hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
短寿命ニューロンK特異的な遺伝子の発現

鳴禽類大脳線条体にある短寿命ニューロンに特異的なmRNAを抽出するため短寿命ニューロンのある大脳線条体(前脳)と短寿命ニューロンのない脳幹からmRNA抽出し、cDNAを合成しディフェレンシャル・ハイブリダイーゼションを行った。その結果49個の陽性ファージクローンを得たが、更にスクリーニングした結果8個のクローンに線条体(前脳)に強く発現するクローンを見いだした。λファージDNAの挿入DNAを切り出すため、制限酵素EcoR1で切断し、電気泳動を行った。しかし、調べたクローンのどれも挿入DNAを確認できなかった。前年度も同様なことが起きたが、その原因はスクリーニングに使用したアガロースにEcoR1に対する阻害剤があることがわかった。今年度は高純度のアガロースを用いたので切断されていると考えられる。又、アダプターには制限酵素Kpn1の認識部があるのでこれによる切断を行ったが、調べたクローンすべてについて同一の泳動パターンを示し、挿入DNAを確認できなかった。この問題については検討中である。一方、脳切片でのin situ-ハイブリダイゼーションの準備のため、合成オリゴヌクレオチドでのハイブリダイーゼションを行った。この実験を通して、我々の目的とする遺伝子を得るには、むしろ既存の、細胞死や細胞の寿命に関する遺伝子を用いて前脳短寿命ニューロンに発現する遺伝子を釣り上げ、鳥固有のシーケンスを明らかにしていくほうがより直接的であると考える。鳥の脳は成体になってもニューロンの発生が継続する。このニューロンは短寿命ニューロンと推定されているが、その生理的意義はわかっていない。本研究は短寿命ニューロンに特異的に発現するmRNAを調べることによってその意義を明らかにすることを目的としている。この短寿命ニューロンは新線条体などの部位に広く分布するが、古線条体と脳幹には分布しない。従って、新線条体と古線条体のmRNAを比較することによって(differentialハイブリダイゼーション)新線条体に特異的なmRNAを抽出し、短寿命ニューロンに特異的に発現するmRNAの候補とすることができる。本年度はこの候補となるmRNAを得ることを目的とした。cDNAライブラリーの作製は新線条体のmRNAからcDNAをクローニングし、ファージλZAPベクターに挿入して行った。このライブラリーからプラークを形成させ、プローブとして新線条体と古線条体由来のmRNAからそれぞれ32Pで標識した一本鎖cDNAを作り、in situハイブリダイゼーションを行った。その結果、新線条体に特異的なプラーク・クローンを5つ得た。また、線条体全体からもmRNAをとり、ファージλgt10を用いてcDNAライブラリーを作製した。このライブラリーは大脳線条体全体から作製したので大量の鳥を必要としない利点があり、5羽から25μgのmRNAを抽出できた。比較対象としては、成体ではニューロン発生のない脳幹のmRNAを用いた。このcDNAライブラリーによるスクリーニングでは、約5600プラーク・クローンから12個の線条体に特異的なプラーク・クローンを得た。現在、これらの陽性クローンの中から短寿命ニューロンに特異的なmRNAを得るため、〓isto in situハイブリダイゼーションの準備を進めている。トリ大脳線条体にある短寿命ニューロンに特異的なmRNAを抽出するため、短寿命ニューロンのある大脳線条体と短寿命ニューロンのない脳幹からmRNAを抽出し、cDNAを合成してディフェレンシャル・ハイブリダイゼーションを行った。その結果49個の陽性ファージクローンを得たが、更にスクリーニングした結果8個のクローンに線条体又は脳幹に強く発現するクローンを得た。ラムダファージDNAの挿入DNAを切り出すため、制限酵素EcoRIで切断し、電気泳動を行った。しかし調べたクローンのどれも挿入DNAは確認できなかった。前年度も同様なことが起きたが、その原因はスクリーニングに使用したアガロースにEcoRIに対する阻害剤があることが推定された。

今年度は高純度のアブロースを用いたので切断されていると考えられる。又、アダプターには制限酵素Kpn1の切断部があるのでこれによる切断を行ったが、調べたクローン全てについて同一の泳動パターンを示し、挿入DNAは確認できなかった。一方組織でのin situハイブリダイゼーションの準備のため、合成オリゴヌクレオチド(bcl-xL,ced-4)を用いてハイブリダイゼーションを行った結果、線条体全体にわたってX線フィルムオートラジオグラフで発現が見られた。ced-4は、c.エレガンスの細胞死誘導遺伝子であるので、大脳線条体ニューロンの発現を確定できれば、大変興味深い。これが短寿命ニューロンに特異的かどうかはまだわたらないが、このニューロンはプログラム細胞死と考えられるのでその可能性があると思える。今後これらのヌクレオチドによって、短寿命ニューロンに特異的な遺伝子をつり上げ、そのシーケンスを明らかにしていきたい。
生活習慣と遺伝子診断に基づく発癌危険度予測 -生活習慣の行動変容をめざして-

1)遺伝子多型と発癌性に関しては、Benzo(a)pyreneの代謝に関与する、Glutathione S-transferase (GST)M1、ハロゲン化メタンを代謝するGST T1、ニトロサミンの代謝に関与するCytochrome P4501A1、2A6、2E1、アリルアミン代謝に関与するST1A3、NAT2の7つの薬物代謝酵素、ビタミンDレセプターの遺伝子多型と胃癌、尿路上皮癌、前立腺癌、喫煙との関連性を分子疫学的に解析した。その結果、CYP2A6欠損型が胃癌発症の遺伝要因であることを明らかとなった。しかし、CYP2A6欠損型、CYP2E1の遺伝子多型と尿路上皮癌との関連性は認められなかった。NAT2とST1A3の遺伝子多型と尿路上皮癌との関連性が認められた。CYP1A1遺伝子多型、特にGSTM1との組み合わせたところ、前立腺癌との関連性が認められた。さらに、ビタミンDレセプターの遺伝子多型と前立腺癌、腎癌との有意な関連性が認められた。また、NAT2の遺伝子型で分け、喫煙量と発癌危険度との関連性を解析したところ、遺伝子型によってその危険度パターンが異なることが示された。同様の結果がNAT2の遺伝子型にも観察されており、化学物質の曝露に対して感受性が異なる集団の存在が示唆された。2)飲酒に関連性した癌に関連した感受性遺伝子マーカーを禁煙および節酒支援への行動変容のツールに用いることの検討ため、職域フィールドを設定した。社員対象者のうち、56%が飲酒関連性遺伝子のフィードバックに同意した。1.胃癌120症例、健常者コントロール158例を用い、ニトロサミンの主要代謝酵素であるcytochromeP450 2A6(CYP2A6)遺伝子欠損型とcyctochromeP450 2E1(CYP2E1)RsaI多型の頻度を分析し、癌発症との関連性について疫学的に解析した。その結果、CYP2A6遺伝子欠損型と胃癌発症との関連性が認められた(オッズ比3.1)。組織型で層化したところ、高分化型腺癌との強い関連性を認めた(オッズ比4.9)(論文投稿中)2.尿路上皮癌137症例、健常者コントロール217例を用い、ニトロサミンの主要代謝酵素であるcytochrome P450 2A6(CYP2A6)遺伝子欠損型とcytochromeP450 2E1(CYP2E1)Rsa I多型の頻度を分析し、癌発症との関連性について疫学的に解析した。症例全体、喫煙状態による層化分析のいづれにおいても、関連性は認められなかった(論文投稿中)。3.前立腺癌115症例、健常者コントロール133例を用い、ビタミンDレセプター(VDR)の遺伝子多型と前立腺癌発症との関連性について疫学的に解析した。その結果、exon9、コドン352番目の多型が前立腺癌発症の遺伝的背景となっている可能性が示唆された。4.遺伝子解析と行動変容に関する調査研究を行うための職域フィールドの設定をし、パイロット調査を実施した。1.腎細胞癌90症例、病院受診者非癌コントロール192例を用い、ビタミンDレセプター(VDR)の遺伝子多型と腎細胞癌発生との関連性について疫学的に解析した。その結果、exon9、コドン352番目の多型(TT型)が腎細胞癌発生の遺伝的背景となっている可能性が示唆された(オッズ比2.1)。また、TT型は、血中1,25-D濃度が低値を示した。2.喫煙中に含まれる芳香族アミンは代表的な癌原性物質であり、フェノール硫酸転移酵素ST1A3(TS-PST)やN-アセチル転移酵素(NAT2)によって代謝される。

