hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小胞体ストレスセンサーによる細胞間情報伝達機構の解析

小胞体ストレスセンサーBBF2H7は小胞体ストレス依存的に膜内切断され、細胞質側のN末端と小胞体内腔側のC末端に分離される。本研究では切断された小胞体内腔側のドメインの機能に着目して研究を進めた。BBF2H7小胞体内腔ドメインは小胞輸送により細胞膜近傍まで輸送されエキソサイトーシスにより細胞外に分泌される。分泌された小胞体内腔ドメインはヘッジホッグおよびその受容体であるPatched-1に結合し周辺細胞のヘッジホッグシグナルを活性化して細胞増殖を促進させることがわかった。BBF2H7小胞体内腔ドメインによる細胞増殖効果は発生段階の軟骨細胞およびある種の固形癌で認められた。小胞体に局在するOASISファミリーと呼ばれる一群の膜貫通型転写因子は小胞体ストレスセンサーとして機能する。これら分子群は小胞体ストレスに応答して膜内切断を受け、転写因子として機能する細胞質ドメインと、細胞外に分泌される小胞体内腔ドメインに切り離される。本研究課題では、分泌された小胞体内腔ドメインの解析を通して、『小胞体ストレスの細胞間情報伝達』の仕組みと生理的役割解明を目指している。今年度は小胞体ストレスセンサーBBF2H7の小胞体内腔ドメインに結合する因子と、その因子に結合した後の細胞増殖に及ぼす影響および細胞内シグナル伝達について解析した。その結果、BBF2H7の小胞体内腔ドメインは細胞外に分泌された後、ヘッジホッグおよびその受容体であるPtch1と結合し、ヘッジホッグシグナルを活性化することを見出した。またヘッジホッグシグナルの活性化に伴い、細胞周期関連遺伝子の転写も活性化され最終的に細胞増殖を促進する作用があることもわかった。BBF2H7の小胞体内腔ドメインのリコンビナントを作成しこれに対するモノクローナル抗体の取得を試みた。その結果、3種のモノクローナル抗体を得、そのうち2種のモノクローナル抗体には、BBF2H7小胞体内腔ドメインとヘッジホッグおよびPtch1との結合を阻害する機能があることがわかった。さらにこの抗体をBBF2H7が発現しヘッジホッグシグナルが活性化しているグリオブラストーマU251MG細胞の培養上中に添加すると、細胞増殖が有意に抑制されることがわかった。以上から、作成したモノクローナル抗体には、ヘッジホッグシグナルが活性化している腫瘍細胞の増殖を阻害させる働きがあり、癌に対する抗体製剤としての可能性が示唆された。小胞体に局在するOASISファミリーは小胞体ストレスに応答して膜内切断を受け、転写因子として機能する細胞質ドメインと、細胞外に分泌される小胞体内腔ドメインに切り離される。本研究課題では、OASISファミリーのうち特にBBF2H7に着目し、分泌された小胞体内腔ドメインの解析を通して、『小胞体ストレスの細胞間情報伝達』の仕組みと生理的役割を明らかにすることを目的に研究を進めた。その結果、以下のような成果が得られた。1)小胞体内腔ドメインの生理活性解明;BBF2H7は膜内切断を受けたのち、小胞輸送システムによって細胞内から細胞外に分泌され、分泌された小胞体内腔ドメインに細胞増殖活性があることがわかった。この細胞増殖のメカニズムとして、BBF2H7小胞体内腔ドメインはPtch1およびIhhに結合し、Ptch1の下流シグナルを活性化して細胞周期関連遺伝子の発現を誘導することがわかった。2)小胞体内腔ドメインの機能制御;BBF2H7の小胞体内腔ドメインのShhおよびPtch1への結合を阻害する中和抗体の作成を試みた。その結果、BBF2H7小胞体内腔ドメインに反応するハイブリドーマ細胞株を10クローン得た。その中で特にタイターの高かったA6-16およびA6-41クローンから精製したモノクローナル抗体を、癌細胞株U251MG細胞に添加して細胞増殖アッセイを実施した。この2種の抗体を添加したものでは、コントロール抗体を添加したものよりも有意に細胞増殖が抑制された。以上の結果から、BBF2H7小胞体内腔ドメインに対するモノクローナル抗体はヘッジホッグシグナルが活性化している固形癌の増殖を抑える働きがあり、抗体製剤としての可能性が示された。医化学本研究課題では以下の課題に取り組む。1)小胞体ストレスセンサーOASISファミリーの小胞体内腔ドメインが有する生物機能を明らかにするため、細胞膜表面上で結合する特異的受容体を同定する。2)小胞体内腔ドメインと受容体が結合したのちのシグナル経路についても明らかにする。3)各センサーの小胞体内腔ドメインの機能阻害モノクローナル抗体を作成する。抗体を用いて各小胞体内腔ドメインのin vivo機能を解明する。初年度は小胞体ストレス

センサーBBF2H7を中心に1)および2)を進める計画であったが、3)についても進めることができ計画以上に進展していると判断できる。今年度は、小胞体ストレスセンサーの分泌断片の解析が中心であったが、次年度はOASISなどの他のファミリータンパク質についても分泌小胞体内腔ドメインの機能を明らかにする予定である。さらにそれら分子と疾患との関連も見出し、創薬研究にも発展させていきたいと考えている。
微生物を用いたトリチウムガス除去装置の開発

