hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝移植保存液の新規開発

Mrp2の内在化は、冷保存虚血再灌流障害だけでなく、微小循環障害が完全に回復しても温阻血状態で引き起こされ、ドナー肝臓がmacrovesicular syeatosisである場合に増悪する。冷保存液を改良することで内在化が起こらず、移植肝の質を上げ、移植片不全の予防できた。歴史上、移植成績向上における3大要素とは、保存液の改良、外科医の技術革新、免疫抑制剤の導入であった。肝臓冷保存虚血再灌流障害に伴うMultidrug resistance protein 2(Mrp2)の生体内異物解毒機能障害は、Kupffer細胞由来のThromboxane A2が原因であることをHepatology2004.Aprilに報告した。また脂肪肝のMRP2の排泄機能は著明に障害されていた。そして、これはThromboxane A2合成阻害剤およびPPAR-gamma agonistの投与で改善した。術後肝のMrp2機能を改善し、生体内異物を胆汁に排泄できる保存液の探求を行った。この命題に対するアプローチとしてまず以下の二点につき検討した。すなわち(1)冷保存後再還流時における肝移植片の機能評価に最重要な因子、(2)それを解決するために必要な保存液の組成の検討である。(1)の現時点における結果として、類洞血流の回復が完全に回復してもMRP2の機能が元に戻らないことを報告した(2008,JSR)。今後は疎血障害に伴うMrp2障害の重要性につきMrp2欠損ラットを用いて、脂肪肝の有無も含めて検討する予定である。(1)の検討から冷保存の再還流後のviabilityで最重要な問題は類洞血流の回復より、低酸素障害に依る肝細胞機能であることが示唆されたので、(2)の検討ではMrp2の排泄障害の改善を図るために、Mrp2排泄性のグリチルリチンをUW保存液に加えた。この結果、再還流時のMrp2の機能は改善した。同様の検討を他の保存液で行ったところ、Kyoto solutionとHTK solutionではその肝保存効果を認めなかった(JSR, in pres)。このメカニズムを解明することが次の目標であり、脂肪肝においても同様のメカニズムが関与するかを検討するのが次のゴールとなる。移植成績向上における3大要素とは(1)保存液の改良(2)外科医の技術革新(3)免疫抑制剤の導入である。われわれはこの保存液の改良方法を2004年のHepatologyに報告し、肝冷保存虚血再灌流障害ではMrp2を介した生体内異物解毒がKey eventであり、Kupffer細胞の活性化を抑えてMrp2の機能を補助することでグラフトの機能維持ができることを証明した。本研究ではMrp2を保護する意義の病態生理学的解明とその対策、脂肪肝グラフトの脆弱性の改善とマージナルドナーの拡大に焦点を置いた。本研究の最終的なゴールは、手術に伴う冷保存虚血再還流障害の予防、あるいは脂肪肝移植におけるグラフト不全を解決し、臨床で実用化することである。本研究開始から、二つの大きな成果を得た。すなわち、20分温疎血におけるMrp2機能の不可逆性(2009,JSR)とMrp2機能保持に欠かせない保存液成分2種類の同定(2009,JSR)である。前者の実験結果は外科臨床におけるpringle法を強く支持すると同時にMrp2機能の重要性を示した。後者は冷保存虚血再還流モデルで保存液成分の検討し、UW液にグリチルリチン添加,Kyoto solutionにグリチルリチンとグルタチオンを添加するとMrp2機能が改善されることを証明した。グリシン、アデノシン、DBcAMPなどの添加物は効果がなかった。HTK solutionはどんな添加物を加えてもMrp2機能の維持に役立たなかった。現在、Mrp2の機能が維持し改善する添加物の候補として、genipin, builirubin, p-selectin阻害剤などを考えている。また、Mrp2機能に深刻な影響を与えるKupffer細胞活性化のイメージングのためにIntravital videomicroscopyによるソナゾイド貪食能力測定実験を平行して行った(Hepatology Res, in press)。脂肪肝グラフトの脆弱性に関する検討では、Mrp2機能の障害がpioglitazonで改善することを証明した。Mrp2欠損ラットにおける検討が終了すれば近日中投稿予定である。肝臓冷保存虚血再灌流障害に伴うMultidrug resistance protein 2 (Mrp2)の生体内異物解毒機能障害は、Kupffer細胞由来のThromboxane A2が原因であることをHepatology2004.Aprilに報告した。この命題に対するアプローチとしてまず以下の二点にっき検討した。

すなわち(1)冷保存後再還流時における肝移植片の機能評価に最重要な因子、(2)それを解決するために必要な保存液の組成の検討である。(1)の現時点における結果として、類洞血流の回復が完全に回復してもMRP2の機能が元に戻らないことを報告した(2009,JSR)。今後は疎血障害に伴うMrp2障害の重要性につきMrp2欠損ラットを用いて、脂肪肝の有無も含めて検討する予定である。(1)の検討から冷保存の再還流後のviabilityで最重要な問題は類洞血流の回復より、低酸素障害に依る肝細胞機能であることが示唆されたので、(2)の検討ではMrp2の排泄障害の改善を図るために、Mrp2排泄性のグリチルリチンをUW保存液に加えた。この結果、再還流時のMrp2の機能は改善した。同様の検討を他の保存液で行ったところ、Kyoto solutionとHTK solutionではその肝保存効果を認めなかった(2010,JSR)。続いて、肝移植で脆弱性の高いMacrovesicular steato sisの冷保存前のMrp2機能を解析した。microvesicuiar脂肪肝ではMrp2のinternalizationが起こっておらず、Macrovesicularではinternalizationが起きていた。胆汁成分分析もほぼ同様の結論を示唆しており、5Carboxfluorescein diacetateのtransportstudyでも同様の結果を呈した。現在、投稿中である。
固体－プラズマハイブリッドカソードを用いたレーザー駆動高強度短パルス電子源の実証

