hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サンゴの蛍光蛋白質の変動と漁場環境変動との応答に関する研究

時系列的にサンゴの蛍光画像と通常画像を撮影できる「サンゴ蛍光撮影装置」を開発した。本装置を用いて,石西礁湖においてサンゴ蛍光撮影調査を行った。その結果,約26日間(620枚の画像)連続してサンゴの蛍光を撮影することに成功した。同時に環境計測の結果とサンゴ蛍光輝度との対応を調べところ,輝度と照度には明瞭な関係が見られなかったものの,水温や流速変動との応答が示唆できた。さらに,巻貝によるサンゴの食害過程を経時的に観察することが出来た。また,本装置に用いた撮影手法を用いて, 3次元的な生物調査の可能性が見出せた。平成21年度は,本研究の主要目的の1つである「サンゴの蛍光蛋白質モニタリング装置」の設計・開発を軸に,次の3項目について研究開発を実施した。1.サンゴの蛍光蛋白質モニタリング装置の設計・開発2009年4月7月に装置の設計を行った。同年8月から装置の開発を行い2010年3月に完成した。当初予定していた装置は,単体の部品類を組み合わせたものを想定していた。しかし,設計開発段階で,装置の操作性能をより良くするため,インターバル撮影が可能なデジタルカメラ2台,電源供給用バッテリー,フラッシュライト等をハウジング(耐圧30m)内部に装備した一体型の装置とした。併せて,架台の製作も行った。2.装置の実海域試験平成22年度の実海域調査をより潤滑に行うため,石西礁湖において下記の2項目について調査を実施した。(1)観測定点の選定これまで海洋研究開発機構が石西礁湖で調査研究を行っている観測点近傍で,水深10m程度,サンゴの豊富な場所等を基準に定点を選定しマーカーを取り付けた。(2)装備するカメラの試験撮影フラッシュの強さとシャッタースピードを調整することにより,昼間でもサンゴの蛍光撮影が可能であることを実海域で試験撮影し実証した。画角や映像,設置方法等の調整も併せて行った。なお,装置の製作に時間を要したため,装置を用いた海域試験は次年度当初に行うこととした。3.試験画像・環境データの解析(1)試験撮影画像の解析試験撮影した蛍光画像を用いて,今後行う画像解析の手法構築のための基本的な検討を開始した。この画像解析手法の検討は,次年度上半期まで行う。(2)過去に得られた現場付近の環境データの解析選定した観測定点付近の過去の環境データ(漁場環境)の解析を実施し論文(MTS Journal)にまとめた。平成22年度は,開発した「サンゴの蛍光蛋白質モニタリング装置」用いた実海域調査を中心に研究を実施した。1.サンゴの蛍光蛋白質モニタリング装置の陸上試験2010年4月7月に,屋外水槽(独立行政法人水産総合研究センター横須賀庁舎)において装置の試験撮影を実施した(対象生物:イソギンチャク)。シャッタースピード,絞り,画角等の調整を行った。タイマー回路に不具合が見つかり修正に時間を要したが,陸上水槽内での蛍光撮影は成功した。2.サンゴの蛍光蛋白質モニタリング装置の実海域試験2010年8月,10月,2011年3月に,石西礁湖内の観測定点において装置の実海域試験を実施した。また併せて,装置近傍に超音波流速計を,装置架台に小型水温計と光量子計をそれぞれ設置し,流れ,水温,光の環境計測を実施した。その結果,本装置により昼夜を問わず約25日間(1枚/1時間の連続的なサンゴの蛍光および通常画像の撮影に成功した(おそらく世界で初めて)。また,得られた画像を動画化することにより,サンゴのポリプの動きや巻貝によるサンゴの捕食の様子が併せて観察できた。さらに長期的な撮影を可能にするためには,バッテリーの補強が必要であることも確認できた。3.取得画像・環境データの解析取得された画像の解析方法を構築した。まず,得られた画像をRGBに分割しG(緑)の部分だけ抽出する。対象とした範囲の輝度情報を時間毎に抽出し,その値の変化をサンゴ自身の変動の指標と仮定した。画像の数値化および環境データの解析は継続的に進めている。本研究で開発した「サンゴの蛍光蛋白質モニタリング装置」の概要を日本地球惑星科学連合2010年大会にて報告した。また,本装置によって得られた蛍光画像に関して,日本サンゴ礁学会第13回大会において発表した。これらの結果について,論文化を進めている。最終年度にあたる平球23年度は,開発した「サンゴの蛍光蛋白質モニタリング装置」によって得られた蛍光画像の輝度データ(以下,輝度と記す)と環境データとの応答に関する解析を中心に実施した。1.サンゴ蛍光画像における輝度の変化と環境変動との応答

経時的に得られた蛍光画像中のボリプ部分(40×40pixel)の平均輝度をサンゴの状態を表す指標と仮定し,輝度の時系列データを作成した。このデータと環境データとを比較し次の結果を得た。(1)輝度と照度に応答はない(2)水温上昇に伴い輝度が上昇(3)流速が速くなると輝度が低下これらの結果は,サンゴの変化と環境変動とを実海域で同時に捉えることが出来た画期的な結果であり,本装置がサンゴ礁海域のモニタリングツールとして有効であることを示唆する結果であった。(MTS Journalに投稿中)2.通常画像から得られたサンゴの食害2011年3月の蛍光撮影調査で得られた画像から,巻貝によるサンゴの食害過程(対象サンゴの一部分が白色に変化していく様子)を経時的に観察することが出来た。夜間に小型の巻貝(シロレイシガイダマシ類Drupella spp.)が出現しサンゴを食んでいた。食害部分の蛍光撮影は励起光が届いていなかったため解析ができなかったが,実海域におけるサンゴが時々刻々変化する様子が観察できたことは非常に重要で,本装置の有効性を示すことができた。(みどりいし,サンゴ礁学会で公表)3.蛍光撮影技術の深海調査への応用本研究で開発した装置のフィルターセットおよび撮影手法を用いて,実験室および調査船上において深海生物の蛍光撮影を行ったところ,多くの深海生物が蛍光を発することが分かった。深海生物の蛍光が何を意味するのかは今後の重要な課題であるが,深海調査時の深海生物モニタリングの技術として有効であることが示唆された。(JPGUMEETING 2012で公表)
新規反応性ナノ造影剤による自由行動下における全脳網羅的神経脱分極MRI法の開発

