hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強磁性セラミック微少球を用いた深部がん局所高温度治療法の開発

高周波熱錬株式会社において、温熱治療用の高周波誘導式磁場発生装置の周波数、出力、誘導コイル形状の影響について磁場場分布シミュレーションを行い、日本板硝子社製のFe_3O_4微小球を加熱するのに必要とされる300Oeを、人体挿入を想定した加熱コイル中央で発生させるためには、周波数200kHzで200kW程度の高出力が必要なことが分かった。また、小型の加熱装置を用いて、粉体単独およびファントムに入れた同微粒子の加熱実験を行い、シミュレーション結果の妥当性を裏付けた。今年度は、京都大学医学研究科において、家兎腎動脈からのマグネタイト微小球注入時に腎組織の20-30μmの細動脈内に到達していることを組織学的に確認したが、詳細な観察によれば、組織内の微小球分布にはばらつきがあり、組織内血管の分布に合致した注入物質の分布の均一性の向上が課題として浮かび上がってきた。分布の均一性を向上させる手法として、注入微小球の直径を小さくすること、注入システムの開発に着手している。前者に関しては、15-20μmの小径微小球の家兎注入実験を行った。水より重い微小球が、直径が小さくなることで、血流動態に与える影響にも考察が必要となる。後者に関しては、約30mgの微小球を注入する場合に、10mlの造影剤と混和して、充分な時間をかけ、胃や十二指腸に溢れないように注入する方法を施行している。実際、マグネタイト微小球を家兎腎内に経動脈的に注入した場合、外部からの高周波加温装置による発熱は、コントロールとした直腸温より3°Cの上昇が観察され、生体の熱の放散作用を上回る組織の温度上昇を生み出す可能性が示唆された。加温実験で興味深いのは、加温装置による磁場を中止しても30分以上の間、注入臓器と直腸の間の温度差が認められた点である。さらに、分布の均一性を向上させるために、中部大学総合工学研究所および京都大学工学研究科において、比重の小さい中空のマグネタイト微小球を作成することを試みた。アルギン酸アンモニウムにウレアーゼを混ぜた水溶液を、硝酸鉄と尿素を含む水溶液中に噴射させた。その結果、アルギン酸アンモニウムの微小球の表面でウレアーゼが尿素を加水分解し、生じたOHイオンがFe^<3+>イオンと反応して中空の水酸化鉄微小球を作った。これを二酸化炭素と水素の混合ガス中で、800°Cで加熱処理すると、直径2030μmの内部が空洞のマグネタイト微小球が得られた。京都大学医学研究科において、注入システムの開発としては、注入時の動脈より逆流を防止する工夫として、緩徐かつ一定速度で注入できるよう自動化システムを開発した。九州工業大学において、マグネタイト中空微小球の最適な作製条件を検討した。真空中種々の温度で加熱処理した試料の微細構造を粉末X線回折により調べた。その結果として、800°Cではヘマタイトのみ,1000°Cではヘマタイト及びマグネタイト,1150°Cではマグネタイトのみに帰属されるピークが検出された。加熱処理後には100μm程度の微小球において破壊が観察されたものの,粒径50μm以下の粒子はほぼ球状の形態を維持していた。加熱処理に先立ち予め数十μm以上の粒子をふるいわけにより除去しておけば,破壊した球状粒子の混入が抑制できるものと考えられる。予備的検討として,塩酸水溶液中に分散させた水酸化鉄ゾルより合成した微小球は,多数の凹凸を表面に有していた。これに対し,本年度に作製した中空微小球は前者の微小球に比べて平滑な表面を与えた。
ドクターヘリ及びドクターカーの運用効果の可視化と関連施設の適正配置

本研究はドクターヘリ及びドクターカーの運用効果を算出し,基地病院とランデブーポイントの配置計画を検討したものである。運用効果の指標は,医師による医療行為開始時間,救命率,人口をもとにした4指標である。対象は関西広域連合とし,場外離着陸場のランデブーポイント化,三次救急病院を候補とした基地病院の追加の運用効果をGISと既往研究から算出した。これに基づき,場外離着陸場のランデブーポイント化,及び基地病院の追加の効果上昇が平坦化する施設数,効果が大きい適正配置を提示した。具合的な方法,数値や施設名称・位置については研究成果報告・発表済み原稿を参照して頂きたい。2014年度は,GISデータを用いたドクターヘリ・ドクターカーの運用効果の可視化手法の構築に取り組んだ。まずは,1ドクターヘリの運用効果を算出するためのGISデータの統合と必要値の設定を検討し,2GISデータを用いた時間的指標の測定プログラム構築の試行を行った。1では,申請者が過去に行ったGISデータ構成を応用し,病院・消防署・RP(ランデブーポイント)・道路網・人口分布・建物形状を統合するためのGISデータの適切な構成と統合方法を検討しデータを作成した。また算出に必要な値を設定するための記録を消防局・病院から収集した。2では,複数の自治体に渡る広範囲を対象にドクターヘリ・ドクターカー関連施設の適正配置を検討するため,数百万に及ぶ地点を基点とした測定を対象に簡易かつ自動で時間的指標を測定するプログラムの試行を行った。申請者が過去に行った解析プログラムと空間解析技術を応用し,i)医師による医療行為開始に要する時間の短縮時間,ii)短縮時間によって生じる救命率の向上率,iii)短縮時間・救命率向上が生じたメッシュ内の人口分布,の解析を試行し,半自動的に解析出来ることを確認した。2014年度は以上のよう,研究計画の予定通りドクターヘリ・ドクターカーの運用効果可視化と関連施設の適正配置を検討するためのデータと手法の検討を行った。2015年度からはこれらの成果を用いて実際の解析と適正配置の検討を行う予定である。2015年度は2014年度にて構築した手法とGISデータを用いて,関西広域救急医療連携計画の枠組みを対象にドクターヘリ・ドクターカーの運用効果の可視化に取り組んだ。具体的には,既往の体制におけるドクターヘリ及びドクターカー運用効果の算出として,救急車のみを用いた場合とドクターヘリ及びドクターカーを連携運用した場合について,本研究が採用している4指標の比較を行った。4指標は,1医師による医療行為開始に要する時間の短縮時間,2短縮時間によって生じる救命率の向上率,3短縮時間が生じたメッシュ内の人口を短縮時間に乗じた値,4救命率向上が生じたメッシュ内の人口を向上率に乗じた値,である。以下に概略を示す。医師による医療行為開始までに要する時間が短縮されたメッシュは65,914メッシュであり,解析対象メッシュの約90%に短縮時間が生じた。合計である指標1は約1億1177万秒となり,平均は28分26秒となった。短縮時間によって期待される救命率向上率は,救命率が向上したメッシュは64,267となり,僅かであるが減少し全体の約88%において救命率が向上した。合計である指標2は約180.7万%となり平均は28.12%となった。各メッシュの値の分布は短縮時間の分布図と比較して高い効果を示す地域が縮小・分散する傾向にあり,短縮時間が大きくても結果として医療行為開始時間が遅く,本研究の指標において採用したカーラーの救命曲線では期待出来る救命率の向上が小さい地域もあることが視覚的に分かった。2015年度は上記に加え,短縮時間及び救命率をどの程度の人口に提供可能な状態にしたかという観点から各メッシュの指標1及び指標2と人口の値を乗じた指標が指標3と指標4についても解析した。2016年度はこれらの結果に基地病院・ランデブーポイントの適正配置(数と位置)を加え対外発表を行う予定である。当初の計画通り15年度は既往の体制におけるドクターヘリ及びドクターカー運用効果の算出を行うことが出来た。2016年度はこれまでの成果を用いた基地病院・ランデブーポイントの適正配置(数と位置)について取り組んだ。これまでの成果とは,関西広域救急医療連携計画の枠組みを対象にドクターヘリ・ドクターカーの運用効果の算出と可視化を行う手法のことである。具体的に算出した指標は,1医師による医療行為開始に要する時間の短縮時間,2短縮時間によって生じる救命率の向上率,3短縮時間が生じたメッシュ内の人口を短縮時間に乗じた値,4救命率向上が生じたメッシュ内の人口を向上率に乗じた値,である。2017年度に得られた知見には下記が挙げられる。1.場外離着陸場のRP化は運用効果の上位100箇所程度で効果上昇が平坦化する傾向があること,2.ドクターヘリ基地病院の追加の効果は相対的に小さいこと,3.ドクターカー基地病院の追加数は5地点において効果上昇が平坦化する傾向があること。また運用効果上位100箇所程度をRP化し,兵庫県立姫路循環器病センター・徳島赤十字病院・長浜赤十字病院・市立福知山市民病院・徳島県立三好病院の順でドクターカー基地病院化することを段階的な配置計画として考察した。成果の詳細は日本建築学会の計画系論文集を参照して頂きたい。2017年度は異なる前提条件における適正配置を検討する予定である。

