hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然公園の野趣性を保護するための管理計画に関する研究

自然公園では過剰利用によって自然資源だけでなく自然体験の劣化が懸念されている。そこで,本研究では,1利用の集中によって発生する人の渋滞の態様を明らかにすること,2利用水準と心理的な負の影響との関係を明らかにすること,3自然公園の野趣性を保護するための管理計画のあり方について検討すること,の3点を研究の目的とした。結果から,混雑によって生起する危険因子の存在を指摘し,リスク管理と野趣性を保護するための情報提供の方法論を提案した。また,東日本大震災が国立公園利用者に及ぼした影響を明らかにし,国立公園の役割について検討,考察した。2013年度は三陸復興国立公園と富士箱根伊豆国立公園において調査を実施した。三陸復興国立公園では,種差海岸の国立公園指定までの歴史を概観するための文献調査と,環境省八戸自然保護官事務所や八戸市観光課,地元自然保護団体等へのヒアリング調査を実施した。さらに,来訪者の意識について把握するため2013年7月13-14日(土日)の連続2日間,種差海岸の葦毛崎,大須賀海岸,天然芝生地,蕪島において18歳以上の日本人の来訪者を無作為に抽出し,調査への協力依頼に対して同意を得られた来訪者に面接式のアンケート調査を実施した。結果,種差海岸地域全体としては施設整備など利用の促進が期待されていた。しかし,種差海岸の東側では雄大で美しい風景,自然とのふれあい,よくまもられた自然,癒しとリラックスできる環境が魅力として捉えられていたことから,自然とのふれあい体験だけでなく感覚を弛緩させる自然の静寂性,野趣性にも価値があると考えられた(坂他,2013)。富士箱根伊豆国立公園では,富士山を対象に,登山者の属性や意識を把握するため,開山期中で協力金導入にむけた社会実験の期間外となる2013年8月6-7(火水),10-11(土日)の4日間,吉田口五合目登山道分岐泉ガ滝付近において面接式のアンケート調査を行った。調査は,頂上を目指して登山した後の下山者を無作為に抽出し,調査への協力依頼に対し同意を得ることができた18歳以上のすべての日本人に回答を求めた。結果,世界遺産登録が登山の動機になった登山者が約21%あり,世界遺産登録の効果,影響がみられた。また,社会実験の日を避けて登山した回答者が7%あり,社会実験実施によってもたらされた対処行動が少なからずみられた。富士登山では以前から混雑と渋滞が問題となっており,世界遺産登録は問題を深刻化させていると考えられた(山本他,2013)。2014年度は十和田・八幡平国立公園,三陸復興国立公園,尾瀬国立公園,富士箱根伊豆国立公園の4つの国立公園において調査を実施した。まず,十和田・八幡平国立公園では8,9月に岩手山登山者の事故リスクに対する意識とリスクマネジメントに関する調査を行い391人から回答を得た。その結果,登山口等で事故リスクに関する情報提供を強化するなど安全登山の推進のための取り組みの必要性が示唆された(未公表)。また,Webサイトの口コミ分析と来訪者への意識調査を通して八幡平市の魅力について把握し(久慈沙織・山本清龍・坂拓弥,2014),十和田・八幡平国立公園の魅力の一部と位置づけて検討した。次に,三陸復興国立公園では,7月に種差海岸地域において来訪者の「みちのく潮風トレイルへ」の利用意向を把握する現地調査を実施した(未公表)。また,岩手県釜石市において東日本大震災後の観光の実態を把握し(坂拓弥・山本清龍・久慈沙織,2014),三陸復興国立公園の活用方策を検討する基礎資料と位置づけた。さらに,尾瀬国立公園については文献調査を実施し,2012年のフィールド調査の分析結果と併せてとりまとめ,雑誌論文(査読付き)の形にして公表した(山本清龍・北畠恭子,2014)。また,自然保護運動の発祥の地としての歴史性,その価値について検討した(山本清龍・トマス・E・ジョーンズ,2014)。最後に,富士箱根伊豆国立公園では8月上旬にフィールド調査を実施したほか,これまでの調査成果についてとりまとめて公表した(Thomas E JONES, Kiyotatsu YAMAMOTO, UichiHAYASHI and Nicholas R JONES, 2014;Thomas E JONES and Kiyotatsu YAMAMOTO, 2014)。十和田八幡平国立公園では,岩手山で実施した登山者調査結果を解析した結果,他の山岳に比べて単独登山者の割合が高く,一人で自然と向き合う機会が確保されていた。また,単独登山者に特有の行動特性,意識をふまえて山岳遭難事故のリスクと対策を整理し,公園の管理計画のあり方について検討した(久保・山本,2015)。次に,富士箱根伊豆国立公園では,世界遺産富士山の登山者管理の視点から野趣性を検討した。2014年の夏季登山者調査結果から,一人で登山する単独登山者は少なく,一人で自然と向き合う機会の確保の必要性が示唆された。また,富士山の頂上付近への登山目的の集中,登山者が登山方法や危険だけでなく,混雑に関する情報提供,強化を期待していることを明らかにし,これらの情報は国立公園の公園計画に活用できると考察した(山本,2015)。一方,世界遺産構成資産に指定された三保松原においても2015年7月に来訪者調査を実施した結果,神聖性に関する価値を来訪者に伝えること,自然環境の保全が必要であることなどが示唆された。