脳の活動は千数百億個の細胞の協調的な活動であり、個々の活動とその連繋との総和を観察することは、その情報処理機構を理解するために重要であるが、従来の脳機能計測法では、自由行動下において、全脳の活動をin vivoで3次元的に可視化することは出来ない。本申請は、自由行動下における全脳での神経細胞の脱分極の3次元マッピングを可能とする技術開発を目的とし、申請者はマンガン造影MRI技術と反応性ナノ粒子技術を組合せることで、その実現を目指している。本年度は、自由行動下での神経賦活マンガン造影MRI法の実証に向けて、自由行動下での投与プロトコルと既存の行動課題装置を融合させ、行動実験直後にMR撮像が可能な環境の構築を開始した。実験動物としてはマウスを使用することとし、一定時間以上神経賦活が生じるような適切な行動課題の探索を行い、他の行動課題よりも長時間脳活動が変化すると考えられる、社会性行動課題(social interaction test,初見の囮動物をケージに入れ、被験動物が囮動物に近づく回数や時間、行動量等を解析する)に決定した。また、神経トレーサー開発のため、マンガン造影剤の脳実質内への局所注入実験を行い拡散速度を計測し、局所注入から24時間後に、注入領域に対して入出力領域が造影されていることが確認された。当初の計画と比べ、造影剤の合成・修飾に関する検討に期間を要し遅延が生じているが、神経トレーサー開発に関する検討を前倒しで進めている。造影剤の合成・修飾に関しては、予定とは異なる造影剤を使用しながら、前年度に開始した、自由行動下で造影剤を投与し行動実験直後にMR撮像が可能な環境の構築を完了させ、健常個体での自由行動下での投与および信号検出を予定している。造影剤の合成・修飾が成功した段階で個体への投与および行動実験への適用を実施する。当初の実験計画から、取り組む順序を変更したため、余剰が生じた。進捗状況次第であるが、計画とほぼ変わらない内容で次年度以降に使用する予定である。
システムノイズを最大限除去する真に実用的な非線形確率最適制御理論の構築

まず,システムノイズと安定性との関係が非干渉となるような条件を導き、概不変集合(確率1で不変集合となるような集合)への安定化が可能となる条件を導いた.次に,確率漸近安定性を保証する確率リャプノフ関数の形を二回連続微分可能に限らないようにすることで,確率漸近安定化できるシステムのクラスを拡大できることを示した。そして,確率積分入力状態安定性(確率iISS性)の十分条件を明らかにするとともに,概有界安定性を局所概漸近安定性という名前で提案した。また,ウィーナ過程が安定性を増強させる現象についての解析を押し進め,複雑な非ホロノミックシステムが白色雑音によって安定化される十分条件を導いた。本課題は,システムを高効率かつ安定的に運用するため,すなわち,システムノイズを最大限除去しつつ最適化と安定化を実用レベルで達成するための非線形最適確率制御理論を構築するものである。非線形確率最適制御のキーポイントは安定化・最適化・外乱抑制の3つであるが,これらの保障をより高度なレベルで達成するための理論を構築する。特に着目する点としては,従来理論の安定性で曖昧であった「100%の確率での目標値への整定」について詳細に考察する。また,確定システムにおける最先端の外乱抑制に関する理論である積分入力状態安定性(iISS性)を確率システムに採用することを試みる。これらを元に,解軌道そのものの最適制御理論を構築し,非線形確定システムの外乱抑制制御理論を積極的に取り込み,実用的な安定性・有界性・外乱抑制性を達成しつつ最小コストで運用するための方策を新たに立てることが本課題の主目的である。二年目である当該年度においては,システムのダイナミクスを特定の有界領域に確率1で留めるための概有界化設計および確率iISS性理論の構築のために以下の研究を行った。まず,確定システムと確率システムにおける安定性の違いを事細かに調査した。特に,収束速度に関連して確率システムの安定性が変化することを突き止めた。次に,システムへの外乱が周期外乱である場合と不規則外乱である場合において安定化を達成するようなフィードバック則を考察し,確率システムにおける新たな安定性の概念として疑似概漸近安定性を提案した。また,構築予定の理論を応用面から考察するため,超音波モータのサーボ機構についても継続的に改善を図った。最終年度である当該年度においては,確率システムと確率システムにおける安定性の比較を行うためのツールをラフパス解析に基づき提案し,実用的非線形確率最適制御理論のための基礎的な最適化問題に適用可能であることを示した。さらに,確率安定論における従来手法の延長も行い,確率iISS/iNSS性の十分条件を明らかにするとともに,概有界安定性を局所概漸近安定性という名前で提案した。応用系研究においては,本課題で進めていた確率安定性のひとつである確率有限時間安定性についての効果を,超音波モータを用いて実験的に確認したほか,非線形制御理論を適用したアクティブ動吸振器を用いた構造物の制振効果についても確定安定性・確率安定性と両方の立場から検討した。今年度の主目的は,実用的非線形確率最適制御理論の構築であった。これを達成するためには「確率システムの安定性は確定システムとどう違うか」「白色雑音によって安定性が増強するのはどういうときか,またそれにより保証される安定性とはどのようなものか」「概有界化設計をどう行うか」

「確率iISS/iNSS性の十分条件はどうなっているか」等を明らかにする必要があった。これらは研究成果に示すとおり一定の成功を収めた。その上で,これらの結果を非線形確率最適制御にどのように吸収させるかについて,極めて初歩的ではあるが基礎的なシステムを用いて検討することができた。また,これらの実応用分野への貢献を示すものとして,超音波モータを用いた実機実験とアクティブ動吸振器を用いた数値シミュレーションを行い,解析した。本課題は,システムを高効率かつ安定的に運用するため,すなわち,システムノイズを最大限除去しつつ最適化と安定化を実用レベルで達成するための非線形最適確率制御理論を構築するものである。非線形確率最適制御のキーポイントは安定化・最適化・外乱抑制の3つであるが,これらの保障をより高度なレベルで達成するための理論を構築する。特に着目する点としては,従来理論の安定性で曖昧であった「100%の確率での目標値への整定」について詳細に考察する。また,確定システムにおける最先端の外乱抑制に関する理論である積分入力状態安定性(iISS性)を確率システムに採用することを試みる。これらを元に,解軌道そのものの最適制御理論を構築し,非線形確定システムの外乱抑制制御理論を積極的に取り込み,実用的な安定性・有界性・外乱抑制性を達成しつつ最小コストで運用するための方策を新たに立てることが本課題の主目的である。補助事業の延長期間である当該年度においては,超音波モータのサーボ制御において現れるノイズ様の現象を明らかにした論文を発表したほか,確率システムの安定論に関するiISS性の解析や確率同次システムに基づく収束速度設計,ならびに加法ノイズに基づく過渡安定性などについてまとめ,それらを含む形で最先端の確率安定論に関するオーガナイズドセッション(自動制御連合講演会:確率システム制御理論のブレイクスルーを目指して)を開催し,情報発信に努めた。まず,システムノイズと安定性との関係が非干渉となるような条件を導き、概不変集合(確率1で不変集合となるような集合)への安定化が可能となる条件を導いた.次に,確率漸近安定性を保証する確率リャプノフ関数の形を二回連続微分可能に限らないようにすることで,確率漸近安定化できるシステムのクラスを拡大できることを示した。そして,確率積分入力状態安定性(確率iISS性)の十分条件を明らかにするとともに,概有界安定性を局所概漸近安定性という名前で提案した。また,ウィーナ過程が安定性を増強させる現象についての解析を押し進め,複雑な非ホロノミックシステムが白色雑音によって安定化される十分条件を導いた。今年度の目的は,システムのダイナミクスを特定の有界領域に確率1で留めるための概有界化設計の構築であった。まず,昨年度に得られていた概不変集合への安定化条件が極めて厳しいものであることから,安定性の定義を緩和することを念頭に置いて研究を行った。その結果として,確率漸近安定性を保証する確率リャプノフ関数の形を二回連続微分可能に限らないようにすることで,確率漸近安定化できるシステムのクラスを拡大できることが分かった。また,平衡点の安定化ではなく,平衡点の期待知への安定化と制御目的を緩和することにより,疑似概漸近安定性と安定化フィードバックについて提案することとなった。
口語英語コーパスを利用した話し言葉への意識を高めるための言語活動・教材開発

