hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報の暗号化を伴うネットワークを活用した顎関節症患者の遠隔診断支援システム構築

本研究の目的はインターネットを応用した顎関節症遠隔診断支援システムを設計して試行することである。診断支援は顎関節症診断支援専用データテンプレートと他のデジタル臨床のデータを使用している。このシステムのデジタル臨床のデータは,パノラマX線像イメージ,顎関節部単純レントゲン写真イメージ,MRイメージ等である。歯科開業医は初めに,通常のインターネットからこの歯科総合診断支援システムに登録する。我々のホームページは2つのユーザインタフェースで構成されている。それは,非会員もアクセス可能な公開ホームページと会員限定のユーザー認証機能を持ったホームページである。この会員限定のホームページ内にログインすると,会員専用の電子掲示板システム(BBS)と顎関節症診断支援専用データテンプレートにリンクしており,大学の各科専門医と相談できるシステムとして構築されている。セキュリティに関しては,我々の大学ネットワークのファイヤーウォールと診断支援システム専用サーバーのSecure SocketLayer(SSL)を使用することで確立している。診断支援システムの初期メンバーとして50名の歯科開業医と8つの地域基幹病院が登録されている。この初期のメンバー歯科開業医の大部分は顎関節症診断時に地域基幹病院や大学病院にMRI等の画像診断依頼を行なっていなかった。本診断支援システム内で利用できる顎関節症診断専用データ入力テンプレートとパノラマX線像イメージによって,ある程度の顎関節症の臨床診断支援は可能であったが,鑑別診断と確定診断にはMRI等の画像診断が必要であると考えられた。以上のことより,この顎関節症遠隔診断支援システムの実現において,歯科開業医,地域基幹病院および大学病院の相互協力は不可欠であると考えられた。本研究の目的は,一般開業医が苦手としている顎関節症の診断と治療方針決定について大学の顎関節治療部門に参加している各診療科専門医が助言するシステムの構築を目的としている.また,顎関節症と誤診されやすい疾患の中で特に,開口障害を惹起する顎関節部の腫瘍性・炎症性疾患の検出等を行い,適切な医療機関に紹介するシステムも同時に製作する.そのために予備的調査を行い,診断支援の必要性と適切な情報交換の方法について明らかにし,運用可能な遠隔診断支援の形式を決定する.これらの結果をふまえて,遠隔診断支援システムを構築する.ホームページ上に公開し,顎関節症患者を治療する一般臨床歯科医に広く使用してもらう.この際,患者情報の管理のために情報の暗号化を図り,IDとパスワード等で保護をする.本年度は予備的アンケートの製作と実施および診断支援システムの仮ホームページの製作を行った。仮ホームページに関しては,掲示板と暗号化の組み込みを現在行っている。診断支援システム構築のための予備的調査のためアンケートを研究分担者である各診療科の専門医が検討して製作した。これは,各臨床医がどの程度,顎関節症の診断支援を必要と感じているか。ネットワークを経由した診断支援を行う場合の通信環境について明らかにする。このアンケートを新潟県歯科医師会のご協力のもとに行うために,学術担当理事に承認を受けて,郵送で行う。調査対象は新潟県内歯科医師会員としている。現在歯科医師会理事会の承認待ちの状態である。1.遠隔診断支援システム構築のための予備的調査(1)目的本学では,本学各診療科専門医が協力し,顎関節症患者の診断や治療法に関して遠隔診断支援システムの構築を計画している。そのために予備的調査を行い,診断支援の必要性と適切な情報交換の方法について検討し,運用可能な顎関節症遠隔診断支援の形式を明らかにすることを目的としている。(2)対象と方法予備的アンケートの調査対象者は,新潟県歯科医師会全会員1310名である。診断支援に関する質問事項として,顎関節症患者の来院状況,2次医療機関への紹介率,診断支援に利用を希望する通信方法,診断支援の必要性,診査・診断機器の利用状況等についてである。(3)結果顎関節症患者は90%程度の歯科医院で治療していた。2次医療機関に紹介する割合は12%程度であった。診断支援に利用を希望する通信方法については,電子メールの希望が高かった。診断支援の必要性については,必要性を認めている回答が多かった。顎機能診断機器はとほとんど利用されていなかった。インターネットについては,約2/3がブロードバンド環境であった。2.ホームページの製作アンケートの結果を踏まえて顎関節症に対する診断支援システムのホームページを製作した。なお,URLは研究発表の都合上非公開とする。3.咀嚼能力,歯牙ガイドの評価法の開発咀嚼能力,歯牙ガイドの新たな評価法を開発した。

この初期のメンバー歯科開業医の大部分は顎関節症診断時に地域基幹病院や大学病院にMRI等の画像診断依頼を行なっていなかった。本診断支援システム内で利用できる顎関節症診断専用データ入力テンプレートとパノラマX線像イメージによって,ある程度の顎関節症の臨床診断支援は可能であったが,鑑別診断と確定診断にはMRI等の画像診断が必要であると考えられた。以上のことより,この顎関節症遠隔診断支援システムの実現において,歯科開業医,地域基幹病院および大学病院の相互協力は不可欠であると考えられた。
二大政党制下の少数党と院外運動-無産政党を中心に、1927～31年