高強度短パルスレーザーを固体標的に照射した際に駆動される電子パルスは、高輝度、極短パルスといった特徴を有しており、超高速に変化する現象を観察可能な電子源としての可能性を秘めている。高強度レーザーにより加速される電子のうち、そのほとんどはシース電場と呼ばれる極めて強い準静的な電場に捉えられてしまうため、利用可能な電子は極めて少なかった。本研究では、電子放出を増強するため新標的として、固体-プラズマハイブリッドカソードを提案し、これを用いた短パルス電子ビーム発生装置の開発を実施した。物質が超高速に変化する様子を直接観測することが可能となれば、基礎物理や物質科学をはじめとする広範な分野の基礎研究に発展をもたらす。短パルス電子源はこれを可能にする魅力的な放射線源の一つとして、近年精力的に研究されている。パルス幅が短く、1パルスあたりの電子数の多い高強度短パルス電子源を開発できるか否かが、超高速現象研究の発展の鍵を握っている。しかし、フォトカソードRF電子銃やフォトカソードDC電子銃に代表される従来型の電子源は、空間電荷効果のために電子の短パルス化と高強度化の両立が本質的に困難であるという問題を抱えている。さらに、フォトカソード表面の光学損傷のため、1パルスあたりの電子数を飛躍的に増大させることが難しい。これに対し、高強度フェムト秒レーザーにより加速される電子パルスは空間電荷効果や光学損傷の問題がなく、新たな高強度短パルス電子源としての可能性を秘めいている。我々はこれまでに、高強度フェムト秒レーザーと固体薄膜の相互作用による電子加速の際、固体にあらかじめプラズマを付加した物質を電子源のためのカソードとして用いることで、電子の数が1pCを超える超高強度電子源の実証に成功している。本研究では、この固体-プラズマハイブリッドカソードを用いることで、パルス幅が100fs以下であり、1パルスあたりの電子数が1pCを超える、世界最高の超強度短パルス電子源の実証を目指した。本年度は、これまでの研究により得られている固体ープラズマハイブリッドカソードの特性に関する知見を基に、短パルス電子ビーム発生装置へ実装可能なカソードの設計を行った。さらに磁気パルス圧縮器を用いた短パルス電子ビーム発生装置の設計・製作を行い、固体ープラズマハイブリッドカソードの実装を実施した。申請当初の計画通り、固体ープラズマハイブリッドカソードの設計を遂行し、次年度遂行の予定であった短パルス電子ビーム発生装置の設計製作、カソードのインストールを実施できたため、おおむね順調に進展している。しかしながら、フォトカソードRF電子銃やフォトカソードDC電子銃に代表される従来型の電子源は、空間電荷効果のために電子の短パルス化と高強度化の両立が本質的に困難であるという問題を抱えている。これに対し、高強度フェムト秒レーザーにより直接加速される電子パルスは、空間電荷効果や光学損傷の問題がなく、新たな高強度短パルス電子源としての可能性を秘めいている。本研究では、この固体-プラズマハイブリッドカソードを用いることで、パルス幅が100fs以下であり、1パルスあたりの電子数が1pCを超える、世界最高の超高強度短パルス電子源の実証を目指した。前年度までに開発した固体-プラズマハイブリッドカソードを用いた短パルス電子装置を用い、本年度は、固体ープラズマハイブリッドカソードより発生する電子パルスを時間的に圧縮し、そのパルス幅を測定した。パルス幅測定は電子パルスを駆動するレーザーより分岐された高強度レーザーと、電子パルスとの相互相関の観測により行われ、およそ100fsまで圧縮された電子パルスの発生に成功した。本研究課題における平成29年度の研究計画は、電子光学系及び磁気パルス圧縮器の設計・製作、及びこれを用いた高強度・短パルス電子発生の実証であった。電子光学系及び磁気パルス圧縮器の設計・製作は実施済みであり、当初の予定通り、電子パルス幅の測定を行うとともに、固体-プラズマハイブリッドカソードの調整を行い、超強度短パルス電子源の実証を目指す。プラズマ科学
「重症患者の全人的回復スケール」考案と看護ケアに関する研究

首都圏の高度救命救急センターに搬送された外傷指数10点以上の患者14名(男性11名、女性3名)、平均年齢41・1歳、受傷機転は交通事故11名、労働中の墜落3名を対象に、分析を行った。なお、研究への参加は、主治医、看護責任者の判断の下に、研究の概略を説明した後の本人の了承と、健康が回復し筆記が可能になった時点での承諾書への署名で確認した。またデータ収集にあたっては、身体状況・治療・ケアを最優先に行った。分析は内容分析(Krippendorf 1980)で行い、Moore(1959)の身体的回復指標(第1相III相)との比較対照も行った。結果は、557の記録単位、36の文脈単位に分けられ、60のサブカテゴリから最終的に18のカテゴリに集約された。研究者間のカテゴリ分類の一致率は90.2%であった。第I相では「出来事や自分の身体の状況が分かり先を読む」「援助者の身体を委ねる」などが、第II相では「自分のペースで過ごす」「手を借りて生活行動を為す」などが、第III相では、「体に生じた損害や障害を確かめる」「「厳しい現状をよい方に理解する」などが得られた。また患者毎のコントロール感の推移や回復過程を通して顕在化してくるコントロール内容を比較検討したところ、コントロール志向のタイプとして「折り合い模索型」「療養自己主導型」「早期社会生活再開型」の3つの型が存在することが明らかとなった。I.重症患者の回復過程と体験の分析(クリティカル期から回復期自宅療養に至るまで)1.侵襲的治療を受けた重症患者の体験についての文献検討過去10年間の文献検討(89件)より以下のことが明らかとなった、検討は(1)急性の心臓疾患により治療を受けた患者を対象としたものが主であった。そのため,(2)疾患の特徴や回復の時期が大いに関与しているものと思われるが,これらの文献からは,患者は(3)発症し侵襲的治療を受けた後に,死から生への回復を体験しており,(4)回復を促すための支援としては,痛みや苦痛を取り除くことにくわえ,(5)患者の生きる意欲や精気を高めることが特に重要であることが示唆されていた。また,(6)患者の認知に働きかけ,現状認知を促すころにより,患者自身が回復の実感を持てるよう支援することの必要性が明らかになった。2.侵襲的治療を受けた重症患者の回復意欲についてこれらの文献から,手術を受けた患者は(1)術後の経過の中で生じるさまざまな変化を回復の指標として捉えていることがわかる。そして,術後患者の回復意欲を高めるためには(2)患者と医療者との信頼関係が特に重要であろうとの提言から,(3)患者の体験を理解し,(4)適時に患者の回復意欲に働きかける看護支援の必要性が明らかになった。重症外傷患者の回復過程分析について1.分析対象者対象:都内A大学附属病院高度救命救急センターに搬入れた重症外傷患者14名内訳は男性11名、女性3名、平均年齢41歳、受傷機転は交通事故11名、労働中の墜落3名であった。病態:局所の重症度評価は、ISS:Injury Severity Score指数943点、ICU入室期間は156日であった。2.観察結果対象者一人あたり、260分から10,375分の参加観察の結果、重症外傷患者の回復過程でのコントロール感覚について、535のコードが得られた。これらを回復過程に添った統合を行い、64のサブテーマに集約された。これらをMooreの手術侵襲・外傷からの回復過程(I期4期)を分析枠組みとして分類化を行った。3.Mooreの回復過程分類に添った分析その結果、I期(傷害期)自分の置かれた状況をわかろうとする、快適な環境に整えてもらう、など32サブテーマ、II期(変換期)回復できる見通しを見出す、情報の出入りを自分で制御する、など11サブテーマ、III期(筋力回復期)もとの生活に戻る気持ちを高める、生活上の注意事項を確認する、など5サブテーマ(一部2つの時期にまたがる)が抽出された。4.コントロール志向型による分析対象者毎の類似性を検討した結果、折り合い志向型(5名)、治療法自己主導志向型(3名)、早期生活再現志向型(6名)の3タイプに分類された。

