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青少年期から成人期への移行についての追跡的研究（第４次）―就業と家族形成

本研究は小学校から成人期への入り口を経て職業生活の初期段階に至るまでの青少年を対象として、1)青少年期から成人期への移行に関する統計的ポートレートを作成するとともに、2)現代社会における「移行」問題を社会学的に考察することを目的とし、関東エリア、東北エリアにおいて、これまでに3波のパネル調査を実施してきた(第一波調査(2003-2004年)、第二波調査(2006-2007年)、第三波調査(2009-2011))。本研究は第四波調査として、これまでの調査対象者の高校卒業以降の職業世界への移行に焦点づけたフォローアップ調査を実施し、職業的キャリア形成、家族形成の過程を明らかにすることを目的とする。当該年度は、現況確認調査の企画と実施および成果報告を国内外の学会でおこなった。(1)2003年からWave1、Wave2、Wave3と追跡調査を実施してきた関東エリア(Aエリア)および東北エリア(Cエリア)の両エリアの調査対象者(現20歳+、23歳+、26歳+)に対し、これまでの追跡調査のフォローアップとして、現況確認調査を実施した。具体的には卒業後の進路、現住所確認についての質問紙調査を企画し、郵送による追跡調査を実施した。実施時期は2012年12月2013年1月で、郵送6775部、回収2052部、回収率30.3%であった。(2)これまでの調査研究結果の報告と追跡調査実施の協力を依頼するためCエリアの高等学校を訪問した。この結果、一部の高等学校より協力をとりつけた。(3)日本教育社会学会第64回大会にて3件の口頭発表、International Federation for Home Economics(IFHE), XXII World Congressにて2件のポスター発表、中日教育研究協会第3会大会にて1件の口頭発表をおこなった。また、報告書『JELS第16集細分析論文集(4)』(計11章、全208頁)を出版した。本報告書では、学力調査、進路選択、学校外教育、生徒文化、主要教科に対する選好について着目し、一部、国際比較もおこなっている。(4)データクリーニングおよびデータ接続をおこなった。具体的にはこれまでの追跡調査データの再クリーニングと再接続を行い、パネルデータを整備した。(5)本調査研究のウェブサイトを運営し、これまでの調査結果報告を広く公表した。当該年度に実施した研究活動は、以下の通りである。1東北エリアの高校3年生への質問紙調査を実施した。当該コーホートは、2004年(小3)、2007年(小6)、2010年(中3)にも質問紙調査を実施しているため、2013年に高校3年生へ調査することによって、4時点を接続したパネルデータを構築することが可能となる。実施時期は2013年11月。調査票配布数788部、回収数767部、回収率97.3%。22003年からWave1、Wave2、Wave3と追跡的調査を実施してきた調査対象者に対し、これまでの調査のフォローアップ調査として、インタビュー調査を行った。調査依頼121人(郵送)、調査実施者16人。3日本教育社会学会第65回大会にて3件、日本教育学会第72回大会にて1件、日本家庭科教育学会2013年度例会にて1件の学会報告を行った。一部報告では、パネルデータの長所を活かすべく、計量経済モデルにおける固定効果モデル(Fixed Effect Model)とランダム効果モデル(Random Effect Model)の有用性についても検討した。4報告書『JELS第17集細分析論文集(5)』(計6章、全61頁)を出版した。本報告書では、学力調査、学校外教育、進路選択および学習状況に関する国際比較、サンプル脱落(sample attrition)に着目し、分析を展開した。5本調査研究のウェブサイトを運営し、これまでの調査結果報告を広く公表した。1.関東地方Aエリア、東北地方Cエリアにおける第一波の高校生(現在、28歳29歳)を対象に、インタビュー調査を実施した。実施時期は2014年4月11月。調査依頼266人(郵送法)、調査実施者47名(男性=22名、女性=25名)。2.国内学会では、日本教育社会学会第66回大会(愛媛大学・松山大学)にて3件、日本家庭科教育学会2014(平成26)年度例会にて1件の報告を行った。また、海外学会では、the Asia Pacific Educational Research Association International Conferenceにて4件、中日教育研究協会2014年度研究大会にて1件の学会報告を行った。一部報告では、学校から職業への移行パネル調査の長所を活かすべく高校卒業後のインタビューデータの分析も行っている。

3.報告書『JELS第18集細分析集(6)』(計7章、全83頁)を出版した。本報告書では、一部の章で計量経済学における固定効果モデル、ランダム効果モデル、ハイブリッドモデルによる分析を行い、その有用性について検証した。4.本調査研究のウェブサイトを運営し、これまでの調査結果報告を広く公表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。教育社会学26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題はこれまで2003年より追跡調査に協力してもらった関東地方Aエリアおよび東北地方Cエリアの対象者に対し、フォローアップ調査として現況確認調査、質問紙調査、インタビュー調査をすることを目的としている。当該年度は当初の計画どおりに現況確認調査を実施した。ただし、調査対象者の若者に調査票をより多く行き届かせるため実家に戻る可能性の高い年末年始に調査時期を設定することにした。調査時期の変更のため、データ入力は次年度におこなうことになった.本研究課題は、これまで2003年より追跡調査に協力してもらった関東エリアおよび東北エリアの対象者に対し、フォローアップ調査として現況確認調査、質問紙調査、インタビュー調査を実施することを目的としている。すでに現況確認調査を実施し、インタビュー調査の実施を始めている。ただし、現況確認調査を集計した結果、フォローアップ調査には質問紙調査による量的側面よりも質的側面を補足したデータの蒐集が有効だという判断から、インタビュー調査を優先的に実施している。本研究課題は、当初の計画どおり、今後、高校卒業者の就業と家族形成のあり方を引き続き調査する予定である。具体的には、これまで本追跡調査で対象としてきた関東地方Aエリアおよび東北地方Cエリアの高校卒業者(現20代)に対し質問紙調査と、承諾を得た一部の対象者に対し、インタビュー調査を実施する予定である。本研究課題は、当初の計画通り、今後、高校卒業者の就業と家族形成のあり方を引き続き調査する予定である。具体的には、これまで本追跡調査で対象としてきた関東エリアと東北エリアの高校卒業者(現20代)に対して、フォローアップ調査としてインタビュー調査を実施する予定である。当該年度に実施した現況確認調査において調査時期を年末年始に設定したことによりデータ入力を次年度にまわした。次年度はこのほか、当初の計画通り、質問紙調査を企画・実施しデータ入力を行う予定である。既述の通り、本研究課題は、フォローアップ調査として現況確認調査、質問紙調査、インタビュー調査を実施することを目的としている。しかし、現況確認調査を集計した結果、フォローアップ調査には質的側面を補足したデータの蒐集が有効だという判断から、平成25年度の質問紙調査は見送った。前述のように、現況確認調査の結果、フォローアップ調査には質的側面を補足したデータの蒐集が有効だと判断している。そのため、平成26年度にはインタビュー調査の規模を拡大し、調査地域を広げ、様々なキャリアパターンの抽出を目的とした調査することを計画している。
構造物による浮氷盤群のアーチ形成条件に関する研究

