合を形成する変異型単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)RH2を作製し、ヒトSCCに対する抗腫瘍活性を明らかにした。初年度は近交系マウスを用い、SCCVII細胞を皮下接種して背部の両側に腫瘍を形成し、片側にRH2の投与することで、反対側腫瘍の増殖も抑制されることを明らかにした。さらに、RH2を腫瘍内に投与したマウスの脾臓リンパ球がSCCVII細胞に細胞傷害性を示すことも明らかとなった。腫瘍の微小環境下では細胞外基質によって、ウイルスの周辺細胞へ伝播が阻害される。そのため、次年度では低出力超音波による音響穿孔法(ソノポレーション)を用いて、細胞膜に一過性の小孔を形成してウイルスを積極的に取り込ませる研究を行った。ソノポレーションでは造影剤となるマイクロバブル(MB)を存在させると効果が格段に向上する。SAS細胞にRH2を接種し、周波数1 MHz、出力1W/cm2、duty cycle 20%、10秒間の超音波照射を行い、細胞内に侵入したウイルスによって形成されるプラックを算定したところ、超音波単独で対照の3.4倍、MBを加えた場合4.5倍までプラック数は増加した。RH2をMBとともに腫瘍に投与し超音波照射を行ったところ、ウイルス抗原発現細胞が増え、感染性ウイルス量も増加した。さらに、RH2による腫瘍抑制効果も向上した。したがって、超音波照射は口腔癌の腫瘍融解性ウイルス療法において抗腫瘍効果の増強のために有用と考えられた。この手法を用いると感受性の低いマウスSCCVII細胞の系でも感染効率の向上が期待できる。これまでに神経毒性遺伝子を欠失しヒト口腔扁平上皮癌(SCC)で細胞融合を形成する変異型単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)RH2を作製し、ヒトSCCならびにマウスSCC細胞を用いて腫瘍融解作用による抗腫瘍効果を確認した。次に近交系C3Hマウスの両側背部皮下に同系の扁平上皮癌細胞SCCVII細胞を接種して腫瘍を形成し、片側にRH2を投与すると反対側腫瘍の増大も抑制されること、RH2を腫瘍内に投与したマウスの脾臓リンパ球がSCCVII細胞に細胞傷害性を示しことから、RH2には直接的な腫瘍融解だけでなく、腫瘍免疫を増強する作用も持つことを明らかにした。腫瘍免疫に関しては、免疫原性細胞死immunogenic cell death (ICD)が最近のトピックとなっている。これは、傷害を受けた腫瘍細胞がdamage-associated molecular patterns (DAMPs)を産生して、免疫細胞を賦活化するというものである。HSV-1RH2感染にともなう

SCCVIIからのDAMPs産生について検討した結果、腫瘍内に浸潤する免疫細胞、特に樹状細胞に対してfind meシグナルとなるATPの細胞外放出がみられ、核たんぱく質のhigh mobility group box 1 (HMGB1)の放出も増加した。細胞表面でeat meシグナルとなるendoplasmic reticulum (ER)に存在するcalreticulin (CRT)も細胞膜へ移行したことから、HSV-1RH2によるDAMPsの産生が確認された。さらに感染細胞の培養上清を腫瘍内に投与することで、ウイルスと同様に腫瘍増殖を抑制することが分かった。腫瘍融解性ウイルス療法は、ウイルスの細胞変性効果で腫瘍を破壊する治療法である。これまでに神経毒性遺伝子gamma34.5を欠失し細胞融合能をもつ変異型単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)RH2を作製し、ヒトならびにマウス扁平上皮癌(SCC)細胞を用いて、直接的な腫瘍抑制効果、近交系マウスでの腫瘍免疫増強効果を明らかにしてきた。腫瘍免疫に関しては、SCC細胞へのRH2感染がdamage-associated molecular patterns (DAMPs)を産生して、最近のトピックである免疫原性細胞死immunogeniccell death (ICD)を誘導することを明らかにした。最終年度では、RH2感染による細胞死におけるオートファジーの関与について検討した。RH2を感染したSCC細胞では、オートファジーに特徴的なLC3の発現、透過型電子顕微鏡でのオートファゴゾームの形成を確認した。オートファジー阻害剤である3-MA、bafilomycinA1でRH2によるSCC細胞に対する細胞傷害性が減弱することから、RH2感染によるオートファジーはautophagic cell deathを誘導すると考えられた。さらに、RH2感染SCCVII細胞から腫瘍免疫を増強する因子が細胞外に放出されるとの仮説を設定し、RH2感染細胞の培養上清を回収し、含まれるウイルスを紫外線にて不活化したのち、これをマウス腫瘍に投与して、腫瘍免疫誘導能を検討した。その結果、担癌マウスの脾臓細胞から調整した樹状細胞はこの培養上清で処理すると成熟すること、成熟樹状細胞と脾臓から調整したCD4+T細胞、CD8+T細胞を共培養すると、T細胞は活性化し、SCCVII細胞に対する細胞傷害活性も増強することが分かった。さらに、この感染細胞の上清につきプロテオーム解析を行って、DAMPsの存在を明らかにした。腫瘍融解性ウイルス療法はウイルス感染によって腫瘍細胞を破壊する治療法である。腫瘍融解性単純ヘルペスウイルス1型RH2が扁平上皮癌に対して腫瘍免疫を増強する可能性について検討した。近交系マウス背部で両側性に腫瘍を形成し、一側にRH2を投与すると非投与側の腫瘍も増殖が抑制された。RH2感染によってdamage-associated molecular patterns (DAMPs)が産生された。感染細胞の培養上清には樹状細胞とT細胞を活性化する因子が認められ、プロテオーム解析でDAMPsの存在が確認された。RH2はDAMPsを介して腫瘍免疫の増強に寄与することが示唆された。
帝国日本と植民地災害―日本植民地時代の台湾震災史を中心にー

