hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本前近代史料の国際的利用環境構築の研究

特別推進研究(COE)「前近代日本史料の構造と情報資源化の研究」(平成12-16年度)の成果の上に、日本前近代史料の国際的利用環境の構築を行った。特に、欧文日本古代史料解題辞典オンライン版公開、応答型翻訳支援システム改良とグロッサリー充実、平安遺文未収除外文書のデータベース化、天皇皇族実録綱文データ作成、米国とスウェーデンにおける3回の漢文ワークショップでの古代・中世史料翻訳の共同研究、などの成果を得た。日本前近代史料の国際的利用環境構築のため、特別推進研究(COE)「前近代日本史料の構造と情報資源化の研究」(平成1216年度)の成果を発展させ、システム開発・史料コンテンツ整備・史料利用環境の3分野の研究を実施した。2前近代日本史料関係データベースのコンテンツ整備日本史グロッサリーDBに博物館図録のグロッサリーを収録するための調査を行い奈良国立博物館と覚書を締結し正倉院文書の英文グロッサリーの入力を行った。平安遺文除外・未収文書DBのデータ整備(類従三代格・政事要略・本朝文粋等国史大系所収平安時代史料等)、編年史料綱文DBの史料稿本画像とのリンクの整備、近世編年史料DBの朝廷関係史料のデータ化実施、電子くずし字字典の字形データの拡充、『東京大学史料編纂所報』所収「採訪調査報告」のデジタル化(1017号)を実施した。3東アジア史料情報横断的利用大韓民国・民族文化推進会シンポジウム「東アジア各国における古典籍整理事業の現況と課題」(2005年11月)において「日本における古典籍の整理事業の現況と展望」の報告、インド・ベナレスヒンドゥー大学仏教アジア研究所シンポジウム`India in theSilk Road'(2006年2月)において正倉院と正倉院文書についての報告を行った。日本前近代史料国際的利用環境構築のため、特別推進研究「前近代日本史料の構造と情報資源化の研究」(平成1216年度)の成果を発展させ、システム開発・コンテンツ整備・利用環境研究を実施した。1システム開発平成18年2月更新の史料編纂所歴史情報処理システムのデータベース検索に英語系画面を付加するための仕様を作成した。平成19年度前半期開発公開予定。2コンテンツ整備(1)応答型翻訳支援システム用辞書の日本史グロッサリーDBの整備(1049語彙)、利用許諾取得、新規入力(源氏物語研・古代地方行政研究の2書)を行った。(2)平安遺文DB充実のため、平安遺文除外文書として政事要略のデータ整備を終了し本朝文粋等の校正を進め(出版社許諾済)、平安遺文未収文書データとして大日本史料第1編16・補遺からの採集と同第2編111採集済文書データ校正と1228からの採集、続群書類従からの採集(743件)を行った。(3)中世法制史料集全文データの整備を行った(出版社・著者許諾取得済)。(4)編年史料綱文DBの綱文・画像リンク整備を完了した。(5)近世編年史料DBで天皇皇族実録の霊元天皇実録等22冊の綱文データを作成を行った(宮内庁書陵部許可済)。(6)電子くずし字字典DBの宇形データの整備を行った。3国際的利用普及日本前近代史料国際的利用環境構築のため,システム開発,コンテンツ整備,利用環境研究を実施した。1システム開発(1)史料編纂所歴史情報処理システムSHIPSの所蔵史料目録データベースへの英語系検索画面付加のために英語語彙を作成した。(2)SHIPSの平安遺文データベースに平安遺文除外文書公開のための検索画面修正を行った。(3)SHIPSの応答型翻訳支援システムのオンライン・グロッサリー登録システム改良のシステム開発を行った。2コンテンツ整備(1)応答型翻訳支援システム用辞書の日本史グロッサリーDBの整備(既存5,343件整備),新規入力(6,821語彙,日本年号238件)を行った。(2)平安遺文DBから平安遺文除外文書として新訂増補国史大系本『類聚三代格』『弘仁格抄』『延暦交替式』『貞観交替式』『新抄格勅符抄』『類聚符宣抄』『別聚符宣抄』『政事要略』のデータ(4,704件)を11月に公開し,本朝文粋等の校正を進めた(出版社許諾済)。平安遺文未収文書データとして『大日本史料』第1編15・補遺13の文書リスト作成,同616からの採集と同補遺4からの文書採集(179件)を行い,231件を公開した。(3)近世編年史料DBで「天皇皇族実録」の後桜町天皇実録・孝明天皇実録等の綱文データを作成した(宮内庁書陵部許可済)。(4)電子くずし字字典DBの字形データ28,000件の点検,代表的くずし字字形の選択を行なった。3国際的利用普及

(1)オーストラリア日本学研究協会2007年大会(オーストラリア国立大学)で石上'Investigation,collection and databasedevelopment of pre-modern histodcal materialsin Japan'の報告を行った(7月4日)。(2)南カリフォルニア大学(米国・ロスアンジェルス市)のJoan Piggott教授と協同でKambun Workshop 2007を開催し(7月16日8月10日),石上が参加し平安中期史料(記録・儀式書等)の英文翻訳研究とグロッサリー作成を行った。(3)SHIPSの奈良時代古文書フルテキストDBの国際的利用促進のため,韓国・高麗大学宋浣範研究教授,フランス・高等研究院Charlotte Von Verscuer教授を招き,「正倉院文書の国際的・学際的利用」を,正倉院文書研究会・正倉院文書データベース作成委員会・21世紀COE「古代日本形成の特質解明の研究教育拠点」と共同で大阪市立大学で開催した(11月10目)。1欧米研究者と協同した平安・鎌倉時代史料の翻訳・グロッサリー作成の研究(1)米国・南カリフォルニア大学のKambun Workshop 2008(7月14日8月8日)に遠藤が協同研究者として参加し平安鎌倉期史料の英語翻訳・グロッサリー作成研究を行い成果をKambun WorkshopのHPで公開した。(2)スウェーデン王立工科大学(ストックホルム)で開催されたEuropean Kanbun-Workshop(7月7日25日)に石上が協同研究者として参加し平安史料の英語翻訳研究を行った。(3)米国・アジア研究協会(アトランタ)で、4月5日、関連会議「Japan Memory Project and Kambun Workshop」を開催し応答型翻訳支援システム・史料編纂所歴史情報データベース・Kambun Workshopについて報告した。2国際的利用推進のためのコンテンツ整備(1)応答型翻訳支援システムのシステム辞書に、和名類聚抄から地名情報データ、Kambun Workshop 2008で作成されたグロッサリーを入力した。2)平安遺文除外・未収文書データベースのデータに『新訂増補国史大系』法曹類林・本朝文粋・朝野群載等を入力した。3国際的利用環境向上のためのシステム開発(1)応答型翻訳支援システムのオンライン・グロッサリー登録システムのセキュリティー機能改良開発を行った。(2)近世編年史料データベースの天皇実録データの利用環境改良のため検索画面に天皇実録プルダウンメニューを付加するシステム改良を行った。4研究成果のまとめ『東京大学史料編纂所研究成果報告2008-3』として「日本前近代史料の国際的利用環境構築の研究」(平成21年3月)を刊行し、4年間の研究成果を示した。
メトヘモグロビン血症の原因分析とその病態解析

