hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造工学における中心極限定理に従わない確率現象の探索と確率過程の導出

構造工学の分野において、中心極限定理の成立しない確率現象を探索する。最も簡単な方法は、分散の定義できない確率密度関数を用いて、現象の確率分布特性を再検証することである。分散の定義できない確率分布は多数あるが、その中でも確率分布特性を規定するパラメータ数が多く、それらを適切に設定することにより、各種の確率分布特性を評価できるLevy-flight分布関数をターゲットとして、構造工学分野の各種不確定性問題を対象として、その確率分布がLevy-flight分布で表現できるような構造工学現象を探索したまず、多数の地震動記録の位相を円振動数の連続関数として求め、それをデータベース化した。位相を地震動のフーリエ変換の偏角として求めると、それは主値のみしか求められず位相のアンラップ操作が必要になる。この一般的な方法はないので、地震動位相を円振動数の連続関数として厳密に計算することを可能にした。データベース化された地震動位相を線形遅れ部とそこからの変動部に分け、位相変動部の位相差分の確率分布特性を明確にした。この確率分布特性は正規分布に従わないことならびに長期記憶過程となっていることを明確にした上で、その特性をLevy-flight分布関数を用いて表現した。特に、位相過程を確率過程として考察する観点から、位相差分過程が中心極限定理に従わないことを明確にし、模擬法を確立した。地震動の位相がなぜ中心極限定理の成立しない確率過程となるのかの本質を探るため、岩石材料中を透過する超音波の計測実験を実施し、透過波の位相の確率特性が地震動位相と同じになることを確認した。岩石試料中の不規則構造による透過波動の散乱現象が位相の確率特性に及ぼす影響を明確にし、地震動位相に見られる確率特性の物理的要因を解明した。超音波の透過実験は岡山大学で実施した。位相差分の確率特性が円振動数間隔に依存することを発見した。位相が円振動数に関して相関性を有し長期記憶過程になることを赤明らかにし、位相を非整数ブラウン運動過程で模擬できることを明らかにした。その後、位相差分の確率特性が正規分布に従わないこと、確率過程として見る位相差分には中心極限定理の成立しないことが判明し、そのモデル化に関する努力を継続的におこない、その過程で、中心極限定理の成立しない確率過程を構築しなければならないことを明確にした。非正規性を有する確率現象は、物理学や金融工学の分野で、今世紀になって注目され始めた事象であり、現象の存在を見出すことに勢力が注がれており、その数理的解釈にはまだ手が回らないというのが現状である。構造工学の分野でも、こうした現象の存在することに気付いている研究者が出始めているという段階であり、国内外において、定量的には無論のこと定性的な研究でさえもほとんど見当たらず、ここで得られて結果は、先駆的な研究と位置付けられる。中心極限定理が成立せず、媒介変数に関して連続な確率過程を定義するために、Levy-flight分布に従う基本確率過程の定義法について議論する。ウイナー過程は基本確率過程の一つであるが、確率特性は正規分布であったので、分散を媒介変数の距離に比例するよう規定すればよかった。Levy-flight分布の分散は存在しないので、Levy-flightから独立同分布で生成された乱数列の和からなる確率変数の確率法則は定義できないが、Genedenkoが提案している一般化中心極限定理を用いればよい。Levy-flight分布に従う確率過程はこの一般化中心極限定理を満たすように構成できる。その上で、これをレヴィフライト過程と命名する。今後の研究推進の主目的は、近代確率過程論の範疇を超える確率過程を構成するため、レヴィフライト増分過程を駆動項とする確率微分方程式や確率積分方程式の設定法を模索し、その理論を体系化するのに必要となる基本定理を導出した上で、構造工学における破壊確率の計算や、ライフサイクルコストの計算へ得られた成果を適用する。