とくに,現在の三保松原の課題の一つである過剰利用の問題が,一部の利用者の神聖性に関わる印象評価を低下させている恐れがあり,来訪者管理について検討する必要があることが示唆された(大竹・山本,2015)。最後に,三陸復興国立公園では,種差海岸を事例として取り上げ, 2014年夏季に長距離トレイルの利用に関する来訪者の意識を把握した。その結果,属性や行動,意識の特性から来訪者像の輪郭が明らかとなった。また,概してトレイルの認知度は低く,広報,普及啓発の必要性が示唆された一方,国立公園を歩くことが自然の脅威に関する学びの機会となりうることなど活用にむけた可能性と課題を考察した。野趣性の観点からは,来訪者のおよそ4人に1人は歩く際に静かで落ち着いた雰囲気を重視していることを明らかにした(坂・山本,2015)。自然公園では過剰利用によって自然資源だけでなく自然体験の劣化が懸念されている。そこで,本研究では,1利用の集中によって発生する人の渋滞の態様を明らかにすること,2利用水準と心理的な負の影響との関係を明らかにすること,3自然公園の野趣性を保護するための管理計画のあり方について検討すること,の3点を研究の目的とした。結果から,混雑によって生起する危険因子の存在を指摘し,リスク管理と野趣性を保護するための情報提供の方法論を提案した。また,東日本大震災が国立公園利用者に及ぼした影響を明らかにし,国立公園の役割について検討,考察した。2013年度は三陸沿岸部で復興支援活動を展開せざるをえない状況にあり,調査地ごとに進捗状況にばらつきがあったが,2014年度は三陸復興国立公園における調査も順調に実施できたため,進捗状況としてはおおむね順調に進展している。その一方で,登山者数予測モデルと渋滞箇所予測モデルの開発のためのデータ解析はやや遅れており,最終年度の2015年度に実施することになる。なお,解析対象とするデータについては入手できる目途が立っている。造園計画学,観光学調査結果については,雑誌論文等として公表を進めてきており,研究成果の蓄積ができつつある。また,調査を実施したものの,未公表のものについては2015年度に公表すべく準備を進めており,一部は投稿準備中である。研究成果の社会への還元という点では,富士山の管理に強い関与のある国(環境省),県(山梨県,静岡県)と連携する必要があり,2015年度に開発する登山者数予測モデルと渋滞箇所予測モデルの活用について協議の場を設けたい。三陸沿岸部で復興支援活動を展開せざるをえない状況にあり,調査地ごとに進捗状況にばらつきがあるが想定の範囲内である。まず,三陸復興国立公園における調査は当初の予定よりも良好な進捗状況である。また,富士山についても世界遺産登録という社会状況の変化があったものの,自然公園の野趣性を保護する上で問題となる点,世界遺産登録による影響を把握することができ,順調に研究を遂行できている。さらに,大雪山では調査を開始しており,成果報告が待たれる状況にあり当初の予定通りである。尾瀬と岩手山では文献調査を実施しており,現地調査が必要か否か検討中である。研究全体としては計画の遅れはない。2013-2014年度は山梨県と静岡県の二県が世界遺産登録にあわせた利用行動調査を実施しており,調査データの共有,連携をはかれるか否か調整する必要があった。
高分解能の軟X線ビデオ観察を実現する実用超高倍率顕微対物鏡の開発

波長2-20nmの光を用いる軟X線顕微鏡では、100nm以下の分解能で生きたままの生体試料の元素分布像観察が期待される。本研究では、研究代表者が独自に見出した非球面光学系をさらに発展させ、温度変化等の外乱下でも安定して回折限界分解能(30nm)で観察できる低収差かつ高結像倍率(1000x)をもつ顕微対物鏡を開発した。本研究による新型非球面光学系は、レーザープラズマ光源およびCCDカメラと組み合わせることで、実験室環境で安定動作する、高空間分解能の軟X線ビデオ顕微鏡実現へのブレークスルーとなる。波長20nmから2nm程度の軟X線は可視光に比べ短波長であり、回折限界では原理的に数10nmの空間分解能が得られる。また、波長2.2-4.4nmの水の窓領域では厚さ数μmの生体試料を染色・脱水処理せずに生きたままで観察できる。このため、軟X線顕微鏡は生体・多元物質や磁性材料等の試料でナノスケール構の動的変化をビデオ観察できる究極の光学顕微鏡として注目されている。本研究では、申請者が独自に見出した非球面光学系をさらに発展させ、温度変化等の外乱下でも安定して回折限界分解能(30nm)で観察できる低収差かつ高結像倍率(1000x)をもつ顕微対物鏡を開発する。22年度は、2面の回転対称非球面からなる対物鏡部の後段に同じく2面非球面鏡で構成した望遠鏡部を挿入した、2結像による4面鏡で生じる収差を3次収差論により解析的に導出した。具体的には、既に導出済みの2面球面鏡の収差特性式を対鏡部および望遠鏡部に各々適用し、瞳遮光量等の実用的な設計パラメータにより整理することで、光学系体で生じる3次収差の解析的表現を求めた。このとき、非球面鏡にチルトおよびシフト偏心を仮定した場合の偏心収差も1次の範囲で導出した。次に、得られたられた収差特性の解析表現を用いて、高倍率と広視野を両立した新規設計解を大域的に探索した。その結果、開口数0.25、結像倍率m=1028を物体-像間距離t=1mで実現する新規解を見出した。光線追跡法による数値計算の結果、新規解では直径約130μmの視野内で波面収差が1nm rms以下となり、波長13nmでは30nmの空間分解能を得られることが分かった。23年度は、2面の回転対称非球面からなる対物鏡部の後段に1面の非球面鏡を付加し構成した2段結像による3面鏡で生じる収差を3次収差論により解析的に導出した。具体的には、既に導出済みの2面球面鏡の収差特性式を対鏡部および付加鏡部に各々適用し、瞳遮光量等の実用的な設計パラメータにより整理することで、光学系体で生じる3次収差の解析的表現を導出した。また、非球面鏡にチルトおよびシフト偏心を仮定し、偏心量の1次の範囲で偏心収差も同時に求めた。次に、得られたられた収差特性の解析表現を用いて、高倍率・広視野と、安定した高分解能観察に必要なミラーアイメント精度の緩和を両立した新規設計解を大域的に探索し、2種の新規解を見出した。さらに、新規実用解を、厳密な光線追跡法(数値シミュレーション)により評価最適化し、軟X線領域で回折限界結像が可能な新型光学系の光学設計を得た。これらの新規設計では、直径400μmの視野内で30nm程度の回折限界分解能を得ることができる。最後に得られた実用新規解を試作し、1000倍を超える高倍率が得られることを可視域で実証した。
ホログラフィック・3-Dプリンタ用光学ヘッドの研究

ホログラフィック・3-Dプリンタは、立体像のハードコピーを出力する3次元画像システムの端末装置として研究が行われており、この3-Dプリンタのために開発されたマルチドット記録法により、水平・垂直方向に視差を持つ立体像を自動的に記録し、歪のない立体像表示が可能である。本研究の目的は、デスクトップ型の3-Dプリンタを実現するために、小型で振動の影響を受けにくい光学系としてコンパクトな光学ヘッドを開発することである。マルチドット法においては、一度に露光する要素ホログラムの面積が非常に小さいため、従来のホログラム記録系よりも光学系が周囲の振動などに対して安定であるが、リップマン型のホログラムを記録するために物体光と参照光をホログラム面に対して反対方向から入射する必要があることにより、光学系の安定性が低下していた。本研究では物体光と参照光の光路をできるだけ共通にすることで安定性の向上を図る方法の検討を行った。光学系の安定性を改善するために物体光と参照光の光学系を一体化した光学ヘッドを用いるには、物体光または参照光がホログラム感材を通過する光学系にしなければならず、不要光のカブリによりホログラムの回折効率が低下する。しかし、ホログラム記録媒体として高分子感光材料を用いれば、材料の特性から不要光の入射による影響を低減できると考えられる。そこで、半導体レーザを用いて小型の光学ヘッドのプロトタイプを作製し、上記の予測を確認するための実験を行った。その結果、銀塩感光材料を用いた場合には不要光の影響で回折効率は低下したが、高分子感光材料の場合には不要光が入射してもほとんど回折効率の低下はみられなかった。さらに物体光と参照光の光学系を一体化したことにより周囲の環境に対する安定性が改善されたことを実験により示した。しかし高分子感光材料の感度が不十分であり今後高分子材料の感度が改善されれば、上記手法は3-Dプリンタの振動に対する安定性の向上に有効な方法ということができる。
「感情調節困難な当事者と向き合う家族」を対象とした地域家族会プログラムの構築

