hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
良質な睡眠確保のための簡便な局所加温方法の確立に関する研究

本研究は、ホットパックなど簡便に局所の加温ができる物品を使用して睡眠に与える影響を確認する目的で始めたが、温度センサーの不具合の発生で当初予定していた局所加温方法の検討が進まず、加温による睡眠への影響については断念せざるを得なかった。そこで、本年度は睡眠-覚醒リズムの計測をアクティグラフを用いて行い、生活環境などとの関連を検討することとした。対象は大学生8名で、通常授業を受けている時期(10月)の平日5日間にアクティグラフを装着して生活してもらった。また、睡眠前と覚醒後に睡眠環境や主観的睡眠感等のアンケートに答えてもらった。そしてアクティグラフで判定された睡眠時間、睡眠潜時、中途覚醒等とアンケートから得られた生活状況や環境との関連を検討した。結果、通常授業期間であったが睡眠時間には個人差、個人内の日差が大きく時間と睡眠感や生活状況との検討はできなかった。睡眠潜時、中途覚醒回数、睡眠感等について関連を検討したが、特に一定の結論は得られなかった。この結果から、今後の本研究の課題として、局所加温による睡眠への影響を確実にとらえるため、対象者の選定と条件設定を厳密に確保する必要があることが確認できた。対象者については対象者同士が概ね同様の生活リズムで過ごしていること、対象者個人内での生活リズム変化が少ないことを条件として選択する必要性があると考えられた。今後生活リズムが概ね一定している施設入所者などに協力を依頼して更なる検討を行っていくよう考えている。看護の分野では、リラクゼーション効果などから足浴が睡眠導入に効果があるとされているが、多くの患者を担当して夜勤に従事している現状では、就寝前に足浴をすることは実際には難しく、また睡眠の評価も難しいため、病院や施設での検証はあまり進められていない現状である。そこで本研究では、足浴より簡便なホットパックを用いた局所の加温、特に下肢の加温による睡眠への影響を、リラクゼーション効果や体温、皮膚温への影響とも関連させて明らかにすることを目的とした。本年度は、リラクゼーション効果をみることを目的に多機能心電計レーダーザークおよびフラクレットを用いてのプレテストを行った。結果、効果の判定には有用であるが、レーダーサークとフラクレットで計測をしたまま被験者に睡眠導入を促すには、装着するプローブ等の多さから自然な状態にならないため、実際の睡眠への効果は別の形で観察する方向性を考えた。ただし睡眠はさまざまなことに影響を受けるため、ホットパックによる局所加温の影響を確認することは必要であることから、今後も実験室内で局所加温のリラクゼーション効果、皮膚温・体温への影響について観察し、検討する予定である。また、睡眠への影響については、睡眠-覚醒リズムの計測ができるアクティグラフを用いて検討する予定で、プレテストを行った。今後解析を行ったうえで実施する予定である。
固体表面自己集積化錯体の「界面溶液化学」

金基板上に自己集積化した多核錯体の配位子置換反応を速度論的に追跡し、速度に与える電解質溶液内化学種の影響を明らかにした。この知見に基づき、同種、異種多核錯体の多層膜を構築した。また、光照射によりパターニングされた混合膜の構築に成功し、それらの機能性を明らかにした。金電極上に自己集積化した金属錯体の溶液界面での反応性を調べ、同じ錯体の溶液内での反応性と比較検討し、表面固定化錯体の反応性の特徴を明らかにすることが本研究の目的である。対象とする錯体とその反応性は、(1)Ru三核錯体からのCO配位子の脱離反応、(2)オキソ架橋Ru複核錯体の酸化還元反応、および(3)Re六核錯体の配位子置換反応とした。(1)Ru三核錯体からのCO配位子脱離反応は、自己集積化膜を用いた界面での反応についてすでに速度論的研究が済んでいる。今回、対応する反応を溶液内で速度論的に調べた結果、両系での反応性の類似性と相違点が明らかとなった。これにより、溶液内で明らかとされた反応性を、固体基盤電極上に導入するための基礎的な情報が得られた。(2)オキソ架橋Ru複核錯体については、酸化還元に伴うオキソ架橋上へのプロトン付加、ルイス酸の付加の影響についてすでに溶液内で明らかにしてきた。本年度の研究で、この特異な反応性を固体基盤上に持ち込むことを検討し、プロトン共役電子移動反応については、同様の反応性を明らかにできた。しかし、金属イオン、BF_3などのルイス酸の効果については、定性的な情報を得られたものの、実験上の難しさから定量的な実験データを得るには至っていない。(3)Re六核錯体の,ターミナル部位における配位子置換反応性については,溶液内における研究を進め、一般の単核錯体とは異なる特異な反応性を明らかにした。これは、一般の単核錯体と異なり,Re六核骨格が強いπ受容性を持つことによる。このことは、六核錯体の酸化還元電位の配位子依存性にも反映されていることを明らかにした。さらに、この六核錯体を金電極上に自己集積化することにも成功し、その酸化還元反応の特性を明らかにした。本研究は、固体表面に自己集積化した金属錯体の反応性を、溶液化学的な立場から定量的な解析を行い、その成果を触媒反応等に応用することを目的として行った。対象とした錯体はオキソ架橋のルテニウム複核および三核錯体が中心で、初年度ではこれらの錯体の自己集積化膜の溶液界面での反応性を、溶液内反応の手法で定量的に解析し、これを溶液内反応自体の結果と比較し、自己集積化錯体の反応性の特徴を明らかにした。これらの知見に基づき、平成20年度では、触媒反応等の応用面への展開を含め以下の様な研究成果をあげた。(1)金電極への段階的な多層膜の生成とその酸化還元反応性の特徴を明らかにした。Ru三核錯体の段階的積層では、反応速度論的な考察に基づき、従来と比べ、桁違いに短時間でより効率的に多層膜を得る反応条件を明らかにした。また、Ru複核、三核を連結した2層膜を定量的に構築し、pHにより両錯体の酸化還元の起こり易さが逆転することを利用して、膜上で電子がホッピングする過程を明らかにした。(2)金基盤上でのRu三核錯体のNO配位反応の定量的な解析を進め、光反応のよる配位子脱離反応と組み合わせることにより得られる、NO配位錯体のパターニングについて、さらに定量的な理解を進めた。(3)Pt-Ru複核錯体を白金上に自己集積化させ、それを基にPt-Ru混合金属膜を作成し、特徴的な水素化反応触媒能を確認した。(4)銀固体表面での4,4'ビピリジンの界面酸化還元反応の定量的な理解に基づいて、界面での水素発生触媒反応に対して有力な機構を提唱した。2年目には以上の様な触媒反応に関わる応用面での成果にもつなげる事が出来、本研究の当初の目的は十分に達せられた。
地球温暖化下にある日本の住宅温熱環境におけるアダプティブモデルの提案