メトヘモグロビンは、血液の赤血球中のヘモグロビンの酸化により生じる。メトヘモグロビンは酸素との結合能がないため、血中のメトヘモグロビンが著明に増加した際には、末梢組織では著明な酸素不足に陥る。法医学の領域では、化学物質の摂取による中毒の際に、しばしば血液中のメトヘモグロビンが増加することがある。特に亜硝酸塩などの酸化作用のある化学物質の摂取によりメトヘモグロビン血症をきたすことがある。法医学実務では、中毒の重症度評価の際には摂取した物質自体の濃度測定が求められることが多いものの、亜硝酸塩などのイオンは測定法が限られており、直接測定した報告は少ない。そこで、導入したイオンクロマトグラフ装置を用いて、これらのイオンの生体試料からの分析法の確立について検討した。本年度はまず、分析対象とした硝酸イオン、亜硝酸イオンについて、溶液中の濃度測定法について検討を進めた。その結果、導入した装置を用いた溶液中濃度の測定が可能となった。そこで、現在は動物を用いた病態モデル作成と、それらの試料への応用について検討を行っている。試料の前処理についてはやや課題もあるが、実務応用を念頭に作業を進めている。さらに、メトヘモグロビン血症をきたしやすい化学物質について、毒性と併せてMetHb濃度についても検討するため、オキシメータを用いたメトヘモグロビンの濃度測定の有用性についても検討を進めた。その結果、従来に比べより簡便な手法によりメトヘモグロビン濃度を得られることを明らかにした。陰イオンの毒性を評価する方法として、本研究では濃度測定法の確立を念頭に検討を行っている。試料の処理などに関してはまだいくつか課題もあるが、同時にすすめていたメトヘモグロビンの評価法に関しては、従来の分光学的方法に比べ、より簡便なオキシメータの有用性について明らかにすることができ、新しい知見も得られた。まず、実験動物を用いた中毒の病態モデルを作成する。オキシメータを用いた、より簡便なメトヘモグロビン評価法が確立できたことで、病態モデルの有用性についても、メトヘモグロビンの生成の程度から容易に評価することが可能となったため、今後の検討がさらに進むことが期待される。また、先に検討した硝酸イオン、亜硝酸イオン以外の陰イオン化合物、たとえば塩素酸塩や臭化物などについても、測定法の検討を進める予定である。対象とするイオンの中には、比較的分解の早いものもあり、これらの評価についても検討が必要であると考えている。
パフィアン型ソリトン方程式の構造と諸分野への応用

昨年度は,「結合型KP階層」と呼ばれるソリトン方程式の階層を主に研究し,その階層が無限次元リー代数D_∞の対称性を持つことを見出し,それに関する研究を行った。それに引き続き,本年度は扱うリー代数の範囲を広げ,トロイダル・リー代数と呼ばれる新たなクラスの対称性を持つ方程式を研究し,新たな微差分ソリトン方程式を発見することができた(広島大・太田泰弘氏との共同研究)。得られた結果については,次の論文で発表した:S.Kakei and Y Ohta, J.Phys.A34(2001)10585-10592.この論文で扱っている方程式では,特殊解は行列式で表示される。パフィアン解を持つ場合に拡張可能かどうかは,現在研究中である。また,矢嶋・及川方程式と呼ばれる方程式の研究も行い,それがA_2^(1)型リー代数の,「3=2+1」という分割に対応する表現と関連していることを見出した(岡山理科大・池田岳氏,東北大・菊地哲也氏との共同研究)。Drinfeld-Sokorovの方法の立場からも研究を行い,表現論的な部分は一通り理解できたと言ってよい(現在論文準備中)。これまでに得られた結果については,以下の学会で報告している:●「Weyl群の共役類に付随するソリトン方程式」(日本数学会秋季総合分科会,九州大学,2001年9月)●「矢嶋・及川方程式」(日本数学会年会,明治大学,2002年3月)矢嶋・及川方程式は「拘束KP階層」という階層との関連も指摘されていて,我々の視点との関連を調べることは今後の課題の一つである。また,この研究で得られた「個々の分割に対して,それぞれ異なるソリトン方程式が対応する」という視点を,D型の場合にも拡張するという試みを,現在行っているところである。本年度は二年計画の初年度であるため,研究対象であるパフィアン型ソリトン方程式に関しての基本的な理解を深めることを目的とした。パフィアン解を持つソリトン方程式系の典型例として,特に広田・太田の結合型KP階層について研究し,この階層の持つ対称性が無限次元リー代数D_∞であることを見出した。この視点に基いて多項式型のτ関数を調べ,シューア関数,シューアのQ関数と関係することか分かった。また,D_∞型の対称性を持つ離散方程式を導出し,少なくとも双線型方程式のレベルでは「超離散化」(離散方程式からの極限としてソリトン・オートマトンを得る手法)も適用可能であることを示した。さらに,ここでも現れた無限次元リー代数の構造をさらに拡張する試みとして,トロイダル・リー代数とソリトン方程式との関係についても研究を行った。結果として,(2+1)次元非線型シュレディンガー方程式,自己双対ヤン・ミルズ方程式等を,トロイダル対称性を持つ階層の一員として捉えることができた。一方,ある種の行列積分は結合型KP階層のτ函数として捉えられることが分かっているが,カロジェロ模型と呼ばれる量子系の相関函数はそのタイプの行列積分と関係することが知られている。この動機からカロジェロ模型の持つ代数的構造についても研究し,波動関数に現れる多変数直交多項式の代数的構造を解明した。得られた結果については,以下の学会・研究集会で発表している;・「結合型KP階層の対称性,離散化,超離散化」(短期共同研究「離散可積分系の研究の進展」,京大数理研,2000年8月)・「(2+1)-次元NLS階層とトロイダル代数」(日本数学会秋季総合分科会,京都大学,2000年9月)・「パフィアン解を持つソリトン方程式の階層について」(研究集会「組合せ論・表現論とその周辺」,岡山大学,2001年1月)昨年度は,「結合型KP階層」と呼ばれるソリトン方程式の階層を主に研究し,その階層が無限次元リー代数D_∞の対称性を持つことを見出し,それに関する研究を行った。
局所相関の強い遍歴電子系における新しい量子臨界現象の解明