これは16年度までの研究において,既発表とは異なる症例を対象にした場合の運用効果の算出と可視化,適正配置の検討の社会的要請が明らかになったためである。延長を申請したが当初の計画書に記した内容はほぼ完了している。延長を申請した理由は,取り組み中に新たに判明した課題も本申請の一部であり,一体として取り組むことが望ましいと考えたためである。2017年度は想定する症例を重症・危篤から中等症に変えて取り組んだ。本申請が構築した手法を適用する地理空間情報の再整備を行い,考察に必要な指標を算出した。具体的に算出した指標は,1医師による医療行為開始に要する時間の短縮時間,2短縮時間によって生じる救命率の向上率,3短縮時間が生じたメッシュ内の人口を短縮時間に乗じた値,4救命率向上が生じたメッシュ内の人口を向上率に乗じた値,である。新たに得られた知見の概要を後述する。まず,中等症を対象とした場合に優先的なランデブーポイント化が望ましい場外離着陸場を把握した。次に,ドクターカー基地病院の適正な追加数は5であること,及び具体的な病院を把握した。そして,把握した適正配置を実施した場合に期待される効果を算出すると,現状のドクターヘリ及びドクターカー体制に場外離着陸場のランデブーポイント化・DC基地病院5箇所追加を行うと,平均医療行為開始時間は約4分20秒減少,短縮時間合計は16.84%増加,短縮メッシュ内の人口は13.57%増加,短縮時間×人口は21.39%増加,平均救命率は6.89%向上,救命率向上率合計は27.97%増加,救命率向上メッシュ内の人口は13.62%増加,救命率向上率×人口は25.48%増加するという結果を得た。上記の知見は医療業務従事者による救命率の向上の限界の明示でもある。基地病院・ランデブーポイントを無数に増やしたとしてもその効果は頭打ちとなり,非医療業務従事者による救急救命に関する方策が必要あることも把握した。この発展的な課題についても,非医療業務従事者による救急救命と大規模災害時の避難について取り組んだ。前者については解析する手法構築の試行を完了した。後者については避難及び避難生活の拠点となる施設の適正配置を把握した。一部の成果が未発表であるため,申請期間中全体の成果のとりまとめと併せて発表の準備中である。本研究はドクターヘリ及びドクターカーの運用効果を算出し,基地病院とランデブーポイントの配置計画を検討したものである。運用効果の指標は,医師による医療行為開始時間,救命率,人口をもとにした4指標である。対象は関西広域連合とし,場外離着陸場のランデブーポイント化,三次救急病院を候補とした基地病院の追加の運用効果をGISと既往研究から算出した。これに基づき,場外離着陸場のランデブーポイント化,及び基地病院の追加の効果上昇が平坦化する施設数,効果が大きい適正配置を提示した。具合的な方法,数値や施設名称・位置については研究成果報告・発表済み原稿を参照して頂きたい。当初の計画通り14年度は,解析データの作成・資料収集・解析プログラムの試行を行うことが出来た。一点計画を変更したのは解析の自動化である。当初は解析を全て自動化することを目標としていたが,解析実行上問題ないと判断し,15年度からの実際の解析では半自動化で実行する事とした。
膵癌細胞におけるビタミンD,TGFβシグナル伝達系クロストークの検討