本研究では、日本(岐阜県岐阜市)の住宅を対象に、快適温度に関する実態調査を行った。室内温熱環境と快適温度調査を年間を通して測定した。居住者は温熱環境に対する満足度が高いこと、快適温度の季節差は非常に大きいことが明らかとなった。以上の事柄は、快適温度は室内外の気候変動によって、変化することを示す結果である。地球環境化の影響増大を見据えて、住宅居住者の適応ポテンシャルを考慮した室内温熱環境基準の資料として活用するため、日本の岐阜県の住宅を対象に、アダプティブモデル(外気温度と室内快適温度の関係)を検討した。今年度は研究期間(2年)の最終年度である。平成23年度は、岐阜県の住宅を対象に、室内温熱環境の測定と居住者のヒアリング実験を行い、取得データを入力・集計した。平成24年度はデータ分析を行い、得られた知見を、学会発表や論文誌投稿を行った。測定地域は年間を通じて外気温度が-5°C35°Cまで変動する。調査の結果、外気温度に対応し、居住者の快適温度(中立温度)は、17°C28°Cまで約11°C変化した。外気温度の日変化に対し、快適温度は素早く追随した。また快適温度から外れるほど、冷房やファン、暖房器具などの設備機器による調節の発生頻度が増加した。これらの知見は、室内温熱環境基準や設備機器の予測運転の基礎資料になることが期待できる。本研究では、日本において実態調査に基づく季節変動を考慮した空調設定温度の学術的知見を蓄積する観点から、岐阜県の住宅居住者を対象とした大規模な通年調査を行った。研究の初年度である平成23年度は、順調にデータを収集し、住宅30戸78名の被験者から年間室内温湿度データ及び主観申告(約21000申告)を得た。データ入力及び集計解析を進めた。その結果、空調方式毎に快適温度を算出し、自然通風時で22.7°C,エアコン使用時で27.1°C,暖房時で19.1°Cであった。またアダプティブモデル(外気温度と快適温度の線形関係)を空調方式毎に算出し、自然通風時で"快適温度=0.531×移動平均外気温+12.5"、エアコン使用時で"快適温度=0.297×移動平均外気温+18.8"、暖房時で"快適温度=0.307×移動平均外気温+16.5"であった。2007年にNicol&Humphreysが提案したアダプティブモデルと比較すると、夏期の傾向は一致したのに対し、冬季は本研究対象の快適温度が低い傾向が示された。本研究では研究期間を2年で予定しており、研究初年度である平成23年度の目的は、住宅居住者を対象とした調査によるデータ収集と、アダプティブモデル(外気温度と快適温度の関係)の算出である。データ収集は順調に進捗し、予定通り終了した。またアダプティブモデルを算出し、快適温度は外気温度に応じて、大きく変動する傾向を得た。研究初年度である平成23年度は、順調に研究が進展し、研究課題であるアダプティブモデルの算出に至った。したがって研究最終年の平成24年度は知見を公開するため、日本建築学会の発表及び、海外文献誌の投稿(Journal Architectural Science Review)に向けて準備する。研究最終年の平成24年度は、平成23年度で得た学術知見を公開するため、学会及び論文投稿の支出に重点配分する。具体的には、調査研究旅費及び成果発表費として30万円の支出を予定している。
我が国における新興感染症としてのエーリキア種の検出と分子系統学的調査

1)本研究ではPCR法を用いてライム病流行地の森林に生息する野生ネズミからエーリキアDNAを検出した。そして、16S rRNA領域の比較から海外ではヒト単球エーリキア症の原因菌Ehrlichiachaffeensisと近縁のE.murisに非常に近似したものであることを明らかにした。E.murisに近似したエーリキア様細菌は日本各地のネズミから検出されている。今回の結果は、北海道の野生ネズミにおいて、やはりE.murisに近似したエーリキア様細菌が存在することを示したものである。2)アフリカ大陸の家畜などの風土病である心水病の起病病原体E.ruminantiumをAmblyomma属マダニから検出した。pCS20領域、および主要抗原蛋白遺伝子領域の比較から検出したE.ruminantiumDNAは今までに報告のあったものとは異なる新しいgenotypeであることがわかった。従来、スーダンではUm Banein株以外にE.ruminantiumに関する報告はなかった。今回得られた結果から、スーダンにはUm Banein株以外のE.ruminantiumが存在することが明らかとなった。また、この知見はアフリカおよびカリブ海地域の心水病流行地域における疫学に重要な要素を加えるものと考えられる。さらに、わが国のエーリキアとの分子生物学的比較により、このアフリカ大陸由来のエーリキアは、日本で検出されたエーリキアとは明確に異なるものであることが分かった。2001年5月から9月にかけて北海道勇払郡穂別町内の森林で採集したヤマトマダニ140匹,シュルツェマダニ84匹と2002年5月に沖縄県・沖縄本島北部ヤンバルの森で採集したタカサゴキララマダニ5匹,フタトゲチマダニ4匹の合計233匹を研究材料として用いた。全てのダニを一匹ずつ乳剤化し,キットを用いてDNAを抽出した。得られたダニのDNAを鋳型とし,エーリキア種の16Sr RNA領域を標的とするプライマー-セットを用いたPCRによるエーリキアDNAを増幅・検出を試みた。全233サンプル中,穂別町のダニでは12サンプルがPCR陽性であった。この陽性12例は全てヤマトダニで,性別ではオス2例とメス10例あった。シュルツェマダニは全て陰性であった。一方,沖縄のダニではタカサゴキララマダニのオス2サンプルが陽性となった。フタトゲチマダニ4匹は全て陰性であった。得られたPCR産物をダイレクトシークエンス,あるいはpGEM-Tベクターを用いたクローニングの後にサイクルシークエンスによる塩基配列の推定を行った。得られたシークエンスデータを基にFASTAプログラムによる相同性検索を行った。穂別のヤヤトマダニにおけるPCR陽性12例のうち,2例はWolbachia pipientisと最も相同性が高く,他の10例はSpiroplasma spp.,あるいはCoxiella burnetiiと最も相同性が高かった。また,沖縄のタカサゴキララマダニではSphingomonas sp.と最も相同性が高かった。今後,さらに検体数を増やすと共に使用するプライマーについても検討を加える必要があると考えられる。沖縄県慶良間諸島の阿嘉島(ケラマジカ生息地)で1999年10月に採取した75匹、および2003年4月に採取した70匹のHaemaphysalis属マダニ145匹と2003年8月に神奈川県小田原市でハタネズミに帰省していたH.flavaを含むマダニ25匹についてMM-300破砕機で破砕後、キットを用いてDNAを抽出した。得られたDNAについてECC-ECBのプライマーセットを用いてPCRによるエーリキア属菌のDNA検出を試みた。PCRの結果、陽性は阿嘉島のHaemaphysalis属マダニで145匹中20匹(陽性率:13.7%)、小田原市のマダニでは25匹中4匹(同:16%)であった。これらPCR陽性産物についてキットを用いて精製し、ダイレクトシークエンスを行った。