岩石試料中の不規則構造による透過波動の散乱現象が位相の確率特性に及ぼす影響を明確にし、地震動位相に見られる確率特性の物理的要因を解明した。超音波の透過実験は岡山大学で実施した。位相差分の確率特性が円振動数間隔に依存することを発見した。位相が円振動数に関して相関性を有し長期記憶過程になることを赤明らかにし、位相を非整数ブラウン運動過程で模擬できることを明らかにした。その後、位相差分の確率特性が正規分布に従わないこと、確率過程として見る位相差分には中心極限定理の成立しないことが判明し、そのモデル化に関する努力を継続的におこない、その過程で、中心極限定理の成立しない確率過程を構築しなければならないことを明確にした。非正規性を有する確率現象は、物理学や金融工学の分野で、今世紀になって注目され始めた事象であり、現象の存在を見出すことに勢力が注がれており、その数理的解釈にはまだ手が回らないというのが現状である。構造工学の分野でも、こうした現象の存在することに気付いている研究者が出始めているという段階であり、国内外において、定量的には無論のこと定性的な研究でさえもほとんど見当たらず、ここで得られて結果は、先駆的な研究と位置付けられる。中心極限定理が成立せず、媒介変数に関して連続な確率過程を定義するために、Levy-flight分布に従う基本確率過程の定義法について議論する。ウイナー過程は基本確率過程の一つであるが、確率特性は正規分布であったので、分散を媒介変数の距離に比例するよう規定すればよかった。Levy-flight分布の分散は存在しないので、Levy-flightから独立同分布で生成された乱数列の和からなる確率変数の確率法則は定義できないが、Genedenkoが提案している一般化中心極限定理を用いればよい。Levy-flight分布に従う確率過程はこの一般化中心極限定理を満たすように構成できる。その上で、これをレヴィフライト過程と命名する。今後の研究推進の主目的は、近代確率過程論の範疇を超える確率過程を構成するため、レヴィフライト増分過程を駆動項とする確率微分方程式や確率積分方程式の設定法を模索し、その理論を体系化するのに必要となる基本定理を導出した上で、構造工学における破壊確率の計算や、ライフサイクルコストの計算へ得られた成果を適用する。
ナノ秒ダブルパルス光源による高温高圧場非定常噴霧のガス化機構の解明

高温高圧場の非定常噴霧における初期の混合気形成機構の解明を目的とし、噴射初期の燃料液体の分裂、微粒化および周囲気体との混合などの物理的現象の解明に重点を置いた研究を行った。研究対象は高圧雰囲気中へ100m/s以上の高速で噴出する規模の小さな(全長40mm以下)液体噴霧であり、静止画像の撮影と画像分析を手法として用いた。そのために、持続時間が30nsec以下のごく短いパルス光を発生するナノ秒スパーク光源と総合分解能10μm以下の拡大瞬間撮影系を製作し、液滴画像解析法と組み合わせて、噴霧局所における燃料の分裂と微粒化の状況を分析した。前年度はこのシステムの基本的な性能確認と、特に噴射開始間もない(100μs)噴霧の画像観察による検討を行った。その結果を元に、今年度は特に混合気中で燃料が早期にガス化する機構の解明に重点を置いて研究を行った。その成果は以下の通りである。(1)液滴径と形状の同時計測に加え、焦点外液滴像の除去機能を付加した液滴画像解析プログラムを開発した。これによりシート光撮影と同等の効果が得られ、縦断面内局所の液滴特性値の分布から分裂場所の特定が可能となった。(2)噴射開始から約200μsを境として、分裂、微粒化の規模が急激に増大する。この時分裂場所は噴霧先端の狭い範囲から噴霧側面各所に発生する枝状の燃料流に移る。(3)噴射開始から100μsに満たないごく初期の噴霧にも、すでに多数の液摘が見られる。これらの液滴は噴口から5mm程度離れた噴霧側方に停滞しており、20μm以下のごく小さなものが多い。(4)高温酸化雰囲気中での噴霧発達状況や、着火前の混合気組成を急速圧縮装置で調べ、前項までの結果と合わせて検討した結果、(3)で検出した噴口近傍の微細液滴が初期の混合気を形成し、この混合気中での小規模な酸化による温度上昇が燃料のガス化を促進して着火に至るという機構を提案できた。高速ディーゼル機関を対象にして,非定常噴霧の微粒化のメカニズムを光学的に解析するため,高速非定常噴霧液滴の挙動を高時間分解能にて解析する高速スパーク光源装置を製作した.また,サブミクロン粒子を対象にした拡大焦点影撮影システムと粒子画像処理解析プログラムを確立した.これを高圧場の非蒸発噴霧撮影に適用して,噴射初期の高速噴霧内の粒径および液滴形状分布を画像処理により解析した結果,以下のことがわかった.(1)予備放電スパーク法の採用により,30ns以下の発光時間と液滴径10μmの高空間分解能をもつ画像システムを確立した.(2)噴射開始時の噴霧形状はノズルサック部内の燃料の流動状況の影響が大きい.(3)低圧雰囲気では,噴霧先端部の下流域に多数のリガメントが生成され,高圧雰囲気では,先端部側方の大規模な枝状構造から微細液滴が生成する.(4)噴射開始50μs程度の極く初期において微粒化が進行し,50μm以下の微細な液滴がノズル出口近傍の噴霧側方に形成される.次年度は,タンデム形ダブルパルス方式を採用して,液滴の2次元速度分布とシュリーレン法によって噴霧発達に伴う周囲空気と噴霧内への空気導入過程を明らかにする.