尿路上皮癌306症例、健常者コントロール297例を用い、ST1A3のアミノ酸置換を伴う遺伝子多型(R213H)とNAT2(迅速・遅延型)の遺伝子型、尿路上皮癌感授性、さらに重要な環境曝露要因である喫煙との関連性を疫学的に解析した。ST1A3遺伝子多型の頻度に関し、尿路上皮癌患者群と健常者群の間には統計学的な有意差は認めなかった。しかし、NAT2中間型、遅延型の割合は、それぞれ尿路上皮癌患者群44.4%、12.7%、健常者群39.2%、5.2%であり、統計学的に有意差が認められた(OR:1.49,95%CI:1.06-2.09,OR:3.23,95%CI:1.72-6.08)。3.遺伝子解析と行動変容に関する調査研究を行うための職域フィールドの設定をした。飲酒と関連性が深いアセトアルデヒド代謝酵素(ALDH2)の遺伝子型を本人に返すことに関し予備調査を実施した。その結果、1442名中812名(56.3%)が結果を知りたいと回答し、知りたくないと回答したのは、1442名中103名(7.1%)であった。知りたい理由は、男性は自分の許容範囲を知りたい70.9%、将来の病気予防42.5%、女性では、自分の許容範囲を知りたい59.5%、興味がある48.6%の順に多かった。
マウスモデルの開発による慢性GVHDの病態生理の解明

慢性GVHDモデルの確立B6-バックグラウンド(H-2^b)のMHCクラスIIノックアウト(II-KO)マウス由来のT細胞除去骨髄を、骨髄破壊的前処置後にC3H/HeN(H-2^k)マウスに移植した。T細胞除去骨髄移植であったため、急性GVHDは発症しなかった。移植後4週目には胸腺樹状細胞のMHCクラスIIの発現はみられず、II-KOドナー由来の樹状細胞で置換されていることが確認された。このホストで再構築されたCD4+T細胞はin vitroでドナー応答性であったが、CD8+T細胞はドナーにもホストにも反応しなかった。このことより胸腺樹状細胞がMHCクラスIIの発現を欠損したことから、病的なCD4+T細胞が出現したことが確認された。T細胞除去骨髄移植後40-50日頃に体重減少、ハンチング、脱毛、皮膚硬化などの症状を呈すようになり、最終的に移植後100日後の生存率は16%であった。これらのレシピエントにおいて、病理組織学的に皮膚、肝臓、肺、唾液腺で、ヒト慢性GVHDと類似した所見を確認した。この慢性GVHDは無胸腺レシピエントへの移植では全く発症しなかったことから、胸腺依存性であることが確認できた。また、ドナーが野生型であった場合にも発症せず、胸腺のnegative selection機構の異常によって発症したことが示された。またGVHDを発症したレシピエントから分離したCD4+T細胞を二次ホストにadoptive transferすることにより慢性GVHDが発症し、CD4+T細胞が主な責任細胞であると考えられた。興味深いことにこのCD4+T細胞はドナー応答性であり、慢性GVHDの発症にはドナー由来の抗原提示細胞が必要であった。これらの結果より、胸腺由来ドナーT細胞が慢性GVHDを起こしうることが初めて証明された。慢性GVHDモデルの確立B6-バックグラウンド(H-2^b)のMHCクラスIIノックアウト(II-KO)マウス由来のT細胞除去骨髄を、骨髄破壊的前処置後にC3H/HeN (H-2^k)マウスに移植した。
沿岸生態系の熱帯化における生態学的・社会的影響の評価と適応策の策定

大型海藻や造礁サンゴは生態系基盤を成し、生態学的・社会経済的な価値が高い。しかし日本の温帯域沿岸では、気候変動の影響によって南方からサンゴが分布を拡大する一方で、海藻の藻場が衰退している。これらの変化は日本の沿岸生態系の構造や機能に影響し、地域の社会経済へも影響すると予想される。本研究課題は、海藻、サンゴ、関連する魚類群集の生態学的研究、およびそれらの生物群集の生態系サービスや利用形態に関する社会経済学的研究を組み合わせることによって、将来の気候変動のもとでの最適な生態系管理方法を策定する。
シナプス機能indicatorを用いたin vivo imagingの展開