その結果、全てのPCR陽性産物においてエーリキア属菌と近縁のものは認められず、Wolbachia属、あるいはSphingomonas属と近縁のものが検出されたことがわかった。以上の結果から、阿嘉島ではエーリキア属菌の侵淫度は非常に低いものと考えられた。沖縄本島の特に南部では旧エーリキアであるAnaplasma platysが検出されており、欧米ではシカはエーリキア属菌の有力な保菌動物となることが知られているが、阿嘉島の生態系への侵入は未だ成立していないのかもしれない。同様に小田原市においてもエーリキア属菌の侵淫度は低いものと考えられた。今回、小田原で得られた検体は少なかったので、そのことも今回の結果に影響していると考えられた。ライム病流行地である北海道の森林で捕獲した野ネズミからPCR法を用いてEhrlichia種DNAを検出し、捕獲地域での野ネズミのEhrlichia種DNAの陽性率を示した。得られたEhrlichia種における16S rRNA塩基配列の比較から、検出したEhrlichia種はE.muris様のEhrlichia種であるE.sp.HF565(福島県由来)およびE.sp.Shizuoka-36(静岡県由来)と最も近縁である事を明らかにした。分子系統学的解析では得られたEhrlichia種は前述のE.spp.、E.muris、E.sp.Anan(徳島県由来)およびE.sp.HI-2000(山口県由来)とともにクラスターを形成した。また、分子系統学解析の結果、我が国にはE.murisとE.muris様Ehrlichia種の2系統が存在することが示唆された(Jpn.J.Infect.Dis.誌に投稿中)。
核・電子密度分布からイオン伝導の活性化エネルギーは決められるか?

本課題では,2個のK_2NiF_4型酸化物Pr_2(Ni_0.75Cu_0.25)_0.95Ga_0.05O_4+δ,およびPr_2Ni_0.75Cu_0.25O_4+δの結晶構造,核密度分布,電子構造および酸素透過率を調べた.高温下におけるPr2(Ni_0.75Cu_0.25)_0.95Ga_0.05O_4+δおよびPr_2Ni_0.75Cu_0.25O_4+δの核密度分布において,頂点酸素O2から格子間酸素O3を通って隣の単位胞の頂点酸素O2に至る酸化物イオンの拡散経路を可視化した.これは準格子間機構による拡散を示している.Ο2-Ο3経路上の最小核密度ρN(T)が,酸素拡散に対する有用な微視的パラメーターであることがわかった.ρN(T)は拡散に対するボトルネックにおける酸素の確率密度であるとみなせる.酸素透過率ρp(T)はρN(T)と共に増加する.規格化した酸素透過率の対数(log(ρP(T)/δ))をT^-1(絶対温度の逆数)に対してプロットすることにより見積もった酸素拡散に対する活性化エネルギーは温度にあまり依存しない.これはlog(ρN(T)/δ)をT^-1に対してプロットして見積もった,ボトルネックにおける酸素の生成エネルギーが温度にあまり依存しないことと同様である.以上の結果は,格子間酸素量δが酸化物イオンの拡散に対するキャリア濃度に比例することを示している.イオンの伝導と拡散は、現代科学技術の最も重要な分野の一つである。イオン伝導・拡散機構にとって、活性化エネルギーと結晶構造の関係を明らかにし,未来の材料開発に結びつけることが重要である。本課題「核・電子密度分布からイオン伝導の活性化エネルギーは決められるか?」は、エネルギー・環境材料のキーである,イオン伝導体とイオン-電子混合伝導体におけるイオン拡散の活性化エネルギーを、高温における精密結晶構造解析により決定したボトルネックにおける可動イオンの生成エネルギーと比較した。本年度はK2NiF4型酸化物であるドープしたプラセオジムニッケル酸化物について詳しく検討した。本研究で調べたPr2(Ni0.75Cu0.25)0.95Ga0.05O4+δとPr2Ni0.75Cu0.25O4+δの酸素透過率の見かけの活性化エネルギーとボトルネックにおける酸化物イオンの生成エネルギーは両方とも、温度と共に減少することを確認した。本研究では、「酸素透過率∝キャリア濃度×移動度」であることに着目し、(酸素透過率/キャリア濃度) = (酸素透過率/酸素過剰量δ)のログを絶対温度の逆数に対してプロットして活性化エネルギーを見積もった。この活性化エネルギーは温度にあまり依存しないことが見いだされた。同様に、(最小核密度/酸素過剰量δ)のログを絶対温度の逆数に対してプロットして得られた、ボトルネックにおける酸化物イオンの生成エネルギーも温度にあまり依存しないことが見いだされた。このことは酸素過剰量(格子間酸素量)δがイオン拡散のキャリア濃度に比例することを意味している。Pr2(Ni0.75Cu0.25)0.95Ga0.05O4+δでは、Gaの添加により大量の過剰酸素が導入され、キャリア濃度が増加することにより、高い酸素透過率が実現されることを解明した。本課題「核・電子密度分布からイオン伝導の活性化エネルギーは決められるか?」は、エネルギー・環境材料のキーである,イオン伝導体とイオン-電子混合伝導体におけるイオン拡散の活性化エネルギーを高温精密結晶構造解析により決定することを目的とする。欠陥を介したイオン伝導体だけではなく、格子間サイトを介したイオン伝導体も研究する。

可視化した拡散経路から、拡散のボトルネックにおけるイオンの存在確率を直接求め、その温度依存性を研究した。拡散のボトルネックにおけるイオンの存在確率は温度の上昇とともに増加する。これはイオン伝導度の増加に対応する。本年度はぺロブスカイト型酸化物イオン伝導体およびK2NiF4型酸化物イオン伝導体の高温中性子回折データのリートベルト解析および最大エントロピー法によって、核密度分布を求めた。日本原子力研究機構の研究用原子炉JRR-3Mにおける中性子粉末回折計を用いて測定したデータを利用した。得られた核密度分布において酸化物イオンの拡散経路が可視化された。ABO3ぺロブスカイトではB-O距離を一定に保ちながら酸化物イオンが移動して、安定位置の中心付近でボトルネックとなる。また、K2NiF4型酸化物のいくつかは、格子間酸素席とぺロブスカイト頂点酸素の間にボトルネックが存在している。中性子回折データのリートベルト解析と最大エントロピー法による核密度分布の温度依存性を決定することに成功しており、おおむね研究目的を達成している。最大エントロピー法による解析において誤差調整因子を検討する。そして拡散経路上の最小核密度を温度の逆数に対してログプロットして、ボトルネックにおけるキャリアの生成エネルギーを計算する。平成23年度は物品費の使用が少なかったため、残額が生じた。平成24年度は海外(オーストラリア)での中性子回折実験の旅費試薬成果発表のための旅費などに使用する計画である。
逐次近似再構成に最適な撮像パラメータの検討

