hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体量ドットレーザの試作研究

その結果、成長領域への原料供給のパターン形状依存性と量子ドット形成の原料供給量の非線形的依存性を利用することにより、InAs量子ドットの形成領域制御が可能であることを立証した。さらにフォトニック結晶形成技術の確立をRIEを用いて図った。一方、量子ドットレーザの設計論の確立をはかるために、量子ドットの電子状態およびフォノンや光との相互作用について理論的な研究を行っている。本年度は(1)量子ドットレーザにおけるLOフォノンと電子の相互作用について理論的に議論した。特に量子ドットに閉じ込められたLOフォノンと外のバルクLAフォノンとの結合を考慮しながら、電子の緩和過程を明らかにした。(2)窒化物InGaN量子ドットの電子状態について、歪みの効果を取り入れながら強結合法を用いて計算を行った。更にピエゾ効果もとり入れて計算をすすめている。(3)強磁場内のタイプII量子ドットの電子状態を明らかにし、多体効果の重要性が明らかになった。本研究は、研究代表者が長年取り組んできた量子ドットレーザについて、いよいよ実用化を目指してその素子技術の確立を図ることを目的として遂行されている。本年度は、InGaAs自己形成量子ドットについて、実用化に重要な光通信用波長帯である13.-1.5μm帯発光をめざして結晶成長の最適化を行った。その結果、世界で最も長い1.5mmの発光波長を実現することに成功した。これはGaAs上に成長したInAs量子ドットをGaAsではなくInGaAsで埋め込み歪効果を抑制したためである。さらに、量子ドットとフォトニック結晶を組み合わせた量子ドットレーザ構造を作製することができた。これは、選択成長により量子ドットを形成する領域を制限したためである。さらに、GaN上にInGaN量子ドット形成のための結晶成長技術に引き続き、紫外発光レーザをめざして、AIN上のGaN量子ドットの形成をSiC上に減圧成長で達成することに成功した。フォトルミネッセンス測定により発光を確認した。ただし、現時点ではレーザ発振に至っていない。一方、理論的にワイドギャップ半導体レーザにおいては、量子ドットレーザを導入することによる特性改善の効果が、大きくなることを示しすことができた。GaN系量子ドットレーザにおいては、GaAs系量子ドットレーザと比べると、約一桁異大きい改善率が得られることが明かとなった。さらに、新しい非反転分布型レーザの概念を明らかにした。
各種工業で利用されるラバルノズルからの超音速噴流騒音の低減化と高効率ノズルの開発

本研究は,各種工業で使用されるラバルノズルからの超音速噴流騒音の低減化と高効率ノズルの開発を目的として実験的を行った.使用したラバルノズルは,設計マッハ数2.0,ノズルスロート直径20mm,ノズル出口直径26mmである.実験条件は,ノズル上流のよどみ圧力と背圧(大気圧)の比が,2.0から18.0で,この圧力範囲の噴流は,過膨張噴流から不足膨張噴流の状態である.ノズルは,大きさが約5m×5m×5mの無響室内に設置され,1/4inコンデンサーマイクロフォンによる音響測定が行われた.また,超音速噴流の流れの構造に及ぼす噴流騒音低減装置の影響を定性的に調べるために,シュリーレン法による可視化が行われた.さらに,超音速噴流の流れ方向の運動量の減衰の度合いを調べるために,噴流中心軸上のピトー圧測定が行われた.以上の実験から以下の結論が得られた.スクリーチトーンに及ぼすノズルリップ厚さの影響が調べられ,以下のことが明らかになった.ノズル出口直径の1倍より小さなノズルリップ厚さの場合,過膨張噴流に対するスクリーチトーン大きさは,ノズルリップ厚さの増加に伴い増加する.またこのとき噴流の振動モードは,ノズルリップ厚さの増加に伴い軸対称からスパイラルあるいはフラッピングモードとなる.ノズルリップ厚さがノズル出口直径の2倍を超える場合,スクリーチトーンの大きさは,ノズルリップ厚さの増加に伴い減少する.超音速噴流騒音の低減化に対する二つの騒音低減方法が提案された.一つは,直径数mmのワイヤーを2本互いにクロスさせたクロスワイヤーと呼ぶ方法で,この装置がノズル出口近くに設置された.その結果,クロスワイヤーがノズル出口近くに設置されると,クロスワイヤーは,噴流構造を著しく変化させ,超音速噴流の低減化に有効であることがわかった.二つ目は,メッシュスクリーンによる方法で,これは,網状の格子によって作られ,ノズル出口面に取り付けられた.メッシュスクリーンは,噴流内の衝撃波の強さを弱くし,噴流騒音の低減化に有効であることがわかった.本研究は,各種工業で使用されるラバルノズルからの超音速噴流騒音の低減化と高効率ノズルの開発を目的として実験的を行った.使用したラバルノズルは,設計マッハ数2.0,ノズルスロート直径20mm,ノズル出口直径26mmである.実験条件は,ノズル上流のよどみ圧力と背圧(大気圧)の比が,2.0から18.0で,この圧力範囲の噴流は,過膨張噴流から不足膨張噴流の状態である.ノズルは,大きさが約5m×5m×5mの無響室内に設置され,1/4inコンデンサーマイクロフォンによる音響測定が行われた.また,超音速噴流の流れの構造に及ぼす噴流騒音低減装置の影響を定性的に調べるために,シュリーレン法による可視化が行われた.さらに,超音速噴流の流れ方向の運動量の減衰の度合いを調べるために,噴流中心軸上のピトー圧測定が行われた.以上の実験から以下の結論が得られた.スクリーチトーンに及ぼすノズルリップ厚さの影響が調べられ,以下のことが明らかになった.ノズル出口直径の1倍より小さなノズルリップ厚さの場合,過膨張噴流に対するスクリーチトーン大きさは,ノズルリップ厚さの増加に伴い増加する.またこのとき噴流の振動モードは,ノズルリップ厚さの増加に伴い軸対称からスパイラルあるいはフラッピングモードとなる.ノズルリップ厚さがノズル出口直径の2倍を超える場合,スクリーチトーンの大きさは,ノズルリップ厚さの増加に伴い減少する.超音速噴流騒音の低減化に対する二つの騒音低減方法が提案された.一つは,直径数mmのワイヤーを2本互いにクロスさせたクロスワイヤーと呼ぶ方法で,この装置がノズル出口近くに設置された.その結果,クロスワイヤーがノズル出口近くに設置されると,クロスワイヤーは,噴流構造を著しく変化させ,超音速噴流の低減化に有効であることがわかった.二つ目は,メッシュスクリーンによる方法で,これは,網状の格子によって作られ,ノズル出口面に取り付けられた.メッシュスクリーンは,噴流内の衝撃波の強さを弱くし,噴流騒音の低減化に有効であることがわかった.本研究の初年度である平成16年度は,設計マッハ数2.0のラバルノズルからの超音速噴流騒音の特性をシュリーレン法による可視化と遠距離場における騒音測定により実験的に調べることに加えて超音速噴流騒音を低減するための装置を考案した.本研究の主要な成果を要約すると,次のようになる.(1)ラバルノズルのノズル出口におけるノズルリップ厚さが超音速噴流の構造と騒音特性に及ぼす結果を実験的に調べた結果,次の結論が得られた.過膨脹噴流では,ノズルリップ厚さが増加すると,噴流の振動モードが軸対称からスパイラルになる.また,スクリーチ騒音レベルと全音圧レベルは,ノズルリップ厚さの増加とともに増加する.さらに,スクリーチ騒音の周波数は,ノズルリップ厚さの増加とともに低くなる.適正膨張噴流および不足膨張噴流では,ノズルリップ厚さが増加すると噴流騒音レベルわずかに増加する.

