構造物の損傷・劣化診断技術は，維持管理計画を策定する際に不可欠である．本研究は，TMD(Tuned Mass Damper)を付加した鋼製3層フレームモデルの自由振動記録を観測データとして，拡張カルマンフィルタアルゴリズムにモデルの動特性を同定するための定式化を行い，同定精度の検証を行っている．また，観測データを自由振動記録としているのは，実構造物においても比較的容易に観測可能であることを意図している．用いた同定理論は既往の研究成果に基づいているが，観測データを取得するための測定装置として，加速度計，レーザー変位計およびデジタルハイスピードカメラを用いている．各種の構造同定理論が整備されているが，本研究の目的は，同定に用いる観測データ取得方法に着目して，測定装置の違いによる精度の検証を実験モデルにより行うことである．

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　5年前には1台数万円もしたハイスピードカメラは，現在ではiPhoneをはじめとするスマートフォンに標準搭載されている。教員自身のスマートフォンを活用すれば演示用のスロー実験動画が手軽に撮影できるし，生徒のスマートフォンを活用して生徒実験も容易に行える。標準的なビデオカメラが 33Hzの速さで撮影するのに対し，スマートフォンのハイスピードカメラは 240Hzで撮影するので，現実世界の1/7倍程度の速さの動画が鮮明に撮影できる。

　本稿では，著者がスマートフォンのハイスピードカメラを利用して作成した実験動画を紹介する。

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6ヵ月齢の片側性潜在精巣のビーグル3頭に対して, 下降側精巣の摘出および潜在側精巣の陰嚢内固定手術を実施した. 1年後, これらの犬の精液を採取し, その射出精子の体外培養による運動の活性化(HA)および先体反応(AR)の誘起率を, 正常ビーグル5頭におけるそれらの値と比較検討した. 犬精子の培養は, canine capacitation medium 培地を用いて, 精子濃度30×10⁶/ml, 38℃, 5%CO₂条件下で9時間実施した. HAの観察には, 顕微鏡用・・ビデオ装置を用いた. 精子のARの判定は, トリプル染色法で行った. その結果, 潜在精巣の陰嚢内固定手術実施犬(CDO)および正常犬(ND)における採取直後の精子の運動性には, 両者間に有意差はみられなかった. しかし, 培養後のCDO精子における運動性の低下は著しく, 培養3時間ではCDOとNDそれぞれ47±12(mean±SD)%, 80±9%であり, 両者間に有意差が認められた(P<0.01). 精子のHA誘起率は, 全期間を通じてCDOとNDの間に有意差はみられず, 培養7時間でそれぞれ58±5%,61±16%のピークを示した. CDO精子のAR誘起率は, 培養6時間以後NDより明らかに低値を示し, 培養8時間ではCDOとNDそれぞれ26±4%, 46±5%であり, 両者間に有意差が認められた(P<0.05). 以上のように, CDO精子において認められた, 培養に伴う運動性の急激な低下とAR誘起率が低いことは, 深く関連するものと推察される.