当該年度は、英語の話し言葉に対する学習者の意識を高めるための活動開発に向けて、口語英語データを利用した会話の相互行為的言語形式の分析・記述を進めた。会話に特徴的な言語の使い方を学習者に意識させる活動の開発のためには、「書き言葉」と「話し言葉」の間の違いをさらに明らかにし、口語文法の記述を進めることが重要である。That'swhat...がどのように話し言葉的かを明らかにするために、20042012年に放映されたアメリカのテレビドラマの会話に出てくるthat'swhat...形式を分析した。その結果、主に「物事の本質や意義を表す」「行動や発言、思考を確認、強調、念押しする」「発話内容が真実でないこと(の可能性)を示唆する」という発話機能を持つことが明らかになった。さらに、指示代名詞のthatや先行詞を含んだwhat節から成る明示性の低い形式は、言い換えれば柔軟な指示機能を実現できるため、話し手が自在に談話の方向性を調整するために使われている。従って状況や話者間の関係に配慮しながら会話の方向を調整したり、婉曲的・推測的に伝えたりするための形式として、that's what...は状況依存の程度が高い会話に特徴的な形式であることが分かった。本研究は、実際の話し言葉のデータを利用して、話し言葉に対する学習者の意識を高めるための言語活動・教材の開発を目的としている。そのため研究計画は、口語英語コーパスを利用した会話に特徴的な相互行為的言語現象の記述という英語学的側面と、話し言葉に気づきをもたらし意識化させる活動の考案という英語教育的側面の二本柱から成っている。前者に関しては、話者同士の副詞節を用いた協同発話やthat's what...という形式を分析・調査することで進めてきた。これらの研究によって、リアルタイムで進む双方向的な会話の状況的要因が会話の言語特徴にどのように影響しているかを示すことができた。また研究の中で、会話の相互行為的な言語特徴として今後、調査を行いたいと考える新たな側面にも気づくことができた。一方、後者に関しては2017年度に、話し言葉の相互行為的な言語現象に気づかせるメタ言語的な活動を扱っている教材を調査し、どのような言語特徴をどのような形式の活動で意識化させることができるかということについて考察した。しかし、この教育的側面の方の研究が今年度はあまり進めることが出来ず、今後の課題であるため、「やや遅れている」と判断した。今後は、研究の最終段階として、話し言葉の相互行為的・即興的言語使用を意識化させる活動や教材の開発に取り組みたい。その際、本研究あるいはそれ以前の代表者の研究で扱ってきた言語特徴はもちろんのこと、口語文法に含まれるものとして内外の研究者が明らかにしてきた言語特徴も幅広く考慮する。論点として、「口語文法の何をどのように教えるのが効果的か」「コーパスに収められた実際の会話をどのように利用するか」という2点を考えている。書き言葉と異なる話し言葉の言語特徴に学習者を気づかせ、結果的に外国語を発話することに伴うプレッシャーが軽減されるような活動の考案を目指したい。また同時に、英語の話し言葉の特徴を記述する作業も進めたいと考えている。特に、発話の「周辺部」に着目する予定である。発話には、文法要素の揃った核となる部分の前と後に、様々な語用論的調節を行う「周辺部」と呼ばれる場所があることが指摘されており、この概念を用いて話者がどのような相互行為を行っているのかを明らかにしたい。その研究結果も、上記に述べた活動の開発につなげるつもりである。話し言葉の双方向性やオンライン性に関わる言語現象に対する学習者の意識を高めるための活動や教材開発という研究目的に向けて、口語英語コーパスを利用した相互行為的言語現象の研究を進めた。具体的には、話者同士が統語構造を共有することによって起こる共同発話について調査した。B: ... Yeah I wassort sort of asking him again A: Yes Cos you want toget back together (ICE-GB, S1A-050)のbecause (cos)節のような、聞き手による副詞節を用いた統語単位の拡張に焦点を当て、このような副詞節による拡張がターンテイキング組織やターンスペースの認識にどのように関わっているかを明らかにした(「聞き手による統語単位の拡張ー副詞節の場合」『Albion』(京大英文学会)62号に執筆)。また、英語教育に「スタイル」の概念を取り入れる試みに関して模索し、「会話のスタイル」を教える意義や方法について検討した。会話の英語を教える際に、映画や口語コーパスの会話を例にして「ターンテイキング」や「相づち」がどのようになされているかを観察させれば、英語で会話するための大きなヒントを与えられることを示した(『英語のスタイルー教えるための文体論入門』(研究社)の第8章「会話のスタイル」を分担執筆)。また、話し言葉の言語特徴の理解を深めるために、「話し言葉文法」(spoken grammar)についての研究も進めた。口語英語コーパス誕生以降の「話し言葉文法」研究の進展を調査し、英語の「文法」に対する考え方の変化や異なる観点を整理した。さらに「話し言葉文法」にどのようなものを含むべきか、さらに、教える文法との関連をどうすべきかという問題について先行研究を調査した。