研究者は、2018年3月19日から2019年3月31日まで産前産後休暇と育児休業を取得した。それに伴い事業を1年間中断した。2019年4月1日に復帰したため、当該事業を再開した。2018年度までの研究は順調に進めることができており、今後の研究は延長承認申請書に申請した通りの研究実施計画に沿って進める予定である。育児休業に伴い1年間の研究中断と延長申請を行った。修正した研究計画に沿って進めることができている。2019年度は、以下を計画している。1.家族会プログラムの実践:1回/月を目安に家族会を実践し、実践過程を参加観察する。2.家族会プログラムの評価に関する調査:各セッションの理解度、話し合いの満足度、参加によって得られた利益と治療的機能を明らかにする。〈研究参加者〉セッションに1回以上参加した当事者家族と運営担当者。〈データ収集・分析〉セッション終了後に、研究参加者に無記名自記式質問紙調査表を直接配布し、任意の回答を求める。分析は、各項目の回答分布や平均値を確認し、先行研究との比較を行う。2020年度は、以下を計画している。1.参加者・運営担当者・専門職のプログラム参加における主観的体験に関する調査:参加者、運営担当者、関わった専門職がプログラムに参加してどのような体験をしたのか、体験に影響したと考えるプログラム内容は何かを明らかにする。〈データ収集・分析〉最終セッションから2か月以内を目安にフォーカスグループ・インタビューを行う。分析は、スーパーバイスを得て質的記述的に行う。2.家族会プログラム構成と運営体制の修正:14の調査から得られた知見をもとに家族会プログラム構成と運営体制を検討、修正する。2021年度は、研究成果のまとめを行い、当事者家族や臨床の専門職が多く参加する学会に発表し意見交換を行う予定である。今年度の研究目的は、感情調節困難な方と向き合う家族の困難と支援ニーズを明らかにし、これら当事者家族を支援するためのプログラム構成と家族会の運営体制を検討することを目指した。当事者家族の困難と支援ニーズについて、対象者10名にインタビューし、データ収集を行った。抱えている困難と行っている対処、家族会への支援ニーズについて質的帰納的に分析した。家族は、「当事者の反社会的な行動」や、「昼夜問わず当事者との対峙を迫られる生活」から、「心身の不安定感」や「自信の喪失」、「夫婦間の葛藤が露わになる」といった困難を経験していた。これら困難を抱えながら、「趣味や仕事といった自分の世界をもって処理できない感情を和らげる」ことや、「知識的な理解を更新し理論に基づいた対応を試す」ことなどを対処としていたことが明らかになった。支援ニーズとして、『感情調節困難に関する系統的な知識を学びたい』『家族と同列にたつ専門職と話し安心を感じたい』『状況に応じた判断力と、具体的な当事者との関わり方を体得したい』『家族自身の自己肯定感を取り戻したい』『出来事をともに受け止めてもらう仲間を得たい』など、8つのカテゴリーが明らかになった。インタビューによって得られた内容をもとに、当事者家族と当該地域の専門職が家族会プログラム内容と運営体制を検討した。研究者が調整をはかり、当事者家族が主体となり専門職が支える運営体制を整えた。家族会で行うプログラムとして、グループワークによって経験を分かり合うことをベースに、WRAPやDBTを取り入れた自分の保ち方と当事者への対応を学ぶことができるセッション(10回/1年)を立案した。「感情調節困難な方と向き合う家族会」として会場と運営スタッフ、セッション担当者を決定し、実施に向けた準備が整った。当事者家族の体験を捉えた上で、実際の家族会プログラム内容の検討につなげることができた。また、家族会の運営に関わり人的・物理的環境を整えることができたと考える。今後、実践したプログラムを評価し、当事者家族にとって有効な家族会の内容と体制のあり方を検討していく基盤を整えることができたと考える。研究者が育児休暇を取得するため、平成30年度は研究を中断する。研究再開予定日を平成31年4月1日とし、補助事業期間を平成33年度まで延長することにより、育児と研究のバランスをとりながら今後も研究を進めていく。具体的には、平成31年度は、家族会の実践および家族会プログラムの各セッションの評価に関する調査を行う。平成32年度と33年度は、引き続き家族会の実践を行うとともに、これまで得られた結果をもとに学会発表と論文の投稿を行う予定である。〈データ収集・分析〉

セッション終了後に、研究参加者に無記名自記式質問紙調査表を直接配布し、任意の回答を求める。分析は、各項目の回答分布や平均値を確認し、先行研究との比較を行う。2020年度は、以下を計画している。1.参加者・運営担当者・専門職のプログラム参加における主観的体験に関する調査:参加者、運営担当者、関わった専門職がプログラムに参加してどのような体験をしたのか、体験に影響したと考えるプログラム内容は何かを明らかにする。〈データ収集・分析〉最終セッションから2か月以内を目安にフォーカスグループ・インタビューを行う。分析は、スーパーバイスを得て質的記述的に行う。2.家族会プログラム構成と運営体制の修正:14の調査から得られた知見をもとに家族会プログラム構成と運営体制を検討、修正する。2021年度は、研究成果のまとめを行い、当事者家族や臨床の専門職が多く参加する学会に発表し意見交換を行う予定である。〈次年度使用額が生じた理由〉平成29年度は、研究対象者へのインタビューと、主催する当事者家族と専門職間の調整をはかりながら家族会プログラムと運営体制を整えた。調整を行う段階では、東京から感情調節困難な当事者についての心理療法の専門家をアドバイザーとして招く予定であった。研究者が平成29年度3月より産前休暇を取得したことから、予定していた時期に専門家の招致が叶わず、それによる旅費や謝礼について次年度使用額が生じた。また、研究者の健康上の問題から遠方への学会参加を控えたため、旅費や学会参加費に次年度使用額が生じている。〈次年度使用額の使用計画〉平成31年度以降に、家族会のプログラムや運営体制に助言を得るため専門家を招致したいと考える。そのために必要や旅費と謝礼に使用する。また、当事者家族にとって有益となる家族会の構築を目指すため、知識の更新とネットワークを広げられる学会への参加費として使用する。また、遠方への学会参加を控えたため、旅費や学会参加費に次年度使用額が生じている。
計算機合成ホログラムの画質評価方法に関する研究