高温高圧場の非定常噴霧における初期の混合気形成機構の解明を目的とし、噴射初期の燃料液体の分裂,微粒化および周囲気体との混合などの物理的現象の解明に重点を置いた研究を行った.研究対象は高圧雰囲気中へ100m/s以上の高速で噴出する規模の小さな(全長40mm以下)液体噴霧であり,静止画像の撮影と画像分析を手法として用いた.そのために,持続時間が30nsec以下のごく短いパルス光を発生するナノ秒スパーク光源と総合分解能10μm以下の拡大瞬間撮影系を製作し,液滴画像解析法と組み合わせて,噴霧局所における燃料の分裂と微粒化の状況を分析した.前年度はこのシステムの基本的な性能確認と,特に噴射開始間もない(100μs)噴霧の画像観察による検討を行った.その結果を元に,今年度は特に混合気中で燃料が早期にガス化する機構の解明に重点を置いて研究を行った.その成果は以下の通りである.(1)液滴径と形状の同時計測に加え,焦点外液滴像の除去機能を付加した液滴画像解析プログラムを開発した.これによりシート光撮影と同等の効果が得られ,縦断面内局所の液滴特性値の分布から分裂場所の特定が可能になった.(2)噴射開始から約200μsを境として,分裂,微粒化の規模が急激に増大する.この時分裂場所は噴霧先端の狭い範囲から噴霧側面各所に発生する枝状の燃料流に移る.(3)噴射開始から100μsに満たないごく初期の噴霧にも,すでに多数の液滴が見られる.これらの液滴は噴口から5mm程度離れた噴霧側方に停滞しており,20μm以下のごく小さなものが多い.(4)高温酸化雰囲気中での噴霧発達状況や,着火前の混合気組成を急速圧縮装置で調べ,前項までの結果と合わせて検討した結果,(3)で検出した噴口近傍の微細液滴が初期の混合気を形成し,この混合気中での小規模な酸化による温度上昇が燃料のガス化を促進して着火に至るという機構を提案できた.