(2)ノズル出口直径に比べて微小な直径のワイヤーを十字形(今後クロスワイヤーと呼ぶ)にし,ラバルノズルからの超音速噴流中にノズル中心軸に対して直角に置き,クロスワイヤーが超音速噴流騒音に及ぼす影響を調べた結果,次の結論が得られた.過膨張噴流では,クロスワイヤーの設定位置が超音速噴流の第2ショックセルより上流にあるとき,スクリーチ騒音を制御できる.本研究では,最大12dBもの騒音低減化に成功した.クロスワイヤーが第2ショックセルより下流にあるとき,ワイヤーがないときよりも騒音レベルがわずかに高くなる.適正膨張噴流および不足膨張噴流では,クロスワイヤーにより噴流騒音レベルがわずかに高くなる.したがって,クロスワイヤー装置は過膨張噴流にのみ有効である.平成17年度以降は,ノズルリップ厚さが超音速噴流の構造に及ぼす影響を全圧ピトー管を使って実験的に調べることに加えて不足膨張噴流においても有効な騒音低減法を考案する予定である.1.設計マッハ数2.0からのラバルノズルからの超音速噴流の特性に及ぼすノズルリップ厚さの影響を噴流中心軸上におけるピトー圧測定により実験的に調べた.その結果を要約すると以下の通りである.(1)過膨脹超音速噴流の構造は,ノズルリップ厚さの増加に伴い軸対称モードからスパイラルモードあるいはフラッピングモードへ変化する.(2)過膨脹超音速噴流の場合,ノズルリップ厚さの増加に伴い噴流の軸方向のピトー圧の減衰率が増加する.(3)不足膨脹および適正膨脹噴流の場合,噴流構造に及ぼすノズルリップ厚さの効果はほとんどない.2.超音速噴流騒音に及ぼすノズル出口に取付けた吸音材を伴う反射板の影響を実験的に調べた.本実験では,反射板として反射効率が約0.8の吸音材と,それとの比較のため反射効率が約1.0の鉄板を使用した.その結果以下の結論を得た.(1)ノズル出口における吸音材を伴う反射板は,過膨脹超音速噴流による騒音を最大13dB低減可能であり,不足膨脹超音速噴流による騒音を最大5dB低減可能である.(2)適正膨脹超音速噴流による騒音に対しては,吸音材の効果はほとんどない.3.超音速噴流の騒音低減法として従来より良く知られたタブによる騒音低減法と本研究で考案したクロスワイヤーによる騒音低減法を比較検討した結果以下のことが分かった.(1)過膨脹超音速噴流による騒音に対して,クロスワイヤーによる低減法はタブの場合と比較して最大8dB騒音低減可能である.(2)適正膨脹および不足膨脹超音速噴流による騒音に対して,クロスワイヤーとタブによる騒音低減法はほとんど同じ効果である.本研究では,メッシュスクリーンを使った新たな超音速噴流騒音の低減化装置を開発し,実験を行った.本実験で使用したラバルノズルは,設計マッハ数2.0,ノズルスロート直径20mm,ノズル出口直径26mmである.実験は,約5m×5m×5mの無響室内に設置された大気吹出し式超音速風洞を用いて行われた.騒音測定は,1/4inコンデンサー型マイクロフォンで行った.メッシュスクリーンは,直径0.4mmで,開口面積1.2mm×1.2mmであり,ラバルノズルの出口面に置かれた.実験では,ノズル上流のよどみ圧と下流の背圧(大気圧)の比を516まで変化させ,過膨張超音速噴流から不足膨張超音速噴流の範囲の騒音に及ぼすメッシュスクリーンの影響を調べた,また,シュリーレン法による可視化を行い,メッシュスクリーンが超音速噴流の構造に及ぼす影響を調べた.本実験で得られた結論を要約すると以下の通りとなる.
高知県柏島水域における海中生物の生物多様性の保全と活用:地域振興の視点から-生物学的・社会科学的アプローチ-

自然科学的アプローチ深見は、柏島周辺に設けた測点において、周年に渡って水質や微生物群集に関する調査を行った。その結果、同海域では基本的に貧栄養な環境であるものの、冬季には栄養塩濃度が、また夏季の底層付近では有機物濃度がそれぞれ増加する傾向が見られた。水質の変動は月齢や潮汐でも観察され、小潮の下げ潮時に栄養塩濃度や微生物の生物量が上昇することがわかった。以上の結果から、柏島周辺海域では基本的には貧栄養な黒潮の影響を受けているものの、短期的には貧栄養な内湾水が流入することもあり、これらが同海域の豊かな生物群集を支えている可能性があることが示唆された。山岡らは、後浜西部にラインセンサス区を設定し、底質によってゴロタ区、サンゴ区、死サンゴ区の3区に分け、2002年9月と3月に魚類生態について調査を行った。その結果、9月の調査では137種2,266個体が観察された。この種数は、以布利の同時期の出現数約70種のおよそ2倍に達し、柏島の魚類相の豊かさを証明する結果になった。3区の内では、サンゴ区で最多の種数が観察された。また以上のような調査を通じて調査海域の生物多様性に関する基礎データを蓄積中である。社会科学的アプローチ現地において、地域住民、漁協、ダイビング業者・ダイビング組合、町役場などの地域の利害プレイヤーに対するヒアリング調査と、関係諸機関からのデータ収集を行い、地域の実態の把握を行った上で、次のような研究を行った。交告らは、漁業とダイビング等の海洋レクリエーションの間でどのような利用秩序を構築するのが望ましいかを分析し、主体間で海面の利用調整を行うルールについて検討した。そして、そのルールにどのように法的な効力を持たせるかという点を追究した。新保らは、アンケートを用いた仮想状況評価法(CVM)および仮想旅行費用法によって、それらの自然資源の経済価値を評価するとともに、付け根方程式を推定してデータの信頼性を検証した。アンケートは、近隣で柏島への訪問客が多い岡山市、高松市、高知市の住民に対する郵送調査で行った。また友野は、オンサイトのアンケート調査を行い、これらの自然資源をダイビング等の海洋性レクリエーションで利用する場合の利用価値について、ゾーン・トラベルコスト法により評価した。婁は、柏島にとどまらず、沖縄や三浦半島など漁業とダイビング業の関係が問題となっているその他の地域についても調査を重ね、地域の自然資源を地域住民が多面的かつ持続的に利用して暮らしを立てていく「海業」という概念を提示し、従来の漁業・ダイビングサービス業の枠組みを超えた新たな形に産業構造を転換し、地域振興をはかっていくべきであるとして、その具体案を検討した。

