hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異なる時空間スケールにおける日本列島の変形場の解明

中越地域のGPS稠密観測データを分析し,東北沖地震前後で持続する非弾性変形と浅部堆積層の弾性不均質の影響を分離して推定した。また,糸魚川ー静岡構造線,東北地方,山陰地方などでも東北沖地震前後のひずみ速度分布の比較を通して非弾性変形の存在を明らかにするとともに,その原因として下部地殻内の剪断変形発達の物理過程,火山のマグマだまりの定応力条件下での粘弾性変形のモデル化を実施した。新潟ー神戸歪み集中帯では,コーダQの分布の東北沖地震前後における時間変化について検討し,時間変化が無く延性的な変形が継続していることが分かった。中越地域の褶曲変形に梁理論を適用し,浅部堆積層の短縮変形に対する強度の推定を行い,地層で見られる層間すべりの影響で強度が大きく低下する可能性を示した。また,跡津川断層周辺の小断層調査から,測地学的変位速度と地質学的変位速度の差が断層外の変形で賄われている可能性を見出した。また,西南日本の下に沈み込んだフィリピン海スラブの形状の分析から地殻の長期的な東西短縮速度を推定し,従来の地質学的推定と測地学的推定の中間的な値を得た。奥羽脊梁山脈の稠密な熱年代分析結果から,山麓から山頂方向に年代が若くなることを見出した。この結果に基づいて隆起様式について検討し,断層運動によるポップアップ隆起よりもマグマ貫入によるドーム状隆起と整合的であることが分かった。これらの様々な観測,データ解析結果に基づいて,測地データに基づく数年スケールから地質学的な時間スケールまで,また,断層規模から列島規模に至る様々な時空間スケールにおける日本列島の変形様式の違いとその地学的意義について議論を行い,統一的な理解が深まった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。(1)糸魚川ー静岡構造線、新潟および山陰の歪み集中帯、奥羽脊梁山脈などに稠密なGNSS観測網を設置し、連続観測を開始するとともに、糸魚川ー静岡構造線断層帯北部および新潟の歪み集中帯ではGNSSのキャンペーン観測を実施した。跡津川断層周辺では、干渉合成開口レーダー画像をスタックした結果をGNSS観測による速度データで補正することにより、地殻変動パターンの検出を試みた。糸魚川ー静岡構造線北部断層帯最北部の神城断層で2014年に発生した長野県北部地震の地震時変動を地震発生前後に実施したキャンペーンGNSS観測から検出した。(2)東北地方南部を福島から新潟で東西に横切る測線に沿って、隆起熱史を解析するための野外調査を実施し、年代測定を行った。(3)日本海東縁歪み集中帯における歪み速度の時空間的な変化の詳細を明らかにするため、野外調査を実施した。褶曲変形域の褶曲軸と地形の相対位置関係から変形開始時期の違いを見出す方法を新潟および秋田地域のデータに適用し、活断層の活動開始時期が海側から陸側へと移動している傾向を見出した。(4)日本海東縁歪み集中帯の地殻内のコーダQ分布を推定するため、地震波形解析を進めた。濃尾断層帯では、S波スプリッティング解析を実施し、地殻歪み速度とスプリッティングによる時間遅れとの間に正の相関を見出した。(5)沈み込み帯における定常的なプレート沈み込みに対する島弧地殻変形に関して理論的な考察を行った。予定通りに観測点を設置し、観測が順調に開始することができた。(1)糸魚川ー静岡構造線、鬼首地域、新潟や山陰の歪み集中帯でGNSSによる稠密測地観測を継続しデータを蓄積した。また、東北地方太平洋沖地震の前後の地殻ひずみ速度分布の比較から、日本海東縁の歪み集中帯に沿って常に局所的な短縮が生じていることを見出した。この歪み速度の大きさは地質学的な短縮速度と整合的で、現世の地殻変動から非弾性的な歪みの抽出に成功したと言える。(2)新潟および秋田の活褶曲地域において歪み速度の定量的な検討を行った。地形発達の度合いの空間分布から、短縮変形場の海側から陸側への水平移動を見出した。短縮変形場の移動が認められる地域では、長期的と短期的なひずみ(速度)の不一致が発生する可能性を数値計算で示した。(3)昨年度採取した新潟山形福島(南測線)の試料について,ジルコン(U-Th)/He年代(ZHe年代)を測定したところ、5010Maの多様な値を示し,約10Ma以前の熱史の複雑さが示唆された.また,青森秋田岩手(北測線)で試料採取を行ってAHe年代測定を実施し,南測線と同様な傾向を確認した.一方,背弧側のAHe年代は,南測線と北測線で異なり,南北での隆起時期の違いを反映している可能性がある.(4)歪集中帯北東部での地殻内で発生した地震について、5つの周波数帯についてコーダQの空間分布を推定した。中周波数帯のコーダQと差歪速度には負の相関が見られ、低周波数帯のコーダQは下部地殻のS波速度構造と、中周波数帯では上部地殻のS波速度構造と相関が見られた。この結果は歪み集中帯内の変形様式の違いに対応すると考えられる。(5)海洋プレートの沈み込みに伴う島弧地殻の大地形の形成過程について理論的な考察を行った。(6) 2016年1月に研究集会「日本列島の地殻歪みとその諸問題」を開催し、島弧地殻変形の諸問題について集中的な議論を行った。