口語英語コーパスを利用した話し言葉への意識を高めるための言語活動・教材開発という研究目的に向けて、研究期間前半の大きな二本柱である「コーパスを利用した会話の相互行為的特徴の研究」と「口語英語コーパス編纂や話し言葉文法研究の発展の調査・整理」の両方に取り組むことが出来た。前者に関しては、聞き手による統語単位の拡張という共同発話現象(「聞き手による統語単位の拡張ー副詞節の場合」『Albion』(京大英文学会)62号に執筆)や、ターンテイキングや相づちの側面の研究を深めることができた(『英語のスタイルー教えるための文体論入門』(研究社)の第8章「会話のスタイル」を分担執筆)。後者に関しては、口語英語コーパス編纂以降の話し言葉文法研究の進展をまとめ、教育への示唆についても触れた。伝統的な書き言葉に基づいた文法との関連や違いについても論じた(「英語の『話し言葉文法』研究と教育的示唆」『現代英語談話会論集』第11号に執筆)。以上のような研究成果は、話し言葉の使い方に気づきをもたらし、話し言葉と書き言葉の違いを意識させるための言語活動や教材開発にとって基礎となるものである。従来の書き言葉に基づいた伝統的文法とは異なる話し言葉文法の中身を精査し、教えるべき対象を選ぶための基盤をある程度作ることが出来たので、おおむね順調に進展していると判断した。当該年度は、話し言葉研究に必須のトランスクリプト(会話を書き起こしたもの)がどのように作成されるのかということについて調査し、話し言葉研究においてトランスクリプトが持つ意義と可能性を明らかにした。自然発生的で双方向的な会話を特徴付ける言語現象の説明のためには、話された言葉のみを表したテキスト表記では不十分であり、韻律情報やパラ言語情報を含んだトランスクリプトが必要である。「会話を書き起こすートランスクリプトの実際と可能性」と題する論文では、音声情報の表記を含む会話コーパスをいくつか取り上げ、異なる理論的枠組を背景にして最適な表記体系が改良されながら発達してきた過程を概観した。また論文では、研究目的に応じた選択的な会話表記を行うことの必要性や、視覚情報を含んだマルチモーダルな会話コーパスの可能性についても示唆した。さらに当該年度は、英語の話し言葉と書き言葉の違いに対する学習者の意識を高める方法として、話し言葉に特徴的な言語の使い方(話し言葉文法)に焦点を当てた言語活動の意義と方法について検討した。論文「話し言葉に対する意識を高めるための言語活動の意義と方法ー文法教材調査を通してー」では、話し言葉文法を学ぶことで学習者は、正誤に基づいた規範的規則だけではなく、コンテクストやフォーマリティに応じた言語使用の視点やスタイルへの意識を養うことができることを示した。さらに、話し言葉の特徴に着目させるタスクやアクティビティを扱っている文法教材を取り上げ、どのようなアプローチがとられているかを調査した。その結果、話し言葉の特徴に気づきをもたらすには、観察や議論を通して使い方を帰納的に導き出させるアプローチに加えて、演繹的アプローチや空欄補充・選択式問題のような伝統的な形式も有効であることを明らかにした。本研究は、話し言葉に特徴的な言語現象に対する学習者の意識を高めるために、口語英語コーパスを利用した活動や教材を開発することである。
銅クラッドステンレス鋼コンジットを応用した核融合炉用超伝導電磁石の高電流密度化

銅クラッドを取り付けたステンレス銅コンジットを応用したケーブル・イン・コンジット導体を核融合炉用超伝導電磁石の導体として提案し,その有効性と応用可能性について実験・解析の両面から検討を行った。その結果次のことが明らかになった。1.従来のケーブル・イン・コンジット導体のクエンチ時温度上昇を模擬するために,短尺サンプルに液体窒素温度から通電し,実際の温度上昇を測定した。その結果,素線の集合体であるバンドル部と外周のコンジットの境界に熱抵抗が存在することが確認された。従って,従来の導体構造ではコンジットの熱容量を十分に利用することができず,クエンチ時の安全性を考えると,この熱抵抗が高電流密度化を阻害していることが分かった。2.コンジットを模擬するヒーター付き銅ブロックをケーブル・イン・コンジット導体のバンドルに押し付け,界面での熱抵抗を測定する実験を行った。その結果,界面熱抵抗は界面での面圧に大きく依存することが分かった。実際の導体では,電磁力によって面圧は大きく変化するため,設計段階で熱抵抗を予測することは困難であることが分かった。3.銅クラッドを取り付けた効果を調べるために,模擬導体を設計し,温度上昇解析(ホットスポット解析)を行った。その結果,銅クラッドへの電流分流により,クエンチ時温度上昇(ホットスポット温度)の抑制効果が得られることが確認された。また1mm厚さの銅クラッド付加でコンジットの熱容量を最大限利用した高電流密度導体の設計が可能になることがわかった。4.課題として,銅クラッドへの電流分流を確保するために,バンドル部・コンジット間の電気的コンダクタンスを大きくする工夫が必要であることが分かった。銅クラッドを取り付けたコンジットを持つケーブル・イン・コンジット導体を核融合炉用超伝導電磁石の導体として提案し,その有効性と応用可能性について検討を行った。その結果,次のことが明らかになった。1.ケーブル・イン・コンジット導体のクエンチ時温度上昇を模擬するための実験を,短尺サンプルを用いて実行した。その結果,素線の集合体であるバンドル部と外周のコンジットの境界には熱抵抗が存在することが確認された。そしてその熱コンダクタンスが実測された。2.核融合炉で使用されるクラスの大容量導体を実際に設計した。1.で測定された熱コンダクタンスを用いてクエンチ時の温度上昇を計算すると,熱抵抗の影響が大きく,コンジットの熱容量は期待できないことが分かった。3.2.で設計した導体から機械的性能,水力学的特性を変えずに,銅クラッドを取り付けた導体の再設計を行った。そしてクエンチ時に許容できる温度を設定し,その温度以下になる最大通電可能電流値を計算した。その結果,厚さ1mm程度の銅クラッドのコンジットへの取り付けにより,最大通電可能電流値が50%以上向上することが分かった。これは,バンドル部の電流を銅クラッドヘ分流させることにより,コンジットの熱容量を有効利用できることと素線を流れる電流が減少するためである。4.銅クラッドコンジットの応用によって,超伝導導体の大容量化,高電流密度化が可能となることが明らかとなった。5.ステンレス配管に引抜き冷間加工を用いて銅クラットを取り付ける試作を行った。その結果,長尺の銅クラッドコンジットの製作が可能であることが分かった。銅クラッドを取り付けたステンレス鋼コンジットを応用したケーブル・イン・コンジット導体を核融合炉用超伝導電磁石の導体として提案し,その有効性と応用可能性について実験・解析の両面から検討を行った。

1.従来のケーブル・イン・コンジット導体のクエンチ時温度上昇を模擬するために,短尺サンプルに液体窒素温度から通電し,実際の温度上昇を測定した。その結果,素線の集合体であるバンドル部と外周のコンジットの境界に熱抵抗が存在することが確認された。従って,従来の導体構造ではコンジットの熱容量を十分に利用することができず,クエンチ時の安全性を考えると,この熱抵抗が高電流密度化を阻害していることが分かった。2.コンジットを模擬するヒーター付き銅ブロックをケーブル・イン・コンジット導体のバンドルに押し付け,界面での熱抵抗を測定する実験を行った。その結果,界面熱抵抗は界面での面圧に大きく依存することが分かった。実際の導体では,電磁力によって面圧は大きく変化するため,設計段階で熱抵抗を予測することは困難であることが分かった。3.銅クラッドを取り付けた効果を調べるために,模擬導体を設計し,温度上昇解析(ホットスポット解析)を行った。その結果,銅クラッドへの電流分流により,クエンチ時温度上昇(ホットスポット温度)の抑制効果が得られることが確認された。また1mm厚さの銅クラッド付加でコンジットの熱容量を最大限利用した高電流密度導体の設計が可能になることがわかった。4.課題として,銅クラッドへの電流分流を確保するために,バンドル部・コンジット間の電気的コンダクタンスを大きくする工夫が必要であることが分かった。
がん局所加温療法に関する基礎的,臨床的研究