CeおよびYbの価数転移の量子臨界現象の性質を明らかにするため、昨年度に引き続き理論研究を展開した。本年度は、臨界価数ゆらぎの量子輸送現象へ影響を理論的に解析するとともに実験との比較を行った。特に、当該新学術領域研究の各実験研究との比較により、以下のような成果が得られた。これまで、CeIrIn5の圧力下でCeの価数クロスオーバーが生じている可能性を理論的に指摘していたが、評価者の北岡教授の実験グループにより、In-NQR周波数の変化がP=2.1 GPa付近で変化することが観測された(M. Yashima et al., PRL 109 (2012) 117001)。この結果は、本研究の理論的予言を裏付けるものであり、Ce115系においても価数転移の臨界点がその物性に影響を及ぼしていることを指摘してきた本研究の成果を支持している。また、YbRh2Si2においてYbサイトの4f電子と5d電子がフェルミ準位近傍のエネルギーバンドに寄与していることが、A01-002班の山上教授らの実験グループによる3d-4f共鳴光電子分光測定により観測された(A. Yasui et al., PRB 87 (2013) 075131)。この結果は、Ybのオンサイトの4f-5d軌道間のクーロン相互作用が物性に重要な役割を果たしていることを強く示唆しており、本研究における基本モデルである拡張周期アンダーソン模型の妥当性が当該新学術領域の実験研究により明らかにされた意義がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。重い電子系物質YbRh2Si2の常磁性金属相において、低温で一様帯磁率や電子比熱係数、電気抵抗率が従来のスピンゆらぎの量子臨界現象の枠組みに従わない、非従来型の量子臨界現象を示すことが観測され、大きな問題となっている。最近、β-YbA1B4でも同様の臨界現象が観測され、Ybの価数が+2.75という中間価数をとることが明らかとなり、Ybの価数のゆらぎが非従来型の量子臨界現象に果たす役割に関心が高まっている。そこで、Yb系重い電子系物質を記述する基礎的模型である、周期アンダーソン模型に基づいて、Ybの価数ゆらぎの量子臨界現象の理論を構築した。f電子の強い局所相関の効果を取り入れた結果、価数ゆらぎのモードが局所的な振る舞いを示すことを見出し、それが一様帯磁率と電子比熱係数、電気抵抗率における非従来型の量子臨界現象を引き起こしていることを示した。本研究課題では、この研究をさらに発展させ、非従来型の量子臨界現象の統一的な理解を行うことを目的とする。すなわち、局所相関の強い遍歴電子系における新しい量子臨界現象を解明することが研究の目的である。本年度は、周期アンダーソン模型に基づいて、YbやCeの価数転移と磁気転移の関係について理論的に解析を行った。その結果、f電子と伝導電子の混成強度が大きい場合には、両者は圧力や磁場を制御パラメータとした相図上で離れているが、混成強度を小さくするにつれて両者が接近することがわかった。現実の重い電子系化合物で実現していると考えられる比較的小さい混成強度の場合には、両者は非常に近接する(或いは一致する)ことがわかった。この結果は、実験と理論の比較を行う際に重要であり、これまで考慮されてこなかった、電荷の自由度に関する価数転移の量子臨界点が、磁気臨界点に影響を及ぼしていることが明らかとなり、重い電子系の研究において重要な意義をもつと考えられる。

当初想定していた物質YbRh2Si2やbeta-YbA1B4以外の物質である、alpha-YbA1B4やYbX2Zn20(X=Ir,Co,Rh)などの物質において、本研究が理論的に予想していた新しい量子臨界現象が出現することが実験により明らかとなってきた。当初の想定以上に本研究の理論的予想がより広い物質にあてはまる可能性が高まったので、今後も引き続き本理論研究を推進しつつ、実験との比較検討がより多くの物質で可能となると考えられるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も引き続き理論の拡張・整備を行う。また、本研究課題の理論に対応する可能性のある物質について、実験研究者と協力しながら対応する実験を遂行してもらい、結果を比較検討していくことが今後の重要な研究の推進方策である。
血管周囲脂肪の胎児プログラミングによる遺伝子発現調節を標的とした動脈硬化予防戦略

動脈硬化易形成マウス(apoE欠損マウス)の肥満母体より産まれたマウス仔(肥満マウス仔)の大動脈血管周囲脂肪(PAT)に注目し、胎児プログラミングによるPATの表現型変化と動脈硬化進展機序の関連を明らかにした。肥満マウス仔の動脈硬化形成は著明に増大し、肥満マウス仔より採取したPATの移植はレシピエントマウスの動脈硬化形成を有意に進展させた。肥満マウス仔のPATでは、単球・マクロファージの集積や分化・増殖に深く関与しているM-CSFの発現が亢進し、移植片におけるマクロファージの浸潤、炎症性サイトカインの発現亢進に関与していることが明らかとなった。母体肥満症における内臓白色脂肪のエピジェネティックな遺伝子発現修飾は、出生児の成人期における肥満やインスリン抵抗性と密接に関連することが知られている。一方、血管周囲脂肪(perivascular adipose tissue: PAT)と動脈硬化形成との関連性が近年注目されているが、母体肥満症におけるエピジェネティックな遺伝子発現修飾および動脈硬化形成への影響については報告がない。肥満apoE欠損マウスより産まれたマウス仔(肥満マウス仔)の胸部大動脈PATに注目し、胎児プログラミングによるPATの表現型変化と動脈硬化進展機序の関連を明らかにし、心血管病予防の新たな治療標的に発展させることが本研究の目的である。高脂肪食を与えた肥満apoE欠損マウスより産まれた8週齢のマウス(肥満マウス仔)に高コレステロール食を12週間投与し、大動脈における動脈硬化形成を検討したところ、プラーク領域はコントロールマウス仔に比べて著明に増大していた(22% vs.11%、P<0.01)。さらに、胸部大動脈PATにおけるMCP-1、単球・マクロファージマーカー遺伝子(F4/80、CD68)の発現レベルおよびMAC-2陽性細胞の集積は肥満マウス仔において有意に亢進していた。肥満マウス仔PATにおける形質変化が動脈硬化形成に直接的に関与していることを確認するため、高コレステロール食負荷前の肥満マウス仔とコントロールマウス仔よりそれぞれ胸部大動脈PATを採取し、レシピエントapoE欠損マウスの腹部大動脈周囲に移植した。移植3か月後の動脈硬化形成を比較したところ、肥満マウス仔PAT移植群ではコントロール群に比べて優位に動脈硬化形成が進展し、マクロファージの浸潤、炎症性サイトカインの発現が亢進していた。母体肥満症における内臓白色脂肪のエピジェネティックな遺伝子発現修飾は、出生児の成人期における肥満やインスリン抵抗性と関連することが知られているが、血管周囲脂肪におけるエピゲネティックな遺伝子発現修飾と動脈硬化形成との関連性については殆ど報告がない。肥満apoE欠損マウスより産まれたマウス仔(肥満マウス仔)の胸部大動脈周囲脂肪組織に注目し、胎児プログラミングによる血管周囲脂肪組織の表現型変化と動脈硬化進展機序の関連を明らかにし、心血管病予防の新たな治療標的に発展させることが本研究の目的である。高脂肪食を与えた肥満apoE欠損マウスより産まれた8週齢のマウス(肥満マウス仔)に高コレステロール食を12週間投与し、大動脈における動脈硬化形成を検討した。肥満マウス仔における%プラーク領域は、コントロールマウス仔に比べて著明に増大していた(22% vs.11%:肥満マウス仔vs.コントロールマウス仔、P<0.01)。さらに、胸部大動脈周囲脂肪におけるMCP-1および単球・マクロファージマーカー遺伝子(F4/80、CD68)の発現は、肥満マウス仔において有意に亢進していた。肥満マウス仔の血管周囲脂肪組織は、高コレステロール負荷に対する炎症性形質変化が促進されていることが示唆された。高脂肪食を与えた肥満apoE欠損マウスより産まれた8週齢のマウス(肥満マウス仔)に高コレステロール食を12週間投与し、大動脈における動脈硬化形成を検討したところ、プラーク領域はコントロールマウス仔に比べて著明に増大していた(2.1-fold、P<0.01)。肥満マウス仔の胸部大動脈PATには単球・マクロファージの優位な集積増加が認められることから、単球・マクロファージの集積や分化・増殖に深く関与しているM-CSFに着目した。