本研究の成果および研究集会での議論を通して、測地学的な歪み速度が地質学的な歪み速度より1桁大きいという問題について、一定の解決を見るとともに、測地観測データから、地質学的な観測データと整合的な定常変形成分の抽出に成功した。これにより、日本列島の変形場の最大の問題は解決し、今後はより精密な議論の段階に進むことになる。新潟県の歪み集中帯、糸魚川ー静岡構造線、跡津川断層、奥羽脊梁山脈等でGNSS観測を継続し、地殻変動速度データの精度を向上した。歪み集中帯におけるGPSデータの解析から東北沖地震前後で局所的な短縮変形が継続していることを見出し、地殻下部の非地震性断層すべりによるモデル化を行った。この短縮変形は地質学的な変形速度と整合的であり、長期的に累積する非弾性変形成分を測地データから分離することに成功したと言える。同様な解析を跡津川断層周辺でも実施し、局所的な歪集中が地震の前後でほぼ同じであることが分かった。この結果は活断層の直下では歪み集中帯と同様に非弾性変形が持続して上部地殻に応力集中している可能性を示唆する。一方、地質調査から、歪み集中帯では地震時と地震間で変位速度に違いがある可能性を見出し、跡津川断層周辺では活断層の無い場所で未固結の断層岩を伴う小中規模の断層帯を多数発見し、地質学的な時間スケールでの変形に断層外の変形が寄与している可能性が示唆される。歪み集中帯における散乱構造の解析結果からは中部では下部地殻の変形速度が大きいことが歪集中帯の成因であるのに対し、北東部は新潟平野が堆積盆地であるために上部地殻の変形速度が大きい可能性が考えられる。また、2016年4月に発生した熊本地震に関連して、測地学的データに基づく断層モデルの推定を行うとともに、阿蘇山との関連についても考察した。東北地方では、東西方向に横断する測線沿いに山岳熱史解析を実施し、前弧側、脊梁部、背弧側で隆起傾向の違いを明らかにした。また、GNSS速度のクラスタ解析からプレート運動と沈み込みの影響によるプレート内変形の影響を受ける地域が分離できた。以上のように、島弧地殻の変形過程について様々な時空間スケールから検討を進めて理解を深めた。特に測地データと地質データの間の関係の理解が深まった点は大きな成果である。歪み集中帯の測地学的な地殻変動データから非弾性変形の寄与を分離することに成功し、この成分が地質学的な歪み速度を定量的に説明可能であることが示された。この結果、時間スケールによる歪み速度の1桁の食い違いは基本的に解消することができ、本計画研究における最重要課題には一定の結論が得られた。測地学的研究として、奥羽脊梁、新潟のひずみ集中帯、糸魚川ー静岡構造線断層帯、跡津川断層、山陰地方で稠密GNSS観測を実施し詳細な地殻変動を得た。中越地域では東北沖地震の地震前後の地殻変動から弾性不均質の影響と非弾性変形の影響を分離した。長野県北部でも非弾性変形を特定し、それが2014年神城断層地震後に加速したことを見出した。山陰では、2016年鳥取県中部地震の余効変動が浅部の余効すべりによることを明らかにした。東北地方太平洋沖地震後の余効変動の減衰が水平成分と上下成分とで異なることを見出した。地質学的時間スケールの変形に関して、東北日本弧における第四紀短縮変形およびその開始時期の空間分布と前弧陸域での隆起活動について整理した。また、地質図スケールの断層について応力場が変化した際に50万年程度の時間では断層活動場は成熟できない可能性を示した。
3D－GISを活用した住民参加型地域診断の革新的モデルの構築

地域で生活している人々ならびに地域全体の健康を目指した活動を展開していくためには、地域の全般的な把握とともに地域の健康課題の発見や課題達成のための方策を打ち出す地域看護診断(地域診断)の理論及び技術が必須である。地域診断の学術的背景については、欧米では、民族学に基づくGENESIS (General Ethnographic and Nursing Evaluation Studies In the State,1974)を源流とし、その後、ACTION (Assessing Communities Together in the Identification Of Needs,1996)に継承されている。国内では、金川・田髙ら(地域看護学診断,東京大学出版会2000)により、1統計資料の分析、2社会踏査、3地区踏査(民族学的アプローチ)からなるモデルが提唱され、広く利用されている。本研究の全体構想は、地域診断の理論及び技術の格段の高度化・効率化である。またその構想の中での本研究の具体的な目的は、3DーGISを活用した住民参加型地域診断の革新的モデルの構築である。これまでのところ、3DーGISに関する研究は、主に地理学もしくは地理疫学の分野で行われており、地域診断への採用例は、感染症の発生解析や診療圏の所在分析など、都道府県別あるいは広域行政区域を単位とする、特定健康課題に関する限られたものがあるに過ぎない。今年度は高齢の地域住民に加え、母子の地域住民を対象に、GISならびにフォトボイスによるストーリーマップを用いた地域診断法を開発し、その評価を行った。高齢者住民、母子住民を対象にフォトボイスによるストーリーマップを用いた地域診断法を開発し評価を行ったため。ストーリマップを用いた地域診断法における妥当性ならびに有用性を評価し、成果を国内外に発信し、普及・啓発する。具体的には、横浜市各福祉保健センター、地域包括支援センター、連合町内会より抽出したモデル地区において妥当性ならびに有用性を評価する。その構想の中での本研究の具体的な目的は、3DーGISを活用した住民参加型地域診断の革新的モデルの構築である。またこれまでのところ、地域診断における地域住民は、重要な情報提供者としてしばしばその役割を担ってきた。しかしながら地域住民の知恵や想像力が切り開く地域主体の健康課題の解決は本来的に重要である。以上より、初年度は、地域診断のこれまでの国内外の報告についてレビューを行うと同時に、研究組織におけるGISの手技の修得および同手技を活用したモデル地域におけるシュミレーションを行った。初年度は、地域診断のこれまでの国内外の報告についてレビューを行うと同時に、研究組織(研究代表者,連携研究者)におけるGISの手技の修得および同手技を活用したモデル地域(横浜市)におけるシュミレーションを行うことができたため。以上を背景として、今年度は高齢の地域住民を対象に、GPSとGISを用いた生活空間の実態調査ならびに、3D-GISモデルのコンテンツへの適用について検討した。

高齢者住民を対象にGPSとGISを用いた生活空間と生活時間を調査し、モデルコンテンツへの適用を検討したため。地域で生活している人々ならびに地域全体の健康を目指した活動を展開していくためには、地域の全般的な把握とともに地域の健康課題の発見や課題達成のための方策を打ち出す地域看護診断(地域診断)の理論及び技術が必須である。地域診断の学術的背景については、欧米では、民族学に基づくGENESIS (General Ethnographic and Nursing Evaluation Studies In the State,1974)を源流とし、その後、ACTION (Assessing Communities Together in the Identification Of Needs,1996)に継承されている。国内では、金川・田髙ら(地域看護学診断,東京大学出版会2000)により、1統計資料の分析、2社会踏査、3地区踏査(民族学的アプローチ)からなるモデルが提唱され、広く利用されている。本研究の全体構想は、地域診断の理論及び技術の格段の高度化・効率化である。またその構想の中での本研究の具体的な目的は、3DーGISを活用した住民参加型地域診断の革新的モデルの構築である。これまでのところ、3DーGISに関する研究は、主に地理学もしくは地理疫学の分野で行われており、地域診断への採用例は、感染症の発生解析や診療圏の所在分析など、都道府県別あるいは広域行政区域を単位とする、特定健康課題に関する限られたものがあるに過ぎない。今年度は高齢の地域住民に加え、母子の地域住民を対象に、GISならびにフォトボイスによるストーリーマップを用いた地域診断法を開発し、その評価を行った。高齢者住民、母子住民を対象にフォトボイスによるストーリーマップを用いた地域診断法を開発し評価を行ったため。研究組織(研究代表者,連携研究者)における国内外における文献検討をとおして、地域看護診断の概念の精緻化をはかるとともに、3D-GISならびに住民参加型のキーワードに関連する文献、資料、報告、用語や項目の収集・集約を行い、モデルフレームワークを作る。モデルにおける妥当性ならびに有用性を評価し、成果を国内外に発信し、普及・啓発する。具体的には、横浜市各福祉保健センター、地域包括支援センター、連合町内会より抽出したモデル地区において妥当性ならびに有用性を評価する。ストーリマップを用いた地域診断法における妥当性ならびに有用性を評価し、成果を国内外に発信し、普及・啓発する。
自己修復機能を持つ高強度かつ実用性が高いスマートＦＲＰの研究開発