これまでの画質評価の検討から,光の透過率を変化させる振幅型ホログラムでは回折効率は低い(再生像が暗い)が元画像と比較した構造的類似度は高いのに対し,光の位相を変化させる位相型ホログラムでは光の吸収がないため回折効率が高い(再生像が明るい)反面構造的類似度は振幅型ホログラムよりも低くなった.ここで比較した位相型ホログラムは,光学ホログラムの記録において振幅型として記録したホログラムを漂白したタイプである.他の位相型ホログラムとしては,参照光を用いないキノフォームが良く知られている.50回ほど位相の最適化を繰り返し計算したところ,構造的類似度が0.9以上となり高画質の再生像が得られた.ただし,キノフォームは繰り返し計算が必要なことと,実際のホログラムとする場合に位相再現の精度が要求される.そこで,本研究では光学ホログラムにおける漂白型位相ホログラムにおいて,漂白を途中で終了し振幅型ホログラムの高い構造的類似度と位相型ホログラムの高い回折効率を兼ね備えたホログラムが実現できるかどうかの検討を行った.その結果,漂白を90%で停止することで,位相型ホログラムの8割の回折効率を持ち,構造的類似度が0.9と高い値が得られることを明らかにした.光学的に再生したホログラムの画質評価については,ホログラムを表示する液晶パネルの解像度を4Kに変更し,計算のパラメータを改善することで前回より画質を改善できたが,外部での発表を行うには引き続き再生画質の改善が必要である.画質評価の国際標準化の検討として,静止画像の圧縮の規格を検討しているJPEGがホログラムのデジタルデータの圧縮と画質の評価方法を検討しているので,この国際会議に参加して情報交換を行った.現在,ホログラムの画質の評価方法は議論の段階であり,本研究の成果を規格に加えられる可能性があることが分かった.回折効率の高い位相ホログラムでは,これまでのところキノフォーム法を繰り返し計算による位相の最適化によりきわめて画質の高いホログラムが得られることが分かった.繰り返し計算の不要な位相ホログラムの計算法は数多く提案されているので,これらを本研究で評価したところ,従来から行われている漂白モデルによる位相型ホログラムを超える結果は得られなかった.漂白モデルでは,漂白を完全に行わないことで,再生像の明るさと画質(構造的類似度)のバランスの良い結果が得られることが計算機シミュレーションにより明らかになり,その成果を今年5月の国際会議で発表する予定である.光学再生によるホログラムの画質評価については,前年度の研究で画像のサイズの変化や画像の回転により影響を受けることが分かったので,高解像度の液晶パネルを用いて元の画像を拡大してホログラムを計算して再生し,イメージセンサで再生像を取得後にサイズと角度の補正を行ってから画質を評価することで,前回の結果から画質を改善することができた.しかし,計算機シミュレーションの結果とはまだ大きな違いがある.3次元画像の評価については,フレネル変換を用いた計算機シミュレーションのためのコードを作成しテストが完了した.位相型ホログラムについては,キノフォームと部分漂白ホログラムで良好な結果が得られているので,他の生成方式についても高画質のものがあるかの検討を継続する.光学再生像の評価については,液晶パネルからの再生の画質改善と並行して,液晶パネルから直接再生せずに,ホログラムプリンタで出力し液晶の画素構造の影響を取り除く実験を引き続きおこなう.3次元画像の評価については,ホログラムから空間像を計算するコードが完成したので,このコードを利用して実際の3次元物体データに対して評価を行っていく.このコードではホログラムから任意の距離だけ離れたホログラムと平行な面内での光強度分布を求めることができる.そこで,ホログラムからの距離を連続的に変化させて3次元の空間像を求めて,元の3次元データの比較を行う.国際標準化の検討については,引き続きJPEGグループと情報交換を行っていく.二次元画像の画質評価では,画像そのもののコントラスト等を評価する場合もあるが,情報圧縮して伸長した画像では,元の画像との違いが評価対象となる.二次元画像から生成されるホログラムの場合も,ホログラムの干渉縞に変換された後照明光により像を再生するので,元画像と再生画像の違いを評価指標のひとつとした.これまでの研究では元画像と再生画像の違いをピーク信号対雑音比から求めていた.しかし,二次元画像の分野では,より人間の知覚に近い構造的類似度での評価が使われているため,ホログラムの再生像の評価にも構造的類似度を用いて評価することとし,その成果を国内の研究会と国際会議に於いて発表した.また,ホログラムの場合は,照明光のパワーと再生像のパワーの比が回折効率として定義され,再生像の明るさを示す重要な指標となっているため,構造的類似度とともに評価指標として用いている.ホログラムとして記録されている干渉縞に非線形変換を施すことにより,構造的類似度は低下するが回折効率を向上できることを客観的に示すことができた.非線形変換により回折効率が向上することは従来から経験的に知られていたが,画質の評価は主観的評価に頼っていた.これまでの評価は,ホログラムからの再生像の計算機シミュレーションが中心であったが,実用的には液晶等の空間光変調器に表示したホログラムや,感光材料にハードコピーとして記録したホログラムからの画質評価がより重要であるので,光学的な再生像の評価のための準備を行った.ホログラムからの再生像を,レンズを用いずにイメージセンサで直接検出して元画像との比較を行った.

二次元画像を記録したホログラムの画質評価についての研究は,順調に進展している.二次元画像から合成するフーリエ変換ホログラムにおいて,再生像の計算機シミュレーションによる画質の客観的評価では,元画像と再生画像の相違をピーク信号雑音比で評価していたが,二次元画像の画質評価ではより人間の認識に近い構造的類似度が多用されているため,フーリエ変換ホログラムの評価にも構造的類似度を導入して客観的評価を行った.また,ホログラムの干渉縞に非線形変換を施すことで,構造的類似度を犠牲にして再生像の明るさを改善できることを定量的に明らかにした.光学的な再生像の評価については,予備的な実験として液晶パネルに表示したホログラムにレーザー光を照射して得られた再生像の結像位置にイメージセンサを置いて再生像が取得できることを確認し,次年度に向けての準備が整った.三次元物体の画質評価に対しては空間像として元画像との類似度を比較することとし,フレネル変換によりホログラム面から任意の距離における平面での再生像の強度を求め,これを距離の異なる複数の面で行うこととした.今後具体的な評価を行う予定である.ホログラムからの再生像が,元の画像とどの程度同一かという評価に関し昨年度の成果である,構造的類似度の比較についての検討をさらに発展させ,計算機シミュレーションによる再生像について主観評価結果との比較を行った.主観評価は参照画像と評価画像の違いを観察者の主観で判断するため個人差があり,大勢の評価を平均する必要があるため評価に時間がかかる.それに対して,構造的類似度の評価は2枚の画像の類似度を計算機で比較するため高速に客観的に評価可能である.両者の結果を振幅型ホログラムについて比較したところ,非線形変換の度合いに応じて両者の評価が徐々に低下していったが,その傾向が類似していることが明らかになった.すなわち,客観的評価である構造的類似度による評価が,主観評価を置き換えることが妥当であることを示すことができた.この成果は,国内の学会で発表し,また,国際会議では招待講演として発表した.なお,非線形変換の度合いを強めると,ノイズ等が発生し画質は低下するが,ホログラムの回折効率(明るさ)は改善できる.現在のところ,明るさを画質の評価にどう加えるかが明確になっていないため,明るさが同一になるように補正して評価を行っている.光学的に再生したホログラムの画質評価については,再生像をイメージセンサで取得し,非線形変換を行う前の再生像を基準画像として,非線形変換後の再生像との比較を主観評価により行った.その結果,光学再生でもシミュレーションと同様に非線形変換の度合いに応じて評価が低下していくことが明らかになった.なお,構造的類似度による評価を適用するには,画像のサイズや回転により評価値が影響を受けるため,画像処理等により変換してから比較する必要があることが明らかになった.元の画像と計算したホログラムからの再生像を構造的類似度を用いて客観的に比較した結果と,複数の観察者による主観評価結果との比較を行った.主観評価は従来から広く用いられている方法ではあるが,観察者の主観で判断するため個人差があり,大勢の評価を平均する必要があるため評価に時間がかかる.また,視力の違いによる評価の差や,専門家と非専門家の間での評価の違いも起こる.
クロニジン前投薬が周術期における高齢者の自律神経活動に及ぼす影響

