hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘッドマウントディスプレイを用いた視知覚矯正・補助フレームワークの構築

網羅的・統一的に視覚拡張(AV: augmented vision)の方法論を確立するために,視知覚のプロセスをデジタル画像処理における射影変換や時空間画像フィルタのアナロジーで捉え,その逆問題を解く計算論的アプローチにより,汎用的な枠組みで典型的な非定型視知覚の体験者に定型と等価な視知覚を生じさせること(視覚矯正・補助)を目指しています.本研究で得られる高精度視線推定,実時間収差補正フィルタ,画素単位で調光可能な小型HMDなどの技術は,任意の視知覚を自在に生み出す汎用的AVの基盤となります.また,手軽で正確な検査法の実現,発生メカニズムの解明,将来の新たな自助手段の提供などにつながり,医学的・社会福祉的な意義も大きいと考えています.平成30年度は,主に以下の2つの研究に取り組みました.1)眼位矯正HMDの開発と評価に関して,昨年度はヘスチャートプロジェクタによる眼位検査をHMDを用いたVR空間にて実施可能なシステムを構築しました.予備実験からは,HMDを用いたシステムでも医療機器を用いたものと同等の精度で検査ができる可能性が示唆されました.また,眼位を調整可能なビデオ透過型(VST)HMDを開発しました.本システムを用いて,眼位を自在に調整し,斜視・斜位のある人が両眼視を復元できることを確認しました.また,2)視覚過敏補助HMD(スマートサングラス)の開発と評価に関して,不快な視覚体験を生じないような入力ビデオ映像を機械学習で自動的に分類する手法について検討しました.また,将来のスマートサングラスの実現に向けて,曲面ミラーを組み合わせた,画素単位で減光可能な光学透過型(OST)HMDの基本設計を行いました.平成30年度は,主に以下の2つの研究に取り組みました.1)眼位矯正HMDの開発と評価に関して,昨年度はヘスチャートプロジェクタによる眼位検査をHMDを用いたVR空間にて実施可能なシステムを構築しました.これは当初計画していなかった新たな取り組みですが,HMDによる医療用プロジェクタより遥かに安価かつ映像提示の自由度が高く,精度的にも同等以上であることが判りました.予想以上の性能に,共同研究者の眼科医からは驚嘆の声が挙がっていました.また,眼位を調整可能なビデオ透過型(VST)HMDを開発しました.本システムを用いて,眼位を自在に調整し,斜視・斜位のある人が両眼視を復元できることを確認しました.一方,HMDの解像度が低く,眼位矯正はできても実用性には課題が残りました.これは計画どおりの進捗と言えます.視線計測を用いた眼位の自動調整は未着手となりました.これは計画を下回る進捗です.一方,2)視覚過敏補助HMD(スマートサングラス)の開発と評価に関して,不快な視覚体験を生じないような入力ビデオ映像を機械学習で自動的に分類する手法について検討しました.また,将来のスマートサングラスの実現に向けて,曲面ミラーを組み合わせた,画素単位で減光可能な光学透過型(OST)HMDの基本設計を行いました.これらも概ね計画に沿った進捗と言えます.以上より,全体としてもおおむね順調に進展していると考えます.1)眼位矯正HMDの開発と評価に関して,昨年度開発した眼位を調整可能なビデオ透過型(VST)HMDの効果を検証します.また,その結果に基づき眼位を調整したVST-HMDにより,融像が復元することを確認します.具体的には,ヘスチャートプロジェクタによる眼位検査法とHMDによる眼位検査法の精度を比較し,同等以上の検査精度が得られることを客観的に示します.年度後半は高性能視線検出機能を有するVST-HMDを用いて,眼位の計測と矯正の自動化を試みます.2)視覚過敏補助HMD(スマートサングラス)の開発と評価に関して,不快な視覚体験を生じないような入力ビデオ映像のリアルタイム調整に取り組みます.具体的には,シーンの明るさ分布に応じたノンリニアな減光や彩度低減,蛍光灯などの高周波明滅の時間平均化(チラツキ緩和),注視点からの偏位角に応じたローパスフィルタ(周辺あるいは中心視野ほど細かいパタンを不鮮明化),動物体領域のみの不鮮明化やストップモーション化(コマ落ち)などを検討します.まず,モニタを用いた自動調整の効果を検証し,VST-HMDによる効果の確認にも取り組みます.また,曲面ミラーを組み合わせた,画素単位で減光可能な光学透過型(OST)HMDの基本設計に従って試作と評価に取り組みます.網羅的・統一的に視覚拡張(AV: augmented vision)の方法論を確立するために,視知覚のプロセスをデジタル画像処理における射影変換や時空間画像フィルタのアナロジーで捉え,その逆問題を解く計算論的アプローチにより,汎用的な枠組みで典型的な非定型視知覚の体験者に定型と等価な視知覚を生じさせること(視覚矯正・補助)を目指しています.本研究で得られる高精度視線推定,実時間収差補正フィルタ,画素単位で調光可能な小型HMDなどの技術は,任意の視知覚を自在に生み出す汎用的AVの基盤となります.また,手軽で正確な検査法の実現,発生メカニズムの解明,将来の新たな自助手段の提供などにつながり,医学的・社会福祉的な意義も大きいと考えています.平成30年度は,主に以下の2つの研究に取り組みました.1)眼位矯正HMDの開発と評価に関して,昨年度はヘスチャートプロジェクタによる眼位検査をHMDを用いたVR空間にて実施可能なシステムを構築しました.

