hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体内時計による脂肪細胞分化始動調節に着目した生活習慣病の発症機序の解明

これまでに、肥満糖尿病(ob/ob)マウスの内臓脂肪組織では、時計遺伝子Dbpの転写調節領域におけるヒストンアセチル化が低下しており、HDAC阻害薬(Entinostat)を投与するとDbp遺伝子の発現およびob/obマウスのインスリン感受性が改善することを見出している。平成28年度に行った検討において、Entinostatを投与したob/obマウスでは脂肪細胞の分布が小さい細胞径へシフトすること、この変化はDBPタンパクの増加を介したPpar-γ(脂肪細胞分化のレギュレーター)の発現上昇に起因し、ob/obマウスの血中アディポネクチン量が増加することを明らかにした。平成30年度では、Entinostatの作用がob/obマウスに特異的なものであるか検証を行った。野生型のB6マウスにEntinostatを投与しても、DBP発現量や脂肪細胞径分布、さらにインスリン感受性に変化を認めなかった。また、3T3-L1細胞にEntinostatを添加して脂肪細胞誘導処置を施しても、その影響は認めなかった。これらの結果は、Entinostatによるマウスのインスリン感受性改善には、ヒストン低アセチル化のような特殊環境条件が必要であることを示唆するものである。並行して実施しているヒト内臓脂肪組織を用いた検討では、対象者からの試料収集を終了し、最終解析を行っている。ヒト内臓脂肪組織(特に大網脂肪組織)内のDbp遺伝子のヒストンアセチル化レベルおよびDbp mRNA発現量は、糖尿病患者の方が非糖尿病患者よりも低値である傾向を認めている。現在、大網脂肪組織中Dbp mRNA発現量と相関性を認める血中因子の探索を行っている。実験動物および培養細胞を用いた基礎研究については、その成果をまとめて海外学術雑誌にて発表した。平成30年度には、国際共同研究加速基金(国際共同研究強化、課題番号17KK0198)に基づく事業遂行のために、2018年6月から12月の期間に米国共同研究機関にて研究を行った。本課題については、国内研究協力者の支援をうけて研究を継続実施したが、ヒト内臓脂肪を用いた研究を当初のスケジュール通りに遂行することができなかった。【基礎研究】当初の計画に従い、内臓脂肪組織特異的にDBP発現を低下させた遺伝子改変マウスの作製を行い、インスリン感受性調節における脂肪組織内DBPの重要性を検証する。【ヒト試料研究】回収したヒト内臓脂肪組織を用いた検討を継続する。Dbp発現異常の機序解明に取り組むと共に、内臓脂肪内DBP発現量を反映する血中バイオマーカーの探索も行っていく。これまでに肥満糖尿病(ob/ob)マウスの精巣上体脂肪組織を用いた検討および培養細胞を用いた検討から、PAR-bZIP時計遺伝子は脂肪細胞分化の起点であると推測された。平成28年度ではまず、脂肪細胞の細胞径分布について正常マウスとob/obマウスで比較した結果、ob/obマウスにおける細胞径分布のピークは正常マウスよりも大であった。HDAC阻害薬であるMS275をob/obマウスに投与すると、前駆脂肪細胞におけるDBP発現量が増加し、脂肪細胞の細胞径分布のピークは小さい細胞径へシフトした。さらに、MS275は血中アディポネクチン濃度を上昇させob/obマウスのインスリン感受性を有意に改善した。これらの事から、MS275投与により前駆脂肪細胞内から脂肪細胞への分化が促進し、アディポネクチンを分泌する小型の脂肪細胞が増加したものと考えられた。前駆脂肪細胞内でDBPの発現調節を受ける脂肪細胞分化関連因子を探索したところ、Ppar-γのアイソフォームであるPppr-γ1svが候補に挙がった。ob/obマウスの前駆脂肪細胞におけるPppr-γ1sv mRNA発現量およびPpar-γ遺伝子の5'上流におけるDBP結合量は、いずれも正常マウスと比較して有意に小であった。MS275をob/obマウスに投与すると、前駆脂肪細胞内のPppr-γ1sv mRNA発現量およびDBP結合量は有意に上昇した。したがって、マウスの精巣上体脂肪組織内の前駆脂肪細胞において、PAR-bZIP時計遺伝子であるDBPはPppr-γ1svの転写を促進することにより脂肪細胞への分化を誘導することが示唆された。マウスを用いた基礎研究において、PAR-bZIP時計遺伝子により誘導される脂肪細胞分化のレギュレーター因子を見出せるか否かが、平成28年度における大きな課題であった。当初は分子生物学的手法を用いた網羅的な解析を予定していたが、文献的調査において候補分子(Ppar-γ1sv)が見出された。さらに、この遺伝子の上流にはPAR-bZIP時計遺伝子の応答配列が存在しており、MS275をob/obマウスに投与することでこの配列へのDBP結合量が増加していることを明らかにすることができた。臨床研究においては、自治医科大学医学部消化器外科学部門および人体病理学部門の協力の得て、ヒト内臓脂肪組織サンプルの収集を進めた。糖尿病および非糖尿病患者の大網脂肪をそれぞれ10例以上、腸間膜脂肪もそれぞれ10例以上を収集することができた。以上より、基礎研究および臨床研究とも当初の計画通りに進行している。肥満糖尿病(ob/ob)マウスの内臓脂肪組織では、時計遺伝子Dbpの転写調節領域におけるヒストンアセチル化が低下しており、HDAC阻害薬(Entinostat)を投与するとDbp遺伝子の発現およびob/obマウスのインスリン感受性が改善することを見出している。