トリチウムは原子力施設から環境に放出されるが、将来D-T核融合炉が稼働すると,燃料として極めて多量のトリチウムガスが用いられると予想されている。トリチウムは低エネルギーβ線を放出する比較的安全な核種ではあるが,生元素である水素の同位体として環境から生体へ取り込まれることにより生物影響を及ぼす。大量のトリチウムガスの取扱においては環境問題もクローズアップされることが予想され,各種の封じ込めの技術開発がますます必要である。本研究は,取扱施設でトリチウムガスを回収除去する装置のひとつとして,トリチウムガス酸化酵素を持つ微生物を触媒とするバイオリアクターにより常温常圧でトリチウムガスを除去回収するシステムの開発を目的とし、以下の成果を得た。1)トリチウムガス除去装置のバイオリアクター用菌株として土壌から分離した8菌株と分譲菌株10株について検討し、Streptomyces misionensis JCM4497を選定した。2)固定化のための担体の材質、菌体の培養条件、担体への固定化の方法等の検討を行なった。担体として検討した中ではシランリングとファイバームがよく、硬度の点ではシランリングは優れているもの、トリチムガス酸化活性と保存性の点からはファイバームが担体として最も良かった。3)酸化力改良のために、既知の他の細菌の遺伝子をプローブとしてこの菌株のトリチウムガス酸化の酵素ヒドロゲナーゼ遺伝子の単離を試みたが、有為な相同性を示すものは得られなかった。4)除去装置の基本構成はファイバアーム固定化菌株を充填したカラム、-60°Cのコールドトラップ、モレキュラーシ-ブ、シリカゲルトラップ、およびトリチウムモニターとし、性能の評価を行なった。トリチウムガス除去装置のバイオリアクターに用いるのに用も適すると考えられる菌株の選定を行った。まず著者らが各種土壌から分離したトリチウムガス酸化活性を持つ土壌細菌でStreptomyces属の放線菌であると同定し保存している菌株8株から、活性が高く生育もよいA224株を選びトリチウムガス酸化活性を増加させるような培養条件(酸素活性の誘導条件)の検討を行った。また酸化力改良を遺伝子工学の手法で行うためにトリチウムガス酸化活性の実体である酵素ヒドロゲナーゼ遺伝子のクローニングを行っている。一方、さらに活性の高い安全な菌株を求めてStreptomyces属の放線菌分譲株10種についてトリチウムガス酸化活性のスクリーニングを行い、3種の菌株が活性を持つことを見いだした。A224株とこれらの菌株のトリチウムガス酸化活性はいずれも気菌糸に分布し培地のC源のグルコースにより抑制されることがわかった。そこで培地組成を変える等、活性が最も高く誘導されかつ菌体収量のより培養条件を検討した。分譲菌株のなかでは4497株が最も活性が強かった。分壌菌株はいずれも安全性で問題のないとされるクラス1の菌株である。A224株と4497株についてバイオリアクターのための菌体の固定化法を検討した。検討した4種の固定化担体のうち最も活性の高い固定化菌体が得られたのはファイバームで、4497株はA224株より8倍も活性が高く優れていた。除去装置の基本構成と酸化力の増強と固定化菌体の大量培養法など目下検討中である。トリチウムガス除去装置のバイオリアクターに用いるのに最も適する菌株として、土壌からの分離菌株8種と分譲菌株10種の中から選定したStreptomyces misionensis JCM4497株について、固定化担体に最もよく結合させ高いトリチウムガス酸化活性(ヒドロゲナーゼ活性)を発現維持させるために必要な担体の前処理や菌体の培養条件の検討を行った。

担体としてシランリングとファイバームを用いたところ、それぞれの最適培養条件において両者による固定化菌体の単位表面積当りのトリチウムガス酸化活性を比較するとファイバームの方が約5倍高かった。またバイオリアクターとしての保存性についても、ファイバームによる固定化菌体は4°Cで170日間保存してもその活性は殆ど変わらず維持できることが分かった。シランリングの場合は4°C、170日間の間に酸化活性がやや増大したが活性にバラツキが多かった。従って、硬度の点でシランリングは優れているものの、酸化活性と保存性の点からはファイバームが担体として最も良いと結論された。また酸化力改良を遺伝子工学の手法で行うためにトリチウムガス酸化活性の実体である酵素ヒドロゲナーゼ遺伝子のクローニングを試みた。これまで放線菌Streptomyces属における同遺伝子に関する報告はない。すでに知られている他の細菌の同遺伝子をプローブとしてゲノムDNAについて検索し、プライマーを合成してPCR法で特異的DNA断片を増幅し、塩基配列を検討している。今後ヒドロゲナーゼ遺伝子全長のクローニングを計画している。除去装置の基本構成は固定化菌体を充填したガラスカラム、-60°Cのコールドトラップ、モレキュラーシーブ、シリカゲルトラップ、そしてトリチウムモニターとし、性能の評価を行った。
左右非対称な形態形成に関与する転与因子Pitx2の発現維持機構と機能の解明

私は、前年に引き続き、左右非対称な形態形成メカニズムの解明のために転写因子Pitx2の左右非対称な発現のエンハンサー(ASE)のみを欠失させたマウスの解析を行った。Pitx2 ASE欠損マウスは、Pitx2の左右非対称な発現をほとんど消失しており、ASEがPitx2の左右非対称な発現に必要不可欠なエンハンサーであることを証明した。Pitx2 ASE欠損マウスの新生仔の形態は、外見上野生型やヘテロマウスと違いは見られないが、肺、心臓は右側相同を示し、他にも、大静脈、大動脈などの血管走行の左右非対称性や、腸の走行、脾臓の大きさに異常が見られた。しかし、胃、脾臓の左右性や心臓のルーピングの方向など、Pitx2が左側特異的に発現しているにもかかわらず、その非対称性に異常が観察されない器官もあり、左右非対称な形態形成にはPitx2依存性の部分と非依存性の部分が存在することを明らかにした。現在、左右非対称に発現する遺伝子の発現変化をPitx2 ASE欠損マウスやPitx2の上流であるNodalからのシグナル伝達に必要なCrypticの変異マウスで調べ、Pitx2依存性、非依存性それぞれのシグナル経路を明らかにしている。また、マウス以外の脊椎動物からもPitx2を単離し、ASEを探索した。その結果、ヒトからゼブラフィッシュまでASEに特徴的な配列が保存されていた。さらに、それぞれのASEの活性をトランスジェニックマウスの手法を用いて調べたところ、ほとんどの種のASEで左右非対称な発現の活性が見られ、Pitx2の発現が脊椎動物を通してASEによって制御されていることを明らかにした。共同研究者として、ノードの流れの方向が左右軸を決定することを明らかにした研究で、左右非対称なシグナル伝達の指標としてPitx2 ASEの活性をlacZレポーターで観察できるマウスを使った実験に協力した(Nature,2002)。
進化史から探るヒトマラリア原虫を中心とした霊長類マラリア原虫の寄生適応戦略