予備実験からは,HMDを用いたシステムでも医療機器を用いたものと同等の精度で検査ができる可能性が示唆されました.また,眼位を調整可能なビデオ透過型(VST)HMDを開発しました.本システムを用いて,眼位を自在に調整し,斜視・斜位のある人が両眼視を復元できることを確認しました.また,2)視覚過敏補助HMD(スマートサングラス)の開発と評価に関して,不快な視覚体験を生じないような入力ビデオ映像を機械学習で自動的に分類する手法について検討しました.また,将来のスマートサングラスの実現に向けて,曲面ミラーを組み合わせた,画素単位で減光可能な光学透過型(OST)HMDの基本設計を行いました.平成30年度は,主に以下の2つの研究に取り組みました.1)眼位矯正HMDの開発と評価に関して,昨年度はヘスチャートプロジェクタによる眼位検査をHMDを用いたVR空間にて実施可能なシステムを構築しました.これは当初計画していなかった新たな取り組みですが,HMDによる医療用プロジェクタより遥かに安価かつ映像提示の自由度が高く,精度的にも同等以上であることが判りました.予想以上の性能に,共同研究者の眼科医からは驚嘆の声が挙がっていました.また,眼位を調整可能なビデオ透過型(VST)HMDを開発しました.本システムを用いて,眼位を自在に調整し,斜視・斜位のある人が両眼視を復元できることを確認しました.一方,HMDの解像度が低く,眼位矯正はできても実用性には課題が残りました.これは計画どおりの進捗と言えます.視線計測を用いた眼位の自動調整は未着手となりました.これは計画を下回る進捗です.一方,2)視覚過敏補助HMD(スマートサングラス)の開発と評価に関して,不快な視覚体験を生じないような入力ビデオ映像を機械学習で自動的に分類する手法について検討しました.また,将来のスマートサングラスの実現に向けて,曲面ミラーを組み合わせた,画素単位で減光可能な光学透過型(OST)HMDの基本設計を行いました.これらも概ね計画に沿った進捗と言えます.以上より,全体としてもおおむね順調に進展していると考えます.1)眼位矯正HMDの開発と評価に関して,昨年度開発した眼位を調整可能なビデオ透過型(VST)HMDの効果を検証します.また,その結果に基づき眼位を調整したVST-HMDにより,融像が復元することを確認します.具体的には,ヘスチャートプロジェクタによる眼位検査法とHMDによる眼位検査法の精度を比較し,同等以上の検査精度が得られることを客観的に示します.年度後半は高性能視線検出機能を有するVST-HMDを用いて,眼位の計測と矯正の自動化を試みます.2)視覚過敏補助HMD(スマートサングラス)の開発と評価に関して,不快な視覚体験を生じないような入力ビデオ映像のリアルタイム調整に取り組みます.具体的には,シーンの明るさ分布に応じたノンリニアな減光や彩度低減,蛍光灯などの高周波明滅の時間平均化(チラツキ緩和),注視点からの偏位角に応じたローパスフィルタ(周辺あるいは中心視野ほど細かいパタンを不鮮明化),動物体領域のみの不鮮明化やストップモーション化(コマ落ち)などを検討します.
焼却炉の未利用廃熱を利用した農業―水産養殖複合システムの開発と実証試験

アクアポニックスは作物の水耕栽培と養殖を同時に行うシステムであり、持続的な農業として注目されている。本研究では、20°C以上に調節した温室内でリーフレタスを水槽との養液循環させたアクアポニックスで栽培し、魚の有無による生育の差異を調査した。レタス品種`グリーンスパン'とナマズを供試した。アクアポニックスの養液には、NとP以外のKCl,CaCl2およびMgSO4をそれぞれ2,1および0.5 me/L加えた。20°Cで発芽させたレタス苗を1/1000の液肥(N:P:K = 6:10:5)を含むトレイで湛液栽培し、1週間毎に養液を交換した。播種30日後に一部のレタス植物体を魚有りのアクアポニックス(AF)および魚無しのアクアポニックス(AC)に移植し、湛液栽培のままのものを対照(C)とした。植物を4週間栽培し、生育と品質、養液の性質・成分を1週間毎に調査した。4週間後の生体重および乾物重はACよりもAFおよびCにおいて有意に高かった。SPAD値はCで31.8、AFで23.6、ACで8.4であった。最大根長は、AF、AC、Cの順に短くなった。AFの養液中のNおよびP濃度はACよりも高く推移したが、Cよりも低かった。魚の餌が代謝され植物の養分として利用されたが、Cに比べると十分ではなかったことが示唆された。焼却炉の未利用廃熱を活用した温室および水産養殖システムへの熱供給システムを用いて、温室におけるトマト、イチゴの栽培,およびトラフグの養殖を開始した。熱収支に関する基礎データ採取を行うとともに、トマト、イチゴの収量とトラフグの発育状況を継続的に調べている。また,水産養殖産物の安全を評価するための指標として細菌叢を用いるため、ナマズおよびアユの体表由来のDNAをテンプレートとした16S rRNA V3-V4領域のPCRアンプリコンの次世代シーケンス解析法を開発した。アクアポニックスの実用レベルでの試作機は作成できなかったが、予備的なデータを取得できた。また、廃熱を利用した園芸生産と水産養殖の実地試験も進捗した。アクアポニックスシステムについて台数を増やして,実験の規模を拡大するとともに、研究結果を踏まえてフィードバックを行い、実用型の改良機を作成して試験に用いる。試験区を拡大して、養液中のN,P,K,Ca,Mgなどをモニタリングしながら、植物の生育および品質調査を行い、植物の生育に十分な魚の密度を調査する。対象魚種としてタナゴおよびメダカを加える。ナマズやタナゴなど自生する魚類の生育、さらに微生物に対する影響についても調査する。在来集団のメダカを高密度で養殖し,アクアポニックスへの適応を調査し、希少集団と生物多様性保持のためにアクアポニックシステムが適用可能であることを実証する。アクアポニックシステムの応用として、熱帯魚の水槽、水草と花き栽培を複合させ、家庭や公共のスペースにおける環境美化と利用者のQOLの向上へとつなげる可能性を検討する。焼却炉の廃熱を利用した温室およびアクアポニクス用の温室において、エネルギー利用効率の評価を行う。

アクアポニックスシステムについて台数を増やして,実験の規模を拡大するとともに、研究結果を踏まえてフィードバックを行い、実用型の改良機を作成して試験に用いる。試験区を拡大して、養液中のN,P,K,Ca,Mgなどをモニタリングしながら、植物の生育および品質調査を行い、植物の生育に十分な魚の密度を調査する。対象魚種としてタナゴおよびメダカを加える。ナマズやタナゴなど自生する魚類の生育、さらに微生物に対する影響についても調査する。在来集団のメダカを高密度で養殖し,アクアポニックスへの適応を調査し、希少集団と生物多様性保持のためにアクアポニックシステムが適用可能であることを実証する。アクアポニックシステムの応用として、熱帯魚の水槽、水草と花き栽培を複合させ、家庭や公共のスペースにおける環境美化と利用者のQOLの向上へとつなげる可能性を検討する。焼却炉の廃熱を利用した温室およびアクアポニクス用の温室において、エネルギー利用効率の評価を行う。29年度はアクアポニックスシステムの試作機の作成にとどまり、水槽等を設置することができなかったため次年度使用が生じた。30年度はアクアポニックスシステムの個数と規模を拡大するために残額を使用する。
超音波-光フェントンハイブリッドシステムによる環境汚染物質の無害化処理技術の構築