情報流通におけるアクセス制御ルールを考慮したXML文書の変換

行政機関や医療機関,民間企業などの組織間の情報流通において,個人情報保護などで重要でなXML文書のアクセス制御の特徴として,XML文書の木構造に対応し,部分木の細かい単位でのアクセス制御ルールを設定するという細粒度制御が重視される.XML文書による情報流通の特色として,多数の組織間で流通が行われるが,個々の組織間では異なるXML文書のアクセス制御ルールを採用していることである.地方公共団体や医療機関や民間企業では,組織ごとに異なる個人情報保護ポリシーを採用しているのが現実であり,また今後は個人が自己の情報に関するポリシーを定義することが重視される.本年度は,組織間でXML文書を流通させる場合に,共有がポリシーにより禁止されている文書を検出する手法の開発を行った.指定したキーワード集合を含むXML文書を情報送信の際にフィルタリングする簡便な手法があるが,これでは多くの指定した内容を含まない文書もフィルタリングされてしまい,人手による選別の手間が増大する.そこでXML文書の構造に基づいて,指定したキーワード集合が互いにどれくらい離れていれば,ひとつの内容を構成するキーワード集合とはならず,フィルタリング対象から外すことができるかについて検討し,XML文書の木構造での距離モデルをいくつか定義し,実際のXML文書に適用して有効性を確かめる実験を行った.一方,XML文書は企業や行政機関において,内部統制の面から更新で生じるすべての過去のバージョンを保存することが行われるようになってきている.アクセス制御の観点からは,1つのバージョンのアクセスを制限した場合,それと同じ内容を含むバージョンも同じ制限を行う必要がある.このために必要な,XML文書のバージョン集合のモデル,その上でのアクセス制御モデルを構築した.またXML文書のバージョン集合を差分により記憶効率よく蓄積する手法を示し,その上で提案したアクセス制御ポリシーを評価するアルゴリズムを示した.XML文書はインターネットでの情報流通における共通言語として定着しつつある.行政機関や医療機関,民間企業などの組織間の情報流通において,個人情報保護などのため,アクセス権を持つ人が,許可された部分のみの読み書きを許されるという,XML文書のアクセス制御が極めて重要である.XML文書のアクセス制御の特徴として,XML文書の木構造に対応し,部分木の細かい単位でのアクセス制御ルールを設定するという細粒度制御が重視される.XML文書による情報流通の特色として,多数の組織間で流通が行われるが,個々の組織間では異なるXML文書のアクセス制御ルールを採用していることである.地方公共団体や医療機関や民間企業では,組織ごとに異なる個人情報保護ポリシーを採用しているのが現実であり,また今後は個人が自己の情報に関するポリシーを定義することが重視される.本年度は,XML文書の流通における以下のアクセス制御ルール技術を開発した.XML文書を複数の機関から収集して統合した場合,アクセス制御ルールの統合も必要になる.その際,もともとのアクセス制御ルールが規定するアクセス可否の判断が,統合先でも保存されるようにする必要がある.またアクセス制御ルールが統合されることにより,冗長性が増すことがある.アクセス制御ルールは一般に対立するアクセス可否の判断を与えることがあるため,ルール間に優先順位を定めて衝突解消を行うが,衝突解消の代表手的方法は,許可優先,拒否優先,先行優先である.これら3つそれぞれの衝突解消方式のもとで,冗長なアクセス制御ルールを取り除き,ルール数を最小化するアルゴリズムを開発した.そしてこのアルゴリズムが線形時間で動作し,また最小解を与えることを証明した.さらに,計算機実験により,非冗長化されたルールでは,実際にアクセス可否の判断が高速化されることを示した.XML文書はインターネットでの情報流通における共通言語として定着しつつある.行政機関や医療機関,民間企業などの組織間の情報流通において,個人情報保護などのため,アクセス権を持つ人が,許可された部分のみの読み書きを許されるという,XML文書のアクセス制御が極めて重要である.XML文書のアクセス制御の特徴として,XML文書の木構造に対応し,部分木の細かい単位でのアクセス制御ルールを設定するという細粒度制御が重視される.XML文書による情報流通の特色として,多数の組織間で流通が行われるが,個々の組織間では異なるXML文書のアクセス制御ルールを採用していることである.地方公共団体や医療機関や民間企業では,組織ごとに異なる個人情報保護ポリシーを採用しているのが現実であり,また今後は個人が自己の情報に関するポリシーを定義することが重視される.本年度は,XML文書の流通における以下のアクセス制御ルール技術を開発した.複数の機関からのXML文書を収集して統合した場合のアクセス制御ルールの統合について,アクセス制御ルールを簡略化し,アクセス可否の判断を効率化するという問題について,従来の我々の結果を拡張し,さらに圧縮効率を高めた.具体的には,XML文書から構造概要と呼ばれる文書の骨格に相当する情報を抽出し,構造概要に沿ってXML文書に設定されているアクセス可否の情報の集計を行なう.そして,構造概要の各部分構造において,アクセス可否のうちどちらが多いかを調べる.そして多い方を構造概要に書き込むようにする.少数派の方はこれまでに提案した圧縮手法を拡張して適用する.この手法により,ある部分構造について多数派の可否情報,つまり同じパスを持つ文書の部分の大多数がアクセス可あるいはアクセス不可のとき,その可否情報を構造概要で表現し,残りの可否情報は圧縮されることになる.構造概要は,文書本体よりもサイズは非常に小さい.本手法により,特に大多数はアクセス可で部分的にアクセス不可となっている文書のアクセス制御ルールを大幅に圧縮できることを実験で確かめた.行政機関や医療機関,民間企業などの組織間の情報流通において,個人情報保護などで重要でなXML文書のアクセス制御の特徴として,XML文書の木構造に対応し,部分木の細かい単位でのアクセス制御ルールを設定するという細粒度制御が重視される.