流れと橋梁橋脚の相互作用に関しては,我が国においては,橋脚周囲における局所洗掘が重要となっている.これに対して,結氷河川に建設される橋脚の設計においては,水盤が橋脚上部工に及ぼす影響について十分な注意がはらわれねばならない.カナダ,米国,それなロシアの設計示方書においては橋脚に及ぼす氷の影響を考慮している.その中で橋脚の設置位置,設置間隔については上部工や基礎工だけでなく,氷盤のことも配慮すべきことが述べられている.本研究は,流下する氷盤が橋脚によって阻止され,アーチを形成する条件を実験的に調べたものであるが,これはIce Jamを起こさないための橋梁のスパン割り決定に役立つとともに,氷盤移動を制御するための施設の配置を決定するのにも役立つと考えられる.氷盤のアーチ形成に関する実験は長さ10m・幅0.8mの開水路をレベルにして用いた.この水路に模型氷を流すため,600枚の模型氷を016cm/secの速度で自由に送り出すことが可能なフィーダーを設置し,実験を行った.実験結果をまとめると(1)橋脚の径間におけるアーチ形成条件は,模型氷が水路表面を覆う割合(カバー率):Qi,模型氷の代表的な長さ:aと橋脚の径間距離b:との比=a/b,それに表面流速:Vと重力加速度g:,氷厚:hの無次元量=V^2/ghによって決定される.(2)模型氷の厚さに対するフルードの相似則が満足されていることが判った.(3)橋脚の断面形状が同じとき,橋脚が水面に垂直な場合と60゚の傾斜を持っている場合を比べると,60゚の傾斜角を持つ橋脚の方がアーチができやすいことが判った.(4)同じ傾斜角(θ=60゚)を持つ橋脚において,断面形状を小判型とくさび型にし,実験を行った結果,くさび型断面の方がアーチが形成されやすいことが判った.流れと橋梁橋脚の相互作用に関しては,我が国においては,橋脚周囲における局所洗掘が重要となっている.これに対して,結氷河川に建設される橋脚の設計においては,水盤が橋脚上部工に及ぼす影響について十分な注意がはらわれねばならない.カナダ,米国,それなロシアの設計示方書においては橋脚に及ぼす氷の影響を考慮している.その中で橋脚の設置位置,設置間隔については上部工や基礎工だけでなく,氷盤のことも配慮すべきことが述べられている.本研究は,流下する氷盤が橋脚によって阻止され,アーチを形成する条件を実験的に調べたものであるが,これはIce Jamを起こさないための橋梁のスパン割り決定に役立つとともに,氷盤移動を制御するための施設の配置を決定するのにも役立つと考えられる.氷盤のアーチ形成に関する実験は長さ10m・幅0.8mの開水路をレベルにして用いた.この水路に模型氷を流すため,600枚の模型氷を016cm/secの速度で自由に送り出すことが可能なフィーダーを設置し,実験を行った.実験結果をまとめると(1)橋脚の径間におけるアーチ形成条件は,模型氷が水路表面を覆う割合(カバー率):Qi,模型氷の代表的な長さ:aと橋脚の径間距離b:との比=a/b,それに表面流速:Vと重力加速度g:,氷厚:hの無次元量=V^2/ghによって決定される.(2)模型氷の厚さに対するフルードの相似則が満足されていることが判った.(3)橋脚の断面形状が同じとき,橋脚が水面に垂直な場合と60゚の傾斜を持っている場合を比べると,60゚の傾斜角を持つ橋脚の方がアーチができやすいことが判った.(4)同じ傾斜角(θ=60゚)を持つ橋脚において,断面形状を小判型とくさび型にし,実験を行った結果,くさび型断面の方がアーチが形成されやすいことが判った.本研究は,流水場に一定間隔で設置した複数の構造物による浮氷群のアーチ形成条件を明らかにすることを目的としている.榎,大島は,構造物として橋脚を対象とし,橋脚の標準断面である小判型橋脚の間隔と流速,それに氷盤の厚さを変化させて実験を行った.この時,橋脚Noseは鉛直とし,氷盤の密接度を変化させた.実験に使用した模型氷は,ポリプロピレンの板状で,一辺5cmの正方形で厚さ5mmである.この模型氷をフィーダーと呼ばれる氷供給装置に約800枚敷きつめて,水路に放出した.氷の密接度は4種類用意し,表面流速は3.720.0cm/secの間で6種類変化させた.橋脚の径間距離は,10,14,18,28cmの4種類とした.これらを種々組み合わせて数多くの実験を行ない,アーチができるか,できないかを判定した.この判定を行う識別関数:Aはで与えられる.ここでQi:氷の密接度,a:氷の大きさ,b:橋脚の径間距離,B:水路幅,V:表面流速,h:氷厚,h′:水深,g:重力加速度,ρw,ρi:水と氷の密度,μ:摩擦係数である.これを無次元化し,今回の実験条件より定数になる項を考慮すると,(1)式は,で与えられ,この(2)式を用いて,実験結果を検討してみた.

1.アーチ形成条件は,模型氷が水路表面を覆う密接度:Qi,模型氷の代表的な長さaと橋脚の径間距離bとの比:a/b,それに表面流速Vと重力加速度g,氷厚hの無次元量:V^2/ghによって決定されることが明らかになった.2.模型氷の厚さが0.5cmの場合と1cmの場合に対して,V^2/ghがほぼ同じ値にとったところ,アーチ形成限界がほとんど同じ結果を得た.これより氷厚に対するフル-ド則が満足されていることが判った.本研究は,流水場に一定間隔で設置した構造物による浮氷盤群のアーチ形成条件を明らかにすることを目的としている.平成9年度において,榎・大島は,構造物として橋脚を対象とし,橋脚の標準断面である小判型橋脚の間隔と流速,それに氷盤が水面を覆う割合を変化させて実験を行った.このとき,橋脚Noseは垂直(θ=90゚)であり,興味ある結果を得た.今年度は,模型橋脚に作用する水平方向氷力に注目し,この氷力を極力抑制し,橋脚に作用する氷力の減少を目的に,橋脚の構造を水面に対して,垂直(θ=90゚)なものに対して,傾斜を持った橋脚を対象に実験を行った.ただし,この傾斜の角度を種々考慮の結果,θ=60゚とし,氷力はθ=90゚に比べて75%程度に抑えることが可能になった.さらに,橋脚の断面形状を従来の小判型と共にくさび型の断面形状の橋脚も用意した.この断面形状により,流下してくる氷盤が橋脚と衝突する際,小判型よりも破壊される割合が高く,従って,橋脚に対する氷力の減少を見込めることになる.30数例の実験結果から,以下のことが判った.(1)橋脚の断面形状を同じにし,橋脚を水面に対して垂直の場合と60゚に傾斜させて実験を行ったところ,60゚の傾斜角を橋脚の方がアーチが形成されやすいことが判った.これは橋脚前面水位上昇が60゚の方が垂直の場合より大きいことが原因と思われる.(2)同じ傾斜角(θ=60゚)を持つ橋脚において,断面形状を小判型とくさび型にし,実験を行った結果,くさび型断面の方がアーチが形成されやすいことが判った.これは模型氷が正方形であるため,接触面が良く合致し,安定したアーチが形成されることになったためと思われる.
三次元細胞性ネットワークを形成する骨細胞の機械的刺激応答の分子機構