複合材料の一種であるFRPは,比強度・比剛性に優れるため,幅広い分野で使用されている.FRPの多くは積層板として成形されて使用されているので,層間剥離やき裂が発生しやすい.材料の信頼性・安全性のために,光伝達機能を持つ光ファイバと修復剤として光硬化樹脂を用い,外部から連続的に修復剤を注入できる機構を持ったCFRPの自己修復システムを提案した.自己修復構造を持つCFRPを成形し,光ファイバと修復剤としてUV樹脂を用いて,き裂に対する自己修復を試みる.また,力学特性を調べることで,修復率に影響する因子を解明した.方法の拡充として, GRTPにおける低コストの自己修復システムも実現できた.外力によりFRPの層間に微細き裂が発生し破壊が開始する報告が多くなされている.安全性と信頼性を高めるために, FRPだけでなく,構造材料の自己診断性・自己修復性が近年重要視されている.本研究は,人間の傷を自己治す仕組みを模倣して,毛細血管のように修復材を連続的に供給するシステムを提案する.き裂検知システムでの光ファイバを併用し,修復材の硬化を起動する機能を付加し,長時間運用可能な自己修復FRPを目指す.試作した自己修復機能をもつFRPに対してJIS規格のDCB試験法を参考にして, FRP層間き裂を発生させ,微細チューブを通じて, UV硬化樹脂をき裂部に注入する.き裂部に硬化用のUV光を自動的に送りこみ,き裂修復が試みた.その結果,修復可能であることが確認された.また, FRP構造にワンチップつきの自己修復システムを組み入れ,自動制御動作(UV照射用の光路に自動に切り替え,樹脂自動送りこみ)を確認し,その実用性を確認し,修復システムを完成させた。テストの結果,修復可能である.自己修復システムを持つFRP構造では,付加部品の影響で,その力学特性低下が予測されている.引張り曲げ試験でその力学特性を評価し,付加部品による力学特性の低下の最小限化を試みた.結果, FRPの力学特性が85%以上維持できた.複合材料の一種であるFRPは,比強度・比剛性に優れるため,幅広い分野で使用されている.FRPの多くは積層板として成形されて使用されているので,層間剥離やき裂が発生しやすい.材料の信頼性・安全性のために,光伝達機能を持つ光ファイバと修復剤として光硬化樹脂を用い,外部から連続的に修復剤を注入できる機構を持ったCFRPの自己修復システムを提案した.自己修復構造を持つCFRPを成形し,光ファイバと修復剤としてUV樹脂を用いて,き裂に対する自己修復を試みる.また,力学特性を調べることで,修復率に影響する因子を解明した.方法の拡充として, GRTPにおける低コストの自己修復システムも実現できた.外力によりFRPの層間に微細き裂が発生し破壊が開始する報告が多くなされている.安全性と信頼性を高めるために, FRPだけでなく,構造材料の自己診断性・自己修復性が近年重要視されている.本研究は,人間の傷を自己的に治す仕組みを模倣して,毛細血管のように修復材を連続的に供給するシステムを提案する.き裂検知システムでの光ファイバを併用し,修復材の硬化を起動する機能を付加し,長時間運用可能な自己修復FRPを目指す.動物の毛細血管を模倣して, FRPの強度をできるだけ低下しないようにFRPの中に樹脂供給通路の作製が成功した.き裂検知用の可視光だけでなく, UV光も伝送できるプラスチック光ファイバを利用して光ファイバのコア径やグランド径などによるUV光減衰率への影響(UVLED発光強度も)やUV硬化エポキシ樹脂の硬化条件や硬化範囲と効果などを調べて,光ファイバで伝播したUV光を利用して, UV樹脂を硬化させることが可能であることは明らかした.本研究ではFRPに埋め込んだ光ファイバがき裂の検知と硬化修復の両方に使用することが特徴の一つで,可視光LED光源とUVLED光源および光路切り替え装置が必要である.そこで,これからの自己修復システムの普及と広範囲な応用を踏まえて,パソコンの制御信号でき裂計測用の光路からUV照射用の光路に自動に切り替える装置を試作した.試作されたユニットを自己修復システムに取り入れ,制御コントローラにより自動に運行できるようになった.試作した自己修復機能をもつFRPに対してJIS規格のDCB試験法を参考にして, FRP層間き裂を発生させ,微細チューブを通じて, UV硬化樹脂をき裂部に注入する.き裂部に硬化用のUV光を自動的に送りこみ,き裂修復が試みた.実験の結果,修復可能ことが確認された.繊維強化プラスチック(FRP)は軽量かつ高強度などのメリットがあり,輸送機器をはじめ多くの分野で使用されている. FRPの多くは積層板の形で成形・利用され,層内は強いが層間では弱く,層間剥離やき裂が発生し易いため, FRP自身に修復機能をもたせることが重要である.昨年と一昨年度では,私たちは, CFRP内に光ファイバと修復剤注入用の構造を組み込むことにより, CFRPの自己修復システムを完成させた.今年度では,一歩進み, GFRPは紫外線光を一部透過することが出来るため,紫外線を外部から照射することにより,修復範囲の拡大・素早い硬化が可能,システムの低コスト化になると考え,外部照射が可能な低コストのGFRPの自己修復システムを提案した.

実際にGFRPと自己修復システムを作製し,紫外線透過実験を行い,透過量を確認し,その影響要素を把握した.また,自己修復構造を持つGFRPに対して,DCB試験によるき裂の導入,紫外線硬化樹脂を用いたき裂の修復,修復後DCB試験を通して,き裂に対する修復の有効性を評価した.一連の実験で,提案したシステムの有効性が確認された.複合材料工学予定した調査内容や検討内容を完成した.1)提案した方法でサンプルを試作し,修復可能であることが確認した.2)ワンチップつきの自己修復回路をFRPに取り込み,自動修復を行った.3)付加部品の影響について,影響が小さいことを確認した.予定した調査内容(樹脂供給通路の作製,光ファイバのコア径やグランド径などによるUV光減衰率への影響)や検討内容(自己修復システム,き裂修復が試み)をすべて完成し,次年度の一部分(自己修復の可能性の確認)も前倒して完成した.人間の傷を自己治す仕組みを模倣して,毛細血管のようにFRPへ修復材を連続的に供給するシステムを組み入れた自己修復FRPを検討し,安定的に運転でき,実用に近い構造に仕上げる.FRP材料の本体が透明性をもつGFRPに対して,外部からUV光を注入できるから,光ファイバが不要な低コスト版のFRP自己修復システムを提案し,その材料とシステムを試作する.その影響要素や修復率の向上方法などを検討する.静荷重によるき裂の発生を行い,自己修復を試みる.修復後の破壊靭性を測定し,き裂修復率として修復程度を評価する.また,その修復率への影響要素を検討し,完全修復を目指する.FRP構造にワンチップ着きの自己修復システムを組み入れ,自動制御動作を確認し,その実用性を確認し,修復システムを完成させる.自己修復システムを持つFRP構造では,修復用の付加部品の影響で,その力学特性低下が予測されているが,引張り曲げ試験でその力学特性を評価し,修復用の付加部品による力学特性の低下の最小限化を試みる.該当なし
客観的評価法を用いたGeneral Pediatrics研修システムの確立