第I相では「出来事や自分の身体の状況が分かり先を読む」「援助者の身体を委ねる」などが、第II相では「自分のペースで過ごす」「手を借りて生活行動を為す」などが、第III相では、「体に生じた損害や障害を確かめる」「「厳しい現状をよい方に理解する」などが得られた。また患者毎のコントロール感の推移や回復過程を通して顕在化してくるコントロール内容を比較検討したところ、コントロール志向のタイプとして「折り合い模索型」「療養自己主導型」「早期社会生活再開型」の3つの型が存在することが明らかとなった。
方形波パルス加熱による高温域熱物性値測定法の精度向上に関する研究

近年,新素材の開発に伴い,各分野において熱物性値を精度よく計測することが切望されている.著者らはかねてより,ステップ加熱法による測定法を研究し試料全表面からの放射熱損失を考慮し,更に方形波パルス状の加熱により熱拡散率と比熱の同時測定を可能とした.しかし, 1,300K以上の温度領域に関しては,測定上,不安定要素があり,この原因の一つとして,試料表面の放射率の値が正しく知られていないことがあげられる.試料の表面処理の方法によっては放射率の温度依存性を考慮する必要のある例も報告されている.そこで本研究では,高温での放射率の値,温度依存性を明らかにして高温における測定精度の向上を図るための第一ステップとして,試料表面の放射率についてその測定方法を検討し,測定を行った.測定試料の表面塗布薄膜に関して, 1,300K以上の高温でも安定な材質を探究した.即ち(a)耐熱塗料(Black Pyromark2500),(b)シリコン系合成樹脂, (c)SiC系塗料(ミラーテックスMo),及び(d)SiC系塗料(ニューセラミックスコート)の4種類について耐熱性について検討した.その結果(d)が1,600K近くまで使用可能であり最も適していることが判明した.次に黒体炉及び加熱炉の組合せによる放射率測定装置を作製し,波長0.90μm(7731,373K)及び波長の0.65μm(1,1731,773K)の標準放射温度計を使用して,前記4種類の薄膜の放射率を測定した.その結果, 8001,600Kの温度範囲で,それぞれの塗布膜の放射率の絶対値とその温度依存性が求められた.温度依存性は比較的小さいことも求められた.次に耐熱性の優れた(d)SiC系塗料を採用して,ニッケル及びマグネシヤレンガについて,熱拡散率及び比熱を1,300Kまで測定した.その結果と従来行ってきたカーボンブラック塗布による同様の測定との比較を行った.その結果,両者の差が認められ精度の向上が認められた.近年,新素材の開発に伴い,各分野において熱物性値を精度よく計測することが切望されている.著者らはかねてより,ステップ加熱法による測定法を研究し試料全表面からの放射熱損失を考慮し,更に方形波パルス状の加熱により熱拡散率と比熱の同時測定を可能とした.しかし, 1,300K以上の温度領域に関しては,測定上,不安定要素があり,この原因の一つとして,試料表面の放射率の値が正しく知られていないことがあげられる.試料の表面処理の方法によっては放射率の温度依存性を考慮する必要のある例も報告されている.そこで本研究では,高温での放射率の値,温度依存性を明らかにして高温における測定精度の向上を図るための第一ステップとして,試料表面の放射率についてその測定方法を検討し,測定を行った.測定試料の表面塗布薄膜に関して, 1,300K以上の高温でも安定な材質を探究した.即ち(a)耐熱塗料(Black Pyromark2500),(b)シリコン系合成樹脂, (c)SiC系塗料(ミラーテックスMo),及び(d)SiC系塗料(ニューセラミックスコート)の4種類について耐熱性について検討した.その結果(d)が1,600K近くまで使用可能であり最も適していることが判明した.次に黒体炉及び加熱炉の組合せによる放射率測定装置を作製し,波長0.90μm(7731,373K)及び波長の0.65μm(1,1731,773K)の標準放射温度計を使用して,前記4種類の薄膜の放射率を測定した.その結果, 8001,600Kの温度範囲で,それぞれの塗布膜の放射率の絶対値とその温度依存性が求められた.温度依存性は比較的小さいことも求められた.次に耐熱性の優れた(d)SiC系塗料を採用して,ニッケル及びマグネシヤレンガについて,熱拡散率及び比熱を1,300Kまで測定した.その結果と従来行ってきたカーボンブラック塗布による同様の測定との比較を行った.その結果,両者の差が認められ精度の向上が認められた.1.試料表面処理法の検討方形波パルス加熱法では、各種金属、セラミクスなど様々な物質の熱物性値の測定が容易である。このため、試料の表面処理の方法としても、放射率の絶対値が大きく高温度下で安定であることに加え、各種物質に共通して行なえるものが望ましい。そこで、カーボンブラック薄膜付着、黒鉛塗料の噴霧塗装、黒鉛の真空蒸着の3種について実験してみたところ、空気中ではいずれも500°C以上の温度では消滅してしまうこと、真空中では黒鉛塗料は900°C、他は1000°Cまで使用できるがそれ以上ではやはり消滅してしまうことが判明した。なお、カーボンブラックについては短時間であれば1200°C程度まで使用が可能であるが、安定性に欠けるため、他に適当な表面処理法を考慮しなければならないことがわかった。2.放射率の温度依存性の測定放射率は、試料表面と黒体炉との放射輝度の比より測定する。目的とする処理をした試料表面は熱放射に対して拡散的であるため、これを考慮した測定方法、装置を考案し試作している。なお、先の3種の表面処理をした試料について、別に製作した組込黒体法による装置によって室温から500°Cの範囲で測定したところ、この温度範囲では放射率はほぼ一定の値を示した。

3.高温域用の熱物性値測定装置の改善現有試作装置による1000°C以上の高温域における安定な測定を実現するために、電気絶縁性、試料の保持方法、炉体構造などについて再検討し、種々の改善対策を行なった。その結果、測定信号に含まれるノイズの低下、炉内の均熱性が良くなるなど装置の基本性能の向上が確認され、装置関係の諸問題はほぼ解決された。4.今後の計画継続して高温で安定な表面処理法の確立をめざし、その放射率の温度依存性を実測し、これを測定理論に取り入れて熱物性値測定の精度向上を計る。
火成岩における剪断ひずみに伴う正孔電荷キャリアの発現メカニズム