5種の膵癌細胞を用いてビタミンD, TGFβシグナル伝達系クロストークの検討を行った。ビタミンD3(vitD)、TGFβ反応性細胞SUP-1はNorthern blottingにて、TGFβシグナル伝達系の終末に位置するsmad4((PC4)の発現を認めず、両シグナル伝達系にクロストークの存在が考えられた。SUP-1にビタミンDレセプターresponse elementであるVDRE3-Lucをtransfectionして、vitDとTGFβを反応させVDRの転写活性能を検討したが、vitDにて転写能の亢進を認めたが、TGFβでは認めなかった。従って、今回の検討では両シグナル伝達系のクロストークの証明はできなかった。PPARγリガンド,troglitazonの9種の膵癌細胞株に対する増殖抑制効果を検討した。10mMの濃度で、6種で著明な増殖抑制効果を認めた。増殖抑制効果はG1 phasecell cycle arrestとリンクしており、CDK inhibitor p21 mRNA, P21蛋白の発現亢進、CDK2 kinase activityの低下、Rb蛋白の低リン酸化を認めた。従って、troglitazoneの増殖抑制効果はP21の誘導を介するものであると考えられた。また、増殖抑制効果は細胞分化を伴っていた。膵癌との鑑別が問題となる自己免疫性膵炎についてHLAの検射をおこなった。本疾患ではDRB1*0405-DQB1*0401haplotypeの頻度が有為に高く、これらclassII抗原でpresentationされる特定の抗原ペプチドに対する免疫応答が発症の引き金になっているのではないかと考えられた5種の膵癌細胞を用いてビタミンD, TGFβシグナル伝達系クロストークの検討を行った。本疾患ではDRB1*0405-DQB1*0401haplotypeの頻度が有為に高く、これらclassII抗原でpresentationされる特定の抗原ペプチドに対する免疫応答が発症の引き金になっているのではないかと考えられた1.膵癌細胞におけるビタミンD,TGFβシグナル伝達系クロストークの検討:5種の膵癌細胞株Hs700T,Capan-1,BxPC-3,Hs766T,SUP-1に対するTGFβとビタミンD3(vitD)の増殖抑制効果を比較したところ両者に対する反応性は一致していた。また、5種の細胞についてTGFβシグナル伝達系の最終段階に位置する転写因子smad4をSourthern blotting, Northern blottingで検討すると、TGFβ反応性であるBxPC-3で発現を認めなかったことより、vitDとTGFβシグナル伝達系にクロストークの存在が考えられた。VitD,TGFβ反応性でsmad4を発現しているSUP-1とHs700TにVDRE3-Lucをtransfectionして、vitDとTGFβを反応させVDRの転写活性能を検討したが、vitDにて転写能の亢進を認めたが、TGFβでは認めなかった。BxPC-3において同様の検討を行っているが、transfectionが困難であり未だ結論が得られていない。2.PPARγリガンド,troglitazon,の膵癌細胞株に対する分化誘導効果の検討:PPARγリガンド,troglitazonの9種の膵癌細胞株に対する増殖抑制効果を検討した。増殖抑制効果はG1 phasecell cycle arrestとリンクしており、CDK inhibitor p21 mRNA,p21蛋白の発現亢進、CDK2 kinase activityの低下、Rb蛋白の低リン酸化を認めた。従って、troglitazoneの増殖抑制効果はp21の誘導を介するものであると考えられた。膵癌細胞を用いてビタミンD,TGFβシグナル伝達系クロストークの検討を行った。ビタミンD3(vitD)、TGFβ反応性細胞SUP-1においてTGFβシグナル伝達系の終末に位置するsmad4(PC4)のNorthern blottingを行うと、発現を認めなかったことより、vitDとTGFβシグナル伝達系にクロストークの存在が考えられた。SUP-1にビタミンDレセプターのresponse elementであるVDRE3-Lucをtransfectionして、vitDとTGFβを反応させVDRの転写活性能を検討したが、vitDにて転写能の亢進を認めたが、TGFβでは認めなかった。

従って、今回の検討では両シグナル伝達系のクロストークの証明はできなかった。膵癌との鑑別が問題となる自己免疫性膵炎について検討をおこなった。本疾患ではDRB1*0405-DQB1*0401haplotypeの頻度が有為に高く、これらclass II抗原でpresentationされる特定の抗原ペプチドに対する免疫応答が発症の引き金になっているのではないかと考えられた。自己免疫性膵炎の患者血清に特異的に反応する、25kDaの蛋白質を検出した。この蛋白質は、carbonic anhydrase(CA)とは異なり、等電点は7.5付近で、極めて不溶性であることより、支持組織等に存在する不溶性の細胞間質・繊維等の構成成分である可能性が高いと思われる。
幕末における町奉行所の研究

本研究は、幕末における町奉行所の組織ならびに機能の基礎的研究を行ない、その実態を明白にし、江戸市政のみならず幕政史研究、ひいては広く近世史の研究に役立たせようとするのを目的とした。上記の研究目的にもとずき、幕末の町奉行所に新設をみた分掌のなかで、とくに重要と思われる外国掛ならびに箱館産物会所取締掛について焦点をあて、史料収集ならびに調査研究を試みた。外国掛は安政4年11月に設けられたものであり、最初は米人の警衛を対象としたもので同心4人にすぎなかった。しかし露・英・仏人なども担当するようになり、同心数もしだいに増加して、文久元年には南北あわせて与力14人、同心87人にもたっし町奉行所内最大人数の分掌となった。具体的には安政6年外国人宿寺警備として東禅寺詰外国掛下役、善福寺詰外国掛下役などが設けられている。外国奉行は安政5年7月の新設であるが、異国人警衛の任は依然として町奉行所の担当するところであった。文久2年正月、外国奉行御用出役として300人が徴収され、翌2年9月別手組の成立により、異国人警衛の主体は町奉行所より別手組に移った。箱館産物会所は幕府の全国経済統制をめざす機関として、江戸・大坂・長崎など全国の主要地に設けられたものである。同所の江戸での機能はほとんど知られていないが、同会所にたいし、町奉行所より取締掛与力同心が任命されている。目下史料収集の段階であり、引き続き今後の研究課題としたい。
遺伝子治療と内在性神経幹細胞活性化による脳梗塞治療の萌芽的研究

平成16年度は、内在性神経幹細胞の活性化とその修飾因子について研究した。まず、成熟個体以上に神経幹細胞からの神経新生が活発と思われる新生児ラットを用い、虚血性障害の後の細胞分裂、移動、分化について調べた。すると、多くの細胞が神経幹細胞の存在するsubventricular zoneにおいて新たに産生され、障害部位に移動していることが確認された。また、細胞マーカーの免疫組織染色を通じ、新たに産生された細胞が神経系構成細胞に分化しているかどうかを確認したところ、神経前駆細胞にまでは多くの細胞が分化していることが確認された。しかし、成熟神経細胞にまで分化している細胞はわずかであり、多くの細胞は成熟神経細胞になる以前に消失していることが確認された。このことは、神経幹細胞を用いた虚血性脳障害の治療のためには、新たに産生された細胞が脳内にて神経細胞にまで成熟するような条件をととのえることが重要であることを示唆している。また、グリア系細胞への分化も細胞マーカーを用いて調べたところ、多くの細胞がグリア系細胞にも分化していることが確認された。一方、脳の機能回復のためには神経の軸索伸長やシナプス形成が重要であるが、その抑制因子であるニューロカンの発現変化を局所虚血後脳にて検索したところ、脳梗塞周辺部位にて発現が増加していることが免疫組織学的およびウエスタンブロットから判明した。本物質の発現の制御が障害後脳の機能回復のためには重要であることが示唆された。これらの研究より、本年度の当初目標は達成されたものと考えられる。平成15年度は、GDNF (glial cell line-derived neurotrophic factor)遺伝子をクローニングしたのちその遺伝子を組み込んだアデノウイルスを作成、虚血後のラット脳に投与して、GDNFタンパクの発現変化、さらに虚血性障害に与える影響について調べた。その結果、導入したGDNF遺伝子は虚血性障害が加わっている領域にも発現することが確認され、本方法は治療的に応用されうることが示唆された。そこで次にGDNF遺伝子を導入することにより脳梗塞が縮小されるかどうかを検討したところ、lacZ遺伝子導入群に比較しGDNF遺伝子導入群では有意に梗塞体積が少なく、本方法が虚血性障害軽減に有効であることが示された。その機序であるが、GDNF遺伝子導入群は対照群と比較しても血流変化に差はなく、血流の改善によるものとは考えられなかった。TUNEL法やcaspaseの免疫染色の結果からは、GDNF遺伝子導入群においてアポトーシス機序の活性化が抑制されていることが示され、GDNFの抗アポトーシス作用が虚血性障害の軽減に関与しているものと考えられた。一方、外来遺伝子を虚血組織に効果的に運び入れるための方法の研究であるが、虚血後血管内皮に発現が増加するであろうタンパクとしてトランスフェリン受容体に注目し、その発現変化を虚血後ラット脳にて検索した。すると、このタンパクは虚血後血管内皮にて発現が増加することが判明し、遺伝子導入のために利用しうるタンパクと考えられた。そこでトランスフェリンとconjugateしたliposomeを血管内に投与したところ、このliposomeが効果的に虚血領域に集積することが判明した。本方法を応用することで、外来遺伝子を虚血組織に効果的に運び入れることが可能となると考えられた。これらの研究により、本年度研究の当初目標は達成されたものと考えられる。
膠芽腫の血管co-option・mimicry・低酸素領域の分子機構と標的治療