第一線小児科医(日本外来小児科学研究会会員)を対象に実施したアンケート調査で、外来小児科学としてのトレーニングを特にうけた記憶がないと答えた人は67.0%に達した。また受けたとしても、その内容に満足していたのは、50.8%であった。さらに今後も受けてきたようなトレーニングで若い小児科医が外来小児科医として自立する場合に十分と思うか?では、十分であるとしたのは、僅か7.6%であった。十分でないとした人は、70.4%に達した。外来小児科を実践するうえで、今後特に研修が必要とされたのは、診察技術・基本的手技・面接技術等の実務面、境界領域の疾患に対する知識、人事・経営・行政等のクリニック運営上の知識等であった。大学小児科医へのアンケート、第一線小児科医へのアンケート、他施設のカリキュラム・意見等を参考に外来総合小児科学の比重の高い研修カリキュラムを検討した。さらにこのカリキュラムを用いて研修医に対し研修を行い、評価を行った。施行して判明した問題点は、技術・知識面に関する面よりも、患者接遇法(医療態度教育)、コメディカルへの接し方(コミュニケーション)、問題解決へのプロセス方法等の研修医の修得方法(修得度)、研修医への教育方法に関する事項であった。研修医からの本システムへの評価としては、外来小児科を実践していく上での知織・技術を研修前後で客観的に自己評価できたこと、教育スタッフ、コメディカルスタッフとの相互評価を行えたことが好評であった。今後は、教育法、研修内容とも、情意教育・態度学習・患者接遇法教育・臨床医学倫理学等の分野では、まだ十分ではなく、さらに研究を進める必要がある。大学での外来小児科学教室(システム、研修内容等)に対する大学小児科医の修得度、満足度、必要性等に対する質問をアンケート調査(郵送)を実施した。その結果では、経験年令、現在のポジション等により、外来総合小児科学各論(内容)の修得度・満足度・必要性についての意見は各々違うが、学ぶ必要性のある項目としては上位より、超音波(エコー)、神経学的診断による発達の評価、中毒の救急、小児の蘇生法、小児薬理学等があがった。逆に学ぶ必要性のない項目としては、新生児の蘇生法、新生児のプライマリ-ケア、奇形症候群の診断・ケア、小児の蘇生法があげられた。自信のない項目としては、上位から医療経済学、奇形症候群の診断・ケア、統計学的処理、思春期医学・思春期のケア、児童心理学があがった。一方自信のある項目は上位より、小児の蘇生法、新生児の蘇生法、育児相談、予防接種、新生児のプライマリ-ケアであった。外来総合小児科学研修を積極的に実施している施設のカリキュラム及びその研修教育担当者の意見を参考にし、外来総合小児科学の比重が高い研修カリキュラムの検討を行った。上記アンケート結果にもとずき、かつ卒直後の研修でニーズの高いものにできるだけ時間をさくように設定した。より効果的な教育法としてのビデオ、CD、コンピューター等の積極的な取り入れを中心とした教育資料の収集を開始した。また患者接遇法(医療態度教育)に対しての、教育手段としてのビデオカメラ・録音装置の設置場所、効果的使用方法、患者さんへの説明方法等について検討した。研修終了後の評価法は、日本小児科学会認定医制度の研修到達目標を最低基準とし、自己評価のみならず相互評価(教育スタッフとの)、パラメデイカル並びに患者さんからの評価も取り入れた。卒後研修での外来小児科学教育(研修内容、システム等)の現状把握の一つとして、第一線小児科医(日本外来小児科学研究会会員)を対象に、外来小児科を実践するうえで必要と考えられる事項の自信、卒後研修での必要性等に関するアンケート調査を実施した。

その結果では、年令、開業年数等により意見は各々違うが、卒後研修のプログラムに組み入れたがいいとする項目としては上位(各5つまでを上げる)より、神経学的発達の評価、蘇生法の実際、乳幼児健診、事故・救急での初診時の危急度判断、育児相談・栄養相談などの成育支援であった。また自信のない項目は上位より、基本的な統計処理法、思春期医学・性教育、障害児施設などでの障害児のケア、コンピューター操作、外来死・DOA・小児虐待の対応の仕方であった。昨年度実施した大学小児科医へのアンケート、今年度実施した第一線小児科医へのアンケート、他施設のカリキュラム、意見等を参考に研修カリキュラム(外来総合小児科学の比重の高い研修カリキュラム)の再検討、一部改定を行った。研修医に対し、新卒後研修カリキュラム、システムによるパイロット研修を行い、施行上の評価、検討を行った。施行して判明した問題点は、技術・知識面に関する面よりも、患者接遇法(医療態度教育)、コメディカルへの接し方(コミュニケーション)、問題解決へのプロセス方法等の研修医の修得方法(修得度)、研修医への教育方法に関する事項であった。また実際に研修開始し、研修医が施設、カリキュラムに慣れ、システムにのっていくまでの時間(研修開始準備期間)を十分にとる必要があることが判明した。来年度は、上記を参考にさらに改訂を行い、研修を実施する予定。研修教育資料に関しては、書籍よりも新しい世代に受け入れやすく、インパクトの強い、ビデオ、CD-ROM等を中心に行った。今後も継続的な収集を行っていく。第一線小児科医(日本外来小児科学研究会会員)を対象に実施したアンケート調査で、外来小児科学としてのトレーニングを特にうけた記億がないと答えた人は67.0%に達している。また受けたとしても、その内容に満足していたのは、50.8%であった。さらに今後も受けてきたようなトレーニングで若い小児科医が外来小児科医として自立する場合に十分と思うか?では、十分であるとしたのは、僅か7.6%であった。十分でないとした人は、70.4%に達した。この結果からも今後の外来小児科学教育の重要性・必要性がうかがわれる。今年度はアンケートの自由記載部分の検討を行った。この中で外来小児科を実践するうえで、アンケート項目以外で研修が必要とされたのは、診察技術・基本的手技・面接技術等の実務面、境界領域の疾患に対する知識、人事・経営・行政等のクリニック運営上の知識等であった。これらは今後新たに研修カリキュラムに取り入れる分野として検討していく必要がある。今年度は、前年度施行し判明した問題点を改訂した、つまり技術・知識面に関する面よりも、患者接遇法(医療態度教育)、コメディカルへの接し方(コミュニケーション)、問題解決へのプロセス方法等に重点をおいた改訂版研修カリキュラム(外来総合小児科学の比重の高い研修システム)による研修医教育を実施した。研修医からの本システムへの評価としては、外来小児科を実践していく上での知識,技術を研修前後で客観的に自己評価できたこと、教育スタッフ、コメディカルスタッフとの相互評価を行えたことが好評であった。しかし、今年度特に重点をおいた、情意教育・態度学習・患者接遇法教育・臨床医学倫理学等の面では、教育法、研修内容等まだ十分ではなく、さらに研究・改訂しなければならない。
生物を含む環境トリチウムの変動解析