本研究ではシナプス後膜に存在するAMPA型受容体を特異的に可視化することにより、シナプスの可塑的かつ動的な機能変化を生体で観察および解析可能にすることを目的とした。神経初代培養細胞を使ったchemical LTPやchemical LTDに対して、我々が作成したindicatorはそれぞれシグナル上昇、減少を呈した。現在は海馬スライスとゼブラフィッシュin vivoにおける応用を継続中である。本研究はシナプス後膜に存在するAMPA-Rを特異的に可視化することにより、シナプスの可塑的かつ動的な変化をin vivoで観察、解析可能にすることを目的とした。シナプスの可塑的な変化を半定量的に可視化するために、PSD95とAMPA-Rの間接的な相互作用を利用した。申請者はVenusの切断部位を最適化し可逆的な構造とする事で、シナプス機能の増強(LTP)やシナプス機能の減弱(LTD)によって動的にかつ可逆的に変化するシナプス機能マーカーGenetically EncodedPlasticity Indicator (GEPI)が開発できないか検討した。ラット神経初代培養細胞において、様々な切断部位によるsplit VenusをGluA1およびPSD95に付加し、Venus再構築シグナルを比較したところ、Venus再構築減少そのものは様々な切断部位の組み合わせで検出された。GluA1とPSD95の複合体形成を阻害するGluA1 C末端欠失変異やPSD95のPDZドメイン欠失変異ではVenus再構築シグナルは消失した。TARP gamma8のdelta4変異でもGluA1とPSD95の複合体形成は阻害されるとされるが、やはりVenus再構築シグナルも減弱した。通常のVenus切断部位の場合、LTPを誘導してもVenus再構築のシグナル上昇は観察されなかった。ところがVenusの特定のアミノ酸間での切断断片を利用する事で、LTPやLTDを鋭敏に反映することが可能であった。このVenus再構築シグナルはLTPを惹起した後LTDを反映することも可能であり、実際に可逆性を保持していた。シナプス機能マーカーGenetically EncodedPlasticity Indicator (GEPI)の開発及びvalidationに成功しており、順調と考えられる。申請者はVenusの切断部位を最適化し可逆的な構造とする事で、シナプス機能の増強(LTP)やシナプス機能の減弱(LTD)によって動的にかつ可逆的に変化するシナプス機能マーカーGenetically EncodedPlasticity Indicator (GEPI)が開発できないか検討しました。ラット神経初代培養細胞において、様々な切断部位によるsplit VenusをGluA1およびPSD95に付加し、Venus再構築シグナルを比較したところ、Venus再構築減少そのものは様々な切断部位の組み合わせで検出されました。GluA1とPSD95の複合体形成を阻害するGluA1 C末端欠失変異やPSD95のPDZドメイン欠失変異ではVenus再構築シグナルは消失しました。TARP gamma8のdelta4変異でもGluA1とPSD95の複合体形成は阻害されるとされますが、やはりVenus再構築シグナルも減弱しました。通常のVenus切断部位の場合、LTPを誘導してもVenus再構築のシグナル上昇は観察されませんでした。ところがVenusの特定のアミノ酸間での切断断片を利用する事でのみ、LTPやLTDを鋭敏に反映することが可能でした。このVenus再構築シグナルはLTPを惹起した後LTDを反映することも可能であり、実際に可逆性を保持していました。さらにこのGEPIを切断部位の詳細な検討、用いる蛍光蛋白の比較、切断断片の付加部位を様々に比較することで、感度特異度に優れたものを同定しました。概要にある実験を計画通り実施できており、おおむね順調と判断できる。中枢神経系はニューロンの活動およびニューロン同士の情報伝達効率の制御によってその機能をなす。近年のイメージング技術の進歩で、特に小型の実験動物では、カルシウムイメージング等を用いて神経活動をin vivoでリアルタイムにモニターすることが可能であり、申請者は実際に中枢神経の機能地図を作製した。しかしながらニューロン同士の情報伝達効率の変化を、つまりシナプス機能の変化をin vivoでとらえることは難しく、生体脳でいつ、どこでシナプス結合の強化や減弱が行われているかは多くの場合不明である。グルタミン酸受容体は、中枢神経系において主たる興奮性神経伝達物質受容体であり、そのうちAMPA型グルタミン酸受容体(AMPA-R)は、多くの神経活動に関与している。シナプス可塑性は記憶や学習の根本的なメカニズムであると考えられており、一方でシナプス可塑性の異常が、薬物依存や精神遅滞、統合失調症、鬱病などの様々な疾患と関連する可能性も近年示唆されている。シナプス伝達を強化する、その初期の分子メカニズムとしてシナプス後膜へのAMPA-Rの挿入によるシナプス後膜のAMPA-Rの増加が、注目されている。本研究ではシナプス後膜に存在するAMPA-Rを特異的に可視化することにより、シナプスの可塑的かつ動的な変化をin vivoで観察および解析可能にすることを、可逆的なsplit GFP(Venus)システムを利用することにより実施した。初代培養細胞、ラット海馬スライス等を用いてその有効性を検証し、現在はゼブラフィッシュへとその適応を広げている。

神経初代培養細胞を使ったchemical LTPやchemical LTDに対して、我々が作成したindicatorはそれぞれシグナル上昇、減少を呈した。現在は海馬スライスとゼブラフィッシュin vivoにおける応用を継続中である。今後はこのシナプス機能マーカーGEPIをさらにマウス海馬スライスおよびゼブラフィッシュin vivoに適応していく。またその後様々な疾患モデルにおけるシナプス機能の異常を検討する。今後はシナプス機能マーカーGEPIをさらにマウス海馬スライスおよびゼブラフィッシュin vivoに適応するため実験を進めていきます。また様々な疾患モデルにおけるシナプス機能の異常を可視化することにより、精神神経疾患におけるシナプス機能の調整の異常を同定します。29年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
グローバル化におけるコンテクストブランディングの概念整理と方法論の基礎研究

