hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オーロラ・パターン形成の物理とプラズマ素過程の数値シュミレーションによる研究

1.平成4年度から本格的に始まった「オーロラ特異パターン形成の理論的研究」は画期的な成果を上げた。従来、ほとんど見当のつかなかった、オーロラサージ・オメガバンド・リップルなどの特異パターン形成に対応する磁気圏内の電荷分離過程が同定されたのである。それも、電離層面上に投影されたオーロラ動態を粒子シュミレーションで観測事実に矛盾することなく再現してしまうという斬新な方法によってである。さらに、研究代表者達は、この方法を準定常的な巨視的沿磁力線電流分布の問題に適用し、観測から決定された「領域1及び2の汎世界的電流分布」(からまり合った2匹の蛇にたとえられる特異分布)を、初めて数値シュミレーションで再現することに成功した。この結果から、「太陽風ダイナモが、極域の磁気的に開いた領域を通じて、磁気圏内のプラズマ分布をゆがませ、電荷分離を引き起こし、電流を発生させている」という全く新しいコンセプトが自然に導かれた。2.多数の人工衛星のデータに基づいて決定された磁気圏磁場モデル(チガネンコ、ウズマノフによる、1987-1990)から、磁力線閉領域[惑星間空間磁場による影響の比較的小さい領域]における磁気ドリフトベクトルの分布図を作成した。この分布図から、低緯度境界層の電流系はマグネシースから侵入してくるプラズマの圧力勾配がその発生原因である可能性が大きいことが判明した。[地球電磁気・地球惑星圏学会、1995年3月発表予定]この発見は極めて重要で、1960年頃から一般的に受け入れられてきた、太陽風・磁気圏粘性相互作用による低緯度境界層電流系モデルよりも、より確からしい新しいモデルの提唱を意味する。なお、最近の人工衛星観測データを使って、「粘性相互作用モデルではこの電流系の特性が証明できないこと」も、この学会で論証する予定である。1.西方伝播サージのシミュレーションモデルの改良は、時間的制約から5年度へ延期し、今年度は、プロトタイプモデルと観測データとの比較検討を行ない、投稿中の論文の改訂に役立てた。2.オーロラリップルを形成する主要因である、サブオーロラ帯の西向きプラズマジェットの発生機構を定性的に説明することができた。[JGR、1993年]3.(1)磁気圏内に発生するダイナモ(電荷分離過程)と電離圏との相互作用をシミュレートできる2層(電離圏+磁気圏)の2次元粒子コードの開発は予定通り達成された。(2)研究代表者は、次に述べるような沿磁力線電流発生の新しいモデルを提案した。[Proc.NIPR Symp.,1993]『地球磁気圏の磁力線の開いた領域では、太陽風が磁力線を横切ることによって電荷分離が起こり(太陽風ダイナモ)、一次的な磁気圏内対流が発生すると考えられる。この一次対流が、プラズマシートの分布を変形させるため、磁気ドリフト及びボーム拡散が、プラズマシートを分極して、領域1・2の対になった沿磁力線電流分布を形成する。』この理論に従って磁気圏・電離圏結合モデルのシミュレーションで、電離層の電流分布を再現し、それが観測事実とよく一致することを示した。[STE研究連絡会、1992年9月]この理論は、従来の磁気再結合モデル、粘性相互作用モデルとは全く異なり、特に、一次対流によるプラズマシート変形のコンセプトは、新しいパラダイムとして磁気圏プラズマダイナミクスの理解にとって重要と思われる。(3)磁気圏・電離圏結合モデルのシミュレーションによって、沿磁力線電流発生からオーロラオメガバンド構造が自発的に形成されることを示した。[地球電磁気・地球惑星圏学会、1993年3月発表予定]

(1)研究代表者は、次に述べるような沿磁力線電流発生の新しいモデルを提案した。[Proc.NIPR Symp.,1993]『地球磁気圏の磁力線の開いた領域では、太陽風が磁力線を横切ることによって電荷分離が起こり(太陽風ダイナモ)、一次的な磁気圏内対流が発生すると考えられる。この一次対流が、プラズマシートの分布を変形させるため、磁気ドリフト及びボーム拡散が、プラズマシートを分極して、領域1・2の対になった沿磁力線電流分布を形成する。』この理論に従って磁気圏・電離圏結合モデルのシミュレーションで、電離層の電流分布を再現し、それが観測事実とよく一致することを示した。さらに、太陽風起源の極域電位差と、磁気圏内ダイナモの電位的つりあいから、電離層電気伝導度と沿磁力線電流強度の関係式を理論的に導き、対応する観測事実を説明することができた。[地球電磁気・地球惑星圏学会、1993年10月]また、この理論の発展として、熱圏の中性大気によるダイナモ効果を考慮すれば、惑星間空間磁場が北向きの場合の領域1・2の沿磁力線電流発生の機構も説明することができ、従来未解決であった磁気圏プラズマダイナミクスの難問を解決に導きつつある。(2)巨大振幅オーロラリップルの成因として、我々が理論的に予言していたアークシート(プラズマ密度の高い磁気殻)の存在を、人工衛星のデータにおいて同定することができ、リップル生成のシナリオがより明確になった。1.研究代表者は、昨年度、地球磁気圏内の領域1・2の沿磁力線電流発生の新しいモデルを提案した[Proc.NIPR Symp.,1993]。今年度はその発展として他の大規模沿磁力線電流系の発生機構の考察へも研究範囲を拡大した。他の電流系とは、NBZ系(惑星間空間磁場が北向きのとき極冠域に現れる)、低緯度境界層系、カスプ・マントル系、(真夜中)逆領域1系が主なものである。領域1・2の発生にとって、昼間側カスプ域への太陽風粒子侵入は重要な要因であったが、他の電流系は、より密接にこの侵入プラズマ粒子集団に関係することが示唆され、数値モデルによってNBZ系、カスプ・マントル系、逆領域1系が互いに関連をもって、すなわち、侵入プラズマの圧力勾配によって生成されることが示された[地球電磁気・地球惑星圏学会,1994年3月]。2.多数の人工衛星のデータに基づいて決定された磁気圏磁場モデル(チガネンコ、ウズマノフによる、1987-1990)から、磁力線閉領域[惑星間空間磁場による影響の比較的小さい領域]における磁気ドリフトベクトルの分布図を作成した。この分布図から、上記1に掲げた「低緯度境界層の電流系」は、マグネトシースから侵入してくるプラズマの圧力勾配がその発生原因である可能性が大きいことが判明した[地球電磁気・地球惑星圏学会,1995年3月発表予定]。この発見は極めて重要で、1960年頃から一般的に受け入れられてきた太陽風磁気圏粘性相互作用による低緯度境界層電流系モデルよりも、より確からしい新しいモデルの提唱を意味する。なお、最近の人工衛星観測データを使って「粘性相互作用モデルではこの電流系の特性が説明できないこと」も、この学会で論証する予定である。
空間の`良い' 分割とラ プラシアンの固有値