XML文書による情報流通の特色として,多数の組織間で流通が行われるが,個々の組織間では異なるXML文書のアクセス制御ルールを採用していることである.地方公共団体や医療機関や民間企業では,組織ごとに異なる個人情報保護ポリシーを採用しているのが現実であり,また今後は個人が自己の情報に関するポリシーを定義することが重視される.本年度は,組織間でXML文書を流通させる場合に,共有がポリシーにより禁止されている文書を検出する手法の開発を行った.指定したキーワード集合を含むXML文書を情報送信の際にフィルタリングする簡便な手法があるが,これでは多くの指定した内容を含まない文書もフィルタリングされてしまい,人手による選別の手間が増大する.そこでXML文書の構造に基づいて,指定したキーワード集合が互いにどれくらい離れていれば,ひとつの内容を構成するキーワード集合とはならず,フィルタリング対象から外すことができるかについて検討し,XML文書の木構造での距離モデルをいくつか定義し,実際のXML文書に適用して有効性を確かめる実験を行った.一方,XML文書は企業や行政機関において,内部統制の面から更新で生じるすべての過去のバージョンを保存することが行われるようになってきている.アクセス制御の観点からは,1つのバージョンのアクセスを制限した場合,それと同じ内容を含むバージョンも同じ制限を行う必要がある.このために必要な,XML文書のバージョン集合のモデル,その上でのアクセス制御モデルを構築した.またXML文書のバージョン集合を差分により記憶効率よく蓄積する手法を示し,その上で提案したアクセス制御ポリシーを評価するアルゴリズムを示した.
言語ベースクラスタリング技法の確立－モデルベースからの転換

本研究課題では、従来のモデルベースによるクラスタリングから転換し、言語ベースによるクラスタリング技法の確立を目的とする。まず、従来のクラスタリングの基となっている数理モデルの抽出を行い、抽出した数理モデルの言語による記述について検討する。次に、それらの検討を踏まえ、クラスタリングにおける言語ベース(言語的記述の推論則)について考察する。その後、検討した言語ベースに基づき、新たな言語ベースに基づいたクラスタリングアルゴリズムを構築する。数値例を通じて、構築したアルゴリズムと既存のモデルベース手法との比較検討を行った後、言語ベースの数理的発展の可能性と、適用可能な実データについての検討を行う。クラスタリングは特に有用なデータマイニング手法として、多くの分野で用いられている。しかし既存手法は、予め想定した数理モデルに沿ってクラスタリングを行うモデルベース技法なので、柔軟さに欠け、大規模・複雑・不確定で絶えず更新されるソーシャルデータのマイニングには不適である。そこで本研究課題では、モデルベース制御とファジィ制御の対比に着想を得、「モデルベースから言語ベースへ」という観点に立脚し、ソーシャルデータに対するマイニングをターゲットとした言語ベースクラスタリング(LC)技法の開発を目的とする。さらに、従来のモデルベースクラスタリング(MC)と開発手法との数理的関連性および、開発手法で適切に処理できるソーシャルデータの類型分類を通じて、LCの理論的発展およびソーシャルデータのマイニングへの実用化を目指す。H26年度は申請書類に従い、以下に挙げる各研究内容について番号順に実施した。1.本研究課題全体の詳細計画を確認し、協力を仰ぐ専門家、研究補助者への連絡を行い、本年度全体の計画が速やかに行われるための体制を確立した。2. FCM、階層的クラスタリング等の代表的なMCアルゴリズムを実装し、計算時間や有効性の検討・問題点の抽出を行った。3.実装したMCの基となっている数理モデルの抽出を行い、各アルゴリズムの問題点を理論的に検討した。4.クラスタリングと親和性の高い言語ベース(言語的記述の推論則)の構造に関する検討を行った。特にファジィ推論に着目し、ファジィ推論を用いたLCアルゴリズムを複数構築し、数件の国際会議発表を行った。5.クラスタの形状に基づく知識データベースの検討を始めた。6.本年度の総括を行い、H27年度以降の全体計画を再検討した。