理論的成果の第1は、コンテクストブランディングの概念整理と方法論の体系化であり、3つのコンテクストブランディング戦略と2つのコンテクスト広告戦略を析出した。理論的成果の第2は、コンテクストブランディングの海外展開に関するものであり、その海外展開に当たっては、当該ブランド自体のコンテクストに加えて、進出先海外市場の地域のコンテクストもあわせて考えるべきことが明らかになった。実証的成果については、日星尼泰4カ国消費者調査の分析と、インドネシアなどアジア5カ国で行った企業インタビュー調査の分析から、理論的成果として得られたコンテクストブランディングの戦略がある程度有効であることが明らかになった。研究課題(グローバル化におけるコンテクスト・ブランディングの概念整理と方法論の基礎研究)を解明するために、初年度(2014年度)は、理論研究(文献研究)と実証研究(企業実態調査)を行った。理論研究については、これまでの先行研究をレビュー・検討する中で、その成果を一つの論文としてまとめた(三浦俊彦著、「コンテクスト・ブランディングのグローバル展開ー国を越えてのライフスタイルと世界観の提示ー」『商学論纂』、第56巻、第5・6号、中央大学商学研究会、pp.115-158、2015年3月)。実証研究については、2014/11/4(火)11/10(月)の期間、インドネシア・ジャカルタに赴き、当地で日本企業の現地法人(ローソン、花王、グリコ、日清食品、ヤクルト、フマキラー、三菱商事)に対してインタビュー調査を行い、各ブランドのグローバル戦略についての実態を把握した。研究課題(グローバル化におけるコンテクスト・ブランディングの概念整理と方法論の基礎研究)を解明するために、2年目(2015年度)は、理論研究(文献研究)と実証研究(企業実態調査)を進めた。理論研究については、昨年3月に出した論文(三浦俊彦著、「コンテクスト・ブランディングのグローバル展開ー国を越えてのライフスタイルと世界観の提示ー」『商学論纂』、第56巻、第5・6号、中央大学商学研究会、pp.115-158、2015年3月)の枠組みの下に、いくつかの調査事例について、その理論的価値を文章にまとめた(「知識経営:シンガポールの底力」(日経産業新聞2015.5.21)、「菓子の世界ブランド:日本の水準高い」(日経産業新聞2015.7.2)、「グローバルな視点:英語習得より常に思考」(日経産業新聞2015.10.1))。実証研究については、消費者(学生)質問票調査として、4月に南洋理工大(シンガポール)、ジャカルタ大学(インドネシア)、9月にチュラロンコン大学(タイ)などを訪れ、当地の研究者と共に実施、もしくは代行実施をしてもらった。また、インタビュー調査(日本企業のアジア地域現地法人調査)に関しては、9月にパナソニック(マレーシア)とグリコ(タイ)、16年3月に、サッポロビールと貝印(共にベトナム)を行った。これら質問票調査の統計分析と、インタビュー調査の内容分析により、アジア地域における日本ブランドを含めたグローバル戦略の状況を把握した。先行研究レビューを含めた理論的研究は、初年度以来、ある程度できてきた。実証研究は、a.企業(日本企業アジア現地法人)インタビュー調査と、b.消費者(学生)質問票調査からなるが、a.については初年度のジャカルタでの7社に加え、2年目には、クアラルンプール、バンコク、ホーチミンシティ、ハノイの4社を行い、地域的・業種的広がりもあり、かなり成果が蓄積されてきた。また、b.については、南洋理工大(シンガポール)をはじめとするアジア地区3大学のデータが集まり、日本の中央大学で収集したデータとの比較分析を始めている。以上から、2年目の達成度としては、おおむね順調に進展していると考える。研究課題(グローバル化におけるコンテクスト・ブランディングの概念整理と方法論の基礎研究)を解明するために、3年目(2016年度)は、理論研究(文献研究)と実証研究(企業実態調査)を進めつつ、研究のまとめとして学会発表を行った。理論研究については、その成果を、「地域のコンテクストと製品の感情型属性ー日星尼泰4カ国消費者調査からグローバル・ブランド戦略への示唆ー」、『商学論纂』、第58巻、第3・4号、中央大学商学研究会、pp.435-464(2017年3月刊行)、にまとめた。実証研究については、2016年9月には、東南アジアにおけるブランド戦略を考える上で重要なTT(伝統的流通)を分析するために、ジャカルタ(インドネシア)におけるワルンやパサールといった伝統的市場・商店に対するインタビュー調査を、地元の調査員に同行してもらい行った(十数店)。また、2017年3月には、アジア進出日系企業のブランド戦略を探るために、インドにおいて、貝印、リコー、インテージのインド現地法人にインタビュー調査を行った。先行研究のレビュー・検討はある程度できている。

一方、実証研究については、ジャカルタ(インドネシア)におけるインタビュー調査はある程度できたが、他の国においても今後同様な調査を続けていく必要がある。また実証研究については、これら企業へのインタビュー調査に加え、企業が提供するブランドの受け手である各地の消費者への調査も今後は行っていく必要がある。以上から、初年度の達成度としては、おおむね順調に進展していると考える。今後は上記「現在までの達成度」にも記したように、アジア地区3大学および中央大学のデータ(あと1、2地域の大学での調査も検討中)の分析に、アジア地区日本法人インタビュー調査(こちらも、あと1、2地域の企業の調査も検討中)の成果も組み込みながら、3年目の最終年度には、一つの成果としてまとめたい。マーケティング今後は上記「現在までの達成度」にも記したように、インドネシア以外の国においても企業インタビュー調査を行うと共に、2年目(2015年度)には、新たに各地の消費者調査を行い、企業視点と消費者視点の両面から、課題の解明に努めたい。2年目は、インタビュー調査・質問票調査とも少しづつ実施できたが、当初計画に比べると、すべては実施できなかったため。初年度は、まず先行研究レビュー・検討などの理論的研究から進めたが、そこにある程度時間がかかってしまったため、実際の調査(国外・国内)については、ジャカルタでの企業インタビュー調査のみになってしまったため。最終年度(2016年度)については、繰り越された予算額も適切に使用して、企業インタビュー調査および消費者質問票調査の実施・分析を行う。2年目(2015年度)については、繰り越された予算額も適切に使用して、企業インタビュー調査および消費者調査の実施を計画している。
小児人工心肺の安全性向上のための膜型人工肺における潅流障害に関する研究

小児用人工心肺システムの潅流障害について、プライミング操作による回路充填液のアルカリ化に着目し、小型再循環装置を用いて研究を行った。充填液の種類、ガス吹送、酸性薬の添加、人工肺の種類等、条件を変えて充填液のpH変化を検討し、ヘパリン化全血の接触時の回路内圧についても調べた。その結果、現在用いられている人工心肺システムでは、充填液や人工肺の種類に係わらず、プライミング時の再循環のみで充填液がアルカリ化し、血液と接する体外循環開始直後に赤血球凝集をきたす危険があり、条件によっては危険域に数分で達することが明らかとなった。各施設において、本研究結果を考慮した安全面の再検討が不可欠と考えられる。今年度は、小児用人工肺、Xコーティング回路(6 mm径、1,5 m長)、pH測定器を組み込んだ、充填液量200 mlの再循環装置を用いた実験を継続して行った。前年度にpHセンサーを鋭敏でパソコンへの自動記録機能を有するHORIBALAQUA-F71に変更して以来、測定値に鋸歯状の揺らぎを生ずる問題が発生していた。その原因究明のため、再循環装置のローラーポンプを遠心ポンプに交換して比較する実験を追加した。その結果、揺らぎはローラーポンプに特徴的な流れに起因することが明らかとなった。次に、前年度は充填液の違い(人工腎臓用補液、重炭酸リンゲル、酢酸リンゲル、乳酸リンゲル)とガス吹送の影響を中心に検討したため、主たる部材である人工肺の違いについての検討を重点的に行うこととした。国内で入手可能な6種の人工肺(FX05テルモ、NHPエクセランキッズ泉工、OxiaICJMS、ハイライト乳児用メドス、BIOCUBE2000ニプロ、ディデコKIDS D101ソーリン)を用い、当院で使用中の人工腎臓用補液(サブパックBi)、室温25°C、再循環ポンプ速度1.0 l/分の設定で行った実験では、全ての人工肺で充填液の経時的なアルカリ化が認められた。再循環を40分間施行後の充填液の平均pH値は、7.517.85で、2つの人工肺においてpH値は7.8を超えた。pH上昇が比較的顕著であった2つの人工肺は、血液の流入部・流出部が直線的となる構造であり、他はハウジング内部の熱交換器通過後、血液が内から外へ放射状に流れる構造であった。しかし、この構造上の特性とpH上昇の危険性については、まだ断定できるだけのデータはない。これらの研究の中間結果を、第39回日本体外循環技術医学会(JASECT)、第44回日本心臓血管外科学会学術総会において報告し、致死的な人工心肺潅流障害の発生を減らすために情報発信した。人工肺CX-FX05RW、Xコーティング回路、温度測定プローブCyber Scan PH310を組み込んだ充填液量200mlの再循環装置を作製した。小児の人工心肺でのプライミング作業を想定し、再循環中の充填液のpH変化を経時的に測定した。まず、一般的な4種の充填液(人工腎臓用補液、重炭酸リンゲル、酢酸リンゲル、乳酸リンゲル)による違い、再循環中のガス吹送の影響について比較検討した。その結果、危険域とされる充填液pH8.0への平均到達時間は858分であることが判明した。特に、酢酸リンゲルと乳酸リンゲルではpH値は不安定であり、再循環中の上昇は顕著であった。ガス吹送を行った場合には、pH上昇速度は著しく加速され、全ての充填液において18分以内に危険域に到達した。また、酸性(pH 6.30)のD-マンニトール15ml及び25mlを充填液に添加した場合についても検討した。この条件下でもpH上昇は同様であり、安全域の拡大効果は得られなかった。次に、実験の効率化をはかるためコンピューターへの自動記録機能を有するPH測定器堀場製作所F-71Fを導入した。また、当初の実験で用いた人工腎臓用補液が製造中止となったため新しい製剤に変更した。この新装置を用いて、主たる部材である人工肺の違いによる充填液pH値への影響を比較検討した。その結果、人工腎臓用補液を充填液とした場合、6種の小型膜型人工肺(CX-FX05RW、HPO-06H-C、JK-JMOXIAIC06、D100-50534、ME62050061、BIOCUBEC2000)の全てにおいて充填液pHが上昇することが明らかとなった。以上の実験の中間結果から、人工心肺回路内に初期充填された液のアルカリ化によって体外循環開始後に血液凝集をきたす危険があること、製剤の選択や回路充填法を含めた安全性の再検討が必要であることが示唆された。小児の開心術で用いる人工心肺装置を想定し、小児用膜型人工肺、Xコーティング回路(6mm径、1.5m)、pH測定器(HORIBA LAQUA-F71)を用いた小型循環回路による実験を継続した。充填液組成(人工腎臓用補液、重炭酸リンゲル、酢酸リンゲル、乳酸リンゲル)、ガス吹送条件、部材(FX05テルモ、NHPエクセランキッズ泉工、OxiaIC JMS、ハイライト乳児用メドス、BOCUBE2000ニプロ、ディエゴKIDS D101ソーリン)の違いによる充填液の経時的アルカリ化に関するデータの収集を継続し、再現性について検討した。