本研究は、二大政党制下の少数党にとって、議会外での運動がどのような意味を持つのか、1927年から1931年の日本政治を例に、なかでも無産政党に注目して史的考察を行った。その結果、1927年に成立していた政党内閣制・男子普通選挙制・二大政党制からなる新しい政治のあり方が、この面でも重要な意味を持っており、さらに、この時期の対立軸は、敗戦と占領を超えて、戦後政治にも影響を残していたことが分かった。本研究の目的は、二大政党制下の少数党にとって院外運動がどのような意味を持つのか、1927年から1931年の日本政治を例として、なかでも無産政党を中心に検討することである。1、無産政党を中心に少数党の院外運動について、関連する文献、史料の収集を行い、考察を進めた。2、あわせて、少数党の政治活動における院外運動の意味を考察するために、無産政党の理論的指導者でもあった吉野作造など知識人の政治論について調査を進めた。3、さらに関連して、無産政党と競合関係にあり自由主義政党を目指した明政会について、党指導者の一人鶴見祐輔を中心に考察し、また、無産政党の系譜を引く戦後の社会党人脈についても院外運動の観点から注意を払った。4、帝国議会が置かれていた東京以外の視点は重要であるので、地方における少数党の活動実態に触れるべく平成20年7月に兵庫県神戸市において調査を行った。5、本研究の目的から、当該期の政治構造、政治制度、二大政党や元老など他の諸アクターについてもさらなる理解が必要であるため、関連する範囲で史料を集め、考察を進めた。以上を通じて、少数党の院外運動を分析することが同時代の政治構造全体の理解に重要であることはもとより、戦後の日本政治を考える上でも貴重な手掛かりとなることが分かった。本研究の目的は、二大政党制下の少数党にとって院外運動(議会への参加を前提とする議会外での運動)がどのような意味を持つのか、1927年から1931年の日本政治を例として、なかでも無産政党を中心に検討することである。1、少数党について無産政党を中心に関連する文献、史料を補足的に収集し、考察を進めた。2、当該期日本における少数党の政治活動における院外運動の意味を考察するために、知識人、なかでも吉野作造の政治論について引き続き調査を進めた。3、無産政党と競合関係にあり自由主義政党を目指した明政会について、引き続き党指導者の一人鶴見祐輔を中心に考察し、さらに西尾末広や山花秀雄など無産政党の系譜を引く戦後の社会党人脈についても調査した。4、当該期日本における二大政党(政友会と民政党)の対応にも注目し、さらに政治構造・制度、政党外の諸アクターについても補足的に史料を集め、考察した。5、研究のまとまりに応じて大学紀要に一部を発表するとともに、日本政治史研究者の集まる研究会等の場で関連する報告を行い、概念整理等について意見を求めた。以上を通じて、「理論」的存在としての無産政党の登場が、政党内閣制・男子普通選挙制・二大政党制という1927年の政治システムに適応する二大政党や他の少数党にとっても変化の契機となっていたことが分かった。少数党の院外運動を中心に分析することは当該期日本の政治システム理解に有意義であり、戦後の政党政治再建を考える上でも貴重な手掛かりとなる。また、これらの知見は時期や国を超えたさらなる比較研究への土台としても重要である。
トライボロジ問題の弾塑性破壊力学による解明

本研究では,体積力法(BFM)と有限要素法(FEM)を組み合わせた半無限体弾塑性解析法を基礎にして,繰返し接触荷重が残留応力や弾塑性挙動に及ぼす影響を解析した.解析は材料が弾完全塑性体の場合と等方硬化則,または移動硬化則に従う場合の3ケ-スについて実行し,転がり疲労試験結果との比較を行なった.得られた知見は次の通りである.(1)弾完全塑性体の場合:残留変位増分の分布は,反転前後で,残留変位増分=0の軸に対してほぼ対称となる.この解析結果は,加工硬化しにくい材料に対する実験結果に符号することが確認できた.(2)等方硬化則に従う場合:残留応力は荷重の大きさと加工硬化率に依存せず,表面で引張り,その下で圧縮,さらにその下で引張りの分布となる.荷重反転の繰返し後,最終的にはシェ-クダウンにより,塑性変形は急速に停止することが明らかになった.(3)移動硬化則に従う場合:加工硬化の影響で急速なシェ-クダウン状態が実現され,塑性変形が妨げられる.残留応力は,荷重が小さい場合は等方硬化則による解析結果に類似の分布となるが,荷重が大きい場合には表面も圧縮になる.荷重反転前後で,準安定になったときの残留変位増分の分布は対称ではなく,反転後はごく表面で摩擦力の働く方向に塑性流動が起こることが明らかになった.また,荷重の移動方向の反転は,残留応力分布と相当塑性ひずみ増分の分布にほとんど影響を与えないことが明らかになった.(4)複雑な応力ーひずみ経路をたどるこの種の問題に対する適当な構成式が明確にされていないため,厳密な定量的解析は困難である.項目(1)(3)を総合すると,現状では,移動硬化則による解析が最も良く実験結果を説明できることが分かった.本研究では,体積力法(BFM)と有限要素法(FEM)を組み合わせた半無限体弾塑性解析法を基礎にして,繰返し接触荷重が残留応力や弾塑性挙動に及ぼす影響を解析した.解析は材料が弾完全塑性体の場合と等方硬化則,または移動硬化則に従う場合の3ケ-スについて実行し,転がり疲労試験結果との比較を行なった.得られた知見は次の通りである.(1)弾完全塑性体の場合:残留変位増分の分布は,反転前後で,残留変位増分=0の軸に対してほぼ対称となる.この解析結果は,加工硬化しにくい材料に対する実験結果に符号することが確認できた.(2)等方硬化則に従う場合:残留応力は荷重の大きさと加工硬化率に依存せず,表面で引張り,その下で圧縮,さらにその下で引張りの分布となる.荷重反転の繰返し後,最終的にはシェ-クダウンにより,塑性変形は急速に停止することが明らかになった.(3)移動硬化則に従う場合:加工硬化の影響で急速なシェ-クダウン状態が実現され,塑性変形が妨げられる.残留応力は,荷重が小さい場合は等方硬化則による解析結果に類似の分布となるが,荷重が大きい場合には表面も圧縮になる.荷重反転前後で,準安定になったときの残留変位増分の分布は対称ではなく,反転後はごく表面で摩擦力の働く方向に塑性流動が起こることが明らかになった.また,荷重の移動方向の反転は,残留応力分布と相当塑性ひずみ増分の分布にほとんど影響を与えないことが明らかになった.(4)複雑な応力ーひずみ経路をたどるこの種の問題に対する適当な構成式が明確にされていないため,厳密な定量的解析は困難である.項目(1)(3)を総合すると,現状では,移動硬化則による解析が最も良く実験結果を説明できることが分かった.転がり滑り接触荷重を受ける表面層の弾塑性挙動を実験と解析の両面から解明する研究の本年度の実績は以下に述べるとおりである.本年度は,体積力法(BFM)と有限要素法(FEM)を組み合わせた半無限体弾塑性解析法を開発し,繰り返し荷重下の塑性変形における等方硬化則,移動硬化則等の構成式の解法を確立した.本解析法により残留変形,残留応力,塑性流動発生機構等の解析を行い,転がり疲労試験結果と比較することにより次の知見が得られた.(1)移動硬化則による解析では加工硬化の影響で急速なシェ-クダウン状態が実現され,塑性変形が妨げられる.一方,炭素鋼を用いた転がり疲労試験での表面層の塑性流動測定により,荷重が大きい場合に表面層に前進流動が継続し,荷重が小さい場合には明白な前進流動が生じないことが分かった.この現象は解析結果と定性的に一致したが,定量的には若干の差がみられるため,実際の接触荷重の移動に伴う表面層の弾塑性挙動は移動硬化則と等方硬化則の中間的な法則に支配されていると考えられる.(2)等方硬化則を用いた解析では,残留応力は荷重の大きさと加工硬化率に依存せず,表面で引張り,その下で圧縮,さらにその下で引張りの分布となる.移動硬化則を用いた解析では,荷重が小さい場合は等方硬化則による解析結果に類似の分布となるが,荷重が大きい場合には表面も圧縮の残留応力になる.X線による転がり疲労試験片表面の残留応力測定によれば,試験片軸方向,円周方向成分ともに移動硬化則による解析値と同符号であり,両者の大小関係も一致している.