逐次近似再構成を用いたCT検査は画像ノイズが少なく,被ばく線量を低減できると期待されている.更に,低管電圧撮像を併用することで,被ばく線量の低減と画質の向上が可能との報告が多い.しかし,逐次近似再構成に適した管電圧以外の撮像パラメータは,充分検討されていないのが現状である.そこで,逐次近似再構成に最適な撮像パラメータを検討し,被ばく線量の低減と画質の向上を目指している.この研究では,投影数の多い撮像パラメータを応用し,逐次近似再構成による画像ノイズの低減効果を向上させることを立証しようと試みている.平成31年度は,平成30年度に承認された臨床研究を実施すべく、投影数の異なる患者における腹部単純CTをおのおの50例収集して検討した.腹部単純CTは,冠動脈CTの検査を実施するにあたり,低線量で撮影している心電図同期の撮影範囲を決定するために収集していた画像を応用した.検討の結果,逐次近似再構成法で作成したスライス厚1.0mmの画像において,肝臓の実質におけるCT値には投影数間で有意差を認めなかったが,画像ノイズは投影数間で有意差があった.また画像ノイズは,投影数が多い方が少なかった.これは,CT値を検討した定量的評価,および2名の放射線科医による主観的評価でも同様の結果であった.以上の結果より,逐次近似再構成によるCT検査は画像ノイズの低減は,投影数が多くなると効果が増大すると結論づけ,国際学会で発表した.逐次近似再構成を用いたCT検査は画像ノイズが少なく,被ばく線量を低減できると期待されている.更に,低管電圧撮像を併用することで,被ばく線量の低減と画質の向上が可能との報告が多い.しかし,逐次近似再構成に適した管電圧以外の撮像パラメータは,充分検討されていないのが現状である.そこで,逐次近似再構成に最適な撮像パラメータを検討し,被ばく線量の低減と画質の向上を目指している.この研究では,投影数の多い撮像パラメータを応用し,逐次近似再構成による画像ノイズの低減効果を向上させることを立証しようと試みている.平成30年度に臨床画像での検討を計画していたため,倫理審査の書類を作成していた.この際,他の研究者より次の課題を指摘された.課題:当該研究では投影数が異なる撮像パラメータで撮影した画像を比較する必要があるが,比較対象が異なる投影データから画像再構成されるため,直接比較することはできない.この課題を解決するため,人体模擬ファントムによる基礎実験を行い,再構成スライス圧と再構成方法を組み合わせる新たな評価方法を考案し,課題を解決できた.具体的には,それぞれの投影データに対して1スライス厚5 mmの逐次近似応用再構成を用いた画像,2スライス厚1 mmの逐次近似再構成を用いた画像をそれぞれの再構成し,1に比べて2がどの程度画像ノイズを改善しているかを評価する手法である.なお,1は逐次近似応用再構成では投影データ数が異なっても,画像ノイズが変わらないことも明らかにした.研究成果は,国際学会および国内学会で報告した.今後は,臨床画像による検討を予定通り進める予定である.次の通りファントム実験を行い,今後の臨床研究における評価方法を確立することができた.当初,空間分解能,低コントラスト検出能,画像ノイズ等を人体とは大きく異なる一般的なCT画像の評価用ファントムで評価する予定であった.しかし,逐次近似再構成は非線形な画像再構成であり,人体と類似したファントムで評価すべきであることに着目し,人体模擬ファントムで検討することとした.投影数の異なる2つの撮像パラメータを用いて,CTの線量指標(CT Dose Index)を3.2 mGyとし,1スライス厚5 mmの逐次近似応用再構成を用いた画像,2スライス厚1 mmの逐次近似再構成を用いた画像をそれぞれの投影データに対して再構成した.ファントムの肝臓部分で,定量的および視覚的な評価を行った.定量評価では,ファントムのCT値と画像ノイズ(CT値の標準偏差)を求めた.視覚評価では,スライス厚5 mmの逐次近似応用再構成画像に対してスライス厚1 mmの逐次近似再構成画像における画像ノイズの改善度合いを3段階で評価した.定量評価では,投影数が多い撮像パラメータの方が画像ノイズが優位に少なく,CT値は有意差を認めなかった.この結果は,逐次近似応用再構成では投影データ数が異なっても,画像ノイズが変わらないことも明らかにした.視覚評価では,投影数が多い撮像パラメータの方が逐次近似再構成で画像ノイズの改善が優位に明らかであった.以上の成果は,欧州放射線学会_ECR2018,および日本放射線技術学会総会_JSRT2018で報告した.今後は確立した評価方法を応用し,臨床画像による検討を予定通り進める.逐次近似再構成を用いたCT検査は画像ノイズが少なく,被ばく線量を低減できると期待されている.更に,低管電圧撮像を併用することで,被ばく線量の低減と画質の向上が可能との報告が多い.しかし,逐次近似再構成に適した管電圧以外の撮像パラメータは,充分検討されていないのが現状である.そこで,逐次近似再構成に最適な撮像パラメータを検討し,被ばく線量の低減と画質の向上を目指している.この研究では,投影数の多い撮像パラメータを応用し,逐次近似再構成による画像ノイズの低減効果を向上させることを立証しようと試みている.平成31年度は,平成30年度に承認された臨床研究を実施すべく、投影数の異なる患者における腹部単純CTをおのおの50例収集して検討した.