東北大学材料科学高等研究所の櫻井陽平氏と共同で閉リーマン多様体上のラプラシアンの固有関数の値の分布に関する研究を行った。ラプラシアンの固有値や固有関数の情報は偏微分方程式の解の形状を理解するためにも重要であるが、近年では山辺の問題や極小曲面論等の研究で現れる対象として幾何学的にも重要となっている。ラプラシアンの固有関数の値の分布に関しては、零集合の測度に関するYauの予想、エルゴード性定理、Meckesによる標準ガウス測度との比較、Soggeによる準古典解析を用いたLpモーメントの評価などが知られていた。今回の研究では測度集中の手法を用いて固有関数の値の分布の研究に取り組んだ。結果として固有関数の節集合の周りの指数型集中不等式やSogge型Lpモーメント不等式を得ることができた。今までの結果と比べてこの手法は新しく、これらの不等式は量的であることが特徴であり、節集合の周りでの指数型集中不等式に用いた手法は固有関数以外にも適応できる可能性があることがわかった。着実に成果があがっていおり、論文雑誌にも成果が掲載されたためこの区分とした。ラプラシアンの固有値の上からの評価について研究する。Chung-Grigor'yan-Yauの結果によると閉リーマン多様体のラプラシアンの固有値は上から部分集合の情報を用いて評価される。この不等式は最良であると思えず、まだ改良の余地があるように思われる。またDirichlet境界条件を課した場合の固有値やp-Laplacianの固有値についても考察する。オハイオ州立大学のハンナ・アルパート氏との共同研究で巨視的スカラー曲率と極小曲面についての研究を行った。スカラー曲率は考える空間の球体の体積の半径が0に近い場合の振舞いと関係しているが巨視的スカラー曲率では球体の体積の半径が1の場合を取り扱う。この観点からスカラー曲率からは空間の大域的な性質を導くのは難しいが巨視的スカラー曲率では空間の大域的な性質を導けることが期待される。実際にマサチューセッツ工科大学のラリー・グース氏によりスカラー曲率の仮定の下で未解決のシェーン予想が巨視的スカラー曲率の仮定の下で示されている。本研究では単位円と閉曲面の直積に関してスカラー曲率の場合に知られていたクロンハイマー・ムロッカの結果を巨視的スカラー曲率の場合に示した。彼らの結果は考える空間の余次元1の面積に関するものであり、安定な極小曲面の安定性の不等式を用いて証明が行われている。我々はこの証明をヒントに巨視的スカラー曲率の場合について閉曲面を任意次元のコンパクト双曲多様体に置き換えてクロンハイマー・ムロッカの結果を示すことができた。巨視的スカラー曲率の研究はラリー・グースの研究以外にまだ知られていなく、この研究によって今後の巨視的スカラー曲率の研究の可能性について期待ができるようになったことは意義があることのように思える。また当該研究結果はGeometric and Functional Analysisという幾何学の論文雑誌に掲載された。ラプラシアンの固有関数についての分布についての研究を行う。分布を調べる際に固有関数のレベル集合が鍵になるが、そのなかでも零集合に着目する。ラプラシアンの固有関数の零集合の補集合の連結成分は節領域と呼ばれているが、節領域の境界にどのくらい測度が集中しているかという集中不等式を示す。その集中不等式と固有関数の勾配評価を用いて固有関数の零の周りでの集中について調べる。応用としてSoggeにより得られた固有関数の逆ヘルダー不等式を示す。大学の業務等により当該研究と関連する海外の研究会などへの出張に行けなかった時があったため。また当該研究関連書籍等の購入をしていなかった。翌年度は海外の研究会等に出向き
ポストテンションPC梁におけるPC鋼材の腐食による耐力劣化機構

ポストテンション式プレストレストコンクリ-ト(PC)はりを14体製作して、PC鋼材を陽極に、アクリル製プール底面に敷いたチタンメッシュを陰極に設定し、塩水(質量濃度で5%)を満たしたプール中にはり供試体を入れて、通電することによる腐食促進試験を行い、グラウトの充填率、グラウトの塩分量、シース径などがシース、PC鋼材の腐食に及ぼす影響、ひび割れ性状の違いを実験的に明らかにした。また、所定期間通電後、載荷実験を行い、上記要因が耐荷力低下等に及ぼす影響も明らかにした。さらに、腐食によるひび割れ発生メカニズムを解析的に検討を行なった。その結果、以下のことが明らかとなった。1)シースによる腐食ひび割れに関しては、グラウトの充填率の高いものほど卓越して発生し、アンボンド供試体は鋼材の防食には問題があるが腐食ひび割れは発生しない。これは、腐食による膨張圧がシーズ内の空隙によって緩和されることにより、コンクリートに引張力が発生しないからである。2)錆汁発生の有無によって腐食ひび割れ幅に変化が生じる。3)電流一定の場合、シース径が大きければ流れる腐食電流は小さくなり、腐食量は減少するため、腐食ひび割れ幅は小さくなる。4)PC鋼材の劣化には各腐食要因以上に、拡大した腐食ひび割れから供給される酸素及び水分が与える影響が大きい。5)腐食促進試験における積算電流量からひび割れ幅,シースの腐食量が算定可能となった。これにより腐食量という梁の劣化に直接起因する値によって実験供試体と実橋の劣化期間に関する比較検討が可能となった。ポストテンションタイプのPCでは、PC鋼材を腐食から守り、コンクリートと一体化させるために、プレストレス導入後グラウトがシース内に注入される。しかし、グラウト施工が不完全な橋梁では、供用中、水や塩分の浸透により、PC鋼材が錆びて、橋の耐久性が問題となる。本研究は、PC鋼材の腐食程度が残存耐力と安全性に及ぼす影響を、グラウト状態を変化させて実験および解析的に明らかにしようとするものである。本研究では、電気防食の逆の原理を利用して、ポストテンションPC部材中のPC鋼材または鋼製シースを陽極に、外部電極を陰極にして電気を通電させることにより錆を発生させ、腐食を促す促進試験を行った。本研究から以下のことが明らかとなった。1)シース内のグラウトの充填度(完全に充填されたもの、部分的に充填されたもの、グラウトが全く充填されておらず、空気または水で充填されているもの等)を変化させて、腐食試験を行った。その結果、グラウトが完全に充填された場合は、グラウトが充填されていない場合に比べて、シースの腐食によるひび割れが、早く生じることが明らかとなった。しかし、PC鋼棒の腐食程度と速さは、グラウトが完全に充填された場合の方が、グラウトが充填されていない場合に比べて、遅くなることが明らかとなった。2)シースの腐食によりコンクリートにひび割れが生じると、塩分の浸透が早まり、加速度的に腐食することが明らかとなった。
幼年期の運動能力目標に関する研究 -昔の子どもと今の子どもの運動能力比較を通して-

