hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
寝たきりにならないための運動機能強化マシンの開発

研究の成果高齢者の場合,内臓疾患などの病気に罹り短期長期の治療になると,無事病気を克服しても気力や筋力の低下により,運動機能が低下し寝たきりになるケースが多く発生する。この寝たきりになるのを防止するために,寝た状態でも軽微な運動ができる「脚部運動装置」「腕部運動装置」「握力運動装置」を開発した。○具体的な内容・「脚部運動装置」と「腕部運動装置」両装置ともボールネジとステッピングモーターを組み合わせたアクチュエータを使用した。アクチュエータはマイコンで制御し,移動量と移動速度が変更可能なものとした。脚部の運動は,アクチュエータの足置き台に載せた足を前後する動きで脚部の曲げ伸ばしの補助をする。腕部の運動は,アクチュエータの水平の動きを垂直方向に変換し,手で握り棒を持つ腕の上げ下ろしの補助をする。また,両装置とも運動に合わせて,リズム音を発するようにした。これらは患者自身への運動の確認と,患者に対して運動を促す効果が認められた。・「握力運動装置」この装置は,ゴムボールとそれに取付けた空気室(1cm^3)から成る。空気室の一つの面に僅かなひずみを検出するひずみゲージを貼付けた。ゴムボールと空気室は中空パイプで接続した。この装置は,ボールを握る力に依らず,握力値と握る回数の測定を可能にした。これら三つの装置は,1台のマイコンにより制御しており,メニュー形式で運動種類を選択して運動を行う。また各運動のデータ(移動量,速度,回数など)は,パソコンへ無線通信で転送するとともに,データに日付と時刻を追加してテキストデータ化した。○意義および重要性高齢者が術後などに,軽微な運動により「やる気」と「体力維持」の相乗効果で社会復帰につなげることに意義がある。ますます高齢化社会が進むなか,体力維持の手段として非常に重要である。
安全な歩行を支援するクロ-ラ型デバイスの開発とソーシャルフレームワークの構築

本研究では,人々が安全に国土を歩行できるように支援する手段として,路面情報を「調査・収集・提供可能なシステム」の開発を目的とする.具体的には,傾斜などの路面情報を広域的に収集するための「クローラ型情報収集デバイス」と,人々が互いに情報提供しあうための「ソーシャルフレームワーク」の一部として,「口コミ情報収集アプリケーション」の開発を行った.これまでにクローラ本体の一次試作・二次試作が完了し,取得した路面情報を傾斜角度に応じて色分けし,GoogleMaps上に表示することで,ひと目で傾斜の緩急を把握することが可能となった.自分の足で歩き,人々と交流を持つことは,体力面のみならず精神面での健やかさを維持するために重要であるが,転倒・転落などが原因でその機会を失う人達もいる.本研究では,人々が安全に国土を歩行できるように支援する手段として,路面情報を「調査・収集・提供可能なシステム」の構築と運用を目的とする.具体的には,傾斜などの路面情報を広域的に収集するための「クローラ型情報収集デバイス」の開発と,人々が互いに情報提供しあい,日々最新の路面情報を維持することを支援する「ソーシャルフレームワーク」の一部として,「口コミ情報収集アプリケーション」の開発を行った.クローラ型情報収集デバイスは,把持用スティックを取り付けたキャスター付きの台座とAndroid端末で構成し,路面を転がすだけで路面情報を取得できる.また,Android端末と路面を平行に保つことができ,正確に傾斜情報を取得可能である.これまでにクローラ本体の一次試作・二次試作が完了し,仙台市青葉区中山地区を対象とした路面情報収集の予備実験を終えている.また,取得した路面情報は,傾斜角度に応じて色分けしてGoogleMaps上に表示することで,ひと目で傾斜の緩急を把握することが可能となった.現時点では,GoogleMapsへの情報登録を手動で行なっているが,自動登録機能を実装することで,さらに実用的なシステムを構築できると考える.口コミ情報収集アプリケーションは,傾斜等の路面情報から分からない情報(「地割れがある」「雨天時は滑りやすくて危険」といった情報)を収集するためのアプリケーションであり,スマートフォンを地面に置いて口コミ情報を登録すると,路面の傾斜情報も同時に収集可能となっている.本研究では,人々が安全に国土を歩行できるように支援する手段として,路面情報を「調査・収集・提供可能なシステム」の開発を目的とする.具体的には,傾斜などの路面情報を広域的に収集するための「クローラ型情報収集デバイス」と,人々が互いに情報提供しあうための「ソーシャルフレームワーク」の一部として,「口コミ情報収集アプリケーション」の開発を行った.これまでにクローラ本体の一次試作・二次試作が完了し,取得した路面情報を傾斜角度に応じて色分けし,GoogleMaps上に表示することで,ひと目で傾斜の緩急を把握することが可能となった.自分の足で歩き,人々と交流を持つことは,体力面のみならず精神面での健やかさを維持するために重要であるが,転倒・転落などが原因でその機会を失う人達もいる.本研究では,人々が安全に国土を歩行できるように支援するための情報を「調査・収集・提供可能なシステム」の構築と運用を目的とし,傾斜などの路面情報を広域的に収集するための「クローラ型情報収集デバイス」の開発と,人々が互いに情報提供しあい,日々最新の路面情報を維持することを支援する「ソーシャルフレームワーク」の一部として,「口コミ情報収集アプリケーション」の開発を行った.クローラ型情報収集デバイスは,把持用スティックを取り付けたキャスター付きの台座とAndroid端末で構成し,路面を転がすだけで路面情報を取得できる.また,Android端末と路面を平行に保つことができ,正確に傾斜情報を取得可能である.これまでにクローラ本体の一次試作が完了している.口コミ情報収集アプリケーションは,傾斜等の路面情報から分からない情報(「地割れがある」「雨天時は滑りやすくて危険」といった情報)を収集するためのアプリケーションであり,スマートフォンを地面に置いて口コミ情報を登録すると,路面の傾斜情報も同時に収集可能となっている.取得した情報はGoogleマップ上に表示可能にするとともに,高齢者や小児でも傾斜情報を容易に把握できるような専用デバイスを開発する.これにより,スマートフォン以外のデバイスによる傾斜情報の閲覧を可能にする.震災の影響でH23年度の研究開始が遅れたことと,冬の降雪量が多かったために,屋外での路面情報収集試験を行うことが困難だったために構築したアプリケーション及びクローラの実地試験を十分に行うことが出来なかった.そのため,H24年度に実施予定だった内容の一部をH23年度に実施することで対応した.まず,H23年度に完了しなかった「クローラ用Androidアプリケーション」の開発を進め,市街地の路面情報収集テストを実施する.クローラ型デバイスの検証が完了次第,クローラ型デバイスの量産を行い,より広範囲の情報収集試験を行う.また,H23年度に前倒しで開発した「口コミ情報収集アプリケーション」と連動する情報共有サーバを構築し,「ソーシャルフレームワーク」の基本機能を実現していくと共に,収集した情報を効果的に提示するための手法について試作と評価実験を行っていく.H24年度には,以下の目的で予算を使用する予定である.・クローラ型デバイスの2次試作と量産のための部材費・情報提示専用デバイス試作用の部材費・評価実験の協力者に対する謝金・成果報告のための学会参加旅費
酸素ストレス応答性NF-κB活性化機構の解明-チロシンキナーゼ系との関わり