従って,表面の残留応力は移動硬化則に近い傾向を示しているが,これに関しては来年度実施予定の深さ方向の残留応力分布の測定結果と(1)を合わせてその妥当性を総合的に判断する予定である.本年度は,体積力法と有限要素法を組み合わせた半無限体弾塑性解析法を基礎にして,接触荷重の移動方向の反転が,残留応力や弾塑性挙動に及ぼす影響を解析した.解析は材料が弾完塑性体の場合と等方硬化則,または移動硬化則に従う場合の3ケ-スについて実行し,転がり疲労試験結果との比較を行なった.得られた知見は次の通りである.(1)弾完全塑性体の場合:残留変位増分の分布は,反転前後で,残留変位増分=0の軸に対してほぼ対称となる.この解析結果は,加工硬化しにくい材料に対する実験結果に符号することが確認できた.(2)等方硬化則に従う場合:反転の繰返し後,最終的にはシェ-タダウンにより,塑性変形は急速に停止することが明らかになった.(3)移動硬化則に従う場合:荷重反転前後で,準安定になったときの残留変位増分の分布は対称ではなく,反転後はごく表面で摩擦力の働く方向に塑性流動が起こることが明らかになった.実験では反転後の塑性流動が内部で生じる場合がある.その理由としては,実験中はなじみの影響で荷重反転の前後で摩擦力が小さくなることが考えられる.(4)複雑な応力ーひずみ経路をたどるこの種の問題に対する適当な構成式が明確にされていないため,厳密な定量的解析は困難である.項目(1)(3)を総合すると,現状では,移動硬化則による解析が最も良く実験結果を説明できることがわかった.移動硬化則を用いた解析と,転がり疲労試験の結果から次の項目(5)に示す重要な知見を得た.(5)移動硬化則を適用した解析により,荷重の移動方向の反転は,残留応力地布と相当塑性ひずみ増分の分布にほとんど影響を与えないことが明らかになった.荷重の移動の方向を反転させた場合にも,ピッチングの発生に関しては,疲労き裂の発生条件よりき裂の伝ぱ条件が決定的な条件になることも明らかになった.
常磁性固体の分子構造解析のための重水素ＮＭＲ法の拡張

固体NMR分光法のなかでも重水素核(2H)の固体NMRは,固体物質における分子の静的構造だけでなく動的構造(分子運動)を調べるための極めて有力な方法である.しかし,これまでの研究対象は反磁性化合物が圧倒的多数であり,常磁性化合物に対しては,不対電子の影響により測定及び解析が困難となることから,興味深い測定対象系があるにもかかわらず,研究報告例は極僅かであり,得られる情報も限られていた.我々は常磁性固体の分子構造を精密に調べるために,重水素NMRの一連の手法の開発を目指している.本研究では,これまでの固体重水素NMR法を拡張し,得られる情報の量や精度を向上させる.研究計画調書に記した2つの新規な測定法のうち,1つ目の化学サイト分離法については昨年度に実現のメドをつけていた.本年度はまず反磁性及び常磁性のモデル化合物の実測スペクトルを詳細に解析した.その結果,反磁性のグリシンでは静的なーCD2ーと動的なーND3の2種類の重水素のスペクトルが運動性の違いに基づき分離された.また常磁性の硝酸サマリウムでは,180°フリップ運動の相関時間が異なる結晶水と配位水の2成分にスペクトルが分離された.本年度はさらに2つ目の新規測定法の開発にも着手した.申請書では二面角決定法の開発を予定していたが,測定法の詳細をつめていく段階において,現状では目的とするスペクトルを得ることが困難であることが分かり,当該手法の開発は断念した.しかしながら測定法の検討を重ねる中で,高精度なスペクトル解析に資する別なパルス照射方法を思いついた.数値シミュレーション解析とモデル化合物での測定により,この2つ目の方法についても実現にメドをつけた.本研究課題では2つの新規な固体重水素NMR測定法の開発を提案している.1つ目は異なる化学サイトのスペクトルを分子運動の違いを利用して分離する方法である.研究計画調書に記載した通りのラジオ波パルス列の照射により,モデル化合物において2つの化学サイトを分離することに成功した.2つ目の二面角決定法については残念ながら開発を断念するに至ったが,測定法を検討する中で別な新規パルス照射方法を思いついた.この別法が実現すれば,従来よりも高精度に相互作用パラメータや分子運動の相関時間を見積もることが可能になる.数値計算シミュレーションにより,理想的なパルス条件下で目的とする二次元NMRスペクトルが得られることを確認した.さらに設計したパルス列を既存の固体NMRシステムに組み込み,モデル化合物を用いて所望のスペクトルが得られることも確認した.以上のように、2つの新規測定法のうち1つは開発を既に完了し、もう一つについても開発にメドがついているため,研究は「おおむね順調に進展している」と評価できる。本年度の研究活動の中で考案した新規測定手法について研究を仕上げていく.具体的には,より効果的となるパルス照射タイミングを数値計算シミュレーションにより検討する.そのパルス列をNMRシステムに組み込み,モデル化合物で所望のスペクトルを取得する.さらに得られたスペクトルを解析し,相互作用パラメータや分子運動の相関時間が高精度に見積もられることを示す.固体NMR分光法のなかでも重水素核(2H)の固体NMRは、固体物質における分子の静的構造だけでなく動的構造(分子運動)を調べるための極めて有力な方法である。しかし、これまでの研究対象は反磁性化合物が圧倒的多数であり、常磁性化合物に対しては、不対電子の影響により測定及び解析が困難となることから、興味深い測定対象系があるにもかかわらず、研究報告例は極僅かであり、得られる情報も限られていた。我々は常磁性固体の分子構造を精密に調べるために、重水素NMRの一連の手法の開発を目指している。本研究では、これまでの固体重水素NMR法を拡張し、得られる情報の量や精度を向上させる。本年度は、新規なラジオ波パルス列の照射による化学サイト分離法の開発を行った。まずはじめにパルス列の設計を行った。重水素核のNMRの特徴として、核四極相互作用が大きいために(コヒーレントな)磁化の減衰が速い点やラジオ波パルスによる制御が困難という点がある。そこでパルス列の設計指針を次のようにした。(I)スピン・エコーで信号を観測する。(II)パルスの数は可能な限り少なくする。(III)各パルスは高強度にする。設計されたパルス列は研究計画調書に記載したものとほぼ同じものとなり、1回の測定で二次元NMRデータを測定することが可能になった。次に数値計算シミュレーションにより、理想的なパルス条件下で目的とする二次元NMRスペクトルが得られることを確認した。さらに設計したパルス列を既存の固体NMRシステムに組み込み、モデル化合物を用いて所望のスペクトルが得られることを確認した。初年度の本年は、研究計画調書に記載した通り新規なラジオ波パルス列の照射による化学サイト分離法の開発に着手した。設計されたパルス列は計画調書に記載したものとほぼ同じものとなり、1回の測定で二次元NMRデータを測定することが可能になった。