平成28年度に行った検討において、Entinostatを投与したob/obマウスでは脂肪細胞の分布が小さい細胞径へシフトすること、この変化はDBPタンパクの増加を介したPpar-γ(脂肪細胞分化のレギュレーター)の発現上昇に起因することが推察された。平成29年度では、内臓脂肪細胞内のDBP発現上昇の影響について検討を加えた。Entinostat投与群において、小さい細胞径の脂肪細胞が増加したことにより、ob/obマウスの血中アディポネクチン量が増加し、さらに骨格筋におけるIRS-1のリン酸化も促進していることを明らかにした。これらの結果は、Entinostatによりob/obマウスのインスリン感受性が改善した結果を支持するものである。このEntinostatの影響は、マウスの活動期初期において顕著であった。また、DBP発現とPpar-γの転写活性の関連を明らかにするため、siRNAによりDbp発現をノックダウンした3T3-L1細胞を用いた。その結果、脂肪細胞への分化成熟期においてPPAR-γタンパク発現量および脂肪細胞への分化が抑制されることを明らかにした。さらに、ヒト内臓脂肪組織を用いた検証も並行して行った。ヒト内臓脂肪組織(特に大網脂肪組織)内のDbp遺伝子のヒストンアセチル化レベルおよびDbp mRNA発現量は、糖尿病患者の方が非糖尿病患者よりも低値である傾向を認めている。現在解析の中途であるが、ヒト内臓脂肪組織においても、ob/obマウスと同様の時計遺伝子発現異常が認められると推測される。実験動物および培養細胞を用いた基礎研究については、その成果をまとめて海外学術雑誌に現在投稿中である。ヒト内臓脂肪を用いた研究については、検出力のある解析が実施できる試料数が回収できており、平成30年度内に成果をまとめていく計画である。これまでに、肥満糖尿病(ob/ob)マウスの内臓脂肪組織では、時計遺伝子Dbpの転写調節領域におけるヒストンアセチル化が低下しており、HDAC阻害薬(Entinostat)を投与するとDbp遺伝子の発現およびob/obマウスのインスリン感受性が改善することを見出している。平成28年度に行った検討において、Entinostatを投与したob/obマウスでは脂肪細胞の分布が小さい細胞径へシフトすること、この変化はDBPタンパクの増加を介したPpar-γ(脂肪細胞分化のレギュレーター)の発現上昇に起因し、ob/obマウスの血中アディポネクチン量が増加することを明らかにした。平成30年度では、Entinostatの作用がob/obマウスに特異的なものであるか検証を行った。野生型のB6マウスにEntinostatを投与しても、DBP発現量や脂肪細胞径分布、さらにインスリン感受性に変化を認めなかった。また、3T3-L1細胞にEntinostatを添加して脂肪細胞誘導処置を施しても、その影響は認めなかった。これらの結果は、Entinostatによるマウスのインスリン感受性改善には、ヒストン低アセチル化のような特殊環境条件が必要であることを示唆するものである。並行して実施しているヒト内臓脂肪組織を用いた検討では、対象者からの試料収集を終了し、最終解析を行っている。
高度言語理解のための意味・知識処理の基盤技術に関する研究

本研究は、文解析研究で成功してきた手法、すなわち、巨大な文書集合を使った機械学習技術と記号処理アルゴリズムとを融合する手法を、意味・文脈・知識処理に適用することで、言語処理技術にブレークスルーをもたらすことを目標として研究を遂行した。この結果、(1)言語理論に基づく深い文解析の高速で高耐性なシステムの開発、(2)意味・知識処理のための大規模付記コーパス(GENIAコーパス)の構築と公開、(3)深い文解析の結果を用いた固有名、事象認識などの意味・知識処理手法の開発、(4)大規模なテキスト集合の意味・知識処理を行うためのクラウド処理用ソフトウェアシステムの開発、において世界水準の成果を上げた。(2)で構築されたGENIAコーパスは、生命科学分野でのテキストマイニング研究のための標準データ(Gold Standard)として、国際コンペティション(BioNLP09、BioNLP11)の訓練・テスト用のデータとして、採用された。また、(1)の研究成果と機械学習とを組み合わせた(3)の成果は、これらのコンペティションで高い成績を収めている。また、(1)と(4)の成果により、Medlineの論文抄録データベース(2千万件、2億超の文)からの事象認識と固有名認識を数日で完了できることを実証した。その成果は、意味処理に基づく知的な文献検索システム(MEDIE)として公開されている。本研究は、過去10年間、文解析研究で成功してきた手法、すなわち、巨大な文書集合からの機械学習技術と記号処理アルゴリズムとを融合する手法を、意味・文脈・知識処理に適用することで、言語処理技術にブレークスルーをもたらすことを目標とする。このために、テキストへの意味アノテーション付与、分野オントロジーの自動構築、意味・知識に基づく文解析手法、資源共有型の分散計算機環境の構築、の研究を行う。本研究は、過去10年間、文解析研究で成功してきた手法、すなわち、巨大な文書集合からの機械学習技術と記号処理アルゴリズムを融合する手法を、意味・文脈・知識処理に適用することで、言語処理技術にブレークスルーをもたらすことを目標とする。このため、テキストへの意味アノテーション付与、分野オントロジーの自動構築、意味・知識に基づく文解析手法、資源共有型の分散計算機環境の構築、の研究を行う。平成18年度は、プロジェクトの初年度として、分散計算機環境の基盤となるクラスターの構築を行うとともに、以下の研究成果を上げた。1.事象アノテーション:生命科学での標準オントロジーであるGO(Geneontology)に基づき37の事象カテゴリを設定し、これを使ってMEDLINE論文抄録(1,000)に事象アノテーションを行った。9,000文に対して、34,000の事象をアノテートしたものであり、質・量の両面で同種の試みをリードする成果になっている。2. GENIAコーパスと分野オントロジーのリンク: GO、UMLS、Mesh、BioPAXなど、標準となるオントロジーと文書アノテーションのために我々が開発したGENIAオントロジーとの相互リンクを確立した。これは、次年度以降の知識処理研究の基礎となる。3.文解析システムの高度化、高効率化:英文解析器(Enju)の高速化を行い、従来比50倍の速度向上を得た。また、意味・知識処理に不可欠な分野適応技術の枠組みを設定し、生命科学文献における解析精度を86.39%から90.15%に向上させることに成功した。この2つの技術は、次年度以降、意味・知識を導入した言語処理を行う基盤となる。4.分野適応と文書アノテーション:能動型の機械学習(Active Learning)をPOSタガーに適用することで、10分の一のアノテーション文書でほぼ同じ性能(精度98.5% vs 98.4%)が達成できることを確認した。この成果をより複雑度の高いタスク(Shallow/Deep Parsing, NER、ERなど)に適用していくことが、来年度以降の課題となる。本研究は、文解析研究で有効であった機械学習技術と記号処理アルゴリズムとを融合する手法を、意味・文脈・知識処理に適用することで、高度な言語処理技術の構築を目指している。