酸素ストレス応答性NF-κB活性化の分子機構を明らかにする目的で、過酸化水素によりNF-κB活性化が観察される細胞を調べたところ、ヒトT細胞系癌細胞Jurkatなどの細胞では、全く活性化が認められなかったが、上皮増殖因子(EGF)受容体を高発現するA431細胞では、顕箸な活性化が観察された。そこで、A431細胞を材料に過酸化水素依存性のNF-κB活性化経路についての検討を進めた。その結果、A431細胞では、EGF、過酸化水素により、NF-κB活性化が持続的に進むこと、EGFによるNF-κB活性化には、EGF受容体のチロシンキナーゼ活性が必要であるが、過酸化水素による活性化には、EGF受容体のチロシンキナーゼ活性は必要ないことがわかった。また、過酸化水素、EGFはいずれも、IKKα、IKKβ、IKKγの3つのサブユニットからなるIKK複合体を活性化し、p65(RelA)サブユニットを含むNF-κB活性化を導く、いわゆる"canonical pathway(classical pathway)"を活性化していることがわかった。酸素ストレスとの関連性が報告されている種々のキナーゼ阻害剤の効果を検討したところ、Src family kinase阻害剤、PKC分子種それぞれに対する選択的阻害剤、PKD阻害剤はいずれも酸化水素によるNF-κB活性化を抑制しなかった。これに対して、細胞内アクチン骨格と相互作用するドメインを有するユニークなチロシンキナーゼAb1に対する阻害剤が、過酸化水素、EGFによるNF-κB活性化を顕著に阻害した。今後は、Ablが多段階を経て進むNF-κB活性化経路のどの段階を阻害しているかを検討するとともに、なぜ酸素ストレスが誘発するNF-κB活性化に細胞種依存性が見られるのかについて、明らかにする必要がある。上皮増殖因子(Epidermal Growth Factor ; EGF)受容体を高発現する上皮系腫瘍細胞A431を過酸化水素で処理後、核抽出液を調製し、Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA)を行ったところ、NF-κBの活性化が確認できた。A431細胞は、EGF刺激によってもNF-κBの活性化を引き起こし、EGF受容体のチロシンキナーゼ活性を特異的に阻害するAG1478処理により、この活性化は消失した。過酸化水素によるNF-κBの活性化に伴い、EGF受容体のチロシンリン酸化が引き起こされているかどうかを検討する目的で、過酸化水素処理後のA431細胞より調製した細胞抽出液を試料として、抗ホスホチロシン抗体によるイムノブロッテイングを行ったところ、リガンドであるEGF非存在下にも関わらず、EGF受容体のチロシンリン酸化が認められた。しかし、過酸化水素によるNF-κBの活性化はAG1478によって阻害されなかった。このことから、過酸化水素はEGF受容体のチロシンリン酸化を亢進するが、過酸化水素によるNF-κB活性化にはこのEGF受容体のチロシンリン酸化は直接関わっていないことが明らかになった。過酸化水素に感受性の分子として、さまざまなホスファターゼが標的となっているという報告がある。そうしたホスファターゼの一つにポリホスホイノシチドに対するホスファターゼであるPTENが知られている。細胞内のポリホスホイノシチドの量はイノシトールリン脂質をリン酸化するPI-3-キナーゼと脱リン酸化するPTENのバランスにより決定される。すなわち、PTENの阻害はポリホスホイノシチド量の上昇を引き起こし、PI-3-キナーゼの阻害は低下を引き起こすと考えられる。

A431細胞をあらかじめPI-3-キナーゼ阻害剤のLY294002で処理しておくと、過酸化水素によるNF-κBの活性化が抑制されたことから、過酸化水素がPTENを阻害することにより、ポリホスホイノシチド量の上昇を促し、その下流でNF-κBの活性化が引き起こされる可能性が示唆された。酸素ストレスによりNF-κBが活性化されるという報告が従来よりなされているが、細胞外から加えた過酸化水素に応答してNF-κB活性化が強く引き起こされる細胞がある一方、活性化が全く認められない細胞が存在する。受容体型チロシンキナーゼである上皮増殖因子(Epidermal Growth Factor ; EGF)受容体を高発現する上皮系腫瘍細胞A431は、EGF刺激によりNF-κBが活性化するというユニークな性質を有しており、同時に過酸化水素処理によっても強くNF-κBが活性化する。そこで、チロシンキナーゼ系下流のシグナル分子とNF-κB活性化経路との接点を探った。A431細胞をEGFまたは過酸化水素で処理すると、IKKα、IKKγを含むIKK複合体が速やかに活性化した。また、EMSA法によるNF-κB活性化検出の際に、NF-κBサブユニットのひとつであるに対するp65抗体を添加したところ、バンドがシフトしたことから、EGFまたは過酸化水素処理によって、IKKによるIκBαのリン酸化を介する、いわゆるcanonical pathwayを経てp65/p50 heterodimerのNF-κBを活性化することがわかった。酸化ストレスとの関与が報告され、チロシンキナーゼ系と接点のある情報伝達分子について、選択的阻害剤を用いて関与の有無を検討したところ、前年度の検討では、PI-3 kinaseの阻害剤であるLY294002が弱いながらも阻害効果を示し、PI-3 kinaseの関与が考えられたが、LY294002以外のPI-3 kinase阻害剤を検討したところ、全く阻害が見られなかったことから、A431細胞における過酸化水素によるNF-κB活性化にPI-3 kinaseは関与していないことが明らかになった。PKCについては、PKCα、β、γ、δ、ε、μ、ξは、いずれもEGF、過酸化水素によるNF-κBの活性化に関与していないことがわかった。また、PKDおよびSrcについては、酸素ストレスの下流でSrcが活性化し、その下流でPKDの活性化を経て、NF-κBの活性化が導かれるという報告があるが、PKD、Srcいずれの阻害剤もNF-κBの活性化を全く阻害せず、両者の関与はないことが示唆された。一方、アクチン細胞骨格に結合し、酸素ストレスの下流で活性化することが知られているチロシンキナーゼAblに対する阻害剤は、NF-κBの活性化を有意に阻害した。
視覚障害者の音源定位及び反響定位測定の定量的評価と定位スキル向上に関する研究