そこで本研究課題では、モデルベース制御とファジィ制御の対比に着想を得、「モデルベースから言語ベースへ」という観点に立脚し、ソーシャルデータに対するマイニングをターゲットとした言語ベースクラスタリング技法の開発を目的とする。さらに、従来のモデルベースクラスタリングと開発手法との数理的関連性および、開発手法で適切に処理できるソーシャルデータの類型分類を通じて、言語ベースクラスタリングの理論的発展およびソーシャルデータのマイニングへの実用化を目指す。H27年度は申請書に従い、以下に挙げる各研究内容について番号順に実施した。1. H26年度に引き続き、クラスタリングと親和性の高い言語ベースの構造に関する検討および、知識データベースの構成を継続して行った。また、H26年度より取り組んでいる、クラスタの形状に関する知識をアルゴリズムに実装するための知識データベースの構築について検討を行った。2. H26年度に開発した言語ベースクラスタリングのプロトタイプを基に、検討した言語ベースの構造に基づいた言語ベースクラスタリング技法の開発を行った。また、特定クラスタに対応する技法のプロトタイプを開発した。3.ベンチマークデータによる開発手法の検証と、H26年度に開発したプロトタイプとの比較検討を行った。それにより、開発手法の特徴を把握することができた。4.本年度の総括を行い、H28年度以降の全体計画を再検討した。H27年度に予定していた研究計画の夫々について達成度の評価を、予定以上(A)、予定通り(B)、予定よりやや遅れている(C)、予定よりかなり遅れている(D)、の4段階で行う。1.言語ベースの構造検討・知識データベースの構成について、H26年度に引き続き、H27年度半ばまでに行う予定だった。H26年度に開発した言語ベースクラスタリングの構造について、複数の研究者と検討を行い、修正を加えた。また、楕円状および線状クラスタに対する知識の、言語ベースクラスタリングへの具体的な実装に着手した。(B)評価。2.言語ベースクラスタリング技法の開発について、年度末までに行う予定だった。H26年度に開発した言語ベースクラスタリングのプロトタイプに対して、前述の複数の研究者との議論を踏まえて修正を加えた手法を開発した。また、楕円状クラスタに対応する言語ベースクラスタリングのプロトタイプを開発した。(B)評価。3.開発手法の検証・既存手法との比較検討について、年度末までに行う予定だった。ベンチマークデータによる開発手法の検証と、プロトタイプとの比較検討を行った。(A)評価。4.本年度のまとめと全体計画について、当初の予定にはなかったが、年度末に行った。H26年度のとりまとめを行い、H28年度の研究計画について検討を行った。予定通りに進んでいることを確認した。(B)評価。

しかし既存手法は、予め想定した数理モデルに沿ってクラスタリングを行うモデルベース技法なので、柔軟さに欠け、大規模・複雑・不確定で絶えず更新されるソーシャルデータのマイニングには不適である。そこで本研究課題では、モデルベース制御とファジィ制御の対比に着想を得、「モデルベースから言語ベースへ」という観点に立脚し、ソーシャルデータに対するマイニングをターゲットとした言語ベースクラスタリング技法の開発を目的とする。さらに、従来のモデルベースクラスタリングと開発手法との数理的関連性および、開発手法で適切に処理できるソーシャルデータの類型分類を通じて、言語ベースクラスタリングの理論的発展およびソーシャルデータのマイニングへの実用化を目指す。H28年度は申請書に従い、以下に上げる各研究内容について番号順に実施した。1. H27年度に引き続き、検討した言語ベースの構造に基づいて、言語ベースクラスタリング技法の開発を行った。2. H27年度に引き続き、開発手法の特徴を把握するため、ベンチマークデータによる開発手法の検証と、既存手法との比較検討を行った。3.開発した言語ベースクラスタリング技法と従来からのモデルベースクラスタリング技法との数理的関連性の考察を行い、言語ベースの観点からクラスタリング技法の再体系化を進めた。4.実際のソーシャルデータによる検討を通じて、特にデータの規模・複雑さ・不確定性の観点から、開発手法で適切に処理できるソーシャルデータの類型分類を行った。