細胞性ネットワークを形成する骨細胞は、骨組織におけるメカノセンサーと推測されているがその実態はいまだ不明な点が多い。そしてメカニカルストレス応答に主に関与しているのがどの細胞であるのかも明らかにされていない。我々は以前に骨芽細胞から骨細胞への分化過程でアクチン細胞骨格が劇的に変化すること、アクチン結合タンパク質の分布も変化することを見出し、細胞の形状がその機能に関与していることを報告した。また昨年度は骨芽細胞と骨細胞の弾性率と接着について解析し、弾性率が細胞接着の影響を受け、かつこれらは細胞の分化段階に関連して変化することを明らかにし、報告した。さらに研究を進めるために微小管に注目し、微小管重合阻害剤ノコダゾールを骨芽細胞ならびに骨細胞に作用させ、微小管の重合を阻害した結果、骨芽細胞、骨細胞の弾性率が変化するのかを原子間力顕微鏡を用いて測定し検討を行っている。同時に、微小管重合阻害が細胞接着に及ぼす影響の有無について、焦点接着斑を形成するタンパク質の1つであるビンキュリンの免疫染色により解析を行っている。メカノセンサーとして働くと推察される骨細胞の機能発現メカニズムを分子レベルで解明することを目的として、本年度はニワトリ頭蓋冠からの骨細胞の単離と骨細胞特異的抗体であるOB7.3を用いた骨細胞の免疫組織学的同定、さらにコラーゲンゲルを用いて、単離した骨細胞の3次元培養を確立すること、actin,vinculin等の細胞骨格関連タンパク質、integrin等の接着関連タンパク質およびconnexin 43を指標とした細胞間のgap junctionの局在等についての検討が行われた。その結果、80m以下の厚みのコラーゲンゲル中でネットワークを形成する骨細胞の培養が可能となった。さらに、GFP融合actinを強制発現させ、生きた骨細胞の細胞骨格を蛍光顕微鏡下で観察可能とした。また、骨芽細胞と骨細胞の機械的特性について、両者の弾性の違いに着目し、細胞接着と弾性の関連について検討した結果、骨細胞では弾性の低下と接着領域の減少がみられ、弾性率が細胞接着の影響を受け、かつこれらは分化段階に関連して変化することを明らかにし、Bone誌に報告した。以上、来年度に実施を計画している、3次元培養下の骨細胞にメカニカルストレスを負荷し細胞骨格関連タンパク質および接着関連タンパク質やgap junction関連タンパク質の動態変化の検討のための準備として十分な成果が得られた。本研究は骨細胞性ネットワークを再現した3次元培養を用いることを特徴としており、骨細胞に着目するという新しい観点からの歯の移動制御法の開発に貢献することができるものと考えられる。さらに、骨細胞の細胞生物学的基盤的データを供することが可能であり骨代謝の全貌の生理学的、病理学的解明に寄与することができる。
ネパ-ル・ヒマラヤにおける環境利用の民族学的研究ー中央アンデスとの比較ー

本調査の目的は、研究代表者らが中央アンデスにおいて行ってきた環境利用の研究成果にもとずき、ネパ-ル・ヒマラやにおいても環境利用の実態調査を行い、これら両地域の調査結果を比較研究のうえ、山岳地域での環境利用の特性を民族学的に明らかにすることである。ネパ-ル・ヒマラヤと中央アンデスは、ともに亜熱帯低地から氷雪地帯に至る大きな高度差を有する長大な山脈であり、平坦地が少なく、傾斜地が多いなど環境面で共通した特徴を持つ。したがって、従来の研究でも、両地域における環境面での共通性が強調され、また環境利用の方法においてもその類似性のみが指摘されてきた。しかし、本研究の代表者および分担者たちは中央アンデスにおける調査結果およびネパ-ル・ヒマラヤの文献資料の分析から、両地域における環境利用の方法にはきわめて大きな違いがありそうなことに気付き、この違いに注目して本調査は企画された。すなわち、中央アンデスでは世帯あるいは集落レベルで4000メ-トル近い高度差を利用して自給自足体制を維持しているところが少なくないが、ネパ-ル・ヒマラヤではこのような環境利用の方法は見られないか、見られたとしてもきわめて少さいのではないか、と本研究班では考えていたのである。したがって、調査の実施にあたってはとくに次の2点に焦点をあてた。(1)ネパ-ル・ヒマラヤでは、中央アンデスのように同一民族が大きな高度差を利用する環境利用の方法は見られないか。(2)もし、見られないとすれば、なぜ類似した環境をもつ両地域で、異なった環境利用の方法が行われているのか。調査は、ネパ-ル・ヒマラヤ東部山岳地域のカンチェンジュンガ山麓および中部山岳地域のランタン谷、さらにカトマンズ周辺の丘陵地帯で行った。当初、調査を予定していたネパ-ル・ヒマラヤ極西部地域は、時間的・予算的制約などのために断念したが、このかわりにランタン谷で調査を行った。このように比較的短期の調査期間にもかわらず、広域で調査を行ったのはネパ-ル・ヒマラヤ地域全体での人間と環境のあいだの関係を統一的に理解しようと意図していたからである。本調査によって得られた成果の主要な点は、以下のとおりである。(1)ネパ-ル・ヒマラヤでは、中央アンデスのように同一民族が大きな高度差を利用する環境方法はほとんど見られなかった。(2)その最大の理由は、きわめて同質的な社会である中央アンデスに対して、ネパ-ル・ヒマラヤは数多くの民族が住み、限られた地域だけでみても、いくつもの異なった民族によって構成される複雑な社会を形成しているからであると考えられる。そして、このような違いが環境利用の方法にも反映されている、と判断される。(3)このようなヒマラヤ地域で、例外的にシェルパ族のみが比較的大きな高度差を利用した環境利用の方法をとっていることが判明した。以上の結果から、類似した環境であっても、そこに住む民族の構成や社会のあり方によって、環境利用の方法は大きく異なるとの見通しを得た。さらに、この結果はネパ-ル・ヒマラヤと中央アンデスのそれぞれの地域における環境利用の特性についても、見通しを与えるものとなる。とくに、ネパ-ル・ヒマラヤにおける環境利用の特異性が明らかにできれば、同地域で最近深刻な問題となっている環境破壊の社会的・文化的背景についても明確にできる。その結果、環境保全にたいする基礎的な資料を提供することができるため、本調査は現地関係研究者の関心を集め、その成果の刊行が待たれている。ネパ-ルは近年同国の発展に貢献できる調査に優先的に調査許可を与えているため、その意味でも成果の刊行はできるだけ速やかに行いたいと考えている。