本研究では、視覚障害者の音源定位能を計測する方法の開発、視覚障害の音源定位能の晴眼者との比較、視覚障害の程度と音源定位能の関係を検討した。その結果、視覚障害者の音源定位能を正確に計測するには、よく用いられる顔向け法に比べて回転いす上で体幹を音源に向ける方法、また身体を中心にして水平に置いた分度器を用いて触覚的に示す方法が有効であった。これらの方法で晴眼者と視覚障害者の音源定位能を比較すると、視覚障害者が晴眼者を上回っていた。また2音源弁別法を用いて、障害の程度と音源定位能の関連をみると、全盲者が最も高く、晴眼者、弱視者の順で続いた。本研究では、視覚障害者の生活を支援する聴覚を利用する福祉機器等の開発に当り、障害特性に合致した適切なものを提供するため、視覚障害者の聴覚特性について検討する。この目的に沿って特に以下の課題について研究を実施する。(1)視覚障害者の音源定位特性を晴眼者との比較において明らかにする。(2)晴眼者、視覚障害者に対して共通に適用できる音源定位能の計測手段を開発する。(3)従来の主観計測による音源定位計測法の問題を克服するため、脳波(事象関連電位、)計測による判定の可能性を検討する。(4)視覚障害者の反響定位特性の定量的計測法の可能性を検討する。(5)視覚障害者の音源定位及び反響定位特性に基づく、フィードバック訓練システム及び音響ナビゲーションシステムの検討を行う。視覚障害者の音源定位特性を正確に測るための手法の開発と評価を行った。実験は半無響暗室で行った。被験者は6名の視覚障害者で、内訳は全盲者が2名、弱視者が4名であった。被験者が音源位置を指示するために、3つの方法を用いた。1つは音源方向に顔のみを向ける顔向け法で、3次元位置計測システムを用いて頭部の回転を測定した。2つ目の方法は、回転いす上で音源に胴体を向ける体幹向け法であり、回転角度は光学的に計測した。3つ目の方法は、固定椅子に着座した被験者が、前方水平に中心が被験者の中心と一致するように置かれた180度の分度器の5度間隔の突起を、手指により選択指示する分度器法とした。音源には合計7個のスピーカーを用い、被験者の着座位置の前方2mにおいて0度、±20度、±40度、±80度になるように円弧状に設置した。試験音には、1.0kHzの純音を用い、持続時間は200msとし、音量はスピーカーの前方2mで62dB(A特性)になるよう設定した。試験音の提示は、何れか1個のスピーカーをランダムに選び、同一試験音を時間差(800ms)を設けて2回吹鳴させた。被験者は試験音の呈示後、直ちに音源方向を指すように指示した。1人1指示方法あたり28試行行った。本研究の結果、いずれの指示方法においても、正面から左右への誤差は概ね対称的であることが認められた。また、いずれの方法もスピーカー角度±80度では過小評価傾向を示すことが認められた。正面付近(-40度から+40度の範囲)で最も精度が高かったのは体幹向け法で、周辺部(-80度と+80度)で最も精度が高かったのは触覚分度器法であった。顔向け法は特に周辺部で精度が低かった。本結果から、前方全体(-80度から+80度)を考慮した場合、視覚障害者の音源定位状態を最も正確に表現できる指示方法は、体幹向け法及び触覚分度器法であることが分かった。(目的)視覚障害者は日常生活における聴覚情報への依存度が高いため、視覚障害者の音源定位能力は晴眼者より優れているとみなされているが、従来の研究結果は必ずしも一致していない。本研究では、視覚障害者と晴眼者の音源定位特性を2音源弁別法を用いて比較し、さらに視覚障害の受障時期や残存視力の影響についても検討を加えた。(方法)被験者は視覚障害者22名(早期受障者15名、内全盲8名、弱視7名、後期受障者7名、内全盲4名名、弱視3名)と、晴眼者22名とした。実験は半無響暗室で行い、被験者正中を中心に、被験者から3m離して左右同一角度のスピーカー(SP)を4対(SP間角度6、10、14、18度)、円弧状に置いた。

試行はSPの1対から、時間差をつけて試験音を各1回ずつ吹鳴させた。試験音は純音4種類で、音量は60dBとした。評価は音源が2箇所と回答し、かつ確信度が高い場合を「正答」、それ以外を「誤答」として、SP間角度と正答率の関係を求めた。(結果)音源弁別能力は、視覚障害者が全ての試験音において、ほとんどのSP間角度で晴眼者よりも正答率が高いか同程度であった。早期受障者と後期受障者に分けて音源弁別能を比較すると、早期受障者が多くの試験音において後期受障者よりも小さいSP間角度で高い正答率を示した。また全盲と弱視者の音源弁別能を比較すると、全盲者が全ての試験音において、ほとんどのSP間角度で弱視者よりも高い正答率を示した。(結論)これらの結果から、視覚障害者は晴眼者よりも高い音源弁別能を有する事が認められた。また視覚障害者を受障時期で分けた場合、早期受障者の方が高い弁別能を有し、低年齢時の視覚情報の有無が音源弁別能力に影響を与える可能性が示された。また全盲者は弱視者より高い音源弁別能力を有しており、弱視者の残存視力が音源弁別能力の向上を阻害する可能性も示された。20年度の研究では、視覚障害者の音源体スキルの検討と人の音源定位メカニズム解明のための検討を行なった。先ず、音源定位については従来研究の少ない距離弁別能力を音聴取者の前面(正中)方向及び側方(冠状面)の2方向について2音源弁別法により検討した。実験は対照を一回吹鳴させ、その後試験音を対照の前後あるいは左右で吹鳴させ、対照との位置の違いの有無と対照に対して手前か奥かを判定させた。その結果、全体的な傾向として対照と試験音源の距離が増すほど弁別率は上がり、試験音が対照音源より手前、すなわち被験者に近づく方が逆よりも高いことが示された。この傾向は晴眼者、視覚障害者共同様であった。晴眼者、視覚障害者間の差異については、正中面、冠状面方向の前後共、視覚障害者が晴眼者を上回るか、同等であるという結果が得られ、前年度に得られた視覚障害者の音源定位能力が晴眼者を上回っているという知見を支持する結果が得られた。更に、視覚障害者の音源定位のスキルを計測し、メカニズムについて追究するための方法開発に関わる検討を行なった。一つは純音と多数の周波数成分を含んだ音源(ホワイトノイズ)に対する弁別能力を図る目的で、ヘッドトルソシミュレーターを用い、音源聴取者が一般的に不得意とする前後方向の音源弁別に複合周波数音がどの様に関与しているかを検討した。その結果特に判別難易度が高い純音の場合には前後が単に音量の差としてのみあらわれるのに対して、難易度が低いホワイトノイズを用いた場合には耳介等による干渉の影響とみなされる可聴周波数領域における量的差異が生じており、それが前後判別を容易にしている可能性が窺われた。平成21年度研究においては、晴眼者の音源定位スキル向上に関する検討を行った。また音源定位時の確信度を測るために、脳波、心拍などの生理学的指標も併せて検討を行った。人が一つの音源に定位する際には、頭部や身体を静止させて聞き入る体勢を取ることが観察され、視覚障害者が道路横断時に音響誘導装置を利用する際にもそれは例外ではなかった。近年、我々が開発したナビゲーション音響信号機が全国に普及しつつあるが、これは前方の音源に定位して進行方向を定めるものであり、音源定位の正確さが要求される。しかし、静止して音源からの信号を聞くという事は定位精度の観点から有利な方法ではないと推測される。そこで、音源を断続的に吹鳴させる際に、頭部を固定して聴取する、頭部を回転させて聴取する条件での比較を行い、聴取法の影響を計測することを試みた。その結果、音源定位時に頭部を回転させて異なる位置での聴取を複数回行う事によって音源定位精度は有意に向上した。また静止して定位する際に頻繁に発生する前後方向の誤りはほぼ皆無になった。この際の音源定位の確信度と生理的指標(脳波)には関連があると認められた。
高品質音声を伝達する人工内耳用スピーチプロセッサーの開発研究