火成岩試料を部分的に一軸圧縮し不均一なひずみ場を形成させると、試料の圧縮部から非圧縮部へ向けて電流が流れたり試料の表面が正に帯電したりする。これは、圧縮部で発現する正孔電荷キャリアが原因であると考えている。そこで本研究では、真空乾燥させたハンレイ岩ブロックを用いて、圧縮部の熱起電力を計測することによりゼーベック係数を求め、その正負値と圧縮による変化とから、正孔電荷キャリアの発現を判定した。また、有限要素法により圧縮した岩石試料のひずみ場をシミュレーションし、ひずみ場と電場(電荷キャリア数など)を連結させる係数を導出した。現所属機関に異動するタイミングで本研究が採択されたため、まずは現所属機関において本研究の室内岩石実験を行なえる場所を確保し、その整理整頓を行なう必要があった。現所属機関に電気ノイズを小さく抑えることのできる実績のある三軸プレスが現存していることを知り、なおかつPCによる加重や変位の制御を行なえることから、本実験で使用予定だった手動一軸プレスの代わりに導入することとした。しかし、故障個所を修理するのに予想以上に時間が掛かってしまった。また、そのプレスを用いた実験データ(力学的パラメータのみ)を記録できるプログラムのプロトタイプを作成した。今年度はプレスの準備に時間を要してしまったため、火成岩試料を部分圧縮させ剪断ひずみを生じさせた際に生じる電気信号と加熱させた際の温度変化を同時に計測するための条件や設定に関しては、部分圧縮させない別系統の試行実験から決めることを試みた。試行実験用の試料としては、これまでの室内岩石実験でも使用していたハンレイ岩、新しく導入する予定の人工鉱物の一つである苦土カンラン石、そして参考として純度99.999%の鉛を使った。試料への電極や熱電対の取り付け方や試料を加熱・冷却するためのペルチェ素子の電力量など、試行錯誤を繰り返すことで、ほぼ決めることができた。有限要素法ソフトウェアの講習会に参加し、その使用方法を更に向上させる予定であったが、業務の都合から参加を取り止めた。まずは、昨年度に修理したプレスをPC制御で運転するための基本的な作法を習得した。また、プレスの制御装置がアナログ出力するいくつかの基本パラメータを別途記録するためのLabVIEWプログラムを作成した。火成岩試料の一部に一軸圧縮を掛けることにより剪断ひずみを与えられるように、スペーサなど必要な治具を作成した。ペルチェ素子を試料側面付近に設置する(試料とは非接触)治具も作成し、試料を部分的に加熱・冷却できるようにした。岩石試料として、ハンレイ岩・安山岩・花崗岩・凝灰岩を用意し、複数個ずつ25mm x 30mm x 75mmサイズのブロックに成形した。これら治具と岩石試料とをプレスの容器内にセットし、実際に一軸圧縮(長時間にわたって一定荷重または一定変位で保持など)できることを確認した。電極等を試料に貼付け、一軸圧縮に伴う起電力の発生と熱起電力の変化を明瞭に検出できるようエレクトロメータやレコーダおよびそれらの配線などのセッティングの微調整を行ない、予備的な結果が得られるようになった。また、今年度に購入した有限要素法ソフトウェア(ANSYS)を用いて、火成岩試料の一軸圧縮に伴う応力場およびひずみ場といった力学的パラメータの3次元分布をシミュレーションした。金属製スペーサと岩石試料との摩擦すべりも考慮した。セットアップの対称性を考慮して全体の8分の1のみを解析することにより、過去に行なったものよりも更に現実的で詳細な結果を得ることができた。昨年度の遅延分を巻き返すに至っておらず、その分だけ今年度も遅れてしまっている。昨年度に引き続き、はんれい岩のブロック試料(サイズ:25mm x 30mm x 75mm)中央部を一軸圧縮した(剪断ひずみを与えた)際の熱起電力変化を検出するための実験を行なった。リード線の外来電気ノイズ対策や試料の湿気対策などを講じ、熱起電力信号の擾乱を抑えることができるようになった。一軸圧縮の前後で中央圧縮部の熱起電力に変化のあることは確認できたが、プレスそのものから伝わってくると思われるオフセットノイズを巧く減らすことができず、熱起電力及びゼーベック係数(数100μV/°C程度)の定量的な変化を検出するには至らなかった。そこで次は、はんれい岩のスライス試料(サイズ:25mm x 25mm x 5mm)全体を一軸圧縮した(剪断ひずみを与えた)際の電気抵抗率変化を検出するための実験を行なった。スライス中央部を10V励起し、スライス内部を通って流れる微小電流を検出した。この際にガードリング電極をスライス側面に付けることにより、表面を伝って漏れる電流の効果を削除した。10kN程度の一軸圧縮でも、電気抵抗率が半分程度にまで下がった場合もあった。もし、この変化を正孔電荷キャリアの濃度変化だけに押し付けるならば、約2倍に増えたことになる。この結果は、これまで行なってきた岩石実験から得られた結果と定性的には調和的である。有限要素法ソフトウェア(ANSYS)を用いて、はんれい岩のブロック試料(サイズ:25mm x 30mm x 75mm)中央部をペルチェ素子により加熱した際のゼーベック効果による発生電位の3次元分布をシミュレーションした。セットアップの対称性を考慮して全体の4分の1のみを解析した。

これは、圧縮部で発現する正孔電荷キャリアが原因であると考えている。そこで本研究では、真空乾燥させたハンレイ岩ブロックを用いて、圧縮部の熱起電力を計測することによりゼーベック係数を求め、その正負値と圧縮による変化とから、正孔電荷キャリアの発現を判定した。また、有限要素法により圧縮した岩石試料のひずみ場をシミュレーションし、ひずみ場と電場(電荷キャリア数など)を連結させる係数を導出した。大学を異動したタイミングで本研究が採択されたため、新職場での研究環境を整える事自体に時間が掛かってしまった。また、新しく導入しようとしたプレスの修理に時間が掛かってしまった。引き続き、火成岩試料の一軸圧縮に伴う起電力の発生と熱起電力の変化を検出するための実験を行なう。加熱する場所(熱起電力を計測する場所)を様々に変え、部分的な剪断ひずみに伴い試料全体でどのような熱起電力の変化をするのか3次元的に把握する。この電気的パラメータの分布と今年度得られている有限要素法によるひずみ場シミュレーション結果とを対応させ、それらのカップリング関数を導出する。地震電磁気学プレスの修理が完了したので、今後はピストンなどの必要な治具の整備を行ない、火成岩試料を実際に部分圧縮して剪断ひずみをPC制御で与えられるようにする。その際に、今年度に決めることができた計測条件で電気的・熱的信号も同時計測する。有限要素法ソフトウェアを使用して、上記試料内に生じたひずみ場をシミュレーションし、電気的・熱的パラメータの場と対応させることにより、それらのカップリング関数を導出する。端数が残ったが、無理に使用し切らなかった。職務を遂行するために、予定していたPCソフトウェア講習会への参加を取り止めたため。消耗品などの購入の一部に充てる。講習会で使用していたテキストを別途購入する予定。
電気化学によるグラフェンエッジの評価と制御