腹部単純CTは,冠動脈CTの検査を実施するにあたり,低線量で撮影している心電図同期の撮影範囲を決定するために収集していた画像を応用した.検討の結果,逐次近似再構成法で作成したスライス厚1.0mmの画像において,肝臓の実質におけるCT値には投影数間で有意差を認めなかったが,画像ノイズは投影数間で有意差があった.また画像ノイズは,投影数が多い方が少なかった.これは,CT値を検討した定量的評価,および2名の放射線科医による主観的評価でも同様の結果であった.以上の結果より,逐次近似再構成によるCT検査は画像ノイズの低減は,投影数が多くなると効果が増大すると結論づけ,国際学会で発表した.投影数の異なる2つの撮像パラメータで撮像された腹部単純画像の連続100例を収集し,低線量腹部単純CTのデータベースを作成する.このデータベースに対して,本年度確立した定量評価と視覚評価を実施する.この検討により,投影数が多い撮像パラメータの方が画像ノイズの改善が優位に明らかであることを臨床的に実証したい.当初予定していた低管電圧撮像したビリスコピン点滴下CTを用いた検討は行わないこととした.理由は,当施設の他の研究者がビリスコピン点滴下CTでの別の検討を本年度実施したところ,造影剤による門脈の描出能が患者間で大きく異なり,投影数の異なる2つの撮像パラメータを用いた検討には不向きではないかとの指摘を受けたためである.当院の日常臨床において,肝臓における転移性腫瘍において,逐次近似再構成を用いることで単純CTでの検出能が向上する症例に複数回遭遇した.このような報告は従来なく,後ろ向きの検討を予定するため撮像パラメータを変更することはできない.この事から,当該研究の目的とは直接一致していないものの,腹部単純CTにおける逐次近似再構成の応用方法として,臨床的意義は高いと考える.したがって,同検討を追加することを予定している.予定していたパーソナルコンピュータやUSBハードディスクを購入することができず,別品で対応したため差額が生じた.次年度でのプリンタの用紙やインク代として使用予定である.
電気化学リアクターのナノサイズ化に基づく新しい触媒設計技術

本研究では、電気化学セルが生成する活性酸素の驚異的に高い酸化力に着目し、酸素の活性化過程を理解するとともに、電気化学セルをナノサイズ化することにより、その酸化力を触媒反応に利用することを試みた。ターゲットとする反応はディーゼル浮遊粒子状物質(PM)の低温燃焼であり、最終的な目標は希少元素や貴金属を使用せず、PMを200°C以下で低温燃焼することであった。具体的な手法として、プロトン導電体粒子に電極触媒クラスターを担持した局所電池型ナノリアクターを設計することで、表面積を触媒レベルまで高めるとともに、外部電源を不要化した。結果として、この技術は新たな触媒材料の創製につながり、レアメタルなどの希少資源の供給問題を解決する有効なアプローチとして期待される。本研究では、電気化学セルが生成する活性酸素の驚異的に高い酸化力に着目し、酸素の活性化過程を理解するとともに、電気化学セルをナノサイズ化することにより、その酸化力を触媒反応に利用することを試みる。今年度においては、ターゲットとする反応を模擬ガソリン排ガス中の炭化水素燃焼とし、達成目標を白金使用量0.1wt%において炭化水素を200°C以下で低温燃焼することとした。検討した項目は、プロトン導電性Sn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7粒子に白金粒子を物理混合した触媒に、ppmレベルの炭化水素(エタン、プロパン、またはブタン)と酸素、および数%水蒸気からなる混合ガスを供給した際の出口ガス分析である。その結果、白金量が0.1wt%でも200°Cでほぼすべての炭化水素を二酸化炭素へ燃焼することができた。しかも、この触媒活性は共存ガスとして一酸化炭素やNOxの存在にほとんど影響されなかった。ここで、注目すべきことは、上述の触媒活性が同様に試験した1wt%白金/γ-アルミナ触媒の活性よりもかなり高く、さらに触媒1活性点当たりの反応速度で比べると、前者が後者より5-7桁も大きな値を示したことである。もう一つの検討項目として、触媒機能の発現機構を調べるため、動力学的手法によって触媒活性に対するプロトン導電性への関与を解明するとともに、電気化学的手法によって反応が局所電池(または混成電位)機構で進行することも実証した。以上のことより、今回見出された触媒はガソリン排ガス触媒(三元触媒)からのレアメタルなどの希少資源の供給問題を解決する有効なアプローチとして期待される。本研究では、電気化学セルが生成する活性酸素の驚異的に高い酸化力に着目し、酸素の活性化過程を理解するとともに、電気化学セルをナノサイズ化することによって、その酸化力を触媒反応に利用することを試みる。昨年度はガソリン排ガス中の低級炭化水素(主にプロパン)を取り上げたが、今年度はディーゼル排ガス中のパティキュレートマターの燃焼反応を検討した。プロトン伝導性Sn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7粉体にPt微粒子を10wt%の割合で物理混合した触媒系では、カーボン燃焼が200°Cから開始され、この温度はSn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7粉体やPt微粒子単独の触媒系よりも200°C、またPt/γ-Al_2O_3触媒系よりも150°Cほどそれぞれ低温であった。さらに、Pt1活性点あたりのカーボン燃焼速度で比較すると、Sn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7-Pt触媒系はPt単独やPt/γ-Al_2O_3触媒系より2-3桁高い速度を発揮した。Sn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7-Pt触媒系での反応機構を調べるため、Sn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7を電解質、Ptとカーボンの物理混合体を電極に使用した電気化学セルを構成したところ、Sn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7とPtの界面で活性酸素が生成し、カーボンを電流効率100%で燃焼することが見出された。さらに、そこに酸素が共存すると、カーボンと水蒸気のアノード反応と酸素のカソード反応が同時に進行して、局所電池を形成していることも判明した。従って、Sn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7-Pt触媒系でも、これらの界面でナノサイズの電池が数多く構成され、カーボンを特異的に低温燃焼することが考察された。最後に、Sn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7-Pt触媒系において、Pt微粒子をSn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7粉体の表面に含浸法で担持し、Pt使用量の低減化を試みた結果、1wt%のPt量でも高い触媒活性を保持しており、本触媒の高い実用性が示唆された。