これまでのデータでは、小児の人工心肺装置プライミングにおいて必要以上に再循環を施行した場合、充填液のアルカリ化(pH 7.8以上)をきたす可能性があり、体外循環開始後に予期せぬ血液凝集から人工心肺潅流障害に至る危険性が示唆されている。これは、重大な医療事故の一因となることから、重要なデータであると考えている。人工心肺回路充填液の種類と充填液のpH変化:人工心肺の無輸血プライミング操作を想定した再循環で、乳酸リンゲル液、酢酸リンゲル液、重炭酸リンゲル液、人工腎臓用補充液のpH値上昇が認められた。血液凝集の危険域pH 8.0への平均到達時間は858分であった。ガス吹送の影響:ガス吹送時にはpH上昇は著しく加速され、最短で6分で危険域に到達し、安全許容域は数分以内と判明した。酸性添加薬の影響: pH 6.30のD-マンニトールを添加した場合においても、安全域の拡大効果はなかった。人工肺の種類: 6種の小型膜型人工肺(CX-FX05RW、HPO-06H-C、JK-JMOXIAIC06、D100-50534、ME62050061、BIOCUBEC2000)全てにおいて、再循環による充填液pH上昇が認められた。アルカリ化充填液とヘパリン化全血の接触:健常成人ボランティアからのヘパリン化全血を加え、CDI500でpHを、人工肺前後のCARDIA PRESSで回路内圧を測定した。その結果、人工肺差圧の有意変化には至らなかったが、人工肺内に線状付着物が認められ、何らかの血液凝集機転が示唆された。以上より、現在臨床で用いられている小児用人工心肺システムでは、充填液や人工肺の種類に係わらず、プライミング時の再循環のみで充填液がアルカリ化し、体外循環開始直後に赤血球凝集をきたす危険があることが明らかとなった。回路内圧モニター等にはコストがかかるが、潅流障害の検出に有用であり、安全面の再検討が不可欠である。この機序による血液凝集は潅流障害の1因にすぎず、他の条件が複合的に作用している可能性もあり、T-TASの手法などを応用したin vitroでの発展的研究を検討中である。小児用人工心肺システムの潅流障害について、プライミング操作による回路充填液のアルカリ化に着目し、小型再循環装置を用いて研究を行った。充填液の種類、ガス吹送、酸性薬の添加、人工肺の種類等、条件を変えて充填液のpH変化を検討し、ヘパリン化全血の接触時の回路内圧についても調べた。その結果、現在用いられている人工心肺システムでは、充填液や人工肺の種類に係わらず、プライミング時の再循環のみで充填液がアルカリ化し、血液と接する体外循環開始直後に赤血球凝集をきたす危険があり、条件によっては危険域に数分で達することが明らかとなった。各施設において、本研究結果を考慮した安全面の再検討が不可欠と考えられる。2014年2月に所属部局の長(教授/診療科長)が病気にて逝去し、その後1年以上にわたって業務を代行したため本研究に対するエフォートを下げざるを得なかった。そのため、研究に遅滞をきたした。現在は新教授が着任しており、研究の継続に支障はない。心臓血管外科充填液のアルカリ化と膜型人工肺の構造特性について考察するために、データの蓄積をはかる。また、再循環回路内に血液を加えて血液凝集誘発試験を行い、回路内圧の変化に関するデータを収集する。小児の開心術時における予期せぬ人工心肺潅流障害を回避するために、情報発信を行って注意喚起を促す予定である。pHセンサー(HORIBA LAQUA-F71)の故障により長期中断を余儀なくされた。現在は修理が完了しており、実験の継続に支障はない。
陽極接合法を用いた機能性材料とシリコンの複合化