本研究課題では、グラフェンのπ表面とエッジとが関与する電気化学応答を明確に区別して評価することを目標とした。これを達成するための手段として、π表面の面積とエッジ長の比が異なる複数の微細加工グラフェン電極を設計・作製した。これらのグラフェン微細加工電極の一部から、電極構造の低次元構造に由来すると考えられる電気化学応答を観測した。並行して、酸化グラフェン還元体で修飾したくし形電極を作製した。酸化還元種による電極反応の差異を確認し、ストレスマーカであるコルチゾール検出に応用できることを実証した。1.電極の作製:前年度の研究により、微細加工電極作製プロセスにおけるグラフェン表面の汚染を防ぐことが重要であると認識した。今年度はまず、電極作製プロセスにおける汚染の状況を主に原子間力顕微鏡観察によって評価した。SiC上エピタキシャルグラフェンを用いて、従来法であるリフトオフ法により作製したマイクロ電極では、グラフェン上にフォトレジストが残存することが確認された。グラフェンを壊さず残存レジストを除去するためにはピラニア洗浄が最適であると判断したが、ピラニア洗浄後にはしばしばグラフェンの一部が剥離することが明らかになった。さらにグラフェンの電極作製プロセスの最適化実験を効率的に行うために、酸化膜つきSiウエハ基板に転写したCVDグラフェン(市販品)を用いた検討を同時に行った。SiC上エピタキシャルグラフェンと異なり、市販品には試料間のグラフェンの質のばらつきがあり、安定的な評価は難しかった。これらの状況により、電極作製に計画からの遅延が生じた。2.酸化グラフェン還元体を用いた電気化学計測グラフェンを用いた電極作製に解決すべき課題が多数見つかったため、視点を変えて、酸化グラフェン還元体で構成された電気化学測定用電極の作製・評価を並行して開始した。金表面を酸化グラフェンで被覆した後にヒドラジン蒸気で還元し、酸化グラフェン還元体を表面に有するくし形電極を作製した。一対のくし形電極間が酸化グラフェン還元体により通電してしまう問題点を解決するために、新たな作製プロセスを考案した。得られたくし形電極は、競合ELIZA法を用いた電気化学免疫測定法により、ストレスマーカであるコルチゾールを7.0×10^8 μA/μM/cm2の感度でモニターできることを実証した。1.電極の作製10 mm角のSiC基板上に1層グラフェンをエピタキシャル成長した。この基板を用いて、グラフェンのπ表面積が一定(0.5 mm2)で、エッジ長がそれぞれ2, 4, 10, 20, 50, 100 mmのグラフェン微細加工電極(エッジrich電極)を作製することに成功した。同様の構造でπ表面を完全にレジストで被覆しエッジのみが露出した電極を設計し、その作製法を確立した。さらに、一対の電極がかみ合った構造のくし形電極の設計・作製にも取り組み、こちらもほぼ作製法を確立した。2.電気化学計測測定用のデュアルタイプの電気化学アナライザを新規に導入した。作製した電極の電気化学特性を計測するための最適な方法の検討や試料配置のためのジグの作製を行った。作製したグラフェン微細加工電極のうち、上述のエッジrich電極を用いて、一般的な酸化還元反応系(例えばFe(CN)6 3-/4-、Ru(NH3)6 3+/2+)に対する電気化学測定を開始した。サイクリックボルタモグラム(CV)の測定では、一部の電極で電極構造の低次元性に由来すると考えられる波形が得られた。ただし、実験数および実験の再現性には不十分な点が残っており、電極構造とCV波形との相関を明確に示すまでには至らなかった。再現性が不十分な点について、微細加工電極作製プロセスにおけるグラフェン表面の汚染が一因であることを懸念しており、この解決に向けた新規プロセスの検討を始めた。グラフェン微細加工電極の作製については、計画通りに進展した。この電極を用いた電気化学計測では、酸化還元反応に対するグラフェンπ表面とエッジとの寄与を完全に分離して評価するまでには至らなかったが、測定結果の一部に微細加工電極の低次元構造に由来すると考えられる応答を観測した。電極作製法はほぼ確立できたが、グラフェン表面の汚染の問題が残っている。微細加工電極のプロセスを一部変更して、清浄なグラフェン表面を有する電極作製法へ改良する。具体的な方策として、プロセスの一部をレジストフリーな工程に変更する。これと並行して、現行プロセスによって作製したグラフェン微細加工電極を用い、電気化学測定の数を増やす。グラフェン電極のπ表面とエッジとの電気化学反応への寄与を区別して評価することが最初の目標である。エッジの電気化学特性に関しては、エッジのみが露出した電極を用いた測定を先行して行なうことも考えている。さらに電位窓を超える印加電圧領域においてのグラフェン電極の電気化学反応を評価する。特に、エッジ選択的な化学反応活性状態の実現条件を見出すことを目標とする。

この結果を、グラフェンエッジの選択的化学修飾(対象としてアミノ基-NH2およびカルボキシル基-COOH)実現のステップとする。なお、本研究の提案段階では、研究開始2年目に1層グラフェン試料から2層グラフェン試料へと発展させる予定であった。この計画を見直し、対象を1層グラフェン試料に固定することにより、上述の研究内容に焦点をあてることとする。電気化学測定用の消耗品購入およびSiCウエハ購入等に使用の予定(総額80万円)。
スピネル型フェライトのナノロッド・アレイ形成による高周波数帯域磁性材料の創製