本年度は、台湾経世新報社編『台湾大年表』(緑陰書房復刻版)を手がかりにして、明治28年昭和13年までの戦前植民地時代の台湾における震災を全て拾い出し、各震災に関する記事の検索作業を進めた。そのほぼ全時期をカバーする『台湾日日新報』については、主として国立国会図書館の新聞資料室にて、上記年表未記載の震災を含めて、現在まで1000項目(約800ページ分)を超える記事を拾いだした。作業は1935年の最大の震災記事の検索について積み残しているが、この網羅的検索作業から、時期毎の震災被害・救援の特質、地域別集中度、台湾内の東西・南北の震災の質的相違、余震の頻度の際立った差異など、従来の台湾震災史では語られていない、いくつかの側面が明らかになりつつある。特に、各震災での義援金募集の経緯については、詳細な新聞検索により、「領収報告」掲載の応募者名(日本人と台湾人の区別)を含めて、展開過程が明らかになり、天皇の救恤や侍従派遣の意義付けを含め帝国史的側面からも考察できる条件も得られた。また、一部追弔行事の執行についても判明した。震災に関わる行政、統計、諸組織、団体、測候所史など各側面については、防災専門図書館(千代田区)、一般財団法人台湾協会(新宿区、台湾からの戦後引揚者関係の資料を所蔵・公開)、日比谷図書文化館内田嘉吉(元台湾総督)文庫などの調査により、総督府の出版物や戦後台湾で刊行された文献を含めて、調査を行なった。もう一つの課題である国立歴史民俗博物館所蔵石川凖吉資料に関しては、行政監察行政に携わっていた当時を中心に195070年代の防災基本法制定過程、伊勢湾台風対応、災害調査資料など150点ほどの簿冊に関する内容的チェックを行った。撮影・複写については次年度の課題である。この研究では、1935年の台湾史上最大の被害をもたらした大震災の調査に端を発し、研究史がほとんど空白であった1900年代に立て続けに起こった烈震調査に展開すること、さらにそれ以上に従来ほとんど注目されてこなかった、その中間の1910年代20年代の震災被害とその救援体制の実情まで明らかにすることを目標としているが、その結果、上記実績に記載したような、それぞれの震災の性格の相違、救済システムの進展など、時期的な変化が明らかになりつつあり、さらに、震災ごとに、日本の地震学者のコメント、分析記事が掲載されていることから、これまでの推測の域を超えて、日本の地震学の展開との関係も浮かび上がりつつある。また、震災記事検索調査では、関東大震災に対する台湾内での報道や救援募金活動にも目を配り、本国→台湾という一方向ではなく、植民地→本国震災を含めた相互関係を視野に入れて実施した、双方向の救援体制による、震災をめぐる帝国内政治、帝国の一体的意識の形成と災害との関係、も射程に入りつつある。なお、2019年4月初旬に台湾での調査を行い(本科研費外の調査)、台南の気象台にて震災関係の資料を閲覧した。第2課題の石川資料の分析がやや遅れ気味であるが、第一の主要課題の進展から、上記の自己評価とした。最終年度である本年度は、『台湾日日新報』の検索、複写、分析を早急に完了させ、その他の台湾で刊行されていた新聞(外地版を含め)、および、雑報欄に震災記事関係が掲載されている『台湾協会会報』などの検索を、年度当初に優先的に行う。その上で、8月に台湾での調査を組み、総督府資料の追加調査を行いたい。台湾の国立歴史博物館とは、別件での共同研究の交流が進んでいるので、あわせて本研究での調査サポートを受けることも可能であり、こうした条件を活用したい。その上で、植民地台湾時代の震災研究に関しては、すでに収集済みの台湾総督府資料、戦前台湾における震災関係出版物、国内の防衛研究所資料や宮内文書館資料を合わせて、本年度後半に論考をまとめ、投稿を行う予定である。石川資料による戦後災害対策史については、本年度中に資料の整理分析を完了して、次年度以降に繋げる。そのために、研究ノート的なまとめを今年度末までに完了させ、次年度の本稿作成を準備する。本年度当初より、6月から始まる国立台湾歴史博物館の特別展「地震帯上的共同體:歴史中的臺日震災特別展」(12月)に対する、関東大震災関係資料借用(台湾での展示利用)の仲介・援助をおこなった。この関係で、特別展図録に挨拶文寄稿を依頼された(「国立台湾歴史博物館「地震帯上的共同體:歴史中的臺日震災特別展」によせてー国際協力の台日震災史共同展示としてー」,『地震帯上の共同体歴史の中の日台震災』,国立歴史民俗博物館,pp.5-8,台湾,2017年10月)。研究発表としては、国立台北芸術大学主催・国立台湾歴史博物館共催:フォーラム「負歴史遺産、當代歴史意識與博物館」(於:国立台湾歴史博物館、2017年7月14日15日)に口頭発表「「東アジアにおける地震史と植民地時代史」をおこない、台湾の災害史研究者との交流、意見交換を行った。さらに、この研究会の後、水害で故郷を失った高雄市の平埔族の調査を実施し、台湾原住民と大災害経験の関係についての実例を考える機会を得ることができた。しかしながら、本年度予定した国内外の資料調査については、上記などの事情から進める機会を得なかった。

物品費及び人件費(謝金)として本年度経費の相当部分を割り当てていた石川凖吉の戦後災害関係資料については、年度後半に補助作業体制を整え、週2日、3ヶ月間にわたる集中的な整理作業をおこなった。石川資料5700余点の内、2割程度が戦後災害関係であり、今年度の整理により、伊勢湾台風・狩野川台風被害を中心とした災害実態報告や災害基本法立案過程の行政的健闘経過などの重要資料に関し、利用と公開の準備がほぼ整えられた。本研究の視点からすれば、帝国時代の国家総動員体制と戦後の総合的災害対策の関連性という側面で、基本資料と位置付けられる。上記「実績」に記したように、台湾の研究フォーラムでの講演や台湾での震災展実施(準備や実際の展示批評)を介した台湾研究者との意見交換、実際の震災が原住民など現地住民にどのような生活・生産様式の変貌を強いることのなるかという実地調査など、当初の研究実施計画では予定しなかった活動機会に恵まれ、また、戦後災害資料整理に関しては予定通りの進捗を得たが、当初の研究計画で1年目の眼目とした基本資料調査をほとんど進展させることができなかった。評価はこの点を考慮したものである。特に、これまでの調査で、想定以上の植民地資料にアクセスできる内容と期待している宮内庁書陵部所蔵の報告書(上奏など)の調査や東大地震研究所図書館に至らなかったことを重視した評価である。また、本研究代表が提示した台湾と日本との地震発生をめぐる地帯構造的な連関や、植民地期震災をめぐる外交文書(外交という観点からの地震問題)については、国立歴史民俗博物館が推進している総合資料学でも活用されているのだが、この面でも外交史料館などの調査をさらに進める時間を割けなかった。また、これも当初計画にはなかったことだが、年度途中で地震学者との台湾への共同調査の企画を進めていたのだが、これも年度末での両者の日程調整がおりあえず、残念ながら実現できなかった。準備過程での経験を踏まえて、この研究課題の出発点において、地震学者などとの学祭的研究体制を取り入れることが非常に重要であると想定してことでもあり(ただし経費は相互の独自の準備とならざるを得ない)、できれば来年度には、実現させたい。