本研究では真空陽極接合装置の作製を行い、大気中および真空中でのシリコンとシリコン、PZTセラミックスの陽極接合を行い、接合機構の解明を行った。以下に得られた結果の概要を示す。(1)厚さ150μmおよび500μm、材質_<7740および>7070のパイレックスガラスを用い、p型シリコンウエハ-との陽極接合を行った。その際、大気中あるいは真空中で印加電圧、温度を変化させることにより、接合の可否を判断した。その結果、ガラスの厚さの減少とともに印加電圧、温度を低くしても接合が可能となり、接合面積も大きくなることが分かった。また、_<7740の方が>7070より低温で接合できることが分かった。また、真空中接合はその接合面積の増加、接合のばらつきの低下に効果が見られた。(2)2μm厚の#7740ガラスをシリコンおよびPZTセラミックスにスパッタ蒸着させ、大気中でシリコンとの接合を行った。その結果、シリコン同士では良好な接合体を作ることはできなかったが、PZTセラミックスとシリコンでは350V,500°C以上の接合条件で良好な接合体を得ることができた。一方、PZTセラミックスにAl電極を蒸着することにより、接合温度を450°Cに低下させることができた。(3)PZTセラミックスとシリコンの陽極接合体の界面をTEM観察およびEDS分析することにより、ガラス中のNa成分がPZTセラミックス界面に移動し、PZTセラミックスと反応し、結晶質の複酸化物を形成することが分かった。また、シリコン界面では、過剰酸素イオンがシリコンと反応することにより接合が行われた事を確認した。更に、接合体は引張によりシリコンおよびガラス中で破壊を起す事を示し、接合体の界面強度が強い事を明らかにした。(4)シリコンとガラスの接合において印加電圧を逆にしてNaイオンによる接合の可能性を調べた。これより、350V,500°C以上の条件で接合が可能であることが分かった。また、シリコンの間にガラスを挟みこんだ接合を行い、シリコン同士の接合に成功した。(5)超高真空中で表面活性化法によるアルミナとアルミの常温接合を行い、本手法と陽極接合を組み合わせることにより、より低温で信頼性の高い陽極接合が可能であることを明らかにした。以上の結果より、陽極接合のメカニズムを明らかにし、本接合法により機能性セラミックスとシリコンの接合が可能であることを示した。また、セラミックスによって接合の更なる低温化が必要であるが、その低温化の指針についても明らかにすることができた。
らせん磁性体におけるスカーミオン格子形成とその量子輸送現象

近年、スカーミオンと呼ばれる渦状の磁気構造がMnSiやFeGeといったB20型化合物において観測された。この磁気構造はトポロジカルなスピン配列をしており、他の磁気構造とは異なった電磁気応答が発現する。本研究では、スカーミオン磁気構造形成の物理とそれにおける新奇な輸送現象の観測を目的として実験を行ってきた。前年度までに分子線エピタキシー法や高圧合成法といった様々な合成方法を用いて、一連のB20型Mn_<1-x>Fe_xGeバルク試料やB20型Mn_<1-x>Fe_xSi薄膜の作製に成功した。上述の試料においてスカーミオン形成を観測し、さらにその形成に伴うトポロジカルホール効果といった巨大ゲージ場(仮想磁場)に由来する電気輸送現象を観測した。最終年度である当該年度においても、スカーミオン形成とその新奇電磁気応答の物理を精査し、新たな現象の観測と知見を得た。特に、B20型MnGeバルク試料においては3次元スカーミオン結晶形成に伴う巨大なネルンスト効果を観測した。これは、トポロジカルホール効果と同様に、40T程度の巨大な仮想磁場によって、熱流で駆動された伝導電子の運動が曲げられたために生じた新しい現象であり、トポロジカルネルンスト効果と呼んでいる。一方で、B20型薄膜サンプルにおいては成膜条件を制御することによって、スカーミオン相の安定性を支配する重要なパラメータが膜厚とらせん周期であることを明らかにした。B20型化合物において発現するスカーミオンの形成過程とそれがもたらす巨大な電磁気応答を明らかにでき、今後のスカーミオンの磁気メモリなどへの応用化の足がかりとなった。(抄録なし)遷移金属(Cr,Mn,Fe,Co,Ni)と14族元素(Si,Ge)の1対1の化合物はB20型構造というカイラルな結晶構造を持つことが多い。空間反転対称性を破ったその構造はOzyaloshinskii-Moriya相互作用(DM相互作用)を許容する。一般にDM相互作用は弱強磁性やらせん磁気構造といった様々な磁気構造の起源となっている。MnSiを始めとするB20型化合物もDM相互作用が誘起するらせん磁性体の原型として古くから活発な研究がなされて来た。近年ではスカーミオンと呼ばれるナノメートルスケールの渦状の新奇磁気構造がB20型MnSi、FeGeなどにおいて発見され、次世代磁気記録媒体への応用が期待されている。我々は、スカーミオンの示す新奇な電気磁気応答の観測や応用に向けたスカーミオン制御に向けて研究を行っている。スカーミオン密度、磁気転移温度、スカーミオン相の温度領域の広さは、トポロジカルホール効果といった新奇な電磁気応答の大きさや記憶媒体における情報記録密度を決定する重要なパラメータである。これまでは、一連の遷移金属モノゲルマナイドの作製し、特徴的な上記パラメータ値を示す物質を抽出して研究を行った。具体的には、高密度スカーミオン形成が期待されるMnGeの小角中性子回折実験と、スカーミオンの安定化が期待される薄膜サンプル作製を行った。MnGeにおいてスカーミオン格子形成に特有の磁気変調を観測した。さらに、採用以前に観測した非共面的な磁気構造に伴う大きなトポロジカルホール効果について論文として発表もしている。薄膜作製についてはFeGe、MnSi薄膜の作製に成功した。特に、FeGe薄膜ではトポロジカルホール効果が観測され、スキルミオン結晶形成が最低温までの広い温度領域で期待できた。一方、磁性を示さない組成においては、資源取得の容易さや低毒性、機械的衝撃や化学反応など周囲の環境に対する耐性から、応用化へ向けた熱電物質として注目を集めている。我々は、高圧合成法によってB20型CoGeの作製に成功し、大きな熱電効果を観測した。B20型結晶構造を持つ遷移金属元素と14族元素の1対1の化合物においてスカーミオンと呼ばれる渦状の磁気構造が観測された。スカーミオンはその粒子性とトポロジカルなスピン配列のために、強磁性などの既存の単純な磁気構造では現れない特徴的なスピン依存伝導現象を示し、新規スピントロニクスデバイスへの応用が期待されている。本研究では、スカーミオンという位相幾何学的に安定な新奇磁気構造体の発現とそのスピン配列に特徴的な電磁気応答を観測・制御することを目的としている。本年度は、分子線エピタキシー法によるB20型化合物薄膜作製、B20型化合物において最短の磁気周期を持つMnGeにおける小角中性子散乱実験、それらを含むB20型結晶における新奇輸送現象(トポロジカルホール効果)の観測やスカーミオンの電流駆動、Mn_<1-x>Fe_xGeにおけるスカーミオンのキラリティの制御に成功した。B20型MnSi薄膜においては世界で初めてスカーミオン磁気構造の存在を実空間観測によって特定した。これはデバイス化に必要な薄膜化の課題を解決したものである。また、MnGeの中性子散乱実験においては、既存の三角格子スカーミオン状態とは異なる新しい3次元的なスカーミオン状態が実現されている可能性を明らかにした。これによって我々は情報記録の高密度化の指針を示すだけではなくトポロジカルな磁気構造形成の物理をより一層深化させた。