このために、テキストヘの意味・文脈アノテーション付与、分野オントロジーの自動構築、意味・知識に基づく文解析手法、資源共有型の分散計算機環境の構築の研究を行う。平成19年度は、初年度に構築した分散計算機環境の基盤を本格的な言語処理研究に活用することで、以下の研究成果を上げた。1.意味・文脈情報のアノテーション:初年度に第一版を構築した生命科学の事象アノテーション結果をGO、UMLS、Meshなどの標準オントロジーとリンクし、世界に公開した。また、文脈処理研究の基盤データとして、論文抄録からフルペーパに対象を拡張し、文を超えた共参照関係のアノテーションを付与した。2.テキストからの知識抽出:生命科学論文からの知識抽出タスクとしてタンパク質相互作用の抽出を行い,開発中の英文解析器の結果と機械学習手法(ME)の結合で世界最高水準の抽出結果(59%)を得た。このことは,テキストから知識へ写像において深い文構造解析が有効であることを示すものとなった。3.大域的構造の解析: 1の結果を活用して共参照関係認識プログラムを構築し,用語意味クラスと深い構造解析の結果を活用するモデルを構築した。このモデルは,平成20年度以降の研究でさらに詳細化される文脈処理モデルの基礎となる。4.大規模テキスト処理の計算環境: MEDLINE抄録データベース(16百万抄録)に対して,用語意味認定,構文解析,関係抽出のすべての処理を数時間で完了できるシステムを構築した。一週間の時間と人手によるジョブ管理が数時間の自動処理に置き換えられたことは,本プロジェクトの大きな成果である。5.機械翻訳の予備実験:意味・知識処理の研究成果を統合する日中機械翻訳システムのプロトタイプを構築.特に専門用語の意味辞書を自動構築する実験を行い,すぐれた結果を得た。本研究は、機械学習技術と記号処理アルゴリズムとを融合した手法を、意味・文脈・知識処理に適用することで、高度な言語処理技術の構築をめざしている。このために、本格的な意味知識処理を含む高度言語処理にとって必要な3つの基盤、(1)構造に関する理論と確率・機械学習の理論を有機的に統合した理論、(2)大規模な意味・知識リソース、(3)大規模データを処理する計算環境を確立した上で、(4)意味・知識処理技術の研究を系統的に行うことを目的としている。また、研究成果の有効性を実証できる応用システムとして、(5)生命科学分野のテキストマイニングと高品質機械翻訳のシステムの開発を同時進行的に行なっている。平成20年度は、以下の研究をおこなった。1.深い文解析と意味知識処理:深い文解析を本格的な情報抽出(タンパク質相互作用の抽出)に適用し、従来のシステムの精度を格段に向上させた。深い解析が情報抽出に有効との結果を世界で最初に実証した。2.系列tagging学習器:隠れ変数を使った機械学習を言語処理へ適用し、深い文解析の速度を20倍向上させるとともに、固有名認識などの意味処理タスクでも、世界最高水準のパフォーマンスを達成した。3. GENIA
C1化合物・シアンからの有用物質生産プロセスの開発

大きく別けて[I]と[II]の2つの実験を行った。[I]Pseudomonas ovalisから(シアンとアミノ酸が縮合し)ニトリルを合成する酵素(β-シアノアラニン合成酵素)の精製標品アミノ酸配列の情報をもとに、本菌の染色体DNAに対しPCR反応を行った。本PCR反応により増幅したDNA断片(約700bp)をプローブとして、サザンハイブリダイゼーションでポジティブな約2kpのDNA断片を取得し、全塩基配列を決定した。次に、大腸菌におけるβ-シアノアラニン合成酵素の発現を検討した結果、多量のβ-シアノアラニン合成酵素が発現し、最適条件下では可溶性タンパク質の約40%を占めるに至った。続いて、ニトリラーゼとβ-シアノアラニン合成酵素を組み合わせたKCNからのアミノ酸合成実験を行った。Rhodococcus rhodochrous K22のニトリラーゼとP.ovalisのβ-シアノアラニン合成酵素の構造遺伝子をそれぞれlacプロモーターの下、大腸菌で発現させた結果、両酵素とも可溶性タンパク質として発現した。本両酵素含有粗抽出液をKCNとO-acetyl-L-serineを含む系に添加し反応させたところ、速やかにKCNからβ-シアノアラニンが生成した後、Aspの生成が認められた。[II]ニトリルヒドラターゼとβ-シアノアラニン合成酵素を組み合わせたシアンからのアミノ酸合成実験を行った。すなわち、放線菌R.rhodochrous J1のニトリルヒドラターゼ遺伝子プロモーターの下流にニトリルヒドラターゼとPseudomonasのβ-シアノアラニン合成酵素の遺伝子を連結した発現プラスミドを構築し、R.rhodochrous ATCC12674で発現させた。得られた形質転換体の無細胞抽出液をHCNとO-アセチル-L-Serを含む系に添加し反応させたところ、速やかにKCNからβ-シアノアラニンが生成し、最終生成物であるAsnの生成が認められた。一方、β-シアノアラニン合成酵素遺伝子だけを導入した大腸菌形質転換体が本酵素を大量に生成することを認め、本無細胞抽出液から精製した本酵素と、(別にR.rhodochrousJ1から精製した)ニトリルヒドラターゼをともに使用して実験を行ったところ、KCNとO-アセチル-L-Serからβ-シアノアラニンが生成し、その後、比較的収率よくAsnへ変換された。このように、Cl化合物であるKCNを利用して有用なアミノ酸を合成できる系を確立した。Pseudomonas ovalisから(シアンとアミノ酸が縮合し)ニトリルを合成する酵素(β-シアノアラニン合成酵素)の精製標品のN末端及び内部アミノ酸配列の情報をもとに作製したプライマーを用いて、本菌の染色体DNAに対しPCR反応を行った。本PCR反応により増幅したDNA断片(約700bp)をプローブとして、新たに染色体DNAに対してサザンハイブリダイゼーションを行い、約3kbのDNA断片を取得したが、目的の遺伝子の全長を含まないことが判明した。

そこで、得られた約3kb中の構造遺伝子の領域(約680bp)を新たにプローブとしてサザンハイブリダイゼーションを行った結果、全長を含む約2kbのDNA断片を取得した。本DNA断片をpBluescriptに挿入し、全塩基配列を決定した結果、本酵素は323アミノ酸から成り、分子量34,263であることが推定された。次に、大腸菌におけるβ-シアノアラニン合成酵素の大量発現の実験を行った。本酵素構造遺伝子の塩基配列をもとにプライマーをデザインしてPCR反応を行い、増幅したDNA断片をpUC18に挿入したプラスミドを構築し、大腸菌での発現を検討した。その結果、多量のβ-シアノアラニン合成酵素が発現し、最適条件下では可溶性タンパク質の約40%を占めるに至った。本酵素を精製し、吸収スペクトルを測定した結果、典型的なPLP酵素であることが判明した。従って、補酵素PLPの結合部位の決定を試みた結果、本酵素の43Lysine残基にPLPが結合していることが明らかになった。さらに、ニトリラーゼとβ-シアノアラニン合成酵素を組み合わせたシアンからのアミノ酸合成実験を行った。本年度は、ニトリルヒドラターゼとβ-シアノアラニン合成酵素を組み合わせたシアンからのアミノ酸合成実験を行った。すなわち、放線菌Rhodococcus rhodochrous J1の(ニトリルをアミドに変換する酵素)ニトリルヒドラターゼ遺伝子プロモーターの下流にニトリルヒドラターゼとPscudomonasのβ-シアノアラニン合成酵素の遺伝子を連結した発現プラスミドを構築し、Rhodococcus rhodochrous ATCC12674で発現させた。得られた形質転換体の無細胞抽出液をSDS/PAGEで解析した結果、(αとβのヘテロなサブユニットから構成される)ニトリルヒドラターゼとともに、β-シアノアラニン合成酵素が可溶性タンパク質として、大量に発現することを認めた。続いて、得られた形質転換体の無細胞抽出液をシアンとO-アセチル-L-セリンを含む系に添加し反応の経過を追ったところ、速やかにシアンからβ-シアノアラニンが生成し、続いて、最終生成物であるアスパラギンの生成が認められた。一方、β-シアノアラニン合成酵素遺伝子だけを導入した大腸菌形質転換体が本酵素を大量に生成することを認めた。本無細胞抽出液から精製した本酵素と、(別にRhodococcus rhodochrous J1から精製した)ニトリルヒドラターゼをともに使用して実験を行ったところ、シアンとO-アセチル-L-セリンからβ-シアノアラニンが生成し、その後、比較的収率よくアスパラギンヘ変換された。このように、C1化合物であるシアンを利用して有用なアミノ酸を合成できる系を確立した。
地域中小医療機関間の医療安全知財バンクおよび教育システムの構築のための研究