本研究は、人工内耳の体外装置として使用されるスピーチプロセッサに新しい方式を提案することを目的に行われた。従来用いられてきた方式のうち、ホルマントとピッチを伝達する方式は、スペクトルを伝達する方式よりもシャープな音声イメージを与えるにも拘わらず、明瞭度試験では劣ることに着目し、前者に対し精度の高いホルマント推定法を適用する可能性について検討した。初年度は、我々が電話音声の補聴器のために考案したホルマント推定法を、従来法と比較した。/VCV/音声のホルマント軌跡についての判定と正弦波合成音の聴取試験の結果は、提案法がはるかに優れていることを示した。次年度は、提案法にしぼり、蝸牛内の信号伝達をピッチパルス列によるQ=5の帯域フィルタ駆動と仮定し、ホルマントを中心周波数とする帯域フィルタの形状と連続的または離散的フィルタ配置による条件を与えた合成音声の聴取試験から、健聴者による明瞭度推定を行った。その結果、22電極に対応して、ホルマントをメル尺度上で等間隔に量子化した場合でも、/VCV/音節の子音明瞭度は64[%]程度であり、会話等ではほほ十分な情報を伝達できることが分かった。最終年度の目標は、電話音声の制約を除去本研究は、人工内耳の体外装置として使用されるスピーチプロセッサに新しい方式を提案することを目的に行われた。最終年度の目標は、電話音声の制約を除去本研究は、22個の電極を有する人工内耳で伝達する音声情報として第1、第2ホルマント周波数とその振幅、及びピッチ周波数を用いることを前提に、その抽出方式を検討し、高品質の音声を伝達し得るようにスピーチプロセッサーを改良、実現することを目的としている。本年度は、現在実用化されている人工内耳の音声パラメータの符号化モジュールをインターフェースとし、コンパクトなスピーチプロセッサーに用い得るホルマント抽出方式として、逆フィルタ制御法の適用を提案し、計算機シミュレーションにより従来法と比較した。比較は、男女声の/VCV/音声サンプルを用いた分析とその抽出ホルマントによる合成音声の聴取テストで行われた。我々の開発した逆フィルタ制御法は音声生成過程に基づいたホルマント抽出法であり、原理的に固定フィルタを用いる従来法よりも優れていることが多数の分析例で示された。即ち、サウンドスペクトログラムとの比較において精度・安定性ともに優れていることが分かった。つぎに、抽出ホルマントを用いた合成音声の聴取テストによる評価を行った。音声は人工内耳で伝達される情報のみで合成され、2つのホルマントのそれぞれに一致する周波数の正弦波をピッチによる脈動を含む振幅包絡波で変調した後、係数をかけて加算する方式を用いた。/VCV/音声に白色雑音を加えてS/N比を変えてホルマント抽出と合成を行い、その聴取による明瞭度を調べた。逆フィルタ制御法によるホルマント周波数の場合にはS/N比20%以上で母音はほぼ完全に理解され、子音の明瞭度は5070%であった。この結果は、従来法に比べ、1020%高く、逆フィルタ制御法によるホルマント抽出をスピーチプロセッサに用いることが、高品質音声の伝達に有効であると推測される。本研究は、人工内耳の伝達するホルマント情報を精度の高いものとするために、スピーチプロッセッサの方式を改善することを目的に、シミュレーションによる客観的/主観的評価によって比較したものである。客観評価はホルマント抽出精度を4つの方式((1)LPC法、(2)Fl-F5を抽出する逆フィルタ制御法(IFC5)、(3)(2)を簡略化してF1-F2を抽出する逆フィルタ制御法(IFC2)、(4)従来の人工内耳に実用化されている方法(WSP法))について行った。(3)は我々が(4)の代替法として提案する方法である。男性話者60人による日本語5母音を用いたホルマント抽出結果によると、IFC5がLPC(14次)より高精度であり、基準とすることの妥当性を与えた。次に、IFC5を基準としてIFC2とWSPを比較し、IFC2がはるかに高精度であることを証明できた。更に、IFC2法の主観評価として、人工内耳の受信部で形成される刺激のもつ音声情報を音として判定するときの音韻性、自然性について検討した。蝸牛殻へ挿入された電極に抽出パラメータを伝送する状況を想定したとき、そこにホルマントを中心周波数とするBPF(Q=6)が存在するという仮定を設けてピッチパルス列に対する応答を加算すると音声が合成できる。