マラリアは人類最大の原虫感染症である。その原因病原体であるマラリア原虫の宿主寄生適応戦略の解明のため、マラリア原虫と宿主の進化を比較したところ、宿主転換によるマラリア原虫の主要系統の急速な多様化(マラリアビッグバン)を見いだした。この知見は、寄生適応における宿主転換の重要性を示し、従来の"宿主転換は例外的な現象"とする見方を変えるものである。このため、マラリア研究に新たな基盤を提供すると期待される。マラリア原虫と宿主の間での系統関係および分岐年代の比較から、現生マラリア原虫の起源での宿主転換による急速な多様化を見いだし、寄生適応戦略として宿主転換が重要であるとする"マラリアビッグバン仮説"を提唱した。これは従来の"宿主転換は例外的な現象"とする見方に変更をせまるとともに、マラリア原虫の宿主域について"限定されず広い"と推測する。一方、現在広く受け入れられているマラリア原虫の宿主域についての認識は、寄生という特殊な生活様式から"限定され狭い"というものであり、「ヒトマラリア原虫はヒトにしか感染せず、ヒト以外の動物を宿主とするマラリア原虫はヒトに感染しない」との見解のもと、マラリア研究・対策がおこなわれている。類人猿を対象としたマラリア調査をおこなったところ、日本に輸入されたチンパンジーから、ヒトマラリア原虫の一種である四日熱マラリア原虫を検出した。この発見は、四日熱マラリア原虫の宿主域がヒトに限定されていないことを示し、マラリアビッグバン仮説を支持する。これらの成果は、従来のマラリア研究・対策での宿主域に関する基本見解の見直しをせまり、今後のマラリア研究・対策の新たな基盤知見になると考えられる。また、輸入チンパンジーでのヒトマラリア原虫の検出は、我が国におけるマラリア防疫という点でも重要な意味をもつ。
養育者の援助要請行動に着目した幼児の包括的な発達支援システム開発

本研究では、幼児期後期の子どもの発達上の課題における母親の援助要請(Help-Seeking:HS)の影響要因の明確化から、地域における包括的な発達支援システムを提言することである。首都圏内の1自治体において、幼児期後期児の養育者への悉皆調査を実施した。結果、母親のHSでは、子どもの健康状態の認識、自己解決志向性、被援助志向性などが影響因子であった。以上から、母親が子どもの発達を正しく認識し、適切なHSを発揮できる地域における包括的な発達支援システム構築の必要性が示唆された。本研究の全体構想は、我が国における幼児の発達障害に対する適切なスクリーニングおよび支援を目指した地域での包括的な発達支援システムを構築することである。その全体構想の中での本研究の目的は、同システムにおける具体的な一方策として、研究者らが開発した`幼児の健康課題に対する養育者の援助要請(Help-seeking)概念モデル'に基づく地域での包括的な発達支援システムを開発し、学術的・施策的有用性を評価することである。平成23年度には、首都圏近郊A市における平成17-19年度出生児の保護者に対する郵送式の自記式質問紙を用いた悉皆調査(平成23年8月15日現在住民基本台帳登録者全数)を平成23年9-10月にかけて実施した。調査内容は、デモグラフィックデータ、児の健康課題に関する援助要請経験、事例による児の健康課題の認識、援助要請の可能性の判断、保護者の特性(ソーシャルスキル、育児観、親としての自己効力感など)であり、配布数4,107件に対し、回収数2,443件(回収率59.4%)であった。当該年度である平成24年には、前年度に実施した調査結果の解析を進めた。結果、幼児を持つ保護者は、健診や幼児通園施設で勧奨された児の健康課題に対し、9割以上が何らかの援助要請行動を起こしていた。また、母親の援助要請においては、子どもの健康状態を見過ごせないとする認識、自己解決志向性、被援助志向性、社会的スキルの低さなどが行動の促進因子であり、子どもの健康状態に対する認識の楽観性の高さは行動の抑制因子であった.これらの結果から、母親が子どもの発達を正しく認識し,適切なHSを発揮できる地域における包括的な発達支援システム構築の必要性が示唆された.本研究の全体構想は、我が国における幼児の発達障害に対する地域での包括的支援システムを構築することである。その全体構想の中での本研究の目的は、同システムにおける具体的な一方策として研究者らが開発した`幼児の健康問題に対する保護者の援助要請(Help-Seeking)概念モデル'に基づく包括的な発達支援システムを提言することである。1年目は、それまでの援助要請に関する概念分析の研究成果を踏まえ、幼児期後期の主たる養育者である母親の援助要請の実態調査を実施した。2年目は、実態調査の結果から、母親の援助要請への影響要因を検証した。最終年度にあたる平成25年度には、調査研究による結果を基に、今後の地域保健における取り組みの方向性を検討した。母親のHSに影響する要因は,支援により,HSの促進要因にも抑制要因にもなり得る.したがって,育児・発達支援に携わる保健師には,母親の子どもに対する期待や心情を踏まえつつ,これらの影響要因ができるだけHSの促進に働くように支援をすることが求められる.具体的には,母親が子どもの発達を正しく認識するために,子どもの発達に関する情報提供や学習や,健診などの場において、子どもの発達を専門職とともに確認をする機会を提供することが有効であると考える.また,地域における子どもの発達を支援する機関や専門職の適正配置,これらの間を結ぶネットワークの整備も欠かせない.さらには,地域の人びとを対象とした発達障害に関する啓発活動を行い,気がかりに対してHSをしてもよいのだという地域の風土を醸成するなど,母親が適切なHSを発揮できる包括的な発達支援システムを構築していくことが望まれる.今後は,さらに検証を重ね,母親のHSの概念モデル構築,支援プログラム・評価指標の開発をすることが課題と考える.本研究では、幼児期後期の子どもの発達上の課題における母親の援助要請(Help-Seeking:HS)の影響要因の明確化から、地域における包括的な発達支援システムを提言することである。【研究の目的・意義】本研究の目的は、子どもの発達障害に対して、養育者がどのようにして健康課題を認識し、受診や相談行動を生起するのかという援助要請の機序を明らかにし、地域における幼児の包括的な発達支援システム構築への示唆を得ることである。養育者の援助要請行動を明らかにすることは、養育者の援助要請行動を促す支援への示唆を得ることができ、ひいては親子の成長への支援、地域住民のニーズに基づいたアクセシビリティの高い社会資源としての発達支援システムの創出が可能となる。【方法】(1)研究デザイン:調査研究(悉皆)、(2)対象:首都圏内A県A市平成17-19年度出生の4-6歳児の養育者であり住民基本台帳登録者全数(平成23年8月15日時点)、対象者の抽出は、共同研究者であるA市に委託した。(3)調査時期:平成23年9-11月、(4)データ収集