本研究では、電気化学セルが生成する活性酸素の驚異的に高い酸化力に着目し、酸素の活性化過程を理解するとともに、電気化学セルをナノサイズ化することによって、その酸化力を触媒反応に利用することを試みる。一昨年度はプロパン燃焼、さらに昨年度はカーボン燃焼をターゲット反応として設定し、検討した結果、どちらの反応においても電気化学反応で活性化された酸素種の方が触媒反応で活性化された酸素種よりも反応速度が数桁高いことを実証した。今年度は自動車三元触媒が担うプロパン酸化と一酸化窒素還元を同時に進行させることを目的とした。プロトン導電体であるSn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7触媒担体に用いて、これにPtとRhクラスターを担持した触媒を調整し、化学量論比のプロパン、一酸化窒素、および酸素の混合ガスを供給して、その触媒活性を評価した。その結果をまとめると、1)プロパンが酸化され、一酸化窒素が還元されることを確認した、2)プロパンと一酸化炭素転化率が同じPt-Rh/γ-アルミナ触媒上での値に比べてかなり高かった、3)PtとRhの担持量をそれぞれ0.01wt%と0.005wt%に低減しても、触媒活性が依然として高く保持されていた。これらの結果から、触媒担体にSn_<0.9>In_<0.1>P_2O_7を使用することにとって、PtとRh量を二桁低減できることが確認された。また、このような高活性がもたらされた理由を明らかにするため、電気化学セルを作製し、アノードにプロパンと水蒸気の混合ガス、カノードに一酸化炭素を供給したところ、電極間で大きな電圧を発生し、そこから燃料電池にように電流を取り出すことが可能であった。しかも、各電極室からの出口ガス分析を行ったところ、プロパンと一酸化窒素量が通電とともに減少することも見出された。従って、担持触媒でもPtとRhクラスターの卑な部分でプロパンの電気化学的酸化反応、並びに貴な部分で一酸化窒素の電気化学的還元反応が進行し、特異的に高い反応活性を示したものと推測された。今年度は昨年度と同様、プロパン酸化と一酸化窒素還元を進行させる三元触媒において、これまで見出された高い触媒活性を利用し、PtとRh使用量の大幅な低減化を目的とした。プロトン導電率が異なる、各種イオン導電性触媒担体(Fe0.4Ta0.5P2O7, Sn0.9In0.1P2O7, Sn0.95Al0.05P2O7, Sn0.9Mg0.1P2O7)にPtとRhクラスターが担持した触媒を調製し、化学量論比のプロパン、一酸化窒素、および酸素の混合ガスを供給して、触媒活性を評価した。その結果をまとめると、1)どの触媒でもプロパンが酸化され、同時に一酸化窒素が還元された、2)触媒間のプロパンと一酸化炭素転化率がFe0.4Ta0.5P2O7>Sn0.9In0.1P2O7>Sn0.95Al0.05P2O7>Sn0.9Mg0.1P2O7の順で高かった3)触媒活性が最も高いFe0.4Ta0.5P2O7担体では、PtとRhの担持量をそれぞれ0.01wt%と0.005wt%に低減しても、触媒能が高く保持された。これらの結果から、触媒担体にFe0.4Ta0.5P2O7を使用することによって、市販触媒に対してPtとRh使用量を二桁低減できることが確認された。
周辺視野において中心視野とは異なる情報が表現される脳内メカニズムの解明

本研究は,中心視野と周辺視野の機能的差異に注目し,周辺視野において実際とはかなり異なる情報が表現される脳内メカニズムを内因性光計測法,及び多点電極を用いた電気生理学的方法で明らかにすることを目的とする.ネコの初期視覚野を対象とし,中心視野,及び周辺視野に対応する皮質領域それぞれに5×5の記録点から成る多点記録電極を刺入し,神経細胞の活動を記録した.視覚刺激として視覚刺激呈示用モニター全体に同じ格子を呈示する全面刺激,中心5°の円とその周辺に異なる制御下で格子を呈示する中心-周辺刺激を用いた.神経細胞の最適方位に注目し,最適方位±22.5°の格子呈示に対するスパイク活動の相互相関解析を行った.その結果,周辺視野に対応する皮質領域において有意な相互相関値を示す細胞ペアが中心視野に対応する皮質領域よりも有意に多かった.また,全面刺激か中心-周辺刺激かという刺激の種類には依らず,視野の違いが有意な相互相関を示す細胞ペアの割合の違いに関わっていた.相互相関値は神経細胞のスパイク頻度の違いには依存しなかった.これらの結果は,中心視野よりも周辺視野に対応する皮質領域において細胞間の相互作用が多く,周辺視野において対象の周辺からの影響を多く受ける神経基盤となることを示唆する.内因性光学的計測法で時間経過を追って脳活動を計測するシステムを構築した.従来は視覚刺激呈示中の脳活動を平均していたが,時間経過を追った脳活動の計測が可能になった.検証実験として,初期視覚野において方位優位性カラムの計測に成功し,有用性を確認した.本研究は、中心視野と周辺視野の機能的差異に着目し、周辺視野において中心視野とは異なる情報が表現される脳内メカニズムを、内因性光計測法、及び多点電極を用いた電気生理学的方法を用いて明らかにすることを目的とする。内因性光計測法を用い、ネコの初期視覚野を対象とした実験から、中心視野に対応する皮質領域と周辺視野に対応する皮質領域とでは空間周波数嗜好性、時間周波数嗜好性が異なることが明らかになった。周辺視野において視覚刺激の周辺からの影響が強く表れる脳内メカニズムを明らかにするため、高い分解能を持つデジタルカメラを用いて内因性光信号を計測するシステムを構築しており、カメラの制御、画像処理プログラム、及びオンラインで反応画像を可視化するプログラムを作成し、次年度には実際に計測を行いながら改良を繰り返せる見込みである。同システムは、高い時間分解能で内因性信号の計測が可能となり、視覚刺激の周辺から影響を受ける際の皮質活動を計測できる。視覚刺激の周辺から影響を受けるときの皮質における視覚情報の流れの向きを明らかにするため、多点記録電極で視覚皮質の局所電場電位を記録し、Granger因果性解析から視覚情報の流れる向きを計測するシステムを構築している。プログラムを組み、実際に計測を行いながら、解析プログラムの検証を繰り返している。同時に、神経細胞のスパイク活動の相互相関解析から視覚信号の流れの向きを解析し、視覚刺激の周辺から影響を受けるときの視覚情報の流れを定量的に解析している。Granger因果性解析については、神経細胞のスパイク信号についても次年度以降適用する。皮質における内因性光計測信号を、高い分解能を持つデジタルカメラで計測するシステムを構築している。画像処理プログラム等を作成し、実際に計測してオンラインで反応画像を表示することが次年度にはできそうである。このシステムは、高い時間分解能で内因性光信号を計測するものである。Granger因果性解析についてはプログラムの作成を一通り行い、実際に計測して改良を進めている。視覚刺激の周辺から影響を受けるときの皮質活動、及び神経細胞集団における視覚情報の流れを解析する。現在はスパイク活動の相互相関解析を主に用いているが、Granger因果性解析についても定量的に解析を進める。本研究は、中心視野と周辺視野の機能的差異に注目し、周辺視野において実際とはかなり異なる情報が表現される脳内メカニズムを内因性光計測法、及び多点電極を用いた電気生理学的方法を用いて明らかにすることを目的とする。周辺視野において視覚刺激の周辺からの影響が強く表れる脳内メカニズムを明らかにするため、周辺視野、中心視野それぞれに対応する皮質領域に5×5の記録点から成る多点記録電極を刺入し、神経細胞のスパイク活動の相互相関解析を動物を対象とした実験で行った。その結果、周辺視野に対応する皮質領域において、中心視野に対応する皮質領域よりも多くの神経細胞ペアが有意な相関値を示した。この結果から、周辺視野に対応する皮質領域において、中心視野に対応する皮質領域よりも細胞間の相互作用が強く、視覚刺激の周辺から影響を受ける神経機構に関わる可能性が考えられた。多点電極で記録した局所電場電位を対象とし、Granger因果性を用いて視覚野における情報の流れの向きを解析する方法を検討しており、局所電場電位の周波数帯域ごとに情報の流れの向きを解析するプログラムを作成し、定量的な解析を進めている。内因性光計測の信号を、従来よりも高い空間分解能、時間分解能で解析するシステムを構築しており、検証実験を行い、実際に計測できることを確認した。プログラムの改善を繰り返し、機械学習等を用いて、ノイズをある程度予測して除去するシステムを構築中である。周辺視野において視覚刺激の周辺から影響を受ける脳内メカニズムを、神経細胞活動の相互相関を用いて解析し、中心視野における結果と比較しながら解析を行っている。定量的な解析を現在進めている。多点電極で記録した局所電場電位を対象とし、Granger因果性を用いて視覚情報の流れの向きを解析するプログラムを構築し、解析を進めている。