本研究では、ナノポーラスアルミナ膜と金属酸化物磁性体との複合化による、高周波数帯域磁性材料の創製を目的とした。そこで先ず、軟磁気的性質と高電気抵抗性とをあわせもつNiZnフェライトおよびNiZnCuフェライトについて、スパッタ法により石英ガラス基板上に薄膜試料を作製し、薄膜試料の構造、および構造と磁性との相関の解明を進めた。その結果、スパッタ成膜時の石英ガラス基板の温度を室温700°Cに変化させることによって、薄膜試料中に生成する結晶の粒径を540nmに制御できることを見出すとともに、このナノ結晶性薄膜試料においては高周波磁気特性が大きく改善され、結晶粒径40nmの薄膜試料で透磁率が2GHzまで不変であることを明らかにした。次に、フェライトナノロッド・アレイの形成を目指して、ナノポーラスアルミナ膜へのNiZnフェライトのスパッタリングを試み、フェライトナノロッド(直径200nm、軸長1μm)が二次元的に配列したナノロッド・アレイ試料の作製に成功した。そして、成膜の初期過程において、フェライトのスパッタ粒子がナノポーラスアルミナ膜の孔の縁に堆積してフェライトナノドットを形成し、ナノドットを核としてスパッタ粒子の堆積が進行することによってナノロッドが生成することを明らかにした。さらに、フェライトナノロッド・アレイ試料においても、ナノ結晶性薄膜試料と同様の高周波磁気特性の改善を観測するとともに、ナノロッド・アレイ試料においては、ロッド内とロッド間の磁気相互作用を独立に変化させることが可能であり、ロッド径とロッド長の比(アスペクト比)を変化させることで、試料全体の磁気異方性ならびに磁化容易軸の制御が可能であることを明らかにした。本研究では、ナノポーラスアルミナ膜と金属酸化物磁性体との複合化による、高周波数帯域磁性材料の創製を目的としている。このために、本年度は石英ガラスを基板として、RFマグネトロンスパッタリングによるNiZnフェライト(Ni_<0.5>Zn_<0.5>Fe_2O_4)薄膜の作製条件の確立と、形成した薄膜試料の結晶構造、直流磁気特性、および、高周波磁気特性の検討を中心に研究を進めた。その結果、スパッタ時の石英ガラス基板温度を室温700°Cに制御したいずれの試料においても、Ni_<0.5>Zn_<0.5>Fe_2O_4の結晶化による回折ピークが観測され、基板温度の上昇にともなう回折ピークの先鋭化が観測された。回折ピーク幅から見積もられた結晶粒径は540nmであり、基板温度を変化させることによって、薄膜試料中に生成する結晶の粒径を数nmから数十nmの範囲で制御できることが明らかとなった。また、結晶粒径が10nm以下の試料においては、室温で超常磁性状態の発現が観測された。さらに、高周波透磁率測定の結果、粉末焼結試料では200300MHz付近で透磁率が急激に減少するのに対し、700°Cに加熱した石英ガラス基板へのスパッタリングにより作製した結晶性薄膜試料(結晶粒径40nm)においては、透磁率は約2GHzまで不変であり、薄膜化によって高周波磁気特性が大きく改善されることが明らかとなった。ここで得られた薄膜試料の作製条件に基づいて、ナノポーラスアルミナ膜へのNiZnフェライトのスパッタリングを行った結果、薄膜試料がアルミナ膜の形状を反映しながら成長することを見出すとともに、フェライトナノロッド(直径200nm、軸長1μm)が二次元的に配列したナノロッド・アレイ試料の作製に成功した。

われわれは、平成17年度の研究成果として、RFマグネトロンスパッタリング法による石英ガラス基板上へNiZnフェライト(Ni_<0.5>Zn_<0.5>Fe_2O_4)薄膜の形成において、スパッタ時の石英ガラス基板の温度を室温700°Cに変化させることによって、薄膜試料中に生成する結晶の粒径を540nmに制御できることを見出すとともに、このナノ結晶性薄膜試料においては高周波磁気特性が大きく改善され、結晶粒径40nmの試料で透磁率が2GHzまで不変であることを明らかにしている。さらに、ナノポーラスアルミナ膜へのNiZnフェライトのスパッタリングによって、フェライトナノロッド(直径200nm、軸長1μm)が二次元的に配列したナノロッド・アレイ試料の作製に成功している。そこで本年度は、フェライトナノロッド試料の結晶性を改善し、高周波数領域での透磁率を向上させることを目的として、結晶粒成長の促進効果が期待されるCuを添加したNiZnCuフェライト(Ni_<0.2>Zn_<0.6>Cu_<0.2>Fe_2O_4)について、スパッタ法による試料の作製と、得られた試料の結晶構造、および磁気特性について検討を行った。その結果、基板温度200°Cで形成した試料の結晶粒径はNiZnフェライトの場合の基板温度400°Cに対応する20nmとなり、Cuの添加によって低温域での結晶成長が促進されること、さらにNiZnCuフェライト試料はNiZnフェライト試料よりも軟磁性化して、高周波透磁率が増大することを明らかにした。本研究では,ナノポーラスアルミナ膜と金属酸化物磁性体との複合化による,高周波数帯域磁性材料の創製を目的としている。われわれは平成1718年度の研究成果として,スパッタ法による石英ガラス基板上へのNiZnフェライトおよびNiZnCuフェライト薄膜の形成において,成膜時の石英ガラス基板の温度を室温700°Cに変化させることによって,薄膜試料中に生成する結晶の粒径を540nmに制御できることを見出すとともに,このナノ結晶性薄膜試料においては高周波磁気特性が大きく改善され,結晶粒径40nmの試料で透磁率が2GHzまで不変であることを明らかにした。さらに,ナノポーラスアルミナ膜へのNiZnフェライトのスパッタによって,フェライトナノロッド(直径200nm,軸長1μm)が二次元的に配列したナノロッド、アレイ試料の作製に成功している。そこで本年度は,フェライトナノロッドの形成機構の解明を試みるとともに,フェライトナノロッド、アレイ試料の磁気特性を詳細に検討した。その結果,成膜の初期過程においては,フェライトのスパッタ粒子がナノポーラスアルミナ膜の孔の縁に堆積してフェライトナノドットを形成し,ナノドットを核としてスパッタ粒子の堆積が進行することによってナノロッドが生成することを明らかにした。さらに,フェライトナノロッド、アレイ試料においても,ナノ結晶性薄膜試料と同様の高周波磁気特性の改善を観測するとともに,ナノロッド、アレイ試料においては,ロッド内とロッド間の磁気相互作用を独立に変化させることが可能であり,ロッド径とロッド長の比(アスペクト比)を変化させることで,試料全体の磁気異方性ならびに磁化容易軸の制御が可能であることを見出した。
地域社会開発・運営における農協の役割に関する研究