本年度は、台湾経世新報社編『台湾大年表』(緑陰書房復刻版)を手がかりにして、明治28年昭和13年までの戦前植民地時代の台湾における震災を全て拾い出し、各震災に関する記事の検索作業を進めた。そのほぼ全時期をカバーする『台湾日日新報』については、主として国立国会図書館の新聞資料室にて、上記年表未記載の震災を含めて、現在まで1000項目(約800ページ分)を超える記事を拾いだした。作業は1935年の最大の震災記事の検索について積み残しているが、この網羅的検索作業から、時期毎の震災被害・救援の特質、地域別集中度、台湾内の東西・南北の震災の質的相違、余震の頻度の際立った差異など、従来の台湾震災史では語られていない、いくつかの側面が明らかになりつつある。特に、各震災での義援金募集の経緯については、詳細な新聞検索により、「領収報告」掲載の応募者名(日本人と台湾人の区別)を含めて、展開過程が明らかになり、天皇の救恤や侍従派遣の意義付けを含め帝国史的側面からも考察できる条件も得られた。また、一部追弔行事の執行についても判明した。震災に関わる行政、統計、諸組織、団体、測候所史など各側面については、防災専門図書館(千代田区)、一般財団法人台湾協会(新宿区、台湾からの戦後引揚者関係の資料を所蔵・公開)、日比谷図書文化館内田嘉吉(元台湾総督)文庫などの調査により、総督府の出版物や戦後台湾で刊行された文献を含めて、調査を行なった。もう一つの課題である国立歴史民俗博物館所蔵
文化財および美術工芸材料のナノ構造と物性・機能の解明

文化財の知的情報とともに保存・修復の基礎知識を得る目的で、高松塚古墳、日本刀の鋼および絵画に使われる顔料の微細構造などの解明を行った。高松塚古墳材料では、赤色顔料が辰砂(HgS)と砂鉄の混合物、緑が塩基性炭酸銅{CuCO3(CuOH)2}、青が藍銅鉱、黄が黄土、表面の汚染物質は粘土系物質と酸化鉄ナノ粒子、金箔の純度が約97%、地の漆喰の微細なトンネル状の形状と生成機構などを明らかにした。日本刀では、刃のマルテンサイトの電子線後方散乱によるナノ構造の解析、たたら製鉄に由来する鋼中の非金属介在物の同定と結晶構造などを明らかにした。顔料では油絵具に含まれる発色粒子と添加物粒子の微細構造を分析した。平成25年度の主な研究として、日本刀の微細構造、油絵具の微細構造および高松塚古墳壁画の漆喰および顔料等の微細構造研究を進めた。日本刀では、室町時代製作の兼光銘刀、江戸時代の繁慶銘刀、備前長船祐包銘刀等などで、刃のマルテンサイトのナノ構造を調べ、高転位密度型のラスマルテンサイトであり、炭素濃度の高いものでは、少量の双晶が存在することを明かにした。また、刀によるが、非金属介在物にはFeO、Fe2SiO4などの砂鉄由来の化合物のほか、同様に砂鉄由来のチタン化合物Ti2O5、TiOなどが存在することを見出した。刀によってチタン化合物の形状・析出形態が異なり、非金属介在物の組成と凝固課程に依存すると推定された。また、Mn、V、Zrなどの微量元素が検出され、これも刀によって異なり、使用した原料が異なる為と考えられる。油絵具では、時代の変遷を調べる為、1965年代の絵具と現在発売されている絵具数種の微細構造を観察した。一例として、イタリア産の天然土を使用したローシェンナでは、TEM像および成分の解析から数10nmサイズのFe2O3が着色元素で、このほかにBaSO4、CaCO3、モンモリロナイト系粘土などが検出された。Fe2O3は数珠状あるいは扇状に連なって存在しているのが特徴で、鉄イオンを含む水溶液からFe2O3が晶出したものと推定される。油絵具のナノ構造までを分析したのは世界初である。高松塚古墳壁画関係では、漆喰に付着した顔料の分析、漆喰等の表面の薄茶色汚染物質などのナノ構造を検討した。多くの壁画の表面を汚している薄茶色物質は粘土系物質で、針状のナノ結晶が漆喰表面に平行に沈積しており、茶色物質としては、ナノサイズのFe2O3粒子であった。これらは、雨等で浸透した水にコロイド状に溶けたものが壁画表面に沈積したものと考えられる。高松塚古墳の構成材料、日本刀の微細構造、古代刀、油絵具の微細構造などについて、基礎的知見を得る目的と、保存・修復の基礎データーを得る目的で研究を行った。高松塚古墳試料では、奈良県立橿原考古学研究所に共同研究を提案し、同所・所蔵の試料についてX線回折、電子顕微鏡などで分析した。青色の顔料はアズライトからなる15-20μmの劈開粒子であり、砕かれて使用されたこと、緑色顔料はマラカイトで大きさは20-60μmの崩れた粒子で、一部は溶解して針状に再析出する劣化現象があり、赤色顔料は水銀朱で10-50μmの大きさで、これも劈開しており、これに黒色の砂鉄粒子が混合されていることを明らかにした。また、黄土、炭酸鉛が検出された。金箔の組成についても明らかにした。日本刀では非金属介在物をステレオ元素マップで調べ、立体分布と隣接する非金属介在物でも異なる成分であることを明らかにした。また、日本刀の形状による内部微細構造の違い、炭素鋼の分布などを明らかにした。古代刀では、銅と鉄からなる複合材料の構造を調べ、内部の鋼は非金属介在物を含む鍛錬された極低炭素鋼で、外側にCu-20%Sn合金が溶融めっきされていた。これは、鉄製の刀の防食と白色の銅合金による美観を機能目的にした技術と思われる.また、古代新(紀元1世紀)時代の銅/鉄複合古銭では、銅-鋳鉄合金を鋳型に鋳造して、融点の高い鋳鉄を内部に凝固させ、外側に融点の低い銅合金を凝固させたもので、銅と鉄が非固溶系であることを利用した一種のめっき構造で防食と色彩機能を付与したものである。油絵具のについては、市販の絵具の微細粒子の同定、20世紀初期の油絵に使われている5種の顔料について、透過電子顕微鏡によって発色化合物の同定、微粒子の寸法などを明らかにした。当該年度においては、日本刀および関連する鉄鋼文化財、絵画に使われる顔料および油絵に使われた顔料、および高松塚古墳の漆喰および顔料について研究した。日本刀では、鋼中に含まれる非金属介財物の結晶構造、特にTiを含む化合物について研究し、FeTiO2、Fe2TiO4など数種の化合物を同定し、TiO2-FeO-Fe2O3系での位置づけと、これらの生ずる製鉄時の還元雰囲気の強さとの関係を明らかにした。紀元前後の東南アジアの銅で被覆された古代刀の鋼の微細構造および被覆銅合金の性質を明らかにした。