本研究においては、幼年期の子どもたちの運動に関する目標や内容を、明らかにしたいと考え、調査・研究を実施した。「今(現代)の子ども」たちについては、まとめが十分とは言えないが、多角的にその様子を把握することができたと考えている。家庭での子どもたちの様子、保育園、幼稚園での子どもたちの様子などを把握することができた。そして「試案」としてではあるが、「幼年期の運動に関する目標や内容」を示せたことは、一定の成果であったと考えている。その際、次の3つの運動感覚づくりが重要であると考えた。1.姿勢をコントロールするための運動感覚、2.物を操作したり、物や人の動きを予測・判断したりするための運動感覚、3.スピードやリズムをコントロールための運動感覚。これらの運動感覚を、幼年期の運動遊びや体育的な指導の中で身に付けていくことが重要であると考えた。「昔の子ども」たちについては、保育者や保護者への調査を通して、ある程度は把握することができたが、その様子を十分には把握できたとは言えないであろう。しかし、保育者への調査を通して、その保育経験により、子どもに対する見方が異なる点は注目すべき点である。さらにこの点の分析、考察が必要であると考えている。また、調査のアイデアは他にもあったが、今回実施するには至らなかった。これらは今後の課題としたい。「昔の子どもは、もっと運動ができた。それにくらべ今の子は・・・」などということはよく言われる。しかし、本当にそうなのであろうか。また、昔と今の子どもの運動能力は、何が違い何が同じなのであろうか。昔の子どもの良い面が、今の子どもたちにも育てることができれば、それは望ましいことである。しかし、昔の子どもと今の子どもに同時に同じ運動課題を行わせ、それを比較をすることはできない。また、「昔の子ども」と言われる場合、その「昔」はどれぐらい前のことを言うのであろうか。本研究においては、一般に言われる「昔の子ども」の運動能力の実力を推し量り、その良い面を、今の子どもたちが運動を行う際のプログラムや目標に取り入れようとするものである。今年度は、予備的に2つの調査を保育園の保育士らに行った。1つは、子どもたちの運動能力について、保育士らに尋ねた。保育歴10年以上の保育士が、昔の子どもにくらべ今の子どもたちの運動能力が落ちているとを感じていることがわかった。もう1つの調査は、保育士らに、現在保育園で行っている運動遊びなどを行う際の「ねらい」について尋ねた。「身体を十分に動かし、その楽しさを知って欲しい」などの「ねらい」と同時に、「友だちと関わる力や社会性や協調性を養う」という「ねらい」が多く示された。子どもの運動能力と「一緒に運動し遊ぶ仲間との関係」が大きなポイントであるという結果が得られた。また、「研究計画調書」「交付申請書」において若干触れていたが、日本の昔の子どもの姿を探る上で、日本の昔の姿をある程度残す東アジアの子どもたちの調査も不可欠であると考えた。事前の上記の書類においては、「外国旅費」を計上していなかったが、今後、東アジアでの本調査の行うために、メンバーの1人(中島憲子)がタイへ渡航し、現地での本調査の許可を得ることができた。中国、韓国等でも調査を行いたいと考えている。「昔の子どもは、もっと運動ができたのに、それに比べ今の子は・・・」などということはよく言われる。

本研究においては、一般に言われる「昔の子ども」の運動能力の実力を推し量り、その良い面を、今の子どもたちが運動を行う際のプログラムや目標に取り入れようとするものである。今年度は保育園において、子どもたちの運動能力の調査を行った。調査を行った項目は(1)「走力・25m走」、(2)「投力・テニスボール投げ」、(3)「捕球能力・ボール受け」、(4)「瞬発力・立ち幅跳び」、(5)「バランス感覚・縄渡り」、(6)「敏捷性・両足連続跳び越し」、(7)「筋持久力・両腕による体支持持続」、(8)「柔軟性・長座体前屈」の8つである。同時に、子どもの健康や生活に関する調査も行った。今後さらに調査を行い、過去のデータとの比較を行う予定である。また「研究計画調書」「交付申請書」において触れていたが、日本の昔の子どもの姿を探る上で、日本の昔の姿をある程度残すと思われる東アジアの子どもたちの調査も不可欠であると考えた。今年度は特に、東アジアの韓国、中国、タイ、台湾の4つの国と地域で、子どもの運動能力調査や子どもの健康・生活調査を行えるように、現地に出向き各国の大学に依頼を行った。次年度においては、これらの東アジアの国々の調査を通して、昔の日本の子どもの運動に関する良い部分、またこれからの日本が子どもの運動おいて目指すべき方向を探りたいと考えている。「今の子どもは昔の子どもに比べ、ひ弱になった」などということはよく言われることである。しかし、昔と今では、子どもたちの様子は何がどう変わったのであろうか。昔と今の子どもの運動能力については、何が違い何が同じなのであろうか。昔の子どもの良い面が、今の子どもたちにも育てることができれば、それは望ましいことである。本研究においては、いわゆる「昔の子ども」の運動能力の実力を推し量り、その良い面を、今の子どもたちが運動を行う際のプログラムや目標に取り入れることができれば良いと考えている。今年度は、幼稚園においても、子どもたちの運動能力の調査を行った。調査を行った項目は昨年一度とほぼ同様、(1)「走力25m走」(2)「投力・テニスボール投げ」(3)「捕球能力・ボール受け」(4)「瞬発力・立ち幅跳び」(5)「敏捷性・両足連続跳び越し」(6)「筋持久力・両腕による体支持持続」(7)「柔軟性・長座体前屈」の7つである(昨年度実施した「バランス感覚・縄渡り」は、今年度は外した)。また同時に、その子どもの健康や生活に関する調査を、その保護者を対象に行った。今後は、調査したデータの分析と、過去のデータとの比較などが必要である。また「研究計画調書」「交付申請書」において触れたが、日本の昔の子どもの姿を探る上で、日本の昔の姿をある程度残すと思われる東アジアの子どもたちの調査も不可欠であると考えた。今年度も、東アジアの韓国、中国、台湾の3つの国と地域で、子どもの運動能力調査や子どもの健康・生活調査を行えるように、現地に出向き各国の大学に依頼を行った。本研究課題の研究期間は、平成15年度で終了であるが、この点については、平成16年度も引き続き調査を行う予定である。これらの調査を通して、昔の日本の子どもの運動に関する良い面、また今後の日本の体育指導において、幼年期の運動課題の方向性を探ることができれば良いと考えている。
自律移動型小規模除雪ロボットの開発