本年度は、自律神経機能の評価として、心拍変動のように解析用のコンピュータソフトを必要とせず、簡単かつ短時間でしかも比較的非侵襲的である上肢SSR(交感神経皮膚反応)を選択した。この方法が実際に有用であるかどうかを知るために、健常男性ボランティア6名、平均年齢27歳を対象とした予備実験を行った。測定には、日本光電社製ニューロパック8の誘発筋電図モードを使用した。測定室は、電磁波の影響を避けるため、シールドルームを使用した。被験者を仰臥位とし、15分以上安静とした。この間、両側鼓膜体温、血圧脈拍を測定し、既往歴・合併症がないことを問診した。記録電極(ペーストをつけた皿電極)を両側第3指爪上と手掌中央部に計4個貼付し、刺激電極は、右正中神経を手関節部で刺激できるように固定した。刺激部位は、1Hzの矩形波を最大上刺激で確認し、試験刺激を終了した後数秒間の間隔をあけて、同一刺激を1回加えた。波形は記録紙にプリントし、ハードディスクにも記録した。再現性を観るため、測定は2回行った。測定は午前中の同じ時間帯に行い、室温・湿度・照明・騒音など自律神経系に及ぼす影響をできるだけ一定とした。6名中4名は再現性のある反応を呈したが、残りの2名は潜時が不明瞭で、再現性のある波形は得られなかった。これは、検査中に傾眠傾向にあったことが関与していると思われる。はっきりと覚醒状態であることが必要である本検査は、術前に鎮静薬を投与された患者の導入時の所見を得るには不適当である可能性が高い。よって、次回は、サーモグラフィーを用いた自律神経負荷試験で、健常人における反応性をより客観的に呈示可能かどうかを検討する予定である。
焼き入れ炭素鋼の低温時効における炭素原子の凝集・規則化過程の超微視的研究

焼き入れ炭素鋼の低温時効における炭素原子の凝集・規則化過程を、炭素原子からの電子線散乱強度を増強するために炭素濃度の高い1.8wt%C鋼を用いて、透過電子顕微鏡観察および電子回折法により超微視的に調べた。その結果、炭素原子がまずスピノ-ダル分解によって凝集し(昨年度の研究において証明ずみ)、それに続いてそれらの凝集炭素原子が以下のような長周期規則構造を形成することが分かった。すなはち、298Kの室温で時効したFe-1.83wtC合金のマルテンサイト晶内には10.7c(cはマルテンサイトのc軸の長さである)の非整数の長周期規則相(Long Period Ordered Phase,LPOP)が生成することが分かった。このLPOPの周期10.7cはより高温での時効中に生成することが観察されてきた12cのものとは異なっていた。このことはLPOPの周期が温度に依存して異なることを示しており、LPOPに関する以前の構造モデルでは説明ができない。しかしながら、本実験におけるLPOPが非整数長周期のものであったということから、温度が異なることによって10c,11c,12c,13cおよび14cとなりうる非化学量論組成相のγ'-Fe_xC(II)(x=410)がLPOPの構造モデルであり、ある中間の温度ではこれらのLPOPの内の10cと11cの2つが共存したために、見掛けの上で非整数10.7cの長周期が出現したと考えれば、うまく説明することができる。さらに、このγ-Fe_xC(II)をLPOPの構造モデルとしてコンピュタ-でシミュレートした電子回折図形はあらゆる点で実際の電子回折図形と非常に良く類似していることも分かった。以上のように本研究の目的を達成することができた。
完備リーマン多様体の幾何的構造とスカラー曲率の方程式

本研究は「リーマン多様体上のどのような滑らかな関数が、初めに与えられた計量の共形計量のスカラー曲率として実現され得るか?」と言う問題を定式化した、いわゆるスカラー曲率の方程式についての、完備リーマン多様体の場合への取り組みである。この研究目的に沿い、平成11年度より14年度に渡って、完備リーマン多様体の幾何的構造の研究と言うより広い立場で問題を捉えて行くために、スカラー曲率の方程式において見られる諸現象と多くの共通点を持つ他の変分問題の最新の研究について、情報交換を目的とする研究交流を行った。具体的には、調和写像、リーマン多様体の崩壊に関わるスベクトル幾何、グラフ理論、弾性曲線の運動等における話題について、最新の状況を踏まえた比較検討を行った。平成12年度は、これまでに得られている諸結果について以前日本語でまとめ「数学」に発表した解説記事に最新の情報を盛り込みながら、今回は英文でまとめた。また、12年度より14年度に渡って、これら変分問題に共通して解の存在証明或いは構成において強力と考えられ、近年特に研究の盛んな連結和による接合法の過程を逆に見た、いわば曲率の集中に伴う分離現象(これを一つのバブルと見ることも可能である)について、特に2次元(極小曲面)の場合をモデルとして分祈する研究を行い、各特異点における重みを各特異点の対におけるある種の関係を表す不変量に分解し、その大きさを計ることにより、対象の分離に向かう程度を評価することが可能であるとの結果を得、その内容を和文並びに英文の論文にまとめた。この研究目的に沿い、平成11年度は、完備リーマン多様体上においてこれまでに得られている膨大な諸結果、主としてユークリッド空間または双曲空間を含むような、曲率に関する一定の制限の下での、距離関数のラプラシアンの比較定理を用いたものを中心とする諸結果の整理検討に着手する一方で、完備リーマン多様体の幾何的構造の研究と言うより広い立場で問題を捉えて行くために、スカラー曲率の方程式において見られる諸現象と多くの共通点を持つ他の変分問題、具体的には捩れ弾性曲線(キルヒホッフ弾性棒)、調和写像(p-調和写像あるいはそのさらなる一般化であるF-調和写像をも含めて)、アインシュタイン・ケーラー計量(トーリック多様体上の板東・カラビ・二木指標)等の最新の研究について、情報交換を目的とする研究交流を行った。中でも調和写像については、コンパクト・リーマン多様体上のスカラー曲率の方程式の、その閉部分集合を特異点集合として持つ解が、完備リーマン多様体の場合と密接な関係にあることを鑑みて、また完備リーマン多様体上でさらにその内に特異点を持つ解のことも視座に入れて、エネルギー最小化写像や弱発展調和写像における特異点集合の取り扱いに重点をおいた比較検討を行った。この研究目的に沿い、平成12年度は、これまでに得られている諸結果について以前日本語でまとめ「数学」に発表した解説記事に最新の情報を盛り込みながら、今回は英文でまとめた。この記事は次年度以降に「SUGAKU」(AMS)に掲載される予定である。また、前年度に引き続き本年度も、完備リーマン多様体の幾何的構造の研究と言うより広い立場で問題を捉えて行くために、スカラー曲率の方程式において見られる諸現象と多くの共通点を持つ他の変分問題の最新の研究について、情報交換を目的とする研究交流を行った。