農薬による環境汚染が深刻となっており分解無害化技術が必要である。その分解法として光フェントン反応があるが、pH3付近の酸性域でのみ適用可能であった。そこで本研究では、光フェントン反応を中性域でも適用可能とするため、配位子を共存させることを検討し、また光フェントン反応と超音波の系を組み合わせ、分解の向上を計った。モデル化合物には、有機リン系農薬であるフェニトロチオンを用いた。フェニトロチオン溶液に配位子溶液、鉄(III)溶液を加え、塩酸、水酸化ナトリウムでpH調節し、最終的に反応溶液はフェニトロチオン濃度10mg/L、体積100mLになるよう調整した。反応溶液に超音波照射、光照射を行った。超音波-光フェントンハイブリッドシステムおけるフェニトロチオンの分解に対する諸条件の最適化を行った。反応pHは、ほぼ中性である6で行った。その結果、配位子としてシュウ酸5×10^<-3>M、鉄(III)5×10^<-4>Mであることが分かった。本最適条件下において、超音波照射・光フェントン・超音波/光フェントンの各系におけるフェニトロチオンの分解速度の比較を行った。超音波照射のみでは分解時間30分で約40%の分解率を示したのに対し、超音波/光フェントンでは、ほぼ100%の分解率であった。すなわち、フェニトロチオンの分解速度は、超音波照射<光フェントン<超音波/光フェントンであり、超音波照射に光フェントンを組合わせることで分解速度の向上に成功し、配位子を共存させることで中性付近でも分解反応が十分進行することを見出した。さらに、無機体への転化についても検討を行った。その結果、フェニトロチオン中の窒素は、亜硝酸イオンとして2時間後に100%、硫黄は、硫酸イオンとして12時間後に58%の収率で得られた。しかし、リンはリン酸イオンとして検出されなかったため、有機リン体として溶液中に残存しているものと考えられる。近年、ダイオキシン類による生態系への悪影響が懸念されており、その分解・無害化技術の開発が望まれている。そこで本研究では、ダイオキシン類の中でも最も毒性の高い2,3,7,8-四塩化ジベンゾ-pジオキシン(2,3,7,8-TCDD)に着目し、その分解を超音波照射により行った。超音波照射による2,3,7,8-TCDDの分解に及ぼす影響を調べた結果、超音波出力が高いほど分解率が良く出力数150Wにおいて90分間の照射でほぼ100%分解した。反応温度・反応時間が増加するに連れ分解率が上昇した。pHによる影響はほとんど見られなかった。この分解反応は、超音波照射により発生したキャビテーションバブルが破壊される際に水を分解し、それにより形成したOHラジカルにより2,3,7,8-TCDDが酸化分解されていると考えられる。また、US/Fe(III)/UV系において2,3,7,8-TCDDは、約30分間で100%の分解に至った。したがって、US/Fe(III)/UV系は、高効率な無害化処理技術である可能性が見出された。超音波照射による2,3,7,8-TCDDの分解後の試料からは、2,3,7,8-TCDD以外の異性体及び同族体は検出されなかった。この結果より、2,3,7,8-TCDDの分解経路は単純な脱塩素化反応でなく、DD(Dibenzo-p-dioxin)骨格が破壊されていると考えられる。次年度は、US/Fe(III)/UV系にっいてより詳細な検討を引き続き行う予定である。

その結果、フェニトロチオン中の窒素は、亜硝酸イオンとして2時間後に100%、硫黄は、硫酸イオンとして12時間後に58%の収率で得られた。しかし、リンはリン酸イオンとして検出されなかったため、有機リン体として溶液中に残存しているものと考えられる。
新しい磁場計測手法の開発と磁気スラストチャンバの原理実証

本実験は大阪大学が所有する激光12号で行った。本実験ではプロトンバックライト計測(詳細は研究実施計画を参照)を弱磁場に適用できるかを目的に、パルス幅100psのレーザーで生成したプロトンをネオジウム磁石が生成する弱磁場(磁石表面で0.1T)に照射し、下流で計測されるプロトンイメージに磁場の有無による変化が現れるかを検証した。厚さ2μmの銅箔に、レーザー波長527nm、レーザーエネルギー200Jのガラスレーザーを4本照射しプロトンビームを生成した。プロトンビームは磁場を通過して、計測器(CR-39)でイメージを取得した。磁場が無い条件では、プロトンビームは発生源を中心に円形状に広がった。一方磁場がある条件では、プロトンビームは磁石方向に曲げられ、また上下方向にも大きく曲げられた。この実験で、0.1T程度の弱い磁場においてプロトン軌道の変化を確認できた。次に実験で得られたプロトンイメージから磁場構造を逆算するために、Particle-in-Cell(PIC)コードを用いたプロトン粒子の軌道計算から、実験結果を再現できるコードの開発が求められる。磁場が無い条件で、実験で得たイメージの大きさを再現できるようにプロトンビームの発散角を設定し、プロトン粒子のエネルギーを変化させて粒子軌道を計算した。しかし磁場がある条件で計算したイメージは、曲げられる方向は実験結果と同じという定性的には再現できたが、定量的な一致には至らなかった。そのため、実験結果を定量的に再現するコードの開発が今後の課題として残る。磁場計測は磁気スラストチャンバの原理実証にとって重要な課題である。磁気スラストチャンバの実用化は、レーザー核融合ロケットの開発に必要不可欠である。有人火星探査が注目されている中、レーザー核融合ロケットによる飛行期間の短縮化は、搭乗員の安全性に寄与できる重要な課題であると考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。米国は2030年代に有人火星探査を実現させる計画を立てた。しかし火星までの往復には長期間要すため、搭乗員への宇宙放射線被曝の問題がある。そのため、高速飛行が可能な輸送機の開発が求められる。その候補としてレーザー核融合ロケットが提案された。その実現に向け、レーザー核融合ロケットの推進システムである磁気スラストチャンバの原理実証は重要な課題となる。そこで本研究では、磁気スラストチャンバの磁場の時間変化を計測することを目的とする。平成29年度は高強度レーザーを用いた実験機会を得られた為、プロトンバックライト法による磁気スラストチャンバの磁場計測が可能かの検証を行った。この計測法は高強度短パルスレーザーを金属薄膜に照射することで、高エネルギープロトン(H+)を生成し、それを磁場に照射し、下流にてプロトンの飛跡イメージを取得することで、得られたイメージから磁場構造を逆算する計測手法である。通常この手法は、高エネルギー(MeV)プロトンを利用し、強磁場(数100T)を計測している。しかし、我々が計測対象としてる磁場は、数T程度の弱磁場である。そのため、プロトンのエネルギーを抑える必要がある。そこで本実験では、プロトンを生成するレーザーの強度を下げて(プロトンエネルギーを抑え)、本手法が計測可能かの検証を行った。プロトンの飛跡イメージを取得するためにCR39フィルムを用いた。フィルムの前面には厚さ0.7μmのCH膜を貼り、低エネルギーのプロトンを阻止した。磁場の生成として、Nd永久磁石を用いて評価し、磁場の有無により、プロトンの飛跡イメージが変化することを確認した。この結果は、この計測手法が磁気スラストチャンバの磁場計測に適用できることを示した。しかし、プロトンイメージから磁場構造を逆算する解析プログラムが開発途上であるため、完璧な再現が出来ていない。解析プログラムの開発が今後の課題となる。磁気スラストチャンバの磁場の時間変化をプロトンバックライト法で追跡可能かの検証を行った。高強度レーザー(波長:527nm,パルス幅:0.1ns,エネルギー:200J/beam,ビーム数:4)を、厚さ2μmの銅箔に照射しプロトンを生成した。磁場生成にはNd永久磁石を用いた。この磁石は表面から4mm離れた位置で0.046Tの磁場を生成する。下流にCR39を設置し、プロトンのイメージを取得する。CR39表面にCH膜(厚み0.7μm)を貼り、約60keV以下のプロトンがCR39に衝突しないようにした。CR39は、温度を70°の一定にしたKOH水溶液(6mol/L)に15分浸して、エッチング処理した。実験結果から、磁場が無い場合、プロトンの飛跡痕はプロトンビームの中心軸上を中心に円状に広がっていた。これは、磁場がないためプロトンビームがまっすぐ飛来してきたことを示す。一方磁場を印加した場合、プロトンの飛跡痕が磁石側に寄っていた。これは、磁場によってプロトンの速度方向が変化させられ、プロトンの飛跡痕が変化したと考えられる。この結果は、磁場の有無によりプロトンイメージが大きく変化したことを示し、この計測法が有効であると言える。次に、実験で得られたプロトンイメージから磁場構造を逆算するために、PICコードでプロトンの飛跡を計算し、実験を再現するプログラムの構築が必要である。プロトンエネルギーを0.1MeVとした時の、プロトンイメージを計算した。