関連鉄鋼材料として明治初期に輸入された鉄道レールの微細構造を調べ、純鉄地の中に非金属介在物が多く分布するパドル鋼であることを明らかにした。隕鉄では粒界近傍の2相組織の微細構造を明らかにした。油画に使われる油絵の具については、1970年代に製造された絵具・クロムグリーン、ビリジャンなどの微細構造、現在、英国、フランスなどの海外で市販されている油絵具・コバルトグリーン、コバルトブルー、ゴールドオーカー、ホワイトフレーク、アイボリーブラックなどについて、着色化合物であるCr2O3、FeOOH、Fe2O3、添加物であるBaSO4、SiO2微粒子などの微細構造を明らかにした、また、同じ名の油絵具でも製造メーカーによって添加物が異なることを明らかにした。さらに、明治期の油画から採取した顔料の着色成分と添加剤を明らかにした。高松塚古墳に使われた顔料については、赤(HgS)、緑(マラカイト)、青(アズライト)、黄色(黄土)などの同定と微細構造を明らかなし、そのほか、漆喰の構造、古墳に使われている凝灰岩がガラス質であること、などを明らかにした。主要な実験の実施では電子顕微鏡、X線CT、X線回折などの装置を使用するが、(株)日立ハイテクノロジーズ、(株)リガク、(株)日本電子、文部科学省ナノ支援の北海道大学、東北大学、物質・材料機構、名古屋大学の支援と協力を得て、微細構造の解明が順調に進んだ。また、高松塚古墳の試料については、奈良県立橿原考古学研究所の協力を得た。顔料、日本刀、高松塚古墳材料の微細構造の観察と解析などを行なった。顔料については、コバルト系緑色油絵具の微細構造を透過電子顕微鏡で観察し、0.5μmから1μmのコバルトクロメート、コバルトチタネートが着色顔料として使われていること、色彩および調整剤として酸化チタン、マグネシウム化合物が添加されている。これらが色彩と粘度などの機能を果たしている。日本刀については、通常、刃紋形成のため冷却速度調整用の土置きをするが、これをしない直接焼入れした試料を作成し、刃紋の状態、断面と側面の金属組織、残留オーステナイト、X線回折によるひずみ、硬度分布、非金属介在物の電子顕微鏡観察と解析をした。高松塚古墳の材料については、劣化した漆喰をμCTおよび電子顕微鏡で観察した。μCTでは直径が数μmから数100μmのトンネル状の空洞が多数生成していることを明らかにした。さらに、断面を走査電子顕微鏡で観察したところ、トンネルの壁には多数の微細な炭酸カルシウム粒子が存在し、トンネルの断面にも多数の炭酸カルシウムが針状に析出していることを明らかにした。これらは漆喰の成分である炭酸カルシウムが外部から浸透した水の中に溶解し、溶解した成分がトンネルの壁などに再析出したものである。漆喰成分の水への溶解は梅雨などの湿潤季に生じ、再析出は秋冬の乾燥季に生じたものと推定される。また、高松塚古墳の壁画はカビによる汚染を受けたが、漆喰の表面に生じたカビのモルホロジを電子顕微鏡で観察した。カビの形状は大別して糸状と樹枝状を呈するものに分類された。カビの大きさは数μmから10μmであり、胞子状のものも観察された。カビをアルコールと塩素系漂白剤に浸漬し、その後電子顕微鏡で観察した結果、アルコールに浸漬した場合はカビ本体は形状を変えずに残留し、塩素系漂白剤に浸漬した場合は、大部分が溶解し消滅していた。文化財の知的情報とともに保存・修復の基礎知識を得る目的で、高松塚古墳、日本刀の鋼および絵画に使われる顔料の微細構造などの解明を行った。高松塚古墳材料では、赤色顔料が辰砂(HgS)と砂鉄の混合物、緑が塩基性炭酸銅{CuCO3(CuOH)2}、青が藍銅鉱、黄が黄土、表面の汚染物質は粘土系物質と酸化鉄ナノ粒子、金箔の純度が約97%、地の漆喰の微細なトンネル状の形状と生成機構などを明らかにした。
協同注意制御に基づく視空間エピソード記憶とそのウェアラブルナビゲーションへの適用

本研究では,人間の関心や要求に気づいて,それらを満たす情報やサービスを提供するシステム/環境ATTENTIAの実現にむけて,オーナーである人間と日常認知行動空間を共にする身近なコンピュータやロボット等のパートナーマシンが,オーナーと共有する日常空間に注意を払い,また,注意や関心を共有することにより,オーナーの日常行動を支援するための基礎技術として,協同注意の表現と制御の方法,競合ニューラルネットワークに基づく注意構造の学習方法,及び視覚的注意と応答発話に基づくベイジアンネット型パーソナルモデリングとそれに基づく実情報空間ナビゲーションの方法の構築を行った.協同注意の表現と制御に関しては,まず,顕著性に基づく注意をオーナーの意志や関心に基づく能動的空間注意により調節する方法を構築した.そして,それら注意の遷移と制御の方法を構築し,オーナーの注意とパートナーマシンの注意との間での協同注意制御の方法を示した。競合ニューラルネットワークに基づく注意構造学習に関しては,まず,あるシーンに含まれる注意スポットの集合を,注意スポットに含まれるオブジェクトを符号化する競合ニューラルネットワークCOGNETとオブジェクトの位置と大きさを符号化する符号化機構とにより,注意構造符号として符号化するモデルを構築した,そして,COGNETの主な特徴であるシーンからの注意構造符号の速い自己組織化学習と注意構造符号によるシーンの一瞥認識に関して実験により性能評価を行い,注意構造符号が視空間エピソードの符号化を可能とすることを確かめた,視覚的注意と応答発話に基づくベイジアンネット型パーソナルモデリングとそれに基づく実情報空間ナビゲーションに関しては,まず,注意オブジェクト符号と感性語を用いた相槌,及びコンテクストからオーナーの関心を推定し,オーナーに対して情報提供を行うためのベイジアンネット型パーソナルモデルとそれを推論モデルとして持つパートナーマシンのアーキテクチャを構築した.そして,音声対話に基づく個人適応的ニュース情報提供システムを用いた実験により,ベイジアンネット型パーソナルモデルにより個人適応的な情報提供が可能なことを確かめた.本研究では,人間の関心や要求に気づいて,それらを満たす情報やサービスを提供するシステム/環境ATTENTIAの実現にむけて,オーナーである人間と日常認知行動空間を共にする身近なコンピュータやロボット等のパートナーマシンが,オーナーと共有する日常空間に注意を払い,また,注意や関心を共有することにより,オーナーの日常行動を支援するための基礎技術として,協同注意の表現と制御の方法,競合ニューラルネットワークに基づく注意構造の学習方法,及び視覚的注意と応答発話に基づくベイジアンネット型パーソナルモデリングとそれに基づく実情報空間ナビゲーションの方法の構築を行った.協同注意の表現と制御に関しては,まず,顕著性に基づく注意をオーナーの意志や関心に基づく能動的空間注意により調節する方法を構築した.そして,それら注意の遷移と制御の方法を構築し,オーナーの注意とパートナーマシンの注意との間での協同注意制御の方法を示した。