方法:配布回収ともに郵送法を用い、無記名自記式質問紙調査を実施した。(5)データ収集内容:基本属性(養育者、児)、児の発達に関する援助要請経験、育児に関する考え、親の自己効力感、児の発達障害に対する援助要請行動の認知、社会的スキルなどを調査した。【平成23年度の成果】平成23年度には、発送4,107件のうち2,443件(回収率59.4%)を回収済み。回収した調査票については、全数のデータ入力を済ませ、データクリーニングまでの作業を終了した。平成24年度には、このデータをもとに、援助要請行動に着目して、目的的に分析作業を進め、養育者の援助要請行動モデルの検証までを実施する予定である。本研究の目的である地域における幼児の発達障害に対する包括的な発達支援システムを検討するための基礎データを得ることができている点は達成と言えるが、調査の解析結果から養育者の援助要請概念モデルの検証までには至らなかった。以上より、本研究は概ね順調と考える。当初平成24年度に実施を見込んでいた調査が、共同研究者の協力により、1年前倒し、かつ大規模な悉皆調査の実施に至ったため、計画以上に進展していると評価します。最終年度にあたる平成25年度には、調査研究による結果を基に、調査対象地域および子どもの発達障害に対する取り組みを工夫している自治体において、スクリーニングからフォローアップまでの一貫した支援の実態を観察、および対象者・支援者にインタビューするなどのフィールドワークを行い、提案の妥当性を検証する予定である。以上の取り組みを総合して、最終年度には、地域における幼児の発達障害に対する適切なスクリーニングおよび発達支援といった包括的な発達支援システムの提言をまとめる方向である。なお、本研究の結果は、調査対象地域における職員研修会を兼ねた結果報告会を持ちフィードバックするとともに、関連学会への発表・投稿を行う。平成23年度に実施した調査結果を、平成24年度ではさまざまな角度から分析を進め、「幼児を持つ養育者の援助要請行動モデル」を構築する予定である。また、これに関する研究成果発表を国内外の学会にて、公表をしていく予定である。平成25年度には、2カ年の成果を基に、発達支援システムの考察のために、先駆的な取り組みをしている国内の自治体数か所に視察をし、モデルの検証ならびに地域における幼児の発達支援システムへの提言を行う方向である。平成25年度には、フィールドワークならびに研究の総括を遂行する予定である。したがって、フィールドワークでは旅費ならびに観察・インタビューのための消耗品を要する。また、研究成果の総括に向けた文献による検証、学会発表に関する諸費用(旅費、消耗品、学会参加費等)を研究費によって当てたいと考えている。なお、当該助成金の繰越金が生じているのは、予定していた旅費の支出がなかったためであり、この繰越金はH25の総括に向けての諸費用に当てる予定である。悉皆調査の結果を分析するために、統計解析ソフトおよび本研究専用のパソコンを整備する。加えて、これら結果の保存用の書庫、文具および分析に必要な文献に研究費を当てて行く予定である。また、研究代表者および分担者いずれも、情報収集・成果発表のための国内旅費として研究費を使用する予定である。
通信プロセス指向実時間並行プログラミングシステムの構築

本年度は、通信プロセス指向プログラミング環境の視覚的インタフェースおよび証明手法の拡張について研究を行った。視覚的インタフェースについては、通信プロセスの抽象的モデルであるラベル付き遷移系を直観的に画面上に表示し、検証するツールを作成した。具体的な形式的体系としては、MilnerのCCSを対象とする。本ツールの作成において問題となった点は、プロセス代数における合成の扱いである。プロセス代数における合成演算は状態の組合せによる増大を招く。このため、組合せを展開した形では、状態数が増加し、視覚的に表現しても直観的な理解は難しくなる。このため、本研究で作成したツールでは、各モジュール毎に分解した形で表示する。さらに、本ツールでは、仕様と実現がテスト等価性の意味で等価でない場合、その原因となる状態を表示する。この際、各モジュールに分解した形で表示することによってより直観的に理解することができる。しかし、以下にあげる問題があった。●原因となる状態が各モジュールの組合せとなること。●組合せによって発散が発生すること。●仕様と等価にするための修正の組合せが一意でないこと。これらの問題を解決するため、CCSの展開定理を拡張し、合成演算の展開の際にサブモジュール情報を保存する方法を示した。この拡張定理をもとに検証ツールを作成した。ツールの作成により、合成演算を展開せずに扱うことの有効性が確認できた。しかし、合成演算の扱いは本質的に複雑であり、ユーザに対してはより直観的な提示が必要である。実際のコード生成については、π計算についての検討を行ったが、動的な構造を効果的にコードに変換することについては、オペレーティングシステムとのインタフェースにおいて困難な点が多く、プロトタイプを作成するにとどまった。
光バーストスイッチングにおける光符号多元接続技術及びネットワーク符号化の適用