この時、プロトンビームの広がり角は、実験結果(磁場無し)から算出した角度を用いた。そのため、磁場がない場合の計算結果は、実験結果で得たプロトンの飛跡痕と同程度の大きさを再現している。しかし、磁場を印加した場合、実験と大きく異なった。そのため今後の課題として、実験で得られたプロトンイメージを再現出来る様に、PICコードの改良をする必要がある。本実験は大阪大学が所有する激光12号で行った。本実験ではプロトンバックライト計測(詳細は研究実施計画を参照)を弱磁場に適用できるかを目的に、パルス幅100psのレーザーで生成したプロトンをネオジウム磁石が生成する弱磁場(磁石表面で0.1T)に照射し、下流で計測されるプロトンイメージに磁場の有無による変化が現れるかを検証した。厚さ2μmの銅箔に、レーザー波長527nm、レーザーエネルギー200Jのガラスレーザーを4本照射しプロトンビームを生成した。プロトンビームは磁場を通過して、計測器(CR-39)でイメージを取得した。磁場が無い条件では、プロトンビームは発生源を中心に円形状に広がった。一方磁場がある条件では、プロトンビームは磁石方向に曲げられ、また上下方向にも大きく曲げられた。この実験で、0.1T程度の弱い磁場においてプロトン軌道の変化を確認できた。次に実験で得られたプロトンイメージから磁場構造を逆算するために、Particle-in-Cell(PIC)コードを用いたプロトン粒子の軌道計算から、実験結果を再現できるコードの開発が求められる。磁場が無い条件で、実験で得たイメージの大きさを再現できるようにプロトンビームの発散角を設定し、プロトン粒子のエネルギーを変化させて粒子軌道を計算した。しかし磁場がある条件で計算したイメージは、曲げられる方向は実験結果と同じという定性的には再現できたが、定量的な一致には至らなかった。そのため、実験結果を定量的に再現するコードの開発が今後の課題として残る。磁場計測は磁気スラストチャンバの原理実証にとって重要な課題である。磁気スラストチャンバの実用化は、レーザー核融合ロケットの開発に必要不可欠である。有人火星探査が注目されている中、レーザー核融合ロケットによる飛行期間の短縮化は、搭乗員の安全性に寄与できる重要な課題であると考えられる。今後の方策として大きく2つに分けられる。まず1つ目は「磁場を逆算する解析プログラムの開発」である。この課題は、「現在までの進捗状況」で記述した通り、PICコードの計算結果が実験結果を再現出来ていない問題がある。そのため、コードの問題点を改善する必要がある。実験を再現できるコードが完成した後は、解探索プログラムである遺伝的アルゴリズムの構築を行い、プロトンイメージから磁場構造を逆算できるかを検証する。次に2つ目の方策は「イオンバックライト法の構築」である。平成29年度に行った研究では、プロトンバックライト法を利用した磁場計測が可能であることを示した。しかし、プロトンの生成には、大型の高強度レーザーが必要である。一方、プロトンの代替として、イオンを用いるイオンバックライト法では、イオン源であるイオンエンジンで済むため、大型のレーザー施設を必要としない。
ダイソン型ボソン写像法の中励起集団運動状態への応用