昨年度までの6年間に亘るトリチウムの環境動態に関する計画研究により天然水(海水、河川水、雨水等)中のトリチウムの測定法とバックグラウンドレベルの評価はほぼ完了することができた。そしてその間に動植物体におけるトリチウムの測定と挙動についての研究が芽生えてきた。ヒトを含む動植物体中のトリチウムの測定法と体内動態を知ることは、公衆の放射線被曝評価を行うため必須のことである。そこでこれまで行ってきた天然水や大気中トリチウム濃度の変動要因の追跡に加えて、動植物体中のトリチウム測定法の改良、環境→食品→人体へのトリチウムの移行、土壌や動植物体によるトリチウムの酸化等に関する研究を行い、環境トリチウムの研究を総合的に行った。生体中の低レベルトリチウムを測定する場合、いろいろな問題があり方法論的に確立されていないが、通常の加熱燃焼法と大型の酸素プラズマ燃焼法について比較検討し、それらの長所、短所を明らかにし、前処理法に格段の進歩がみられた。気体状のトリチウム(HT)の環境中での水への酸化の問題については複数の研究室で、実験室内のモデル実験を行い、無機物、紫外線、土壌、植物による酸化物の研究が行われ、次第にその全が明らかになってきた。食品中のトリチウム濃度に関しては、生鮮食料品、米、輸入食品について測定され、ヒトの内部被曝評価のための基礎データが得られた。植物(とくに松葉)の自由水トリチウムと有機結合型トリチウムの比が1以上になる原因、機構についてはいろいろ実験的に検討されたが、自然環境条件を実験室内で再現することが難しく、結論は得られていない。更に研究する必要がある。
超低侵襲治療を実現する半自律動作性CAD統合内視鏡診断治療ロボットシステムの開発

本研究の目的は半自律型駆動機構と微細マニピュレーション機能およびCAD連携機能を備える内視鏡ロボットの開発および実用化を行うことである.目的を遂行するために4つの項目に分け研究開発を行なった。(1)半自律型駆動機構の開発において,大腸内視鏡検査における腸管短縮手技を支援するマニピュレータの開発に成功した.(2)微細マニピュレーション機能の開発では,単孔式内視鏡下手術における術中の視点・視野の操作が可能な能動内視鏡マニピュレータを作成した.(3)CAD/ナビゲーション連携機能の開発では, CT画像を用いた自動診断システムを構築し,(4)トレーニング/評価システムの構築を目的に,当施設における内視鏡外科トレーニングでの受講者のトレーニングデータを効率よく収集可能なシステムを構築した.今後の継続研究にてこれらの技術精度をさらに向上させると共に,これらの技術を統合していく予定である.本研究の目的は半自律型駆動機構と微細マニピュレーション機能およびCAD連携機能を備える内視鏡ロボットの開発および実用化を行うことである.目的を遂行するために4つの項目に分け研究開発を行なった。(1)半自律型駆動機構の開発において,大腸内視鏡検査における腸管短縮手技を支援するマニピュレータの開発に成功した.(2)微細マニピュレーション機能の開発では,単孔式内視鏡下手術における術中の視点・視野の操作が可能な能動内視鏡マニピュレータを作成した.(3)CAD/ナビゲーション連携機能の開発では, CT画像を用いた自動診断システムを構築し,(4)トレーニング/評価システムの構築を目的に,当施設における内視鏡外科トレーニングでの受講者のトレーニングデータを効率よく収集可能なシステムを構築した.今後の継続研究にてこれらの技術精度をさらに向上させると共に,これらの技術を統合していく予定である.(1)半自律型駆動機構の開発(高西、橋爪、小西):平成21年度研究成果1.駆動部など各要素技術の個々の設計試作2.大腸ファイバー練習用模型を用いた動作精度の検討高西らの開発した多関節制御アルゴリズムを用い、多自由度関節屈曲内視鏡ロボット駆動部を試作した。駆動部の二つ搭載することで腸管ねじれを回避し、さらに強化学習により効率的に前進する機構を作成した。動物実験にて駆動機能を評価し、改良を継続中である。(2)微細マニピュレーションの開発(高西、洪):マイクロマシン技術を用いた超小型カプセル内視鏡ロボットの狭小な局所空間での微細手術を可能とする内視鏡先端装着型の3自由度マニピュレータの開発試作を行なった。今年度ワイヤによる力伝達機構の効率化と、マスタースレーブ制御ソフトウェアの開発、改良を行い、動物組織による動作実験により小型マニピュレーション装置による組織の切除、剥離、縫合実験を行い、要求仕様を明らかにした。来年度以後、結紮機能、高周波熱凝固による局所の焼灼機能を持たせることを目標として開発研究を継続する。Computer assisted diagnosis(CAD)およびコンピュータナビゲーションシステムを搭載した内視鏡手術システムの開発を可能にするため、本年度は1)能動内視鏡マニピュレータ、2)大腸検査支援マニピュレータの開発を行い、以下の結果を得た。1)能動内視鏡マニピュレータの開発:単孔式内視鏡下手術における術中の視点・視野の操作を目的に,汎用保持マニピュレータと外套管マニピュレータからなる能動内視鏡マニピュレータの開発を行った.外套管には圧縮コイルばねを用いて屈曲の2自由度を実現し,体内で自由に位置・姿勢が操作可能な計6自由度の構成とした。ジョイスティックによる動作検証により,位置移動,屈曲動作が可能であることが確認された。また、内視鏡は小型化されたステレオ視をもつもので、対象物を3次元立体画像復元が可能なものを新たに開発した。今後は術具マニピュレータとの統合によるin vivo実験を行い,システム全体の評価および改善を図っていく予定である。2)大腸内視鏡検査における腸管短縮手技を支援するマニピュレータの開発:このマニピュレータは,4個のDCモータとそれによって駆動される4自由度リンク機構からなり,内視鏡先端に取り付けて使用する.駆動部は体外に設置され,ワイヤとアウターチューブを介して,マニピュレータを動作させる。マニピュレータの動作は,画像処理と強化学習を統合した制御系によって,自律的に最適化される。大腸内視鏡検査トレーニング用の大腸モデルにこのマニピュレータを挿入してその有用性を検証することができ、臨床応用の可能性が示唆された。Computer assisted diagnosis (CAD)およびコンピュータナビゲーションシステムを搭載した内視鏡手術システムの開発を可能にするため、本年度は1)能動内視鏡マニピュレータ、2)大腸検査支援マニピュレータの開発を行い、以下の結果を得た。2)大腸内視鏡検査における腸管短縮手技を支援するマニピュレータの開発:

このマニピュレータは,4個のDCモータとそれによって駆動される4自由度リンク機構からなり,内視鏡先端に取り付けて使用する.駆動部は体外に設置され,ワイヤとアウターチューブを介して,マニピュレータを動作させる。マニピュレータの動作は,画像処理と強化学習を統合した制御系によって,自律的に最適化される。大腸内視鏡検査トレーニング用の大腸モデルにこのマニピュレータを挿入してその有用性を検証することができ、臨床応用の可能性が示唆された。
異方性複合材料の組織及び強度の超音波による新しい測定法