競合ニューラルネットワークに基づく注意構造学習に関しては,まず,あるシーンに含まれる注意スポットの集合を,注意スポットに含まれるオブジェクトを符号化する競合ニューラルネットワークCOGNETとオブジェクトの位置と大きさを符号化する符号化機構とにより,注意構造符号として符号化するモデルを構築した,そして,COGNETの主な特徴であるシーンからの注意構造符号の速い自己組織化学習と注意構造符号によるシーンの一瞥認識に関して実験により性能評価を行い,注意構造符号が視空間エピソードの符号化を可能とすることを確かめた,視覚的注意と応答発話に基づくベイジアンネット型パーソナルモデリングとそれに基づく実情報空間ナビゲーションに関しては,まず,注意オブジェクト符号と感性語を用いた相槌,及びコンテクストからオーナーの関心を推定し,オーナーに対して情報提供を行うためのベイジアンネット型パーソナルモデルとそれを推論モデルとして持つパートナーマシンのアーキテクチャを構築した.そして,音声対話に基づく個人適応的ニュース情報提供システムを用いた実験により,ベイジアンネット型パーソナルモデルにより個人適応的な情報提供が可能なことを確かめた.ユーザと認知行動空間を共有・分担してユーザもしくは独自の注視点からユーザの認知・体験を視空間エピソードとして記録し,それらをもとにユーザの日常行動,意思決定,及びコミュニケーションを支援するウェアラブルナビゲーションシステムの実現をめざして,その基礎技術となる注意制御の機構,視空間エピソードの記憶(記録)と想起(検索)の機構,想起に基づくナビゲーションの機構,の研究を行っている.本年度は,3年計画の研究の初年度であり,第一に,ユーザの意図的注意,機械的な規範的注意,及び顕著性に基づく注意のもとで注目スポットを計算するモデルとそれら注意を統合した協同注意構造を学習するモデル,及びそのためのマンマシンインタフェースの基本設計を行った。第2に,オブジェクトの不変・識別認識のための特徴記述モデルの設計を行い,シーンに含まれる注目オブジェクト情報を符号化し視空間エピソードの記憶と想起を遂行するための時間コーディングに基づく競合成長ニューラルネットワークの設計と実装を行なった。そして,実験を通じて,本ニューラルネットワークにより注目オブジェクトのワンショット自己組織化学習による符号化が達成されること,及びそれら注目オブジェクト符号の集合によりシーンの符号化が達成されることを確認した。第3に,ユーザの視野カメラとヘッドマウントディスプレイからなる装着固定型ウェアラブルナビゲータ,及びそれらに自律ロボットAIBOを加えた着脱自律型のウェアラブルナビゲータの構成に関して基本設計を行った。ユーザと認知行動空間を共有・分担してユーザもしくは独自の注視点からユーザの認知・体験を視空間エピソードとして記録し,それらをもとにユーザの日常行動,意思決定,及びコミュニケーションを支援するウェアラブルナビゲーションシステムの実現をめざして,その基礎技術となる注意制御の機構,視空間エピソードの記憶(記録)と想起(検索)の機構,想起に基づくナビゲーションの機構,の研究を行っている.本年度は3年計画の研究の第2年度であり,第一に,シーンに含まれる注目オブジェクトとそれらの空間関係を符号化して視空間エピソードの記憶と想起を遂行するニューラルネットワークに基づくシーン記憶システムに関して,その実世界環境での性能を小型ロボットに本システムを実装することにより評価した.

そして,単純な実世界環境においては,本システムにより注目オブジェクトのワンショット自己組織化学習に基づく符号化が達成されること,注目オブジェクト符号とそれらの空間関係符号によりシーンが符号化可能なことを検証した.また,ひとたび学習したオブジェクトに関しては,その特徴的な部分情報のみに基づく一瞥認識が可能なこと,及び部分情報からオブジェクト及びそれを含むシーンを想起可能なことを検証した。第二に,本システムをオブジェクトがより混み合いかつ動的な実世界環境に適用するために,オブジェクトの特徴抽出,セグメンテーション,グルーピング,及び空間関係記述に関して拡張したシーン記憶システムの構築を行った.第三に,ユーザ装着のヘッドマウントディスプレイと携帯端末,及び着脱自律型の携帯型ロボットとしてのAIBOからなるウェアラブルナビゲータへの本システムの部分的な実装を行った.
膀胱尿管逆流現象と膀胱三角部の形状との相関関係(コンピュータによるリアルタイム3次元マッピング装置による)

膀胱尿管逆流現象と膀胱三角部の形状との関係を調べた。【方法】従来膀胱三角部の形状を客観的に測定することは不可能であった。著者はその測定を可能にする方法を開発した。(特許---日本Pat.4-95002申請中、米国特許Pat.5228429取得ずみ、EPC Pat92100009.7申請中)まず本特許により測定器の製作をおこなった。測定装置は、多関節のアームおよび測定値を算出するソフトウェアにより構成されている。ソフトウェアは専用のソフトウェアをC言語により独自に開発した。それぞれの関節に装着された、角度センサーよりの値はコンピュータに転送されこのソフトウェアにより三角部の形状を表示した。【結果】精密な尿管口の位置の計測の結果、尿管口の位置は従来考えられていたように固定しているのではなく、膀胱に尿がたまるにしたがってその位置が大きく外側に移動することが判明した。しかもその移動距離は最大100%にも及んでいることが判明した。そこで、この現象が膀胱三角部の脆弱性(強度)に関係しているのではないかという仮説をたて、三角部の脆弱性に関係のあることが疑われる膀胱尿管逆流現象にまとを絞った。対象は小児逆流症例としコントロールとして非逆流症例とした。この2群において、膀胱空虚時と充満時、それぞれ尿管口の位置を計測しその移動距離を計測した。この結果膀胱尿管逆流症例では、三角部は前後左右にほぼ均等に伸びていたのに比し、非逆流症例では前後方向のみに伸び、左右方向にはほとんど伸展が見られなかった。これらの事実より、左右の尿管口を結ぶ筋肉の強さことが逆流の防止に重要な役割を果たしていることが判明した。本研究は、コンピュータを利用した測定装置により、膀胱三角部の形状を精密に測定し、その形状と膀胱尿管逆流現象との相関関係を明らかにしようとするものである。本年度におこなわれた研究1.臨床で測定可能な実機を製作した。2.臨床データを収集するにあたって実際に装置を動作させその問題点を検討し、測定方法の改善をおこなった。3.ソフトウエアは、今回のデータ収集に適するように、若干の変更を加えた。すなわち大量に収集されたデータを効率良くファイルし後で解析しやすいように、データの収納方法に改善を加えた。4.現在試作した測定装置を使用し共同研究者の川村が小児において試用し、ひきつづき、データの収集にとりかかっている。これまでのところで明らかになったこと1.従来の内視鏡による医師の判断と、今回の研究により作製された測定器により測定されたデータとの間に、かなりのへだたりが認められた。