平成2429年にわたり、山梨県内の医療安全のノウハウを集め、医療安全eラーニング教材を製作した。本教材は60項目完成した。印刷用副教材はライトノベル形式で20話、対話形式10話完成した。医療安全ポスター集も制作した。医療安全教育普及の研修会を合計7回開催した。7度学会発表をした。そのうち平成28年11月開催の第11回医療の質・安全学会学術集会では参加187演題中上位3題となる「ベストプラクティス賞(優秀賞)」を受賞した。学術論文は5本執筆された。本取り組みは山梨日日新聞、雑誌『ドクターズプラザ』にも取り上げられた。第13回日本e-Learning大賞では特別部門賞候補にエントリーされた。【1】コンテンツの配布および整備i)昨年度に作成し、CD-Rにて、安全知財バンクおよびそれを利用した医療従事者教育システムに関し、昨年度、山梨医療安全研究会に依頼して募集がされた参加施設に配布を行い、その対象施設の新人看護師が実施したコンテンツ合計20について、改めて内容を見直し、適宜修正を加えた。ii)それをCD-Rに収め、上記施設および新規参加施設に配布した。iii)上記参加施設から新たにコンテンツの材料(主にPowerPointファイル)を募集し、それをもとに新たに12個のコンテンツを製作した。iv)その12個のコンテンツも、2回に分け、CD-Rに収め上記施設に配布した。【2】コンテンツ制作協力者に謝金を支出した。【3】医療安全知財バンクを利用した教育方法の改良についての検討:山梨医療安全研究会や、上記参加施設教育担当者等と打ち合わせの上、行った。新人看護師に使用してもらうため、施設の担当者やプリセプターが果たす役割、知識確認のための試験方法などを決定した。【4】その他:上記のコンテンツすべてを修了した新人に対し、修了証を発行した。本取り組みに関して、平成25年11月23日に東京都江東区で開催された第8回医療の質・安全学会学術集会にて、「新人看護師教育のための医療安全eラーニング教材開発プロジェクト(OQT9)」という演題名で講演発表をした。さらに、平成26年3月1日に甲府市で開催された山梨医療安全研究会第9回大会で発表をした。【1】、ITハード環境整備:インターネット上のWEBサーバを導入した。コンテンツ製作用アプリケーションを導入した。【2】、医療安全知財バンクおよびそれを利用した医療従事者教育システムへの参加施設募集:参加対象施設は山梨県内の医療機関とし、山梨医療安全研究会に依頼して募集した。15施設程集まった。【3】、コンテンツ製作者の養成:コンテンツ製作者となる人材に対し、コンテンツ制作の研修会を2度開催した。【4】、コンテンツの整備(医療安全知財バンクの整備):i)eラーニングや電子教材の利用に関する文献を調査した。ii)上記参加施設からコンテンツの材料(主にPowerPointファイル)を募集した。iii)コンテンツを合計20製作し、3度に分けてCD-Rによる配布を行った。iv)コンテンツ制作協力者に謝金を支出した。【5】、医療安全知財バンクを利用した医療従事者教育方法の検討:山梨医療安全研究会や、上記参加施設教育担当者等と打ち合わせの上、行った。【6】、医療安全知財バンクの運用・職員教育を開始した。上記施設において新人看護師教育で使用した。上記20コンテンツ(知識確認試験を含む)を修了した新人に対し、修了証を発行した。本取り組みに関して、平成25年3月9日に甲府市で開催された山梨医療安全研究会第8回大会で発表をした。【1】コンテンツの配付および整備i)昨年度に作成し、CD-Rにて、安全知財バンクおよびそれを利用した医療従事者教育システムに関し、昨年度、山梨医療安全研究会に依頼して募集がされた産科施設に配布をおこない、その対象施設の新人看護師および他の職員の実施したコンテンツ合計33について、改めて内容を見直し、適宜修正を加えた。iii)上記参加施設から新たにコンテンツの材料(主にPower Pointファイルおよび院内マニュアル)を募集し、それをもとに新たに10のコンテンツを制作した。iv)その10のコンテンツも、2回に分け、CD-Rに収め、上記施設に配布した。【2】教材の使用方法について使用希望者に対して研修会を行った。【3】コンテンツ制作協力者に謝金を支出した。【4】医療安全知財バンクを利用した教育方法の改良についての検討:山梨医療安全研究会や、上記参加施設教育担当者等と打ち合わせの上、行った。【5】その他:上記のコンテンツすべてを終了した新人看護師・他の職員に対し、修了証を発行した。本取り組みに関して、平成26年11月22日に千葉県千葉市で開催された第9回医療の質・安全学会学術集会にて、「新人看護師教育のための医療安全eラーニング教材開発プロジェクト・OQT9(3年目)」という演題名で講演発表をした。さらに、平成27年3月7日に山梨県甲府市で開催された山梨医療安全研究会第10回大会で発表をした。また、医療安全ヴィジュアル教材「明るくポジティブ医療安全メヂカルめぢ子医療安全奥義集」を製作した。