この研究において社会科学的アプローチを行う分担者による平成12年度の研究は、いずれも本研究の最終目標を見据えた基礎的レベルの課題を検討するものである。経済学からは、高知県柏島地域を対象に、低迷あるいは衰退しつつある地域の漁業の変容と、それに台頭しつつある遊漁や海洋性レクリエーション産業の現状、および地域発展の課題について、『漁業センサス』などの統計データをもとに明らかにされた(この研究の成果として、友野哲彦「漁業集落における産業の変容と課題-理論的分析-」高知論叢69号49頁以下を参照)。また、法律学からの研究として、海域管理権が誰に帰属するのかを明らかにする試みが行われた。そこでは、公物管理と財産管理の双方からの検討がなされている(この研究の成果として、三浦大介「公物管理と財産管理-海の管理を素材として-」高知論叢69号71頁以下を参照)。自然科学分担者による平成12年度の研究は、サンゴ礁周辺域に出現する魚類の相互関係を明らかにするため、5種類の人工海草実験区を設定し、それら人工海草実験区とコアマモ区、砂底区の魚類に対する生息場所としての評価を行うものであった。人工海草区では33科63種1294個体、コアマモ区では21科32種239個体、砂底区では15科23種165個体が蝟集し、人工海草区の出現個体数は、実験区設置後約2週間目の8月1日から増加、9月13日まで高い値を示した後、徐々に減少したが、常にコアマモ区と砂底区に比べて多いことが明らかとなり、また、人工海草区に常に出現した魚種は、キンセンイシモチ、クロイシモチ、マダイ、イトフエフキ、カミナリベラ、コウライトラギス、カワハギであった。以上の結果、人工海草区は種間関係を調べるための舞台として有効であると考えられるに至った。自然科学的研究の概要柏島周辺に設けた測点において、周年にわたって水質や微生物群集に関する調査を行った。その結果、同海域では基本的には貧栄養な環境であるものの、冬季には栄養塩濃度が、また夏季の底層付近では有機物濃度がそれぞれ増加する傾向が見られた。水質の変動は月齢や潮汐でも観察され、小潮の下げ潮時に栄養塩濃度や微生物の生物量が上昇することが分かった。以上の結果から、柏島周辺海域では基本的には貧栄養な黒潮の影響を受けているものの、短期的には富栄養な内湾水が流入することもあり、これらが同海域の豊かな生物群集を支えている可能性があることが示唆された。魚類生態については、後の浜西部にラインセンサス区を設定し、底質をごろた区、サンゴ区、死サンゴ区の3区に設定し、2001年9月と10月に調査を行った。その結果、9月には138種1924個体、10月には128種32195個体が観察された。この種数は、以布利の同時期の出現種数約70種のおよそ2倍に達し、柏島の魚類相の豊かさを証明する結果となった。3区の内では、サンゴ区で最多の種数が観察された。社会科学的研究の概要法律学からは昨年度に引きつづき、公物法の観点から検討を加えている。本年度は地方自治法244条の「公の施設」概念の考察を通して、海域管理のあり方を追究した。また、より具体的に、ダイビング事業者と漁民とのダイビングスポットをめぐる紛争について、静岡県大瀬崎の事件を参考に議論した。これによって、柏島において現に発生している諸問題の解決の糸口を得たものと思われる。
神経因性疼痛への神経栄養因子の関与に関する研究

研究は創傷治癒が終了した後の神経可塑性に重要な役割を担っていると言われる神経栄養因子の神経因性疼痛への関与を明らかにすることによって神経因性疼痛の発現機序を明らかにし、治療法を確立することを目的とする。特にドパミン作動性ニューロンに対し生活維持活性を有することが知られているグリア細胞株由来神経栄養因子(glia cell line-derivedneurotrophic factor : GDNF)に注目する。結果、GNFは疼痛閾値を低下させ疼痛関連行動を助長した。一方、GDNFは疼痛閾値を上昇させ疼痛関連行動を抑制した。GDNFは神経組織の維持・再生に関与することが明らかとなり、神経因性疼痛に関与していると考えられている.GDNFの疼痛モデルへの投与によって神経因性疼痛の軽減・抑制が認められたことより、この機序を解明することが神経因性疼痛治療の確立の可能性につながると考えられる。外傷や炎症による神経障害後に神経因性疼痙痛に苦しむ患者は少なくない。本研究は創傷治癒が終了した後の神経可塑性に重要な役割を担っていると言われる神経栄養因子の神経因性疼痛への関与を明らかにすることによって神経因性疼痛の発現機序を明らかにし、治療法を確立することを目的とする。GDNFは神経組織の維持・再生に関与することが明らかとなり、神経因性疼痛に関与していると考えられている.GDNFの疼痛モデルへの投与によって神経因性疹痛の軽減・抑制が認められたことより、この機序を解明することが神経因性疼痛治療の確立の可能性につながると考えられる。外傷や炎症による神経障害後に神経因性疼痛に苦しむ患者は少なくない。
ブラジル在住日系人の発がんにおける食事・栄養素と遺伝素因に関する研究

1.食事記録調査無造為抽出した4775歳のサンパウロ在住日系人166名(男性77名、女性89名)より3日間の食事記録を得た。2世は男女とも魚と味噌汁の摂取量が少なく、油脂類、肉類、乳製品、コーヒーの摂取量が多かった。穀類、果物、野菜、牛乳に世代、性の違いは見られなかった。食事記録から栄養価計算を行った結果、蛋白質と炭水化物については摂取量及び総エネルギーに占める割合ともに性差,世代差はほとんどないが、脂質摂取については男女とも1世は2世よりも総エネルギーに占める割合が低かった。2.症例対照研究症例は、サンパウロの13病院で診断された、日系人胃癌101例と非日系人胃癌245例。対照は、性、年齢(±5歳)、人種をマッチさせた非癌患者、各202例と245例。面接による食生活などの生活環境アンケート調査と、血液の採取によるヘリコバクター抗体・ペプシノーゲン値の測定や遺伝子多型の同定を行い、その結果を解析した。血清抗体陽性率は症例対照間で差がなく、非日系人の方が10%程高い傾向にあったが、症例では高抗体価を示す割合が有意に低かった。一方、ペプシノーゲンI値が20ng/ml未満を示す割合は、症例において有意にた高かった。組織型や胃癌の発生部位についての臨床病理学的データも約90%の症例より集める事が出来、日本の病理学者との標準化も行った。現在、解析中である。現在、解析中である。
プルラン分解性α-アミラーゼの糖転移反応機構の蛋白質工学的解析