【目的】膠芽腫の血管新生抑制の抵抗性の克服には、bevacizumabで抑制できない血管新生の中でasculogenic mimicry: VM)とVascular co-optionの抑制が重要である。今年度はVMの抑制に焦点を絞った。【対象・方法】ヒト膠芽腫14例のパラフィン切片で、内皮細胞のマーカー(CD34)と基底膜のマーカー(Type IV collagen)で蛍光2重染色し、CD34(-) / collagen(+)の管腔構造(=VM)の頻度をカウントした。次に、ヒト膠芽腫細胞(U87-MG、LN229)を用い、chetmominの増殖抑制効果をWST assayで、HIF-1α発現をRT-PCR、wesernで、管腔形成能をマトリゲル上での管腔形成能で評価した。最後に、U87-MGのSCIDマウス脳内移植モデルで、chetomin全身投与の効果を評価した。【結果】膠芽腫におけるVMの頻度:VMは全症例でみられ、平均205個の血管を観察し、VMは平均4.2%にみられた。Chetominは低酸素状態でU87-MGの管腔形成を10nMで70%抑制した。脳内モデルではchetomin投与群(1mg/kg, 2x/week, I.P. for 4 weeks)で腫瘍サイズは非投与群と変わりはなかった。血管密度も違いは無かったが、VM頻度は減少する傾向がみられた。【結語】VMは膠芽腫血管新生の重要な標的である。Chetominは膠芽腫のHIF-1α発現を抑制するだけでなく、VMを抑制することから、VEGF抑制療法と合わせた治療への応用が期待される。次年度はvascular co-optionに焦点を設けて、組織切片、細胞、動物モデルを使った実験を計画する。計画通りに進んでいる。成果は学会発表を行った。次年度以降の結果と合わせて論文化する。今年度は血管新生抑制療法の抵抗性のもう一つの因子である、vascular co-optionについて、その分子機構を調べ、標的治療を考案する。膠芽腫腫瘍切片でのco-optionの頻度を評価し、分子機構を確かめるために、血管内皮細胞マーカーと標的分子の蛍光2重染色を行う。組織切片で確かめた分子の抑制を、vitro co-optionのモデルを作成し、確かめる。最後に動物モデルを用いた分子標的治療を考案する。今年度の研究がこれまでの研究室の物品や試薬で行うことができたため。
プロジェクト学習の評価へのナラティブ・アプローチ

本研究は,近年大学教育の教授法として注目されるプロジェクト学習の総括的評価の在り方として,ナラティブアプローチを用いることを提案するものである.プロジェクト学習を必修とする特定の大学をケーススタディとして,その学習経験が,在学中あるいは卒業後の人生の中でどのように意味づけられているのかを,デジタルストーリーテリングによって収集することとした.デジタルストーリーテリング用のソフトウェアを開発し,それを用いて卒業生の語りを収集し,分析を行った.その結果,プロジェクト学習の中で有機的に21世紀型スキルに含まれるコンピテンスが発現し,その後の社会生活において有効に用いられていることが見出された.本研究の目的は、(1)プロジェクト学習を必修とする特定の大学をケーススタディとして、その学習経験が在学中あるいは卒業後の人生の中でどのように意味づけられているのかを、ライフヒストリーの形で収集し、評価データとして活用する方法を開発すること、(2)ケーススタディを行う大学における学生及び卒業生の人生経験におけるプロジェクト学習の意味を明らかにし、カリキュラムとしての意義を評価することである。平成25年度は、海外研究動向の文献調査を行うと共に、在学生・卒業生への予備調査を実施している。函館・川崎にて複数のインフォーマントの協力を得てインタビューを実施した。現在のところその予備調査のデータを解析して、モデル化に取り組んでいるところである。また、デジタルストーリーテリングのためのソフトウェアの改良を行った。本研究の目的は,(1)プロジェクト学習を必修とする特定の大学をケーススタディとして,その学習経験が在学中あるいは卒業後の人生の中でどのように意味づけられているのかを,ライフヒストリーの形で収集し,評価データとして活用する方法を開発すること,(2)上記大学における学生および卒業生の人生経験におけるプロジェクト学習の意味を明らかにし,カリキュラムとしての意義を評価することである.平成26年度は,ナラティブアプローチから見たプロジェクト学習の評価論について理論的検討を行った.また,デジタルストーリーテリングの形で調査データを収集するためのソフトウェアの改良を引き続き行った.本研究の目的は、(1)プロジェクト学習を必修とする特定の大学をケーススタディとして、その学習経験が在学中あるいは卒業後の人生の中でどのように意味づけられているのかを、ライフヒストリーの形で収集し、評価データとして活用する方法を開発すること、(2)上記大学における学生および卒業生の人生経験におけるプロジェクト学習の意味を明らかにし、カリキュラムとしての意義を評価することである。平成27年度は、デジタルストーリーテリングを行うためのソフトウェアの改良が完成し、対象大学の卒業生に協力を仰ぎ、インタビューを行った。また、その分析を行っているところである。本研究は,近年大学教育の教授法として注目されるプロジェクト学習の総括的評価の在り方として,ナラティブアプローチを用いることを提案するものである.プロジェクト学習を必修とする特定の大学をケーススタディとして,その学習経験が,在学中あるいは卒業後の人生の中でどのように意味づけられているのかを,デジタルストーリーテリングによって収集することとした.デジタルストーリーテリング用のソフトウェアを開発し,それを用いて卒業生の語りを収集し,分析を行った.その結果,プロジェクト学習の中で有機的に21世紀型スキルに含まれるコンピテンスが発現し,その後の社会生活において有効に用いられていることが見出された.開発していたソフトウェアに,一定時間以上の録音ができないバグが発見され,その改修に時間を要した.そのため,全体の研究期間を延長し,調査自体を平成27年度に実施することにした.教育工学・学習科学平成27年度前半にインタビューを進め,文字起こし等を行って分析を行い,その成果を発表する予定である.本研究の実施計画に概ね沿って推移している。デジタルストーリーテリングによる学習経験の評価に関する論文を国際会議ICCE2014に投稿した。ソフトウェアのデバッグに時間がかかり,調査を平成27年度に行う必要が生じたため,その費用として残す必要が生じた.平成26年度の研究実施については、交付申請書に記載している内容に沿って実施する。研究成果の発表は、日本教育工学会の研究会のほか、ICCE2014における発表を予定している。調査および分析にかかる費用として使用する.ソフトウェアの改良については3月を越えて作業が必要になり、その謝金の支払いがまだ完了していないため。ソフトウェアの改良に関する謝金およびプロジェクト学習のシーンを描いたイラストレーションの作成の謝金に充当する。
座屈パターンの局所化現象に関する基礎的研究