このように比較的短期の調査期間にもかわらず、広域で調査を行ったのはネパ-ル・ヒマラヤ地域全体での人間と環境のあいだの関係を統一的に理解しようと意図していたからである。本調査によって得られた成果の主要な点は、以下のとおりである。(1)ネパ-ル・ヒマラヤでは、中央アンデスのように同一民族が大きな高度差を利用する環境方法はほとんど見られなかった。(2)その最大の理由は、きわめて同質的な社会である中央アンデスに対して、ネパ-ル・ヒマラヤは数多くの民族が住み、限られた地域だけでみても、いくつもの異なった民族によって構成される複雑な社会を形成しているからであると考えられる。そして、このような違いが環境利用の方法にも反映されている、と判断される。(3)このようなヒマラヤ地域で、例外的にシェルパ族のみが比較的大きな高度差を利用した環境利用の方法をとっていることが判明した。以上の結果から、類似した環境であっても、そこに住む民族の構成や社会のあり方によって、環境利用の方法は大きく異なるとの見通しを得た。さらに、この結果はネパ-ル・ヒマラヤと中央アンデスのそれぞれの地域における環境利用の特性についても、見通しを与えるものとなる。とくに、ネパ-ル・ヒマラヤにおける環境利用の特異性が明らかにできれば、同地域で最近深刻な問題となっている環境破壊の社会的・文化的背景についても明確にできる。その結果、環境保全にたいする基礎的な資料を提供することができるため、本調査は現地関係研究者の関心を集め、その成果の刊行が待たれている。ネパ-ルは近年同国の発展に貢献できる調査に優先的に調査許可を与えているため、その意味でも成果の刊行はできるだけ速やかに行いたいと考えている。
フルカントゥア・ジルコニア歯冠補綴装置の低温劣化の防止・抑制法の探索

用意したジルコニア試料のうち、半数を100時間オートクレーブにて低温劣化処理を加え、それぞれ、ステンレススチール製の超音波スケーラーチップおよびPEEK製の超音波スケーラーチップを用いて、ジルコニア表面へ与える影響を評価した。評価方法は光干渉計による表面粗さの評価、SEMにおよびEBSDによるジルコニア結晶の観察、XRDによる結晶構造の解析を行った。低温劣化処理のみで表面粗さは有意に増加し、XRD解析により単斜晶が増加したことを認めた。SEMおよびEBSDによる低温劣化の進展深さを試料の切断面から観察したところ、表層16μmまで低温劣化が進展していることがわかった。次に超音波スケーラーチップの違いによる表面粗さへの影響を調査したところ、低温劣化処理を行った群ではPEEK製のチップおよびステンレス製チップを用いたことで有意に表面粗さの増加を認めた。特にステンレススチール製のチップの方がより大きな表面粗さの増加を認めた。低温劣化処理を行わなかった群ではステンレススチール製のチップを用いたことで有意な増加を認めたが、PEEK製チップでは認めなかった。いずれの群においても超音波処理後にXRD解析を行った結果、スケーラーチップのみではジルコニアの単斜晶の増加は引き起こさないことがわかった。細菌が付着する表面粗さがRa=0.2と報告されており、今回の試験結果は統計学的には有意な増加・変化を認めたものの臨床的には許容される変化であることがわかった。近年、フルカントゥア・ジルコニア歯冠補綴装置の臨床応用が急速に進んできている。しかしながら、ジルコニアの低温劣化がフルカントゥア・ジルコニア補綴装置に及ぼす影響は未だ不明な点が多い。一般的にジルコニアの低温劣化は水瓶や機械的応力が存在する環境下で進展する。したがって、唾液や咬合力に直接暴露されるフルカントゥア・ジルコニア歯冠補綴装置では時間とともに低温劣化が進展し、強度が損なわれることが懸念される。本研究では、ジルコニアの長期安定性に関わる低温劣化の進展に関与する因子を歯科材料学の観点から分析し、その具体的な防止策を追求することを目的としている。予備試験として直径10 mmの半焼結ジルコニアディスクから板状の試料を切断、試料サイズを揃え、ファーネスで焼結を行った。焼結後の収縮した試料サイズを調査し、期待したサイズになっていることを確認した。また専用の着色材を用いて半焼結体板状ジルコニア試料を染色し、同様にファーネスで焼結を行い試料サイズを確認した。試料を1個ずつプラスチック枠にレジン包埋し、鏡面研磨の後に100時間のオートクレーブ処理を行い、実体顕微鏡レベルでの観察において、表層から低温劣化が生じていることを確認した。現在のところ結晶学レベルでの解析までは行っていないが、用意した2群において低温劣化を防止できている結果は得られていない。今後は表層を1層覆ったグレージングを行った群や、咬合調整を想定し、表層の表面粗さを増加、応力誘起相変態機構による単斜晶を増加させた群の比較を行い、どの処理が最も低温劣化を抑制しているか比較する。本年度計画していたX線回折(XRD)装置や電子顕微鏡(SEM)による板状試料の単斜晶割合の測定までは、ジルコニア試料調整に時間がかかってしまい行えていない。コントロールと比較して低温劣化に関して明らかな差を認めていないがオートクレーブ処理によって低温劣化が生じることまでは確認ができた。学会での調査から、昨今では新しいタイプのジルコニア(高透光性ジルコニア)が市販され、結晶学的に異なることが予想され、今後の研究の参考になる知見を得られた。現在予定している実験群に加え、高透光性ジルコニアを用いることも検討している。本年度に予定した実験群の予備試験まで到達しているが、試料作製に時間がかかってしまい、評価までの行えていないことや、予定した試験群について全て行えていないため計画よりも遅れている。本年度はジルコニア試料の焼結前後の収縮率および密度について評価した。いわゆる新世代の高透光性ジルコニアと従来型の臼歯部フルカントゥア・ジルコニアクラウン用のジルコニアを比較してみると、板状試料の長径で従来型ジルコニア試料では20.0%の収縮率であったのに対し、高透光性ジルコニアでは19.1%の収縮率であった(P<0.01)。密度はそれぞれ6.051および6.037とわずかに従来型の方が密度が大きかった(P<0.01)。カラーリングリキッドに浸漬した別製品の試料について板状試料の長径で18.6%の収縮率、非着色試料で18.8%の収縮率であった(P<0.01)。カラーリングにより結晶学的な違いが表れるのかどうか、多角的に評価し、低温劣化への影響を調査する。