従来医師により肉眼的に観察されていた所見がいかにあいまいであったかをあらためて認識することとなり、本機の有用性が確認された。2.尿管口の位置測定においては、膀胱に尿がたまるにしたがってその位置が外側に、移動することが新たに判明した。この結果として三角部の面積が広がることを確認した。このような事実が具体的、かつ客観的に確認されたのは、世界で初めてである。この現象には膀胱三角部の脆弱性(強度)が関係している可能性があり、さらにデータを蓄積することにより、新しい知見を得ることが期待できる。今後さらに臨床データを蓄積しその解析を行なう予定である。膀胱尿管逆流現象と膀胱三角部の形状との関係を調査した。本年度は小児における膀胱尿管逆流現象症例および非逆流症例において、三角部の形状を計測した。計測にあたっては、研究代表者によって開発された三次元マッピング装置を使用し、小児用膀胱鏡に接続しコンピュータによる解析を加えた。

計測した三次元位置座標は、外尿道口、精阜、膀胱頚部、尿管口であり、それらのデータを用いて、左右尿管口の距離、膀胱頚部より左右尿管口までの距離、三角部の面積、膀胱頚部より、左右尿管口の角度、などを計算した。従来の常識では、尿管口の位置は膀胱尿管逆流現象に深く関与しているとされていた。しかしながら従来の判断は、医師の経験に主観に頼ったものであり、きわめて不確定なものであった。そこで当初尿管口の位置を精密に測定し数値化することにより、尿管口の位置と予後との関連をより明確にすることを目的としていた。ところがこの過程で意外な新事実が明らかになった。すなわち、尿管口の位置は固定しているのではなく、膀胱の中に水が入るにしたがい徐々に移動していた。そこでこの点に着目し、膀胱にほとんど水の入っていない状態および最大容量まで水の充満している状態での位置の移動距離を測定することにした。この移動方向および距離は、膀胱三角部の発育状況を反映していることが推定される。したがってこの伸び現象こそが、膀胱三角部の脆弱性に関係する重要なサインである可能性がある。そこで膀胱尿道逆流現象の9例と非逆流の6例とで、この伸び具合を検討してみた。その結果、逆流症例と非逆流症例では膀胱三角部の伸びる方向に違いがあることが判明した。すなわち逆流症例では前後方向および左右方向への伸び率が等しかったが、非逆流症例では、前後方向の伸び率が左右方向に比して有意の差で大きかった。この事実は、膀胱尿管逆流現象の三角部の発育状況は、尿管口の位置を判定基準にするのではなく、伸び率をその指標とすべきことであることを示唆している。この事実は従来の常識を覆すものであり、今後膀胱三角部の伸展性とその長期的な予後とに関する検討が必要と思われる。
F.フレーベル自然哲学論考にみる人間諸力形成構想

F.フレーベルは19世紀の科学的な思考形式によって教育を構想した人物である。本研究の目的は、彼における自然の事物と人間諸力との連関及びその教育構想の特色を示すことにある。彼の自然観は、事物の性質について構成された集合体単位としての単一性を前提とし、その分析に数の出現や増減に着目した。それを踏まえ、数の教授においては、可視的な教材や事物と言語の結合を促す教授を重視し、植物学の教授においても動的な様態を座標や数の構成要素等によって記述する方法論を模索したことが明らかとなった。ヨーロッパの思想圏においては18世紀末に男女の「性」が術的に考察され始めた。この動向は、社会的存在としての理想像である人類(Menschheit)を考察する際に性差も考察の対象とされたことを意味している。こうした文脈を踏まえ、F.フレーベルは父や母となる以前の成人としての男性・女性をどのように位置づけたか、その上でどのように教育の領域へと展開したか、球体法則(das Sphaergesetz/ das Sphaerische Gesetz)における男女の特質に関する記述に着目した。フレーベルの球体法則観においては、あらゆる事物に諸力が見いだされる。その諸力の展開はより広範囲へ及ぼうとする拡張と中心点への収縮とによって説明される。とりわけ人間においては、精神的・道徳的領域においても、また身体的・物理的領域においても拡張と集中とを行う存在である。この行いの内、男性に優位とされたのは拡張で、女性に優位とされたのは集中である。これに関連して、球体にかかわる思考実験の過程で、フレーベルは男性に悟性を、女性に感覚をその特性として付与した。しかし人類として人間が営為するには婚姻をともなう。1811年8月時点での球体法則観において「学問(Wissenschaft)」について、「知るということは学問ではない。-schaftという接尾辞は多様なものの統合を意味している」のであり、「精神を通じて知るということはまだ学問ではない。感覚を通じて知るということもまだ学問ではない。双方が結合して、学問である」と記している。以上の思考実験を経て、命題「婚姻のみが、完全なる学問である」、「学問は婚姻と同様に完全であればあるほど、純粋で、完成され、なにより幸福なものである」、「それゆえ男性と同様、女性は学問へ、そしてその学問の貫徹へ向かうよう規定されている」が記された。フレーベルにおいてはこの男性性・女性性を認めた上で、教育上の営為が構成されたと言えよう。フレーベルが男性と女性とで構成される「人類」の性差を考察するにあたり、男性には拡張という性質を、女性には集中という性質を付与した。この性質が未分化である子どもに対し、教授1810年代フレーベルは自然哲学を射程とする考察を進めている。数論の教授に関して、ベルリン・教育史研究図書館所蔵の遺稿のなかに数論に関する記述を見い出した(BN 188: Zahlenlehre. 1 Heft)。この手稿の成立年は不明であるが、大学での研究生活に入る以前、ペスタロッチーのイヴェルドン学園で過ごした1808年から1810年の間に記されたと類推され、イヴェルドンの教師シュミット(Schmid, Joseph)に依拠した数論の教授に関する例題と考察とで占められている。この手稿の表紙には「母のための数の基礎」と題が付されており、母性による教授論を考察しようとしたことがうかがえる。また、ベルリン大学鉱物学教授であったヴァイス(Weiss, Christian Samuel)の論をまとめた「ヴァイス教授の自然に関する哲学的検討について」(BN 334: Ueber des philosophische Studium des Naturwissenschaftsvon Prof.Weiss)では、連続性に関する記述が認められる。この論考での術語がその後のフレーベルの思考実験や教育実践に関する論述においてどう関連するかが今後の課題となる。