一次元構造および任意形状の薄肉シェル構造の超大変形圧壊挙動解析のための非線形有限要素解析プログラムを開発した。次数低減積分法に基づく低次要素(線形ティモシェンコはり要素および双一次ミンドリン板要素)を用いていること、updated Lagrangianapproachによる増分理論に従っていること、アワーグラスモードなどに対する数値的安定化が図られていること、加圧盤との接触/非接触が考慮されていることなどがこれらの解析プログラムの特徴であり、いわゆるクラッシュ問題に対し、計算効率および計算精度の両面から最適と考えられるアルゴリズムが組み合されている。これらのプログラムを横圧縮荷重による鋼管断面の偏平化問題および軸荷重または横荷重による鋼管の圧壊問題に応用し、塑性座屈および座屈後の超大変形を伴う圧壊挙動の解析を試みるとともに、円筒および角型鋼管に対する圧壊実験を実施した。その結果、以下に述べるような成果を得た。すなわち、(1)横圧縮荷重を受ける円筒鋼管、角型鋼管、トロイダルシェルに対する圧壊解析結果と実験結果との比較を通じ、本研究で作成した一次元圧壊解析コードが十分な計算精度を有することを確認した。特に、トーラスに対しては、既存のRayleigh-Ritz法による解析結果が相当程度、改善された。(2)軸圧縮荷重を受ける円筒鋼管、角型鋼管および横荷重を受ける円筒鋼管の圧壊解析結果と実験結果との比較を通じ、本研究で作成した板殻圧壊解析コードにより、塑性関節線の移動を伴う圧壊パターンの変化、局所座屈の発生と成長過程および塑性吸収エネルギー量などに関し、十分に精確な結果が得られることが確認された。以上の研究を通じ、座屈パターン局所化現象の直接的なシミュレーションを行なうための、解析および実験の両面における十分な基礎固めができたと考えられる。
S相の基礎および応用に関する研究

1.はじめに:1986年ステンレス鋼のイオン窒化処理の研究から発見されたM_4N型窒化物は高耐食と高硬度の性質を持つことから国際的に研究されるようになった。本研究は関西大学の協定大学であるイギリスのバーミンガム大学と大学間国際学術研究として行ったもので、これまでの研究成果ならびに最新の研究情報を収集。また、関西大学においてS相の国際セミナーを開催してその成果を広く公表することにより、21世紀の材料発展に資することを期待した2.S相に関する研究調査:3.S相に関する研究:下記の研究結果をSS2000に発表し、それぞれの論文をSS200のProceedingsに投稿した。1. S相に関する研究の調査(1) JICST:S相は主にステンレス鋼をイオン窒化したときに生成することから、文献調査は「ion nitriding」、「stainless steel」をキーワードに、JICST、Metals Abstractsおよびインターネットを用いて1997.12時点で調査した。266件の論文の内容を調べたところ「S相;S phase」の記述のあるものは4件であった。(2) PSE′98には「S相:S phase」に関して6件の研究発表があった.IFHT′98においては「ion nitriding」&「stainless steel」に関して4件の研究が発表された。2. S相に関する基礎および応用に関する研究(1)関西大学における研究;ステンレス鋼板の上に置いた数種の窒化物粉末にレーザーを照射して得られる表面層についてS相生成の可否について実験している。また、S相粉末を作製する目的でステンレス鋼箔(厚さ10ミクロン)へのプラズマイオン窒化処理も行っている。さらに、S相生成と冷間加工との関係についての実験も行っているが、いずれも現段階では発表に至る結果を得ていない。一方、窒化処理条件に関してプラズマ中へのキセノンガス導入によりプラズマ中の電子密度が、かなり影響を受けるという知見を得た。(2)バーミンガム大学における研究;今日まで、S相はFCC結晶構造を持つ単一相であると考えてきたが、最新の分析機器を使用することにより、この相中にCr窒化物のクラスターが生成していることを明らかにした。1.S相に関する研究の調査:S相は主にステンレス鋼をイオン窒化したときに生成することから、文献調査はMetals Abstractsの「Ion-nitriding」と「Austenitic Stainless Steel」をキーワードに1999.11999.12を調査した。結果は20件の発表が、また、ハンガリーのブダペストで開催されたIHIFの7thセミナーでは7件、チェコ、プラハで開催のISPC14では5件、中国、北京で開催のAEPES'99では9件の発表があり、赤松、市井はAEPES'99において発表を行った。2.S相に関する基礎および応用に関する研究:関西大学における研究はステンレス鋼板の上に置いた数種の窒化物粉末にレーザーを照射して得られる表面層についてS相生成の可否についてラマン分光器を用いて研究している。また、S相粉末を作製する目的でステンレス鋼箔(厚さ10ミクロン100ミクロン)へのプラズマイオン窒化処理も行っている。さらに、S相生成と冷間加工との関係についての実験も行っている。3.S相に関する国内セミナーの開催:平成11年9月24日「S相の基礎と応用」に関する国内セミナーを開催した。講演数は4件、参加者は70名であった。本年、ドイツで開催されたPSE2000への関連発表件数は9件であった。2、S相に関する基礎および応用に関する研究:下記の研究結果をSS2000に発表した。
感応性化学種による触媒反応の制御・設計に関する理論的研究