また、それぞれの処理の強度への影響についても併せて評価を行う。本年度に計画していたジルコニア試料の疲労試験について、試料作製に時間がかかり、計画通りに行えていない。現在半焼結ブロックを板状に切断し、焼結前の段階まで試料準備が完了している。用意したジルコニア試料のうち、半数を100時間オートクレーブにて低温劣化処理を加え、それぞれ、ステンレススチール製の超音波スケーラーチップおよびPEEK製の超音波スケーラーチップを用いて、ジルコニア表面へ与える影響を評価した。評価方法は光干渉計による表面粗さの評価、SEMにおよびEBSDによるジルコニア結晶の観察、XRDによる結晶構造の解析を行った。低温劣化処理のみで表面粗さは有意に増加し、XRD解析により単斜晶が増加したことを認めた。SEMおよびEBSDによる低温劣化の進展深さを試料の切断面から観察したところ、表層16μmまで低温劣化が進展していることがわかった。次に超音波スケーラーチップの違いによる表面粗さへの影響を調査したところ、低温劣化処理を行った群ではPEEK製のチップおよびステンレス製チップを用いたことで有意に表面粗さの増加を認めた。特にステンレススチール製のチップの方がより大きな表面粗さの増加を認めた。低温劣化処理を行わなかった群ではステンレススチール製のチップを用いたことで有意な増加を認めたが、PEEK製チップでは認めなかった。いずれの群においても超音波処理後にXRD解析を行った結果、スケーラーチップのみではジルコニアの単斜晶の増加は引き起こさないことがわかった。細菌が付着する表面粗さがRa=0.2と報告されており、今回の試験結果は統計学的には有意な増加・変化を認めたものの臨床的には許容される変化であることがわかった。本年度の研究結果を踏まえ、ジルコニアの低温劣化を抑制する方法を引き続き検証する。予定していたジルコニア試料の低温劣化の抑制が期待通りいかない場合は高透光性ジルコニアを用いた低温劣化への影響を探索し、本年度の後半には棒状試料を用いた繰り返し荷重試験機を行う予定である。新世代ジルコニアについて歯科の世界においては未だ結晶学的な評価をした報告は少なく、カラーリングによる結晶学的な評価は有意義と考える。平成30年度はXRDなどの結晶学的な評価をすることで、低温劣化の機序や抵抗性について知見を得る予定である。また、疲労試験により、低温劣化が物性に影響を与えるのかどうか調査を行う。ジルコニア試料作製、あるいは材料の評価が予定数終了しておらず、ジルコニアディスクの購入数が少ないため。本年度は研究の進捗から計画していた学会への参加を予定通りに行えなかったこと、予定していたジルコニアブロックの発注数が満たなかったことなどが挙げられ、次年度に遅れている分を発注し、研究を進める。次年度に繰り越した差額でジルコニアディスクを購入し、未達成の試料作製に充てる。
長期追跡による先語症の回復に関する研究

失語症は発注後12年でのみ著しい回復がみられるが,その後は,回復が乏しいというのが定説である.しかし,発症後2年以上の追跡を行った研究は少ない.この定説に反して,失語症の回復が著しい例があっても,従来はCTスキャンによって脳損傷の部位や広がりを知ることができなかったので,たまたま損傷部位が言語領を少ししか損傷していないとか,損傷自体が小さいために回復が良かったのではないかという判断を受けた.我々は(1)発症後3年以上経過しており, (2)CTスキャンで損傷部位が固定されている症例で, (3)発症後13カ月で失語症検査のしてある症例を対象として,失語症が発症後310年経過するとどの程度回復するかを検討したI.発症後の10年以上経過しており,発症時に全失語であった40名の追跡調査を行なった.このうち21名が死亡, 6名が再発していた.残りの13名のうち9名を検査できた.このうち3名は著しく回復しており,そのうちの1例は全失語から純粋語唖に近い症状に回復していた.残り2例は全般的に回復がみられた.回復要因としては1)発症年令が60才以前であること, 2)患者の学習努力,3)左中大脳動脈潅流領域の広〓な損傷であっても損傷が深いなどの要因が示唆された.II.発症後3年以上経過しており,発症当時ブローカ失語6例,ウエルニッケ失語3例,純粋語唖2例,純粋失語1例を追跡調査した.これらの症例のうち50才以前に発症したブローカ失語の2例で回復は著しく,日常会話ではほとんど言語障害に気付かれない程度に回復していた.これらの症例は損傷が小さいわけではなかった.本研究の結果から失語症は発症後3年以降でも,(1)年令が50才以下で発症した場合(2)左中大脳動脈潅流領域の梗塞で損傷が深い場合(3)言語訓練を根気よく続けたなどの要因があればかなり回復する例があることが示された.失語症は発注後12年でのみ著しい回復がみられるが,その後は,回復が乏しいというのが定説である.しかし,発症後2年以上の追跡を行った研究は少ない.この定説に反して,失語症の回復が著しい例があっても,従来はCTスキャンによって脳損傷の部位や広がりを知ることができなかったので,たまたま損傷部位が言語領を少ししか損傷していないとか,損傷自体が小さいために回復が良かったのではないかという判断を受けた.我々は(1)発症後3年以上経過しており, (2)CTスキャンで損傷部位が固定されている症例で, (3)発症後13カ月で失語症検査のしてある症例を対象として,失語症が発症後310年経過するとどの程度回復するかを検討したI.発症後の10年以上経過しており,発症時に全失語であった40名の追跡調査を行なった.このうち21名が死亡, 6名が再発していた.残りの13名のうち9名を検査できた.このうち3名は著しく回復しており,そのうちの1例は全失語から純粋語唖に近い症状に回復していた.残り2例は全般的に回復がみられた.回復要因としては1)発症年令が60才以前であること, 2)患者の学習努力,3)左中大脳動脈潅流領域の広〓な損傷であっても損傷が深いなどの要因が示唆された.II.発症後3年以上経過しており,発症当時ブローカ失語6例,ウエルニッケ失語3例,純粋語唖2例,純粋失語1例を追跡調査した.これらの症例のうち50才以前に発症したブローカ失語の2例で回復は著しく,日常会話ではほとんど言語障害に気付かれない程度に回復していた.これらの症例は損傷が小さいわけではなかった.本研究の結果から失語症は発症後3年以降でも,(1)年令が50才以下で発症した場合(2)左中大脳動脈潅流領域の梗塞で損傷が深い場合(3)言語訓練を根気よく続けたなどの要因があればかなり回復する例があることが示された.失語症は発症後12年でのみ著しい回復がみられるが、その後は回復が乏しいというのが定説である。しかし、発症後5年以上の追跡を行った研究はほとんどない。また、回復が著しい例があっても、従来はCTスキャンによって脳損傷の部位や広がりを知ることができなかったので、たまたま損傷部位が言語領を少ししか損傷していないとか、損傷が小さいために回復が良かったのではないかという判断を受けた。我々は(1)発症後5年以上経過しており、(2)CTスキャンを発症時にとってある症例で、(3)しかも発症後13ヵ月で失語症検査のしてある症例を対象として、失語症が発症後510年経過するとどの程度回復するかを検討した。【I】発症後10年以上経過しており、発症時全失語であった30名の追跡調査を行なったところ、16名が死亡、5名が再発していた。残りの9名のうち7名を検査できた。このうち3名は著しく回復しており、一例は全失語から純粋語唖となっていた。残り2例は全般的に著しい回復がみられた。回復要因としては発症年令が60才以前であることと、患者の学習努力が考えられた。