(1)中重核の8重極多フォノン状態の解析を目的としたダイソン型ボソン写像法の計算機プログラムを完成させた.(約40,000行のソースプログラム).(2)このプログラムを^<146,148>Gdの8重極多フォノン励起状態の解析に応用し,精密解析の結果,中性子対モードと8重極粒子-空孔モードのcouplingが,^<148>Gdにおける8重極遷移のenhancementに本質的寄与をすることが明らかにした.(3)プログラム開発の過程で“簡易型ハッシュ法"を考案し(高田健次郎:「数値計算にハッシュ法を応用する」,九州大学大型計算機センター広報,Vol.28(1995)129-135),これが巨大メモリーを必要とする大規模数値計算に極めて有用であることを発見し,この方法により従来大型計算機を用いても殆ど不可能であると思われた巨大数値計算を高速パソコンで可能とした.(4)上記のプログラムは粒子-空孔表示であるので,粒子数保存は厳密に成り立っているが,閉殻近傍の原子核にしか適用できないという適用範囲の狭さが欠点である.この欠点を解決し,閉殻から遠く離れた領域の核に応用できるよう,ダイソン型ボソン写像法の準粒子表示での計算機プログラムのalgolithmの開発を行った.プログラムの基本的部分(約30,000行のソース)は完成したが,まだ実際の原子核に応用するに至っていない.今後の課題である.(1)中重核の8重極多フォノン状態の解析を目的としたダイソン型ボソン写像法の計算機プログラムを完成させた.(約40,000行のソースプログラム).(2)このプログラムを^<146,148>Gdの8重極多フォノン励起状態の解析に応用し,精密解析の結果,中性子対モードと8重極粒子-空孔モードのcouplingが,^<148>Gdにおける8重極遷移のenhancementに本質的寄与をすることが明らかにした.(3)プログラム開発の過程で“簡易型ハッシュ法"を考案し(高田健次郎:「数値計算にハッシュ法を応用する」,九州大学大型計算機センター広報,Vol.28(1995)129-135),これが巨大メモリーを必要とする大規模数値計算に極めて有用であることを発見し,この方法により従来大型計算機を用いても殆ど不可能であると思われた巨大数値計算を高速パソコンで可能とした.(4)上記のプログラムは粒子-空孔表示であるので,粒子数保存は厳密に成り立っているが,閉殻近傍の原子核にしか適用できないという適用範囲の狭さが欠点である.この欠点を解決し,閉殻から遠く離れた領域の核に応用できるよう,ダイソン型ボソン写像法の準粒子表示での計算機プログラムのalgolithmの開発を行った.プログラムの基本的部分(約30,000行のソース)は完成したが,まだ実際の原子核に応用するに至っていない.今後の課題である.(1)中重核の8重極多フォノン状態の解析を目的としたダイソン型ボソン写像法の計算機プログラムを完成させた.(約40,000行のソースプログラム).ただし,このプログラムは粒子-空孔標示であるので,粒子数保存は厳密に成り立っているが,適用範囲が狭いという欠点がある.(3)プログラム開発の過程で“簡易型ハッシュ法"を考案し,これが巨大メモリーを必要とする大規模数値計算に極めて有用であることを発見した.この方法により従来大型計算機を用いても殆ど不可能であると思われた巨大数値計算を高速パソコンで可能とし,上記のダイソン型ボソン写像法のプログラムの基礎となった.(4)これらの手法を用いて,閉殻から遠く離れた領域の核に応用できるよう,ダイソン型ボソン写像法の準粒子表示での計算機プログラムの開発に着手した.1.昨年の研究で,中重核の8重極多フォノン状態の解析を目的としたダイソン型ボソン写像法の計算機プログラム(約40,000行のソースプログラム)を完成させた.本年は,このプログラムを^<146,148>Gdの8重極多フォノン励起状態の解析に応用し,精密解析の結果,中性子対モードと8重極粒子-空孔モードのcouplingが,^<148>Gdにおける8重極遷移のenhancementに本質的寄与をすることを明らかにした.2.プログラム開発の過程で"簡易型ハッシュ法"を考案し,これが巨大メモリーを必要とする大規模数値計算に極めて有用であることを発見し,この方法により従来大型計算機を用いても殆ど不可能であると思われた巨大数値計算を高速パソコンで可能とした.この事を,上記の研究成果の中で明らかにした.3.上記のプログラムは粒子-空孔表示であるので,粒子数保存は厳密に成り立っているが,閉殻近傍の原子核にしか適用できないという適用範囲の狭さが欠点である.この欠点を解決し,閉殻から遠く離れた領域の核に応用できるよう,ダイソン型ボソン写像法の準粒子表示での計算機プログラムの開発を行って,基本的部分は完成したが,まだ実際の原子核に応用するに至っていない.今後の課題である.
乳腺腫瘍へのCESTイメージングの臨床応用と有用性の確立

新たなMR分子イメージングであるChemical ExchangeSaturationTransfer(CEST)法の乳腺領域における臨床応用を目指し、内因性CEST法の一種であるAmide Proton Transfer (APT)イメージングによる1乳腺腫瘍の鑑別法の確立、2乳癌の悪性度診断への応用、3乳癌の治療効果予測への応用を目的とする研究である。初年度として、まずは画像の最適化を行った。乳癌を中心に撮像を行ったが、病変周囲の脂肪組織の影響、肺や体外の空気の存在による磁場の不均一などにより、ひずみの大きい画像となり、APT信号が不安定であった。そこで、当初は両側乳房の撮像を行っていたが、シミングを患側に絞って画像を収集すると画像の改善が得られた。さらにシミングを病変周囲のみに絞るように変更することで、より安定した画像が得られるようになった。この手法により症例の蓄積を行っていくこととした。当初はひずみの多い画像であったが、シミングを絞るなどの工夫による安定した画像が得られるようになり、症例の蓄積が進んでいる。症例を蓄積し、APTシグナルと良悪性の関係、Ki-67など悪性度の指標との相関、治療効果との比較等を行い、乳腺腫瘍におけるCESTイメージングの有用性を明らかにする。画像の最適化に主に費やし、解析可能な症例の蓄積がまだ十分でなく、学会発表や論文発表を行うデータがまだ得られておらず、発表に必要な経費を使用しなかった。次年度以降に解析、発表用の物品購入や発表のための経費に使用する。
歯科用金属と歯科用レジンの新しい接着方法の開発―歯科材料への電着システムの応用―