この方法で、BPFが、(1)声道共振フィルタ(周波数連続)、(2)バターワースフィルタ(周波数連続)、(3)バターワースフィルタ(電極位置の離散的周波数)の場合を仮定して、その合成音声の品質を評価した。(1)から(3)へ実際の信号伝達に近づくにつれ、品質はやや劣化するが、それでも母音はほぼ100%,子音は70%の明瞭度で、十分にコミュニケーション可能な状況となることが分かった。22チャンネルの蝸牛内電極へ音声パラメータを伝達する人工内耳のスピーチプロセッサにおいて、ホルマントやピッチを推定するのに、現在の方式では原理的に誤差が大きく、それが異質で不安定な音色を形成することが予想される。本研究の目的は、人工内耳用スピーチプロセッサに対する簡略化した逆フィルタ制御ホルマント推定法の適用の可能性を探ることである。まず、広帯域の音声信号からホルマント周波数を推定する一般化された逆フィルタ制御法の精度を、LPC法と比較した。成人男女各100名の単母音から男声では、F1-F6,女声では、F1-F5の推定を行って、第1、第2ホルマント周波数(F1,F2)を用いる場合、LPC法の次数や制限帯域幅の様々な条件のどれよりも精度がよく、誤り率は、2.1-2.5%であることが確認された。次に前年度までに検討された電話帯域音声の単共振分解方式に用いたF1,F2推定法の人工内耳への適用に関して、より実用化に近い合理的なシステムの検討に入った。そのシステムは、電話音声の制約におけるピッチ抽出のやや複雑な論理判定、男女声判定および回帰式によるF3推定などの処理を除外してピッチとホルマント周波数の推定ルーチンを直結するものである。本研究ではホルマント推定ブロックの逆フィルタをピッチによって直接制御する方式を想定して、男声と女声のそれぞれに対する最適なホルマント推定を行う逆フィルタシステム構成を検討した。多数話者の音声分析により、誤りを小さくする構成とパラメータを試行錯誤的に求めた。最適とみなされる結果は、詳細分析を行う逆フィルタ制御法を基準として、誤り率は男声4.9%,女声8.8%、また、分布自体もまとまりのよいものであることを示し、実用化に対する期待を抱かせた。
東日本大震災における遺族への心理社会的支援プログラムの開発と検証に関する研究

大規模災害後の行方不明者を含む遺族やその支援者のための支援プログラムの開発と検証に努めた。被災地支援者のニーズ・ストレス調査をもとに、行方不明者を含む遺族支援、支援者のストレス対策の研修会を実施し成果を得た。岩手、宮城、福島で子どものグリーフプログラムを開発、実施した。複雑性悲嘆の集団認知行動療法を開発し、その有用性を検証した。Wagnerによる認知行動療法プログラムの日本語版を開発し、インターネットによる複雑性悲嘆の治療プログラムの開発研究を実施した。P. Boss博士の「あいまいな喪失」の書籍を翻訳した。各成果発表については学会・学会誌等で報告、論文化した。「研究の目的」本研究の目的は、東日本大震災で突然家族を喪った遺族への心理社会的支援プログラムを開発し、そのプログラムを検証することである。「研究実績」〈支援者研修プログラム〉遺族支援および行方不明者家族支援のための講座を開催した。特に行方不明者家族の支援については、第一人者であるP-Boss博士を招聘し、ワークショップを実施した。行方不明者家族支援のためのミーティングを実施し、現状把握につとめた。また、支援者の共感性疲労についての講座を実施し、アンケート調査を実施した。遺族支援者のためのwebサイト(http://jdgs.jp/)の更新・管理、行方不明者家族支援のためのwebサイト(http://al.jdgs.jp/)の作成および管理を行った。震災直後の支援プログラム作成のため、日本赤十字社こころのケアチームスタッフにアンケート調査を実施した。〈遺族.遺児支援プログラム〉岩手、宮城、福島の3県および札幌に避難している遺児と保護者のためのケアプログラムを実施した。また、ケアプログラム実施のためのスタッフ養成研修を実施した。グリーフプログラムをまとめられるディレクターの養成も行った。現在実施しているケアプログラムの評価のためのツール開発の検討を行っている。〈複雑性悲嘆の認知行動療法プログラム〉集団プログラムについては、東日本大震災の被災者の遺族の状況と支援の現状について聞き取りと意見交換を行った。複雑性悲嘆の認知行動療法の開発者であるKatherine Shear教授の助言を受け、集団療法プログラムの開発を行った。インターネット療法プログラムについては、医療受診の困難な遺族や遠隔地在住の遺族には、対面式の治療だけでなく、より多くの遺族が利用できるその他の治療の必要性である。本年は、被災者遺族の実情に関する情報収集を中心に検討を行った。本研究は東日本大震災で突然家族を喪った遺族への心理社会的支援プログラムを開発することである。プログラム開発においては、以下の3つのプロジェクトに分かれて研究を実施している。1.支援者研修プログラム:(1)遺族支援のための講座、(2)「あいまいな喪失」に関する事例検討会、(3)過去の震災の経験を学ぶシンポジウム、(4)支援者のストレス緩和のための講座を実施した。支援者のストレスや共感性疲労に関しては、データを分析し論文化しているほか、あいまいな喪失に関しても、その支援者支援の方法をまとめた。被災地の遺族および行方不明者向けのウェブサイトは、適宜、情報の更新をはかった。2.遺族・遺児支援プログラム:仙台市および陸前高田市で各月に2回子どものグリーフプログラムを実施し、同時に保護者の会も開催した。また宮古市及び釜石市でも一人親家庭の分ち合いの会やパパクッキングを地元自治体と開催した。福島市、いわき市においては勉強会などを開催し今後グリーフプログラムを展開する予定である。3.複雑性悲嘆の集団認知行動療法・筆記を用いた認知行動療法プログラム:複雑性悲嘆の集団認知行動療法のプログラム(全6回)をShearら(2005)の複雑性悲嘆療法やResickら(2002)の認知処理法等を基に開発した。このプログラムの安全性と内容の修正のために、健常大学生・大学院生10人に実施した。プログラム中に有害事象の訴えはなかった。Wagner(2006)らの開発した複雑性悲嘆のための筆記を用いた認知行動療法プログラムを邦訳したプロトコルをもとに、全10回(週2回、45分間の筆記)のメールを用いた筆記課題を施行した。全プログラムを5名の参加者が終了している。全参加者に、複雑性悲嘆、うつ症状の軽減がみられた。東日本大震災で大切な人を喪った方への心理社会的支援プログラムの開発について、3チームの研究実績概要は以下の通りである。1.支援者研修プログラム:ポーリン・ボスの提唱するあいまいな喪失の事例検討会を継続して実施した。6つのガイドラインを使った研修会は現地のニーズにそっており、終了後の参加者の意見においても、実践に活用し効果を得ているとの回答が得られた。研修会終了後のアンケート調査でも、おおむね80%以上の満足度は得られた。Webサイトでも継続して支援者向けの情報発信を行なっており、継続的なアクセスも得られている。