それにより、開発手法の特徴が明らかになると同時に、ソーシャルデータのマイニング実用化を進めることができた。本研究課題では、従来のモデルベースによるクラスタリングから転換し、言語ベースによるクラスタリング技法の確立を目的とする。まず、従来のクラスタリングの基となっている数理モデルの抽出を行い、抽出した数理モデルの言語による記述について検討する。次に、それらの検討を踏まえ、クラスタリングにおける言語ベース(言語的記述の推論則)について考察する。その後、検討した言語ベースに基づき、新たな言語ベースに基づいたクラスタリングアルゴリズムを構築する。数値例を通じて、構築したアルゴリズムと既存のモデルベース手法との比較検討を行った後、言語ベースの数理的発展の可能性と、適用可能な実データについての検討を行う。H26年度に予定していた研究計画の夫々について達成度の評価を、予定以上(A)、予定通り(B)、予定よりやや遅れている(C)、予定よりかなり遅れている(D)、の4段階で行う。1.研究全体の検討について、4月から8月頃にかけて行う予定だった。研究計画の詳細を確認し、複数の研究者との協力体制を確立することができた。(B)評価。2.既存のクラスタリング技法の実装と検討について、5月頃から12月頃にかけて行う予定だった。
e-ラーニングを用いた効果的な手話学習カリキュラムの開発

1.研究目的手話学習の最大の問題点は、手話が目で見る言語であるため、録音したりノートを取って授業後に復習することができない点である。そのため、本研究ではe-ラーニングシステムを用いることで、それらの点を補完し、効果的な手話の学習方法とカリキュラム開発を目指した。2.研究方法本校で開設されている選択講座「手話入門」を受講する生徒7名を対象として研究を行った。ろう者の講師が一切音声言語を用いず手話のみで行うナチュラル・-ブローチ式の授業を毎回ビデオに撮り、インターネットを用いて動画を配信して復習を促した。動画配信にあたっては、Google+のサークル機能を用いて受講生のみ視聴できるようにした。また、iPadを活用して互いの手話を録画させ、自分の手話表現をチェックさせた。カリキュラムにおいては、ろう者講師の指導のもと、23名で行う3分程度の手話会話の創作とその会話練習を行った。3.研究成果動画配信を取り入れなかった2013年度の受講生(12名)の手話習得数は平均約323語(最低149語、最高500語)であった。今年度は平均約415語(最低72語、最高763語)となり有意に増加した。授業動画は年間13回配信したが、平均視聴回数は14回(最低2回、最高30回)であり、多くの生徒が復習用に活用した。また、iPadの活用により自らの手話の癖に気づき修正することができた。後期に会話練習を多く取り入れたことで、生徒たちの手話学習に対するインセンティブをさらに高めることができ、習得した手話の定着にもつながった。
学習機能を持つ自律分散型確率的大規模最適化手法の開発

本研究は、大規模組合せ最適化問題への新しい手法の一つとしての分散型手法の開発を目的としている。特に次の二点について研究を進めた。(1)生態システムが環境に適応学習する生物進化の考え方をとり入れることにより、確率的手法の一つである焼き鈍し法(simulated annealing法)を拡張し、状態を多重化した確率的最適化法を新しく開発した。(2)評価関数を用いない分散型最適化手法として、ニュ-ラルネット型学習法を用い大規模な最適化問題を解くことを実行した。(1)で述べた手法は、解の探索範囲を非常に広く取ることを可能としている。従って、真の最適解が求まる確率が非常に高くなる。その上、並列分散的に扱うことが可能であるため、分散処理専用のコンピュ-タを用いた場合には、非常な高速で処理可能となる。本手法を、VLSIのレイアウト設計問題である配置、配線問題へ適用した。(2)については、従来のニュ-ラルネット型学習法であるバックプロパゲイションを有効に用いることにより評価関数を使用せずに最適化を可能とした。具体的には、VLSIの配線問題においてパタ-ン分類を学習的に実行することにより、最適な詳細配線を可能とする手法を開発した。