歯科用金属と歯科用レジンとの接着性向上を目的として,新しい金属表面処理方法である電着の検討を行ってきた.有効な処理条件を確定するために,処理時間および電着処理後の放置時間について検討した.リン酸基1個とメタクリレート基1個を有する接着性モノマーを使用し,18k金合金,金銀パラジウム合金,コバルトクロム合金およびチタンを処理時間や処理後からレジン接着までの放置時間を変化させて検討した.その結果,処理時間は,30秒から1分間が効果的だった.放置時間が変化しても,貴金属の接着強さの変化は小さかった.非貴金属では放置時間が長くなるに従って接着強さも大きくなった.次に,新しい方法で歯科用金属に電着した場合の有効性について検討した.歯科用接着性モノマーとしては広く臨床応用されている4-META(4-methacryloxy ethyl trimellitate anhydride)を用た.処理溶液は,4-METAを水とアセトンの混合溶媒に分散させて調整した.これをセラミック繊維からなるシートに含浸させ,カーボンブロックと歯科用金属との間に介在させて通電することで,歯科用金属に4-METAを電着させた.その結果,歯科用チタンと歯科用レジンとの接着強さは10.716.1MPaを示した.これらのことから,この方法は4-METAの電着が可能であり,歯科用金属とレジンとの接着強さを向上させるのに有効な手段であることが判明した.さらに,より臨床に近い条件として,サンドブラストしたチタン表面に,市販されている接着性レジンセメント液を電着し,これに硬質レジンを築盛して接着強さを測定した.また,被着金属を鋳造した場合およびしない場合の2種類を用いて,鋳造が電着に与える影響についても検討した.その結果,接着強さは鋳造しないチタンでは11.819.8MPa,鋳造したチタンでは11.118.8MPaであった.これらのことから,市販接着性レジンセメント液は電着に応用できることが判明した.歯科用金属と歯科用レジンとの接着性向上を目的として,新しい金属表面処理方法である電着の検討を行ってきた.有効な処理条件を確定するために,処理時間および電着処理後の放置時間について検討した.リン酸基1個とメタクリレート基1個を有する接着性モノマーを使用し,18k金合金,金銀パラジウム合金,コバルトクロム合金およびチタンを処理時間や処理後からレジン接着までの放置時間を変化させて検討した.その結果,処理時間は,30秒から1分間が効果的だった.放置時間が変化しても,貴金属の接着強さの変化は小さかった.非貴金属では放置時間が長くなるに従って接着強さも大きくなった.次に,新しい方法で歯科用金属に電着した場合の有効性について検討した.歯科用接着性モノマーとしては広く臨床応用されている4-META(4-methacryloxy ethyl trimellitate anhydride)を用た.処理溶液は,4-METAを水とアセトンの混合溶媒に分散させて調整した.これをセラミック繊維からなるシートに含浸させ,カーボンブロックと歯科用金属との間に介在させて通電することで,歯科用金属に4-METAを電着させた.その結果,歯科用チタンと歯科用レジンとの接着強さは10.716.1MPaを示した.これらのことから,この方法は4-METAの電着が可能であり,歯科用金属とレジンとの接着強さを向上させるのに有効な手段であることが判明した.さらに,より臨床に近い条件として,サンドブラストしたチタン表面に,市販されている接着性レジンセメント液を電着し,これに硬質レジンを築盛して接着強さを測定した.また,被着金属を鋳造した場合およびしない場合の2種類を用いて,鋳造が電着に与える影響についても検討した.その結果,接着強さは鋳造しないチタンでは11.819.8MPa,鋳造したチタンでは11.118.8MPaであった.これらのことから,市販接着性レジンセメント液は電着に応用できることが判明した.より有効な処理条件を探索するためには,処理溶液濃度や処理電流のみならず,この接着強さに影響を与える他の因子についても検討する必要がある.検討を続けるうちに,接着強さに影響を与えると考えられる因子として,処理時間などの他に処理から歯科用レジン接着までの放置時間および処理前後の表面粗さ等が影響することがわかってきた.そこでまず,処理時間および電着処理後の放置時間について検討した.すなわち,処理時間を変化させ,金属面を洗浄して物理吸着層を除き,電着の処理効果を検討した.また,同時に処理後の金属表面の表面粗さを測定した.次に,処理後の金属面をエアーブローしたのみでレジン接着までの放置時間を変化させて検討した.その結果,以下の結論を得た.1)18k金合金では30秒以上の処理時間で比較的大きな値を示した.放置時間の影響は小さかった.2)金銀パラジウム合金ではどの処理時間でも比較的大きな値を示し,処理時間の影響が小さかった.放置時間が長くなるに従って接着強さも大きくなった.3)CoCr合金では処理時間が長くなるに従って接着強さも大きくなったが,表面から,金属が溶出している可能性が考えられた.わずかに放置時間の影響があった.4)Tiでは,処理時間30秒から1分間が比較的大きい値を示した.放置時間が長くなるに従って接着強さも大きくなった.5)溶出や酸化の起こりにくい貴金属合金の方が比較的有利であることが示唆された.

また,CoCr合金やTiなどの非貴金属合金は,処理時間が長くなると,溶出や酸化等の他の要因の影響が大きくなると考えられるため,処理時間は可及的に短い方がよいと考えられた.放置時間が長くなるに従って金銀パラジウム合金やTiなどの接着強さが大きくなった原因としては,電着終了後にわずかに残る水分の減少や,金属表面に残った物理吸着層がわずかに化学吸着層に変化することなどが考えられた.これまでの検討は,市販の試薬の中からメタクリル基1個に対してカルボキシル基あるいはリン酸基1個を有する最も単純な構造である接着性モノマーを選定して,これを歯科用金属に電着した.すなわち,2-methacryloxyethyl hydrogen succinate (SA)や2-methacryloxyethyl dihydrogen phosphate (P-1M)を歯科用18k金合金,12%金銀パラジウム合金,コバルトクロム合金およびチタンに電着し,有効な処理条件の検討を行ってきた.これらの接着性モノマーは,単純な構造をしているため,電着の有効性を検討するのに適しているが,これらのモノマーは,歯科用に市販されている接着性モノマーやプライマーには応用されていない.そこで,現在までに検討してきた電着の方法がより複雑な分子構造を有する歯科用の市販接着性モノマーや市販プライマーに応用できるかについて検証しておく必要がある.また,歯科臨床に応用するためには,技工室での作業や補綴物の口腔内修復などをあらゆる状況に対応できる方法を確立することも重要である.そこで,市販歯科用接着性モノマーやプライマーを電着に応用するとともにより簡便な方法を確立することを目的として,歯科用接着性モノマーとして広く臨床応用されている4-META(4-methacryloxy ethyl trimellitate anhydride)を選定し,これを歯科用金属に電着した場合の有効性および新しい電着方法について検討した.すなわち,4-METAを水とアセトンの混合溶媒に分散させてセラミック繊維からなるリボンに含浸させ,これをカーボンブロックと歯科用金属との間に介在させて通電することで,歯科用金属に4-METAを電着させようとする方法である.その結果,歯科用チタンと歯科用レジンとの接着強さは10.716.1MPaを示した.すなわち,この方法は4-METAの電着が可能であり,歯科用金属とレジンとの接着強さを向上させるのに有効な手段であることが判明した.歯科用金属と歯科用レジンとの接着性向上を図るため,新しい金属表面処理方法である電着の検討を行ってきた.すでに,メタクリレート基1個とカルボキシル基またはリン酸基を1個有する単純な構造のモノマーを用いて検討した結果,歯科用金属への接着性モノマーの電着が可能であることが判明した.今回はこの方法の実用性を高めることを目的とし,歯科臨床で広く使用されている接着性モノマーの一つである4-META (4-methacryloxythyl trimellitate anhydride)への応用を試みた.すなわち,このモノマーを水溶液(加水分解して4-METAが4-METに変化)とし,18k金合金,金銀パラジウム合金およびチタンへ電着して,その面に対するレジン系材料の接着強さについて検討した.
空気静圧主軸搭載の工作機械による高速・サブミクロン加工に関する研究