大脳損傷部位については左中大脳動脈灌流領域の広汎な損傷であっても損傷が深くない場合は回復が良い可能性が示唆された。【II】発症後5年以上経過しており、発症当時ブローカ失語やウェルニッケ失語であった症例各3例を追跡調査した。これらの症例のうち2例は50才以前に発症した患者で回復は著しく、日常会話ではほとんど言語障害に気付かれない程度に回復していた。これらの症例は損傷が小さいわけではなかった。今後、症例を加え、退院後にどのような言語学習を行ったか、回復の程度とCTスキャン上の損傷部位・大きさとの関連について結論に達したい。
大腸Serrated neoplasia pathwayにおける網羅的遺伝子解析

上記内容をDigestive Disease Week 2018で発表した。また第97回日本消化器内視鏡学会総会(2019年5月)で発表予定である。SSA/P併存早期大腸癌と診断された8病変を対象とし、NGS解析を施行し、研究は概ね順調に進行していると考えられる。今後はこれらの病変に対し、免疫染色やMSI解析を行い、NGS解析結果との相関を調べていく予定である。SSA/P併存早期大腸癌に対し免疫染色やMSI解析を行って、NGS解析結果との相関を調べていく予定である。そのための物品や試薬の購入を行う。さらに得られた結果を国内外の学会で発表し、論文にまとめる予定であり、学会登録費、学会旅費。英文校正費などに割り当てる。
多値技術に基づく高速データ転送とそのマルチメディアVLSIプロセッサへの応用

本研究課題では、米国等で先行している高速データ転送技術を、この分野で著名な国際会議への参加や著名な研究者を交えた国際研究討論会を自ら開催することで習得すると共に、この技術を活用したより高性能な高速データ転送技術の開発を目的としている。この観点から本年度の研究成果の概要を以下に列挙する:(1)国際会議「VLSI回路シンポジウム」への参加(平成14年6月):VLSI Circuit Symposiumは回路技術に関する国際会議であり、最先端回路技術に関する最も権威のある国際会議の1つである。本研究代表者らはこの国際会議に出席し、最新の高速データ転送技術動向を調査した。昨年までRambus社等の米国企業が主流だった高速データ転送技術は、平成14年度になりアジア地区や国内大手企業も積極的に研究がなされていることが伺えた。また、高速データ転送技術と演算機能を一体化したCommunnication Processorと呼ばれるマルチメディア応用プロセッサの発表も盛んに行われた。本研究者らのグループでも、高速データ転送を実現するため、演算機能と記憶機能を一体化する新しい回路技術をこの国際会議で発表し、研究者の興味を引いた。(2)国際会議「ニューパラダイムVLSIコンピューティング」の開催(平成14年12月):高速データ転送および高速演算機能も交えたVLSIコンピューティング全般をカバーする国際会議として、本研究者らのグループが中心となり、第1回ニューパラダイムコンピューティング国際会議を東北大学(仙台)で開催した。国外から招聘された研究者は約10数名、国内から約100名程度の研究者が集い、3日間に渡り研究発表を行った。国内外の研究者間で活発な討論が展開され、とても有意義な国際会議であった。(3)国際会議ISSCC'03への参加(平成15年2月):国際固体回路会議(ISSCC)も最先端回路技術に関する最も権威ある国際会議の1つである。この会議において、本研究者らのグループは、高速データ転送に関連する不揮発性ロジック回路と呼ぶ新しい回路技術を発表した。
L.acidophilusグループ乳酸菌によるサイトカイン産生遺伝子の発現と制御

「目的」我々はこれまでの研究で,乳業用乳酸菌であるL.acidophilusグループ乳酸菌がマクロファージ(Mphi)を刺激し,インターフェロン(IFN)誘起することを明らかにした.IFNを含むサイトカインは免疫賦活作用および生体防御に深く係わる因子である.従って,乳酸菌によるサイトカイン産生を究明することは,生体調節および防御因子を含む機能性食品として,乳酸菌依存性の乳製品を開発する上で重要である.「目的」我々はこれまでの研究で,乳業用乳酸菌であるL.acidophilusグループ乳酸菌がマクロファージ(Mphi)を刺激し,インターフェロン(IFN)誘起することを明らかにした.IFNを含むサイトカインは免疫賦活作用および生体防御に深く係わる因子である.従って,乳酸菌によるサイトカイン産生を究明することは,生体調節および防御因子を含む機能性食品として,乳酸菌依存性の乳製品を開発する上で重要である.
異種情報の時空間コーディングと統合的処理に関する非線形システム論的研究