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【目的】
有痛性三角骨障害はサッカーやバレエに特徴的な疾患で、サッカーでは足関節を底屈してインステップキックを反復することが原因とされている。保存治療として、テーピングがよく使用されるが、それは足関節底屈制限によって関節後面へのimpingementを軽減するように考えられている（平野ら、2005）。テーピングによるパフォーマンスへの影響について、筆者らは先の研究で、底屈制限のテーピングがインステップキックのボールスピードを低下させないことを明らかにした（2010）。しかし、どれほどの角度まで足関節底屈を制限してもボールスピードが低下しないかについては、いまだ明らかではない。本研究の目的は有痛性三角骨障害予防のためのテーピングによる足関節底屈角度の違いがボールスピードに与える影響を検討することである。具体的には、テーピングで足関節底屈角度をいくつかに設定してインステップキックを行い、ボールスピードを低下させない角度を明らかにすることとした。仮説として、テーピングによってインパクト時の足関節底屈角度を段階的に制限することができ、過度の制限ではインステップキックのボールスピードは低下するとした。
【方法】
サッカー経験のある男子大学生9名（年齢20.9±1.2歳、サッカー歴9.8±3.2年）を対象とした。テーピングによる足関節底屈制限によって0°、15°、30°、テーピングなしの4条件を設定し、インステップキックのボールインパクト時の最大足関節底屈角度とボールスピードを測定した。なお、各条件でキックの測定を行う前には、足部背側から第3中足骨中央部を徒手筋力計（アニマ社）によって40Nで圧迫した時の他動的足関節底屈可動域を測定した。テーピングは伸縮性のスプリットテープ3本(日東メディカル社) で足関節底屈を制限した。4条件の実施順は無作為とした。各5回のキックについて、3台のハイスピードカメラ（4 assist社）で撮影した画像から、動作解析ソフトDIPP-Motion XD（ディテクト社）を用いてDLT法で3次元座標を算出した。インパクト時の最大足関節底屈角度はボールが足部から離れる前後10ms間、ボールスピードはボールが足部から離れた後10ms間の3次元座標から算出し各対象の平均値を求めた。各測定項目について、4条件間での差の検定は一元配置分散分析および多重比較を用い、危険率5%未満を有意とした。
【説明と同意】
本研究は広島大学大学院保健学研究科心身機能生活制御科学講座倫理委員会の承認を得て実施し、対象には研究に先立ち十分な説明を行い同意を得た（承認番号1013）。
【結果】
中足骨部を40Nで圧迫した際、キック測定前の他動的足関節底屈角度は0°群で-0.1±2.1°、15°群で14.3±2.0°、30°群で28.8±1.6°、テーピングなし群で55.8±3.2°となり、すべての条件間で有意な差が認められた（p<0.05）。インパクト時の最大足関節底屈角度は0°群で18.3±10.6°、15°群で26.9±6.8°、30°群で32.5±9.6°、テーピングなし群で41.1±11.5°となり、0°群と15°群間、15°群と30°群間、30°群とテーピングなし群間を除く各条件間に有意な差が認められた（p<0.05）。ボールスピードは0°群で20.5±2.1m/s、15°群で21.5±2.2m/s、30°群で22.6±2.0m/s、テーピングなし群で23.4±1.3m/sとなり、0°群とテーピングなし群の間のみに有意な差が認められた（p<0.05）。
【考察】
テーピングによって他動的足関節底屈角度とインパクト時の足関節底屈角度の両者をほぼ段階的に制限できていることを確認した。0°群でボールスピードが有意に低下したことから、過度の足関節底屈制限は正常なインステップキックを阻害することが分かった。これは足関節底屈制限によって、インステップキック時の関節相互での運動連鎖に支障が生じるためと考えられる。一方、15°群や30°群のような底屈制限はボールスピードに影響せず有痛性三角骨障害の誘引となる足関節底屈角度を回避できるものと考える。本研究では、テーピングなし群でインパクト時の底屈角度が他動的底屈角度まで10°以上の角度を残していたことは非常に興味深い。これは有痛性三角骨障害が生じるインステップキック時の足関節後面でのimpingementの発生とは解釈が異なるのではないか。今後はキック回数を増やすなど、実際のプレーを行いテーピング効果の持続について研究を進めたい。
【理学療法学研究としての意義】
サッカー選手の有痛性三角骨障害を予防するうえで、テーピングによる15°から30°程度の足関節底屈制限が、インステップキックのボールスピードを低下させず有効であることが示された意義は大きい。

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エタノールなどの有機溶媒を1mm分光光度計セルに入れ、そのセルの壁面に作成した吸収体に対してレーザー光を集光すると、気泡の生成と溶液中での安定なトラップが実現する。溶媒よりも屈折率の低い粒子（気泡）は勾配力が光強度が減少する向きに働き、トラップできないと言われる常識を破る現象であるが、我々は発生した熱により生じる表面張力勾配が、気泡を捕獲する力を生み出すことを解明した。