2.遺族・遺児支援プログラム:子どものグリーフプログラムを仙台・福島・陸前高田・宮古・釜石でNPO法人子どもグリーフサポートステーションの協力で開催。保護者のサポートを行うとともに地元企業と連携で学習支援も展開する。Skypeによる遠隔からの学習支援が功を奏したケースもあった。震災から4年が経過し、子どもたちが成長する中、支援の課題も変化している状況にある。今後はPTG(外傷後成長)も視野に入れた評価が必要となる。3.複雑性悲嘆の集団認知行動療法・筆記を用いた認知行動療法プログラム:本研究チームが開発した複雑性悲嘆の集団認知行動療法のプログラム(全6回)の安全性と有用性について検討を行った。健常大学生・大学院生の結果をもとにプログラムの内容を修正し、遺族のケアに関わる支援者(2団体)14人(2グループ)に実施した。プログラム中に有害事象の訴えはなかった。筆記を用いた認知行動療法は、複雑性悲嘆に焦点を当てた筆記課題を行う認知行動療法プログラム(全10回)の日本語版を開発し、専用ウェブサイトにより募集を行った。参加条件に合致し全回完遂が可能であったのは中程度の複雑性悲嘆を有する遺族研究協力者14名であった。プログラム中の有害事象の訴えは見られず有効性が認められた。26年度が最終年度であるため、記入しない。社会福祉学26年度が最終年度であるため、記入しない。支援者支援プログラムについては、遺族・行方不明者家族の支援者への研修を実施し、現地のニーズ把握に努めいる。支援者の共感疲労について調査し、支援者支援の検討をしている。遺族・遺児支援プログラムについては、各地でプログラムを展開し、プログラム評価を検討している。複雑性悲嘆の認知行動療法プログラムについては、当初の予定通り集団療法プログラム開発し、次年度にプログラムの洗練を行う予定である。研究の進捗状況については、各プロジェクトによって、少し異なっている。以下、プロジェクトごとの達成度についての詳細を記載する。1.支援者研修プログラム:被災地の支援者向けに実践している研修は、理論と実践を踏まえ、さまざまな角度から実施した。悲嘆講座は、理論と実践の両面を網羅し、最新の悲嘆研究やセルフケアについて等、参加者の幅広いニーズに対応した形で実施した。また、あいまいな喪失に焦点をあて、被災地の事例をもとに、アメリカのP.Boss博士にスカイプでコンサルテーションを受けた。過去の震災から学ぶという視点で、阪神・淡路大震災や中越地震、中越沖地震、長野県北部地震での支援者で構成されたシンポジストでシンポジウムを開催した。共感性疲労に焦点をあてた研修会も開催した。ほぼ想定していた人数の参加者に来ていただき、参加者から高い評価を得た。支援者のストレスや共感性疲労に関しては、データを分析し、論文化しているほか、あいまいな喪失に関しても、その支援者支援の方法をまとめた。
膜分離法を利用する難分解性物質含有廃水の高効率処理システムの構成に関する研究

種々の汚濁物質を含有する一般廃棄物埋立地浸出水の水質特性を明らかにするとともに、同浸出水処理に膜分離法を適用し、各種膜の溶質分離特性に関する検討を合わせて同法浸出水処理方法としての評価を行った。得られたおもな結果は次の通りである。1.実浸出水中には難分解性有機物としてのCOD物質や窒素化合物、高濃度の塩類が含まれていた。CODは実処理プラントの処理水中に45%程度残存し、既存処理法では十分に除去されないことが明らかとなった。また、処理の進行にしたがい全有機ハロゲン化合物生成能はある程度低減されたが、全トリハロメタン生成能はあまり低減されなかった。2.実浸出水の逆浸透法の処理では含まれるほとんどの汚濁物質が除去され、有機ハロゲン化合物生成能も94%以上が削減された。したがって、処理性の観点からは逆浸透法は既存の方法よりも優れていたが、イオン状シリカ等による膜の目づまりが懸念された。3.実浸出水を低圧逆浸透膜により処理したところ、有機物と塩類は既存処理法以上に除去された。ただし、溶解性の窒素化合物を除去するために、前段で生物学的窒素除去を行うことが望ましいと判断された。4.低圧逆浸透膜による溶質分離能は、膜の荷電性と溶質のイオン性とから定性的な説明が可能であった。ただし、無機成分の混合系では2価カチオン共存によるイオン阻止率の低下が著しく、このような共存カチオンの効果を考慮する必要がある。5.低圧逆浸透法は、擬集-砂ろ過-活性炭処理の一連の物理化学的処理法のを代替法となり得るとともに、無機塩類除去もある程度可能であることが明らかになり、「膜分離活性汚泥法-低圧逆浸透法」あるいは「従来の生物処理法-低圧逆浸透法」を主体とする処理方式を新たに構成し得ると考えられた。種々の汚濁物質を含有する一般廃棄物埋立地浸出水を対象として、その水質特性を明かにするとともに、同浸出水処理に膜分離法を適用し、既存処理法(生物処理-凝集-砂ろ過-活性炭処理)と処理効果を比較しながら同法の浸出水処理方法としての評価を行った。また、塩類除去については電気透析法についても検討を加えた。得られたおもな結果は以下の通りである。1.実浸出水中には難分解性有機物としてのCOD物質や窒素化合物のほか、高濃度の塩類が含まれていた。調査したところ、CODは実処理プラントの処理水中に45%程度残存し、既存処理法では十分に除去されないことが明らかとなった。3.実浸出水をルーズ逆浸透膜により処理したところ、有機物と塩類は既存処理法以上に除去された。4.電気透析法による実浸出水及び1価や2価の塩類を含む模擬無機混合液の処理では、いずれも塩の種類にかかわらず高効率の除去(濃縮)が可能であった。また、実浸出水に含まれる有機物はほとんど除去されなかったが、アンモニア性窒素が大半を占める窒素化合物については50%近くが除去されることがわかった。

5.低圧逆浸透法は、擬集-砂ろ過-活性炭処理の一連の物理化学的処理法のを代替法となり得るとともに、無機塩類除去もある程度可能であることが明らかになり、「膜分離活性汚泥法-低圧逆浸透法」あるいは「従来の生物処理法-低圧逆浸透法」を主体とする処理方式を新たに構成し得ると考えられた。注目を集め始めている低圧逆浸透法のとくに無機塩類の透過特性について検討するとともに、焼却灰模擬浸出水を対象にとして、膜分離活性汚泥法と低圧逆浸透法による処理を行い、これらの膜分離法を適用する場合の処理プロセスについて考究した。得られたおもな結果は以下の通りである。1.低圧逆浸透膜による1価カチオンの分離では、PH5付近で阻止率が最低となったが、pH>5,pH>5では、阻止率が高くなった。これは膜の荷電性と溶質のイオン性とから定性的な説明が可能であった。ただし、無機成分の混合系では2価カチオン共存によるイオン阻止率の低下が著しく、この傾向は焼却灰模擬浸出液についても同様であり、低圧逆浸透法を利用する実処理においては、このような共存カチオンの効果を考慮する必要があることがわかった。2.セラミック膜を用いる膜分離活性汚泥法による比較的長期の焼却灰模擬浸出水の処理では、難分解性有機物の残留が認められ、無機塩類については除去できなかった。さらに低圧逆浸透法により処理したところ、難分解性有機物はほとんど除去され、無機塩類も5070%が除去された。従来の焼却灰模擬浸出水の処理では、微生物処理法(有機物酸化と窒素除去)と物理化学的処理法(凝集、砂ろ過、活性炭処理)の併用により行われているが、低圧逆浸透法はこの一連の物理化学的処理法を代替するとともに、無機塩類除去もある程度可能であることが明らかになり、膜分離活性汚泥法-低圧逆浸透法を主体とする処理方式を新たに構成しうると考えられた。
担子菌子実体(きのこ)形成の分子基盤