1.基礎研究:がん加温療法における重要な研究課題は、表在性から深部までの腫瘍を可及的選択的に目的温度に加温しうる装置と、病巣の温度を正確に測定できる温度測定技術を開発すること、熱の生物効果の単位(Thermal Dose)を確立することである。加温装置に関しては、3cm以下の表在性腫瘍であれば、2450MHz micro波により加温できることが明らかになった。深部がんに対しては、現在AnnularPhased Array System75MHz誘導加温と、8又は13.56MHzRF誘電加温の2つの方式による加温装置が開発された。前者の問題点は組織を限局性に加温し難く、全身加温に近い体温上昇が起きやすいこと、後者は皮下脂肪が加熱しやすいことである。RF誘電加温による皮下脂肪の加熱は、電極を水パットで冷却する方法により改善され、1.5cm以下の皮下脂肪であれば、深部加温が可能になった。温度測定技術に関しては、現在のところ金属センサーの刺入による以外に確実な方法がない。非侵襲的温度測定が理想であるので、NMR或は超音波による温度測定法を開発中である。Thermal Doseについては、マウスを用いその正常組織と移植腫瘍に対して温熱併用放射線治療における生物効果を定量化する試みとしてThermal Enhancement Ratioを指標にしてデータを集積している。2.臨床研究:上記の加温装置を用い、脳腫瘍、食道癌、腹部消化器癌、婦人科領域の悪性腫瘍に放射線、或は制癌剤併用加温療法を行なっている。対象とした腫瘍は総て従来の治療法では治癒不能と判定された難治がんである。治療成績は表在性がんでは放射線との併用により約60%の局所制御率が得られたが、深部がんでは約20%にとどまった。この最大の原因は、現在の装置ではなお十分深部を加温し得てないためと考えられる。また、腔内加温、組織内加温も試み、組織検討で加温の制がん効果が立証された。
身近な生活環境における自然緑地の保全に向けた総合設計制度の可能性に関する研究

1.はじめに本研究は、横浜市の「市街地環境設計制度」に基づき保全された自然緑地を調査対象とし、保全された自然緑地の実態調査などを行い、身近な生活環境に分布する小規模自然緑地の保全に向けた総合設計制度適用の効果と可能性について考究することを目的としている。2.研究実績(1)横浜市市街地環境設計制度の適用事例は、昭和48年の制定以降、平成13年度末までに433件を数えている。自然緑地を有する事例を含む全ての適用事例に関する基礎データ(許可年月日、名称、位置、建物用途、用途地域、敷地面積、建築面積、延床面積、建蔽率、容積率、制限高さ、公開空地の種類別の面積及び有効面積など)を収集し、データベースを作成した。(2)自然緑地と一般の公開空地の比較分析を行なった結果、自然緑地の公開空地を有する事例の平均敷地面積は24,364.7m^2と、自然緑地を有しない事例(10,829.9m^2)の倍以上の規模を有している。また、建蔽率についても前者の25.3%に対して後者は45.4%と高く、敷地規模が大きく建築計画上も比較的ゆとりがある場合に公開空地として自然緑地を保全する傾向がみられた。(3)「横浜市市街地環境設計制度」により保全された34件の自然緑地について、総合設計許可申請書に添付された平面計画図を基に実態調査を行なった。その結果、緑地は全体的に保全されていた。しかし、公開空地の利用の視点から見た場合、公園に隣接して保全された自然緑地については、緑地内に遊歩道も整備され利用されている傾向にあったが、既成市街地などで適用された公開空地の自然緑地については、急斜面の緑地が多くを占め、利用自体困難な状況にあった。総合設計制度を活用した多くの公開空地が整備されるなか、横浜市では「市街地環境設計制度」において自然緑地を公開空地として位置づけ、昭和48年度から平成11年度までに34の自然緑地が保全されている。本研究は、横浜市の「市街地環境設計制度」に基づき保全された自然緑地を調査対象とし、保全された自然緑地の実態調査と所有者の制度活用の意図等に関する意識調査を行い、身近な生活環境に分布する小規模自然緑地の保全に向けた総合設計制度適用の効果と可能性について考究することを目的とする。本年度は、横浜市における市街地環境設計制度適用事例(自然緑地を含む全事例)の基礎データの収集及びデータベース化を中心に研究を遂行した。基礎データの収集は、横浜市役所内の横浜市市民情報センターにおいて行い、制度が制定した1974年2月から1999年3月までの計393件の事例データを収集した。調査項目は、許可年月日、名称、住所、建物用途、用途地域、敷地面積、建築面積、述べ面積、建ぺい率、基準建ぺい率、容積率、基準容積率、高さ、基準高さ、法令制限、行政指導の有無、有効公開空地面積(歩道、通り抜け、自然緑地、水辺、内部、非青空広場など)、公開空地面積などについて調査し、データベース化を行った。次ぎに、自然緑地として保全を行った制度活用事例の特性を明らかにするため、自然緑地として保全した事例と一般の公開空地として整備を行った事例との敷地条件、設計条件、容積割増し率などに関する相違点を比較分析した。
中世都市根来寺内における荘園景観の復元研究