実際、肥満マウス仔の胸部大動脈PATでは、高コレステロール食負荷前からM-CSFのmRNAレベルおよびタンパクレベルにおける発現がコントロール群に比べて著明に増加していた(2.3-fold、3.3-fold、P < 0.05)。肥満マウス仔PATにおけるM-CSFの特異的な発現亢進機序として、M-CSFプロモーター領域におけるヒストン修飾の可能性が挙げられる。今後は、胸部大動脈PATからの脂肪細胞培養系を用いて、M-CSFの発現調節機構に関与するヒストン修飾ついて解析を進める予定である。内科学肥満母体由来マウス仔(肥満マウス仔)の作製および高コレステロール食負荷後における動脈硬化形成の解析では、予想通りの結果が得られた。また、移植モデルを用いた解析においても、肥満マウス仔移植群において動脈硬化の優位な進展が認められた。肥満マウス仔の胸部大動脈PATには単球・マクロファージの優位な集積増加が認められることから、単球・マクロファージの集積や分化・増殖に深く関与しているM-CSFに着目した。実際、肥満マウス仔の胸部大動脈PATでは、高コレステロール食負荷前からM-CSFのmRNAレベルおよびタンパクレベルにおける発現がコントロール群に比べて著明に増加していた。肥満母体由来マウス仔(肥満マウス仔)の作製および高コレステロール食負荷後における動脈硬化形成の解析では、予想通りの結果が得られている。また、肥満マウス仔の胸部大動脈周囲脂肪組織の表現型解析においても、高コレステロール負荷後の炎症性サイトカイン発現や単球・マクロファージの集積がコントロールマウス仔に比べて亢進していることが確認された。一方、脂肪先駆細胞の初代培養系における遺伝子発現の解析に関しては、血管周囲脂肪組織から採取される細胞数に制限があり、実験に使用できる十分なマウス数が確保できない状況であるため、その解析が予定より若干遅れている。一方、脂肪移植モデルを用いた血管周囲脂肪組織における動脈硬化進展機序を解明するための予備実験を進めている。高コレステロール食を与えたドナーマウスから胸部大動脈周囲脂肪組織を採取し、レシピエントマウスの腹部大動脈周囲に移植した。1か月後の腹部大動脈における動脈硬化形成は、普通食を与えたドナーマウスから採取した胸部大動脈周囲脂肪組織を移植したコントロールマウスに比べて有意に増大していた。現在、高コレステロール食負荷前の肥満マウス仔から採取した胸部大動脈周囲脂肪組織を用いた移植モデルを作製中である。肥満マウス仔PATにおけるヒストン修飾の解析を今後進めていく予定である。クロマチン免疫沈降法を用いてM-CSFのプロモーター領域におけるヒストン修飾を解析する。予備実験ではあるが、肥満マウス仔PATではM-CSFプロモーター領域におけるH3K27のトリメチル化が優位に低下していた。今後は、胸部大動脈PATからの脂肪細胞培養系を用いて、脂肪分化におけるH3K27のトリメチル化およびM-CSFの発現調節機構について解析を進める予定である。肥満マウス仔の血管周囲脂肪組織におけるヒストン修飾、DNAメチル化の解析を今後進めていく予定である。血管周囲脂肪組織には脂肪細胞のほかに種々の血球細胞や線維芽細胞などが存在している。
咀嚼運動及び歩行運動の発現における黒質線条体ドーパミン路の関与の様式

本研究の目的は,いわゆる「片側パーキンソン病モデルラット」を用いて、咀嚼運動および歩行運動の発現に大脳基底核、なかでも黒質線条体ドーパミン(DA)路の関与を明らかにすることである。ラットの右側黒質にステレオタキシックに6-hydroxydopamine5μgを注入し、A9黒質DA細胞を選択的に化学的破壊して片側パーキンソン病モデルラットを作製した。メタンフェタミン(MATA)5mg/kgの腹腔内投与で回転運動を誘発後、時々刻々のラットの動きをビデオに録画し、左右側の上腕三頭筋咬筋および顎二腹筋からスリップコネクターを用いて表面EMGを記録し同時に最高回転数を目測した。C2頸髄を切断した浅麻酔モデルラットを脳定位固定装置に付けた後、MATAを投与しリズム性顎運動を誘発し、咀嚼筋EMGおよびLID応用の顎運動記録装置により顎運動を詳細に解析した。モデルラットの左右の咬筋に一定量のHRPを注入後、直ちにMETAを投与して回転運動を誘発し、回転数を測定した。16時間生存させた後、脳幹の凍結連続切片を作製し、顕微画像解析装置により左右の咬筋運動細胞群のHRP逆行性輸送量を測定した。以上の実験の結果、つぎのような結論が得られた。(1)メタンフェタミン刺激による黒質線条体ドーパミン路の活性化は、咀嚼運動および歩行運動を発現する。(2)回転運動に伴う上肢筋のリズミカルな筋活動は健常側から先に起こり、破壊側では常同行動性の著しい不随意運動が発現する。(3)回転運動に伴い、左右の咬筋および顎二腹筋に持続の長いEMG活動がほとんど同時に発現する。(4)頸髄を切断したモデルラットをメタンフェタミン刺激すると、約1Hzの周期で左右の咬筋と顎二腹筋にほとんど同時に0.5秒程度の持続を持つEMG活動が生じる。咬筋では破壊側に強い活動が、顎二腹筋では左右側にほぼ同等の強さの活動が生じるが、この際顎二腹筋の方が咬筋よりも活動が顕著である。今年度はラットの右側黒質にステレオタキシックに6-0hDAを5mug注入し、A9黒質ドーパミン(DA)細胞を選択的に化学的破壊した「片側パーキンソン病モデルラット」において歩行運動及び咀嚼運動の発現に対する大脳基底核、就中黒質線状体DA路の関与の様式を検討した。メタンフェタミン(MA)IP投与で回転運動を誘発後、時々刻々の動きをビデオに録画し、左右側上腕三頭筋、咬筋及び顎二腹筋からスリップリングコネクターを用いてEMGを記録し、同時に最高回転数を目測した。回転歩行に伴う上肢筋のリズミカルな筋活動は健常側から先に起こり、破壊側では常同行動性の著しい付随意運動が発現した。回転運動時の顎筋の両側性バースト活動に同期して下顎が一瞬下降するのが観察された。頸髄を切断したモデルラットを脳定位固定装置に固定後、人工呼吸下にMA投与すると、左右側咬筋及び顎二腹筋に完全に同期した持続の長いバースト活動が約1Hzの周期で発現した。正常咀嚼における開口筋と閉口筋の活動期の相反性は見られない。6匹のラットの片側黒質緻密部にstereotaxicに6-OHDAを注入した。