本研究課題では,光バーストスイッチングの通信品質をより高め光信号処理機能を追加するために,光符号分割多元接続(OCDMA)技術による符号化を行なうことを検討した.符号化によって,中継ノードにおいて予約要求の競合があっても受信ノードにおける受信成功確率を高めることができることそして,片方向予約を可能にすることによって予約信号が送受信ノード間を往復する間何もしないでいる時間にもスロット伝送が可能になることから,バースト伝送効率を大幅に改善できることを明らかにした.OBSネットワークは,スロット型OBSに特化した解決方法の提案が重要であることを考慮して本年度も研究実施してきた.これまで,各送信ノードで独立に生成されるバーストはそれぞれ異なるバースト長をもち任意のバースト長で帯域予約や経路切替がなされてきたが,スロット型OBS方式では,スロットと呼ばれる一定の処理単位ですべてのノードにおける予約や転送処理を同期させて行なわれるものを想定している.したがって,波長予約や経路切替処理は,すべてネットワークで定義されるスロット長単位で行なわれ,その結果として,各送信ノードで生成されるバーストは,送信ノードにおいて複数個のスロットに分割され,その分割した数だけのスロット予約を成功させることによって,バースト全体として目的ノードで正しくデータ受信できることを確認できた.とくに,本年度は,このスロット型OBSにおいて,中継ノードにおいてバースト競合が発生したときに,OCDMAによる符号化することを検討し,その結果,バーストの経路上にある残りの中継ノードに対して,符号化に用いた符号情報も制御パケットに含めて通知する機構を具体化した.これによって,1スロット時間がF倍のスロット時間に拡大することから,F倍の遅延を受けたものの,遅延量自体は常に一定であることの影響が上位レイヤ等に与える影響が小さいことを確認した.符号化されたスロットの受信のためには,符号化に用いた符号系列に対する復号器を用いて,重みスロットに拡散されたスロットを元の1スロット時間に集める(復元する)ことにより実現する方法を詳細に検討した.次年度では,さらに,複数の中継ノードにおいて,バースト競合が発生した際に,複数回符号化する場合の符号の組み合わせについて具体的なネットワークトポロジーと一緒に検討することを予定している.本研究課題では,光バーストスイッチングの通信品質をより高め光信号処理機能を追加するために,光符号分割多元接続(OCDMA)技術による符号化を行なうことを検討した.符号化によって,中継ノードにおいて予約要求の競合があっても受信ノードにおける受信成功確率を高めることができることそして,片方向予約を可能にすることによって予約信号が送受信ノード間を往復する間何もしないでいる時間にもスロット伝送が可能になることから,バースト伝送効率を大幅に改善できることを明らかにした.OBSネットワークは,スロット化して動作させることが利点として有力になってきたことから,スロット型OBSに特化した解決方法の提案が重要であることを考慮して研究を実施してきた.これまでのOBSでは,各送信ノードで独立に生成されるバーストはそれぞれ異なるバースト長をもち任意のバースト長で帯域予約や経路切替がなされてきたが,スロット型OBS方式では,スロットと呼ばれる一定の処理単位ですべてのノードにおける予約や転送処理を同期させて行なわれるものを想定した.したがって,波長予約や経路切替処理は,すべてネットワークで定義されるスロット長単位で行なわれ,この結果,各送信ノードで生成されるバーストは,送信ノードにおいて複数個のスロットに分割されて,その分割した数だけのスロット予約を成功することによって,バースト全体が目的ノードで正しく受信できることが確認できた.このスロット型OBSにおいて,中継ノードにおいてバースト競合が発生したときに,OCDMAによる符号化することを決定している.その後,バーストの経路上にある残りの中継ノードに対して,符号化に用いた符号情報も制御パケットに含めて通知する機構を詳細に検討した.具体的な符号化は,符号系列にしたがって,1スロット時間にあったバーストスロットを,そのスロット以降の系列長に等しいFスロットに渡って特定のスロット(以下では「重みスロット」という)に時間的に拡散して送信することによって実現した.これによって,1スロット時間がF倍のスロット時間に拡大することから,F倍の遅延を受けたものの,遅延量自体は常に一定であることの影響が上位レイヤ等に与える影響が小さいことを確認した.符号化されたスロットの受信のためには,符号化に用いた符号系列に対する復号器を用いて,重みスロットに拡散されたスロットを元の1スロット時間に集める(復元する)ことにより実現する方法を詳細に検討していく.本研究課題は,光パケットスイッチングの実現に向けて注目されるスロット型光バーストスイッチング(OBS: Optical Burst Switching)において問題となっている予約競合によるバースト棄却に対して,ネットワーク符号化と光符号分割多元接続(OCDMA: Optical Code Division Multiple Access)による光信号の符号化によって解決する方法を確立することであった.具体的には,送信ノードで,バーストを送信する際に,予めOCDMAによる符号化が行えるように送信をすることによって,予約競合が発生したノードにおいて符号化し,目的ノードでは復号することによってバースト棄却率が従来方式よりも改善されることを示すことができた.情報通信工学一部の備品を除き,研究計画・方法の通り研究遂行に必要な物品・謝金等の経費を計画通り執行できており,予定通り順調に進展している.研究計画・方法の通り,研究遂行に必要な物品・謝金等の経費を計画通り執行できており,予定通り順調に進展している.研究計画・方法の通り,平成25年度以降の計画に基づき,多段符号化の研究及びネットワーク符号化の研究を遂行する予定である.研究計画・方法の通り,平成25年度以降の計画に基づき,多段符号化の研究を遂行する予定である.購入予定の備品の製品発表が遅れたために年度内に購入することが困難となったため.発表された製品の購入に使用する予定である.該当なし
転がり拘束下で任意形状を考慮した物体操作の解明

ロボットハンドを使い我々の身の回りにある物体を把持し操作する制御方法を実現するためには、複雑な形状をした物体をコンピュータに取り込み、ダイナミクスに組み込める形状にフィッティングし、把持のダイナミクスに取り入れる方法によりモデリングする。そして、数値シミュレーションにより制御方法を評価し、実験機を用いてその制御方法の妥当性を評価する方法が考えられる。そこで、転がり拘束の影響下で、滑らかな形状を指先に有する1本指ロボットを用いて、重心位置が固定された滑らかな形状を有する3次元物体の不動化を検証するための数値シミュレーション方法を提案した。提案手法では、滑らかな曲面間の転がり運動を表すために、ロボットと物体との接触点に接ベクトルと法線ベクトル及びそれらの外積から得られるベクトルから構成される直交座標系を設置した。指先の転がり運動を考慮することにより、その直交座標系の更新則は、法曲率、測地的曲率、ロボットと物体の運動から構成することが出来る。法曲率は、ロボットと物体の幾何学情報を利用することにより決定する方法を用いる。測地的曲率の値は、ロボットの運動を考慮することにより決定する方法を用いる。数値シミュレーションを開始するために、指-物体のシステムの運動が生じた瞬間に、接触点に設置された直交座標系を構成する転がり運動方向を表す接ベクトルを、接触点の速度ベクトルを接平面に射影した方向を疑似的な接線ベクトルと仮定することで、運動が生じた瞬間の接線ベクトルとする方法を用いた。平成23年度研究計画の「1本指ロボットによる物体の不動化」について、数値シミュレーション方法を提案した。不動化を実現する制御入力として、接触点情報を含むヤコビ行列を用いた方法を試みたが、今後は、取得することが困難な接触点情報は含まない指先中心情報に基づく制御入力を提案する必要がある。受動性に基づく安定性の証明に関しては、数値シミュレーション方法の提案と制御方法の提案に大幅に時間を取られているため、次年度の課題とする。同様に、研究計画の「滑らかな形状を持つ物体の姿勢制御」の制御方法及び安定性の証明に関しても、次年度の課題とする。本研究課題の場合に、複雑で滑らかな形状を持つ物体の形状を表現するためには、どのような表現方法が数値シミュレーションを実行する上で把持のダイナミクスと相性が良いのかを明確にしておくことが、研究を進める上で必要であることが明らかになってきた。その上で、再度、数値シミュレーション方法を提案する必要があるが、これまでの経験からかなりの時間を要することが予想されるので、残りの研究期間を考慮して、本研究課題の期間中に取り組むべきかを判断したい。制御入力は、"blind grasping"に基づいた制御法を拡張することにより、安定に把持することが可能な制御方法を提案する。提案する制御入力は、拇指対向に基づく位置に関する項とロボットの姿勢に基づく項とを重ね合わせることにより構成する。提案する制御入力の妥当性の検証のため、数値シミュレーションのモデルとして23本の指ロボットを使用する。安定把持が可能なことを数値シミュレーションにより確認した後、閉ループダイナミクスを導出し、受動性に基づく安定解析を試みる。同時に、滑らかな形状を持つ2次元物体把持の制御法の提案及び安定解析を試みる。数値計算用高速コンピュータと数値解析用のアプリケーションの選定に時間を要し購入が遅れたため,平成23年度の未使用額が生じた.平成24年度の研究費の使用計画として,申請書に記載している平成24年度の研究費に,平成23年度に購入を予定していた数値計算用高速コンピュータと数値解析用アプリケーションを新たに追加する.ロボットハンドを使い我々の身の回りにある物体を把持し操作する制御方法を実現するためには、複雑な形状をした物体をコンピュータに取り込み、ダイナミクスに組み込める形状にフィッティングし、把持のダイナミクスに取り入れる方法によりモデリングする。