具体的には、前回に引き続きキルヒホッフ弾性棒、調和写像について、さらにまた、変形ウィルモア汎関数や情報幾何、グラフ理論等における話題についても、最新の状況を踏まえた比較検討を行った。さらに本年度は、これら変分問題に共通して解の存在証明或いは構成において強力と考えられ、近年特に研究の盛んな連結和による接合法に注目し、その過程を逆に見た、いわば曲率の集中に伴う分離現象、これは一つのバブルと見ることも可能なのであるが、これを特に2次元の場合をモデルとして分析した。この研究は次年度以降も引き続き行う予定である。本研究は「リーマン多様体上のどのような滑らかな関数が、初めに与えられた計量の共形計量のスカラー曲率として実現され得るか?」と言う問題を定式化した、いわゆるスカラー曲率の方程式についての、完備リーマン多様体の場合への取り組みである。この研究目的に沿い、平成13年度は、これまでに得られている諸結果について以前日本語でまとめ「数学」に発表した解説記事に最新の情報を盛り込み英文でまとめた記事を「SUGAKU」(AMS)に発表した。また、一昨年度、昨年度に引き続き本年度も、完備リーマン多様体の幾何的構造の研究と言うより広い立場で問題を捉えて行くために、スカラー曲率の方程式において見られる諸現象と多くの共通点を持つ他の変分問題の最新の研究について、情報交換を目的とする研究交流を行った。具体的には、前回に引き続き調和写像、情報幾何、グラフ理論について、さらにまた、球面の崩壊に関わるスペクトル幾何や渦糸の方程式、指定された平均曲率を持つ曲面等における話題についても、最新の状況を踏まえた比較検討を行った。さらに、昨年度に引き続き本年度も、これら変分問題に共通して解の存在証明或いは構成において強力と考えられ、近年特に研究の盛んな連結和による接合法の過程を逆に見た、いわば曲率の集中に伴う分離現象(これを一つのバブルと見ることも可能である)について、特に2次元の場合をモデルとして分析する研究を行った。この研究目的に沿い、平成14年度も、一昨昨年度、一昨年度、昨年度に引き続き、完備リーマン多様体の幾何的構造の研究と言うより広い立場で問題を捉えて行くために、スカラー曲率の方程式において見られる諸現象と多くの共通点を持つ他の変分問題の最新の研究について、情報交換を目的とする研究交流を行った。具体的には、前回に引き続き調和写像、リーマン多様体の崩壊に関わるスペクトル幾何、グラフ理論について、さらにまた、弾性曲線の運動やスカラー曲率平坦な不定値ケーラー計量等における話題についても、最新の状況を踏まえた比較検討を行った。さらに、一昨年度、昨年度に引き続き本年度も、これら変分問題に共通して解の存在証明或いは構成において強力と考えられ、近年特に研究の盛んな連結和による接合法の過程を逆に見た、いわば曲率の集中に伴う分離現象(これを一つのバブルと見ることも可能である)について、特に2次元(極小曲面)の場合をモデルとして分析する研究を行い、各特異点における重みを各特異点の対におけるある種の関係を表す不変量に分解し、その大きさを計ることにより、対象の分離に向かう程度を評価することが可能であるとの結果を得、その内容を和文並びに英文の論文にまとめた。
量子情報理論にもとづく現代的コペンハーゲン解釈についての認識論的研究