さらに設計したパルス列を既存の固体NMRシステムに組み込み、モデル化合物を用いて所望のスペクトルが得られることを確認した。以上のように、およそ計画通りに研究が進んでおり、「おおむね順調に進展している」と評価できる。固体NMR分光法のなかでも重水素核(2H)の固体NMRは,固体物質における分子の静的構造だけでなく動的構造(分子運動)を調べるための極めて有力な方法である.しかし,これまでの研究対象は反磁性化合物が圧倒的多数であり,常磁性化合物に対しては,不対電子の影響により測定及び解析が困難となることから,興味深い測定対象系があるにもかかわらず,研究報告例は極僅かであり,得られる情報も限られていた.我々は常磁性固体の分子構造を精密に調べるために,重水素NMRの一連の手法の開発を目指している.本研究では,これまでの固体重水素NMR法を拡張し,得られる情報の量や精度を向上させる.研究計画調書に記した2つの新規な測定法のうち,1つ目の化学サイト分離法については昨年度に実現のメドをつけていた.本年度はまず反磁性及び常磁性のモデル化合物の実測スペクトルを詳細に解析した.その結果,反磁性のグリシンでは静的なーCD2ーと動的なーND3の2種類の重水素のスペクトルが運動性の違いに基づき分離された.また常磁性の硝酸サマリウムでは,180°フリップ運動の相関時間が異なる結晶水と配位水の2成分にスペクトルが分離された.本年度はさらに2つ目の新規測定法の開発にも着手した.申請書では二面角決定法の開発を予定していたが,測定法の詳細をつめていく段階において,現状では目的とするスペクトルを得ることが困難であることが分かり,当該手法の開発は断念した.しかしながら測定法の検討を重ねる中で,高精度なスペクトル解析に資する別なパルス照射方法を思いついた.数値シミュレーション解析とモデル化合物での測定により,この2つ目の方法についても実現にメドをつけた.本研究課題では2つの新規な固体重水素NMR測定法の開発を提案している.1つ目は異なる化学サイトのスペクトルを分子運動の違いを利用して分離する方法である.研究計画調書に記載した通りのラジオ波パルス列の照射により,モデル化合物において2つの化学サイトを分離することに成功した.2つ目の二面角決定法については残念ながら開発を断念するに至ったが,測定法を検討する中で別な新規パルス照射方法を思いついた.この別法が実現すれば,従来よりも高精度に相互作用パラメータや分子運動の相関時間を見積もることが可能になる.数値計算シミュレーションにより,理想的なパルス条件下で目的とする二次元NMRスペクトルが得られることを確認した.さらに設計したパルス列を既存の固体NMRシステムに組み込み,モデル化合物を用いて所望のスペクトルが得られることも確認した.以上のように、2つの新規測定法のうち1つは開発を既に完了し、もう一つについても開発にメドがついているため,研究は「おおむね順調に進展している」と評価できる。研究計画調書に記載した内容のうち、化学サイト分離法については開発をおよそ終えることができたため、今後は二面角決定法に注力していく。パルス列を検討し、数値計算シミュレーションにより有効性を確かめていく。
定常燃焼の機構解明

定常拡散燃焼の機構解明について以下の研究を行った。対向噴流型拡散火炎を用いて、拡散燃焼場におけるすすの生成機構に関連して、各種計測を行い、燃料側の酵素の影響について調べた。また、直流から1MHz程度の電界の黄炎、青炎に及ぼす影響について調べ、それらの位置および輝度が複雑に変化することがわかった。(河野)火炎中に多量のすすを発生させ伝熱効率を向上させる試みや汚染物質の生成・や消滅は、適切な放射伝熱モデルで評価できる。火炎のシミュレーションにおいて、従来省略されがちだった放射伝熱量を、放射熱線追跡法によって評価すると同時に、流速、温度、濃度分布と同時に、放射伝熱量も予測できる包括的な火炎の数値解析法を確立した。(水谷)水素とメタンの混合燃料と空気との同軸流乱流拡散火炎の温度測定をレーザ・レーリ散乱法により行い、時間平均温度、温度変動のrms値、温度乱れの時間スケール、乱れのエネルギ・スペクトルなどの分析を行い、火炎構造の中でバーナ出口流速が支配している現象と、出口Re数が支配するものとを分離し、火炎の相似性も検討した。(大竹)乱流拡散火炎の燃焼機構究明のため、物性値の異なるH2とCOの混合気を燃料とした火炎に対し精密な測定を行い、そのデータを用いてH2及びCO各々について局所反応速度を計算した。その結果、H2の反応速度はCOの2倍程度の値を示し、乱流拡散火炎における燃料には燃料ガスの分子拡散速度が大きな影響力を持っていることが推察された。(小沼)一様空気流中へ垂直に噴出するプロパン噴流拡散火炎の構造を明らかにする実験を行った。写真観察により火炎形状を決定した後、レーザー流速計、熱電対およびガスクロマトグラフを用いて火炎内の流速、温度ならびに主要化学種の濃度分布を測定した。その結果、噴流拡散火炎の構造に及ぼす空気流動に関する新しい知見が得られた。(角田)定常拡散燃焼の機構解明について以下の研究を行った。(角田)
皮膚病変形成に及ぼすIL-7の影響について検討