本研究では、反応経路自動探索(GRRM)法を基軸に、本研究領域の実験グループの提案を踏まえ遷移金属錯体触媒の反応機構の理論的解析、分子設計法の提案をしている。1:パラジウムNHC触媒によるエナンチオ選択的鈴木宮浦カップリングパラジウムNHC触媒によるアジリジンのカップリング反応について検討している。トランスメタル化ステップが律速段階となっていることが明らかになった。また、二価パラジウムが0価に還元されるステップでは内圏型反応が支配的であるとわかった。添加される炭酸塩との反応について検討を行なっている。2:鉄ビスフォスフィン錯体によるエナンチオ選択的クロスカップリング中村らによって提案されたキラルフォスフィン鉄触媒によるカップリング反応ではオレフィンと芳香族亜鉛化合物を高い立体選択性で高収率で反応させることができる。これまでに提案されている反応機構では芳香族亜鉛化合物と鉄、キラルフォスフィンが錯形成したのち、オレフィン挿入過程を経て、芳香族亜鉛化合物とのトランスメタル化を通して生成物に至ると考えられている。2016年度の研究で、実験時に2割程度溶媒に添加されるTHFが触媒に配位している可能性が示唆された。特に5重項状態が安定化されると考えられる。密度汎関数法による計算で外圏型反応と内圏型反応の存在が示唆されている。これまでの計算で、鉄上に配位したArylに、オレフィンが外から近く外圏型反応がもっともらしいとわかった。28年度が最終年度であるため、記入しない。実験研究者との共同でアリルアジリジンの触媒的ホウ素化反応を研究した。反応の位置選択性は反応物と触媒の錯体が生成する段階で決定される。主生成物以外が生成する反応経路も見つかったが、主生成物の割合は実験と理論で概ね一致した。また、次のステップで水が触媒的に働くことで反応が加速されていることがわかった。二価鉄錯体による向山アルドール反応の立体選択性の起源を調べた。まずアルデヒドが触媒に配位し、次にシリコンエノラートによる求核付加がおこる。このステップが立体選択段階であることがわかった。一方、律速段階はその後に起こるプロトン移動である。立体選択性段階での複数の反応経路を検討したところ、主生成物の収量は8割程度となり、実験と概ね一致した。鉄触媒についてはすでに論文にまとめて出版済み、パラジウム錯体についても投稿済みである。我々の手法で単核の金属錯体による反応をどのように扱うかのノウハウが蓄積されてきたので、より難しい反応である、鉄を含む二核錯体による触媒反応に関する研究を実験研究者と共同で進行することを検討中である。
蛋白質リン酸化修飾イメージングの超高感度化とオミクス技術への展開

近年,蛋白質リン酸化反応の検出技術は,癌などの分子標的薬のスクリーニング法として注目を集めている。よって,生体内のごく僅かな蛋白質リン酸化反応を網羅的にプロファイルできる,より特異的で,かつ,超高感度な分析技法の開発が急務である。申請者はリン酸基を特異的に捕捉する亜鉛錯体(フォスタグ)に1分子のビオチンを導入したリン酸基認識素子を既に開発している。本研究では,これを改変させることで,既存の機器や発光試薬を改良することなく検出感度を飛躍的に高めることを目指す。当該年度では,昨年度合成に成功した新規ビオチン結合型誘導体(BTL-111,ビオチンとフォスタグ分子間に12分子のエチレングルコールを導入した誘導体)を使用したリン酸化プロテオミクスのための新しいアプリケーションを開発した。以下に研究の成果を列記する。1)抗体アレイ技術を用いたマルチプレックスなリン酸化蛋白質の検出法,2)BioPlex技術を用いたマルチプレックスなリン酸化シグナルの同定法。この2つのアプリケーションは抗体とフォスタグを用いた蛋白質リン酸化反応のサンドイッチアッセイ法の1つとして位置づけられる。本手法の大きな利点は,抗リン酸化蛋白質抗体が作製されていないような蛋白質のリン酸化を検出できる,複数の蛋白質リン酸化を一度に検出することができる,フォスタグによる検出は蛋白質分子全体のリン酸化反応を検出できるので,部位特異的な抗リン酸化蛋白質抗体と併用することにより多くの情報を入手することができる,などが挙げられる。今後,本法が次世代のシグナル伝達研究に大きく貢献することを期待する。24年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度では,複数のビオチン分子を導入した新規誘導体の合成とその機能性の検証を試みた。1)新規誘導体の合成本研究で新たに2分子,4分子のビオチンが導入されたフォスタグ誘導体を合成し,それぞれBTL-108,BTL-109と名付けた。さらには,ビオチン分子とフォスタグ間のスペーサー分子として,エチレングリコールが12分子繋がったPEG12を導入したBTL-111を合成した。合成した3種のビオチン化フォスタグを用いて,標品リン酸化タンパク質を試料としたウェスタン解析による比較検討を行った結果,スペーサーを長くしたBTL-111では,検出感度が有意に向上することが認められた。2)ペプチドマイクロアレイチップ技術への応用上記の新規誘導体をキナーゼプロファイリングを指向したペプチドマイクロアレイチップ技術に応用した。その結果,従来法では検出できなった細胞内蛋白質リン酸化反応が,長いスペーサー分子を導入したBTL-111により可能となった。以上より,本アッセイ法が,複雑なリン酸化シグナルを短時間で一網打尽とするキナーゼ/ホスファターゼの活性プロファイリング法として,あるいはハイスループットなキナーゼ/ホスファターゼの阻害剤スクリーニング法として,今後大きく貢献できることを期待する。新規フォスタグ誘導体を合成し,それが従来の誘導体と比較してより高感度なリン酸基認識プローブとして活用できることを見出した。さらには,ペプチドマイクロアレイチップ技術への応用も可能であることを証明した。

今後は,ティッシュアレイチップ等のラボオンチップ技術にも応用することで,簡便,かつ,高効率に蛋白質リン酸化反応を検出する新しいリン酸化プロテオミクスのためのアプリケーションに展開していく。
マイクロ波照射によるRobinson環化の新規反応条件の開発