1. TVAI変異酵素の解析。アミラーゼ類に見られる保存領域の一つBは活性中心のAsp残基を含み、そのC末端側はサブサイト5(プロテアーゼにおける呼称を準用すればP1に相当する)に近接する。TVAIのこの部分にはTVAIIにない11残基の挿入と3残基の変異が見られる。この違いが両者の糖転移活性の違いの原因である可能性を、TVAIの11残基の欠失変異酵素DEL363-373、3残基をTVAII型に変異させたA357V/Q359N/Y360E変異酵素、および両方の変異を導入したDELI363-373II変異酵素を調製し、検討した。その結果、11残基の挿入は酵素活性に重要ではなく、3残基の変異によりα1-4結合分解活性は大きく低下するが、α1-6結合分解活性は変化しないことがわかった。しかし、糖転移反応には大きな変化は見られなかった。2. TVAII変異酵素の解析。TVAIIのアミノ酸配列中202番目以降にはHKYDTというプルラン分解性アミラーゼで保存されている配列があり、サブサイト3 (S2に相当する)の近傍にあると推定される。しかし、TVAIIでは201番目もHisのため、H201N, N202NおよびH201N/H202N二重変異酵素を調製し、その性質を検討した結果、(1) H201残基はプルラン認識に関係している。H202残基は酵素の機能に重要であり変異により酵素活性が大きく低下する。ところがH201N/H202N二重変異酵素では活性が回復した。その理由は検討中である。(2)プルランを基質にしグルコースの糖転移反応を調べたところ、H201N変異酵素ではパノースにグルコースがα1-4付加したIMMの生成量は大きく低下したが、α1-6付加したIMIMの生成量は変化しなかった。このことはHis201が溶媒と接するクレフト中にあり、変異により入ってくる糖のオリエンテーションが変化したことを強く示唆している。しかし、(3)グルコース以外の糖ではいずれの変異株でも転移反応は観察されず、糖に対する特異性を変えることはできなかった。
イオンミリングによりアトム・プローブFIM用非金属試料針の作製法の開発

アトムプローブFIMは個々の原子を観察すると同時に,飛行時間測定による個々の原子の質量分析を行なうことのできる究極的な材料解析手法である.しかし試料の先端の曲率半径が約200nm以下でなければならないという極めて困難な試料形状の制約により,一般にバルク状金属材料以外の分析に適応するのが困難であると考えられていた.例えば試料形状が液体急冷法により作製されたリボンや,スパッター法や蒸着法により作製された薄膜の場合,従来の手法ではFIM用の試料を作製することが困難であった.ところが近年の材料科学の発展により,機能材料の多くが薄膜やリボン状の非バルク材料である.さらにナノスケール解析は金属系材料に限らず半導体,セラミクス材料の世界でもその重要性がますます高まってきている.半導体セラミクスのナノ分析はこれまで殆ど分析電子顕微鏡の独壇場であったが,これらの非金属材料にもアトムプローブ法を適応できれば,アトムプローブの応用範囲は飛躍的に増大する.アトムプローブが装置的に完成された今,その応用範囲をますます高めるためにも,薄膜や非金属材料からの新しいFIM用試料作製法の確立が強く望まれている.本研究は以上の様な要求に応えるために行なったもので,(1)マイクロエレクトロポリシング装置の作製(2)フォトリソグラフィーによる金属薄膜かのFIM試料の作製(3)FIM試料研磨用イオンミリング装置の試作の3つのサブプロジェクトからなる総合的なFIM tip作製法を確立した.これによって現在我々のアトムプローブグループでは従来アトムプローブでは非常に困難であった磁気記録媒体用金属薄膜の解析,磁気記録用金属薄膜ヘッドの解析金属の結晶粒界の解析が日常的に可能となった.さらに半導体,酸化物超伝導体などの材料にもこれらの手法を適応していく予定である.アトムプローブFIMは個々の原子を観察すると同時に,飛行時間測定による個々の原子の質量分析を行なうことのできる究極的な材料解析手法である.しかし試料の先端の曲率半径が約200nm以下でなければならないという極めて困難な試料形状の制約により,一般にバルク状金属材料以外の分析に適応するのが困難であると考えられていた.例えば試料形状が液体急冷法により作製されたリボンや,スパッター法や蒸着法により作製された薄膜の場合,従来の手法ではFIM用の試料を作製することが困難であった.ところが近年の材料科学の発展により,機能材料の多くが薄膜やリボン状の非バルク材料である.さらにナノスケール解析は金属系材料に限らず半導体,セラミクス材料の世界でもその重要性がますます高まってきている.半導体セラミクスのナノ分析はこれまで殆ど分析電子顕微鏡の独壇場であったが,これらの非金属材料にもアトムプローブ法を適応できれば,アトムプローブの応用範囲は飛躍的に増大する.アトムプローブが装置的に完成された今,その応用範囲をますます高めるためにも,薄膜や非金属材料からの新しいFIM用試料作製法の確立が強く望まれている.本研究は以上の様な要求に応えるために行なったもので,(1)マイクロエレクトロポリシング装置の作製(2)フォトリソグラフィーによる金属薄膜かのFIM試料の作製(3)FIM試料研磨用イオンミリング装置の試作の3つのサブプロジェクトからなる総合的なFIM tip作製法を確立した.これによって現在我々のアトムプローブグループでは従来アトムプローブでは非常に困難であった磁気記録媒体用金属薄膜の解析,磁気記録用金属薄膜ヘッドの解析金属の結晶粒界の解析が日常的に可能となった.さらに半導体,酸化物超伝導体などの材料にもこれらの手法を適応していく予定である.本研究費申請時には市販の電顕薄膜作製用のイオンミリング装置を購入しこれを改良してアトムプロ-ブ試料針作製用装置にする予定であった.しかしこの方法では作製された針の形状を評価することが困難であることと,イオンビ-ムの入射角度を大きく変化させることが出来ないことが分かったので,新たに最初から試料針作製用の装置を設計製作することとした.このため本年度はその基本設計に大部分の時間を費やした.試料形状評価には走査電顕が最も適していると考えられるので,イオンミリング装置の鏡体内に走査電顕を組み込むこととした.設計概念は以下の通りである.1.まず装置の付加価値を高めるために,アトムプロ-ブ用針状試料だけではなく電顕用の薄膜作製にも使用できるようにすること.2.またイオンミリング中に試料の温度上昇による試料への熱影響を取り除くために試料ホルダ-部を液体窒素により冷却する.3.試料の調製状態をモニタ-するために走査電顕を鏡体内に組み込む.4.電顕試料に対しても針状試料に対しても最低15度の入射角でイオンビ-ムを打ち込めるようにする.5.試料交換を迅速に行なうためにエア-ロック室を設けるなどである.これらの概念に従いこれまでに鏡体の設計を終え,現在のところイオンミリングに適したイオンガンを設計しているところである.このように従来市販の装置を改良して試料針作製用装置とする予定であったものを,鏡体から全てを作製する方針に変更したので初期の予定通りのスケジュ-