IL-7はB細胞、T細胞に対して分化増殖に関与すると考えられている。IL-7の機能、特にT細胞に対する機能を検討する目的でIL-7transgenic mouseの皮膚病変検討を行った。IL-7transgenic miceのあるものは約20週頃より、脱毛、紅斑を伴った高度な皮膚炎を発症し、皮膚炎発症後、短期間で死にいたった。健常部、脱毛斑部、皮膚炎部と脱毛部の境界部、皮膚炎部の皮膚を採取して、組織学的に検討をおこなった。健常皮膚では表皮と毛のう周囲に少数の細胞浸潤を認め、病変がすすむにつれ、細胞浸潤は増加し、徐々に毛のうは破壊され、皮膚炎部では真皮全層にわたる稠密な細胞浸潤を認め、また、角層下にcutaneous Tcell lym phoma等に認められるポートリエの微小膿瘍に類似したmicroabcessが形成された。免疫蛍光染色では表皮内にThy-1^+陽性細胞、γδTCR陽性細胞、CD3陽性細胞、αβTCR陽性細胞を多数認め、一部に、Vγ3陽性細胞、Vδ4陽性細胞も認めた。また、真皮の稠密な浸潤細胞の大部分はThy-1^+陽性、γδTCR陽性、CD3陽性細胞であった。一部、αβTCR陽性、Vγ2陽性,Vγ3陽性,Vδ4陽性を示すものも認められ多様な細胞浸潤であった。これらの結果からIL-7は皮膚でのT細胞増殖さらに皮膚炎の形成に強く関与していると考えられた。これまで、IL-7は腸管粘膜T細胞の増殖やdendritic epiderm al T cellsの増殖に関与していることが認められており、我々の結果はIL-7が皮膚のT細胞に対して増殖を促進し、さらに皮膚炎の形成に関与することを示した。IL-7(インターロイキン-7)はB細胞、T細胞に対して分化、増殖に関与すると考えられている。IL-7は皮膚ではケラチノサイトから産生され、Thy-1^+dendritic epidermal T cellの増殖に関与している。また、IL-7 transgenic mouseのあるものは重篤な皮膚炎、皮膚T細胞リンパ腫類似の皮膚病変が観察されることが知られている。IL-7 transgenic mouseと正常マウスの胎仔から成体にかけてのT細胞の動態の比較検討,また,IL-7 transgenic mouseの皮膚病変の検討を行い、IL-7の皮膚病変形成への関与、機能解析の検討を行う。まず,今年度は正常胎仔マウス、新生仔マウス、成体マウスの皮膚T細胞の動態を検討した。胎児マウスの表皮には胎齢16日に多数のαβT細胞を認めるが,以後,急激に減少し,生後,少数存在する。Thy-1陽性細胞,γδT細胞は胎齢16日より円形の細胞として出現し,生後,急激に増数し,dendritic figureを呈する。真皮では胎齢16日に多数のThy-1陽性γδT細胞,αβT細胞を認めるが急激に減少し,生後,αβT細胞はほぼ消失するがThy-1陽性γδT細胞は少数存在する。これらの細胞はヌードマウスへの植皮実験で胸腺外分化、皮膚での分化が示唆された。これらの減少、消失するはずの細胞が何らかの影響下で皮膚において分化、増殖し、皮膚疾患を形成する可能性があるため、来年度はIL-7 transgenic mouseの胎仔から成体にかけてのT細胞の動態と比較検討を行いIL-7 transgenic mouseの重篤な皮膚炎発症におけるIL-7の関与、機能解析を行う。
小胞体におけるカーゴ選別と品質管理に関わるp24の役割の解明

分泌蛋白質または膜蛋白質は、機能するべき場所へ正確に輸送される必要がある。そのためには運ばれるべき蛋白質の選別が重要となるが、その機能を担うと思われる有力な候補がp24蛋白質ファミリーである。そこで、その重要性は確かであることが知られていながら、実際の機能がほとんど解明されていないp24蛋白質の役割を、カーゴの選別という側面にしぼって、明らかにすることを目的として研究を行った。まずは細胞内におけるp24ファミリーに属する4種の蛋白質の発現をそれぞれ抑えるためRNA干渉法を試みた。すると、4種のうちβ、δの発現を抑制すると複合体の他の因子も細胞内から消失することがわかり、複合体を形成することが安定性と機能に必要であることがわかった。一方で、p24の発現を抑制するとゴルジ体が小胞化し細胞内拡散してしまうことがわかった。つまり、p24はゴルジ体という細胞内小器官の構造維持のためにも必要であることが初めて示された。更に蛋白質の細胞内輸送の効率を計測したところ、p24の発現を抑制した細胞では膜蛋白質の輸送は通常通りであるにも関わらず、GPIアンカー型蛋白質の輸送が著しく遅延していることを明らかにした。これはp24がカーゴのうちGPIアンカー型蛋白質の選別に大きく関わっていることを示す。さらにカーゴとしては不適切なまだ完全に折り畳まれていない蛋白質の細胞内での寿命を計測したところ、p24の発現を抑制した細胞では非常に短くなっていることがわかった。これはp24が小胞体における品質管理を実際に行っているという強力な証拠となる。以上のことを総合すると、p24は小胞体において輸送するべき蛋白質とまだ輸送してはいけない蛋白質を選別し、実際に小胞に積み込むステップで重要な働きをしていることがわかった。さらにこの蛋白質がどのように分子を選別するのかを相互作用する蛋白質の解析を通して明らかにすることが今後の課題となる。そこで、その重要性は確かであることが知られていながら、実際の機能がほとんど解明されていないp24蛋白質の役割を、カーゴの選別という側面にしぼって、明らかにすることを目的として研究を行っている。カーゴを濃縮し小胞に供給する機構を解明するため、カーゴ蛋白質を蛍光蛋白質として細胞内で発現させ、その動態をリアルタイムで観察を行っている。p24の発現を抑制した細胞では動態が通常の細胞と異なることを見いだしており、現在詳細な解析を続けて行っているところである。
環境負荷の小さい自動車の購入に対する補助政策の効果と今後のあり方に関する実証研究