本研究では,今後の農協の使命が,従来の農家の所得向上から,地域の維持・発展にシフトしたとの認識に立ち,(1)新たな地域農業の担い手の育成,(2)地場産業の担い手の育成など地域経済の振興,(3)環境低負荷型農業・農村生活の普及・促進,(4)高齢者福祉活動への参加・関連施設の整備推進,といった側面を切り口に,農協の実態と今後のあり方を明らかにした.(1)・(2)に関しては,農協組織のリストラクチャリングの一環として,その事業の一部をアウトソーシングし,地域農業の維持と新たな事業展開に結びつけた事例を調査した.農協は非営利部門だけをアウトソーシングしており,このままでは地域農業の維持と新たな事業展開は困難であるとの結論を得た。また,(3)に関しては,LCA(ライフサイクルアセスメント)の観点から,地域資源利活用・循環型社会における農業の役割としての有機性廃棄物堆肥化に着目し,その有効性を検討した.堆肥化においては,施設の省エネルギーが環境負荷を極小化する重要な要因となることを明らかにした.(4)に関しては,既存の社会福祉制度に当てはまらない高齢者を,農協が独自の福祉ボランティアを組織してカバーすることが可能であることが判った.また,農協本体は,これまでの広域合併農協路線では,景気低迷・農産物価格低下・農業農村の衰退を背景に機能の限界に達し,農村地域における最大の経済主体ではあるものの,存続自体が危機に瀕していることが判った.この点は,コーポレート・ガバナンス論を農協の運営に適用し,明らかにした.また,農協組織のあり方について,従来の広域合併ではなく,農協同士のネットワーク化が有効であるとの結論を得た.本研究では,今後の農協の使命が,従来の農家の所得向上から,地域の維持・発展にシフトしたとの認識に立ち,(1)新たな地域農業の担い手の育成,(2)地場産業の担い手の育成など地域経済の振興,(3)環境低負荷型農業・農村生活の普及・促進,(4)高齢者福祉活動への参加・関連施設の整備推進,といった側面を切り口に,農協の実態と今後のあり方を明らかにした.(1)・(2)に関しては,農協組織のリストラクチャリングの一環として,その事業の一部をアウトソーシングし,地域農業の維持と新たな事業展開に結びつけた事例を調査した.農協は非営利部門だけをアウトソーシングしており,このままでは地域農業の維持と新たな事業展開は困難であるとの結論を得た。また,(3)に関しては,LCA(ライフサイクルアセスメント)の観点から,地域資源利活用・循環型社会における農業の役割としての有機性廃棄物堆肥化に着目し,その有効性を検討した.堆肥化においては,施設の省エネルギーが環境負荷を極小化する重要な要因となることを明らかにした.(4)に関しては,既存の社会福祉制度に当てはまらない高齢者を,農協が独自の福祉ボランティアを組織してカバーすることが可能であることが判った.また,農協本体は,これまでの広域合併農協路線では,景気低迷・農産物価格低下・農業農村の衰退を背景に機能の限界に達し,農村地域における最大の経済主体ではあるものの,存続自体が危機に瀕していることが判った.この点は,コーポレート・ガバナンス論を農協の運営に適用し,明らかにした.また,農協組織のあり方について,従来の広域合併ではなく,農協同士のネットワーク化が有効であるとの結論を得た.初年度は現状把握,及び地域社会開発に先進的な取り組みを行っている農協について調査した.この結果,農業分野で従来指摘されている諸問題が近年一層深刻化していることが判った.中山間地域問題を解決する方法として,農業生産法人等による営農受託がある.岩手県花巻農協を母体とする「プロ農夢」は,健全な経営が特徴である.一因として,営農受託型の法人は営農条件の悪い土地を委託される場合が多かったが,プロ農夢では条件有利な平野の水田を受託できたことが挙げられる.つまり,平野部でも既に相当な耕作放棄,営農不能が進行しつつあるということだ.また,現状の農協が抱える問題も更に深刻化している.農協は経営合理化の為大型合併を行っているが,大規模化によるリストラは,農家対応の悪化を招いている.結果,農家は系統出荷への魅力,信頼性を失いつつあり,その今日的な存在理由が問われている.一方,欧州では,農業と地域開発・運営の関係が日本とは決定的に異なることが判った.特に北欧では,農業(林業)による地域へのエネルギー供給という,日本には見られない関係がある.これは,再生可能エネルギー利用を目的に,農業サイドでエネルギー作物の作付,家畜糞尿や生ゴミからのバイオガス回収,地域サイドでその積極的な利用(地域熱供給,バイオガスバス等)が行われている.地域開発・運営は,新たな産業開発や土地改良等ではなく,日本農業の持続可能性の確保と,その為の開発・運営であることが最も重要であることが判った.欧州の例のように,今後日本の農業分野で積極的に資源・エネルギーの再生利用に取り組むことにより,農業の活性化を図るとすれば農協の持つ労働力・資本力は極めて重要な役割を持つ.本研究では,今後の農協の使命が,従来の農家の所得向上から,地域の維持・発展にシフトしたとの認識に立ち,(1)新たな地域農業の担い手の育成,(2)地場産業の担い手の育成など地域経済の振興,(3)環境低負荷型農業・農村生活の普及・促進,(4)高齢者福祉活動への参加・関連施設の整備推進,といった側面を切り口に,農協の実態と今後のあり方を明らかにした.(1)・

(2)に関しては,農協組織のリストラクチャリングの一環として,その事業の一部をアウトソーシングし,地域農業の維持と新たな事業展開に結びつけた事例を調査した.農協は非営利部門だけをアウトソーシングしており,このままでは地域農業の維持と新たな事業展開は困難であるとの結論を得た.また,(3)に関しては,LCA(ライフサイクルアセスメント)の観点から,地域資源利活用・循環型社会における農業の役割としての有機性廃棄物堆肥化に着目し,その有効性を検討した.堆肥化においては,施設の省エネルギーが環境負荷を極小化する重要な要因となることを明らかにした.(4)に関しては,既存の社会福祉制度に当てはまらない高齢者を,農協が独自の福祉ボランティアを組織してカバーすることが可能であることが判った.また,農協本体は,これまでの広域合併農協路線では,景気低迷・農産物価格低下・農業農村の衰退を背景に機能の限界に達し,農村地域における最大の経済主体ではあるものの,存続自体が危機に瀕していることが判った.この点は,コーポレート・ガバナンス論を農協の運営に適用し,明らかにした.また,農協組織のあり方について,従来の広域合併ではなく,農協同士のネットワーク化が有効であるとの結論を得た.
アルツハイマー神経原線維(PHF)に対するモノクローン抗体の調製

アルツハイマー病脳に蓄積するPaired Helical Filament(PHF)の構成成分の同定はPHFの不溶性のため困難をきたしている。われわれは、免疫化学的同定を試み抗PHFモノクローナル抗体を調製した。マウスでは抗体をつくるのは非常に困難であり、Lewis系ラットを免疫動物として用いた。その結果抗PHFの1クローンが確立された。このモノクローナル抗体(DF1)がPHFに結合することを以下の方法で確認した。単離したneurofibrillary tangleをDF1が染めるかどうか。ホルマリン固定切片中のfangleを染めるかどうか。Immunogold法を用いて電顕下にDF-1がPHFに結合するかどうか。この結果DF-1は確かにPHFに結合することが判明した。Inmunoblot法で、DF-1は水溶性画分中の分子量約5,000のタンパク(5kタンパク)を認識した。5kタンパクは対照脳、アルツハイマー病脳の双方に存在した。われわれはこの5kタンパクがPHFの前駆体という想定のもとに、5kタンパクを精製しその一次構造と決めタンパクの同定を試みた。対照脳の水溶性画分を出発材料として、硫安分画、セファデックスG50、HPLCを用いて5kタンパクを精製した。精製5kタンパク標品を用い、気相シーケネータで、N末端から34番目までのアミノ酸配列が決定できた。データベースの検索からこの34個のアミノ酸配列はヒト・ユビキチン(76残基)のN末端配列と完全に一致した。したがってモノクローナル抗体DF1が認識する5kタンパクはユビキチンである。この事実はユビキチン自体がPHF内にくみこまれていることを示唆する。ユビキチンは細胞内のATP依存性タンパク分解機構において重要な役割をしている。ユビキチンがATP依存性に標的タンパクとの間にイソペプチド結合をするとその標的タンパクは分解される。何故ユビキチンがPHF上に濃縮されて存在するか現在のところ不明である。ユビキチンが細胞骨格成分(例えばtau)と結合し、PHF上に固定化している可能性が考えられる。
陽的Runge-Kutta法の並列化と精度保証