【1】コンテンツの配付および整備i)安全知財バンクおよびそれを利用した医療従事者教育システムに関し、昨年度、山梨医療安全研究会を通じて参加施設に対しCD-Rにて配布を行い、その対象施設の新人看護師および他職員の実施したコンテンツ合計43について、改めて内容を見直し、適宜修正を加えた。さらに、医療安全に関わる倫理的・法的問題に関する教材「ANZENむじ子めぢ子-看護の倫理と法を学ぶ-」(全20話)をライトノベル形式で作成した。ii)以上をCD-Rに収め、上記施設および新規参加施設に配布した。iii)参加施設から新たにコンテンツの材料(主にPower Pointファイルおよび院内マニュアル)を募集し、それをもとに11のコンテンツを制作した。iv)それを2回に分け、CD-Rに収め、上記施設に配布した。【2】教材を利用しての医療安全教育を促進するべく「組織としての効率的な医療安全教育の構築」と題した研修会を行った。【3】コンテンツ制作協力者に謝金を支出した。【4】教育方法の改良についての検討:山梨医療安全研究会や、上記参加施設教育担当者や弁護士等と打ち合わせの上、行った。新人看護師が効率的に学習できるよう、施設の担当者やプリセプターが果たす役割、知識確認のための試験方法、効率的な配布方法や施設内教育プログラムへの導入方法等について検討した。【5】その他:上記のコンテンツすべてを修了した新人看護師・その他の職員に対し、修了証を配布するよう各施設に依頼した。本取り組みに関して、平成27年11月2223日に千葉県千葉市で開催された第10回医療の質・安全学会学術集会にて、「新人看護師教育のための医療安全eラーニング教材開発プロジェクト・OQT(4年目)」という演題名で講演発表をした。プロジェクトの情報発信ツールとして「山梨OQT医療安全eラーニング」Facebookページを開設した。新人看護師向けの医療安全教育のeラーニングコンテンツが50以上作成され、かつ倫理と法に関わる内容の教材も20作成され、医療安全知財バンクおよびそれを利用した医療従事者教育システムの参加施設で前年度より広く利用されている。当初予定していなかった内容の教材作成も可能となり、新人看護師以外の多くの対象者に活用されている。医療安全に関わる倫理的・法的問題に関する教材については一層充実した内容を、新人看護師に限らないテキスト形式で作成している。当初計画のみで見積もる本研究の達成度は90%を超えている。アンケート調査やeラーニングコンテストへの応募は平成28年度中に行う。【1】コンテンツの配付および整備i)医療安全知財バンクを整備しながら、研究開始から最終年度まで具体的な教材コンテンツを作成し、各年CD-Rにて希望施設に配布した。作成コンテンツは本教材(教材数60)および副教材(ライトノベル形式「ANZENむじ子めぢ子看護の法と倫理を学ぶ!」全20話、対話形式「むじ子&めぢ子さらっと学ぶ医療安全と倫理と法」全10号)である。
乳幼児期における適応方略としての自己主張行動に関する研究

乳児期の自己主張は,身体的方略から言語的方略へ変化し、そうした背景には,言語能力,社会性といった発達的な要因が関係していると考えられているが,その変遷過程自体は明らかにされていない。本研究では、乳児期の子ども達の自己主張行動と言語発達、社会的行動発達、愛着行動との関連を明らかにするために、自己主張方略が身体的方略から言語的方略へシフトを促進させるメカニズムを検討した。その結果、養育者に愛着行動が示せることが、身体的方略から言語的方略への重要な要因であることが示された。乳児同士でいざこざがおきると、子どもたちは言語的主張行動よりも身体的行動を用いることが多い。発達ととともに、身体的主張行動から言語的な主張行動へシフトしていくが、それらの発達メカニズムは明らかでない。そこで、本取組は、乳児期の子ども達のいざこざ場面での身体的主張行動及び言語的主張行動と、子どもの言語面及び社会面での発達、そして、子どもと保育者との愛着状態との関連を探り、身体的方略から言語的方略へのシフトを促進させるメカニズムを検討した。調査は、保育園の1歳児と2歳児クラスの担当保育士に、乳児同士のいざこざ場面の記録と、子どもの「理解言語」「表出言語」「対子ども社会性/友達との協調行動」「対成人社会性/大人との関係」に関する発達査定、そして、担当保育者との愛着関係(「保育者に対する信頼・良好な関係」「保育者に対する依存性」「活動性・社会性」)の査定を依頼した。調査の結果、いざこざ場面に参加することが多い子どもは、理解言語、表出言語がある程度発達しており、保育者に対する信頼・良好な関係が築かれていることがわかった。また、身主張行動が特に多い子どもは、保育者に対する依存性が高く、保育者に自分に関心をもってもらいたい気持ちが高い傾向が強いこと、言語的主張行動が多い子どもは、保育者と離れて活動できることや、保育者に対する信頼性が高いことがわかった。以上より、身体的主張行動から言語的主張行動へのシフトには、保育者との愛着関係がKEYであると考えられる。乳児期のいざこざ場面での対処行動は、身体的主張行動から言語的主張行動へ移行すると推測されているが、その発達過程は明らかではない。本研究では、乳児期の子どもたちのいざこざ場面での交渉方法が身体的主張行動から言語的主張行動へ移行することを確め、身体的から言語的主張行動へ移行するメカニズムを検討した。その結果、1歳クラスでは身体的主張行動が多く、2歳クラスになると言語的主張行動へ移行することが実証された。また、いざこざ関与数の高い子どもと少い子どもの言語発達及び子どもと保育者との愛着関係(保育者との信頼関係、保育者への依存性、保育者と一定距離はなれて自分で活動する行動傾向)を比較したところ、保育者と子どもの信頼関係は高低群ともに良好だが、高群は低群より理解言語と表出言語の発達が進んでいることがわかった。いざこざが多い子どもには、身体的主張行動が多い子どもと言語的主張行動が多い子どもがいることから、両群を比較したところ、身体的主張行動の多い子どもは、保育者に対する依存性が高く、言語的主張行動の多い子どもは、保育者と離れて行動できる活動性が高いことがわかった。これらのことは、乳児がいざこざ場面に参加するようになるには、理解言語、表出言語がある程度発達していることが必要だが、身体的主張行動から言語的主張行動へ発達するには、子どもは保育者に自分に関心をもってもらいたい依存性がある程度満たされ、保育者と離れ自分のペースで活動できるようになることが重要であり、保育者との愛着関係がKEYであることが示唆された。本取組の目的は、乳児期の集団保育においてよくみられるかみつき行動を、背景にある言語や社会性の発達及び愛着との関連から捉え、乳幼児期の対人関係における適応性を発達的観点から検討することである。調査1乳幼児期の子どもの愛着と言語・社会性発達を測定する尺度の選定対人葛藤場面の解決方略に関与すると予想される、子どもの愛着の状態と言語・社会性発達を測定する尺度を選定した。妥当性及び簡便性を重視した結果、言語・社会性発達に関しては、「KIDS(キッズ)乳幼児発達スケール」を、愛着に関しては「乳幼児-保育者間の愛着測定乳児院版(立元・西山・田爪, 2000)」を使用することにした。調査2乳幼児用対人葛藤場面解決方略のチェックリストの作成保育園及び乳児院に所属する03歳の乳幼児を対象に、対人葛藤場面の事例を収集し、保育士の先生方が簡便に使うことができる対人葛藤場面チェックリストを作成した。チェックリストは、葛藤場面の発生原因、状況、解決方略を選択式で回答する形式である。