自動車税制の「グリーン化」の効果を、自家用乗用車市場における消費者の新車購入行動への影響に焦点を当てて分析を行った。推定結果から、減税による自動車の購入費用の低下による自動車需要の増加、CO_2排出量の増加を招く可能性があることが分かった。また、減税措置がある程度のインパクトを持つためには、ハイブリッド車に対する減税率を極端に大きくする必要があることと、ガソリン車に対する減税率を縮小することで、新車購入を促す効果をなくすと同時に、ガソリン車とハイブリッド車の価格差を縮小することが必要であることが示唆された。研究計画初年度にあたる平成19年度は、自動車税制の「グリーン化」が消費者の新車購入行動に与えた影響を把握することを課題とした。「自動車グリーン税制」の中から、(1)自動車税のグリーン化、(2)低燃費車の取得に係る自動車取得税の特例、(3)低公害車の取得に係る自動車取得税の特例の3つの施策を採り上げ、消費者の自動車購入行動を自動車の特性と価格によって説明する計量モデルを構築し、実際の統計データを用いた推定を行った。推定結果からは、3つの施策は、「環境負荷の小さい自動車の普及」という目的に若干は資するものの、減税による自動車の購入費用の低下により、施策がない場合には自家用乗用車を買わない消費者の購入を促し、CO_2排出量の増加を招く可能性があることが分かった。ただし、インパクトそのものは大きくないことも分かった。推定結果を利用して、仮想的な政策をシミュレートした。その結果、税措置がある程度のインパクトを持つためには、(1)ハイブリッド車に対する減税率を極端に大きくする必要があることと、(2)ガソリン車に対する減税措置をやめることで、消費者の購買促進効果をなくすと同時に、ガソリン車とハイブリッド車の価格差を縮小することが必要であることが示唆された。より正確な推定結果を得るために、統計データの整備も行った。今年度構築した推定モデルは非常に単純な推定モデルであり、次年度以降は、統計データの整備を進めるとともに、最新の推定手法を文献調査し本研究に応用していく予定である。研究計画の2年目にあたる平成20年度は、これまでの成果をとりまとめるとともに、より頑健な推定のための手法についての文献調査、関連統計資料の収集・整理、推定モデルの拡張の検討など中心に研究を進めた。具体的な内容は以下のとおりである。第一に、昨年度に引き続き、自家用自動車の新車市場に焦点を当て、わが国における税制の「グリーン化」が需要構造に与えた影響についての推定を行った。昨年度構築した推定モデルの若干の改良を行い、得られた成果の一部を藤原(2008a)としてまとめた。また、藤原(2008b)において、藤原(2008a)の概略を簡単に紹介した。これらの論文の主要な結論は、(1)価格の低下による効果のみを抽出した場合は、税制の「グリーン化」による減税のインパクトが小さい、(2)減税によって自動車の需要量を増大させるために、CO2量の増加を招く可能性がある、(3)政策の効果を実質的に得るためには、ガソリン車とハイブリッド車の価格差を大胆に縮小するとが必要である、等である。第二に、計量モデルにおける説明変数の内生性への対処や、集計データしか利用できない場合に個人の属性をどのように処理するかといった計量経済学的な課題をクリアする手法についての文献調査・情報収集を行った第三に、これまでのモデルでは分析できなかった要素、例えば、近年需要が増加している軽自動車との代替関係を考慮する、車両の耐久性を考慮に入れた長期的な効果を把握する、といった点も含めた分析を行うための推定モデルの検討を行った。研究計画の最終年度にあたる平成21年度は、これまでの成果をとりまとめるとともに、直近の政策や市場の動向・実態を調査し、研究成果との簡単な比較・分析を行った。第一に、昨年度に引き続き、自家用乗用車の新車市場に焦点を当て、わが国における税制の「グリーン化」が需要構造に与えた影響についての推定を行った。藤原(2008)を加筆修正し、学術雑誌への投稿め準備を進めた。論文の主要な結論は、(1)価格の低下による効果のみを抽出した場合は、税制の「グリーン化)による減税のインパクトが小さい、(2)減税によって自動車の需要量を増大させるために、CO2排出量の増加を招く可能性がある、(3)政策の効果を実質的に得るためには、ガソリン東とハイブリッド車の価格差を大胆に縮小することが必要である、等である。第二に、環境負荷の小さい自動車の購入に対する各種補助政策の経過や、ハイブリッド乗用車の保有台数、CO2排出量の推移等、直近の政策や市場の動向・実態を調査し、研究成果との簡単な比較・分析を行った。直近の統計資料によると、自動車保有台数の減少とともに、CO2排出量も減少傾向にある。また、ハイブリッド自動車の保有台数は増加しつつあるが、乗用車全体に占めるシェアは依然として1%程度と小さい。

これら「政策あり(with)」のケースのうち、どの程度が政策の効果なのか、換言すれば、「政策なし(without)」のケースと比較してどの程度の効果なのかについては、詳細な統計資料が整備された後に、定量的な評価が必要である。その際には、本研究の成果が応用可能であると考えられる。
全天X線監視装置および多波長観測による活動銀河核の系統的探査と宇宙論的進化の研究

今年度初めは、すばる・XMMニュートンディープサーベイ(SXDS)のデータを用いた赤方偏移が3を超える遠方宇宙における活動銀河核(AGN)の空間密度の進化と隠されたAGNの割合の評価に関する解析結果を論文にまとめた。中旬からは、全天X線監視装置(MAXI)の37か月間のデータを用いた高銀緯天体カタログ第二版の作成を行った。前回の研究からの発展として、データ量の大幅増加、バックグラウンドモデルの再現性の向上、データスクリーニング精度の向上、ハードネス比の取得、などが挙げられる。その結果、銀緯Ibl>100の領域から500個のX線源を検出することができ、これは前回の実に3.5倍以上になる。検出限界は、最も深いところで0.4mCrabに達し、これは4-10keVというエネルギーバンドで行われた全天モニタによる観測では過去最高の感度である。また、MAXIによる4-10keVバンドでの全天サーベイは、高エネルギーバンドのSwift/BATサーベイや低エネルギーバンドのROSATサーベイなどと相補的なものであり、近傍宇宙における銀河団やAGNといったX線天体の系統的探査を行う上で、非常に貴重なサンプルを提供する。年度後半は、これまでの研究結果を博士論文としてまとめる作業を行った。MAXIとSXDSのX線データを用いてAGNの空間密度と隠されたAGNの割合を近傍宇宙と遠方宇宙のそれぞれで導出し、AGNの宇宙論的進化について調査するという内容で、「遠方宇宙における隠されたAGNの割合は、近傍宇宙のそれに比べて有意に大きくなっている」という結論を得ている。本研究の独創的なところのひとつは、隠されたAGNの割合を評価する際、これまでにないほどに丁寧な方法で観測バイアスを補正し、過去最大の精度で信頼のできる値を求めたところにある。ここで得られた各種の値は、AGNの宇宙論的進化の理論研究を行う上で参照されるべき重要なものであり、また、銀河との共進化を調査する上で非常に役立つと期待される。当初の予定通り、データを大幅に増やし、複数のエネルギーバンドで解析を行い、太陽電池パドルの影響の補正を丁寧に行った、MAXI高銀緯天体カタログの第二版の作成を行うことができたため概ね順調に進展したと考えられる。ただし天体カタログの作成のみで、そこから続く、近傍AGNの光度関数の調査といったサイエンスまでは及ばなかった。年度初期に掲げた構想では、前半にMAXIの検出感度を最大化することを目標として非X線バックグラウンド(BGD)の信頼できる再現モデルを構築すること、後半にその結果を用いて「MAXIカタログ」の作成を開始することを計画していた。BGDの再現モデル作成については、私がシミュレータを用いて実データの状況に合わせたシミュレーションデータを生成し、共同研究者に実データと比較してもらい、その結果をフィードバックして、より再現性の良いモデルを構築していくという手法で行った。調査の結果、BGDを再現するためのパラメータとして、運用期間、COR、PHA、PMの4つを採用するのが良いことが分かった。その結果BGDの再現性が非常に向上し、検出感度が非常に良くなった。BGDモデルの構築作業と同時に、カタログ作成へ向けてのソフト開発も行った。まずはBGDにあまり影響を受けない明るい既知の天体に対しソフトウェアを適用し、正しい結果が返ってくるかどうかを検証した。次に、クリーンなデータを得るためのフィルタについても検証し、最終的には解析エネルギーバンド、カメラ、カメラ芯線、X線イベントの到来方向、宇宙ステーションの緯度についてフィルタリングを行うことにした。これによって天体の誤検出の確率が大幅に小さくなった。以上の結果を元にMAXIカタログの作成を行った。データには2009年9月から2010年3月のものを用いた。最終的に、4-10keV、7ヶ月、|b|>10度という条件のもとで有意度7シグマを超える天体を約140個検出した。これら天体のID作業も行い、我々が注目する天体である活動銀河核は約40個見つかっていることが分かった。この結果を用いることで、活動銀河核の時系列解析や性質の統計的探査が行えるようになると期待される。またこの成果については、日本で開催されたMAXI国際会議や宇宙科学シンポジウムの場で発表が行われている。さらに2011年5月頃の投稿を目標として現在論文化作業中である。今年度初めはMAXI高銀緯天体カタログ論文の投稿を目指し、最終的な解析や論文に掲載する図作りを行った。論文は6月に日本天文学会欧文研究報告に投稿され、8月に受理、「すざく・MAXI特集号」の一編として11月に出版された。作成した4-10keVにおける全天X線カタログは、HEAO-1衛星によって作成されたもの以来30年振りであり、非常に貴重なデータを提供するものとなった。また両者の比較によって、活動銀河核(AGN)の長期変動が示唆されるという興味深い結論も得られた。さらにカタログ記載めAGNをサンプルとして近傍宇宙におけるX線光度関数の計算が行われた論文が出版されるなど、本論文は同定率の高い良質なデータとしてAGNの研究に活用されている。今年度中後期には計画に従い、すばる・XMM-Newtonディープサーベイで検出された高赤方偏移AGNを用いて、遠方宇宙におけるAGNの空間数密度と種族比の調査を行った。今回のサンプルには測光赤方偏移サンプルも含まれており、修士で行ったものより発展したものとなっている。