本研究は空気静圧主軸搭載の高速加工機を用いて,エンドミルによる高速・サブミクロン加工を実現することを目的としており,アルミニウム合金(JIS5052s)の高速加工を行った.工作物には切削力等による変形から高精度加工が困難とされる薄壁形状を対象としているが,エンドミルの側刃を用いる通常の加工法とともに,微小な軸方向切込みを繰り返し与えながら加工を行う繰り返し段加工法を提案し,両加工法による加工誤差を比較検討した.また,主軸方向に送りを与える軸方向送り加工を試み,一定の間隔でこの加工法を繰り返しながら側面を仕上げることによって,サブミクロンの加工菌を実現できることを明らかにした.得られた結果を整理すると次の通りである.(1)通常加工では壁厚4mm以下を良好な加工面に仕上げることは困難である.しかし,繰り返し段加工では壁厚1mmまでの加工を実現した.(2)薄壁の両面に生じる加工誤差の要因をa)主軸の傾斜,b)工具の振れ回り,c)工作機械の熱変形,d)切削力による変形およびe)測定比による変形に分類した.(3)a)ないしe)の要因による誤差を推定するとともに,d)およびe)の要因による誤差はFEM解析により計算した.その結果,実験値と各誤差を加算した予測値はほぼ一致する.(4)軸方向送り加工によって加工面の最大高さRyが送りおよび軸方向ともに1μm以下となる高精度な加工面を実現した.(5)上記サブミクロン加工は,実験の条件ではピックフィードPf=0.1mmにおいて最も生産性が高い.本研究は空気静圧主軸搭載の高速加工機を用いて,エンドミルによる高速・サブミクロン加工を実現することを目的としており,アルミニウム合金(JIS5052s)の高速加工を行った.工作物には切削力等による変形から高精度加工が困難とされる薄壁形状を対象としているが,エンドミルの側刃を用いる通常の加工法とともに,微小な軸方向切込みを繰り返し与えながら加工を行う繰り返し段加工法を提案し,両加工法による加工誤差を比較検討した.また,主軸方向に送りを与える軸方向送り加工を試み,一定の間隔でこの加工法を繰り返しながら側面を仕上げることによって,サブミクロンの加工菌を実現できることを明らかにした.得られた結果を整理すると次の通りである.(1)通常加工では壁厚4mm以下を良好な加工面に仕上げることは困難である.しかし,繰り返し段加工では壁厚1mmまでの加工を実現した.(2)薄壁の両面に生じる加工誤差の要因をa)主軸の傾斜,b)工具の振れ回り,c)工作機械の熱変形,d)切削力による変形およびe)測定比による変形に分類した.(3)a)ないしe)の要因による誤差を推定するとともに,d)およびe)の要因による誤差はFEM解析により計算した.その結果,実験値と各誤差を加算した予測値はほぼ一致する.(4)軸方向送り加工によって加工面の最大高さRyが送りおよび軸方向ともに1μm以下となる高精度な加工面を実現した.(5)上記サブミクロン加工は,実験の条件ではピックフィードPf=0.1mmにおいて最も生産性が高い.本研究は空気静圧主軸搭載の高速加工機を用いて,エンドミルによる高速・サブミクロン加工を実現することを目的としており,平成9年度はハイシリコンアルミニウム合金(JIS4032相当)の高速加工を行い,工具逃げ面の摩耗を測定するとともに,一定の距離加工後に仕上面の粗さ測定用の工作物を加工し,加工面粗さに及ぼす工具摩耗の影響についても検討を行った.得られた結果をまとめると次のようになる.(1)工具の取付け,取り外しをすることなく,工具逃げ面を画像にて測定する方法を考案し,切れ刃位置によって変化する測定倍率の補正方法を示した.(2)(1)の方法により測定した逃げ面摩耗は,刃先部における欠損および境界部における境界摩耗は認められず,切れ刃に沿って一定の定常摩耗を示した.(3)しかし、2枚刃の一方が他方に比べて逃げ面摩耗幅が大きくなる傾向を示した.(4)最大逃げ面摩耗幅VBmax=0.15mmを基準に工具寿命を考えると,ノンコーティング工具では切削距離L=5000m,コーティング工具ではL=6500mまで切削が可能であり,後者が前者に比べて約30%寿命が長い.(5)実験の条件では,切削距離がL=5000m程度までは切削距離の増加により逃げ面摩耗幅が増加しても,加工面の最大高さ粗さは35μmと大きく変化しない.しかし,1μm以下を実現するためには,加工能率を犠牲にしても工具を主軸(Z軸)方向に送って加工する方法等についても検討する必要がある.本研究は空気静圧主軸搭載の高速加工機を用いて,エンドミルによる高速・サブミクロン加工を実現することを目的としており,アルミニウム合金(JIS5052s)の高速加工を行った.工作物には切削力等による変形から高精度加工が困難とされる薄壁形状を対象としているが,エンドミルの側刃を用いる通常の加工法とともに,微小な軸方向切込みを繰返し与えながら加工を行う繰返し段加工法を提案し,両加工法による加工誤差を比較検討を行っている.得られた結果を整理すると次の通りである.(1)通常加工では壁厚4mm以下を良好な加工面に仕上げることは困難である.しかし繰返し段加工では壁厚1mmまでの加工を実現した.(2)薄壁の両面に生じる加工誤差の要因をa)主軸の傾斜,b)工具の振れ回り,c)工作機械の熱変形

d)切削力による変形およびe)測定圧による変形に分類した.(3) a)ないしe)の要因による誤差を推定するとともに,d)およびe)の要因による誤差はFEM解析により工作物の変形を計算した.その結果,実験値と各誤差を加算した予測値はほぼ一致する.(4)厚壁においては,軸方向切込み0.05mm,半径方向切込み0.1mmの条件で繰返し段加工を行うと,最大高さ粗さは0.4μmのサブミクロンを達成している.上記加工に加えて,軸方向に送りを与える加工法をさらに提案し,その基礎実験も行った.その結果,工具径5mm,ピッチ0.1mmで加工を繰返すことによって,送りおよび軸方向の粗さがともにサブミクロンを実現できることを確認した.
水中匂い源探知コンパス-生物行動を模倣した匂いの能動サンプリング