2週間後左右の咬筋に一定量のHRPを注入した後直ちにメタンフェタミン(MA)を投与し回転運動こ誘発し回転数を測定した。16時間生存させた後、脳幹の凍結連続切片を作製し顕微画像解析装置により左右の咬筋運動細胞群のHRP逆行性輸送量を測定した。咬筋運動細胞のHRP逆行性輸送量は16時間の発射活動量を反映し、他方最高回転数は左右四肢筋活動のアンバランスの程度を反映している。最高回転数0/分の2匹の動物では左右の咬筋活動に顕著なアンバランスが見られるのに反し最高回転数10以上/分の4匹の動物では左右の咬筋活動に比較的バランスがとれていた。別の6匹の片側パーキンソン病モデルラットを脳定位固定装置に付けC2頸髄切断後、MAを投与しリズム性顎運動を誘発した。咀嚼筋筋電図とLID応用の顎運動記録装置により顎運動を詳細に解析した結果は左右の咬筋と顎二腹筋は同時にバースト発射し下顎は一瞬下降(開口)した。
可視域で透明な希土類磁性酸化物ガラスの開発と光デバイス化

可視域で透明な希土類磁性酸化物ガラスは高いファラデー回転特性を示すことから、可視用光アイソレータ材料として有望である。着目しているガラスはEuOを含有するアルミノシリケートガラスであり、近年我々の研究グループでEuO高濃度化に成功したものである。本研究では、本ガラスの光磁気特性向上のために遷移金属イオンMn^<2+>を添加し、そのファラデー回転特性を調べたので報告する。ベルデ定数の温度依存性(x=0および0.02)の測定結果を得た。常磁性体のファラデー回転は磁化率に比例することがVan-Vleck&Hebb (1934)により示されており、現象論的にベルデ定数の逆数は温度の関数として|V|^<-1>=AT+Bと書ける。どちらの試料も|V|^<-1>の値は温度が高くなるに従い直線的に変化していったが、x=0の試料では、T=150K以上で急速にベルデ定数Vが減少し(|V|^<-1>は増加し)、250Kでの値は-157.6[rad. T^<-1>m^<-1>]となった。一方、x=0.02試料ではほぼ直線的に変化し続け、同じ温度でのベルデ定数は-185.3[rad. T^<-1>m^<-1>]であった。また、磁化率Xの温度依存性を測定したところ、室温から50Kまではキュリーワイス型X=C/(T-T_c)と負のキュリー温度T_cで表される磁化特性を示し、Mn^<2+>イオンへの置換とともにT_cの絶対値が大きくなった。これらのことから、Eu^<2+>イオンとMn^<2+>イオンの間に酸素を介した超交換相互作用が働き反平行スピン配列が形成され、そのために温度依存性の少ないファラデー回転特性を示したと考えられ、結果として室温でのファラデー回転特性向上が達成された。
P型伝導窒化インジウム結晶実現に向けた成長モード制御による高品質化

本研究では、MOVPE法によるInNのP型伝導制御を目標として、InN結晶中に多数存在する貫通転位の低減を目下の課題として、低転位化技術の確立を目的に研究を遂行した。H20年度の研究において、InN成長初期に3次元ピラミッド成長から2次元横方向成長に移行することで転位低減効果を確認した。さらなる低転位化のため、H21年度はGaAs(111)B基板上に形成したSiO2マスクパターン上へのInN選択成長を試み、600oC以上に成長温度を増加することでSiO2上には成長せず、マスクの開口部にのみ(101 ̄1)ファセットに囲まれたピラミッド状のInN結晶を選択的に成長できることを見出した。本研究では、P型InN実現の弊害となっている残留電子濃度の低減、特に結晶内の貫通転位密度の低減を目指し、成長モード制御によるInN高品質結晶成長を実施している。通常、異種基板上にヘテロエピタキシャル成長したInN結晶中には10^<10>cm<-2>10^<11>cm^<-2>程度の刃状転位、らせん転位が含まれており、これらは光・電子デバイスの性能に対して致命的な欠陥となるために、10^7cm^<-2>程度まで低減することが求められている。本研究では、有機金属気相成長によって、InN成長中の系内水素分圧及び成長温度の制御によって、成長するInN層の表面形態をコントロールし、成長中の意図的な成長モード変化によって、結晶中に多数存在する貫通転位の伝播方向の制御を試みた。平成20年度において、高品質InN結晶を目指し以下の成果を得た。具体的には、成長初期において比較的高温条件下において系内に水素を微量(0.4%程度)導入しInNを成長することで、(10-12)ファセットに囲まれたInNピラミッド層を形成した後、成長温度を数十□低下するとともに水素供給分圧を0%(完全窒素系)に設定することで成長モードを二次元成長モードに変化させ、転位を横方向に曲げることを試みた。上記方法により、結晶中の刃状転位密度を、10^9cm^<-2>台まで低減することが可能であることを明らかにし、さらに水素導入によるInN結晶内への不純物、特に炭素の取り込み濃度に強く影響を与えることを確認した。本研究では、MOVPE法によるInNのP型伝導制御を目標として、InN結晶中に多数存在する貫通転位の低減を目下の課題として、低転位化技術の確立を目的に研究を遂行してきた。具体的には、InN成長中のモード制御による転位の横方向へのベンディングを利用した技術を始め、選択成長を用いた技術まで、様々の方法を試みた。H20年度の研究において、InN成長初期に3次元ピラミッド成長から2次元横方向成長に移行することで転位低減効果を確認できたことから、さらなる低転位化を目指し、H21年度はGaAs(111)B基板上に形成したSiO_2マスクパターン上へのInN選択成長を試みた。その結果、600°C以下の成長ではSiO_2マスク上に多結晶のInNが析出し、選択成長が起こらないが、600°C以上に成長温度を増加することでSiO_2上には成長せず、マスクの開口部にのみ(1011)ファセットに囲まれたピラミッド状のInN結晶を選択的に成長できることが見出された。また、成長時間を増加すると、InNとGaAsの界面においてInNの分解が生じ、結晶性の悪化が確認された。したがって、InN選択成長による転位低減のためには、InNの高速成長もしくは耐熱性をもつピラミッド、例えばInGaNやGaNの選択成長層の挿入が必要であると考えられる。また、円形マスクパターンの開口径、パターン間隔の最適化、および供給V/III比の最適化による成長温度低温化により、InN成長においても選択横方向成長による低転位化が可能になると考えられる。
ALSでのHIF-1α/VEGF系異常における転写因子核移行障害メカニズムの解明