同様に、研究計画の「滑らかな形状を持つ物体の姿勢制御」の制御方法及び安定性の証明に関しても、次年度の課題とする。本研究課題の場合に、複雑で滑らかな形状を持つ物体の形状を表現するためには、どのような表現方法が数値シミュレーションを実行する上で把持のダイナミクスと相性が良いのかを明確にしておくことが、研究を進める上で必要であることが明らかになってきた。その上で、再度、数値シミュレーション方法を提案する必要があるが、これまでの経験からかなりの時間を要することが予想されるので、残りの研究期間を考慮して、本研究課題の期間中に取り組むべきかを判断したい。制御入力は、"blind grasping"に基づいた制御法を拡張することにより、安定に把持することが可能な制御方法を提案する。提案する制御入力は、拇指対向に基づく位置に関する項とロボットの姿勢に基づく項とを重ね合わせることにより構成する。提案する制御入力の妥当性の検証のため、数値シミュレーションのモデルとして23本の指ロボットを使用する。安定把持が可能なことを数値シミュレーションにより確認した後、閉ループダイナミクスを導出し、受動性に基づく安定解析を試みる。同時に、滑らかな形状を持つ2次元物体把持の制御法の提案及び安定解析を試みる。数値計算用高速コンピュータと数値解析用のアプリケーションの選定に時間を要し購入が遅れたため,平成23年度の未使用額が生じた.平成24年度の研究費の使用計画として,申請書に記載している平成24年度の研究費に,平成23年度に購入を予定していた数値計算用高速コンピュータと数値解析用アプリケーションを新たに追加する.
基礎看護教育における統合的視点から見た医療事故生成プロセス防御モデル

1.「看護場面における医療事故背景要因とエラー発生の関連性」について多変量解析を行うために,調査施設を増やした上で、2度にわたる検討を行った。その結果、看護師のストレス反応を媒介としてヒヤリハットへと結びつく間接的な効果が示された。逆に、アサーション能力やソーシャルサポート、自己効力感などはストレス反応の低減に関連しており、間接的にヒヤリハットを減少させる要因であることが示された。特に「看護場面における医療事故背景要因とヒヤリハットの関連性」に注目した点で、他に類をみない意義深い結果が得られた。2.「医療事故背景要因のエラー発生に至る生成プロセスの動的モデル」を作成してきた。分析過程において、自分自身で確認する習慣が、しばしばストッパーとなっていた。上司からサポートを多く得ている看護師は、ヒヤリハットの回数にストレス反応の高低が影響を及ぼさないが、上司からのサポートが少ない看護師は、ストレス反応が高まることで、いつもよりヒヤリハットを起こしやすくなる傾向が見られた。また、疑問に思っていても黙って指示に従ってしまう黙従性の態度が強い者は、ヒヤリハットの報告が多いことも明らかになった。エラー発生要因については、一部モデル化が進みつつあるが、防御に拘わる要因について、数量的に分析した研究は殆ど見られない。今後の医療事故防止に向けた基礎的研究として、意味深い研究になっていくと思われる。3.看護学生の危険予知能力を高めていく方法として、討論・グループ発表の時間を設け、実証的研究を行った。また医療事故予防に向けての「リスク体験ゲーム」を開発し、看護学生には講義、看護教員には講習会の時間の中で、実施した。その結果、安全に対する意識に有意な変化が見られた。1.医療事故生成プロセス関連要因に関するレビュー医療現揚のヒューマンエラーについての論文を収集し、これらの結果の整理分析を進めた。主に、a)医療現場でのヒューマンエラーの実態について、b)ヒューマンエラーの誘因・要因について、c)医療現場で行われているリスクマネジメントについての研究についてまとめた(学会誌へ投稿予定)。今後、さらに重要な視点として、さまざまな誘因・要因やリスクマネジメントの影響や効果を構造的に把握するため、質的調査のみでなく、量的データによる分析が必要であると考えられる。2.医療事故生成プロセスにおける日常生活におけるエラーパターン尺度の概念的妥当性の再検討日常生活におけるエラーパターン尺度の概念的妥当性の再検討のため、2005年8月に学部生を対象とした質問紙調査を行った。活動性・のんきさ尺度との相関分析を行った結果、活動性と脱落エラー、取り違えエラーとの間に負の相関が、のんきさと脱落エラーとの間に正の相関がみられた。海保(1999)は、活動的でのんきな人が誤りをすると指摘しているが、本結果では活動性とのんきさで異なる傾向が示された。これについては項目の内容などから、今後慎重に解釈を行う予定(学会発表予定)。3.医療事故生成プロセス防御モデル作成に向けて・質的研究のまとめこれまでの新人Nsの面接調査で得られたデーターを、Medical SAFERの手法を用い、時系列に注目した事例分析をおこなった。更に背後要因を明らかにするために、P-mSHELLモデルによる分析を加えた。その結果、環境要因では急な呼び出しや電話等の業務への割り込みがあり、仕事に集中できないこと、また準夜の時間帯はスタッフの人数が少ない上に忙しく、聞きたいときに聞けずに戸惑い、ヒヤリハットが起こりやすい状況にあることが明らかになった。看護師本人の要因としては、事故予防のために2度3度にわたる確認作業を心がけてはいるが、疲労の上、時間的な切迫等の要因が重なり、確認作業が脱けた時に、ヒヤリハット事例が発生していることが明らかになった。