本研究は,情報コーディング機構と非線形ダイナミクスを数理モデルの形で記述することで,脳の情報統合処理の非線形システム的理解を可能にすることを目的とした.その結果,視聴覚情報の統合は,同一源か否かを示す2値パラメータを含むベイズ推定を使って説明できることを示した.また,神経スパイク列データの解析手法を提案するとともに,脳内の複数部位・領野間での方向性の結合を示す手法を開発した.そして,脳内の情報処理に不安定性が有効に活用されている可能性を指摘した.本研究は,情報コーディング機構と非線形ダイナミクスを数理モデルの形で記述することで,脳の情報統合処理の非線形システム的理解を可能にすることを目的とした.その結果,視聴覚情報の統合は,同一源か否かを示す2値パラメータを含むベイズ推定を使って説明できることを示した.また,神経スパイク列データの解析手法を提案するとともに,脳内の複数部位・領野間での方向性の結合を示す手法を開発した.そして,脳内の情報処理に不安定性が有効に活用されている可能性を指摘した.脳内の情報コーディング様式は、従来の発火率のみによるコーディングパラダイムの限界が指摘され、時空間スパイクコーディングの重要性や、脱分極性GABA作用、STDP(Spike Timing Dependent Plasticity)特性などの新しい実験的知見に基づく情報コーディング様式の可能性が指摘されている。本研究では、電気生理学的知見と機能的知見を基に非線形システム論的アプローチによる理論的研究を進め、異種情報の表現に用いられる様々なコーディング様式、さらには異種情報の統合処理を統一的に説明できる数理モデルを構築することを目的とする。本年度は、特に重要性が高いと思われる脱分極性GABA作用、STDP特性、ニューロンやニューラルネットワークの分岐構造などについて詳しい研究を行なった。まず、脱分極GABA作用に関しては、GABA反転電位の値の違いが単一神経細胞の発火率応答に及ぼす影響を解析するとともに、その情報コーディングや情報処理における役割に関して検討し、神経細胞が興奮性(神経伝達物質グルタミン酸性)の入力とGABA性の入力という2種類の周期的入力を受ける場合に、位相差が集団平均発火率のなめらかな両方向性の変化に変換されることを明らかにした。次に、STDPの学習ダイナミクスを情報理論の観点からモデル化し、情報伝達量の最適化から導出された学習則に対するスパイク時刻依存性の可塑特性が、実験結果を定性的に説明し得ることなどを明らかにした。さらに、情報コーディングに関する数理モデル解析と生理実験解析の融合を目的として、生理実験データの予備的解析を、生理学者と共同で開始した。本研究は、機能的脳研究と生理学的・分子生物学的・解剖学的脳研究の間の橋渡しとなる神経情報コーディング理論を提供するために、「脳の高次機能システム」の情報論的数理モデルの構築を目指すものである。「脳の高次機能学」の研究対象である脳内の様々な情報統合プロセスを、情報コーディング機構に着目しながら非線形ダイナミクスの観点に立って数理モデルの形で記述することで、脳の情報統合処理の非線形システム的理解を可能にすることを目的とする。本年度は、前年度に引き続いて、まず、脳内情報コーディングに関する「デュアルコーディング仮説」を拡張・一般化してその情報理論的解析や動力学的解析を行なうとともに、構成要素としてのニューロンやシナプスの数理モデル化研究として、ニューロンのクラスI、クラスII特性、樹状突起の非線形特性、STDP特性、脱分極性GABAの効果などの解析を行なった。次に、ニューラルネットワークの非線形ダイナミクスの数理モデル研究として、新しい同期メカニズム「Transient Resetting」の提案、写像ニューロン結合系におけるバーストの同期と伝播などの解析を行なうとともに、ニューロン機能を支えるミクロな機構に関連して、遺伝子・タンパク質ネットワークの非線形ダイナミクスに関する様々な数理モデル研究を行なった。最後に、異種情報の統合プロセスの数理モデル化に向けて、視聴覚情報統合の計算論的モデル化研究を行なった。本研究は,脳の機能的研究と脳の生理学的・分子生物学的・解剖学的研究の問の橋渡しとなり得るような,「脳の高次機能システム」の数理情報論的モデルの構築を目指すものである.特に「脳の高次機能学」の研究対象の中でも脳内の様々な情報統合プロセスに着目して,その情報コーディング機構と非線形ダイナミクスを数理モデルの形で記述することで,脳の情報統合処理の非線形システム的理解を可能にすることを目的とする.具体的研究内容は,本テーマにおける「統合脳」的アプローチを重視して,(i)ニューラルコーディング理論,(ii)脳の構成要素としてのニューロンやシナプスの数理モデル化,(iii)ニューラルネットワークの非線形ダイナミクス,(iv)遺伝子・タンパク質ネットワークの非線形ダイナミクス,(v)生理実験データ解析と非線形データ解析手法開発,(vi)異種情報統合処理に関する計算論的解析の多方面から研究を進めてきている.今年度の研究においては,視覚的特徴結合問題のベイズモデル化などを重点的に行った.例えばある色とある形を結合するというのは,それらが同一物体の属性であると判断することであると思われる.そこで同一源性を取り入れたモデルにより特徴結合問題が自然にモデル化できることが期待される.具体例として,結合錯誤に関する実験結果の再現などを行った.

結合錯誤とは,たとえば異なる色のついた複数の図形を短い時間提示すると,色と形の結合が間違って行われる現象である.また,注意の効果をモデルに取り入れることも試みた.特徴結合においては,注意が重要な役割を果たしていると考えられている.本研究ではシンプルな形のベイズモデルに注意を取り入れるため,事前確率への影響およびSN比(解像度に対応する)への影響について検討するとともに、その実験的検証タスクを考察した.本研究は,脳の機能的な研究と脳の生理学的・分子生物学的・解剖学的研究の間の橋渡しとなり得るような,「脳の高次機能システム」の数理情報論的モデルの構築を目指すものであった.特に「脳の高次機能学」の研究対象の中でも脳内の様々な情報統合プロセスに着目して,その情報コーディング機構と非線形ダイナミクスを数理モデルの形で記述することで,脳の情報統合処理の非線形システム的理解を可能にすることを目的とした.具体的研究内容は,本テーマにおける「統合脳」的アプローチを重視して,(i)ニューラルコーディング理論,(ii)脳の構成要素としてのニューロンやシナプスの数理モデル化,(iii)ニューラルネットワークの非線形ダイナミクス,(iv)遺伝子・タンパク質ネットワークの非線形ダイナミクス,(v)生理実験データ解析と非線形データ解析手法開発,(vi)異種情報統合処理に関する計算論的解析の多方面から研究を進めた.今年度の研究においては,皮質の6層構造のニューラルコーディング理論や非線形ダイナミクス,アセチルコリンなどの神経伝達物質を考慮しながら,具体的な数理モデルへと拡張した.また,アセチルコリンがトップダウン情報の不確実性を表現しているとすると,アセチルコリンが学習を促進する効果を持ち得ることがモデル解析でわかった.加えて,生理実験データの非線形解析を遂行・発展させた.具体的には,前年度までに我々が提案した点過程の距離を利用して,前頭前野から観測されたスパイク列が決定論的カオスの典型的な性質である誤差の指数関数的な拡大(初期値鋭敏性)を示すことがわかった.この結果を参考にして,初期値鋭敏性を持ち得るサドル点構造を利用して情報表現を切り換える数理モデルを構築した.この数理モデルは,関連する神経科学実験結果を説明するとともに,脳内に表現されている情報に対しても重要な示唆を与えるものである.
『弘前藩庁日記』演劇上演記録の研究―享保期座敷芝居の解明―