ルでは進んでいないが,すでに基本設計を終え鏡体の作製も終わっているので,計画は順調に進んでいると言える.また本年度が本研究計画の所年度であるのでこれによる成果の発表はまだ無い.次世代の基本材料となる半導体、セラミクスの開発の進む今、その高性能化が重要課題となっているが、このために最も重要な課題はその微細構造の詳細な解析・理解にある。この方向に向けて種々の研究手法が用いられているがその一つにアトム・プロ-ブがある。アトム・プロ-ブはそのユニ-クな微細組成分析の性能で広く知られ、金属材料の分野ではル-チンに用いられ、TEMとあわせて大きな貢献をなしてきたが半導体、セラミクスの研究にはこれまでほとんど利用されていないのが現状である。本研究では、従来試料形状の制約から困難であった半導体、セラミクスのアトム・プロ-ブ分析をル-チン的に可能せしめるために、新たにイオンミリング法を導入し、半導体、セラミクスの針状FIM試料の作製を試み、そのアトム・プロ-ブ分析を行なった。従来電顕試料用に用いられて来たイオンミリング装置では針状試料は作製できないので、新たにイオンミリング装置を開発した。作成した試料は、現有のアトムプロ-ブFIMを用いてアトム・プロ-ブ分析を行なった。本研究により、世界で初めてCo-Cr蒸着薄膜磁性体の極微細アトムプロ-ブ分析に成功し、従来憶測されていたCo-Co粒界へのCrの偏析は事実ではなく、同一粒内でのCr濃度のフラクチュエ-ションが原因で磁気的性質が決っていることが明らかになった。また、もう一つ、薄膜試料を探針に仕上げる方法も開発され、薄膜形式でしか得られない材料に応用された。
指導の言説構成過程と所産-協働可能性と問題-

競技スポーツにおける指導の相互的なバイアス構成-指導者によるコーチングの偏りと選手による指導の歪んだ認知-に着目した。バイアス構成は,選手の学びと指導者の教えにブレーキをかける。この影響を最小にするため,第三者のかかわりについて検討した。とりわけ保護者については,従来から選手に対する過剰な働きかけが指摘される。錯覚とよばれるこうした働きかけを,脱錯覚的なものへと整える意義について議論された。競技スポーツにおける指導の構成過程を,Process-Product的な研究に代わり,社会文化的な視点によって検討した。サッカーチームの1シーズンを対象としたフィールドワークを実施し,主たる指導者であるチームの監督の,指導中に選手名を呼ぶ行為に焦点化した分析を行った。この結果,指導者の固定した働きかけが,量的・質的に確認された。一方,選手を対象としたインタビューの分析から,指導者の評価もまた,選手間で相互に構成され,固定性を帯びている可能性が示唆された。以上の結果から,指導の固定性は,単に指導者の責任に帰するよりもむしろ,場を構成する〔教える者-学ぶ者〕間の相互行為の産物と捉え,指導者は無自覚な実践を脱すことができるよう,選手は必要な働きかけを享受できるよう,場を多声的な状況に変えていく必要があると考えられた。そこで,チームのコーチによる発話を含めた分析を行ったところ,指導の相似的現象の回避を前提とした指導の協働に,その可能性が見出せるとして,今後の検討課題とした。最後に,ダイナミクス性が特徴とされるスポーツ文脈を対象とした研究の課題について議論を行った。なお,本研究成果の一般化可能性検証のため,類似フィールドでのデータ収集を実施した。成果1:2009年度中に実施した調査を論文にまとめ投稿した。現在査読中である。論文の要約は以下の通りである。先行研究(梅崎,2010)ではサッカーのトレーニングが,〔指導者-選手〕間の相互のバイアス視によって構成されている過程に注目した。このことがもたらす実践上の問題に,1)指導者が行うコーチングの定型化と,2)選手によるコーチングの歪んだ享受が挙げられる。以上の問題を新たなフィールドで追跡的に検討した本研究では,〔指導者-選手〕間の相互のバイアス構成が認められず,ただし戦績で先行研究の対象を上回ったことから,バイアス構成の有無が指導の成否に影響する可能性が示唆された。Yチームの指導は,1)特定の選手を照射するコーチング(フリーズ+〔発問〕(間接的コーチング))の機能が相対化されるとともに2)全選手の関わりが求められるトレーニングの内容によって,指導の公平性が保たれる内容であった。様々な制約の中で,バイアスのネガティブな顕在化を抑制するようにデザインされたYチームのトレーニングは,勝つことと育てることの両立を目指す指導現場にとって示唆的であると考えられた。成果2:先行研究(梅崎,2010,査読中)を踏まえ,新たな調査フィールドを対象にデータを収集した(2010年2月,5月,7月,9月,11月)。現在,共同研究者とともに収集されたデータの分析を行っている。分析の結果は,日本発達心理学会・ソーシャル・モチベーション研究分化会(2011年4月)および日本教育心理学会(2011年7月)で発表が予定されており,この成果を二本の論文として投稿すべく準備を進めている。梅崎(2010)ではスポーツ指導の実践が,教える者と学ぶ者の相互のバイアス視から構成されている可能性を指摘した。選手の学びを阻害するこの現象は回避が望ましいが,競争・序列を基盤とする競技スポーツにおいて現実的な主張とはいえない。選手自身もこの状況を受け止めていることから,バイアス視そのものは歪んだ認知ではあるが,同時に心的負荷を和らげる選手の適応的な原因帰属ともとれる。これを踏まえて大人が考えるべきは,競争の結果はともかくとして,少なくとも活動の経験は選手の健全な発達を促すべく留意されることといえる。そこで本研究は,選手が直面する競争世界の実際を記述し,これを題材に指導者と保護者の役割を議論した。調査では,Jリーグ下部組織小学生年代のチーム(指導者1名,選手16名)を対象とした。調査年7月の4回の活動から指導中の指導者の発話が収集され,分析によって選手のおかれた状況が記述された。指導は,スポーツ指導のトレンドと目される〔発問〕を多用する内容であった(全740コーチング中の18.1%)。しかしながらそのうち17%は明確に答えが想定される〔発問〕(決め打ち)であり,選手は指導者の持つ'正解'を探すように育つ可能性が指摘された。さらに,選手評価に基づくグループごとにコーチング内容を分析したところ,評価の高いグループが質量ともに豊かな働きかけを受けていた。このような働きかけの差は誰より選手本人にとって自覚しやすいものである。この結果,ある選手は集中・やる気を高め,ある選手は低めるだろう。このとき,それを支える保護者の支援も個別的であることが求められる。近年,子育てにおける親役割として,錯覚と脱錯覚のバランスよい達成が重要といわれる。
高齢者の温熱適応能力から見た高齢者施設の室内温熱環境の改善に関する研究