これまでの検討で、塩基性活性アルミナ吸着下、2-メチル-1,3-シクロヘキサンジオン、シクロヘキサノン-2-カルボン酸エチル、シクロペンタノン-2-カルボン酸エチルとメチルビニルケトン、エチルビニルケトンなどの組み合わせで、環化生成物を得ることに成功している。この際、触媒としてピロリジン0.4当量を必要としていた。また、塩基性アルミナ吸着下では2-メチル-1,3-シクロペンタンジオンとメチルビニルケトンからHajos-Parrishケトンを得ることができていなかった。本年度の検討で、ピロリジンは0.02当量でも反応が進行することが明らかとなった。また、反応条件を最適化したところ、塩基性アルミナ吸着下でもHajos-Parrishケトンを得られることが明らかとなった。本年度は本反応を不斉合成にも応用した。2-メチル-1,3-シクロヘキサンジオンとメチルビニルケトンの反応を種々の光学活性アミン存在下に条件検討を行った。その結果、L-プロリンを1当量用いた場合に、光学純度は10%eeと低いながらも(S)-Wieland-Miesherケトン得ることができた。一方、ピロリジン存在下での2-ニトロシクロヘキサノンとメチルビニルケトンの反応では、環化の後にニトロ基の脱離が起こり1-(5,6,7,8-tetrahydronaphthalen-2-yl)pyrrolidineが一気に得られてきた。そこで、種々のα-ニトロカルボニル化合物を用いてこの反応の一般性を検討したが、残念ながら2-ニトロシクロヘキサノン以外では3,4-ジアルキルアニリン類を収率良く得ることができず、3,4-ジアルキルアニリン類の一般的な合成法に展開することはできなかった。これまでの検討で、2-メチル-1,3-シクロヘキサンジオンとメチルビニルケトンを塩基性活性アルミナに吸着させ、マイクロ波を5分間の照射することでRobinson環化、即ちMichael付加に続いてアルドール縮合、脱水を一気に進行させることができ、Wieland-Miescherケトンを与えることに成功していた(収率60-80%)。今回は、反応の一般性を調べる目的で活性メチレンを有する各種ケトンと、種々のα,β-不飽和ケトンとの反応を行った。その結果、2-メチル-1,3-シクロヘキサンジオン、シクロヘキサノン-2-カルボン酸エチル、シクロペンタノン-2-カルボン酸エチルとメチルビニルケトン、エチルビニルケトンなどの組み合わせで、環化生成物を得ることに成功した。しかし、β-位にアルキル基を有するα,β-不飽和ケトン(3-ペンテン-2-オンなど)では環化体を得ることが出来なかった。2-メチル-1,3-シクロペンタンジオンとメチルビニルケトンの組み合わせでは、塩基性アルミナでは思わしい結果を得ることが出来なかったが、酸性アルミナを使用したところ収率は低いながらも環化体であるHajos-Parrishケトンを得ることができた。また、ピロリジン存在下での2-ニトロシクロヘキサノンとメチルビニルケトンの反応では、環化の後にニトロ基の脱離が起こり1-(5,6,7,8-tetrahydronaphthalen-2-yl)pyrrolidineが一気に得られてきた。この反応は合成しにくい3,4-ジアルキルアニリン類の直接合成法に展開できるものと期待している。以上のように、Robinson環化反応におけるマイクロ波照射加熱条件を整えることに成功した。
遺伝子欠損マウス作製による選別輸送に関わる因子の機能解析

細胞の極性の形成並びに維持における分子メカニズムの解明を目的とし、上皮細胞のトランスゴルジ網からbasolateral細胞膜への小胞輸送を制御するRab8分子の機能に着目した研究を行った。上皮細胞の選別輸送におけるRab8分子の機能は培養細胞系で解析されてきたものの、種々の細胞の極性形成や、生理学的な重要性までは明確にされていない。本課題ではRab8a,Rab8b分子の遺伝子欠損マウス(KOマウス)を作製した。昨年度までにRab8a相同組換え遺伝子のホモ接合体であるgeo/geoマウス(簡易型KOマウス)が得られていた。簡易型KOマウスは、出生はするものの成長段階の早期に死亡する。現在までこのマウスの死亡原因の特定を試みてきたが、いまだ結論は得られていない。次にgeo/geoマウスのネオマイシン耐性遺伝子などを、flp発現マウスとの交配により除去することで、Rab8a遺伝子座に2つのloxP配列をもち、Rab8aを正常に発現するfloxedマウスを得た。このfloxedマウスと全身でCre recombinaseを発現するマウスを交配させることでRab8aが全身で欠損する、完全型KOマウスが得られた。簡易型KOマウスと完全除去型KOマウスは表現型は同一であり、Rab8aの発現は両者とも検出されなかった。更に現在は神経細胞、肝臓、膵臓などの組織に特異的にRab8aを欠損するKOマウスを得た。これらマウスの解析結果から出生後に死亡する表現型の原因となる臓器や細胞種を特定する。Rab8a同様にRab8bのKOマウスの作製も進行しており、簡易型KOマウスがすでに得られた。これらのマウスの解析より2種のRab8遺伝子の生体内における役割がそれぞれ明らかに出来る。細胞の極性は細胞の機能に重要な役割を持つ。細胞内で新規に合成された蛋白質はTGN(トランスゴルジネットワーク)等において各々異なる極へ輸送するための小胞に分配、濃縮された後、目的の極の細胞膜へと運ばれる。この方向性を持った輸送を選別輸送と呼んでおり、細胞極性の形成維持に必須な役割を担うことが知られている。近年、選別輸送に重要と考えられている分子として、低分子量GTP結合蛋白質であるrab蛋白や、SNARE蛋白等が同定されているが、組織や個体におけるこれら分子の役割は不明である。そこで本研究では、gene targeting法を用いて、選別輸送関連分子(rab蛋白であるrab8)の遺伝子欠損マウスを作製し解析することで、細胞極性の形成、維持や個体の生命活動におけるrab8の役割を解明しようとしている。具体的にはCre-loxPシステムを用いることで全身のみならず、組織、時期特異的gene targetingを行い、特定細胞種における異常を解析する予定である。現在、rab8a遺伝子欠損マウスを得るための研究が以下のように進行している。マウスRab8の遺伝子座のゲノムDNA断片にloxP配列を挿入した相同組み替え用ベクターを3種作製した。これらのベクターをES細胞に導入後、サザンブロット法により目的の相同組み替えを起こしたクローンを選別した。その結果、相同組み替えを起こしたクローンを単離することに成功した。これらのESクローンをマウス胚にインジェクションし、キメラマウスを作製した。このマウスの子孫がRab8-floxedマウスとなり、次年度以降は、全身または組織特異的なRab8遺伝子欠損マウスの作製に用いる予定である。高等動物では上皮細胞や神経細胞をはじめとした非対称な構造(極性)を持つ細胞種が多種存在する。これらの細胞種が正常に機能するためには、上皮細胞では頂端側(apical)と側底側(basolateral)、神経細胞では軸索と樹状突起という極性を形成、維持することが必須となる。この細胞極性の形成、維持においては、新規合成蛋白質をトランスゴルジ網で分配、輸送小胞内に濃縮し、各極へと輸送する選別輸送が重要な役割を果たす。近年、極性輸送を制御する因子としてRabやSNARE等が同定されている。中でもRabはトランスゴルジ網に局在し、上皮細胞では細胞膜のbasolateral面へ、神経細胞では樹状突起側への極性輸送を制御する可能性が示唆された。このことから、Rabが選別輸送の重要な鍵を握る分子である可能性は高く、この分子の機能解明は、選別輸送の分子機構の一端の解明の糸口になると考えられる。そこで本研究では、Rabの遺伝子欠損マウスを作製、解析し、細胞レベルのみならず、組織や個体レベルでの機能を明確にしたいと考えた。極性輸送における重要性が示唆されている低分子量GTP結合タンパク質RabやSNARE分子などの遺伝子のノックアウトマウスを作製し、そのうちの1つのRabのノックアウトマウスが完成した。作製したマウスはメンデルの法則による期待値と同等の匹数で出生した。これらのマウスの詳細な表現型をするとともに、生理学的な異常の特定や、組織、細胞の形態の解析などにより解明を試みたが、現時点ではノックアウトマウスにおける異常を明らかに出来ていない。極性輸送における異常を解析するために用いるマーカー抗体等の入手はすでに完了したため、細胞レベルでの解析を始める準備は整った。さらに、合計6種類の組織特異的Cre発現マウスの入手もすでに完了した。