平成27年度は、教授領域としての自然諸学に関するフレーベルの方法論として、特に数量の教授に着目してFr.フレーベルの思考形式上の特色を導き出そうとした。この課題に際し、フレーベルの手稿「母親のための数論の基礎シュミット」(ベルリン陶冶史研究図書館所蔵)の読解と『人間の教育』に収められた教授理論とを比較検討し、その研究成果の一部を日本ペスタロッチー・フレーベル学会第33回大会(平成27年9月5日、於大阪人間科学大学)にて発表した。手稿の表題に含まれている「シュミット」とは、ペスタロッチーの協力者J.シュミットのことである。シュミットはペスタロッチーの学園において代数学の教授方法を精緻化した人物で、フレーベルが学園滞在時に近しくしていた。この手稿の読解を通じて、フレーベルが様々な量の連続的な変化を表す数の体系を扱っていることが明らかとなった。フレーベルはその教育理論に原初的形態(調和)から多様な分化(不調和)へ、そしてまた統合的調和へという弁証法を採用している。手稿で展開された教授構想を参照すると、フレーベルにおいては原初の調和から多様な分化、統合的調和を理解する過程と数量の教授過程とが一致していることが確認できた。フレーベルの未刊行資料読解に際し、特に数量との連関が深い19世紀当時の自然科学を参照しながら検討を進め、学会大会での口頭発表をおこなった。

しかし、フレーベルの思考形式と教育実践との連関を示唆する成果を研究論文にまとめるまでには至らなかったため、さらに資料の読解を進め、成果公表を行いたい。フレーベルが基礎教授、特に数の教授を重視したのは彼の自然哲学による。観察対象が有する規則的性質を記述する方法へと導くために、数を用いた事物の把握を前提としたのである。彼が師事した結晶学者ヴァイスの論に関する書付(1816)において、自然諸学において多様性・特殊性は可視の現象である、または可視のものとして人によって図式化できることが記された。多様性が可視の現象と位置づけられる際、単一性はむしろ内的で静的な事態として捉えられる。ただし、この静的事態とは不変を示すものではなく、何らかの形に還元される構成された集合体単位としての一という意味合いを有する。この静的事態をフレーベルは単一性とする。以上の思考枠組みの下、事物の多様性と単一性への教授上のアプローチにおいて、フレーベルはシュミットの数の教授論を援用しつつ、数の教授にとどまらず、植物学の領域における数の援用を展開した。植物学教授のための推敲(1828)に、フレーベルは花冠の序列ならびに葉序に着目、花冠や葉といった植物の構成体に回転対称性があることを記している。その際、花弁や葉の出現様態を回転軸の設定と基点からの角度に着目している。これらの所論は幼児教育に専心以降、教育遊具にも援用された。特に第3教育遊具の扱いにおいてまず数およびその系列を確認する母と子の対話を伴った遊具の操作である「認識の形」が企図され、身近な事物を形作る「生活の形」、対称図形が次々と形作る「美の形」の領域においては空間認知ならびに事物の規則性が看取しうるよう構想されたのである。近年のドイツの研究ではフレーベルの遺稿の分析が進み、動的な過程の中で認識を育む遊びとしてフレーベルの再解釈が進んでいる。本研究でも変化の途上にある事物をいかに説明し、認識へと導くかは、運動の観察と再現が肝要であること、そのための教授・遊びの構成が企図されたことを提示した。F.フレーベルは19世紀の科学的な思考形式によって教育を構想した人物である。本研究の目的は、彼における自然の事物と人間諸力との連関及びその教育構想の特色を示すことにある。彼の自然観は、事物の性質について構成された集合体単位としての単一性を前提とし、その分析に数の出現や増減に着目した。それを踏まえ、数の教授においては、可視的な教材や事物と言語の結合を促す教授を重視し、植物学の教授においても動的な様態を座標や数の構成要素等によって記述する方法論を模索したことが明らかとなった。資料収集は当初の計画に準じ、ベルリンドイツ教育史図書館所蔵の未刊行資料ならびにチューリンゲン州フレーベル博物館所蔵の未刊行資料を収集することができた。なお、当初の計画では想定していなかった教育者シュミットとの接点を示す資料を発見した。先行研究においてはシュミットとフレーベルとの心情的な関係性は指摘されるものの、理論面での関連性について論じているものはわずかであることから、現在シュミットとフレーベルとの関連性について吟味しているところである。平成28年度は前年度までに果たせなかったフレーベルの自然哲学に関する研究論文をまとめたい。
ベイズ推定による労働者の座位行動とうつ病発症との関連の検討：前向きコホート研究

近年、長時間の座位行動(座りすぎ)が、運動不足とは独立して健康に悪影響を与えることが分かってきています。この悪影響は、身体の健康だけでなく、心の健康(メンタルヘルス)とも深く結びついている可能性があります。この研究は、労働者の座位行動と、うつ病発症との関連を調べるための1年間の調査研究となります。平成30年度は、座位行動とメンタルヘルスの関連を検討するための研究について参加者の募集を行い、コホート研究を開始した。2018年8月に本研究の倫理委員会に対する倫理申請を行い、11月に承認を得た。並行して、2018年8から2019年2月に本研究に参加する労働者の募集を行った。参加者の募集は、これまで申請者が実施してきた労働者対象の研究に協力の経験がある民間企業、および職場のメンタルヘルスに関する外部向けの講座(申請者所属の機関で開催)に参加した経験のある人事労務担当者産業保健スタッフ(産業医、保健師、産業看護職、産業心理職)、および社会保険労務士約200名を通じて行った。結果、本研究のテーマに興味がある3企業から協力の内諾を得て、2019年2月に研究を開始した。参加者には事前に説明文書、およびWeb調査画面を通じて研究の概要について説明を行ったうえ、研究参加が任意であり強制力が働かないことを保証した。全ての参加者から、Web調査画面において「同意して回答を開始する」ボタンの押下によって同意を取得した。事前調査はWeb調査を使用して、2019年2月から3月にかけて行った。回答期間内に回答のない参加者に対しては、適宜メールを通じた研究参加の勧奨を行った。その結果、2019年4月までに内諾を得た3企業から263名の同意・調査の回答を得た。本研究に関連し、労働者のメンタルヘルスに関わる学会発表を4件(うち国外2件)、および8編の査読付き論文が公開された。当初の予定通り、研究の倫理申請、参加者の募集、事前調査の実施が完了できたため。今後は、平成30年度に実施した事前調査のフォローアップのための調査を、2019年5月6月(3ヶ月後調査)、2019年8月9月(6か月後調査)、2020年2月3月(1年後調査)の3回実施予定である。また、研究に伴い得られたデータの解析、および国内外の学会・雑誌における発表を行う。