また私たちは6世代16の男女で常染色体優性遺伝形式の進行性筋萎縮と脱力を呈した、FUS遺伝子変異を伴った家族性ALSの日本人大家系を初めて報告し、その臨床・神経病理学特徴を明らかにした。発症から17年が経過した剖検例は、上位・下位運動ニューロンをはじめとして、多系統に渡り変性を認めた。残存神経細胞やグリアに多数の嗜銀性、好塩基性の細胞質内封入体を認め、FUS、GRP78/BiP、p62およびユビキチン抗体で陽性だった。FUS遺伝子のR521C遺伝子変異により、核蛋白であるFUSの核への移行障害が生じ、その異所性局在により細胞質内に封入体を形成すること、長期間の経過により中枢神経系に多系統変性と神経細胞内に好塩基性封入体を伴うことを明らかにした。また、私たちはALS患者の脊髄前角細胞における、VEGF、VEGF受容体、VEGF転写因子であるHIF-1αの発現を免疫組織化学的に検討した。ALSでは非神経疾患患者と比較して、脊髄前角細胞においてVEGFおよびVEGF受容体の発現が低下する一方で、HIF-1αの発現は細胞質では亢進していたが、核内ではむしろ発現が低下していた。これに対して、アストロサイトではVEGFの発現が亢進しており、髄液中でのVEGFの上昇はアストロサイトに由来していると考えられた。したがって、ヒトの孤発性ALSの発症機序には、VEGFとその受容体の運動ニューロンにおける発現低下が関与し、発現低下のメカニズムとして、運動ニューロン内のHIF-1αの核内移行の障害が寄与していると考えた。HIF-1αの核内移行に関与するkaryopherin βは孤発性ALSおよびmSOD1Tgマウスの脊髄前角細胞においてコントロールと比較して、核内への移行が低下していることを見出した。ALSの発症には核内輸送蛋白の機能障害が関与している可能性を示した。また私たちは6世代16人の男女で常染色体優性遺伝形式の進行性筋萎縮と脱力を呈した、FUS遺伝子変異を伴った家族性ALSの日本人大家系を初めて報告し、その臨床・神経病理学特徴を明らかにした(Tateishi et al. Acta Neuropathol, 2010)。残存神経細胞やグリアに多数の嗜銀性、好塩基性の細胞質内封入体を認め、FUS、GRP78/BiP、P62およびユビキチン抗体で陽性だった。
旋回流を用いた超希薄予混合燃焼の研究

燃焼によるエネルギー変換は様々な場面で用いられており,より高効率かつ低環境負荷を実現できる燃焼技術の開発は,今後ますます重要である。そのためには燃焼現象についてより深く理解することが必要である。そこで本研究では,旋回流を利南した超希薄燃焼について数値計算および実験の両方から現象の解明を行うことを目指した。超希薄条件とは,通常の希薄可燃限界よりもさらに燃料使用量め少ない場合のことであり,メタンあるいは水素を燃料にした場合について研究を進めた。一次元的に取り扱うことができる回転対向流双子火炎モデルを適用した詳細化学反応計算の結果,超希薄条件において燃料が火炎面に対して対流に逆らって拡散によって輸送される「正味流束不均衡」が現れることを明らかにし,この現象は超希薄燃焼が実現するメカニズムの鍵となると考えられる。次元を拡張させた軸対称二次元旋回火炎においても正味流束不均衡を確認することができた。小さなコストで計算のできる回転対向流双子火炎を利用し,圧力の影響を調査した結果,高圧下ではより超希薄条件での燃焼が安定する可能性が示唆された。また,数値計算で得られた結果の妥当性を検証するため,メタンおよび水素を燃料にした場合について旋回火炎の実験を行った。その結果,超希薄条件の火炎を形成することができ,定性的には数値計算と合致している。またレーザー誘起蛍光法によるOHラジカルの平面分布から火炎面の形状を得た。水素空気火炎については温度計測を行ったが,火炎温度は断熱火炎温度(理論燃焼温度)を上回り,これは正味流束不均衡が起きているためであると考えられる。本研究を通して,既燃ガスの逆流領域を有する超希薄燃焼の性質およびメカニズムが明らかとなった。(抄録なし)高効率かつ安定な燃焼に関する研究は代替エネルギー開発と比較してより早く・低コストで実現出来るだけではなく、その効果も非常に大きい。なかでも旋回流を利用した燃焼は、希薄可燃限界よりもさらに燃料濃度の低い「超希薄」条件での燃焼を可能にすると考えられる。本研究の目的は、3種類の燃料に対して超希薄燃焼の可能性を探るとともに、旋回超希薄予混合火炎の物理的解明を行うことである。その結果、回転対向流双子火炎モデルを用いた詳細化学反応計算より、旋回流を伴う場合、燃料にメタンあるいは水素を用いた超希薄燃焼が可能になった。最大で50%の燃料削減に貢献できる可能性がある。また、支配方程式から求めた流束バランスを求めることで、これらの燃焼メカニズムを明らかにすることができた。ここでは、拡散による燃料成分の選択的輸送が観察され、これを「燃料選択遡上」と名付けた。これまでの燃焼機構の常識を覆すインパクトのある発見であるといえる。また、軸対称二次元旋回火炎モデルについて数値計算および実験を行い、それぞれで超希薄燃焼を達成することができた。また、実験では、燃焼の契機になる重要な化学種であるOHラジカルの濃度計測を行った。計測にはレーザー誘起蛍光法を用いた。これらの火炎構造は、先述した回転対向流双子火炎モデルから得られたものと同様であり、この場合にも燃料選択遡上によって燃焼が強化されていることが示唆された。すなわち、同じ条件になる系を実用燃焼機器に導入することができれば、燃焼範囲を超希薄条件まで拡張できると考えられる。これは、化石燃料の枯渇問題を解決するひとつの施策になるだけではなく、世界的な燃料価格高騰へ一石を投じることができる可能性がある。本研究で目的とした、旋回流を伴う燃焼におけるメカニズムについて分析を行い、クリアに説明することに成功した。回転対向流双子火炎を用いた数値計算は完了し、研究成果を学術論文への発表を控えている。しかしながら、軸対称二次元旋回火炎モデルを用いた数値計算のデータ数が不足している。また、実験における燃料濃度の限界をさらに詳しく調査する必要がある。

今後は、軸対称二次元旋回火炎モデルを用いた数値計算および実験のデータを多く得ることを主眼に研究を遂行する。今後1四半期で軸対称二次元旋回火炎の数値計算について回転対向流双子火炎と同様の解析を行い、燃料選択遡上が起きていることを確認する。2-3四半期では、レーザー誘起蛍光法および粒子画像速度法を用いたOHラジカルおよび流束の平面空間分布を求める。4四半期では、これらの内容を論文にまとめることに注力する。(抄録なし)
海綿骨型骨置換材の創製