科学哲学の立場から量子力学の認識論的問題について研究を行った。特に、弱測定と弱値について研究を行った。今年度の研究では、私たちの実在に関する概念と言語との関連性をもとに研究を進めた。アインシュタイン、ポドルスキー、ローゼンらによるEPR論文(1935年)において、物理量の値は物理的実在の要素として解釈された。これは、古典論的な見方である。古典論において物理量と値は概念的に分離されていない。いわば、物理量は常に値を持つ。一方、量子論では、物理量の値は(固有状態を除き)定まっておらず、物理量と値は概念的に切り離されている。このようなことからも、物理量概念のレベルにおいて、量子論に反対するアインシュタインらと、量子論を支持するボーアらにおいて大きな隔たりがあったことがわかる。そこで本研究では、量子力学に内在する古典論との概念的差異、また、その差異から現れる概念的問題についての分析を行った。そして、量子論において実在概念を構成することが難しい理由として、古典論から量子論への拡張において緩めた諸概念を具体例を通して自然言語で意味付けできないことに起因することを明らかにした。次に、前年度の研究を踏まえ、物理量を実在の要素とみなすのではなく、認識論的に捉え直す研究を行った。具体的には、観測可能量としての物理量を「私たちが観測する際の認識の枠組み」とし、この物理量に関する哲学的な洞察を数理的に表現した。このアプローチは、先の言語のレベル行った哲学的分析による結果を、数学的に表現することで、哲学的分析をより明確にさせたと言って良い。このようなアプローチをもとに、弱値を認識論的な物理量と解釈し、弱値を量子的対象を捉えるための新たな「認識の枠組み」の一つとみなす解釈を与えた。そして、弱値は実在を捉えているのではなく、あくまで、量子的対象を捉えるために人為的に構成された一つ概念と結論付けた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。量子論が誕生して以来、いわゆる観測問題・解釈問題は、物理学者と哲学者を悩まし続けてきた。近年になって現れた弱測定・弱値は、これらの問題を解決すると期待されたものの、弱値によって量子的実在を捉えているとみなしてよいかという哲学的問題が新たに生じたといってよい。昨年度、本研究では、ボーアによる認識論的量子解釈(コペンハーゲン解釈としばしば呼ばれる)立場からこのような問題についての哲学的研究を行った。そして、弱値を、弱測定を実行する系に依存した値と解釈することで、弱値という概念を量子的実在から切り離すことに成功した。かつて、ボーアは被測定系と測定系の分離不可能性を提唱し、系の状態を被測定系と測定系からなる実験系の状態として考えていた。確かに、この考え方は極めて現象論的であり、物理学を実在を記述する学(少なくとも、実在を記述することを目指す学)と考える者には受け入れがたい立場である。しかし、系という概念を分析すれば、現象論的アプローチにもとづき、物理学を認識論的に捉えざるを得ないことが明らかになる。当然ながら、各々の系を関連付ける変換規則があれば、現象についての客観的な記述は可能である。しかし、それは間主観的な意味での客観的記述であって、系に依存しない認識は存在せず、同時に、認識する現象は系という枠組みに依存していることになる。このようなことから、弱測定に関する一連のセットアップをもとに、被測定系と測定系の関係から決定される物理量を弱値と解釈することを提案した。これにより、弱測定・弱値における時間対称性に関する物理的解釈の問題においても、逆向き因果のような不自然な因果関係を考える必要がないことも明らかにしたといえる。この研究成果について、The First Conference on Philosophy of Scienceで発表し、一定の評価を得た。ほぼ研究計画の通りに進んだといえる。昨年度の研究では、ボーアによる認識論的量子解釈(コペンハーゲン解釈としばしば呼ばれる)を踏まえ、(1)アハラノフらが提唱する弱測定・弱値における時間対称性を数学的な時間対称性にとどめ、いわゆる逆向き因果を考える必要がないことを明らかにすること(2)ボーアによる認識論的量子解釈の立場から、弱値を系に依存する値(弱測定を実行する系に依存する値)と解釈することで弱値を量子的実在から切り離す解釈を提唱すること、以上2点を主な目的としていた。当初の研究方針では、(1)の問題を解決した後、(2)について検討する予定であった。しかし、現象論的アプローチから、(2)の問題について一定の哲学的解答を得たことから、結果として(1)の問題もまた解決したといえる。すなわち、現象論的アプローチにもとづけば、時間対称性が弱測定・弱値の数学的記述において現れたとしても、数学的記述と現象を切り離して考えるべきであり、逆向き因果を考える必要がないということになる。本研究に対する反論として、遅延選択実験における逆向き因果の可能性を考慮すべきだろう。確かに、遅延選択実験は逆向き因果の存在を示しているようにも思える。しかし、本研究による系に依存した現象という考え方にもとづけば、逆向き因果を考える必要はない。逆向き因果に思える現象は、実際は、遅延選択した時点での系の状態に依存する現象と解釈すれば問題ない。現象論的アプローチにもとづく系概念の分析によって、(1)、(2)の問題に対する哲学的解答を得たといってよい。

そして、同時に(2)の問題を解決すれば、(1)の問題は擬問題になるということを明らかにしたともいえる。これらの成果について研究発表を行い、参加者から一定の評価を得ている。このようなことから、研究はおおむね順調に進展しているといってよい。科学哲学の立場から量子力学の認識論的問題について研究を行った。特に、弱測定と弱値について研究を行った。今年度の研究では、私たちの実在に関する概念と言語との関連性をもとに研究を進めた。アインシュタイン、ポドルスキー、ローゼンらによるEPR論文(1935年)において、物理量の値は物理的実在の要素として解釈された。これは、古典論的な見方である。古典論において物理量と値は概念的に分離されていない。いわば、物理量は常に値を持つ。一方、量子論では、物理量の値は(固有状態を除き)定まっておらず、物理量と値は概念的に切り離されている。このようなことからも、物理量概念のレベルにおいて、量子論に反対するアインシュタインらと、量子論を支持するボーアらにおいて大きな隔たりがあったことがわかる。そこで本研究では、量子力学に内在する古典論との概念的差異、また、その差異から現れる概念的問題についての分析を行った。そして、量子論において実在概念を構成することが難しい理由として、古典論から量子論への拡張において緩めた諸概念を具体例を通して自然言語で意味付けできないことに起因することを明らかにした。次に、前年度の研究を踏まえ、物理量を実在の要素とみなすのではなく、認識論的に捉え直す研究を行った。具体的には、観測可能量としての物理量を「私たちが観測する際の認識の枠組み」とし、この物理量に関する哲学的な洞察を数理的に表現した。このアプローチは、先の言語のレベル行った哲学的分析による結果を、数学的に表現することで、哲学的分析をより明確にさせたと言って良い。このようなアプローチをもとに、弱値を認識論的な物理量と解釈し、弱値を量子的対象を捉えるための新たな「認識の枠組み」の一つとみなす解釈を与えた。そして、弱値は実在を捉えているのではなく、あくまで、量子的対象を捉えるために人為的に構成された一つ概念と結論付けた。今年度も昨年度に引き続き、科学哲学の立場から弱測定と弱値について研究する。そして、現代的コペンハーゲン解釈をもとに、実在の要素としての物理量概念を変更し、弱値を物理的対象の認識論的要素とする新たな哲学的解釈を導く。1935年にアインシュタイン、ポドルスキー、ローゼンらが発表したEPR論文では、物理的実在の十分条件として、物理量の値は物理的実在の要素として解釈された。ロック以来、第一性質としての物理量は、第二性質とは異なり、物理的対象の属性とみなされてきた。実際、古典論において物理量は値と結びつけられた変数によって表現され、物理量と値は概念的に結び付けられている。一方、量子論では、物理量は作用素として表現され、値とは独立な概念である。つまり、古典論における物理量概念と、量子論における物理量概念は異なる概念であるといえる。したがって、量子論における物理量概念をそのまま実在の要素に結びつけることはできないだろう。
高分子を利用した新規複合銀ナノクラスターの合成とその触媒機能