本研究は家庭を対象とした自律移動小型除雪ロボットの開発研究を目的としている.平成17年度においては以下の装置試作,動作実験および性能試験を行った.・ロボット内部への雪取り込部分の設計,製作および動作実験.本装置は,二本のスクリュを組み合わせた構造の雪取り込み装置および,チェーンおよびスプロケットから構成されるクローラにより成り立つ.・雪取り込みユニットはこれまでの試作結果への反省に基づき,ピッチのちいさなスクリューをロボット進行方向と半径方向が一致するように二本配置し,その中間に圧縮用のスクリューを進行方向と軸方向が一致する向きに配置した.・これらの組み合わせにより構成したロボットの雪上における走行特性,特に雪取り込みによる負荷を受ける状態での走行特性について実験を行い.円滑な除雪作業のための移動装置(クローラ)と雪取り込み装置(スクリュ)の協調的な制御のための基礎実験を行った.・はじめに,雪の取り込みを想定した負荷を重りの牽引により与えロボットの雪上での走行実験を行った.各負荷状態でのクローラと雪面のすべり,またすべり量のバラつきが負荷により影響をうけることを実験で検証した.・つぎに,雪取り込みのためのスクリュを取り付け,雪の取り込みを行った.スクリュ回転数および単位時間あたりの雪処理量の負荷への影響およびすべりへの影響を測定した.開発においては,スクリューによる雪取り込み装置をクローラの間に無駄なく配置する構成を新しく試作し,動作の確認まで行った.ロボットの完全な自律運行には至ることができなかったが,完成のために克服しなければならない種々の問題点が明らかになったものと考えている.本研究は家庭を対象とした自律移動小型除雪ロボットの開発研究を目的としている.平成17年度においては以下の装置試作,動作実験および性能試験を行った.・ロボット内部への雪取り込部分の設計,製作および動作実験.本装置は,二本のスクリュを組み合わせた構造の雪取り込み装置および,チェーンおよびスプロケットから構成されるクローラにより成り立つ.・雪取り込みユニットはこれまでの試作結果への反省に基づき,ピッチのちいさなスクリューをロボット進行方向と半径方向が一致するように二本配置し,その中間に圧縮用のスクリューを進行方向と軸方向が一致する向きに配置した.・これらの組み合わせにより構成したロボットの雪上における走行特性,特に雪取り込みによる負荷を受ける状態での走行特性について実験を行い.円滑な除雪作業のための移動装置(クローラ)と雪取り込み装置(スクリュ)の協調的な制御のための基礎実験を行った.・はじめに,雪の取り込みを想定した負荷を重りの牽引により与えロボットの雪上での走行実験を行った.各負荷状態でのクローラと雪面のすべり,またすべり量のバラつきが負荷により影響をうけることを実験で検証した.・つぎに,雪取り込みのためのスクリュを取り付け,雪の取り込みを行った.スクリュ回転数および単位時間あたりの雪処理量の負荷への影響およびすべりへの影響を測定した.開発においては,スクリューによる雪取り込み装置をクローラの間に無駄なく配置する構成を新しく試作し,動作の確認まで行った.ロボットの完全な自律運行には至ることができなかったが,完成のために克服しなければならない種々の問題点が明らかになったものと考えている.本研究は,一般家庭でも容易に導入可能な小型・軽量・安価な除雪ロボットの開発を目的とする.本年度は目的とするロボットの実現可能性を検証するために,以下のとおり,降雪路面上での移動ユニットおよび等雪装置の基礎実験装置を試作し,動作実験及び性能評価を行った.・降雪路面上での移動ユニットの試作搬送用チェーンとスプロケットを利用した小型のクローラによる移動装置を試作した.チェーンにトレー等取り付け用穴のあるものを採用し,各種のブレードを取り付け実験可能な構成とした.雪上での移動実験を行い,運動性能の評価およびクローラへ装着する各種ブレードによる性能評価実験を行った.・投雪装置の試作および性能評価実験.ロボット本体への設置を目的とした投雪ユニットの試作を行い,投射制御の実験および雪の状態と投射制度等の関係について明らかにするための試験をおこなった.本装置はバネと回転ギアを組み合わせた構造であり,低自由度でシンプルな構造をその特徴とする.得られた結果を以下にまとめる.・移動ユニットは軽量,小パワーのモータを用いた装置であるにもかかわらず,予想以上の運動性能を有することを確認した.今後は自律によるバッテリー充電方法について検討し,実際のロボットへの完成を目指す.・投雪方法については,現在検討中のバネにより飛ばす方式では投げ出す際に雪のかたまりが粉砕し,遠方までの投射が困難であることが分かった.今後,投射前に雪を固める方法および他の投射方法を検討する.これらの結果をふまえ,次年度は試作ユニットを組み合わせたロボットの構成およびナビゲーションの方法の開発を進める.全体を構成するにあたり,上下対称な形状をあきらめ,移動ユニットより扁平なものとすることで,転倒を防ぐこととする.等雪ユニットは本体と別に儲け,移動ユニットと連携し,作業を行う方法を検討する.本研究は家庭を対象とした自律移動小型除雪ロボットの開発研究を目的としている.平成16年度においては以下の装置試作,動作実験および性能試験を行った.・ロボット内部への雪取り込部分の設計,製作および動作実験.本装置は,スプロケット,チェーンおよびそれにとりつけたパケット状板により構成され,それらの周回運動により雪をロボット本体へ運搬するものである.・取り込んだ雪を圧縮し,方形状へ成型するための装置の開発,動作実験.本装置は,ロボット内部に取り込まれた雪を方形形状に圧雪するものである.・雪上環境で除雪作業を目的とする移動が可能なクローラ機構の試作および動作実験

.これらの結果以下の問題点が明らかになり,それらにたいする改良方法の検討を行った.・雪の取り込み機構においては,目的とするロボットへの応用可能性を認めたものの,装置そのものへの雪の付着およびロボット本体に想定以上の大きな推進力を要することが分かったため,改良を検討した.改良した機構ではロボットの進行方向に対して垂直方向のスクリュおよび水平方向のスクリュを組み合わせ,雪の取り込みから取り込んだ雪の圧縮までを連動して行えるように改良することとした.・雪の圧縮および成型については,現状の平行移動する板材料の押し付けのみでは最終的な雪の密度が0.2程度までしか至らないことが分かった.上述のスクリュを用いる方式により改良することとした.・ロボット移動のためのクローラは内部のモータを配置することで空間効率の良いものとなっている.クローラに取り付けるブレードの形状について検討をおこなった.本研究は家庭を対象とした自律移動小型除雪ロボットの開発研究を目的としている.平成17年度においては以下の装置試作,動作実験および性能試験を行った.・ロボット内部への雪取り込部分の設計,製作および動作実験.本装置は,二本のスクリューを組み合わせた構造の雪取り込み装置および,チェーンおよびスプロケットから構成されるクローラにより成り立つ.・雪取り込みユニットはこれまでの試作結果への反省に基づき,ピッチのちいさなスクリューをロボット進行方向と半径方向が一致するように二本配置し,その中間に圧縮用のスクリューを進行方向と軸方向が一致する向きに配置した.・これらの組み合わせにより構成したロボットの雪上における走行特性,特に雪取り込みによる負荷を受ける状態での走行特性について実験を行い.円滑な除雪作業のための移動装置(クローラ)と雪取り込み装置(スクリュー)の協調的な制御のための基礎実験を行った.・はじめに,雪の取り込みを想定した負荷を重りの牽引により与えロボットの雪上での走行実験を行った.各負荷状態でのクローラと雪面のすべり,またすべり量のバラつきが負荷により影響をうけることを実験で検証した.・つぎに,雪取り込みのためのスクリューを取り付け,雪の取り込みを行った.スクリュー回転数および単位時間あたりの雪処理量の負荷への影響およびすべりへの影響を測定した.開発においては,スクリューによる雪取り込み装置をクローラの間に無駄なく配置する構成を新しく試作し,動作の確認まで行った.ロボットの完全な自律運行には至ることができなかったが,完成のために克服しなければならない種々の問題点が明らかになったものと考えている.
貫戦期日本の建築論と美学・デザイン論の交流