4.医療事故生成プロセス防御モデル作成に向けて・量的研究の準備・実施:倫理審査委員会の承認も受け、本格的に医療事故生成プロセス防御モデル作成に向けての量的研究実施を始めている。(1)前年度のヒヤリハットの研究レビューから得た知見に基づき、医療現場の現職看護師558名を対象に、質問紙調査を実施した。その結果、180の質問紙が回収され(回収率:32%)、有効回答数157を基に分析を行った。結果は、次に示す通りである。ヒヤリハットの誘因が、看護師のストレス反応を媒介としてヒヤリハットへと結びつく間接的な効果が示された。また、疑問に思ってもそのままやってしまうことがある、といった黙従性がヒヤリハットを促進する可能性が示唆された。逆に、アサーション能力やソーシャルサポート、自己効力感などはストレス反応の低減に関連しており、間接的にヒヤリハットを減少させる要因であることが示された。また、日常的にエラーを起こしやすい傾向の看護師は、ストレス反応が増加しており、ヒヤリハットに間接的に影響を及ぼす要因であることが示された。(2)第1回目の調査では回収率が低く、共分散分析に耐えられるだけのデーター数が集まらなかったため、更に2施設に調査を依頼し、データーを追加した。現在、より安定したモデルの構築を目標に、データーの分析を行っている。(3)新人看護師のヒヤリハットの原因認知について検討するために、インタビュー調査を行い、グラウンデッドセオリーによる分析を試みた。その結果、組織的要因や業務特性、作業状況、看護師の内的状況がヒヤリハットの原因として抽出された。これらの要因の関連を見ると、看護師自身がヒヤリハットを食い止める最後の防波堤としての役割を強く認知している傾向が示唆された。今後、新人看護師を対象としたインタビュー調査によって、さらなるデータの追加を行うとともに、ベテラン看護師との認知の違いについても検討が必要である。(1),(3)の研究結果は、2006年11月3日5日に福岡国際会議場(九州大学主催)で行われた日本心理学会第70回大会において発表したものである。今年度は、研究期間の最終年度となるので、主にこれまでの研究成果のまとめと今後の研究発展に繋がる教育システムの開発に力を注いだ。1.看護場面における医療事故背景要因とエラー発生の関連性」について更にデータを増やして、共分散構造分析を用いて解析を行った。看護師のストレス反応を媒介としてヒヤリハットへと結びつく間接的な効果が示されたこと、さらにアサーション能力やソーシャルサポート、自己効力感などはストレス反応の低減に関連することを、学会で報告した。また、ヒヤリハット防止のための安全教育を視野に入れ、事故の抑止要因を探る意味で、ヒヤリハット発生のストッパーとなった者と看護師の安全に関する態度についても検討を行った。ストッパーとなったのは、自分、同僚、上司、部下、患者の順で、自分に関しては「念のために調べていて分かった」が有意に多いことが明らかになった。これらの結果についても学会発表を行った。2.今年度は、他県の看護協会から「ヒヤリハット防止のための安全教育」に関する講習会の講師依頼があった。
近世近代島根地方におけるたたら製鉄業の生産と流通

前年度は出雲地方を中心に調査・分析してきたので、今年度は、石見地方のたたら製鉄業について調査・史料収集をし、出雲地方との比較分析をした。さらにオランダ・ドイツへも出張し、近世期におけるヨーロッパ唯一の交易国であったオランダと日木が鉄の交易にどのようにかかわっていたかをみた。また、ドイツでは世界遺産であるランメルスブルク鉱山路を調査してきた。石見地方においてもたたら製鉄業はさかんであった。江の川沿いの天領には天保8年(1837)、17のたたら場を確認することができた(『出雲と石見銀山街道』)。その規模も大小さまざまで、年間銑定高(生産許可高)は、400駄のものから2000駄以上のものまでいる。大規模たたらの代表的なものは、江津市川平町の恵口御たたら、邑智郡川本町の土居原たたら、南佐木たたらなどである。浜田市金城町一帯にも多くのたたらがあり、明治15年の絵図で10ヶ所を確認できる(金城町歴史民俗資料館)。今回は、大田市仁摩町宅野の藤間家の史料を中心に分析した。藤間家は、宅野湊にあって、近世期廻始業を営み、一方で大規模なたたら経営を行っていた。その史料が大田市大森町の銀山資料館に所蔵されており、調査することができた。藤間家の鑪は速水たたらといい、そのたたらが規模であったことは、残された史料からも理解できる。史料の中には、たたら生産従事者である労働者の規則である天明4年(1784)の「速水鉄山所掟香」がある。これは時期的に早い時期のたたら労働者規則であり、「掟」である。奥出雲町上阿井の櫻井家槇原たたらの「山内定法書目」よりも61年も早い。しかもかなり詳細であり、藤間家たたらの大規模さを物語るものである。また、「仕切状」からは、生産された鉄が「越中伏木」、「羽州本庄」、「羽州酒田」など、東北、北陸へ盛んに移出されていたことが分かる。今年度の研究実績として、以下の論文を発表した。1.「櫻井家山内の成立と展開」(相良英輔監修『櫻井家たたらの研究と文書目録』奥出雲町2006年3月発行予定、所収)2.「たたら関係史料にみる鉄の流通」(島根大学附属図書館報『淞雲』第5号、2005.12発行、所収、12-13頁)3.「鉄の道」(道重哲男・相良英輔編集『出雲と石見銀山街道』2005.10.20吉川弘文館発行、所収、30-40頁)これらの研究成果から明らかになったことは以下のごとくである。まず第1に、たたら製鉄の山内については、これまでその性格を「隷属性・閉鎖性」にも求める見解がある一方で、村方との人的交流や流動性を主張する見解も存在した。そこで本研究では、時代によって山内の性格は変わってくると考え、まず、大量生産体制の整う19世紀以降の山内について櫻井家の史料を使って実証的に分析した。その結果少なくとも19世紀になると、村と山内では、結婚の交流や養子縁組などの交流が多数存在することが明らかになった。

今度は近世初期の鉄山労働者と鉄師の関係などについて究明していきたい。第2に、幕末の反射炉の設置とたたらの需要との関係を若干明らかにすることができた。即ち、佐賀藩は日本で最初に反射炉を設置し、大砲の生産を試みた。そして、原料としての鉄を島根県の石見地方のたたらに求めたのである。これらのことは、これまで全くわかっておらず、史料の新しい発見によって明らかになった。第3に、櫻井家の近世以降の史料を分析して、鉄師としての成長と地主としての成長を実証的に分析することができた。今年度はビデオカメラを購入し、雲南市吉田町の鉄の歴史村地域振興事業団によって11月10日実施された「近代だたら操業」を記録することができた。今後もこのビデオカメラは、たたら関係の記録を撮るのに大いに活用できると期待している。また、持ち運びの便利な小型のノートパソコンを購入し、調査先でデジタルカメによる史料撮影後の史料保存と分析に大いに活用することができた。出張・調査としては、まず石見地方としては、益田市美都町と浜田市金城町のたたらを調査した。特に金城町の歴史民俗資料館では多くのたたら史料を収集することができた。金城町に多くの小規模なたたらが存在していたことが確認でき、明治15年頃の山内の絵図10枚を写真撮影し、その実像に迫ることができた。さらに、10月オランダ、ドイツ出張の予備調査として、長崎、鹿児島に出張し、シーボルト関係史料、幕末の反射炉関係史料を多数収集することができた。また、石見関係史料だけでなく、出雲たたらの史料調査も継続して行った。特に、櫻井家、赫原家についてはすでに筆者の監修で500頁の報告書を出しているが、雲南市吉田町の田部家にっいてはまだ本格的な調査がなされておらず、本格的な調査に備えて、一部調査を実施した。この調査で明らかになったことも多い。オランダ・ドイツ出張では、日本のたたらがヨーロッパにどれほど輸出されていたか、シーボルト関係史料にたたら関係史料が含まれていないか等を調査した。近世初期においては、平戸からオランダ東インド会社船によってインドネシヤや台湾に日本の鉄が輸出されていた。これについては今後も研究を継統していかねばならない。
CT画像からの筋線維走行分布の推定と線維走行統計モデルの構築