本研究では、複雑な構造をもつ異方性材料の内部での超音波の振る舞いを解析し、異方性材料の強度を測定する方法を提案するとともに、材料内部の微小構造を推定する方法を提案する。複数の円柱を一定方向および一定間隔で配置した理想的な1軸異方性材料に超音波を照射することを考えると、ある円柱で散乱された音波がさらに別の円柱で散乱されるといった繰り返しで音場が形成されるものと考えられる。そこで、1本の円柱の散乱場の理論的な関数と材料を構成する各円柱を通過する様々な経路(音線の原理)を考慮して超音波の受波波形をコンピュータ上で計算した。実際に、2mm3mmのアクリル性の円柱を2.5mm7mmの間隔で配置した1軸異方性材料を数10種類作成し実験をしたところ、円柱間の間隙が媒質における波長の2倍以上の条件下で理論値と実験値がよく一致することがわかった。また、逆に超音波をもちいて非侵襲的に円柱の直径および間隔を推定する方法も医療分野等で望まれている。そこで、超音波を試料に照射した際に形成される超音波の進行方向からずれた方向に形成される前方散乱場を計測し、試料を2次元回折格子として考えたモデルを用いて受波波形を周波数解析することにより、円柱の直径および間隔を推定する方法を提案してきたが、本手法は異方性の軸と装置の座標系を一致させる必要性がある。そこで、人間の腫骨を切り出した試料を回転させながら散乱場を計測して検討を行った結果、音波の照射方向に対して受波器の設置位置を変えた場合、試料の軸と装置の座標系が一致したときに、周波数スペクトルのピークを示す周波数が受波器の設置角度に呼応して変化することを利用して、試料の軸と装置の座標系を一致させることが可能なことを実験的および理論的に確認した。本研究は複雑な構造をもつ複合材料の内部での超音波の振る舞いを解析し、材料全体としての強度を測定する方法を提案するとともに、材料内部の微小構造を推定する新たな方法を提案する。超音波が異方性材料中に照射されると、内部の微少構造をそのまま直進して透過してくる成分と、材料内部で散乱された成分の二つに分けられる。直進してくる成分は、その伝搬時間より音速が求められ、求められた音速から、材料定数の体積弾性率を計算することができる。また、様々な方向から計測することにより、多方向の材料定数を計測することができる。本研究では音速に注目し、簡単のため、厚さ1cmの金属ブロックに等しい大きさの穴を等間隔であけた、一軸性異方性材料を作成し計測を行ったところ、理論値と実験値は一致をみた。一方、社会の高齢化に伴い問題視されている「骨粗鬆症」の診断時に、骨梁と呼ばれる微小な骨柱を内部に持つ骨の骨梁の太さおよび間隔を計測したいという要求がある。すなわち、骨は内部に微小構造をもつ複合材料の一種である。この場合は、前述の直進して透過してくる超音波の成分だけでは微小な骨梁の情報を計測するのは困難である。そこで、試料で散乱される成分を計測し、解析することにより骨梁の情報を推定することが可能であると考えられる。理論的および実験的に検討した結果、試料の周囲に形成される周波数特性および空間的な超音波振動振幅分布に材料特有の特徴があり、周波数特性を受波する角度変化させながら計測し、骨梁の直径及び間隔を推定した結果、実際にノギスで計測した値と一致をみている。本研究では、複雑な構造を持つ異方性材料の内部での超音波の振る舞いを解析し、異方性材料の強度を測定する方法を提案するとともに、材料内部の微小構造を推定する方法を提案する。

複数の円柱を一定方向および一定間隔で配置した理想的な1軸異方性材料に超音波を照射することを考えると、ある円柱で散乱された音波がさらに別の円柱で散乱されるといった繰り返しで音場が形成されるものと考えられる。そこで、1本の円柱の散乱場の理論的な関数と材料を構成する各円柱を通過する様々な経路(音線の原理)を考慮して超音波の受波波形をコンピュータ上で計算した。実際に、2mm3mmのアクリル性の円柱を2.5mm7mmの間隔で配置した1軸異方性材料を数10種類作成し実験したところ、円柱間の間隙が媒質における波長の2倍以上の条件下で理論値と実験値がよく一致することがわかった。また、逆に超音波をもちいて非浸襲的に円柱の直径および間隔を推定する方法も医療分野等で望まれている。そこで、超音波を試料に照射した際に形成される超音波の進行方向からずれた方向に形成される前方散乱場を計測し、試料を2次元回折格子として考えたモデルを用いて受波波形を周波数解析することにより、円柱の直径および間隔を推定する方法を提案してきたが、本手法は異方性の軸と装置の座標系を一致させる必要性がある。そこで、人間の腫骨を切り出した試料を回転させながら散乱場を計測して検討を行った結果、音波の照射方向に対して受波器の設置位置を変えた場合、試料の軸と装置の座標系が一致したときに、周波数スペクトルのピークを示す周波数が受波器の設置角度に呼応して変化することを利用して、試料の軸と装置の座標系を一致させることが可能なことを実験的および理論的に確認した。
ポスト印象主義におけるユートピア芸術論に関する総合的研究

1本研究は、これまで、ゴッホとゴーギャンの関係を除いて、殆どなされてこなかった、セザンヌ/ゴッホ/ゴーギャン、3人の緊密な美学的連帯を「ユートピア芸術論」に注目することで明らかにする。23人の活動を、造型的側面ではなく、思想的側面から分析する事で、「個性」ではなく「連帯性」、「個人」ではなく「集団」の活動として明らかにする。3本研究は、文献学や実証主義、図像学、形式分析といった伝統的美術史学に、最新の「場所論」の視点、さらに、哲学、美学・芸術学、社会史、思想史、精神分析学を融合させた学際的な研究で近代美術研究に新しい地平を導入する事を目指す。
精子・卵子相互認識機構に関わる精子因子の解明