建築論に関する研究の蓄積を元に,改めて芸術論の主軸としての美学,および大局的に見て近代建築論と並行して発生したものと考えられるデザイン論の3軸の交渉を,4つの具体的なフェーズを通して描き出す研究である.貫戦期というフレームのなかで,戦中の資料の乏しさを埋めるという課題が付きまとったが,4つのフェーズのうち1つに関しては成果発表を準備中であり,2つに関しては分析を進め,同じく成果発表につなげる.最後の1つに関しては資料を探す枠組みを変更することで対応できると思われるが,これは別の課題として継承・発展させて取り組んでいるところである.また当年度研究予定の1/2(1930年代の工芸と建築の関係)に関しては,準備段階で資料が予想以上に集まっており,現地調査を次年度に延期することにしたものの,全体としての進度に影響はない.本年度は公表済み業績では,戦後建築論の再検討(平田晃久(ゲスト)+南泰裕+天内大樹+市川紘司「〈建築理論研究08〉ー菊竹清訓『代謝建築論ーか・かた・かたち』」,『10+1 website』,http://10plus1.jp/monthly/2015/04/08.php,2015.4;岸佑,コメンテーター:天内大樹,「浜口隆一の戦時と戦後」ICU琥珀会,国際基督教大学教育研究棟,三鷹,東京,2015.05.23),戦後デザイン・建築をとりまく状況についての検討(天内大樹「GKとRIA」,日本デザイン機構フォーラム「栄久庵憲司で切る!ソーシャルデザインの未来を拓く」,日仏会館,恵比寿,東京,2015.06.19/天内大樹,車戸城二,田中一雄,森田昌嗣,山田晃三,伊坂正人[モデレータ]日本デザイン機構フォーラム「栄久庵憲司で切る!ソーシャルデザインの未来を拓く」,日仏会館,恵比寿,東京,2015.06.19)を中心とした.加えて,北海道立近代美術館,北海道立文学館にて開かれた雑誌『さとぽろ』関連の諸展示を通じ,外山卯三郎に関する調査を行い,引き続き資料群から検討を進めている.仙台での調査による副産物的な発見を含め,現在国内外の学会発表の形で公表するつもりでまとめている.応募時に提示した四つの視点のうち,三つ(1戦前の美学と建築の関係/2戦前の工芸と建築の関係/4戦後のデザインと建築の関係)については順調に公表できる結果が整いつつある.残り一つ(3戦後の美学とデザイン)に関しては,調査は進めているものの公表できる新たな知見には達していない.応募時に挙げた人々の書名による資料はあるものの,そこに込められた意図などを読み取れるに至っていないのではないかと思われる.建築論に関する研究の蓄積を元に,改めて芸術論の主軸としての美学,および大局的に見て近代建築論と並行して発生したものと考えられるデザイン論の3軸の交渉を,4つの具体的なフェーズを通して描き出す研究である.貫戦期というフレームのなかで,戦中の資料の乏しさを埋めるという課題が付きまとったが,4つのフェーズのうち1つ(1930年代,特に渡辺吉治と外山卯三郎を中心とした議論のネットワーク)に関しては成果発表を準備中であり,2つ(商工省工藝指導所を中心とした,および世界デザイン会議に向けた議論のネットワーク)に関しては分析を進め,同じく成果発表につなげる.最後の1つ(小池新二,勝見勝らにみるデザイン論と美学の交渉)に関しては資料を探す枠組みを変更することで対応できると思われるが,これは別の課題(大学・学校におけるデザイン教育)として継承・発展させて取り組んでいるところである.美学会を念頭に置いた成果発表では,渡邊吉治と外山卯三郎,および彼らが中心になって刊行していた『美学研究』『芸術学研究』両誌の傾向について,当時の建築論から見た独特の位置づけから芸術論としての傾向に迫る予定である.また商工省工藝指導所に関しては他の研究者が組織的に成果を積み上げているので,文字資料を中心とした分析に絞る予定である.世界デザイン会議についても当時の雑誌を中心とした分析に絞って既存の発表成果との照合に取り組んでいる.建築論に関する研究の蓄積を元に,改めて芸術論の主軸としての美学,および大局的に見て近代建築論と並行して発生したものと考えられるデザイン論の3軸の交渉を,4つの具体的なフェーズを通して描き出す研究である.貫戦期というフレームのなかで,戦中の資料の乏しさを埋めるという課題が付きまとったが,4つのフェーズのうち1つに関しては成果発表を準備中であり,2つに関しては分析を進め,同じく成果発表につなげる.最後の1つに関しては資料を探す枠組みを変更することで対応できると思われるが,これは別の課題として継承・発展させて取り組んでいるところである.2014年度前半1に計画した渡邊吉治,外山卯三郎を中心とした『美学研究』『芸術学研究』,札幌詩学協会(具体的には『さとぽろ』),後半2に計画した商工省工芸指導所にくわえ,2015年度3に計画していた(1950年代の美学とデザインの関係)小池新二に関しても資料が順調に集まっている.また2に関して,資料の場所を適宜確認できる状況に至った.現地調査を2014年度から2015年度に延期したものの,準備調査としては計画以上に進んでおり,より効率的な調査を望める.おそらく,美学とデザインの関係については,従来調査してきた個人署名の記述資料だけでは不足しているのではないだろうか.さらなる資料をどのような視点から系統的に抽出すべきか,当面広い視野で概観する必要が生じている.