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【目的】
スポーツ動作時に膝関節が過度に外反することで，膝前十字靱帯損傷などのスポーツ外傷を起こしやすいことが指摘されている（Hewett et al. 2005）．そのため，膝外反をしないようにすることがスポーツ外傷を予防するうえで重要である．膝外反を起こす要因についてさまざまな報告がなされており，なかでも足部内側縦アーチの降下は脛骨の内側への傾斜を誘導し膝外反に影響を与えると考えられている．しかし，その多くは静止アライメントとしての内側縦アーチ高とジャンプ着地時の膝外反角度を比較したものであり，非荷重位から荷重によるアーチの変化とジャンプ着地によるアーチの変化の関連については明らかにされていない．本研究では，立位荷重による内側縦アーチ変化でジャンプ着地時の内側縦アーチ変化が予想できるかを調べることを目的とした．さらにジャンプ着地動作時の内側縦アーチと脛骨の内側傾斜角度，膝外反角度を調べた．
【方法】
対象は下肢に整形外科疾患がない女子大学生11名（年齢20.8±1.0歳，身長159.9±5.0cm，体重53.9±5.1kg）とした．課題動作を行う前に，座位（非荷重位）の内側縦アーチ角度（踵骨内側，舟状骨，母趾のなす角度）と立位（荷重位）での内側縦アーチ角度を測定した．課題動作として両脚ジャンプ後の片脚着地動作を行わせ，ハイスピードカメラ4台（FKN-HC200C：4Assist社製）にて動作を撮影した．対象に14個の反射マーカーを貼付し，三次元動作解析器（Frame-DIAS II：DKH社製）を用い，各マーカーの三次元座標値を求めた．得られた座標値からGroodらの方法（1983）を参照し，大腿，下腿のセグメントを設定した．それぞれのセグメントから膝外反角度，下腿の内側への傾斜角度を算出した．同時に先の4台と同期させたハイスピードカメラ1台にて撮影した画像から二次元の足部内側縦アーチ角度を算出した．統計学的処理として，荷重による内側縦アーチ角度とジャンプ着地時に最も内側縦アーチの降下が大きくなる際の内側縦アーチ角度の比較に対応のあるt検定を用いた．荷重による内側縦アーチ角度とジャンプ着地時に最も内側縦アーチの降下が大きくなる際の内側縦アーチ角度の関連を調べるためにピアソンの相関係数を用いた．危険率5％未満を有意とした．また，ジャンプ着地時の内側縦アーチ角度，脛骨の内側傾斜角度，膝外反角度の変化を時系列で分析した．
【説明と同意】
すべての対象に紙面により研究の目的と方法を説明した．同意を得られた対象は同意書にサインをし，研究に参加した．なお，本研究は広島大学大学院保健学研究科心身機能生活制御科学講座倫理委員会の承認を得て行った（承認番号：0915）．
【結果】
非荷重時から立位荷重による内側縦アーチ角度変化は5.8±2.9°であり，非荷重時からジャンプ着地時に最も内側縦アーチの降下が大きくなる際の内側縦アーチ角度変化は14.2±4.6°であった．ジャンプ着地時の内側縦アーチ角度変化のほうが有意に大きかった（p<0.05）．さらに荷重による内側縦アーチ角度変化とジャンプ着地時の内側縦アーチ角度変化の間に有意な正の相関関係が認められた（r=0.63，p<0.05）．また，ジャンプ着地時の内側縦アーチ角度変化を経時的にみると，ジャンプ着地の衝撃で内側縦アーチ角度が降下した後にそのまま降下し続ける対象7名と，アーチがむしろ上昇する対象4名に分類できた．これらの対象の脛骨の内側への傾斜角は，アーチが上昇する対象では，脛骨の内側傾斜角度の変化量が少ない傾向にあった．一方，アーチが降下し続ける対象は，脛骨の内側傾斜角の変化量が大きい傾向であった．
【考察】
本研究の結果から荷重による内側縦アーチ角度とジャンプ着地時の内側縦アーチ角度の間に有意な正の相関が認められた．このことから荷重による内側縦アーチの降下が実際の動作中の内側縦アーチ降下にも反映する可能性がある．内側縦アーチ角度と脛骨の内側への傾斜角度の変化をみると，ジャンプ着地の際に着地の衝撃で内側縦アーチ角度が最大となっても，その後アーチが上昇するような対象は，脛骨の内側への傾斜が少ない傾向であった．逆に，着地時の衝撃後も内側縦アーチが降下し続けるような対象は，脛骨の内側への傾斜角度が大きくなる傾向を認めた．よって単に内側縦アーチが最も降下した角度をみるだけでなく，動作中の内側縦アーチ角度変化をみることで，脛骨の内側傾斜との関連を探ることができる可能性が考えられる．
【理学療法学研究としての意義】
ジャンプ着地中の内側縦アーチ降下と脛骨の内側傾斜の間に関連を認めたことから，足部が下腿の傾斜や膝外反に影響を与えることが考えられる．よって，この結果からスポーツ選手のジャンプ着地時における膝外反の要因を考える一助となる可能性がある．

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　我々は、実測された微小液滴形状と、数値解析による界面形状との両者が一致する様に、三相接触円の半径や液滴高さ、重力と表面張力との比であるボンド数等のパラメータを最適化することにより、表面張力と接触角を同時に決定する手法を開発している。この手法を、振動板に設置されたCTAB/NaSal水溶液の微小液滴に適用することを試みた。振動板の位置により、液滴が受ける見かけの重力は変化する。したがって、その形状は常に変化するため、振動板が最も最下部に到達した瞬間に液滴形状を撮影した。この液滴形状と密度から、上述の方法を用いて動的な場における表面張力を決定した。得られた表面張力の値は、振動板の周波数によって変化することが分かった。

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電解加工領域を制限できる補助陽極を有した電解液吸引工具において，加工中に補助陽極として使用するグラファイト電極の消耗が確認されている．しかし，グラファイト電極が消耗するメカニズムは解明されていない．そこで本研究では，電解加工中の極間を観察可能な工具を作製し，電解液の流れや加工中に生成される気泡，グラファイトの脱落の様子を観察することで，グラファイト電極の消耗要因について検討した．

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