ザリガニやカニなど水棲生物は、嗅覚を頼りに餌を探す。本研究では生物行動を模倣し、水中を漂う匂い(またはセンサで検出可能な化学物質一般)の発生源へ人間やロボットを導くコンパス(方位磁石)システムの実現を目指した。匂いを運ぶ水流の有無により生物の行動は大きく異なるため、それぞれの場合について検討を行った。川の流れや潮流に匂いが運ばれてくる環境では、生物は主に水流をたどって発生源に向かう。しかし、化学信号も最大限活用されており、発生源に近づいたことを化学信号の変化から察知すると言われる。これをコンパスシステムで実現するため、ランダムな化学信号に含まれる周期パターンに注目した。自然環境で見られる水流は乱流であるが、流れが発生源に当たると周期的なカルマン渦列が発生し、化学信号に周期パターンが現れる。本研究では、触角上に並ぶ嗅覚受容器のように左右に多数のセンサを並べ、その時空間応答パターンの解析を行った。多数のセンサに共通して現れる周期パターンを探索することにより短時間で周期性を検出し、発生源が近傍に存在することを検知することが可能となった。一方、湖底など水の流れが微小な環境では、生物は自ら水流を起こし周囲の餌の所在を能動的に探る。前年度は、水中ファンを用いて匂いの能動サンプリングを模倣し、流れ場の可視化実験を行った。得られた指針に従い、本年度はアンペロメトリック式化学センサを水中ファンの前に並べたシステムを作成した。前方に発生源が存在しても、水中では拡散が遅いためセンサ応答は現れない。しかし、水流を起こすことによって周囲からセンサへ匂いを引き寄せる層流場が形成され、発生源の存在する方向によって異なるセンサに応答が現れた。また、ファンを駆動してからセンサが応答するまでの時間を測定することにより発生源までの距離を求めることができ、発生源の位置を特定するコンパスシステムを実現できた。ザリガニやカニなどの水棲生物は,嗅覚を頼りに餌を探す、本研究ではこの生物行動を模倣し、水中を漂う匂い(またはセンサで検出可能な化学物質一般)の発生源を方位磁石(コンパス)のように指し示すシステムの実現を目指す。本年度は、初めに川の流れや潮流に匂いが運ばれてきた場合について濃度場の解析を行い、同種の化学センサを並べたアレイにより流れの方向など様々な情報が得られることを示した。一方、湖底など水の流れが微小な環境では、生物は自ら水流を起こして匂いを触覚に引き寄せ、周囲の餌の所在を探る。この能動的な匂いのサンプリング効果を詳細に調べるため、直径5.5cm、長さ13cmの円管の内側にファンを固定した模型を用意し、可視化実験を行った。幅60cmの水槽に水性インクをたらし、化学物質が円管に吸引される様子を可視化する。CCDカメラで撮影した画像を解析した結果、周囲から吸引口に向かう層流場が形成され、流線が互いに交わることなく吸引口に収束していることが分かった。したがって、吸引口に複数の化学センサを配置し、化学物質が吸引口のどの部分を通過したかを調べれば、その場所の流線の向きから発生源の方向を判定することができる。また、間欠的に吸引を行い、吸引開始からセンサが応答するまでの時間を測定すれば、発生源までの距離を求めることもできる。以上より能動サンプリングが発生源探知に有効であることが分かったので、続いて水中の匂い物質を検出するセンサの製作を行った。ポリアニリン膜をコートしたプラチナ微小電極を用いてアンペロメトリック式電気化学センサを作成したところ、アスコルビン酸などの有機化合物を1秒以下の応答時間で高速に検出できることが分かった。次年度では、このセンサを用いて水中匂い源探知コンパスを製作し、能動サンプリングの効果をより定量的に明らかにする。

しかし、水流を起こすことによって周囲からセンサへ匂いを引き寄せる層流場が形成され、発生源の存在する方向によって異なるセンサに応答が現れた。また、ファンを駆動してからセンサが応答するまでの時間を測定することにより発生源までの距離を求めることができ、発生源の位置を特定するコンパスシステムを実現できた。
ビジュアルトレーニング理論を取り入れた新しい内視鏡手術トレーニングシステムの構築

1)ビジュアルトレーニング理論を導入したトレーニングプログラムについてこれまでのドライボックスのトレーニングに加えて、ビジュアルトレーニング理論を導入する点が我々の提唱している新しいトレーニング方法である。内視鏡手術の技術修得で難しいとされる内視鏡下止血術について、オリジナル学習ビデオ(CD-ROM)を作成した。内容は、ブタでの操作と実臨床の二部構成とした。ブタでの操作は、止血場面を1.血管損傷、2.出血部位不明状況、3.同時に数箇所の出血、4.大血管損傷、5.実質臓器損傷の5つの状況設定を行い繰り返し見ることで学習可能なように作成した。実臨床のトレーニングビデオは、これまでの臨床例の腹腔鏡補助下幽門側胃切除ビデオから作成した。2)ビジュアルトレーニング理論を取り入れた講習会は、平成18年10月8日、9日に第1回を実施した。チューター3名に対し受講者6名で指導した。1日目に大阪大学未来医療センターにて基本手技を結紮・縫合を中心にドライボックスを用いてトレーニングを行った。同時にバーチャルリアリティーシュミレーターを用いてトレーニング前と後の技術評価を行った。当日夜は、ビジュアルトレーニングを行う群と行わない群にわけ無作為比較試験を行った。行う群は、ビデオを渡して各自でビデオ学習を行った。2日目は、ジョンソンエンドジョンソン動物実験施設(福島県)を使用し、ビジュアルトレーニングを施した群と施していない群についてブタの止血を実際に行い習熟度評価を行った。評価方法は、止血までの時間とビデオを用いて第三者評価を行った。平成16年度の研究項目1)ビジュアルトレーニング理論を導入したトレーニングプログラムの策定2)鉗子軌跡の追跡システムの検討研究計画当初は、PC MAGといわれるビデオ映像解析による3次元運動解析装置を用いて一から専用解析システムの開発を行い、検討する予定であった。すでに同じ理論を応用したPROMIS^<TM>内視鏡手術トレーニングシステムの輸入が可能となった情報を入手し、同機の購入により、この開発期間を短縮した。3)技術評価方法の検討PROMISは、16年12月納品され、本学学生及び医師を被験者に技術評価システムの検討を以下の検討を開始した。被験者:大阪大学医学部学生5年次10名(内視鏡手術未経験者)と当講座医員10名(内視鏡手術経験者とし以下の項目につき検討する。1.鉗子の総移動距離の検討:ビーズの移動などあらかじめ設定したtaskの最短距離を実測し、内視鏡下に操作した場合の測定距離を比較する。2.鉗子操作検討:鉗子のゆれと速度・加速度変化の検討する。内視鏡手術未経験者を被験者とし、初期値の測定後、トレーニングを施行する。その上で鉗子のゆれ・速度・加速度を測定し、その改善したパラメータを検討する。上記検討から技術評価を行う。技術評価として有効と考えられるパラメータから、技術レベルが高い術者のモデルを作成し、評価システムを確立する。