本研究では,高齢者施設において立ち遅れている温熱環境の改善を目的として,その温熱環境の実態および居住者への影響を明らかにするとともに,高齢者の温熱適応能力からみた快適な温熱環境条件及びその制御のあり方や設備の改善方法について検討した。奈良市内に所在する養護及び軽費A型老人ホームを対象に、夏期と冬季にアンケート聞き取り調査(各2カ所)及び温熱環境の実測を軽費A型1カ所で実施した。(1)温熱環境の居住者評価結果は、冷暖房・換気設備に関する施設側の対応には概ね満足しているが、設備の有無や運転時間等について意見が聞かれた。施設側・居住者側とも冷房に比較的気を遣っており、また、暖房開始前後の方が個人的な対応をより積極的にとっていた。日常の着衣は冷暖房の有無に関わらす、特に下着の重ね着の習慣が強く表れていた。(2)夏期における温熱環境の実測結果から、居室の位置・方向により室内の温度分布にかなり差が認められたが、冷房が設置されていないために、開口部の解放と扇風機の使用により暑さを凌いでいた。しかし、その使用方法は積極的とはいえず、通風を促す程度であった。(3)温熱環境は夏期と同様に居室により差が認められ、南東側の居室では住宅熱環境評価基準値(18-22°C)を満たしていたが、暖房が停止されている夜間や北西側の殆どの居室では基準値をかなり下回り、局部暖房設備の要求が高かった。(4)各期における居住者の温熱的対応のし方の特徴として、夏期・冬期ともに下着の重ね着が多く、高齢者特有の対応パターンとして特徴づけられた。
Optineurinによる筋萎縮性側索硬化症発症機序の解明

本研究では筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子Optineurin(OPTN)が筋萎縮・筋分化においてどのように機能するかを検討した。マウス筋芽細胞C2C12を分化させたのちTweakで処理すると分化した筋線維が萎縮する。この筋萎縮モデル細胞を用いて、OPTNの蛋白・mRNAの発現を解析したが特に変化を認めなかった。OPTNをsiRNAによりノックダウンさせた細胞での検討でも筋萎縮に変化は認めなかった。一方、筋分化においてはOPTNノックダウンにより、筋分化が促進されることがわかった。以上より、OPTNはTweakによる筋萎縮には関与しないが、筋分化に対して抑制的に機能すると考えられた。この研究計画はOptineurinが筋委縮性側索硬化症(ALS)の発症機序にどのように関わるかを明らかにするものである。Optineurinはその点変異が家族性ALSの原因となることが報告されている。まず我々は筋委縮のモデルとなるマウス筋芽細胞C2C12を用いて、生化学的・細胞生物学的実験を行った。野生型および変異型Optineurinを強発現、もしくはsiRNAでOptineurin発現を抑制した細胞を用い、様々な筋委縮マーカーのmRNAレベルをRT-PCRで定量化することで評価した。その後、Optineurinがもう一つの筋委縮の調節因子であるユビキチンリガーゼTRAF6とどのように関わるかを免疫沈降法、ユビキチン化アッセイなどにより解析し、興味深い結果を得ている。さらにOptineurinはautophagy関連分子であるという報告もあることから、免疫染色法にてautophagyマーカー(LC3, p62, Beclin1)との局在を評価した。これらの培養細胞を用いた研究から、Optineurinが筋委縮を引き起こす重要な分子であり、autophagyによる蛋白分解が筋委縮を引き起こす可能性が示唆された。現在、次の段階としてin vivoでのOptineurinの機能評価を脱神経モデルマウスを用いて行う予定であり、その予備的実験として筋内にOptineurinのsiRNAをelectroporationにより遺伝子導入し、筋内のOptineurinの発現が抑制されるか条件検討を重ねている。本研究計画は筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因遺伝子であるOptineurinが筋萎縮においてどのように機能しているのかを明らかにするものである。Optineurinはその点変異が家族性ALSの原因となることが報告されているが、その発症機序との関連はいまだわかっていない。これまでの報告でOptineurinはオートファジーレセプターとして機能することや転写因子であるNF-kBの活性化を調節することがわかっている。筋萎縮にはこの2つの機能が関わっていることが報告されており、Optineurinが筋肉内で何らかの機能を担っている可能性がある。我々はまずマウスの坐骨神経を切除することで筋萎縮を起こさせ、筋肉内のOptineurinのmRNA,蛋白発現レベルをそれぞれRT-PCR,ウエスタンブロッティング法にて解析し、興味深い結果を得ている。この筋萎縮モデルマウスの前脛骨筋にOptineurinに対するsiRNAをelectroporationにより遺伝子導入した上で、坐骨神経を切断し、Optineurinのノックダウンによる筋萎縮への影響を病理学的に解析している。培養細胞を用いた実験では、筋萎縮に関わり、NF-kBとも関わることがすでに報告されているTRAF6とOptineurinのcDNAを用いて、免疫沈降法による結合実験やユビキチン化実験を行い、非常に興味深い結果を得ている。両分子が相互的作用し筋萎縮に関与することが考えられ、脱神経モデルマウスを用いて、in vivoでの機能を明らかにするべく研究を進めている。本研究計画は筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因遺伝子であるOptineurinが筋萎縮においてどのような働きをしているのかを明らかにしようとするものである。これまでの報告ではOptineurinがオートファジーレセプターとして機能することや転写因子であるNF-kBの活性化を調節することがわかっている。我々はまずマウスの坐骨神経を切除することで筋萎縮を起こさせ、筋肉内のOptineurinのmRNA、蛋白発現レベルをそれぞれRT-PCR、ウエスタンブロッティング法にて解析し、興味深い結果を得ている。またマウスの筋芽細胞であるC2C12細胞を用いて筋萎縮モデル細胞を作成し、同様にOptineurinの発現やOptineurinノックダウンでの筋萎縮への影響、Optineurinの強発現時の筋萎縮への影響を生化学的に解析し興味深い結果を得ている。今後、Optineurinによる筋萎縮への影響とALS発症機序を結びつけるべく検討を行う予定である。研究期間中に研究室の引っ越しが行われたために、その前後約4か月ほど実験を中止せざるを得なかったため。本研究は筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因遺伝子であるOptineurinが筋萎縮においてどのように機能しているかを明らかにするものである。