細胞の極性の形成並びに維持における分子メカニズムの解明を目的とし、上皮細胞のトランスゴルジ網からbasolateral細胞膜への小胞輸送を制御するRab8分子の機能に着目した研究を行った。上皮細胞の選別輸送におけるRab8分子の機能は培養細胞系で解析されてきたものの、種々の細胞の極性形成や、生理学的な重要性までは明確にされていない。本課題ではRab8a,Rab8b分子の遺伝子欠損マウス(KOマウス)を作製した。昨年度までにRab8a相同組換え遺伝子のホモ接合体であるgeo/geoマウス(簡易型KOマウス)が得られていた。簡易型KOマウスは、出生はするものの成長段階の早期に死亡する。現在までこのマウスの死亡原因の特定を試みてきたが、いまだ結論は得られていない。次にgeo/geoマウスのネオマイシン耐性遺伝子などを、flp発現マウスとの交配により除去することで、Rab8a遺伝子座に2つのloxP配列をもち、Rab8aを正常に発現するfloxedマウスを得た。このfloxedマウスと全身でCre recombinaseを発現するマウスを交配させることでRab8aが全身で欠損する、完全型KOマウスが得られた。簡易型KOマウスと完全除去型KOマウスは表現型は同一であり、Rab8aの発現は両者とも検出されなかった。更に現在は神経細胞、肝臓、膵臓などの組織に特異的にRab8aを欠損するKOマウスを得た。これらマウスの解析結果から出生後に死亡する表現型の原因となる臓器や細胞種を特定する。Rab8a同様にRab8bのKOマウスの作製も進行しており、簡易型KOマウスがすでに得られた。これらのマウスの解析より2種のRab8遺伝子の生体内における役割がそれぞれ明らかに出来る。
タイミング動作課題における情報処理能力を高める方法に関する研究

タイミング動作の学習を効果的に成立させるためには、タイミング点に達するまでの所要時間に関するイメージ(受容器イメージ)と、反応動作の所要時間に関するイメージ(効果器イメージ)、を明確に保持させる必要がある。イメージ形成に必要な情報を効果的に処理する能力を高める上で、有効な方法を明らかにすることを本研究の目的とする。実験課題は、デジタイザーを用いた二次元的な位置決め課題である。実験条件としては、2(目標提示:聴覚、視覚)×3(リハ-サル:無、聴覚的、身体的)の6群を設定した。結果は、実験途中のため、事例的に過ぎないが、目標提示については、聴覚提示が優れていて、リハ-サルについては、身体的、聴覚的、無の順に優れていた。受容器イメージを高めるためには、聴覚的に提示し、効果器イメージを高めるためには、身体的リハ-サルが有効であると予想される。
マイクロ波散乱計地上計測システムの構築と土壌水分情報の抽出

本研究では、合成開口レーダ(SAR)によるアクティブ・マイクロ波リモートセンシングを広域土壌水分量の観測手法として実用化するために室内実験、野外実験、衛星と同期したグラウンド・トル-スを通じて所要の情報を抽出するアルゴリズムの開発を行ってきた。以下に研究の成果の概要を示す。(1)車載型散乱計計測システムの架台を改良し効率的に安定したデータが取得が可能になり、室内実験、野外実験を実施する。また、J-ERS-1とE-ERS-1の飛来に同期させて、房総4地区で14回、琵琶湖周辺地区で3回、甲府市内で4回の合計21回の地上検証を実施した。(2)各地区において、直接土壌サンプリングの個数や空間代表性を検討し、SAR衛星で測定される広域での土壌水分の代表性を吟味した。空間代表性は、湿潤条件の時ほど地点間のバラツキ小さいことが認められ、また、許容誤差範囲に対するサンプリング間隔が明らかにされた。(3)SPOT衛星データを用いた土地被覆分類により、裸地・草地の検出し、直接サンプリングによる土壌水分とSAR後方散乱係数との関係を表す実験式から土壌水分分布地図を作成するアルゴリズムが開発された。(4)Ulabyらが提案している土壌表面からの表面散乱モデルを用いて、種々の変数やパラメータが後方散乱係数に及ぼす効果を数値実験的に調べるとともに、これまでに得られた観測データの理論的検討を行った。これまでに得られたデータはバラツキがありながらも理論的に妥当な値であると判断できた。(5)粗度が未知である土壌面に関しては、車載型散乱計と衛星によるデータを利用して地表面粗度を逆推定した結果に共通した妥当な値が算出された。その結果、波長と入射角を変えた複数のデータによって地表面粗度が逆推定が可能であることが示唆できた。1.現在のCバンドマイクロ波散乱計をワゴン車上に取り付ける架台を当研究所試作工場で製作した.これにより任意の入斜角および異なる送・受信偏波の組合わせ(HH,HV,VH,VV)で計測できるようになった.2.現在稼動中のマイクロ波センサー搭載衛星E-ERS-1はVV偏波,J-ERS-1はHH偏波である.VV偏波とHH偏波による後方散乱係数(σ^O)の相違を明らかにするため,裸地および草地においてそれぞれの偏波の組合せによる計測を行い,σ^0を比較した.その結果,両者間のσ゚はほぼ一致することがわかった.3.入射角とσ^0との関係を調べるため,裸地と草地において,入射角を20゚から50゚まで5゚ずつ変化させて計測を行った.その結果,裸地では角度の増大に伴いσ^0が低下する明確な角度依存性が認められるが,草地では30゚以上になると一定のσ^0となることがわかった.4.E-ERS-1とJ-ERS-1の飛来に同期させた地上観測(車載散乱計による計測と直接土壌サンプリング)を510月の間に合計8回実施した.初期の地上観測では,直接土壌サンプリング地点数と平均土壌水分量の関係を調べ,適切なサンプリング間隔が決定された.5.裸地平坦面においては,波長がほぼ同じ車載散乱計とE-ERS-1とによるσ^0は,土壌水分量との間に同等な関係を認めることができるが,表面粗度の変化が大きい耕地では,地上散乱計と衛星との間で視野の範囲が大きく異なるためか,前者の方がσ^0と土壌水分量の間にバラツキが大きい.地上散乱計で衛星の解像度に対応するσ^0をどのように計測するか,これからの課題である.本年度得られた成果の概要は以下の通りです。