カテーテルインターベンションシース抜去時の即時レーザ止血法の開発

インターベンション治療後のシース抜去孔の止血閉止法の開発が待望されている。研究者は、レーザ溶着原理を用いた低侵襲なシース抜去孔閉止法を提案し研究した。2004年度血管レーザ溶着に関するパラメータを経時的に計測できる実験系を構築し、シース抜去孔閉止に適した条件を実験的に検索した。摘出ブタ頸動脈内を生理食塩水で加圧し、半導体レーザ(波長810nm)を光ファイバーで伝送し、自動ステージを用いて一定速度で抜去を行いながら、ICG染色したシース穿刺部分の血管にシース内より照射した。圧力、温度等はデジタルペンレコーダで計測した。シース抜去速度レーザ出力が50μmls、0.75Wの時最も良い溶着が得られた。データの処理・記録にはパーソナルコンピュータを用いた。2005年度持続的に動脈血圧が印加できる装置を付加したin vitroシース抜去孔モデルを用意した。細径血管内視鏡での血管内腔からの観察を併用した。従来検討している方法にて、外膜溶着により抜去孔が最大97%縮小し、レーザによるシース抜去孔止血の実現可能性が示された。血管壁の温度計測および、分光蛍光光度計計測により、コラーゲン溶着が原理であることが分かった。ブタの心筋、大動脈、血液を用いて光学的ex vivoモデルを作成し経ファイバー的に後方散乱光スペクトル計測を行ったところ、血管壁位置を判別できた。2006年度本法の安定した封止達成を目的とし、ファイバー先端部分からの光学計測データによりレーザ照射のフィードバック制御を行うシステムを構築した。閉止面積の大きな溶着を行えるように、ファイバー側方への光強度を増加させるような先端形状を検討・製作した。後方散乱光を用いたICG染色程度測定・組織判別の検討、およびICG脱色を用いた温度制御の可能性を検討したところ、60°C付近の温度モニタとしてICG脱色を観測するのは、感度上不可能であることが分かった。窒素ボンベ、ストップバルブ、バッファータンクを用いて加圧装置を構築した。本装置を用いて、持続的に動脈血圧が印加されたシース抜去孔モデルを作成した。2.シース抜去孔閉鎖のためのレーザ溶着法と溶着モニタに関する原理検討2-1シース抜去孔閉鎖のためのレーザ溶着法の検討<方法>1.で作成したモデルにシースが挿入された状態で抜去孔周囲にインドシアニングリーンで染色した後、コア径1mmの光ファイバーをシース内に挿入した。シースごと光ファイバーを抜去しながら抜去孔周囲に半導体レーザー光を照射し、抜去孔の溶着閉鎖を行った。レーザ照射時には熱電対を用いて血管壁の温度測定を行った。また、溶着した試料の染色標本を作成した。<結果>抜去孔の外膜溶着に成功した。溶着後抜去孔は最大で97%に縮小され、レーザ溶着によるシース抜去孔止血の実現可能性が示された。また、レーザ照射時の血管中膜壁の温度は89°Cと推定された。コラーゲン線維の軟化温度が60°Cであることを考慮すると、本溶着はコラーゲンによる溶着であると考えられる。2-2組織判別のためのモニタ法に関する検討<方法>ブタ

心筋、ブタ大動脈、ブタ血液を用いて周囲組織、血管壁、血液の3層を模擬したex vivoモデルを作成した。モデルにコア径1mmの光ファイバーを挿入し、メタルハライド光源光を照射しながらファイバーを血液から血管壁、心筋へと移動し、組織からの後方散乱光スペクトル計測を行った。<結果>血管壁と心筋の境界を判別することはできなかったが、本構想で最低限必要とされる血液と血管壁の境界を判別することができ、判別法の実現可能性が示された。インターベンション治療後のシース抜去孔の止血閉止は、医療側の労力および患者の苦痛が大きいことが問題となっている。そこで研究者は、レーザ加温によって軟化したコラーゲン繊維を絡み合わせ生体を接着するレーザ溶着原理を用いた、低侵襲なシース抜去孔閉止法を提案している。本年度は、溶着に関するパラメータを経時的に計測できる実験系を構築し、同装置で実験を行い、シース抜去孔閉止に適した条件を検索した。溶着条件に関与するパラメータは以下の通りである:レーザ強度,溶着部周囲温度,溶着部位(抜去孔断面),圧排圧力、ファイバー引抜速度、レーザ照射部位。これらを計測、記録するために、実験システムを構築した。バッファタンクを介し動脈血圧を模擬した圧力を摘出ブタ頸動脈に生理食塩水で加えた。半導体レーザ(波長810nm)を溶着用光ファイバー(φ1000μm)で伝送し、ファイバー端を自動ステージ上に固定し一定速度で抜去を行いながら出力12Wで照射した。シース抜去時に抜去孔付近を用手的に圧排し、その圧力を半導体圧力センサで計測した。溶着部位は予めICGを滴下し染色した。溶着部の周囲温度を計測するために熱電対をシース抜去孔から12mmの場所に設置した。ファイバー先端部位検出装置は昨年度までの装置を基本とし二本のファイバーを一体化させた。この装置を用いてレーザ出力と抜去速度を変化させながら溶着実験を行い、レーザ照射後のシース抜去孔からの生理食塩水の漏れ速度(量)を測定した。シース抜去速度.レーザ出力が50μm/s,0.75Wの時最も良い溶着が得られた。同条件の外膜からシース抜去孔の溶着前後の概観を観察すると、ファイバーの先端に相当すると思われる孔を除いて完全に溶着していた。今後、レーザ照射端の最適設計および制御により、完全な封止が得られるものと思われる。2006年度の研究では、以下の検討を行いそれぞれの成果を得た。1)システム構築色素(indocyanine green : ICG)と半導体レーザ(波長:808nm)を併用したシース抜去孔レーザ溶着閉止の安定した封止達成を目的とし、ファイバー先端部分からの光学計測データによりレーザ照射強度のフィードバック制御を行う、溶着閉止システムを構築した。具体的には、後方散乱光の計測やレーザ出力制御を行うための信号入出力部の構築及びレーザ光の導光や後方散乱光の検出を行なうための光学系の構築を行なった。計測制御用プログラムとしてLab View^<TM>を用い、後方拡散反射光計測、半導体レーザ照射強度制御、シース抜去速度制御をPC上で行える装置を完成した。2)ファイバー先端形状昨年度までの研究でベアファイバー使用時に先端でアブレーションが生じていたことに鑑み、ファイバー前方の光強度を減らし、併せて、ファイバー側方への光強度を増加させるように、ファイバー先端形状を頂点の立体角を45°の円錐状に加工したファイバーを作成した。光強度分布計測より閉止面積の大きな溶着を行うことができる可能性が示唆された。