常微分方程式の精度保証の基礎となる非線形方程式の数値計算の精度保証を行なうために,C_<++>言語を用いて,区間解析ライブラリと自動微分ライブラリを作成した.具体的に,自動微分に関してはボトムアップ型の自動微分法をC_<++>言語によって,自動微分クラスを定義し演算子多重定義によって実現した.また,区間解析については,自動微分クラスを要素に持つ区間クラスを定義し,自動微分同様に演算子多重定義によって実現した.これらは以後の精度保証の研究開発の大きな武器となる.これらを用いて一般的な非線形方程式の解の精度を,倍精度浮動小数点数の範囲内において保証することが可能となった.任意の精度まで保証するための幾つかのアイデアも考案したが,計算量とのトレードオフを考慮するとこれで実用上十分な精度であると考えられる.並列計算機上へ実装するための準備として,Runge-Kutta法の並列性についての考察を行ったが,有効と思われる並列性を抽出することはできなかった.特にメッセージパッシング方式での実装においては単一プロセッサの高速な計算機の優位性が目立った.これについてはすでに他の研究者による幾つかの成果が発表されているので,更に検討を要する.常微分方程式の精度保証の基礎となる非線形方程式の数値計算の精度保証を行なうために,C_<++>言語を用いて,区間解析ライブラリと自動微分ライブラリを作成した.具体的に,自動微分に関してはボトムアップ型の自動微分法をC_<++>言語によって,自動微分クラスを定義し演算子多重定義によって実現した.また,区間解析については,自動微分クラスを要素に持つ区間クラスを定義し,自動微分同様に演算子多重定義によって実現した.これらは以後の精度保証の研究開発の大きな武器となる.これらを用いて一般的な非線形方程式の解の精度を,倍精度浮動小数点数の範囲内において保証することが可能となった.任意の精度まで保証するための幾つかのアイデアも考案したが,計算量とのトレードオフを考慮するとこれで実用上十分な精度であると考えられる.並列計算機上へ実装するための準備として,Runge-Kutta法の並列性についての考察を行ったが,有効と思われる並列性を抽出することはできなかった.特にメッセージパッシング方式での実装においては単一プロセッサの高速な計算機の優位性が目立った.これについてはすでに他の研究者による幾つかの成果が発表されているので,更に検討を要する.
320列領域検出器型CTを用いた閉塞性肺疾患への抗炎症薬の効果

COPD患者における閉塞性換気障害を評価する手段として、ADCTと呼吸機能検査のパラメータを比較する。周波数依存性・呼吸周期依存性をもってレジスタンスの上昇を認めるCOPD患者は、% 1秒量、1秒率、残気量、残気率がレジスタンスの上昇を認めない群よりも悪化していた。同様にADCTの指標である6次分枝のレベルでのT/D比が高値であった。R5-R20は、6次分枝レベルでの気道内腔径と負の相関を、気道壁面積%と正の相関を示した。本年度より気管支喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)を対象に症例を蓄積しており、現在50例程度、同意をいただき、順次各種臨床データを収集しているところである。Volume scanによる撮像法による肺、気道の撮像により期待されていた気道と肺野の変化を評価しうる画像が得られており、吸気相と呼気相において画像が再現性をもって比較され、評価されうることが確認された。具体的なCTの計測として、従来より行われている5次分枝もでの計測については十分な評価が可能だった。COPD患者での検討では、気道壁面積、肺野低吸収域は非COPD患者のCTよりも大である傾向が得られ、平均肺野濃度、気道内腔面積は小である傾向が認められ、COPDの病態を十分に評価しうるものであることを確認した。現在得られたCT画像の計測を順次行うとともに、よりよく吸気相と呼気相のCTによる構造変化の評価と肺機能検査とのダイナミックな変化との関わりを評価する方法について、研究分担者とともに議論をすすめているところである。また、吸気と呼気の呼吸インピーダンスの変化を評価し、経時的なダイナミックな変化を可視化することが可能となっている(モストグラフ)が、本法によって得られる肺機能生理学的変化をCTと対比すると、COPDと重喫煙者において、CTでの気道壁面積の増加と、呼吸インピーダンスの増加、呼吸ルジスタンスの周波数依存性の出現が健常者に比して優位に認めることが見いだされた。今後喫煙者の肺野、気道の変化がCOPD発症につながるメカニズムが明らかになる可能性があり、来年度以降の経時的な変化の評価を行いたいと考えている。昨年度から集積した患者データの内、現在までに27名のデータ解析を行い、スパイロメーターとモストグラフより得られた呼吸機能指標とArea-detector CT (ADCT)より得られた画像の計測値の比較検討を行った。27名のうち、19名はCOPD患者(重症度:I度4名、II度11名、III期4名)であり、8名は喫煙者であるが1秒率が70%以上を有する群であったため、COPD群と非COPD群として両群間での比較検討を行った。以前からCOPDの画像評価に用いられていたCTによるLAA%の比較では両群間に差を認めなかった。一方で、末梢気道病変、気道impedanceを反映するといわれるR5-R20値は、ADCTより得られた末梢気管支の気道内径や気道の断面積と有意に相関が見られた。ADCTの特性を生かし、呼気相と吸気相で、それぞれCT撮影を行い、気道径の計測を行ったが、気道内径の呼気、吸気相での変化率とは有意な相関は得られなかった。呼吸による細気管支の変動によって、同一部位での気道内径の測定ができていないことが考えられ、検討を要するところである。今後は吸入ステロイドや気管支拡張薬の効果による気道病変の変化が、ADCTで評価可能か検討していく予定である。データ集積を重ね、40名のデータを得た。この内、COPD患者27名のデータ解析を行い、スパイロメーターとモストグラフより得られた呼吸機能指標とArea-detector CT(ADCT)より得られた画像の計測値の比較検討を行った。オシレーション法を用いて呼吸インピーダンスの変化を測定し、周波数依存性を示す指標としてR5-R20、呼吸周期依存性を示す指標としてR5subを設定し、肺機能検査、胸部CT検査について比較検討した。CTにてlowattenuation area%が高値(LAA>20%)の患者13人について、周波数依存性または呼吸周期依存性が見られる群と見られない群に分け、比較検討したところ、R5-R20とR5subは、V25, V50, MMF、%LAAと有意な相関を示した。また、R5-R20は気道壁厚/外径(T/D)比とも有意な相関を示した。%LAAが高値であった13人のうち、周波数依存性または呼吸周期依存性が見られたのは9人であった。どちらも見られなかった群との比較では、T/D比(3次分枝)にて、有意な差が見られた(p=0.042)。オシレーション法における周波数依存性、呼吸周期依存性は、末梢気道病変の存在を示唆する重要な因子であることが示唆された、気管支喘息患者のデータについても評価していく予定である。