乳児期の子どもの言語・社会性発達と愛着状態が対人葛藤場面の解決方略とどのように関連するのかについて、対象者(保育園・乳児院)、愛着の程度、発達測度(言語発達、社会性)を独立変数、解決方略(頻度、内容)を従属変数として因果関係を求めることにより、乳幼児期の子ども達の対人葛藤場面解決方略が身体的なものから言語的なものへシフトするメカニズムを明らかにすることができると考えている。自分の思いが通らない葛藤場面において乳児期の子ども達がとる主張行動は、かみつきやひっかくといった身体的方略を自己主張の方法としてとることが多い。発達に伴い、身体的方略から言語的な方略へと変化するとされているが、その変遷過程自体は明らかにされていない。従来、かみつき行動は、問題行動と捉えられたり、愛着の問題と解釈されたりすることが多く、特に、高い養護ニーズをもつ子どもが生活している乳児院等の子どもについては、発達的な要因よりも愛着の問題がクローズアップされがちである。本年度は,保育園と乳児院の子ども達を対象に,自己主張方略が身体的方略から言語的方略へシフトを促進させるメカニズムを比較検討した。身体的・言語的自己主張行動と言語発達、社会的行動発達、愛着行動との関連を調べた結果、保育園の子ども達も,乳児院の子ども達も,養育者に愛着行動が示せることが、身体的方略から言語的方略への重要な要因であることが示された。発達心理学平成24年度に予定していた保育園を対象とした調査を実施し、いざこざ場面での身体的主張行動及び言語的主張行動と、子どもの言語及び社会発達、愛着との関連を検討することができたため。平成23平成24年度までに予定していた調査までは実施済であるが、平成25年度実施を予定していた保育園と乳児院を対象とした調査が、秋から冬にかけて感染症が流行したため、調査実施が困難となったため。平成23年度に予定していた愛着及び言語・社会性発達に関する評定尺度の選定と、対人葛藤場面解決方略のチェックリストの作成を概ね完了できたため。平成25年度は、乳児院に在籍する子どもたちを対象に、いざこざ場面での身体的主張行動及び言語的主張行動と、子どもの言語及び社会発達、愛着との関連を検討する予定である。平成26年度、改めて保育園と乳児院の1歳児クラスにおいて、身体的自己主張方略が増加する時期と、増加後発生頻度が減少した時期を区別し、2つの時期間での身体的自己主張方略と言語発達及び愛着との関係を検討する予定である。また、本取組の成果を報告書としてまとめる。平成24年度は、乳児期の子どもの言語・社会性発達及び愛着の状態と対人葛藤場面の解決方略との関連を検討する調査1乳児期の子どもの言語・社会性発達及び愛着の査定H市の保育園に在籍する生後12ヶ月36ヶ月児計70名、H市の乳児院に在籍する生後12ヶ月36ヶ月児約40名を対象に「KIDS(キッズ)乳幼児発達スケール」と「乳幼児-保育者間の愛着測定乳児院版(立元・西山・田爪, 2000)」を実施する。発達検査は1年に2回実施する。調査2対人葛藤場面での解決方略との関連調査1を依頼したH市保育園乳児クラスの担当保育士及びH市の乳児院の担当保育士に対人葛藤場面解決方略のチェックリストを依頼する(1年間に2回)。記録を元に、解決方略の内容・頻度をデータ化し、発達的変化を捉える。新たに保育園1園、乳児院1園、計2園が、研究協力園となる可能性が高い。概ね予定通りであるが、新たに2つの乳児院が研究対象園となるため、データ整理に必要な物品や謝金が当初よりも必要となる。平成25年度実施を予定していた保育園と乳児院を対象とした調査が、秋から冬にかけて感染症が流行したため、調査実施が困難となったため。
有機リン化合物及びその誘導体の誘電物性

1.最近の2,6-ジメトキシフェルニ基(以下phi基と略記)を含む強求核性有機リン化合物phi_3P=Y(Y=S,Se)等の結晶構造が明かになりつつある。phi_3P=S,H_2O^<1,2)>とphi_3P=Se,H_2O^<2)>の結果から、phi_3P=Yは、1)Ph_3P=Yに比べてP-Y距離が長いこと、及び2)メトキシ酸素とリンの距離が、酸素とリンのファンデルワールス半径和よりも短いことがわかった。この結果は、酸素からリンへの直接的電子供与によりP-Y結合がP^+-Y^-に分極し、Y上の電子密度が上がって求核性がPh_3P=Yに比べて上昇したと解釈できる。有機リン化合物及びその誘導体{phi_3P=Y(Y=O,S,Se)及びphi_3As、phiY'Y'phi(Y'=S,Se,Te)等}の誘電物性研究の第一段階として、結晶構造が未知であったphi_3As及びphiSSphiのX線構造解析及び溶液・固体状試料の誘電測定プローブの作製、溶液状試料に対する測定を行った。2.phi_3As及びphiSSphi^<3)>は構造決定が完了し、Ph_3As及びPhSSPhとの比較検討を行っている。3.phi_3P=Y(Y=O,S)の分子分極率をPh_3P=Y(Y=O,S)と比較するためにこれらのベンゼン溶液の誘電率を、当補助金により導入した誘電率測定器と自作した簡易電極により実測した。現段階では、phi_3P=Y溶液の誘電率の濃度依存性とPh_3P=Yのそれとの間には、現在のところ顕著な差は見いだされていない。4.固体有機ヘテロ元素化合物のための誘電率測定用プローブの作製が完了した。参考文献2)日本化学会第66秋季年会講演予稿集(関学大)1993,P166,3B316.3)日本結晶学会予稿集(学習院大)1993,P25,18P-11.1.最近の2,6-ジメトキシフェルニ基(以下phi基と略記)を含む強求核性有機リン化合物phi_3P=Y(Y=S,Se)等の結晶構造が明かになりつつある。参考文献2)日本化学会第66秋季年会講演予稿集(関学大)1993,P166,3B316.3)日本結晶学会予稿集(学習院大)1993,P25,18P-11.
配偶者看取り後の独居高齢者のQOL構築プロセスと地域ケアシステムの国際比較研究