12世紀高野山時代の覚鑁の活動拠点は山東荘矢田観音堂(現伝法院)であることが確定し、弘田荘根来よりもむしろ大伝法院勢力の動向を詳細につたえることがわかった。た。現在の山東荘地域には、さまざまなレベルで覚鑁上人にまつわる伝承が文化財とともに伝来して、根来寺勢力の地域のなかの役割が明らかになった。初期の覚鑁教団が地域開発と密接にかかわり、それが聖域設定や病者救済活動とも一体化した空間を構成しているという中世独自の支配拠点のあり方が浮き彫りになり、戦国時代の根来寺を考える上でも、参考になる視座が提供された。た。(1)根来寺周辺の景観復元根来寺周辺の水利環境および通称地名概要調査を終了。暫定的な成果品として、調査データを盛り込んだ荘園概況地図を作成した(中左近・住持・大門・大池を中心とする東・西坂本・弘田荘・岡田荘の範囲を中心として、用水区分・通称地名・荘園遺跡ポイントを明示した1/2500の図面)。青焼き印刷して、地元有識者に配布して、追試を依頼した。(2)原根来寺景観の復原調査の進行により、根来寺の周辺よりもむしろ山東荘故地の方が覚鑁関係史跡・伝承が濃密に分布し、鎌倉仏や石造文化財なども含めて、根来寺の古態を伝える原風景が確認できた。したがって、山東荘故地について(1)と同等規模の調査を実施して、北側半分については荘園概況図を作成した。南側については、参詣街道を中心に総合調査を実施した。宝光寺旧地の調査も行なった。この成果については、伊太祁曽神社氏子惣会の機会に、地元むけの説明会も実施して、次年度にむけたヒアリングの会とした。(3)伊太祁曽神社文書その他文献調査については、(1)の調査地区に関して大庄屋系の近世文書の確認・一部翻刻を進め、(2)については、行方不明中の伊太祁曽神社について継続調査を依頼した。(4)民俗祭礼調査中世的な景観を復元する作業の一環として、伊太祁曽-丹生社の徒御行列、粥占い神事などに参加して、芸態調査を行なった。来年度はよりプリミティブな民俗祭礼を調査したい。(1)山東荘故地の調査根来寺の荘園経営の中核荘園である和歌山市山東地区の山東荘故地一帯の現地調査(記録保存)を実施した。水利灌漑体系、通称地名、遺物表採調査を含めた総合的な荘園調査(いわゆる水田遺跡調査)を行い、北方については終了した。とくに根来寺の開発伝承をもつ大池・新池等の水掛かり域、覚鑁堂(足守神社・丹生社大伝法寺・大池)については聞き取り調査を行なった。(2)図面類の確認山東荘の現地調査に不可欠となる地籍図・村絵図・帳簿類について調査・撮影し、あわせて文書群の概要の把握につとめる。(3)国立史料館の伊太祁曽神社文書を解読山東荘の現地調査に不可欠となる中世文書売券を翻刻・分析してリスト化した。(次年度以降に神社蔵の調査を実施し存否の確認)。(4)中世宗教都市の比較検討による研究概念の再検討昨年度の白山平泉寺調査につづいて共同研究者全員で出雲国造都市である出雲大社の調査研修を実施して、さらに白山における中世都市シンポジウムで報告。宗教都市の比較検討を行なった。(4)根来寺門前調査根来会で講演するなど情報の収集につとめた。根来寺の根本所領である山東は、弘田荘根来よりもむしろ覚鑁時代の大伝法院勢力の動向を詳細につたえることがわかった。(1)山東大池・新池をはじめとする灌概設備を覚鑁が整備したという勧進聖の土木工事事業、および開発を妨害する地元の神々(魔物や動物に化身)を覚鑁らが霊力によって鎮めて病を治し、雷や風雨などの自然さえも加持祈祷により統御したという諸遺跡(伝法院琵琶石・とさか山)が現存する。(3)伊太祁曽神社をはじめとする在地の有力神祇が、祭祀や行事において根来寺勢力との密接な関係を築いて、地域支配を拡大していることが明らかになった(伊太祁曽神社文書の解読)。また、その「伝統」関係は、伊太祁曽神社秋大祭において今も矢田地域(伝法院境内)に徒御神事が続く。総じて、交通の要衝地であった山東荘矢田伝法院の一帯は、高野山大伝法院(覚鑁の高野山時代)における勢力の中心拠点都市であったことが明らかになる。

したがって、鎌倉時代においては現根来寺(弘田荘)は有力では有るが大伝法院勢力のオルターナティブのひとつにすぎず、山東荘矢田伝法院のなかに中世首都根来の源流・原境を見出すという方法的な模索が可能になるだろう。初期の覚鑁教団が地域開発と密接にかかわり、それが聖域設定や病者救済活動とも一体化した空間を構成しているという中世独自の支配拠点のあり方が浮き彫りになったのである。
材料損傷および破壊を考慮した構造解析法に関する研究

船体あるいは海洋構造物などの通常の構造解析においては、応力分布、変形、塑性と座屈などを伴う最終強度の評価などが解析目標となるが、座礁、衝突、転覆など、実際の重大事故においては、疲労および破断などの材料損傷および破壊が重要な役割を果たしている。しかしながら、日常的な非線形構造解析ツールとして使われる有限要素法汎用ソフトなどにおいても、塑性、座屈などのいわゆる材料および幾何学的非線形性に比し、材料損傷、破壊などの考慮は極めて不十分な段階に留まっているのが現状である。船舶・海洋工学分野においては、鉄鋼は言うまでも無く、新合金、プラスチック、セラミックス、コンクリート、氷など、種々の材料・固体から成る構造物の多様な環境下における合理的な極限強度評価法の確立が求められている。本研究では、これらの固体・構造強度問題に対し、連続体損傷力学を援用した非線形構造解析法を確立するための基礎研究を行ない、より合理的な解析的強度評価手法の確立に寄与することを目的とした。研究成果の詳細は後述するが、主要な成果は次の2点である。すなわち、(1)熱荷重を受ける構造要素の熱弾塑性損傷解析法の確立と有用性の実証、(2)予損傷鋼材の数値材料試験法の開発と有用性の実証である。前者においては、溶融亜鉛めっきを受ける板桁橋梁部材および送電鉄塔部材の亜鉛脆化割れ挙動について、損傷力学モデルによる有限要素解析を行ない、力学的観点からの現象を解明した。また、熱衝撃・熱サイクルを受ける傾斜機能材料に対する損傷解析を行ない、材料設計における有用性を指摘した。後者においては、静的・動的引張試験、疲労SN曲線により同定した損傷力学モデルを用いて、予疲労・予ひずみなどの予損傷を受けた鋼材の動的引張挙動をシミュレートし、予損傷鋼材に対する材料試験の数値的代替が可能であることを示した。両者ともに計算固体力学の新分野への展開であり、材料損傷および破壊を考慮した構造解析法開発への第1歩を印すものと考えられる。近年、固体力学における新分野として、連続体損傷力学と呼ばれる学問分野の進展が著しい。この理論による損傷発展式(損傷・応力関係式)および構成方程式(応力・ひずみ関係式)を非線形構造解析に援用することにより、塑性変形、座屈、損傷発生、破壊に至るプロセスを一貫して解析し得る可能性がある。本研究では、船舶・海洋工学分野における様々な固体・構造強度問題に対し、連続体損傷力学を援用した非線形構造解析法を確立するための基礎研究を行ない、船体、海洋構造物などのより合理的な解析強度評価手法の確立に寄与することを目的とする。本年度はまず、一般的な延性材料を対象とし、連続体損傷力学の手法を用いて、熱荷重、静的ひずみ下において弾性状態から破壊に至るまで適用可能な構成関係のモデル化を行なった。続いて、誘導した構成方程式を、増分理論に基づく有限要素解析に導入するための計算アルゴリズムを検討し、2次元および3次元有限要素解析パイロットプログラムを作成した。さらに、有限要素パイロットプログラムによる鋼構造部材の熱弾塑性損傷問題の試計算を行ない、実験結果などとの比較により、誘導された構成関係の妥当性を確認するとともに、計算アルゴリズムの有効性、実用性を検証した。これらの計算作業には、本申請で購入したエンジニアリング・ワークステーション一式を使用した。船体あるいは海洋構造物などの構造解析においては、応力分布、変形、塑性と座屈などを伴う最終強度の評価などが解析目標となるが、座礁、衝突、転覆など、実際の重大事故においては、疲労および破断などの材料損傷および破壊が重要な役割を果たしている。