1. calmeginは分子シャペロンcalnexinによく似た蛋白質であって、精巣内で特異的に発現される。calmeginをノックアウトしたマウスは、全く健康上に問題はないが雄のみ不妊であった。しかし、精子数や交尾行動は正常で、子宮内に精子も認められた。そこで体外受精をおこない、詳細に受精の様子を観察し、受精のどのステップに問題があるのかを検討した。その結果、この遺伝子改変マウスからの精子は卵子の外層を形成する透明帯に全く結合能を有していないことを見出した。2.このようなフェノタイプが真にcalmegin遺伝子の欠損によるものであるか確かめるために、ノックアウトマウスのフェノタイプをcalmeginのプロモーターにcalmeginの遺伝子を結合させたトランスジーンでレスキューすることを試みた。トランスジェニックでありながらcalmeginを発現しないものでは受性能が回復せず、calmeginを発現したものだけで受性能が回復することが観察された。3.透明帯除去によるassisted fertilizationを行ったところ、この精子は卵子との融合能を保持していることが確かめられた。calmeginはシャペロンであることから幅広い蛋白質に影響が及んでいる可能性も考えられたが、実際にはごく一部の機能にだけ欠陥が生じていることが判明した。4. calmeginが特異的にfoldingに関与する基質について検索したところ分子量約95kd付近に、calmeginに結合するが、calnexinには結合しないバンドを発見することができた。5.人においても、同様な症状をもつ不妊患者がいることから、人におけるcalmegin遺伝子の探索を行い、クローニングに成功した。不妊の診断、治療への道が開けて行くものと期待される。1.全身の細胞で発現される分子シャペロンcalnexinによく似た蛋白質であって、精巣内でのみ特異的に発現されるcalmeginを相同組換えにより、ノックアウトした遺伝子改変マウスは、全く健康上に問題はないが雄のみ不妊であった。この原因を詳しく検討するために、雄の精巣を詳しく検討したが何ら異常は認められなかった。精子数も正常に比べて低下しているということもなかった。交尾行動も正常で、子宮内に精子も認められた。2.このようなフェノタイプが真にcalmegin遺伝子の欠損によるものであるのか、calmegin遺伝子の近傍に存在する別の遺伝子が影響しているのかを知るために、ノックアウトマウスのフェノタイプをcalmeginのプロモーターにcalmeginの遺伝子を結合させたトランスジーンでレスキューすることを試みた。ノックアウトマウスのコロニーを増殖させて卵子を得、calmegin+/-の精子で体外受精し、calmegin-/-の受精卵をとった。数ラインのダブルトランスジェニックマウスが得られたが、そのうち、calmeginを発現しているものは3ラインのみであった。3.人においても、同様な症状をもつ不妊患者がいることから、人におけるcalmegin遺伝子の探索を行い、クローニングに成功した。

そこで体外受精をおこない、詳細に受精の様子を観察し、受精のどのステップに問題があるのかを検討した。その結果、この遺伝子改変マウスからの精子は卵子の外層を形成する透明帯に全く結合能を有していないことを見出した。2.このようなフェノタイプが真にcalmegin遺伝子の欠損によるものであるか確かめるために、ノックアウトマウスのフェノタイプをcalmeginのプロモーターにcalmeginの遺伝子を結合させたトランスジーンでレスキューすることを試みた。トランスジェニックでありながらcalmeginを発現しないものでは受性能が回復せず、calmeginを発現したものだけで受性能が回復することが観察された。3.透明帯除去によるassisted fertilizationを行ったところ、この精子は卵子との融合能を保持していることが確かめられた。calmeginはシャペロンであることから幅広い蛋白質に影響が及んでいる可能性も考えられたが、実際にはごく一部の機能にだけ欠陥が生じていることが判明した。4. calmeginが特異的にfoldingに関与する基質について検索したところ分子量約95kd付近に、calmeginに結合するが、calnexinには結合しないバンドを発見することができた。5.人においても、同様な症状をもつ不妊患者がいることから、人におけるcalmegin遺伝子の探索を行い、クローニングに成功した。不妊の診断、治療への道が開けて行くものと期待される。
カルシニューリンの脳内における特徴的局在-大脳基底核疾患との関係

カルシニューリン(CaN)の生理的機能を知る上で、脳内分布を調べることが重要であね。黒質、淡蒼球、線状体などの大脳基底核に濃度高く存在していることがわかった。特に線状体からの遠心性線維に含まれていることが明らかとになった。さらに、線状体におけるCaN含有細胞の同定を試みた。方法的には、ラット脳から精製したCaNに体するポリクローン抗体を作製し、イムノブロット法、免疫組織化学法を用いた。抗コリンエステラーゼ抗体と抗CaN抗体との二重染色では、それぞれの抗体で染色される細胞種が明らから異なり、二重に染色される細胞を認めなかった。また、抗サブスタンスP抗体と二重染色すると、個々の抗体のみに染色される細胞の場合と、両抗体に二重染色される細胞を認める場合が観察された。抗サブスタンスP抗体に体する反応性および細胞形態的特徴から、CaN含有細胞は中等度サイズ棘ニューロンであると結論された。ラット脳から精製されたCaNに体する抗CaN抗体がヒト脳に存在するCaNにも同程度に反応することを確かめ、種々のヒト神経等腫瘍組織におけるCaNの発現を調べた。アストロサイトーマ、多形性膠芽腫、オリゴデンドログリオーマ、上衣腫、脈絡叢乳頭腫、髄膜腫、神経鞘腫、下垂体腺腫、頭蓋咽頭腫、血管芽腫、過誤腫、間葉性腫瘍、悪性リンパ腫などのグリア系細胞、非神経性細胞にはCaNに対する免疫反応性を認めなかった。一方、末梢性神経芽腫、神経節性神経芽腫、神経節性神経腫、網膜芽腫などの神経系細胞にCaN免疫反応性を認めた。これまでにも、神経細胞を識別する手段として神経細胞特異性標識因子の開発がなされており、ニューロン特異性エノラーゼ、ニューロフィラメントなどが知られている。CaN免疫染色法を加えることにより、より多角的な神経細胞の同定が可能になると考えられる。
パキスタンにおける女子教育の拡充が生活改善意識の向上に及ぼした効果

本研究の目的は非識字の家族の中で、字が読み書きできることが女性の位置づけをプラスに変えること、女性が生活改善に必要な新しい知識や技術を得ることが、生活改善はもとより家族・地域社会の中での女性の位置づけを変えるという仮説のもとに、教育の効果を可視化することである。研究方法の主流は、現地パキスタンでの聞き取り調査による。平成13年3月6日21日の渡航期間中にイスラマバードおよびラホールのノンフォーマルスクール等において、女児74名、女性教師36名、母親62名を対象に、英語からウルドゥー語に翻訳した調査用紙を用いて聞き取り調査(教師と識字能力のある女児は本人が記入)を行った。本年度にウルドゥー語から英訳された回答の集計と分析を行った結果、女児の回答からは、学校の科目のなかでウルドゥー語(国語)や数学の学習が家族のために役立つと女児自身が認識していること、母親の回答からは、娘が読み書きができるようになったことで娘が家族や隣人から大切にされるようになったことや、衣食住生活に関する学習が家族の生活に役立っていること、特に金銭の計算が役だっている等の実態を表出化することができた。パキスタン滞在中には、Ms.ZOBAIDA JALAL教育大臣をはじめパキスタン・リテラシー・コミッションやSHE(SELF HELP ENTREEPRENEUR)のパキスタンの女子教育問題に取り組む方々にインタビューし、課題とその改善にむけた対策等を直にインタビューできたことは、本研究の大きな実績でもある。なお、本研究が10月の追加交付であったため補助金対象年度内の発表には至らなかったが、この件については次年度の課題と認識している。平成13年3月6日より21日の間、パキスタンにおける現地調査を行う予定である。パキスタン滞在中には、Ms. ZOBAIDA JALAL教育大臣をはじめパキスタン・リテラシー・コミッションやSHE(SELF HELP ENTREEPRENEUR)のパキスタンの女子教育問題に取り組む方々にインタビューし、課題とその改善にむけた対策等を直にインタビューできたことは、本研究の大きな実績でもある。
含水鉱物の高圧下での"水"の状態変化