まずは公表できる三つの視点に関して議論を進めていき,残る一つに関しては次の研究課題を準備するべく,何が不足しているのか検討していきたい.美学芸術学/建築思想史1→2→3→4という順序で研究を進める計画であったが,資料入手の都合や現地調査の機会,また各機会に与えられる仕事の性質上,4つのテーマを俯瞰的に見て漸次進める計画とする.具体的に日程が決まっているものでは,4に含まれる栄久庵憲司に関して考察する機会を与えられており,適切な資料調査の上でまとめる.また調査の効率化のため,すでに集まった資料から適宜見解を明らかにする機会を設け,最終的な成果に向けての足掛かりとする.軽微な剰余額と思われる.端数が生じたため.次年度の通常の使用により解消される見込み.次年度の執行において解消可能である.申請者の個人ホームページ.
グローバル社会に対応する英語教育モデルの構築-海外の実態調査の分析から

日本の英語教育が海外の言語教育から学べる点をバイリンガリズムの視点で分析した。その結果、言語を介して新しい概念を習得させ、考えていることや理解したことを言語で「話す」、「書く」ことを通して表現させるCALPを養成することが重要であり、思考を伴う言語教育が高いコミュニケーション能力を育成する上で重要であることが示唆された。その方法として、認知的に深い思考を要求し、比較・評価・判断という活動を可能にする、内容重視の教授法(content-based instruction)やイマージョン教育など、学習内容を中心とした学習者主体の授業の有効性が実証された。グローバル社会に対応できる英語力を育む教育のあり方を提言することを目標として、本年度は、バイリンガリズム研究の視点から、CALP(Cognitive/academic language proficiency学習言語能力,Cummins,1979)という概念に注目し、以下の二点について研究を行った。1)アジア諸国の英語教育の実態調査:台湾の英語科学習指導要領と教科書、それに関わる文献資料を研究・調査した。特に新学習指導要領の改訂後の高等学校の英語教科書の特徴について分析することができた。また、台中市のIvy Collegiate Academyの授業参与観察、教員への面接を行い、アメリカのBoarding School Systemを踏襲する「考える」授業の一例を見ることができた。韓国、テジュンにあるKorea Advanced Instltute of Science ahd Technology(KAIST)と付属Language Centerのイマージョンの授業の参与観察、カリキュラムの分析を行った。新しい概念を教えるのに、必ずしも母語(ハングル)を介する必要はないことが実証されていた。2)帰国生の英語喪失と維持研究:進行中。来年度に国内外での発表を予定している。3)実証的な理論研究:日本の英語教育の現状分析:小学校3年生以上4教科(国語・算数・社会・理科)の教科書の内容・構成について、CALPを育む教育が可能かという視点から、分析を行った。教科書内の活動の設定・発問・タスク・生徒が活動するためのワークシートが、CALP伸長する授業実践を可能にするための適切な内容・形式・スキャフォルディングとしての資料を提供しているかを考察した。また、プロジェクト学習の観点から、生徒がどこで「読む、書く、考える」機会をもつのかについて、明らかにしていった。このような教科書を使った環場での活動が、教科書の内容をいかに反映しているかを明らかにするために、小学校の先生方とのワークショップを開催した。グローバル社会に対応できる英語力を育む教育のあり方を提言することを目標として、本年度は昨年度に引き続き、CALPという概念に注目し、小学校から中等教育を中心にし、さらに高等教育の研究も開始して以下の三点について研究を行った。特に九年一貫教育における、中学校の教科書については暗記から論理的思考の重視への転換を確認した。また台中市のIvy Collegiate Academyを再訪し、授業の参与観察・分析から、批判的、分析的思考を重視したカリキュラムを日本でCBIとして応用する可能性を確認した。韓国ソウル市内の学校や英語教育関連施設を見学することにより、韓国の英語教育カリキュラムの運用と実情について検知を得た。教室内のインターアクションのデータは教員のCALPを伸長させる発問を考察することに用いた。香港のMarymount Secondary Schoolを訪問し、英語教育や英語を教育の媒体とする一般科目の授業を観察・分析した。目的のあるタスクをその言語で行うことにより、4技能を総合的に学んでいることが分かった。2)帰国生の英語喪失と維持研究:英語圏からの帰国生調査は、彼らの海外での教育経験を通して、日本の教育の特徴や違いなどを明らかにしているので、2つの文化と教育方法の違いから、日本の教育が国際社会に耐えうるコミュニケーション能力を育てる内容・方法を考察した。アメリカのCT州の高校のCBIのESL授業の参与観察・分析により、日本の中等教育へのCBIの導入と批判的、分析的思考を促す授業の具体的モデルを研究した。3)実証的な理論研究:日本の英語教育の現状分析大学のESP(医療・時事英語)の授業などを通して、コミュニケーション能力を社会文化的アプローチから考察した。CALPの育成を狙いとして、学習者の主体的な姿勢、適切な表現の発生につながる現象について質的研究を行った。バイリンガリズム研究と英語教育の接点となる早期英語教育に関して研究を進め、2011年から始まる小学校の英語教育をも視野に入れながら、年齢の問題だけではなく、外国語能力の仕組みを考察した。外国語能力のとらえ方に関して、従来の"communicative competence"という枠組みだけでなく、より広く異文化コミュニケーションとして文化的な側面も取り込んだ。そこから、21世紀における日本の英語教育のめざすものも見えてくると考える。1)実態調査:2010年度は、(1)台湾の新学習指導要領とそれに伴う改訂後の高等学校英語教科書研究について、台北市の国立図書館付属教科書センターを訪ね調査した。

改訂後の教科書は新学習指導要領の変化を反映し、内容重視の教授法(CBI)と統合的アプローチが用いられるようになった。このほか台湾の教科書で重点が置かれるようになった、英語でものを考え、論理的思考に働きかける教材の構成や指導法は、これからの日本の英語教育に不可欠のものであるといえるであろう。また、台湾の子弟を対象にしたインターナショナルスクール(ICA)を参与観察、聞き取り調査をし、日本へのCBIの授業への応用を検討した。(2)イギリスの高等教育における個人指導体制について聞き取り調査を行った。また、オーストリア共和国グラーツ市のEuropean Centre for Modern Languagesを訪問しCEFRとLanguagePortfolioについて情報収集を行い現地の学校の授業を参観した。香港の調査も引き続き行った。(3)2010年1月に訪問した香港のMarymount Secondary Schoolの分析を中心に行った。同校は英語を教育の媒体としている有名な英文学校である。英語プレゼンテーションの授業では、内容理解、比較、評価の面から生徒の思考力を深めるような発問がなされていることが分かった。(4)小学校英語教育においては、神奈川県内の小学校教員向け研修、「レッツ・エンジョイ・イングリッシュ」にオブザーバーとして参加し、2011年から始まる外国語活動を担当する教員の英語力のニーズ調査をした。2)理論的概念の側面CALPの概念について文献研究を行った。また、授業分析およびその成果として国際学会での発表を通して、英語をコミュニケーション・ツールとして発達させるには、社会的実践が必要であること、スピーキング・ライティング活動に重点を置いて、学習者の理解を言語化することで深い学びをおこす必要性を明らかにした。さらに、CALP(学習言語能力)について、その理論的背景を再吟味し、実証研究へのアプローチを検討した。2)講演会等4月23日、西町インターナショナルスクールの社会科主任John Montgomery氏を招き、学校全体でCALPを養成する教育にとりくむ事例について学び、成功要因を分析した。また7月30日にはペンシルバニア大学より、バトラー後藤先生より学習言語の母語と第二言語習得への関係を中心にCALP伸長の重要性を多面から検討した。8月25日にはコロンビア大学ティーチャーズカレッジ研究員の長倉若氏を交え思考と言語を発達させる指導法について考察を行った。
ウイルス種瘍に対する免疫寛容の克服