配偶者看取り後の独居高齢者のQOLを再構築するプロセスを検討し、効果的な地域ケアシステムを明らかにする目的で、北欧のフィンランド、スウェーデンと日本の比較研究を行った。配偶者看取り後の独居高齢者の生活の再構築には、1.立ち直りに向かうプロセスをたどる、2.気持ちが揺らぎながら生活を継続している、3.さらに気持ちの落ち込みがみられるの3つのタイプの共通の特徴がみられた。独居高齢者の支援に、3ヶ国とも別居家族のサポートが重要だった。北欧では教会におけるサポートが重要であり、また心身の不調を早期に把握し、対応する予防訪問が有効だった。日本でも、高齢者への予防訪問を制度化する必要性がある。本研究の目的は、1.配偶者看取り後の独居高齢者のQOLを心身の状況と生活状況から把握する。2.配偶者看取り後の独居高齢者のQOLを構築するプロセスを1)介護満足感、2)悲嘆、3)対処行動、4)支援体制の4側面から検討する。3.配偶者看取り後の独居高齢者のQOLを高めるための効果的な地域ケアシステムを明らかにすることである。北欧のデンマーク、スウエーデン、フィンランドの3ヶ国において、現地の高齢者の配偶者看取り後の生活と意識に関する訪問面接調査及び、看護師、社会サービス職員、高齢者ケアの専門家から、独居高齢者を支える地域ケアシステムに関する聞き取り調査を行った。また、北欧と日本との地域ケアシステムを比較するために、日本の配偶者看取り後の独居高齢者を支援するシステムに関する検討を行った。1.デンマークでは、法的基盤による75歳以上のすべての高齢者への予防訪問が、配偶者看取り後の独居高齢者の自立した生活を維持するために、健康状態のアセスメント、社会サービスの紹介などにおいて重要な機能を果たしていることが明らかとなった。2.スウエーデンでは、日本に比べて別居家族との日々の交流が多く、配偶者看取り後の独居高齢者の支えとなっていた。また、24時間ケアサービス体制と、食料品などの日用品の配達サービスによる支援が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。3.フィンランドでは、配偶者を介護中の家族介護者のサポートグループが配偶者看取り後も独居高齢者の精神的支えとなっていた。また、教会に所属するチヤーチナースによる遺族支援のグループ活動や、個別訪問、相談が配偶者看取り後の高齢者の支援で重要な役割を果たしていることが明らかとなった。以上から、日本においても、高齢者全般への予防訪問の実施、配偶者の介護中から家族介護者支援グループ活動の充実化を図ることの重要性が示唆された。本研究の目的は、配偶者看取り後の独居高齢者の、1.心身の状況と生活状況を把握する。2.QOLを構築するプロセスを1)介護満足感、2)悲嘆、3)対処行動、4)支援体制の4側面から検討する。3.QOLを高めるための効果的な地域ケアシステムを明らかにすることである。北欧のスウエーデン、フィンランド、日本の3ヶ国において、配偶者看取り後の独居高齢者の生活と意識、浮沈図を用いたQOLに関する訪問面接調査及び、看護師、社会サービス職員、高齢者ケアの専門家から、独居高齢者を支える地域ケアシステムに関する聞き取り調査を行い、比較検討した。1.フィンランドでは、モデル事業による75歳以上の高齢者全数への予防訪問が、配偶者看取り後の独居高齢者の自立した生活の維持、うつ状態、認知症の早期発見、早期医療へのアクセス、社会サービスの紹介などにおいて重要な機能を果たしていることが明らかとなった。さらに、フィンランドでは、家族介護者のサポートグループが配偶者看取り後も独居高齢者の精神的支えとなっていた。また、教会に所属するチャーチナースによる遺族支援のグループ活動や、個別訪問、相談が配偶者看取り後の独居高齢者の支援で重要な役割を果たしていることが明らかとなった。2.スウエーデンでは、日本に比べて即居家族、友人との電話等による日々の精神的交流が多く、配偶者看取り後の独居高齢者の支えとなっていた。3.3ヶ国において、男性の独居高齢者で家事能力が低い場合、在宅生活の維持が困難であった。以上から、配偶者看取り後の独居高齢者の支援には、高齢者全数への予防訪問の実施、家族介護者支援グループ活動の継続化、家事能力支援、生活再構築の支援、精神的支援の重要性が示唆された。2.QOLを構築するプロセスとQOLを高めるための効果的な地域ケアシステムを明らかにすることである。

北欧のスウエーデン、フィンランド、日本の3ケ国において、配偶者看取り後の独居高齢者の生活と意識、浮沈図を用いたQOLに関する訪問面接調査及び、看護師、社会サービス職員、高齢者ケアの専門家から、独居高齢者を支える地域ケアシステムに関する聞き取り調査を行い、比較検討した。1.フィンランドでは、75歳以上の高齢者全数への予防訪問が、配偶者看取り後の独居高齢者の自立し生活の維持、うつ状態、認知症の早期発見、早期医療へのアクセス、社会サービスの紹介などにおいて重要な機能を果たしていることが明らかとなった。2.スウエーデンでは、75歳以上の高齢者への予防訪問の重要性が指摘され、2008年1月より、数箇所の県において開始され、今後全国的な実施体制づくりが推進され、85歳以上などの全数訪問も視野に入れた活動が展開されつつあることが明らかとなった。予防訪問により、配偶者看取り後の独居高齢者の早期把握と適切な支援が可能になることが明らかとなった。さらに、スウエーデンでは、在宅ホスピスチームの医師や看護師による看取り後の家族への訪問が、配偶者看取り後の独居高齢者への精神的支援として重要であることが明らかとなった。3.3ケ国において、男性の独居高齢者で家事能力が低い場合、在宅生活の維持が困難であった。以上から、配偶者看取り後の独居高齢者の支援には、高齢者全数への予防訪問の実施、家族介護者支援グループ活動の継続化、家事能力支援、生活再構築の支援、精神的支援の重要性が示唆された。本研究の目的は、配偶者看取り後の独居高齢者の、1.心身の状況と生活状況を把握する。2.QOLを構築するプロセスとQOLを高めるための効果的な地域ケアシステムを明らかにすることである。北欧のスウエーデン、フィンランドにおいて、看護師、社会サービス職員、高齢者ケアの専門家から、独居高齢者を支える地域ケアシステムに関する聞き取り調査を行い、また日本では配偶者看取り後の独居高齢者の生活と意識、浮沈図を用いたQOLに関する訪問面接調査を行い、検討した。配偶者看取り後の独居高齢者の心身の状況とその地域支援においては、1.配偶者看取り後、時系列な経過とともに、気分が上向きになる事例、揺れ動ごく事例、気分が下向きになる事例の3つのパターンがあることが明らかになった。1.フィンランドでは、看取り後2ヶ月までは訪問看護師及び地区看護師の役割が重要であった。その後は地区の教会を中心としたセルフヘルプグループの支援が重要であった2.スウエーデンでは、県や、市町村の保健師が相互に連携を取りながら継続支援をすること、フィンランド同様教会を基盤とした活動が重要であることが明らかとなった。以上から、配偶者看取り後の独居高齢者の支援には、保健師などの専門門職者による支援が重要であると共に、北欧では、教会を基盤としたセルフヘルプグループが重要であり、わが国でも地域を基盤としたセルフヘルプグループ活動の活性化を促す必要性が示唆された。
マウス胚中胚葉系組織の発生と分化における転写制御因子δEF1の機能

ニワトリの水晶体特異的に発現するδ-クリスタリンのエンハンサーに結合する因子として同定されたδEF1は、エンハンサー活性に必要なエレメントをアクチベータ-と競合することにより、その発現を負に制御している。δEF1はN末端側とC末端側にZnフィンガー、その中央にホメオドメイン様配列を有している。δEF1がそのC末端側Znフィンガーによって結合するCACCTという配列は、あるbHLH型のアクチベータ-タンパクの結合する配列、E2-box(CACCTG)と重複しており、δEF1がE2-boxを介した転写活性化に対する抑制因子として働き、組織形成過程を広く制御していることが推測されている。また現在までに4種類のδEF1ホモローグがそれぞれ別の遺伝子発現制御領域に結合する転写抑制因子として同定されている。マウス胚発生過程においてδEF1は、筋肉系、神経系の他、多くの器官の間充織細胞や胸腺において発現している。我々はδEF1の生体内での機能を個体レベルで解析する目的で、ジーンターゲティングによりδEF1のDNA結合に重要であるC末端側のZnフィンガーを欠損したδEF1変異マウスを作製した。δEF1ヘテロ変異マウス同士の交配から得られた胎仔の遺伝子型を調べたところ、ホモ変異マウスの多くは、生後2日以内に死亡することが明かとなった。組織学的な解析から、ホモ変異マウスではT細胞分化の場である胸腺の縮小が観察された。このことをさらに検討するために、18.5日胚の胸腺細胞(thymocyte)を解析したところ、ホモ変異マウスでは胸腺細胞数が野生型の約1/10に減少していた。さらにFACS(Fluorescence activated cell sorter)による解析からホモ変異マウスの胸腺においては、野生型と比較してCD4+/CD8+のマーカーを持つプレT細胞の細胞集団が相対的に減少していた。さらに、一部の生残した成体ホモ変異マウスにおいても免疫系の異常が観察された。それらの個体のリンパ球を解析したところ、ホモ変異マウスではCD4-/CD8+T細胞が減少していることが明かとなった。現在、他のT細胞分化マーカーを用いて、ホモ変異マウスにおけるT細胞をさらに検討中である。
汎用動画像符号化に対応できる動きベクトルへの情報埋め込み方式に関する研究