高圧下における鉱物中の"水"の状態分析法を確率するためダイヤモンドアンビリセル(DAC)をフーリエ変換型偏光顕微赤外分光器に据え付け、高圧下における赤外吸収スペクトルその場測定を可能にした。DACは赤外顕微鏡下での作業スペースの制限から三点クランプ式DACを用いた。発生圧力の検出にはルビー蛍光法を用いた。ルビー蛍光測光のためロックイン方式による可視分光器を作成した。顕微可視分光器は、蛍光誘起用レーザ、チョッパー、偏光顕微鏡、ロックインアンプ、モノクロメーター、フォトマル、波長駆動装置、制御用パソコンからなる。この方法を用いてブルーサイトの高圧下での赤外吸収スペクトルを測定した。ブルーサイト(Mg(OH)_2)は、その単純な科学組成と、その結晶構造が層状珪酸塩鉱物の基本構造をもつことから、含水層状珪酸塩鉱物の原型とみなされ、高圧下での挙動が研究されている。常圧下ではOHダイオールはc軸に平行に向いており、隣り合う層間において対向することはなく、層間にOH結合は働かない。高圧下でのブルーサイトの挙動に関する興味の一つは、圧力誘起により層亜にOH悦号が形成されるか否かである。本研究においては、ブルーサイト単結晶を用いダイヤモンドアンビルによる高圧下での偏光赤外吸収スペクトル測定及び偏光吸光度分布測定が行われ、圧力誘起による吸収ピークを確認した。圧力誘起による吸収ピークは、圧力誘起による新たなOH結合の形成を示唆している。吸収ピークの異方性から、圧力誘起により形成されるOHダイポールはc軸とは斜交する方向に配向し、c軸方向には対称性に支配されて等方的に分布すると考えられる。
高齢者運動器不安定症由来腰痛を惹起する神経侵入制御因子同定と新規治療シーズ探索

本研究では高齢者が抱える、骨粗鬆症、サルコペニア、変形性関節症由来の腰痛、関節痛の発症機序について動物モデルやヒト手術検体を用いて調査した。骨密度が減少した骨組織、筋肉量が減少した筋組織、変形性関節症を呈した滑膜組織において炎症性サイトカイン、各種成長因子、疼痛関連物質の発現上昇が確認され、このことが疼痛惹起に関与していることが示唆された。また、骨粗鬆症椎体において疼痛関連物質を発現した多数の神経線維が確認され、このことも疼痛に関与すると考えられた。本研究では、10週齢雌性のC57BL/6Jマウスに対し、卵巣を摘出して骨粗鬆症を模した卵巣摘出モデルを作成し、用いた。比較群として卵巣露出のみのsham手術を行ったsham群も用意した。卵巣摘出骨粗鬆症モデルマウスにおける椎体、大腿骨の骨密度、Bone Volume Fractionの測定をqCT、μCTを用いて行った結果、sham群と比較し、有意に減少していた。次に、骨密度が減少した骨粗鬆症椎体、大腿骨内に発現する物質を評価した結果、炎症性サイトカインであるインターロイキン1ベータ(IL-1b)と神経成長因子であるNGFの発現が上昇していた。炎症性サイトカインはアラキドン酸カスケードを促進し、PGE2の発現を促進し、疼痛にかかわる他、NGFの産生を促進し、NGF自体も疼痛に関与するため、骨粗鬆症状態が疼痛を惹起している可能性が示唆された。また、椎体骨内に侵入する微小神経について、免疫組織学的に評価を行った結果、骨粗鬆症椎体内に侵入する多数のカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP:炎症性疼痛ペプチド)陽性のPGP9.5陽性神経線維を多数確認した。これらの神経線維が疼痛伝達に関与している可能性が示唆された。なお、骨粗鬆症由来疼痛の行動評価のため、尾懸垂試験を行って評価したが、sham群と比べ、明らかな変化が認められなかった。腰痛などを含む運動器疼痛の行動評価には確立したものがなく、本研究では腰痛行動評価の一つの可能性として尾懸垂試験を採用して評価を行ったが、骨粗鬆症に由来する疼痛に関しては尾懸垂試験では困難であると考えられた。平成27年度は骨粗鬆症由来疼痛の発生機序について明らかにすることが目的であったが、骨粗鬆症椎体に発現する物質を同定できたほか、椎体内に侵入する微小神経も確認することができ、おおむね計画通りと考える。サルコペニアの痛みの発症機序について調査した。まず、加齢にともなう骨格筋内に発現する物質を調査するために、12週令から96週令までのSDラットの傍脊柱筋と大腿四頭筋における炎症性サイトカイン(TNFα、IL-6)及び、アディポサイトカインであるレプチンの発現の加齢性変化を検討した。結果、高齢ラットの傍脊柱筋、大腿四頭筋におけるレプチン、TNFα、IL-6の発現は上昇していた。次に、加齢に伴い筋内に発現上昇したレプチンが、TNFαやIL-6の発現に与える影響について検討した。in vitroの系において、筋細胞に対してレプチンの刺激の有無によるTNFα、IL-6の発現量の変化を調査した所、筋細胞におけるTNFα発現はレプチン刺激により増加することがわかった。以上より、加齢に伴い骨格筋におけるレプチン発現が増加し、TNF-αを誘導することで炎症性環境形成に関わる可能性が示された。また、前年に引き続き、骨粗鬆症の痛みの発症機序について更なる調査を行った。前年度の研究において、卵巣摘出後骨粗鬆症モデルの大腿骨や腰椎においてIL-1βと神経成長因子(NGF)の発現上昇が確認されたため、本年度はIL-1βとNGFとの発現の関係について調査を行った。卵巣摘出を行ったマウスから両側大腿骨を摘出し、骨髄を採取し、コラゲナーゼ連続処理法を用いて、骨組織から骨芽細胞の分離抽出を行った。in vitroの系において、骨芽細胞に対して、IL-1β刺激の有無によるNGFの発現量を調査した所、IL-1β刺激によりNGFの発現量は上昇していた。また、高齢者運動器不安定症の代表として変形性膝関節症モデルにおいても調査した所、膝滑膜においても同様の変化が起こっていることがわかった。平成28年度は骨粗鬆症治療が骨粗鬆症由来疼痛にあたえる影響について調査するため、副甲状腺ホルモン(PTH)の間欠的投与が骨粗鬆症椎体、大腿骨内に発現する炎症性サイトカインや各種成長因子に与える影響について調査を予定している。行動評価も予定していたが、尾懸垂試験では、骨粗鬆症モデルにおいて明らかな変化が見られなかったことから、今回は、行動評価は行わない。脊椎外科