解析の結果、AGNの空間数密度は高赤方偏移になるにつれて急激に減少するという、先行研究と一致した結果が得られた。さらに両者を合わせることで、その減少率が(1+z)^-6.2で表されることを導出した。この値は、過去最大のサンプルを用いて過去最大の精度で求められており、今後のAGNの空間密度進化の理論的解釈の際に参照されるべき重要な値になると期待できる。また高赤方偏移における2型AGNの割合を調査した結果、近傍宇宙に比べ2型AGNの割合が高赤方偏移では2.5倍も大きいことが判明した。2型AGNの割合とはブラックホール周辺の環境を表す指標であり、今回の結果はその環境が進化していることを示唆している。この結果は、銀河と銀河中心ブラックホールの共進化問題についての理論的解釈に対して強い制限を与えることができると期待される。今年度末はこれらの結果をまとめている段階であり、近日中に論文投稿を行う予定である。今年度初めは、すばる・XMMニュートンディープサーベイ(SXDS)のデータを用いた赤方偏移が3を超える遠方宇宙における活動銀河核(AGN)の空間密度の進化と隠されたAGNの割合の評価に関する解析結果を論文にまとめた。中旬からは、全天X線監視装置(MAXI)の37か月間のデータを用いた高銀緯天体カタログ第二版の作成を行った。前回の研究からの発展として、データ量の大幅増加、バックグラウンドモデルの再現性の向上、データスクリーニング精度の向上、ハードネス比の取得、などが挙げられる。その結果、銀緯Ibl>100の領域から500個のX線源を検出することができ、これは前回の実に3.5倍以上になる。検出限界は、最も深いところで0.4mCrabに達し、これは4-10keVというエネルギーバンドで行われた全天モニタによる観測では過去最高の感度である。また、MAXIによる4-10keVバンドでの全天サーベイは、高エネルギーバンドのSwift/BATサーベイや低エネルギーバンドのROSATサーベイなどと相補的なものであり、近傍宇宙における銀河団やAGNといったX線天体の系統的探査を行う上で、非常に貴重なサンプルを提供する。年度後半は、これまでの研究結果を博士論文としてまとめる作業を行った。MAXIとSXDSのX線データを用いてAGNの空間密度と隠されたAGNの割合を近傍宇宙と遠方宇宙のそれぞれで導出し、AGNの宇宙論的進化について調査するという内容で、「遠方宇宙における隠されたAGNの割合は、近傍宇宙のそれに比べて有意に大きくなっている」という結論を得ている。本研究の独創的なところのひとつは、隠されたAGNの割合を評価する際、これまでにないほどに丁寧な方法で観測バイアスを補正し、過去最大の精度で信頼のできる値を求めたところにある。ここで得られた各種の値は、AGNの宇宙論的進化の理論研究を行う上で参照されるべき重要なものであり、また、銀河との共進化を調査する上で非常に役立つと期待される。当初予定していた目的の2つ、MAXIカタログの作成とすばる・XMM-Newtonディープサーベイのアーカイブデータを用いた遠方宇宙における活動銀河核(AGN)の調査については、それぞれ論文化あるいは論文投稿直前であることから目的は達成できていると考えられる。
３次元シミュレーションによる四肢矯正システムの発展的開発