シイタケの子実体形成おいて重要な働きをするDNA結合性転写因子PRIBとLe.CDC5である。PRIBはZn(II)2Cys6ジンククラスターとbZIPモチーフを持ち16-bp 5'-GGGGGGGACAGGANCC-3'が、Le.CDC5はMYBドメインを有し7-bp 5'-GCAATGT-3'がコンセンサス配列である。priBとLe.cdc5は子実体形成初期において高程度に発現し、子実体成熟期においても発現している。mfbAは子実体の成長に伴って発現し成熟期で最も発現程度が高い遺伝子で、その産物MFBAはRGD配列、PHDフィンガーとSETドメインを持っている。以上3種類のタンパク質について以下の知見を得た。(1)PRIBが作用する標的遺伝子はpriB, ucklと出芽酵母YJR070cホモログ遺伝子(mfbCと命名)であり、mfbC(及びYJR070c)は翻訳開始因子eIF5Aと相互作用するタンパク質をコードしていると考えられた。mfbCは成熟子実体中で特異的に発現し、子実体のとくにヒダと柄で高発現していること、ヒダでは菌糸細胞の分岐部分で特異的に発現していることが分かった。(2)Le.CDC5が作用する標的遺伝子を含む3.7kbと3.9kbのDNA断片の全塩基配列を解析した。その結果、上記7-bpコンセンサス様配列がそれぞれの断片に複数存在し、それらにLe.CDC5が結合した。両断片中には機能未知の遺伝子が複数存在していることが分かった。(3)MFBAタンパク質のPHDフィンガーを含む断片が7-bp5'-ANAAGGT-3'に結合することが分かった。SETドメインについてコンピューター検索した結果、ヒストン(H3)リジン残基のメチル化活性が示唆された。これらのことは、MFBAタンパク質がクロマチンリモデリングタンパク質である可能性を示唆する。シイタケの子実体形成のトリガーはAキナーゼを活性化するcAMPであり、Aキナーゼがリン酸化するタンパク質としてDNA結合性の転写因子PRIBとLe.CDC5がある。PRIBはZn(II)2Cys6ジンククラスターとbZIPモチーフを持ち、16 bp 5' -GGGGGGGACAGGANCC-3'がコンセンサス配列である。Le.CDC5はMYBドメインを有し、7 bp 5' -GCAATGT-3' /5' -ACATTGC-3'がコンセンサス配列である。priBとLe. cdc5遺伝子は子実体形成初期においてとりわけ高程度に発現している。mfbA遺伝子は子実体の成熟期において高程度発現する遺伝子で、MFBAタンパク質は細胞接着に関わるRGD配列の他にPHDフィンガーおよびSETドメインを持っている。本研究により、これら3種類のタンパク質についてさらに以下の知見が得られた。(1)PRIBが作用する標的遺伝子としてpriB, uck1(UMP-CMPキナーゼ)、出芽酵母YJ40ホモログの3つの遺伝子が分離された。priBが分離されたことは本遺伝子が自己調節されていることを意味する。YJ40タンパク質の機能は不明であるが、出芽酵母26SプロテアソームのSEN3タンパク質にある程度の相同性が認められた。(2)Le. CDC5が作用する標的遺伝子を含むDNA断片が2種類(3.7kbと3.9kb)分離された。3.7

kb断片の全塩基配列を解析した結果、真核生物で金属耐性・多剤耐性に関わるタンパク質ホモログ遺伝子の下流に、Le. CDC5結合配列に類似の配列をプロモーター領域に持つ新規遺伝子が存在することが分かった。(3)MFBAタンパク質のPHDフィンガーを含む断片が7 bp 5' -ANAAGGT-3'に結合すること、MFBAがSETドメインを介してホモあるいはヘテロ二量体を形成することが分かった。シイタケの子実体形成のトリガーはAキナーゼを活性化するcAMPであり、Aキナーゼがリン酸化するタンパク質としてDNA結合性の転写因子PRIBとLe.CDC5がある。PRIBはZn(II)2Cys6ジンククラスターとbZIPモチーフを持ち、16bp5'-GGGGGGGACAGGANCC-3'がコンセンサス配列である。Le.CDC5はMYBドメインを有し、7bp5'-GCAATGT-3'がコンセンサス配列である。priBとLe.cdc5遺伝子は子実体形成初期においてとりわけ高程度に発現している。mfbA遺伝子は子実体の成熟期において高程度発現する遺伝子で、MFBAタンパク質は細胞接着に関わるRGD配列の他にPHDフィンガーおよびSETドメインを持っている。本研究により、これら3種類のタンパク質についてさらに以下の知見が得られた。(1)PRIBが作用する3つの標的遺伝子の1つ、出芽酵母YJ40ホモログ遺伝子は成熟子実体中で特異的に発現しており、子実体形成の最終段階で機能していることが示唆された。(2)Le.CDC5が作用する標的遺伝子を含むDNA断片が2種類(3.7kbと3.9kb)分離された。両断片の全塩基配列を解析した結果、3.7kbおよび3.9kb中に上記7bpコンセンサス様配列がそれぞれ4つあるいは2つ存在し、それぞれの配列の下流には1つずつのORFが見いだされた。3.7kbのORFはNADH-ユビキノンオキシドレダクターゼ遺伝子に部分的相同性があることが分かった。(3)MFBAタンパク質は大腸菌内で分解物としてしか生産されないことが分かったので、昆虫細胞においてに完全タンパク質が生産されるか否か検討すべく、導入する組換えプラスミドを作製した。priBとLe.cdc5遺伝子は子実体形成初期において高程度に発現し、子実体成熟期においても発現している。mfbA遺伝子は子実体の成長に伴って発現し、成熟期で最も発現程度が高い遺伝子で、その産物MFBAタンパク質は細胞接着に関わるRGD配列の他にPHDフィンガーおよびSETドメインを持っている。これら3種類のタンパク質について以下の知見を得た。(1)PRIBが作用する標的遺伝子の1つ、出芽酵母YJR070c
結晶状態３Ｄイメージング