しかしながら、日常的な非線形構造解析ツールとして使われる有限要素法汎用ソフトにおいては、材料損傷、破壊などの考慮は極めて不十分な段階に留まっているのが現状である。近年、固体力学における新分野として、連続体損傷力学と呼ばれる学問分野の進展が著しい。これは、マイクロクラック、マイクロボイドなどに代表される、固体・構造の微視的材料欠陥あるいは損傷を、連続体仮定の枠内で扱うことを目的とした、連続体力学あるいは破壊力学の一分野である。この理論による損傷発展式(損傷・応力関係式)および構成方程式(応力・ひずみ関係式)を非線形構造解析に援用することにより、塑性変形、座屈、損傷発生、破壊に至るプロセスを一貫して解析し得る可能性がある。本研究は、船舶・海洋工学分野における様々な固体・構造強度問題に対し、連続体損傷力学を援用した非線形構造解析法を確立するための基礎研究を行ない、より合理的な解析的強度評価手法の確立に寄与することを目的としている。本年度は、前年度の構成関係のモデル化を、熱的環境、疲労環境、脆性固体などに拡張し、より統合的な構成関係のモデル化を行なった。また、統合構成式を増分理論に基づく有限要素解析に導入するための計算アルゴリズムを検討し、一次元および三次元有限要素パイロットプログラムに導入した。さらに、有限要素パイロットプログラムによる試計算を行ない、実験結果などとの比較により、誘導された統合構成関係の妥当性を確認するとともに、計算アルゴリズムの有効性を総合的に検証した。特に、(1)予疲労・予ひずみを受けた予損傷鋼材の数値材料試験、(2)溶融亜鉛めっき時の構造部材の亜鉛脆化割れ挙動に対する三次元損傷解析、(3)熱衝撃・熱サイクルを受ける傾斜機能材料の三次元損傷解析に重点を置いた。なお、本年度は本研究課題の最終年度であるため、これまでの成果をとりまとめた報告書を作成した。
完全人工心臓用植込み型直接駆動装置の研究

完全植え込み型を目指し、ブラシレスモータと超音波モータを用いて完全人工心臓を二機種組み立てた。血液ポンプの形状は両者ともプッシャープレートタイプのサック型であった。性能試験の結果以下の知見を得た。1.出力27W回転数5500rpmのブラシレスモータ駆動人工心臓は、ハーモニックドライブで減速して、円筒カムを用いてモータを逆回転することなく直線往復運動を実現し、左右の2個の血液ポンプを拍動した。大きさは直径110mm、長さ108mm、重さ約2kgであった。2.出力4W回転数100rpmの超音波モータ駆動人工心臓は、クランク機構または板カムを用いて直線往復運動を実現した。この時点では板カム式に比べクランク式の方が全体の動作が滑らかであった。大きさはどちらも直径74mm長さ100mm重さ800g程度と比較的小型になった。3.体外模擬循環回路を用いてモックテストを行なった結果、ブラシレスモータ駆動のものは、拍動数が毎分39回から125回まで運転でき、流量は2.9L/minから7.3L/minで、システムの総合効率は5.3ないし7.2%であった。超音波モータ駆動のものは毎分57回から95回の範囲で運転でき、流量は2.3L/minから4.1L/minでシステムの総合効率は3.3%ないし6.8%になった。4.動物実験の結果、ブラシレスモータ駆動人工心臓は血液ポンプの構造上血液還流がやや不十分であった。モータ出力には十分余裕があったが人工心臓が大型になった。超音波モータ駆動のものは、使用できたモータの出力がやや不足気味で、実験中にモータにかなりの発熱が認められた。5.本研究成果により、最良なモータの選定、適切な血液ポンプ形状の決定、最適な駆動機構の選択などに関し種々の知見が得られ、人工心臓の研究についての今後の方針が明確になった。ブラシレスDCモータと差動歯車式減速装置及び円筒カム機構を用いて、完全人工心臓用植込み型駆動装置を試作した。使用したモータは、直径69mm、長さ38mmで、定格回転数5500rpm、定格トルク480g-cm、出力27Wで、これを速度制御して用いる。制御装置と組合せたときの特性は、回転数が4900rpmまではおよそ700g-cmのほぼ一様なトルクを持ち、それ以上の回転数でトルクが低下して、その無負荷回転数は6900rpmであった。減速装置は直径50mm、厚さ14mmでその入出力軸が同心軸上にあり定格値が速比88で出力トルク0.8kg-mのハーモニックドライブを使用した。減速された、方向が一定の回転運動を、製作した円筒カムにより行程が15mmの直線往復運動に変換し、カム両端のプッシャープレートによってそれとケーシングとの間にある、左右の2個の人工心室を収縮する。従ってモータを逆転すること無しに往復運動を実現している。左右の人工心室は互いに逆の位相で収縮、拡張を繰返すことになり、その収縮期間と拡張期間の比は、試作した駆動装置では左右共に1:1に固定となる。駆動装置本体は、主としてアルミ合金並びに炭素鋼を用いて製作した。大きさは、最大直径が110mm長さが108mm、またその重量はおよそ2kgであった。

円筒カムの行程の実測値は14.7mmで、拍動数は毎分9回から134回まで滑らかに連続的に変化することができた。今後は、この駆動装置の消費電力や拍動数などの電気的及び機械的特性の計測を行い、次いでポリウレタン製の人工心室を取り付けて、体外模擬循環回路により血圧、拍出量などの血行動態のシミュレーションを行い、その後仔牛を用いて動物実験を行う計画である。前年度に製作した体内植え込み型人口心臓駆動装置に,プッシャープレートタイプのサック型血流ポンプを組み込み,先ず体外模擬循環回路を用いて性能試験を行ない,次いで仔牛を用いた動物実験を行なって以下の知見を得た.1.製作した血液ポンプはポリウレタン製で,その設計容量は左が87mL,右が81mLである.流入及び流出部にはそれぞれ29及び25mmのビジョロク・シャイリーモノストラット人口弁を使用した.2.体外模擬循環回路を用いてモックテストを行なった.(1)人工心臓は39bpmから125bpmまでその振動数を任意に選択して駆動することができた.(2)抽出量はおよそ100mmHgの平均動脈圧に対して,振動数に応じて, 2.9L/minから7.3L/minの範囲にわたって変化した.左右のサックへの流入量はそれぞれの心房圧に大きく依存しているため,左右の抽出量は自動的に釣り合った.(3)消費電力は拍動数によって大きく変化し, 15Wから43Wの範囲にあった.この時の全効率はおよそ5.37.2%であった.3.体重120kgの仔牛を用いて動物実験を行なった.(1)100mmHg前後の平均動脈圧に対し103bpmで駆動できたが,現在の人工心臓の構造上,拡張期に陰圧がかけられなかったので,得られた拍出量はおよそ3L/minであった.(2)人工心臓によるおよそ30分間の循環補助の後,仔牛は脳死の徴候無く麻酔から覚醒した.現在,血液還流を積極的に行なうべく人工心臓の改良を行なっており,その後動物実験を続行する計画である.前年度に製作した体内植込み型人工心臓駆動装置をもとにして、超音波モータを利用してプッシャープレートタイプのサック型人工心臓を組み立て、体外模擬循環回路並びに雑種成犬を用いてその性能試験を行ない以下の知見を得た。1.血液ポンプ部分はサック型のポリウレタン製で、その設計容量は左が51mL、右が44mLであった。流入部および流出部はそれぞれ25mmのビジ・ロク・シャイソーモノストラット人工弁を使用した。2.駆動機構としてクランクを用いるものと板カムを用いるものとの2通り製作した。この時点では板カム式に比べクランク式の方が全体の動作が滑らかであった。3.体外模擬循環回路を用いてモックテストを行なった。(1)人工心臓は57bpmから95bpmまでその拍動数を任意に選択して駆動することがされた。(2)排出量はおよそ100mmHGの平均動脈圧に対して拍動数に応じて2.3L/minから4.1Lminの範囲にわたって変化した。左右のサックへの流入はそれぞれの心房圧に依存しているため、左右の拍出量は自動的に釣り合った。(3)消費電力は拍動数によって変化し、15Wから19Wの範囲であった。このときの全体の効率はおよそ3.36.8%であった。4.体重が18kgお雑種成犬を用いて動物実験を行った。(1)70mmH_2程度の動脈圧に対し、およそ60bpmで駆動できた。(2)人工心臓でおよそ1時間循環代行を行ったが、肺水腫の兆候もられず、比較的良好な循環維持が観察できた。(3)入手できた超音波モータではそのトルクが十分でなく、およそ1時間の駆動の際にモータにかなりの発熱がみられた。
舌骨上筋群表面筋電位パタン解析を用いた市販食品分類