我々は一連の動物実験により、HTLV-I Tax特異的細胞傷害性T細胞(CTL)が生体内で抗腫瘍効果を持つことを示してきた。また、成人T細胞白血病(ATL)患者ではHTLV-1特異的T細胞応答が低調である。一方で、疫学的研究からATLはHTLV-1垂直感染群から発症することが示唆されている。HTLV-1垂直感染の主な経路は感染母乳を介する経口感染である。本研究では、腫瘍発症に関与する免疫不応答が一部のHTLV-1感染者で成立する理由を実験的に解明し、これを克服することを目的とした。我々は、ラットを用いてHTLV-1経口感染の宿主免疫応答への影響を調べた。その結果、比べ経口感染ラットの抗体応答、T細胞応答ともに著しく弱く、逆に、HTLV-1持続感染成立後のプロウイルス量は有意に高かった。結果として、HTLV-1特異的細胞性免疫応答は、持続感染ウイルス量の間には逆相関の関係にあった。この結果は、HTLV-1初感染経路が宿主のHTLV-1特異的T細胞応答の強さを規定する一要因であり、その後の感染個体内でのHTLV-1感染細胞増殖に大きく影響する、すなわちATLの発症リスクとなることを示唆している。また、不活化した感染細胞の皮下接種によって、経口感染による免疫不応答は回復可能であった。次に、ヒトATL患者における抗腫瘍免疫の解析の一端として、HLA完全一致同胞からの骨髄非破壊的同種造血幹細胞移植後のATL患者におけるT細胞応答について検討した。この結果、移植後に寛解に至ったATL患者の中にHTLV-I Tax特異的CD8陽性CTL応答が活性化している例が有ることが分かった。この結果は、レシピエントであるATL患者の生体内にTaxの抗原提示が存在し、移植されたドナー幹細胞由来のT細胞がその抗原に対して新たな免疫応答を起こしたことを示す。以上の結果から、少なくとも感染初期の生体内HTLV-1感染細胞増殖はT細胞免疫により制御されており、感染後数十年経たATL患者の生体内でも標的抗原Taxが発現されていることが分かった。これらの所見は、Tax特異的T細胞応答賦活のATL発症予防および治療への応用可能性を示唆する。疫学的研究から成人T細胞白血病(ATL)はT細胞白血病ウイルスI型(HTLV-I)垂直感染群から廃症することが示唆されている。HTLV-I垂直感染の主な経路は感染母乳を介する経口感染である。我々は、HTLV-I経口感染による免疫不応答が腫瘍化に影響するのではないかと考え、HTLV-Iを経口感染させた免疫正常ラットの宿主免疫応答を調べ、他の経路からの感染と比較した。その結果、5x10^7個のマイトマイシンC処理したMT-2細胞を腹腔内接種した個体群では血清中にHTLV-I抗体が検出されたのに対し、同数の細胞を経口接種した個体群は抗体陰性であった。また、HTLV-I

特異的細胞性免疫応答をT細胞増殖試験およびinterferonγ産生能を指標として検討したところ、腹腔内接種した個体群では有意なT細胞応答が認められたのに対し、経口接種した個体群ではnaiveラットと同レベルの反応しか認められなかった。感染経路に関係なくこれらすべての動物の末梢血から持続的にHTLV-Iプロウイルスが検出されHTLV-I持続感染の成立が確認された。その持続感染ウイルス量を定量した結果、免疫応答とは逆に、経口感染群のプロウイルス量は腹腔感染群のそれと比べると有意に高いことが分かった。また、HTLV-I特異的細胞性免疫応答は、持続感染ウイルス量の間には逆相関の関係が認められた。生体内のHTLV-I感染細胞はウイルス粒子をほとんど産生しないので、ウイルス量の増大は感染細胞数の増大を意味する。従って、経口感染群ではHTLV-I特異的免疫応答が低いために生体内HTLV-I感染細胞の増大を制御できないことが示唆された。成人T細胞白血病(ATL)は、ヒトT細胞白血病ウイルスI型(HTLV-I)感染者の一部に発症する。我々は、いくつかのラットモデルを用いた解析から、HTLV-I Tax特異的細胞障害性T細胞(CTL)が生体内で感染細胞の増殖を制御すること、およびHTLV-Iの経口感染がHTLV-I特異的T細胞応答不全の一因となることを示してきた。これらの結果は、HTLV-I初感染経路が宿主のHTLV-I特異的T細胞応答の強さを規定する一要因であり、その後の感染個体内でのHTLV-I感染細胞増殖に大きく影響することを示唆している。本年度は、ヒトATL患者における抗腫瘍免疫の解析の一端として、HLA完全一致同胞からの骨髄非破壊的同種造血幹細胞移植後に寛解に至ったATL患者におけるT細胞応答について検討した。移植後ATL患者の末梢血リンパ球(PBMC)を培養し、移植前の同患者由来HTLV-I感染T細胞株に傷害性を持つCD8陽性CTLを誘導した。この培養CTLを用いて認識抗原エピトープを分析した結果、半数以上の細胞がHLA-A2拘束Tax 11-19エピトープを認識するHTLV-I特異的CTLであることが分かった。移植前ATL患者のPBMCでは、このような現象は認められなかった。移植後患者由来の未培養PBMCをHLA-A2/Tax 11-19テトラマーで直接染色し解析した結果、生体内でもTax 11-19特異的CD8陽性細胞が移植後に増加したことが確認された。HTLV-I陰性ドナーから移植した別のATL患者PBMCからも、同様のTax特異的CTLの増殖が認められた。これらの結果は、レシピエントであるATL患者の生体内にTaxの抗原提示が存在することを示しており、移植されたドナー幹細胞由来のT細胞がその抗原に対して新たな免疫応答を起こした結果と考えられた。
消化管癌の効率的検出を目標としたデジタルX線画像処理の研究