不均質な結晶状態を評価する方法として単色X線を用いた3Dイメージングで結晶分布を視覚化し、マクロな結晶状態とミクロな結晶情報の同時取得を可能にする方法を確立した。本手法によって結晶多形を識別し、その三次元分布状態を観察できることが分かった。さらに単結晶試料への応用範囲拡大を図り、試料深さ方向の感度を変化させた局所ロッキングカーブ法により格子欠陥とマクロな歪場の深さ方向変化を可視化することができた。本研究は単色X線を用いた3Dイメージングで結晶分布を視覚化し、マクロな結晶状態とミクロな結晶情報の同時取得を可能にする方法の確立を目的とする。H25年度は構築した光学系を用いて評価方法の検討を中心とする研究を行った。(1)密度差の検出実験:これまの研究により本光学系で識別可能な密度差の下限は0.10.2 g/cm3であることが明らかになったので、密度差が検出限界内であることが自明の試料を用いて実際のイメージング実験を行った。試料は炭素の結晶多形であるダイヤモンド・グラファイト・カーボンブラックで密度はそれぞれ3.5、2.3、2.0 g/cm3である。入射X線エネルギーを変化させるなど幾つかの条件下で測定を行い、効果を検討している。(2)応用の拡大:本研究は多結晶体への適用を想定していたが、単結晶へと応用範囲を拡大することを検討している。この場合にはトポグラフィーの光学系を基本とするためCT測定のような3D画像は得られないが、試料深さ方向の感度を変化させた測定によって疑似的に3次元の情報が得られる。この可能性を確認するため、炭化ケイ素単結晶を試料とし、通常のトポグラフィー測定などによる基礎情報の収集を行った。(3)実験・解析方法の整備:測定データの再構成(CT化)では研究分担者(平野)の作成した画像処理ソフトを用いることで高速・高精度の解析が可能になった。また、パラメトリックX線を光源とする実験の準備も進められ、研究分担者(早川)によりCT自動測定機能が付与された。本研究は、単色X線を用いた3Dイメージングで結晶分布を視覚化し、マクロな結晶状態とミクロな結晶情報の同時取得を可能にする方法の確立を目的とする。H23年度は光学系の構築と性能調査を中心とする研究を行った。(1)放射光を用いた光学系の作製本研究の目的のために必要なX線の単色性・エネルギー可変性を確保し安定なビームが得られる放射光を光源とする光学系を構築した。実験はKEK-PF BL14Bで行った。二結晶モノクロメータによって単色化したX線を試料に照射して透過X線像を得る。このとき試料と検出器の間にブラッグ条件を満足する角度で単結晶(第三結晶)を置き、試料によって回折・散乱したX線を除去した像が得られるようにした。角度調整のため第三結晶は1/10000度以下の角度分解能を有する高精度ゴニオメータに取り付け光軸上に配置した。試料は360度回転可能なゴニオメータ上に設置し、光軸に垂直な軸回りの試料回転によって画像を取得する。検出器にはピクセルサイズ6.8μm、空間分解能約15μmのX線CCDカメラを用いた。(2)密度分解能の評価本光学系で識別可能な密度差の下限を決定するため、ショ糖溶液中にプラスチックボールを入れ、溶液濃度を変化させて密度差を調整した試料の透過像を撮影した。通常の光学系で検出できる密度差の測定限界は1.1 g/cm3であるのに対し本光学系では0.10.2 g/cm3まで識別できる。さらにDEIの手法を取り入れることによって0.01 g/cm3以下まで識別可能であることが分かった。これによって本研究の基礎となる性能が得られたことになる。これまで放射光を用いた光学系の作製と密度分解能の評価を行い(H24年度)通常の光学系で検出できる密度差の測定限界は1.1 g/cm3であるのに対し本光学系では0.10.2 g/cm3まで識別できることを確認した。この結果を踏まえて炭素の結晶多形であるダイヤモンド・グラファイト・カーボンブラック混合物の測定を行った(H2526年度)。密度はそれぞれ3.5、2.3、2.0 g/cm3である。測定条件を最適化することで3者の識別が可能になり、本手法によって結晶多形の識別というミクロな構造情報とその分布状態観察というマクロな情報を同時に取得できることが分かった。さらに単結晶試料への応用範囲拡大を図った(主にH26年度)。この場合、CT測定のような3D画像は得られないが、試料深さ方向の感度を変化させた測定によって疑似的に3次元の情報を得ることができた。

これにより格子欠陥とマクロな歪場の深さ方向変化を可視化できる。最終年度(H26年度)は応用実験に注力し、多結晶ではチョコレートの結晶多形の識別、単結晶では炭化ケイ素単結晶の欠陥観察を行った。特に後者はパワーデバイスのプロセス技術として重要なイオン注入による欠陥やマクロ歪の影響を評価する方法として有効であることを確認し、本研究が産業応用の観点からも有意義であることが分かった。X線回折・イメージング研究の進捗状況は概ね計画どおりであるが、応用範囲の拡大の可能性が高まったことは計画以上の進展であると言える。研究計画どおり光学系を構築し性能評価を行った。それによってほぼ予測どおりの結果が得られ次のステップに進むための見通しがついたため。評価方法の検討をすすめ、応用範囲の拡大を図る。特に多結晶体試料での結晶多形の識別・単結晶試料での歪分布などをターゲットとしてより具体的な効果が期待できる評価を試みる。また、パラメトリックX線を利用した大型試料への展開も図る。密度分布のある試料の測定を行い、効果を確認してゆく。当初の予定では無機結晶/非晶質物質だけを対象としていたが本測定方法は液体や有機物質にも効果が得られると考えられるため、応用範囲の拡大も図る。また測定データ解析のためのプログラムを作成する。前年度の繰り越しに加えH25年度購入予定であった高精度回転ステージを施設保有設備で代用したため次年度使用額が生じた。次年度使用額は主として研究の進展により新たに必要が生じた原子核乾板(約300,000円)、大量の画像データ処理の効率化を図るために必要な高性能PC(約200,000円)と周辺機器の購入に充当する。日本大学における実験準備のための測定機器の整備も進める。これらは消耗品として調達予定で、試薬類など他の消耗品と合わせて全体で950,000円程度を想定している。また、研究成果の発表のため、国内旅費・論文投稿費等で360,000円程度を使用する予定である。H24年度は電子比重計が予定より安価で購入できたため次年度使用額が生じた。この分は本年度購入予定のソフトウェアの性能アップ、試薬類の増強等消耗品費として使用する予定である。第三結晶として使用するシリコン単結晶は使用するX線エネルギーに応じて適切な回折面を選択する必要がある。このため必要な回折面を有するシリコン単結晶(約500,000円)を購入する。また試料測定の増加に伴い大量の画像データを処理することになるので高性能(OS:64bit、CPU: Corei5 2.0 GHz以上、メモリー:32GB以上)PCが必要である。このため、PC、ソフトウェア、周辺機器等(合計約400,000円)を購入する。これらは消耗品として調達予定で試薬類などの消耗品と合わせて1450,000円程度を想定している。また、研究成果の発表のため、国内旅費・論文投稿費等で420,000円程度を使用する予定である。