さらに、FeGe薄片サンプルへの高電流密度印加によって室温付近におけるスカーミオンの駆動に成功し、Mn^<1-x>Fe_xGeにおいてはMnとFeの組成比を調整することによってスカーミオンの渦の巻く向き(キラリティ》を制御できた。これらはデバイスにおけるスカーミオン制御を大きく前進させた。近年、スカーミオンと呼ばれる渦状の磁気構造がMnSiやFeGeといったB20型化合物において観測された。この磁気構造はトポロジカルなスピン配列をしており、他の磁気構造とは異なった電磁気応答が発現する。本研究では、スカーミオン磁気構造形成の物理とそれにおける新奇な輸送現象の観測を目的として実験を行ってきた。前年度までに分子線エピタキシー法や高圧合成法といった様々な合成方法を用いて、一連のB20型Mn_<1-x>Fe_xGeバルク試料やB20型Mn_<1-x>Fe_xSi薄膜の作製に成功した。上述の試料においてスカーミオン形成を観測し、さらにその形成に伴うトポロジカルホール効果といった巨大ゲージ場(仮想磁場)に由来する電気輸送現象を観測した。最終年度である当該年度においても、スカーミオン形成とその新奇電磁気応答の物理を精査し、新たな現象の観測と知見を得た。特に、B20型MnGeバルク試料においては3次元スカーミオン結晶形成に伴う巨大なネルンスト効果を観測した。これは、トポロジカルホール効果と同様に、40T程度の巨大な仮想磁場によって、熱流で駆動された伝導電子の運動が曲げられたために生じた新しい現象であり、トポロジカルネルンスト効果と呼んでいる。一方で、B20型薄膜サンプルにおいては成膜条件を制御することによって、スカーミオン相の安定性を支配する重要なパラメータが膜厚とらせん周期であることを明らかにした。B20型化合物において発現するスカーミオンの形成過程とそれがもたらす巨大な電磁気応答を明らかにでき、今後のスカーミオンの磁気メモリなどへの応用化の足がかりとなった。スカーミオン磁気構造におけるトポロジカルな磁気構造特有の新奇な電磁気応答の観測や磁気記憶媒体への応用に向けて、重要なパラメータであるスカーミオン密度、転移温度、相の温度領域について明らかにすることが目的であった。その目的に対し現在までは、一連の物質合成によって特徴的な上記パラメータ値を有する物質を抽出することができ、それらの物質(MnGe、FeGe、Mnsi)に対して中性子回折実験による磁気構造解明や薄膜作製によるスカーミオン相の安定化を実現することができた。さらに、スカーミオン形成に伴うトポロジカルホール効果の観測や磁性を示さない組成における大きな熱電効果について、それぞれ論文として発表できた。当初の目的であったB20型化合物薄膜の作製とそれにおける新奇輸送特性(トポロジカルホール効果》の観測、B20型MnGeの磁気構造解明を達成している。特に、薄膜おいてはスカーミオンの実空間観測にも成功し、MnGeにおいては新しい3次元スカーミオン秩序を提唱できた。さらにそれ以外にも、FeGeにおけるスカーミオンの電流駆動やMn_<1-x>Fe_xGeにおけるスカーミオンのキラリティの制御といったデバイス化に向けて重要な電磁気応答を明らかにできている。また、これらの結果は学会発表だけではなく、論文としても出版(3報)・投稿(1報)している。
安全性と操作性を考慮に入れた自走・介助式全方向移動車いすの誘導制御

超高齢社会においては,日常生活で介護を必要とする高齢者及び加齢による障害者の増加が不可避である.申請者らは,屋内環境での移動,ベッドへの幅寄せ,作業を行いながらの横移動等に有効な全方向移動車いすの開発を行っている.しかし,人や障害物との衝突をいかに安全かつ自然に回避するか,介助者が車いすを押して動かす際にいかに意図通りの全方向動作を実現し,障害物回避と組み合わせるかといった点に課題が残っている.特に,ドア等の狭所通過時には,操作者(搭乗者または介助者)の意図に反する動作が生成されてしまう問題がある.本研究ではこれらの課題を解決し,搭乗者にとっても介助者にとっても安全で,かつ操作性の良い全方向移動車いすを開発することを目的とする.測域センサ(レーザ式全方向距離センサ)で計測した周囲の距離データに基づいて,速度指令ジョイスティックのインピーダンスを変化させるが,今年度は特にその最適化を行うため,小型全方向移動ロボットを使用し,多くの被験者による操作実験を実施して,その結果を主観的に評価していただいた。複数のコース設定に対して,複数のフィードバック則を適用し,それぞれについて操作感の評価をアンケート形式で回答するものとした。特に狭所の通り抜け時の操作実験においては,被験者によって好みのインピーダンス特性が異なるため,必ずしも単一の最適値を導出することが望ましいとは言えない。また,慣れによって好みのインピーダンス特性も変わってくるため,今後は加速度センサのデータも含めて解析を継続する必要がある。小型全方向移動ロボットを使用した実験システムを構築し,実際に誘導制御を実現することができた.さらに,その操作性について複数名の被験者による評価実験を実施することができた.今後は今年度実施した全方向移動ロボットによる評価実験を継続して,インピーダンス特性の最適化を進めるとともに,実際に車いすを使用した実験も実施し,動作確認及び被験者の操作感の評価を実施する.さらに,実際に想定される使用環境を模擬したコースを設定し,誘導制御の有効性についての評価実験を実施する.屋内環境での移動,ベッドへの幅寄せ,作業を行いながらの横移動等に有効な全方向移動車いすの開発を行っている.しかし,人や障害物との衝突をいかに安全かつ自然に回避するか,介助者が車いすを押して動かす際にいかに意図通りの全方向動作を実現し,障害物回避と組み合わせるかといった点に課題が残っている.特に,ドア等の狭所通過時には,操作者(搭乗者または介助者)の意図に反する動作が生成されてしまう問題がある.本研究ではこれらの課題を解決し,搭乗者にとっても介助者にとっても安全で,かつ操作性の良い全方向移動車いすを開発することを目的とする.測域センサ(レーザ式全方向距離センサ)で計測した周囲の距離データに基づいて,速度指令ジョイスティックのインピーダンスを変化させた.搭乗者がジョイスティックを倒そうとした瞬間にその方向を検知して,移動方向の車いすの速度成分及び障害物との距離からジョイスティックのインピーダンスを車いす全体の形状も考慮して決定している.これにより,障害物のある方向に対しては移動指令を出すことが困難になっている.障害物のない方向へ自然と車いすを移動させるため,誘導制御のアルゴリズムを構築した.障害物回避に必要となる角度,角速度を求め,その値によってジョイスティックのインピーダンスを変化させることで接近速度を調整する.また,介助者の換作入力を車いすのハンドグリップに設置した6軸力覚センサで計測し,実際に車いすで前後,横,斜め方向並進,定点転回の動作を行い,加えられた力及びモーメントを学習させた.さらに,被験者による評価実験における安全性を確保するため,小型の全方向移動ロボットシステムも構築し,入力パラメータの調整を行った.計測したロボット周囲の距離データに基づいて障害物の位置を推定し,速度指令入力デバイスのインピーダンスを変化させている.基本的なアルゴリズムの動作確認は実施している.被験者による評価実験は今後実施するが,被験者による評価実験の安全性を確保するため,当初の計画に加えて全方向移動ロボットの制御システムを予備実験用に立ち上げた.さらにこのシステム上での実験を追加で実施し,提案システムの有効性を確認している.超高齢社会においては,日常生活で介護を必要とする高齢者及び加齢による障害者の増加が不可避である.申請者らは,屋内環境での移動,ベッドへの幅寄せ,作業を行いながらの横移動等に有効な全方向移動車いすの開発を行っている.しかし,人や障害物との衝突をいかに安全かつ自然に回避するか,介助者が車いすを押して動かす際にいかに意図通りの全方向動作を実現し,障害物回避と組み合わせるかといった点に課題が残っている.特に,ドア等の狭所通過時には,操作者(搭乗者または介助者)の意図に反する動作が生成されてしまう問題がある.本研究ではこれらの課題を解決し,搭乗者にとっても介助者にとっても安全で,かつ操作性の良い全方向移動車いすを開発することを目的とする.測域センサ(レーザ式全方向距離センサ)で計測した周囲の距離データに基づいて,速度指令ジョイスティックのインピーダンスを変化させるが,今年度は特にその最適化を行うため,小型全方向移動ロボットを使用し,多くの被験者による操作実験を実施して,その結果を主観的に評価していただいた。