本研究は平成79年度の3年間に行った。平成7年度はX線画像を130万画素のCCDカメラで取込み、高精細画像(1K×1K×8bit以上)の濃淡処理、空間フィルタ処理、2値化計測、特徴抽出、統計処理が行えるようになった、食道癌28例を集め、画像処理を行った結果、ラプラシアン法は癌病巣の輪郭抽出、粘膜変化の顆粒状強調に役立ち、プルイット法は、比較的原画像に近い形でナチュラルに腫瘍病変を強調することがわかった。平成8年度は、ビデオカセットレコーダで動態画像を解析し、処理画像の高精細像を出力する装置を導入し、満足すべき静止画像を得ることができた。食道癌の病変部位を中心に食道X線像を変形する処理(球面、回転、つまみ)と、画面を明るくするかノイズをかけた後にエッジ処理を加え評価した結果、せまい食道を拡大し病変を大きくみせることは大変効果的であり、病変が鮮明に強調され、83%の症例で診断に役立った。平成9年度は、18症例の食道の透視VTR像を測定の結果、第1斜位の透視時間10.1±6.4秒、撮影のタイミングは3.12±0.95秒であり、第2斜位も略一定していた。このことは食道造影撮影が定式化していて、適当な時間の透視画像を自動的に抽出でき画像処理を加えれば、撮影像に比し不鮮明な透視像でみられる食道の辺縁や粘膜像をみやすくでき、診断に供することができることがわかった。さらに消化管ファントムを特製し、バリウム濃度を下げ、画像処理で画質を改善する実験を行った。3種類のうち、バリコンミール使用は、50%でも濃度反転、ハイパス処理で画像が強調され診断機能が改善された。飲みやすいうすいバリウム開発への途が開かれたのは画期的と考える。1.本年度の目標である高解像度X線フィルム画像解析装置を用いた処理を行うべく、平成7年10月、本科学研究費補助金の交付が決定以後、導入機種選定を行った。3社の製品につき、東京・大阪での実際の使用状況の調査を含め慎重に検討した結果、富士写真フィルムのCR Station-1を選定し、平成8年2月来に導入が行われた。本装置の稼働により130万画素のCCDカメラで画像を取り込み、高解像度の画像データ(1K×1K×8bit以上)を処理・解析できるようになった。特に本装置のソフトウェア(Visilogソフト)を用い、高精細画像の濃淡処理、空間フィルタ処理、2値化計測、特徴抽出、統計処理等が容易に行えるようになり、研究環境が整った。2.装置の導入を待つ間に、従来の使用装置のEXCEL(512×512×8bit)を用い、ファントーム画像で予備実験を開始した(稲本、小縣)。さらに研究目標を早期食道癌とし、症例収集を行った(原内)。食堂癌による辺縁ならびに粘膜変化を画像処理して強調し、微細な病変を検出する研究を行った。対象として手術で病変の確定した28例を選び、これらについては病理学的背景の調査を行い解析を行った(稲本、城戸)。食堂癌の画像処理には、かつて行った胃癌の方式はそのまま使えず、新たな方法が必要であることが分かった。数種類の方法があるが、1次微分(プルイット法)または2次微分(ラプラシアン法)のフィルターをかける方式が有効であることを確認した。とりわけ、ラプラシアン法は、癌病巣の輪郭抽出と線引き、粘膜変化の顆粒状強調に役立つことがわかった。プルイット法は、比較的原画像に近い形でナチュラルに腫瘍病変を強調するのに役立つことがわかった。これらの成果は新たに導入された高解像度X線フィルム画像解析装置に引きつぎ、引き続き処理作業を行っている。(稲本、小縣、田村、芦田、梅田)3.本年度の研究目標の1つであるX線スペクトルの研究成果をふまえ散乱線の積極的利用をはかり、X線撮影装置の精度管理・改善を行う研究は、松本が大阪府立成人病センターの協力を得てX線装置で実験中であり、その成果が近くフィードバックされ、森川が被曝線量低減への方法を検討することになっている。4.画像データベース作成の基本構想については稲邑、田村を中心に新装置を検討中である。

平成9年度は、18症例の食道の透視VTR像を測定の結果、第1斜位の透視時間10.1±6.4秒、撮影のタイミングは3.12±0.95秒であり、第2斜位も略一定していた。このことは食道造影撮影が定式化していて、適当な時間の透視画像を自動的に抽出でき画像処理を加えれば、撮影像に比し不鮮明な透視像でみられる食道の辺縁や粘膜像をみやすくでき、診断に供することができることがわかった。さらに消化管ファントムを特製し、バリウム濃度を下げ、画像処理で画質を改善する実験を行った。3種類のうち、バリコンミール使用は、50%でも濃度反転、ハイパス処理で画像が強調され診断機能が改善された。飲みやすいうすいバリウム開発への途が開かれたのは画期的と考える。1.本研究の2年目である本年度は、昨年度導入した画像取り込み処理装置を本格的に稼働させた。さらに動態画像を解析できるように、ビデオカセットレコーダを購入し、画像処理装置との接続をはかった。処理画像の高精細像を出力するために、慎重に検討した結果、超高画質フルカラーディジタルプリンター:PICTRO GRAPHY3000(富士写真フィルム)を購入し満足すべき画質の画像を得ることができた。システムの円滑な運用をはかるためにパソコン(Power Machintosh)を増設し、装置面ではほぼ整備され研究環境が整った。2.前年、旧装置Excel(512×512×8bit)で行っていた食道癌の28症例を対象として新装置での実験を開始した。新しい方法として、病変部位を中心に食道×線像をあえて形を変形する処理(球面、回転、つまみ)と、画面を明るくしたりノイズをかける処理を行い、さらに処理後の画像にエッジ処理を応用し効果をみる方法をとった。本実験ではせまい食道を拡大し病変を大きくみせる処理は、大変効果的であることが分かった。さらにエッジ処理を加えると、病変が鮮明に強調される。しかし、かかる処理は同時に偽病変を作る懸念が大きい。その点を正常例と比較し検討中である。従来の画像処理では原画像のもつ臓器のサイズ、角度を変えることはなかった。いわばタブ-視されていたといえよう。それをあえて試み画像強調する方式は、食道のようにせまい臓器で病変が隠されるものに有効であると考える。将来は、透視画像(VTR)で直接拾い上げられないか、引き続き研究を行っている。その成果は日本医学放射線学会第56回総会(1997.4)で発表し、さらに論文として出す予定である。3.本年度の研究目標の1つである。被曝線量を軽減を目標としたX線スペクトル測定については、松本が最近、開発されたCdTe、CsZnTe検出器とGe検出器を使って、単層2パルスの診断用X線装置でX線のフォトンスペクトルを測定し、その成果を評価している。その成果を本研究に応用できるかを検討中である。4.原内は放射線腫瘍データベース構築に成果をあげているが、本研究の画像処理システムと連結し、データ供給をはかるべく計画している。本年は最終年に当たり、過去2年間にわたり研究を行ってきた早期の食道癌、胃癌のX線像の画像処理の成果を実際のX線透視検査に応用することとした。第1に、食道の透視像を画像処理し、診断情報としての価値を高め、撮影像のもつ情報量に近付けることにした。18症例のVTR像で測定の結果、透視を行っている時間(透視時間)ならびにその内で造影剤によって食道が造影されている時間(造影時間)は正面像では個体差があるが第1、第2斜位像では比較的差が少なく、正面は食道がバリウム充満像、第1斜位は食道上部が二重造影、下部が充満像、第2斜位はバリウムが胃へ排出し二重造影となっていることがわかった。