骨に迅速に置換される海綿骨に学び、海綿骨様人工骨置換材創製の可能性を検討した。ポリウレタンフォームをテンプレートとし、セラミックスフォーム調製法によってα型リン酸三カルシウムフォームを調製した。次に炭酸アンモニウム水溶液中に浸漬し、水熱処理を施すとα型リン酸三カルシウムフォームは炭酸アパタイトフォームとなった。炭酸アパタイトフォームは骨内に埋植すると骨に置換された。超高齢社会への対応やデンタルインプラントの適応症例拡大に対する社会的要求から、骨造成術式の向上が急務とされている。骨造成術式においては自家骨移植が第一選択であるが、自家骨採取に伴う健全部位への侵襲、採取可能骨量の制限、自家骨形態の制限等の問題があり、自家骨と同様に機能する人工骨補填材の創製が強く望まれている。本研究において現在臨床応用されている水酸アパタイトの問題点が組成および形態にあると考え、組成としては炭酸アパタイト、形態としては海綿骨のような連通多孔体構造を模倣することを検討した。本年度は海綿骨形態を示すポリウレタンフォームをテンプレートとして用いる炭酸アパタイトフォームの機械的強さ向上に関する検討を行った。ポリウレタンフォームをリン酸三カルシウム懸濁液に浸漬し、焼成するとリン酸三カルシウムフォームが得られる。リン酸三カルシウムフォームを炭酸ナトリウム水溶液中において水熱処理することによって炭酸アパタイトフォームが得られることがわかったが、気孔率が90-95%と極めて高いために機械的強さに問題があることがわかった。気孔率が高いことは骨への置換の観点からは有用であるが、機械的強さとのバランスをとる必要があるため、焼成条件等を検討した。その結果、リン酸三カルシウムフォームを調製した後、当該フォームをさらにリン酸三カルシウム懸濁液に浸漬し、リン酸カルシウムフォームの骨梁にリン酸カルシウム粉末を付着させ、焼成することによって太い骨梁構造を持つリン酸三カルシウムフォームを調製することが可能であることがわかった。太い骨梁構造を持つリン酸三カルシウムフォームを炭酸塩存在下で水熱処理することによって炭酸アパタイトフォームが形成されることがわかった。組成分析の結果、得られた炭酸アパタイトフォームの組成は骨の無機主成分と同じB型炭酸アパタイトであることがわかった。また、太い骨梁構造を持つリン酸三カルシウムフォームから調整した炭酸アパタイトフォームはこれまでの炭酸アパタイトの24倍の機械的強さ示すことがわかった。そこで、本研究においては前駆体を用いた溶解-析出型の組成変換反応による炭酸アパタイトの調製法を基盤研究として、海綿骨形態の炭酸アパタイトの創製法を確立し、その有用性を細胞および実験動物を用いて実証することを目的とした。昨年度はポリウレンタンフォームをテンプレートとして、リン酸三カルシウムフォームを調製し、リン酸三カルシウムフォームを前駆体として溶解析出型組成反応を行い、海綿骨形態の炭酸アパタイトフォームを得た。本年度は海綿骨自体を前駆体として炭酸アパタイトを調製する方法を検討した。まず、鶏の頸骨を熱分解に関する検討を行った。700°Cで1時間焼成の条件で、有機物が焼却された。しかし、700°C1300°Cで1時間焼成した場合、骨の無機組成はアパタイトのままで変化はなかった。1400°Cと1500°Cで焼成した場合、組成はαリン酸三カルシウムに分解されることがわかった。次に1400°Cおよび1500°Cで焼成した骨を4mol/L炭酸アンモニウム溶液で150°C、24h-1Wの条件で溶解析出反応を行った。24時間では全く反応がおこならなかたが、1Wでは一部が炭酸アパタイトに相変換されることがわかった。150°C-1週間の条件で一部が炭酸アパタイトに組成変換されることから反応条件を制御することによって効率的な炭酸アパタイトが調製される可能性が見いだされた。骨造成術式においては自家骨移植が第一選択であるが、自家骨採取に伴う健全部位への侵襲、採取可能骨量の制限、自家骨形態の制限等の問題があり1、自家骨と同様に機能する人工骨補填材の創製が強く望まれている。本年度は主に骨自体を前駆体として用いる炭酸アパタイト多孔体の炭酸アパタイト変換条件の最適化を行った。

鶏の頸骨を1500°C熱分解した前駆体を4モル濃度および6モル濃度の炭酸アンモニウム、150°C、200°C、250°C、24時間、3日、7日、14日、30日の条件で水熱処理を行った。その結果、150°Cあるいは200°Cで水熱処理を行った場合には30日処理を行ってもαリン酸三カルシウムが残存し、二相性となっていることがわかった。一方、250°Cで水熱処理を行った場合にはαリン酸三カルシウムが徐々に相変換され炭酸アパタイトになることがわかった。粉末X線回折分析の結果、アパタイト単相とはなったが、水酸アパタイトと炭酸アパタイトの両者が存在している可能性は否定できない。本研究の遂行によって骨形態を保持したまま、炭酸アパタイトを含む組成に変更できることがわかった。前駆体である骨を高温焼成していることから免疫反応の惹起は考えられず新しい骨補填材の創製につながる可能性が確認できた。
日本近世漂流記の基礎的研究

*「近世漂流記データベースの作成」本研究は、国内にある江戸時代の漂流記と漂流関係記事を網羅的に把握して目録化し、漂流事件の全体像をつかむことを目的とした。目録作成にあたっては、まず、(1)川合彦充『日本人漂流記』の附録「近世日本漂流編年略史」(社会思想社、現代教養文庫、1967年)、(2)加藤貴『漂流奇談集成』附録の「日本近世漂流記年表」(国書刊行会、1990年)、(3)同志社大学図書館編『日本人漂流記文献目録』(1984年)に収録された漂流記や漂流事件を抽出した。これに、(4)『補訂版国書総目録』(第八巻)の「補遺」(岩波書店」)、(5)『古典籍総合目録』(同前」)から検出した漂流関係資料情報を追加した。また漂流記関係データを充実させるために、(6)北海道大学付属図書館北方史料データベース、(7)東京海洋大学附属図書館デジタル資料、(8)早稲田大学図書館WEB展示会等も、インターネットで検索して参考にした。上記作業によって得たデータを分類し、全3部からなる「漂流記データベース」を作成した(第1部「漂流年表」、第2部「漂流記目録」、第3部「未分類目録」、第4部「漂流記集」)。その結果、漂流事件とその根拠史料として341件を確定できた。また漂着地別の数値や時期的特徴などを把握することが可能になった。*本年度は全国の史料所蔵機関(図書館や史料館など)に所蔵されている漂流記の所在を確認するために、『国書総目録』に記載されている漂流記全点を検出し、それをデータベース化する作業に取り組んだ。その結果、1258点の漂流記を検出することができた。*上記データベース1258点は、史料名、著者、作成年代、写本/版本の別、出港年、帰郷年、船籍地(出身地)、船名、漂流地、乗組員数、帰郷ルート、などの項目分類整理した。*ロシアに漂流した日本人に関するロシア側史料については、現在、『ロシア史料にみる1819世紀の日露関係』第1集を編集中である。この史料集では、日本人漂流民関係に限定せず、ロシアの太平洋地域進出の過程やクリル列島を南下して日本に接近してくる過程に関連したロシア側史料も収録する予定である。
仮想X線画像を用いた新しい患者セットアップシステムの開発