内因性光計測の信号を高い時間分解能、空間分解能で計測するシステムを構築しており、ノイズ除去の工夫がさらに必要であるが、実際に信号を計測できる段階である。本研究は,中心視野と周辺視野の機能的差異に注目し,周辺視野において実際とはかなり異なる情報が表現される脳内メカニズムを内因性光計測法,及び多点電極を用いた電気生理学的方法で明らかにすることを目的とする.ネコの初期視覚野を対象とし,中心視野,及び周辺視野に対応する皮質領域それぞれに5×5の記録点から成る多点記録電極を刺入し,神経細胞の活動を記録した.視覚刺激として視覚刺激呈示用モニター全体に同じ格子を呈示する全面刺激,中心5°の円とその周辺に異なる制御下で格子を呈示する中心-周辺刺激を用いた.神経細胞の最適方位に注目し,最適方位±22.5°の格子呈示に対するスパイク活動の相互相関解析を行った.その結果,周辺視野に対応する皮質領域において有意な相互相関値を示す細胞ペアが中心視野に対応する皮質領域よりも有意に多かった.また,全面刺激か中心-周辺刺激かという刺激の種類には依らず,視野の違いが有意な相互相関を示す細胞ペアの割合の違いに関わっていた.相互相関値は神経細胞のスパイク頻度の違いには依存しなかった.これらの結果は,中心視野よりも周辺視野に対応する皮質領域において細胞間の相互作用が多く,周辺視野において対象の周辺からの影響を多く受ける神経基盤となることを示唆する.内因性光学的計測法で時間経過を追って脳活動を計測するシステムを構築した.従来は視覚刺激呈示中の脳活動を平均していたが,時間経過を追った脳活動の計測が可能になった.検証実験として,初期視覚野において方位優位性カラムの計測に成功し,有用性を確認した.内因性光計測について、計測しながらシステムの改善を行う。内因性光計測信号の抽出について現在までの研究室の知見に加え、他の研究室の論文も参考にして改善する。視覚刺激の周辺から影響を受けるときの神経細胞集団の活動を定量的に解析し、論文発表、学会発表を行う。神経細胞活動の相互相関を用いた解析ではさらに定量的な解析を進める。局所電場電位を対象とし、Granger因果性を用いた解析では、プログラムを一通り構築し、改良を繰り返しながら定量的な解析を進める。内因性光計測信号を高い時間分解能、空間分解能で計測するシステムを構築し、機械学習等の手法を用いて、ノイズをある程度予測して除去するシステムの構築を目指す。内因性光学的計測のためのCCDカメラの選定により、画像入力ボードを購入する必要がなくなった。研究室内での実験、及び計測、解析システムの構築を行っており、研究成果発表のための旅費は次年度以降に使用する。計測システムの構築に必要な物品を購入し、実験の回数は減らしたため次年度使用額が生じた。実験用薬品等の消耗品の購入に充てる。計測システムを構築し、実験を行うための薬品、手術用品等の消耗品、及び麻酔器の購入費に充てる。
レプトンフレーバーの破れとレプトン数の破れ

素粒子の標準模型は、ニュートリノに質量を与えることが出来ないが、アイソスピン三重項のヒッグスボソンを導入した"ヒッグス三重項模型"では、新たなヒッグスボソンが真空期待値を持つことによって、ニュートリノに質量を与えることが可能になる。この模型における加速器物理やレプトンフレーバーの破れなどの現象論の議論は、これまでいくつかの論文で行われてきたが、CPの破れの効果を含めたものはなかった。そこで、我々はヒッグス三重項模型の特徴的な粒子である電荷2のヒッグスボソンに注目し、その崩壊過程において、CPの破れの効果がどのように働くかを議論した。CPの破れは、ディラック位相とマヨラナ位相とによってもたらされる。ディラック位相は、原理的にはニュートリノ振動実験で測定可能なものであり、将来実験でその大きさに制限が与えられる可能性もある。しかし、マヨラナ位相に関しては、ニュートリノ振動実験では測定不可能なものであり、他の測定可能性を探ることは、ニュートリノ質量起源に結びつく非常に重要な課題である。我々は、電荷2のヒッグスボソンの崩壊パターンが、マヨラナ位相の大きさに強く依存することを見つけ、それらは稼働を始めた大型ハドロンコライダー(LHC)において測定できる可能性があることを示した。一方、ニュートリノに質量を与える別の方法として、ループ効果を利用することで不自然なチューニングを避けるTeVスケールの模型が考えられる。その一つの可能性として、右巻きニュートリノを導入した拡張ヒッグス模型を構築した。この模型は、右巻きニュートリノと新たなヒッグスボソンが寄与をするレプトンフレーバーを破る現象(ミュー粒子が電子と光子に崩壊する現象)を引き起こす。その大きさは、平成21年から始まるMEG実験で検証可能な大きさであることがわかった。右巻き粒子と左巻き粒子がそれぞれSU(2)のゲージ対称性を持つようなレフト・ライト対称性模型は、アイソスピン三重項のビッグスボソンの存在を予言し得る。このビッグスボソンは、その中性成分が真空期待値を持つとニュートリノに質量を与えることから、非常に興味深い粒子である。一方で、この中には電荷が2のビッグスボソンも含まれており、特徴的な現象を引き起こす。その一つとして、我々はレプト。ンフレーバーを破るμやτの崩壊について議論を行った。各崩壊過程の分岐比の大きさはニュートリノの混合行列と関係がつけられる。そのため、将来実験においてレプトンフレーバーの破れが測定されたならば、ニュートリノ大角度混合の起源に迫れるなどの可能性があることがわかった。この研究の成果は論文にまとめられ、査読付き雑誌Physical Review Dに掲載された。また、電荷2のヒッグスボソンは同電荷のレプトン2つに崩壊し、この過程はハドロン加速器において非常にクリーンなシグナルである。我々は、これまで取り入れられていなかったマヨラナCP位相の寄与を含め、各レプトンへの崩壊の分岐比を解析した。マヨラナCP位相は、ニュートリノ振動実験では測定することが出来ず、他の実験においてもまだその大きさは測られていない。しかし、電荷2のヒッグスボソンが存在したならば、加速器実験でその崩壊を見ることで、CP位相の精密測定が可能であることが調べられた。この研究結果は、共同研究者によって日本物理学会で発表された。
外乱刺激に対する運動学習の制御メカニズムに関する研究：転倒予防の視点から