これまでの報告では、Optineurinはオートファジーレセプターとして機能することや細胞の増殖、分化などに関わる転写因子であるNF-kB活性を調節することがわかっている。我々はマウスの坐骨神経を切除した後、その支配筋である前脛骨筋でのOptineurinの発現をウエスタンブロッティングにて確認したところ、脱神経により萎縮した筋内においてOptineurinの発現が有意に増加している結果が得られた。このことから我々はOptineurinが1筋萎縮を抑制する機能を有する、2筋分化(筋新生)を促進する機能を有する可能性を考えた。この2つの仮説を検証するため、マウス筋芽細胞であるC2C12細胞を用いて筋萎縮と筋分化におけるOptineurinの機能評価を行った。C2C12は低血清の分化培地で培養することにより、myocyte, myotubeに分化し融合していく。分化させたC2C12にTweakという薬剤を加えるとmyotubeの線維は細くなり、筋分化のマーカーであるMyHCの発現が低下するため、筋萎縮のモデル細胞として用いることが可能である。この筋萎縮モデル細胞を用いてTweak処理後のOptineurinの発現を確認したが、蛋白、mRNAレベルともに発現の変化は認めなかった。一方、筋分化におけるOptineurinの機能評価のため、C2C12を分化培地で培養し、Optineurinの発現を確認すると、時間経過とともに蛋白発現は低下し、siRNAでOptineurinをノックダウンした細胞では筋分化が促進された。このことからOptineurinはTweakによる筋萎縮には関与しないが、筋分化に対して抑制的に機能すると考えられた。本研究では筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子Optineurin(OPTN)が筋萎縮・筋分化においてどのように機能するかを検討した。マウス筋芽細胞C2C12を分化させたのちTweakで処理すると分化した筋線維が萎縮する。この筋萎縮モデル細胞を用いて、OPTNの蛋白・mRNAの発現を解析したが特に変化を認めなかった。OPTNをsiRNAによりノックダウンさせた細胞での検討でも筋萎縮に変化は認めなかった。一方、筋分化においてはOPTNノックダウンにより、筋分化が促進されることがわかった。以上より、OPTNはTweakによる筋萎縮には関与しないが、筋分化に対して抑制的に機能すると考えられた。マウス筋肉内への遺伝子導入効率が一定でなく、条件検討にかなりの時間を要した。当初の予想と異なった結果を得たため、新たな発現ベクターの作製が必要となり、培養細胞ならびに脱神経モデルマウスを用いた実験がやや遅れている。今後の方針は脱神経モデルマウスを用いて、野生型、変異型のOptineurinを筋肉内に強発現させた時の筋萎縮への影響を評価し、同時にNF-kB,autophagyへの影響を生化学的に評価を行うことと、筋萎縮モデル細胞でも同様の評価を主にRT-PCRやウエスタンブロッティング法にて解析していく予定である。
末梢感覚機能喪失後の中枢神経回路再編過程における感覚情報の統合のメカニズム解明

感覚刺激(音・重力・角加速度・光・匂い)は常時入力されているが、解剖学的構造による時空間解像度の制約のため、各末梢受容器から中枢に至る伝導路における神経回路形成及び複数感覚情報の統合について、同時に解析することはこれまで不可能であった。本研究では、超時空間制御下に末梢から中枢の聴覚伝導路(蝸牛神経核、下丘、聴皮質)、前庭伝導路(前庭神経核、小脳前庭、前庭皮質)、視覚伝導路(上丘、視覚皮質)、嗅覚伝導路(糸状体、嗅内野皮質)における、多点同時in vivo imagingと組織透明化によるイメージングを用いて、末梢感覚機能喪失後の中枢神経回路再編過程における感覚情報の統合のメカニズム解明を行う。
実験動物の腸内フローラにおけるBacteroides菌種の生理・生態系的研究

マウス、ラット、ウサギ、モルモットの盲腸内容物より分離した108.0株のBacteroidaceaeを生物・生化学症状により菌種の同定を行った。その結果、マウスではuntypable-1が全ての個体で出現し、NCの一個体を除いて最優勢に出現した。CF♯1でB.vulgatusが全ての個体で出現し、NCでは"fragilis"グループとothersはまったく検出されなっかたがuntypableの菌群はグループ1、2、3いずれも全例から分離された。BALB/cでは2/3例でB.fragilisが分離された。ラットではマウスに見られたuntypable-1はまったく検出されず、B.vulgatusとB.fragilisが優勢で、その他B.eggerthiiとB.splanchnicusが分離された。モルモットではほとんどの個体でB.vulgatusが分離され、しかも最優勢菌種であった。ついで、B.splanchnicusが5/9例で検出された。B.uniformisとB.fragilisは一例ずつより分離された。また、3ヶ所の飼育場ごとの違いは見られなっかた。ウサギでは他の動物に比べて極めて多くの菌種が分離され、B.ovatus,B.thetaiotaomicron,Rikennnera microfususはウサギのみで検出された。ウサギではfragilisグループが最優勢菌種で、B.vulgatus,B.uniformis,B.fragilisが最優勢に、B.ovatus,B.eggerthiiが優勢菌として腸内に定着していた。また、NZWとJW/CSKに分離される菌種に大きな違いは見られなっかた。さらに、biovarのレベルでの比較では、マウスとラットに共通に分離されるB.vulgatusでも分離されるbiovarが異なった。ウサギ、モルモット間でも異なったbiovarが検出された。R.microfususはウサギからのみ分離されるが、NZWとJW/CSKで分離されるbiovarが異なった。以上のようにbiovarのレベルまで検出することで動物種差や系統差により定着している菌種が異なることが明かとなった。無菌マウスにブタ糞便を投与して作出したブタフローラマウスでは、ブタで最優勢のB.suisが全く検出されず、普通マウス同様の"fragilis"グループで締められた。これらの結果は動物の種類によりBacteroidesの菌種を選択することが実験的に証明された。本年度は、普通環境で飼育されたCF#1マウスより分離したLactobacilus3株、Bacteroides37株、clostridium(クロロホルム処理した糞便)を投与して作出したCF#1のACストックマウスフローラの長期間マウス腸内での推持による影響を検討したところ、Lactobacillusとclostridiumは大きな変動はみられなかったがBacteroidesについては、菌種が単純化し、NBGT培地(Bacteroides選択培地)上で発育するB.fragillis groupの菌が脱落した。