本研究は、距離画像センサで得られる深度画像及び骨格データを使用し、治療時の患者体位で得られるX線画像をスキンドメッシュアニメーションによって仮想的に生成するシステムの開発を目指すものである。市販の距離画像センサと治療計画用CT画像を用いることで、リアルタイムに疑似X線画像(DRR)と直接比較可能な画像を生成することに成功した。仮想X線画像の生成精度を向上するには、距離画像センサで取得される骨格データの再現性並びに深さ方向の検出精度をあげることが重要である。本研究の達成により、高精度な患者セットップを被ばく無しに行え、より安全で高精度な放射線治療の提供へとつながる。一般的に放射線治療の患者セットアップには皮膚マーカが用いられる。しかしながら、皮膚マーカは手足の位置の違いや皮膚のたるみによって簡単に動いてしまい、体軸の傾きや捻じれの補正には限界がある。そこで、申請者は新たに治療時の患者体位から得られるX線画像をスキンドメッシュアニメーションによって仮想的に生成し、皮膚マーカの基準となるDRRと比較できるシステムを提案した。H27年度の実施内容と成果は以下の通りである。1)仮想骨格データと3次元(3D)メッシュモデルの位置合わせシステムの構築:仮想骨格データは距離画像センサで得られる体表位置を指標として生成され、3DメッシュモデルはCT画像で描出される体表や骨、肺などの輪郭から作成される。両者とも治療計画CT撮影時の体位で取得されるが、両者の座標系が異なるため位置合わせを行うシステムを構築した。CT画像と距離画像センサの両者で認識できるマーカを体表に添付し、両者のマーカ位置の距離を最小化して位置合わせをするシステムである。これにより3Dメッシュモデルの動作に必要な仮想骨格が付加できる。2)治療時の体位を仮想空間上で再現するシステムの構築:放射線治療時の患者を距離画像センサで撮影することで治療体位の仮想骨格データを取得することができる。得られた仮想骨格データの位置情報を用いて1)で作成した3Dメッシュモデルをスキンドメッシュアニメーションで動作させる。このように、治療時の患者体位から腕等の位置変化を仮想空間上で再現させた。H27年度では上記のシステムを構築し、ファントムを使用した位置合わせ精度の検証を行った。以上の結果は次年度において発表する予定である。H27年度に予定していた3Dメッシュモデルの生成法、仮想骨格データの取得法、両者の位置合わせシステムの構築と精度試験、放射線治療時の体位を仮想空間上で再現するシステムの構築に関しては大凡順調に実施できた。一方で仮想骨格データの取得精度に関する基礎実験が不足気味であった。そのため、次年度はファントム実験及びそのデータ解析に重点を置いていかなければならない。そこで、申請者は新たに治療時の患者体位から得られるX線画像をスキンドメッシュアニメーションによって仮想的に生成し、皮膚マーカの基準となる疑似X線画像(DRR)と比較できるシステムを提案した。H28年度では仮想X線画像生成システムを構築し、これまでに研究開発されたシステムとの統合化と総合試験の実施を目指した。仮想空間上に配置した3次元(3D)メッシュモデルを任意の方向から投影することで仮想X線画像を生成した。仮想空間と実際の放射線治療室の空間座標は対応付けられており、仮想空間上のアイソセンタ位置を基準としてガントリ回転軌道上から3Dメッシュモデルを投影することでDRRと直接比較可能な仮想X線画像が生成できる。3DメッシュモデルはH27年度に構築したシステムから生成される。人体を模擬したファントムを使用して総合試験を行った。仮想骨格データと3Dメッシュモデルの位置合わせ精度は5mm程度であった。また、距離画像センサの精度範囲内で仮想X線画像を生成可能であることを確認した。DRRと比較できる仮想X線画像をリアルタイムに生成することに成功した。本システムを使用することで高精度な患者セットアップを被ばく無しに行える。仮想X線画像の精度を向上するには距離画像センサで取得される仮想骨格データの認識精度を上げる必要がある。引き続き申請書の予定に沿って研究を推進する。昨年度に研究開発した位置合わせシステム及び治療時の患者体位を再現するシステムを使用し、仮想X線画像生成システムを構築する。仮想X線画像は組織や臓器毎の3Dメッシュモデルに透過性のある材質を割り当て、外部から3Dメッシュモデルを観測することで取得する。距離画像センサの外部パラメータを求め治療室内における患者位置を仮想空間上で再現させDRR画像と直接比較可能な仮想X線画像を生成する。また、DICOM RT-Planから照射領域を表示する機能を付加する。これまでに研究開発されたシステムの総合評価を行い精度向上を図る。

医学物理学、放射線腫瘍学、基礎物理学の専門家を含めた協力体制の上で研究開発を遂行する。医学物理学本年度経費はシステム開発のための距離画像センサ等の物品と開発ソフトウェアの購入にあてた。残金は研究発表用の旅費を予定していたが、大凡順調に研究が進展しているためH28年度に繰り越し、研究成果発表のための旅費として使用することで研究費を有効活用する。H28年度は最終年度のため、これまでの成果をとりまとめ、国際会議や論文などでの報告を積極的に行っていく。そのため、国際会議や研究会等への参加登録費・出張旅費に利用する予定である。
悪性膵炎の重症化機序および治療に関する研究

急性膵炎、特に重症急性膵炎の予後は、今日の内科集中治療の普及により改善されつつある。しかし、急性膵炎の重症化機序には不明な点が少なくなく、重症化の予防は重要である。【対象および方法】Wistar系雄性ラット(体重250g前後)を用いCDLの長さを1cmとし、胆汁を肛門部からCDLの肛門側の十二指腸にbypassしたCDL膵炎を作成し、1)生食投与(NS)群、2)FOY 305 100mg/kg投与(FOY)群、3)ONO 3403 30mg/kg投与(ONO-30)群、4)ONO 3403 100mg/kg投与(ONO-100)群の4群に分けた。各群n=12とした。各薬剤はCDL作成時にCDLの肛門側より経十二指腸投与した。CDLは6時間後に解除し、さらに6時間後(CDL作成12時間後)まで観察した。【結果】1)血清膵酵素値は膵炎発症後6,12時間で、ONO 3403投与群ではNS群に比べ有意の用量依存性の抑制が認められた。2)膵湿重量はNS群に比べONO 3403投与群で有意に低値であった。3)12時間後の膵組織像では、NS群では著明な浮腫と軽度の出血、腺房細胞壊死がみられたが、ONO-100群では浮腫は著明に抑制され、出血、壊死も軽減させた。4)Cu/Zn SOD免疫組織化学染色では、NS群において、腺房細胞および導管上皮細胞におけるCu/Zn SOD陽性細胞数は正常ラットに比べ著明に減少したが、ONO-100群では減少の程度が比較的軽度であった。【結論】ラットCDL膵炎におけるONO 3403の投与効果は用量依存性に認められ、その効果はFOY 305より強力であることが示された。今後本剤に対する更なる検討が必要であるが、臨床応用が十分に期待できる薬剤であると考えられた。各群n=12とした。