我々は四肢変形に対する高精度の3次元矯正システムの開発に取り組み、一部実用化に成功した。本研究課題では、変形矯正におけるScrew Axis法の応用やナビゲーション技術、3次元動作解析、2D/3Dレジストレーション技術など、独自の関連研究の成果を導入してシステムの発展的開発を行う。具体的には、一期的矯正の困難な高度短縮変形例に対する緩徐矯正や健側データ欠損例への対応、軟部組織評価法の確立、カスタムメイド手術ガイドの位置確認手法の開発を行い、本システムの機能を大幅に強化する。本治療法の適応範囲が大きく広がることで、ほとんどの四肢変形において従来困難であった3次元的に正確な解剖学的矯正が可能となる。その結果、異常動態を示す上肢の高度変形など、従来治療困難であった高精度の矯正を必要とする疾患において治療成績を目覚ましく向上させることが出来る。昨年度開発したX線濃度勾配に基づいた新規biplane 2D/3Dレジストレーション法を実際の陳旧性モンテジア骨折症例に用い、従来は困難であった短時間に橈骨頭が脱臼する三次元的な動態を正確に計測することに成功した。本手法は、脱臼のみならず、可動域制限、不安定性など様々な運動解析に有用と考えられた。今後、複数関節を同時に三次元動態解析するなどの応用も試みる。また、新鮮屍体上肢から得られた母指CM関節、手関節軟骨を3Dスキャナーを用いてスキャンし、同部位から得られたCT画像とレジストレーション技術により重ね合わせることにより、各種X線画像検査では描出できない軟骨領域の3次元的分布を測定が可能となった。これらの動態解析と微細形状解析技術開発は、四肢変形矯正の診断・治療・手術計画・予後予測に有用と考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。【1.創外固定・ナビゲーションシステムとの連動機能の開発】ナビゲーション用ソフトウェアと、我々が独自に開発した手術計画用ソフトウェアの座標系を一致させることによって、手術計画で計画した変形軸、骨切面をナビゲーション上で表示することが可能となった。続いて、その連動実験のため、3Dプリンターで造形した実体骨モデルを用いて、レジストレーションプロトコールを決定する精度検証を行い、概ね1mm前後の精度を得ることができた。【2.部分最小二乗回帰分析を用いた正常骨形状の予測】100例の正常前腕骨のデータから得た橈骨、尺骨の3次元骨モデルに関してPLS回帰分析を行い、統計学的骨形状の作成に成功した。このことにより、骨形状の一部から臨床で使用し得る正常骨全体計上の予測が可能となった。変形矯正シミュレーションにおいて、健側データ欠損等の症例の際に極めて有効である。【3.三次元動態解析技術の変形矯正シミュレーションへの応用】新鮮屍体CTデータを用いて軟部組織を考慮した橈骨遠位の延長シミュレーションを行い、延長量の限界を計算するため有限要素解析を導入し、そのプロトコール、妥当性を検討した。【4.手術ガイド設置確認及び術中・術後の動態評価のための2D/3Dレジストレーション法の応用】2D/3Dレジストレーション法を用いたガイド設置位置確認が可能となるプログラムの開発のため、まず正常骨形状の2D-3Dレジストレーションを可能にするプログラムの開発と改良を行い、正常前腕動態の2D-3Dレジストレーションが可能となった。【1.創外固定・ナビゲーションシステムとの連動機能の開発】ナビゲーションソフトウェアと手術計画ソフトウェアのマッチングプロトコールが完成し、また3Dプリンターを用いた骨モデルを作成することで、新鮮屍体を用いずとも患者そのものの骨形状を精度検証検体として用いることができた。【2.部分最小二乗回帰分析を用いた正常骨形状の予測】当科で治療した患者の健側データを利用したため、改めて骨形状データの収集が不要となり、迅速にプログラムの開発を行えた。【3.三次元動態解析技術の変形矯正シミュレーションへの応用】軟部組織を手術シミュレーションに反映すべく有限要素解析法の導入を行った。【4.手術ガイド設置確認及び術中・術後の動態評価のための2D/3Dレジストレーション法の応用】正常骨形状の2D-3Dレジストレーションの精度を上げるため線量、プログラムの計算回数を改良した。【1.創外固定・ナビゲーションシステムとの連動機能の開発】ナビゲーションが示す変形座標軸と我々が独自に開発したソフトウェアの座位軸を一致させるように改良した上で、汎用のナビゲーション装置を実際の患者データから作成した肘関節の樹脂モデルを用いて精度実験を行った。上腕骨遠位と尺骨近位の解剖学的ランドマークにはナビゲーション先端を正確に収めることの出来るマーカーを設置し、ナビゲーションが示す位置とシミュレーションソフトウェア上の位置の誤差を計測した。機器の精度や各種パラメーターを調整することで2°未満の精度を達成した。【2.部分最小二乗回帰分析を用いた正常骨形状の予測】昨年の橈骨に引き続き、尺骨に関してもPLS回帰分析に基いた統計学的モデルを作成した。これにより、一部の骨形状から橈骨と尺骨を併せた前腕骨全体の形状予測が可能となった。【3. 3次元動態解析技術の変形矯正シミュレーションへの応用】【4.カスタムメイド手術ガイド設置確認のための2D/3Dレジストレーシヨン法の応用】屍体標本前腕骨に1mm径のチタン球を金属マーカーとして埋設して、biplane透視装置を用いて仮想の前腕回旋運動を行って動画撮影した。

次に前腕骨CTから作成した骨モデルと動画の一コマ一コマを濃度勾配に基いた新たな手法の2D/3Dレジストレーション法を用いることで正確な前腕回旋動態解析方法の確立を進めている。今後は本手法を変形シミュレーションとデバイスの設置位置の検証へ応用する。「1.創外固定・ナビゲーションシステムとの連動機能の開発」においては、ナビゲーションによる実用的な精度を確保することともに、シミュレーションソフトウェアとの連動機能を開発することに成功した。「2.部分最小二乗回帰分析を用いた正常骨形状の予測」においては、橈骨と併せて尺骨の統計学的モデルを作成したことで、前腕全体の形状予測が可能となった。「3. 3次元動態解析技術の変形矯正シミュレーションへの応用」および「4.カスタムメイド手術ガイド設置確認のための2D/3Dレジストレーシヨン法の応用」においては、尺骨のまわりを橈骨が回旋する極めてユニークで複雑な運動を行う前腕において、2D/3Dレジストレーション法による正確な3次元動態解析技術は未だ開発されていない。濃度勾配に基づくレジストレーション技術の開発が成功しつつあることで、今後のシミュレーションへのブレークスルーになると考えられる。我々は四肢変形に対する高精度の3次元矯正システムの開発に取り組み、一部実用化に成功した。本研究課題では、変形矯正におけるScrew Axis法の応用やナビゲーション技術、3次元動作解析、2D/3Dレジストレーション技術など、独自の関連研究の成果を導入してシステムの発展的開発を行う。具体的には、一期的矯正の困難な高度短縮変形例に対する緩徐矯正や健側データ欠損例への対応、軟部組織評価法の確立、カスタムメイド手術ガイドの位置確認手法の開発を行い、本システムの機能を大幅に強化する。本治療法の適応範囲が大きく広がることで、ほとんどの四肢変形において従来困難であった3次元的に正確な解剖学的矯正が可能となる。その結果、異常動態を示す上肢の高度変形など、従来治療困難であった高精度の矯正を必要とする疾患において治療成績を目覚ましく向上させることが出来る。昨年度開発したX線濃度勾配に基づいた新規biplane 2D/3Dレジストレーション法を実際の陳旧性モンテジア骨折症例に用い、従来は困難であった短時間に橈骨頭が脱臼する三次元的な動態を正確に計測することに成功した。本手法は、脱臼のみならず、可動域制限、不安定性など様々な運動解析に有用と考えられた。今後、複数関節を同時に三次元動態解析するなどの応用も試みる。また、新鮮屍体上肢から得られた母指CM関節、手関節軟骨を3Dスキャナーを用いてスキャンし、同部位から得られたCT画像とレジストレーション技術により重ね合わせることにより、各種X線画像検査では描出できない軟骨領域の3次元的分布を測定が可能となった。これらの動態解析と微細形状解析技術開発は、四肢変形矯正の診断・治療・手術計画・予後予測に有用と考えられる。