小型全方向移動ロボットを使用した実験システムを構築し,実際に誘導制御を実現することができた.さらに,その操作性について複数名の被験者による評価実験を実施することができた.今後は誘導制御による障害物回避実験を継続し,特に回避時における車いすの挙動を検証するとともに,搭乗者の快適性を評価するためにモーションセンサにより頭部,胸部等の挙動を測定する.十分な結果が得られない場合は,パラメータの調整を行う.それでも十分な結果が得られない場合は,アルゴリズムの改良を行うとともに,ハプティックジョイスティックの再設計・製作を行う.次に,目的地が設定された場合の誘導制御実験を行う.危険回避のために障害物回避動作の優先度を高くして,その上で目的地への誘導制御を行う.障害物回避の瞬間等いくつかの動作時に分けて,車いすの挙動を検証するとともに,モーションセンサにより搭乗者の頭部,胸部等の挙動を測定・解析する.さらに,搭乗者の操作性を評価するために,SD法・NASA-TLX法等による主観評価を行うとともに,入力デバイスの動きを解析する.目的地と障害物の位置関係による違いを解析し,必要があればアルゴリズムの修正を行う.今後は今年度実施した全方向移動ロボットによる評価実験を継続して,インピーダンス特性の最適化を進めるとともに,実際に車いすを使用した実験も実施し,動作確認及び被験者の操作感の評価を実施する.さらに,実際に想定される使用環境を模擬したコースを設定し,誘導制御の有効性についての評価実験を実施する.購入予定品の価格上昇により当該年度の予算で購入することができなかったため、次年度(2019年度)4月に次年度予算と合わせて購入することとなった。不足額は2万円程度であったので,翌年度分の予算への影響はほとんどない.
気象情報をもとにした小児肺炎患者数予測モデルの検討

気候変動に対して最も脆弱な開発途上国のスラムに居住する小児の健康影響を明らかにすることを目的として、バングラデシュの首都ダッカのスラム地区における小児肺炎サーベイランスデータと気象・環境データを使用し、特にインフルエンザについて時系列解析を行った。結果、インフルエンザAは、気温、相対湿度、日照時間、降雨量と有意な関連があり、インフルエンザBは相対湿度とのみ関連があることが明らかとなった。相対湿度が50-70%の範囲では両インフルエンザ型とも正の関連を認めた。本知見は、地球温暖化の健康影響推定のための基礎データとして有用であるとともに、インフルエンザ感染予防策への応用が期待される。世界保健機関(WHO)によると、将来の気候変動に伴う健康影響として、低栄養、下痢症、マラリア、熱関連死亡が最も多くの過剰死亡の原因となると予測している。これらの疾患が重要であることは疑いないが、世界の小児死亡原因の約2割を占める急性呼吸器感染症が気候変動による影響の観点から議論されることはこれまであまりなかった。本研究は、小児呼吸器感染症の流行と気象因子との関連を定量し、気候変動に対して最も脆弱な開発途上国のスラムに居住する小児の健康影響を明らかにすることで、同じような環境にある開発途上国の健康影響の推定に資することを目的とした。バングラデシュの首都ダッカ中心部に位置するカムラプール・スラム地区では、約20万人の居住者から無作為抽出した5歳未満児のいる家庭6,700世帯を対象にした、小児呼吸器感染症サーベイランスシステムが築かれている。本年度はまずこのデータを用いてインフルエンザ流行と気象因子と関連を特定するため、時系列解析を行った。データ解析期間は2005年1月2008年12月とした。インフルエンザの診断は、診療所を受診した患者5人毎に鼻咽頭ぬぐい液を採取し、ウイルス培養及び逆転写ポリメラーゼ連鎖反応によって特定されている。気象データは、日降水量、日最高・最低・平均気温、日平均相対湿度、日照時間を収集した。時系列回帰分析には、zero-inflatedポワソン回帰モデル及び一般化線形ポワソン回帰モデルを用いて週毎インフルエンザA型・B型陽性者数と気象因子との関連を解析した。結果、A型インフルエンザ陽性者数は最低温度、相対湿度、日照時間および降雨量と有意な関連を認めた。一方B型インフルエンザ陽性者数は相対湿度とのみ有意な関連を認めた。A型・B型とも相対湿度が50%70%で、陽性者数の増加を認めた。開発途上国での主要な小児死亡原因である肺炎を含む急性呼吸器感染症について、気候変動による影響の観点から議論されることはこれまであまりなかった。呼吸器感染症は温帯地域では明瞭な季節性を示し冬季に最も多い疾患であるが、熱帯・亜熱帯地域では雨季に多い傾向がある。アジア・アフリカの熱帯地域では気候変動に伴い今後雨量が増加すると予測されており、小児呼吸器感染症と気象因子との関連を明らかにする必要があった。本研究では、気候変動に対して最も脆弱な開発途上国のスラムに居住する小児の健康影響を明らかにすることを目的として、バングラデシュの首都ダッカのスラム地区における小児肺炎サーベイランスデータと気象・環境データを使用し時系列解析を行った。結果、インフルエンザAは気温、相対湿度、日照時間、降雨量と有意な関連があり、インフルエンザBは相対湿度とのみ関連があることが明らかとなった。相対湿度が50-70%の範囲では両インフルエンザタイプとも正の関連を認めた。研究計画通り、小児呼吸器感染症(インフルエンザ)と気象因子との関連を定量するため、時系列解析を行い、国際学術誌に原著論文が掲載された。疫学全呼吸器感染症患者数と気象因子およびエルニーニョ現象などの海洋気象現象との関連について、統計解析を行う。当初計上したデータ入力補助要員の人件費が不要となったため。論文投稿料に充てることとする。