本研究ではH. 264/AVCの符号化方式に基づく情報埋め込み手法について検討した。イントラ予測における二つの埋め込み手法とインター予測における一つの手法を提案した。実際に6種類の動画像に対し評価実験を行い、ビットレートに対する情報埋め込み量や画質劣化、演算量の関係について明らかにした。イントラ予測とインター予測の手法を組み合わせることで、より多くの情報を埋め込むことができることが分かった。本研究は、本研究代表者が提案した動画像の動きベクトルに情報を埋め込む手法において、それに適した動きベクトルの変更やマクロブロック(以下MB)選択の方法を実験的に明らかにし、埋め込みによる画質変化を定量的に把握することを目的としている。情報を埋め込むべき動きベクトルの選択と変更は、絶対値誤差の総和(SAD ; Sum of Absolute Difference)を用いることとした。すなわち、従来動画像符号化においては最小のSADを示す動きベクトルが選ばれるが、これを故意に異なる動きベクトルに変更するという埋め込み方式を想定し、画質に影響が出にくい変更基準について検討した。またMBの選択については、量子化後の差分画像に周波数成分が残っているMBに選択的に埋め込みを行うこととした。複数の動画像に対し情報埋め込みを行った結果、PSNRの劣化は最大でも30番目に小さいSADを用いたときの0.52dB程度となり、10番目、20番目のSADと比べてもほぼ差がないことが分かった。復号誤り率についても低いSADが数%の誤りを生じるのに対し、30番目では1%以下に抑えられることが分かった(3Mbps時。ビットレートで多少増減)。また本手法のSAD選択を工夫し、1MBに複数のビットを埋め込む実験も併せて行った。実験の結果復号誤り率は増加するものの、画質の劣化は4ビット埋め込み時でも1dB程度であり十分な画質が保たれていることが分かった。さらに、H.264/AVCにおいて、フレーム間の動きベクトルだけでなくフレーム内のイントラ予測が符号化効率向上の重要な要素となっている点に着目し、新たな情報埋め込みについて検討した。評価実験により、動画像中のより複雑な領域に対して行われる4×4MB予測において、その予測モードの変更を情報埋め込みに用いることが有効であることを突き止めた。その重要性を考慮して、次年度以降、本研究では動きベクトルによる埋め込みとイントラ予測による埋め込みの手法を併せて検討し、評価実験によりそれぞれの性能を明らかにすることとした。本研究は、本研究代表者が提案した動画像の動きベクトルに情報を埋め込む手法において、それに適した動きベクトルの変更方法を実験的に明らかにするとともに、H.264/AVCや高フレームレートの動画像におけるより高度な埋め込み方式について検討を行い、埋め込みによる画質変化を定量的に把握することを目的としている。前年度の研究を受け、H.264/AVCのフレーム内予測およびフレーム間予測において有効な情報埋め込み方式について検討を行った。フレーム内予測では、4×4マクロブロック(以下MB)予測における9つの予測モード方向に着目し、埋め込み時に元のモードと類似した方向性を持つモードに変更する手法を提案し、15fps、10秒間、180kbpsのCIF動画像において約2.7kbpsの埋め込み量を実現した。また4×4MB予測と排他的に行われる16×16MB予測を強制的に4×4MB予測に変更することにより最大68%の情報埋め込み量の増加を確認した。次にフレーム間予測においては、H.264/AVCにおいてフレーム間予測が対象フレームより過去の数フレームの情報を用いて行われることに着目し、参照フレームの偶奇を限定し、その偶奇の選択による情報埋め込みを行う手法を提案した。情報埋め込み量はシーケンス毎に平均して3.5kbps(ビットレート180kbps時)となり、イントラ予測時の埋め込みと組み合わせることで5.010.0kbpsの情報埋め込み量を実現することができ、画質の劣化も従来法と比べ1.0dB程度に抑えられていることがわかった。さらに高フレームレート動画像への応用については、120fpsで動作可能な256×256画素の撮像素子を利用し、画像入力系を構築した。本システムでは撮像したデータをA/D変換し、そのディジタル画像信号が高速インタフェースを介してコンピュータに取り込まれる。さらに、その画像信号についてOPENCVを活用してリアルタイムに処理する環境を整えた。本研究は、本研究代表者が提案した動画像の動きベクトルに情報を埋め込む手法において、選択的に変更する動きベクトルのインデックス(指標)を定めるマクロブロックの最適性を実験的に明らかにし、埋め込みに伴って生じる画質を主観評価実験によって把握することを目的としている。昨年度までに動きベクトルのインデックス変更よりもマクロブロックのサイズを変更する方が有効であることがわかったので、本年度は主として、両者を併用した場合の効果を調査、検討した。まず、動きベクトルを用いた情報埋め込みにおける動きベクトル・インデックス変更とマクロブロックサイズ変更の併用による効果を検討した。昨年度の研究により判明した、情報埋め込みのためのマクロブロックサイズの拡大が有効であるとの研究結果をもとに、動きベクトルのインデックスの変更を併用することにより高度な情報埋め込み方法の検討を行った。

具体的には、マクロブロックが大きい場合の動きベクトルのインデックス変更方法の改善を行った。また、このことに伴う増加符号量の抑制を検討した。その結果、提案法は、128kbpsのビットレートにおいて埋め込み量が3.2kbps6kbpsで、従来法よりも1.82.2倍に増加した。イントラ予測だけでなくインター予測への埋め込みを行うことで、埋め込み可能な領域を増やし、埋め込み量の限界値を引き上げることができた。反面、画質はΔPSNRで-0.77-0.36dBまで低下した。従来法はビットレートが大きくなるとΔPSNRが高くなり、埋め込み量はあまり変化しなかった。それに対し、提案法はビットレートが大きくなると、ΔPSNRがあまり変化せずに埋め込み量が増加することが判明した。さらに、昨年度完成した高速撮像システムを用い、120fpsで256×256画素の動画像を撮像するとともに、高速画像に対する情報の埋め込みの可能性について初期的な検討を行った。