本研究は多チャンネルの舌骨上筋群表面筋電位を用いて,異なる食物物性によって表面筋電位パタンが異なるか否か,またその分類化について検討し,舌骨上筋群の筋活動パタンによって食品分類する研究である.最終的には,舌骨上筋群の筋電位パタンを通じて摂取食品の適正化を図ることを目的としている.2018年度は舌骨上筋群表面筋電位計測条件および表示方法の検討、異なる食物物性の食品を多チャンネル表面筋電での表示について検討した.舌骨上筋群の筋電位計測条件の検討については,被験者5名(30歳代,40歳代,50歳代,60歳代,70歳代各1名)で,再現性,意図的運動による相違,センサ貼付部位による相違について確認をした.その結果,再現性は良好であったものの,舌運動と喉頭運動の意図的運動によって舌骨上筋群の筋電パタンが変化すること,センサ貼付部位によって結果が異なることがわかった.これらは全年代に共通した違いであった.本年度の実施方法は、2015年度2016年度に我々が開発し確立した方法(Shibamoto et.al, Dysphagia Research Society, 2016)を採用した.舌の意図的な運動等,食べ方の違いだけではない要因で変化する可能性があったため,表示・分析方法を共同研究者と共に再検討して,新たな手法を開発した.その後,2018年度に購入した物性測定器(クリープメータ)を用いて,硬さ,凝集性,付着性のパラメータが異なる3種類の食材を摂食している際の舌骨上筋群表面筋電パタンを年代別の被験者で検討した.その結果,年齢による相違はなかった.本結果から,多チャンネルの舌骨上筋群表面筋電の活動パタンは運動由来であり,すべての年齢層からのデータ収集が必須でないことが得られた.データ取集および表示については,新たな分析手法の開発をした.2018年度は,多チャンネルの舌骨上筋群表面筋電位の計測条件を検証し,新たな手法を共同研究者と共に検討・開発でき,次年度に向けた重要な活動ができた.また,物性測定器(クリープメータ)を購入し,使用方法・分析方法をマスターし,硬さ・凝集性・付着性の側面でそれぞれ異なる食品を抽出することができる環境を整えることができた.更には,これらを用いてプレ実験ができたことから,概ね順調に進展していると判断している.2018年度では,本研究の根幹となる計測条件を設定することができた.今後は,この測定条件で,別の被験者での再現性の検討を行うことを追加する計画である.その後,再現性が確認された場合は,被験者10名に対して,コンビニエンスストアにある100種類の食品を選択して,それぞれの舌骨上筋群筋電活動パタンをデータベース化する.同時に,被験者10名の基本運動活動時のパタンを計測して,基本運動と食物摂取時のパタンの差異について検討する.最終的に,食品ごとの筋電パタンの分類化をし,摂取食物選択の適正化に向けた基礎的検討を行う.本研究は多チャンネルの舌骨上筋群表面筋電位を用いて,異なる食物物性によって表面筋電位パタンが異なるか否か,またその分類化について検討し,舌骨上筋群の筋活動パタンによって食品分類する研究である.最終的には,舌骨上筋群の筋電位パタンを通じて摂取食品の適正化を図ることを目的としている.2018年度は舌骨上筋群表面筋電位計測条件および表示方法の検討、異なる食物物性の食品を多チャンネル表面筋電での表示について検討した.舌骨上筋群の筋電位計測条件の検討については,被験者5名(30歳代,40歳代,50歳代,60歳代,70歳代各1名)で,再現性,意図的運動による相違,センサ貼付部位による相違について確認をした.その結果,再現性は良好であったものの,舌運動と喉頭運動の意図的運動によって舌骨上筋群の筋電パタンが変化すること,センサ貼付部位によって結果が異なることがわかった.これらは全年代に共通した違いであった.本年度の実施方法は、2015年度2016年度に我々が開発し確立した方法(Shibamoto et.al, Dysphagia Research Society, 2016)を採用した.舌の意図的な運動等,食べ方の違いだけではない要因で変化する可能性があったため,表示・分析方法を共同研究者と共に再検討して,新たな手法を開発した.その後,2018年度に購入した物性測定器(クリープメータ)を用いて,硬さ,凝集性,付着性のパラメータが異なる3種類の食材を摂食している際の舌骨上筋群表面筋電パタンを年代別の被験者で検討した.その結果,年齢による相違はなかった.本結果から,多チャンネルの舌骨上筋群表面筋電の活動パタンは運動由来であり,すべての年齢層からのデータ収集が必須でないことが得られた.データ取集および表示については,新たな分析手法の開発をした.2018年度は,多チャンネルの舌骨上筋群表面筋電位の計測条件を検証し,新たな手法を共同研究者と共に検討・開発でき,次年度に向けた重要な活動ができた.また,物性測定器(クリープメータ)を購入し,使用方法・分析方法をマスターし,硬さ・凝集性・付着性の側面でそれぞれ異なる食品を抽出することができる環境を整えることができた.更には,これらを用いてプレ実験ができたことから,概ね順調に進展していると判断している.2018年度では,本研究の根幹となる計測条件を設定することができた.

今後は,この測定条件で,別の被験者での再現性の検討を行うことを追加する計画である.その後,再現性が確認された場合は,被験者10名に対して,コンビニエンスストアにある100種類の食品を選択して,それぞれの舌骨上筋群筋電活動パタンをデータベース化する.同時に,被験者10名の基本運動活動時のパタンを計測して,基本運動と食物摂取時のパタンの差異について検討する.最終的に,食品ごとの筋電パタンの分類化をし,摂取食物選択の適正化に向けた基礎的検討を行う.本年度は,基礎的研究の実施と物性測定器(クリープメータ)の整備を行った.クリープメータの計画額と実際の使用額が異なったため,差額が生じた.2019年度以降は,食材を摂食中の表面筋電位の取得を目指していく.2019年度は謝金・人件費に使用する計画である.