本研究は、未解明のままとなっている宝永・正徳期〈17051716〉から享保期〈17171736〉の座敷芝居について調査し、前半は記事の確認と分析研究を実施し、後半については『弘前藩庁日記』を通読して歌舞伎・人形浄瑠璃の記事を検出し、原文を学界に紹介した後、演目、内容、上演役者、演技・演出などについての研究を行う。演目と役者名については、『弘前藩庁日記』の記録によって、研究実績が確実に予測される。ただ芝居の内容と演技・演出については、ほとんど記されていないと思われ、これについては「役者評判記」や浮世絵といった資料を援用することで、その実態を探ることになる。
2種類のかげの区別に着目した天文分野での空間認識を高める授業の開発

本研究の目的は、小・中・高を通じて天文分野の空間認識を高めるため、小学校では「月の満ち欠け」、中学校では「金星の満ち欠け」、「食現象」、高校では「惑星の視運動」等に関する系統的な学習プログラムを開発・実践することである。研究方法では、小、中学生、高校生に対する質問紙調査、面接調査を行った。児童・生徒が持つ、「月の満ち欠け」、「金星の満ち欠け」、「惑星の視運動」に対する理解の特質を、これらの調査から明らかにした。これまでの授業実践の評価に基づき、空間認識を高める具体的内容として、アメリカやイギリスの理科カリキュラムに見られる「観察活動」、「光とかげ」、「相対運動などのモデル化」を導入した授業を開発、試行した。授業後、その評価を行い、児童・生徒の空間認識の変容について調査した。中・高校生の食現象に関する調査からは、多くの生徒に、「日食」現象を「月食」現象と混同している生徒が多数見られた.また、食現象を立体的に捉えた正答が非常に少ない実態が明らかとなった。空間認識を高める具体的内容である「光とかげ」、「相対運動などのモデル化」などを導入した授業として、小学校では月の満ち欠け現象に関して「2種類のかげ(影、陰)」に着目した授業実践を行った。2種類のかげの内容を中心に、観察活動やモデル化などを密接に関連させた授業展開を行った結果、3割程度だった月の満ち欠けに関する理解度が、授業後には、約85%へと大幅に増加した。加えて、中・高校生への「金星の満ち欠け」・「惑星の視運動」に関する授業実践でも、物体によってできる影と物体そのものにできている陰の2種類のかげの区別や、立体的なモデル化を密接に関連づけることで、多くの生徒に視点移動能力の発達傾向が見られ、空間認識能力の高まりが確認できた。
関節リウマチの病態形成におけるSemaphorin3Gの役割の解明

関節リウマチは原因不明の慢性破壊性関節炎である。近年治療法の進歩により症状の改善が得られる患者が増えているが、依然として寛解(痛みや腫れがない状態)に至らない例も数多い。本研究では網羅的な遺伝子発現解析結果から、新規の治療標的となりうるセマフォリン3Gに着目し、マウス関節炎モデルおよび関節リウマチ患者の関節組織を用いた検討を行う。本研究により関節リウマチ治療の進歩が期待される。
ＯｐｅｎＰＥＴによる「その場」がん治療イメージング手法の研究

未だ死亡原因一位のがんに対し、近年、陽電子断層撮影法(PET)や重粒子線がん治療などに代表されるように、がんの診断法および治療法それぞれについて大幅な技術革新が行われてきたが、診断と治療の組み合わせがもつポテンシャルについてはほとんど研究されてこなかった。本研究では、PETでみながらの放射線治療やPETでみながらの外科手術の実現を目指し、世界初の開放型PET「OpenPET」を開発した。本研究は、世界初の開放型PET「OpenPET」を発明し、従来技術では不可能であった、PETでみながらの放射線治療やPETでみながらの外科手術の実現を目指す。初期アイディアの二重リング方式(2008年発表)は、より治療イメージングに最適化された単一リング型の第二世代OpenPETへ進化した(2011年発表)。そこで本研究では、第二世代OpenPETの実現や発展に不可欠な革新的要素技術を集約的に研究し、中型試作機を開発して実証する。平成25年度の研究実績は以下の通りである。(ア)可変型第二世代OpenPETの要素技術開発(ア-1)画像再構成手法開発:ノイズ抑制効果を持つ事前確率つき画像再構成法を検討した。(ア-2)高性能放射線計測回路開発:0.25umCMOSプロセスにおける耐放射線性の試験を実施した。(ア-3)放射化影響対策:エネルギー分解能に優れるゲルマニウム(Ge)検出器を用いた計測システムを構築した。(イ)腫瘍トラッキングシステムの開発:体内の腫瘍の動きと外部センサー信号を高精度に対応付けるモデルを構築した。(ウ)粒子線治療での「その場」がん性状計測法の研究:OpenPET試作機(第一世代小型試作機)を用いた動物照射実験を行い、体内を循環する核種の化学型について検討し、動態モデルを構築した。(エ)中型試作機開発・実証試験:DOI検出器の製作を行った(追加する16個分)。平成26年度の研究実績は以下の通りである。(ア)可変型第二世代OpenPETの要素技術開発(ア-1)画像再構成手法開発:第二世代OpenPETに適した検出器校正法や吸収補正法、散乱補正法を開発した。(ア-2)高性能放射線計測回路開発:耐放射線性対策を施したCMOSのASICの設計・試作および試験を実施した。(ア-3)放射化影響対策:シンチレータ等の放射化を測定し、装置の放射化量を推定した。(イ)腫瘍トラッキングシステムの開発:数値人体ファントムXCATを用いた体動推定精度の検証を行った。(ウ)粒子線治療での「その場」がん性状計測法の研究:画像解析方法の最適化とともに、標的部位などからwashoutなど生理機能を推定する方法について検討した。(エ)中型試作機開発・実証試験:データ収集システムを開発した(既存の16検出器用を32検出器対応に拡張)。本研究は、世界初の開放型PET「OpenPET」を発明し、従来技術では不可能であった、PETでみながらの放射線治療やPETでみながらの外科手術の実現を目指した。そこで本研究では、第二世代OpenPETの実現や発展に不可欠な革新的要素技術を集約的に研究し、中型試作機を開発して実証を行った。最大の特徴は、検出器ユニットを独立して軸方向にスライドするようにして、通常のPETとOpenPETを自在に切り替えられるようにする点である。リング直径は25cm前後にして、ウサギ等の比較的大きな動物を測定できるようにした。並行して、第二世代OpenPETに特化した画像再構成手法の開発や、粒子線照射場での安定性を高めるために必要な高性能放射線計測回路の開発や放射化影響の対策など、可変型第二世代OpenPETの要素技術開発を行った。また、OpenPETの応用を広げる技術として、腫瘍トラッキングシステムの開発や粒子線治療での「その場」がん性状計測法の研究も行った。具体的な研究実績は以下のとおりである。(ア)可変型第二世代OpenPETの要素技術開発:(ア-1)画像再構成手法開発:中型試作機へ実装。ファントム実験等で性能評価。(ア-2)高性能放射線計測回路開発:耐放射線性能を向上させたCMOSのASICの実装。(ア-3)放射化影響対策:照射中の放射化量の測定。