優れた静的バランス能力を有するアスリートの運動学的な特性として、片脚立位時において足圧中心(COP)が身体重心(COM)に対してより近く、前後左右均等に動揺していることが明らかになった.その知見に基づいて、健常若年者を対象に、COPとCOG(COMの鉛直投影点)の同時フィードバックを用いた新たなバランス練習を行った結果、COPのみのフィードバック練習をした群よりもCOM速度が遅くなることが明らかとなった。今後、高齢者などのバランス能力低下者を対象に検討することによって、従来よりも効果的な静的バランス練習の方法として期待される.研究目的は、優れたバランス能力をもたらす要因について姿勢制御の観点から明らかにすることだった.そのために,トップアスリートとコントロール群を対象に,フィードバック制御(外乱刺激による感覚入力によって生ずる姿勢制御)について比較検討した。研究方法は、験者によりトリガーされる外乱(床面水平刺激課題)後に出現する代償的姿勢反応(フィードバック制御)を解析した.パフォーマンス変数は三次元動作解析システムによる体重心とし,コントロール変数は筋電計による姿勢筋活動および三次元動作解析システムによる関節運動とした.本年度は,国際大会出場レベルのエリートスキージャンパー10名(アスリート群)とコントロール群10名を対象にした.その結果,アスリート群はコントロール群と比較して,外乱後の体重心速度のピーク値は遅く,より高い再現性が明らかとなった.また,近位筋群の相反活動パターンと遠位筋群の同時収縮パターンが増強されていることが示された.本研究によりトップアスリートの外乱後の姿勢反応の運動学的特性が初めて明らかとなった。さらに、姿勢筋群の活動パターンにおいて両群間で違いが見出されたことは意義深い。この姿勢戦略は姿勢安定性を目標とする運動学習の基礎的データとなる。しかし、これらの特性が今回の競技種目特有のものなのかどうかをさらに検討していく必要がある。今後、競技中にスキーブーツといった関節運動を制約しない競技種目のアスリートを対象にした研究の必要性が課題として挙げられる。優れたバランス能力をもたらす要因について姿勢制御の観点から明らかにすることを目的とした。そのために、昨年度はトップアスリートと健常若年者を対象に床面水平刺激課題を用いてフィードバック制御に着目した姿勢制御の特性を明らかにした。本年度は、狭い支持基底面における平衡維持能力に着目し、片脚立位を課題に健常若年者と健常高齢者とを比較検討することによってチャレンジングな状況における加齢の影響について明らかにし、その成果を1st Asia-Pacific Conference on Coaching Scienceで発表し、論文とした(Mani H et al., J Mot Behav, 2015)。新規性のある点としては、狭い支持基底面へ体重心(COM)がシフトする課題においては、1圧中心(COP)とCOMとの位置関係から3相に分けて分析できる点と、2COP位置とCOM位置の差分のパラメーターにおいて3相ともに加齢の影響が顕在化された点である。これらの成果を基に、さらに、長年に渡って経験を有するバレーダンサーおよび体操選手を対象に、片脚立位および爪先立ちにおける静的バランスの予備実験を終え、現在は本実験のデータを蓄積中である。優れたバランス能力を必要とする競技の経験を有しない健常若年者をコントロール群として、経験者との比較検討、さらには競技種目の特性に着目して解析する予定である。1.優れた静的バランス能力を有するアスリートの運動学的特性について、足圧中心(COP)と身体重心(COM)との位置関係に着目して明らかにした。その成果は、日本健康行動科学会第14回学術大会で発表し、現在英語雑誌に投稿中である。2.その結果に基づいて、静的バランス能力の向上を目的とした新たな視覚フィードバック練習を考案し、その効果について検証した。COPとCOMをリアルタイムでモニターに映し出し、それを見ながら出きる限り動揺しないように練習した結果、COPのみの視覚フィードバック練習と比較して、COM速度が低下しCOPがCOMをより均等に動揺するようになったことが示された。その成果は、現在論文作成中であり国際学会でも発表する予定である。3.支持基底面が狭い状況における立位バランスの練習効果について、姿勢戦略に着目して明らかにした。その結果、COP, COMおよび安定性臨界(MOS)の変数において練習による減少が認められ、安定性の向上が示された。しかしながら、股関節、膝関節、足関節の全ての可動域においては練習前後で有意差は認められなかった。この結果から、ロッキングボード上での立位バランス練習によって、特定の関節戦略が適応するわけではなく、姿勢を安定させるための下肢関節運動間の協調性が向上すると考えられる。その成果の一部は、Int. J. Rehabil. Res. 39: 93-95, 2016.に掲載された。今後、高齢者などのバランス能力低下者を対象に検討することによって、従来よりも効果的な静的バランス練習の方法として期待される.トップアスリートの被験者数が不足しているが、今後の努力によって研究目的の達成度に影響はしないと思われる。リハビリテーション科学研究分担者への協力を強めて推進させたい。研究計画の変更および課題は見あたらない。

優れたバランス能力をもたらす要因について姿勢制御の観点から明らかにすることを目的として、研究期間1年目は国際大会出場レベルのエリートスキージャンパーの外乱(床面水平刺激課題)後に出現する代償的姿勢反応(フィードバック制御)特性の一部が明らかとなった。被験者数が不足しているために、予定していた謝金および学会発表のための旅費が残額として生じた。今後、競技中に関節運動の制約のない競技種目のアスリートを対象にした研究の必要性が課題として挙げられた。そのために、研究期間2年目は体操競技のトップアスリートを対象に立位時の静的バランスおよび動的バランスの運動学的特性を解明する予定である。謝金および学会発表のための旅費として使用する予定である。年度末に使用したが反映されていない。既に使用済み。