金属ナノクラスターは、粒径が数nmと極めて小さいため、比表面積が大きく、特異な物理的および化学的性質を示すものとして、新しい機能材料の構成単位として活用され、中でも高機能触媒材料として期待は大きい。金属ナノクラスターの触媒としての研究は、従来水素化などの還元反応が殆どで、酸化反応の触媒として用いた例は皆無である。本研究者は、保護安定化剤としてポリ(N-ビニル-2-ピロリドン)(PVP)の存在下、過塩素酸銀水溶液をアルコール還元することにより、平均粒径3.1nmの銀ナノクラスターの合成に成功した。酸化エチレンの合成触媒には、銀のみが有効で、銀の分散状態が大きく影響を与えるとされているが、従来の担持銀触媒は粒径分布が広く、銀粒子の大きさの制御に限界があった。調製したPVP-Agナノクラスターを、エチレン酸化の触媒として用いた結果、同じ反応条件下で、市販の銀粉末触媒よりも高い触媒活性を示すことを昨年度報告した。本年度は、ポリアクリル酸を保護安定化剤とする銀ナノクラスター(PAA-Ag)を新たに調製し、その触媒活性を測定した。その結果、PAA-Agナノクラスターは、PVP-Agナノクラスターと比較して格段に高い触媒活性を示した。これは、PAA-Agナノクラスターの高温、酸素雰囲気下で安定性が高いことによる。触媒に第2、3の成分を添加すると、アンサンブル効果およびリガンド効果等により活性や選択性の向上が期待される。今年度調製したPAA-Agナノクラスターと、セシウムおよびレニウムの複合化により調製したPAA-Ag-Cs/Reナノクラスターは、複合化しないPAA-Agナノクラスターより2.6倍も酸化触媒活性が向上した。これらの銀ナノクラスター触媒は、溶液中で使用するため、従来の直接気相酸化法と比較し、低温・常圧下の温和な条件下で酸化を可能にするものである。本研究者は、保護安定化剤としてポリ(N-ビニル-2-ピロリドン)の存在下、過塩素酸銀水溶液をアルコール還元することにより、平均粒径3.1nmの単分散均一な銀ナノクラスターの合成に成功した。調製した銀ナノクラスターを、エチレン酸化の触媒として用いた結果、同じ反応条件下で、市販の銀粉末触媒よりも高い触媒活性を示した。この銀ナノクラスター触媒は、溶液中で使用するため、従来の直接気相酸化法と比較し、低温・常圧下の温和な条件下で酸化反応を可能にする。銀ナノクラスターにアルカリ金属を添加することにより、銀-アルカリ複合ナノクラスターの調製に成功し、特に銀-セシウムナノクラスター系において、酸化触媒活性が著しく向上することを見出した。
初代培養細胞塊をもちいた子宮肉腫の新しい治療戦略の樹立

婦人科領域において子宮平滑筋肉腫は稀な疾患ではあるが、最も予後の最も悪い疾患のひとつである。化学療法の効果が低いことがその要因の一つと考えられる。近年他の癌種で報告された新しい培養方法を用いて子宮平滑筋肉腫患者検体の初代培養細胞塊の作成を試みた。書面にてインフォームドコンセントの得られた数名の患者より子宮平滑筋肉腫の検体を採取しそれをもとに初代培養細胞塊を作成した。すべての症例において24時間後に初代培養細胞塊はスフェロイドを形成し、報告された方法で初代培養細胞塊を作成できることを確認した。続いて無血清培地に成長因子を加えた培養液を用いて子宮平滑筋肉腫の初代培養細胞塊の長期培養に成功した。本研究において患者検体を用いた平成25年度は子宮肉腫の臨床検体を2検体収集できた。症例数としては予想通りであった。1症例は再発病変で、もう一症例は原発であった。両者とも昨年と同様の方法でspheroidの作成を行った。子宮肉腫の初代培養細胞塊の作成は昨年同様可能であった。今回はその培養条件の検討を中心に行った。従来もちいてきた浮遊培養に加えてコラーゲン、マトリゲル、Growth factor reducedマトリゲルを用いて接着培養を行った。次に培養皿の底部にナノインプリント技術により網目状に細胞外マトリックスを模倣したSCIVAX社の培養皿(3次元培養専用の培養容器)を用いて従来の培地にて培養を試みた。これらすべてにおいて長期間の培養細胞塊の維持は可能であったが増殖は得られなかった。初代培養細胞塊の増殖には何らかの増殖因子が必要であることが推測されたため、EGF、FGF、Wnt signaling関連因子、エストロゲン(E2)、など様々な成長因子等の添加を試みた。これら成長因子の添加においては明らかな増殖を認めるものはなかった。今回の研究期間において子宮肉腫の初代培養について応用可能な培養方法についてはいまだ成果を上げておらず、今後も検討を重ねたいと考えている婦人科領域において子宮平滑筋肉腫は稀な疾患ではあるが、最も予後の最も悪い疾患のひとつである。平成24年度は患者検体を2検体得ることができた。当初予想として、年間の子宮肉腫の発生頻度が年間1ー2例であることを考慮すると予想どうりの検体数であるといえる。本研究を開始するにあたり予備実験として子宮平滑筋肉腫の検体より初代細胞培養塊が得られることをすでに確認していた。同様のプロトコールにて2検体から初代培養細胞塊を作成することに成功し、一部凍結保存した。その後研究をすすめるにあたり、作成したspheroidは従来の培養培地では比較的長期間維持が可能であるが、十分な成長が得られないことが判明した。およそ100μmのサイズのspheroidは大きさに変化がみられない上に長期間維持を続けたspheroidは中心部が壊死している像がみられた。我々の研究室ではそのほかの婦人科癌に対しても同様の手法を用いて初代培養細胞塊を作成してきたが、癌種により培養培地の組成に相違がみられ、子宮平滑筋肉腫でも詳細な条件検討が必要となった。検討項目としては無血清培地に添加する成長因子、培養に用いる培養皿、コラーゲンやマトリゲルなどの細胞外マトリックスの使用による成長の程度など、検討項目が多数存在し、順に検討を開始している。現在他の癌種で成長が得られる条件を子宮平滑筋肉腫に用いるとともにそのほかの条件についても検討する予定である。また、我々が第一に目標とすることは抗癌剤感受性試験を行うことである。成長が得られない場合その条件下で抗癌剤感受性を判別できる指標、マーカーとなる方法がないかを検討する予定である。研究計画時、従来の報告では(他の癌種において)患者検体より得られた初代培養細胞塊(spheroid)は培養皿内での増殖が可能であり、またマウスに皮下移植することによりマウスの皮下に腫瘍を構成した。少量の検体よりその原疾患の性質を引き継いだ腫瘍細胞塊を比較的容易に増殖させて、大量に得ることが可能であると考えられたが、その増殖についての条件は十分な検討の余地があることが分かった。子宮平滑筋肉腫の初代培養細胞塊の作成については問題がないことが分かったが、それらを増殖させるための条件設定として、他の条件で見られる成長因子をはじめとして、数多くの要素を検討する予定である。条件設定をするにあたっては、できるだけ多くの検体をもとに共通した条件を見つける必要があり、それには1-2件/年の新規検体では十分なスピードで実験をすすめることは困難であることが予想される。今後は大阪大学産婦人科関連病院との連携を図り、他院で発生した子宮平滑筋肉腫についても検討できるよう倫理委員会その他の手続きをすすめていくほうが良いと考える。