本年度は、(1)これまでに開発したアルゴリズムの大規模CTデータベースへの適用および(2)腱・靭帯の線維走行モデリングを行った。(1)昨年度までにCT画像から手動で抽出した筋肉領域を用いた筋線維走行の推定手法を実装し、その定量評価結果を本年度、医用画像におけるトップカンファレンスMICCAIにて発表したが、一症例の筋肉領域抽出に数十時間を要するため、大規模データベースへの適用は困難であった。そこでこの処理の自動化のため、階層的マルチアトラス法を用いた手法(Yokota et al., IJCARSにて発表)および深層学習を用いた手法(2018年日本コンピュータ外科学会にて発表)を実装・検証した。開発したアルゴリズムを研究グループが所有する大規模CTデータベースの中の約300症例の中殿筋に対して適用し、線維走行の推定が解剖学的に妥当な結果であることを確認すると共に、線維走行の統計的バラつきを調べるための統計モデル構築を行った。(2)これまで筋肉の付着部を除く筋腹の部分に着目して領域抽出・線維走行のモデリングを行ってきたが、臨床・産業領域での筋骨格の力学シミュレーションに応用するためには付着部周辺の筋腱接続部分や、靭帯についても、線維走行の違いに由来する力学特性をモデル化する必要がある。そこで、まずVisible Korean Humanデータセットの高精細光学画像(0.1 mm^3/voxel)から大殿筋の腱および骨盤周辺の靭帯の線維走行をモデル化した(2019年電子情報通信学会医用画像研究会にて発表)。来年度中に、深層学習を用いた腱・靭帯領域抽出の自動化により、本データセットの一個体の、股関節周辺の24筋肉について腱・靭帯を含めた筋線維走行モデルをデータベース化し、他のバイオメカニクス研究者たちが使用できる形で一般公開する予定である。本年度は(1)線維走行のGoldstandardデータの構築、および(2)線維走行推定アルゴリズムの開発を進めた。(1)人体の連続切片標本を写真撮影して構築された、高解像度カラー三次元画像データセット(Ajou Universityが公開しているVisible Korean Humanデータセット。ボクセルサイズ:0.1×0.1×0.1 mm)をもとに、筋線維走行のGold standardデータの構築を行った。本年度は、大殿筋・中殿筋の二つの筋肉を対象とした(来年度以降、対象筋肉を増やす予定)。まず、同データセットに含まれるそれぞれの筋肉領域を手動で抽出したマスク画像を用いて画像から一つの筋肉を取り出し、領域内の各ボクセルについて、周辺領域(Volume of Interest。ここでは5ボクセル四方)に対して構造テンソル解析を行う事で、筋線維構造の局所での方向成分を抽出した。ここで得られたテンソル場に対し、脳の拡散テンソル画像(Diffusion Tensor Imaging)で行われているトラクトグラフィー(tractography)手法を適用し、連続した線維走行を抽出した。整形外科医の目視による確認と、文献的に知られている筋線維走行との比較により、妥当な結果が得られている事を確認した。(2)筋肉組織周辺のコントラストが低く、ノイズの多い臨床用CT画像から、筋線維走行の推定を行うアルゴリズムを提案し、検証および改良を行った。これまで提案された従来法では、筋肉表面の形状と付着部の位置のみを用いて、起始と停止を滑らかに結ぶベクトル場を求める事で、筋線維の走行に近い流れを推定していたが、提案手法ではこれを初期値として用い、さらに筋肉内部の輝度値分布から得られるテンソル場にフィットするベクトル場を求める最適化問題として定式化し、実装した。当初の計画であった、Gold standardデータの構築、および線維走行推定アルゴリズムの開発、の二項目について、予定通りに進める事ができ、国際学会(The 16th Annual Meeting of the International Society for Computer Assisted Orthopedic Surgery)にて予備実験の結果を発表する事が出来たため、「おおむね順調に進展している」と評価した。アルゴリズムについては、次年度以降に実際のCT画像データベースや遺体のデータを用いた評価・検証実験の結果に基づき、より安定に動作するように改良を進める必要があると考えているが、当初予定していた問題の定式化、および初期実装については順調に進展していると考えている。本年度は(1)アルゴリズム評価を目的とした解剖実験、および(2)CTデータベースを用いたアルゴリズムの検証、を進めた。(1)研究グループが所属する奈良先端科学技術大学院大学および大阪大学の倫理委員会の承認のもと、米国Johns Hopkins大学にて行った遺体の解剖実験から得られたデータをもとに、股関節周辺の筋肉および関節包が関節安定性に与える影響を調べ、論文発表を行った(Takao et al., J. Arthroplasty)。(2)これまでに構築した20症例の下肢CT画像および整形外科医が筋肉領域を手動で抽出したアノテーション画像のデータベースに対して、提案手法を適用し、アルゴリズムの評価を行った。昨年度までに、Visible Korean Humanデータセットに含まれる高解像度のカラー連続切片標本画像から、筋線維走行のGold standardデータを構築する手法を開発した。本年度はこのGold standardモデルをテンプレートとして用い、コントラストが低くノイズの多い臨床用CT画像から得られる局所方向性を表す構造テンソル場に位置合わせする事で、患者個別の臨床CTから安定に筋線維走行を求める手法を提案し、本研究分野のトップカンファレンスであるMICCAIに採択された。提案手法は、対象とする筋肉と骨の表面形状および筋肉内部の局所方向の一致度に滑らかさ拘束を加えた目的関数を、共分散行列適応進化戦略(CMA-ES)を用いて最適化する手法で、昨年度までに提案した筋線維走行テンプレートをフィッティングする手法に比べ、画像中のノイズに対して頑健と言える。