このマウスに再び普通マウスの糞便より分離したBacteroides34株を投与して再合成したACストックCF#1マウスをIQIの無菌マウスに同居させたところ、IQIマウスではCF#1に比べて大腸菌数が高い状態で維持され、Bacteroidesは菌数では両マウスとも同様であったが、培地上、特に嫌気性チャンバーで培養するEGやM10培地上に出現するコロニー型態、菌型態に違いがみられた。また、このIQIのACストックに無菌のBALB/CとNCマウスを同居させてフローラを移植させたところ、いずれのマウスにもIQIACストック同様のフローラ構成ならびに盲腸サイズとなった。しかし、Bacteroidesは、それぞれのマウスで保有する菌種が異なるものがあり、マウスの系統により定着するBacteroidesに違いがあることが示唆された。特にNCマウスでは他のマウスに比べて著しい差がみられた。また、IQIのACストックマウスの緑膿菌排除能は、CF#1ACストックマウス同様に維持された。さらにCF#1とNCの普通マウスから分離されるBacteroidesを嫌気ジャーで発育する菌種のレベルでの比較を行ったところ、B.ovatus,B.fragills,B,distasonis,B.vulgafus,F.mortifermが分離され、CF#1マウスでは、B.distasonisとB.ovatusが優勢で、NCマウスではB.ovatusが優勢であった。両マウスから分離されるBacteroidesは、強い嫌気度を要求する菌種で顕著であった。Bacteroidaceaeはほとんどの実験動物の大腸内で最優勢菌種として存在するが,その分類ならびに分布についてはほとんど知られていない。そこで本年度は、マウス,ラット,モルモット,ウサギの盲腸内容物よりBacteroidaceaeを分離し,動物種による菌種の違いを検討した。培養方法は,動物を炭酸ガスで麻酔後,開腹して盲腸内容物を取り出し,ただちに炭酸ガス下で嫌気性希釈液に懸濁して嫌気性グローブボックスに搬入した。TSブロスで10倍段階希釈してSM10寒天培地に接種し,グローブボックス内で4日間培養した。さらに,希釈したTSブロスをグローブボックスの外でEG寒天培地とNBGT寒天培地(選択培地)に接種してスチールウール法で培養した。その結果,総菌数にしめるBacteroidaceaeの菌数はマウス(BALB/C)で55%,ラット(Wister)で27%,モルモット(Hartley)で36%,ウサギ(NZW)で98%であった。分離したBacteroidaceaeのうちExtremely-Oxygen-SensitiveなBacteroidaceaeのしめる割合は,マウスで45%,ラットで86%,モルモットで85%,ウサギで28%であった。以上の結果から,動物の種類によりBacteroidaceaeのしめる割合が異なるが,ラットとモルモットは比較的類似していた。特に両群ではE-0-SBacteroidaceaeが優勢であった。
投球動作における上肢帯の動きから発育期の野球投手の障害の原因を探る

17年度は肩甲骨、上腕骨の各ランドマーク近傍皮膚マークの位置変化から上肢帯と上腕部の骨格の正確な位置を求めることを試みた。まずさまざまな肢位をとらせ、両者の関係を肩関節角度および肘関節角度の関数として表し、重回帰分析によって上肢帯の動きを推定した。次にコッキング期や加速期など投球動作中のいくつかの代表的な局面の肢位を静的に被検者にとらせ、これによって動作中の皮膚上の分析マークと骨のランドマークとの相対的な位置関係の補正をした。18年度は妥当性を検証するために,体表マーカーを用い解析した方法と磁気センサを用いた方法を比較検討した。挙上動作は前額面から前方に0°,30°,60°,90°,120°で,挙上30°,45°,60°,90°,120°の点で静止させて体表マーカーをつけDLT法で測定した。前者の推定式から算出した角度と磁気センサにより計測した角度を比較すると肩甲骨内旋と上方回旋では非常に高い相関関係が認められ、上腕骨水平内転30°以上での肩甲骨内旋,上腕骨水平内転30°以上での肩甲骨上方回旋で体表マーカーによる肩甲骨の動きの推定が可能であること,上腕骨水平内転030°での肩甲骨内旋,上腕骨水平内転030°肩甲骨上方回旋については系統誤差が推測されるので推定式上で補正できる可能性があることを得た。少年野球のフィールド調査では,愛知県の少年野球チーム40名の肩関節を調査した。前方laxityについては、成人で報告されているような投球側前方のlaxityはほとんどなく、むしろ非投球側に多くみとめた。また下方へのlaxityをいずれかの肩に認めた例はそうでない例に比べて有意差をもって投球側肩関節内旋可動域が減少していた。後方のlaxityでは同様のことが認められなかったことから,この年代の下方へのlaxityは投球肩障害の発生に関与する可能性が考えられる。本年度は主として方法論の検討を行った。健常で活動的な男子成人2名を被検者とした。まず骨(肩甲骨、上腕骨)の各ランドマーク近傍の皮膚マークの位置変化から上肢帯と上腕部の骨格の正確な位置を求めることを試みた。マークは通常の動作分析で用いられる上前腸骨棘(腰)、肩峰(肩)、橈骨小頭(肘)、茎状突起(手首)などのほかに、肩甲骨下角、肩甲棘内側縁、烏口突起、胸骨柄の皮膚上にとりつけた。骨格の正確な位置を求めるには皮膚の動きを考慮した位置の補正が必要である。触診によって骨格におけるランドマークを専用ポインティングデバイスで皮膚上から指し示した。赤外線3次元動作解析装置(Vicon、Oxford Metrics社)を用い皮膚上の分析マークと骨のランドマークの間の位置関係を求めることにより2種類の補正法を試みた。まず肘および肩の関節角度を変えたさまざまな肢位をとらせ、両者の関係を肩関節角度(外転-内転角、水平位外転-水平位内転角、外旋-内旋角)および肘関節角度(伸展-屈曲角)の関数として表し、重回帰分析によって投球動作中の上肢帯の動きを推定した。次にコッキング期や加速期など投球動作中のいくつかの代表的な局面と類似の肢位を静的に被検者にとらせ、これによって動作中の皮膚上の分析マークと骨のランドマークとの相対的な位置関係の補正をした。

被検者の身体各部の皮膚の通常の動作分析で用いられる位置上に反射マークをつけ、投球動作を行わせた。赤外線3次元動作解析装置を用い、上述の2つの補正法を用いることによって肩甲骨の位置を推定し、投球動作中の肩甲上腕関節角度の変化などを求めた。昨年度の方法論の検討をさらに進め,妥当性を検証するために成人男性4名に対し,体表マーカーを用い解析した方法と磁気センサを用いた方法を比較検討した。挙上動作は前額面を0°とすると,前方に0°,30°,60°,90°,120°の5通りで,挙上30°,45°,60°,90°,120°の点で静止させて体表マーカーをつけDLT法で測定した。磁気センサはすでに妥当性が検証されているので,磁場内にある3つのセンサのトランスミッタに対するオイラー角を計測した。前者の推定式から算出した角度と磁気センサにより計測した角度を比較すると肩甲骨内旋と上方回旋では非常に高い相関関係が認められた。結論として,上腕骨水平内転30°以上での肩甲骨内旋,上腕骨水平内転30°以上での肩甲骨上方回旋で体表マーカーによる肩甲骨の動きの推定が可能であること,上腕骨水平内転030°での肩甲骨内旋,上腕骨水平内転030°肩甲骨上方回旋については系統誤差が推測されるので推定式上で補正できる可能性があることを得た。少年野球のフィールド調査では,愛知県の少年野球チーム40名の肩関節を調査した。従来いわれていた投球側肩関節内旋可動域の減少がみとめられた。また総回旋可動域も減少していたが,外旋可動域の変化はこれよりはるかに少なく,この年代の投球側肩関節総回旋可動域減少は主に内旋可動域の減少によると結論した。前方laxityについては、成人で報告されているような投球側前方のlaxityはほとんどなく、むしろ非投球側に多くみとめた。また下方へのlaxityをいずれかの肩に認めた例はそうでない例に比べて有意差をもって投球側肩関節内旋可動域が減少していた。後方のlaxityでは同様のことが認められなかったことから,この年代の下方へのlaxityは投球肩障害の発生に関与する可能性が考えられる。