また、競合学習法を用いて評価関数を使用しないVLSIの配置手法を開発した。これらの新手法をVLSIのレイアウト設計問題へ適用することにより、その有効性を確認した。本年度は、以下の点について研究を進め、新しい結果を得ることが可能となった。1.組合せ論的最適化問題であるVLSIの配線問題に学習機能を持った手法を適用し、今後階層化を行うことにより、一層複雑な大規模な問題に適用していく糸口を得た。2.組合せ論的最適化問題であるVLSIの配置問題に学習機能を持った手法を適用した。簡単な例への適用において有効性が試された。3.自律分散性を持った進化の概念を用いた確率的手法を確立し、並列型計算機上で実行するアルゴリズムを構築した。4.学習性、自律分散性各々の特徴を整理し考察することにより、今後の統合へ向けての一ステップを踏み出した。5.上記の各々の手法を簡単な実デ-タあるいはそれに近いものへ応用した。6.シミュレ-ションの結果を整理して、今後大規模な実デ-タに適用する方針を議論した。来年度は、上記15の新しく得られた結果をふまえ、一層の研究の発展を計る。1.組合せ論的最適化問題であるVLSIの配線問題の一層複雑な大規模な問題に開発した手法を適用し、その有効性を検証した。2.組合せ論的最適化問題であるVLSIの配置問題の一層複雑な大規模な問題に開発した手法を適用し、その有効性を検証した。3.シミュレ-ションから得られた結果を考察し、問題の大規模性より生ずる種々の問題点や、試験的な例と実際例との間の拘束条件の隔たりなどの問題点を議論した。4.学習性、自律分散性各々の特徴を整理し考察した。5.学習を通しての最適化の問題を取り上げ適用可能性を議論した。6.種々の他の最適化手法との比較検討をした。7.他分野への応用について考察した。上記17のように新しく種々の結果が得られ、研究の初期の目標を達成した。
末梢血単球から再生しうる内皮様細胞を用いた抗原特異的移植免疫寛容誘導法の確立

本研究は、単球由来再生内皮様細胞にT細胞寛容特性を誘導し移入することで、臓器移植後に非特異的な免疫抑制剤を使用することなく拒絶反応を制御する方法を確立することを目的として研究を推進してきた。末梢血CD^<14+>単球から特殊な培養条件下で内皮様細胞に分化/再生させ、T細胞寛容特性を誘導することに成功した。すなわち、CD^<14+>単球GM-CSF、IL-4、血管内皮増殖因子と共に低濃度LPSを培養系に加えることで、内皮様細胞への形態的再生効率が促進した。また低濃度LPS存在下で培養した再生内皮様細胞のフェノタイプを解析したところ、抗原提示能は保持しつつ、T細胞の応答を抑制するPDL-1分子の表出と応答を促進するICOS-ligandの消失を認め、寛容特性が確認出来た。さらに、このT細胞寛容誘導分子を表出した内皮様細胞とアロT細胞を共培養し、T細胞応答抑制効果の有無について、我々の開発したCFSE色素染色法とフローサイトメトリーを応用したリンパ球混合試験(CFSE-MLR)で検討した。その結果、異系間リンパ球混合培養系において、Tリンパ球応答の作動初期に刺激細胞と同系の再生内皮様細胞を添加すると、特異的なT細胞応答抑制効果を認めた。また、再生内皮様細胞とアロCD4^+T細胞との共培養過程において、刺激細胞と同系の再生内皮様細胞と接触したアロT細胞は、CD4^+D25^+FoxP3^+T細胞の出現が多く制御既T細胞が誘導されている可能性が示唆された。以上より、臓器移植後の免疫応答を末梢血単球由来再生内皮様細胞の移入により制御し得る可能性が確認された。本研究は、単球由来再生内皮様細胞にT細胞寛容特性を誘導し移入することで、臓器移植後に非特異的な免疫抑制剤を使用することなく拒絶反応を制御する方法を確立することを目的とする。本年度は、単球由来再生内皮様細胞に抗原提示機能を維持したままT細胞の応答を抑制し得る分子(Programmed death ligand-1:PDL-1、Immunoglobulin-like transcript-3:ILT-3など)の発現を誘導する条件と、これらの分子を発現した単球由来再生内皮様細胞と同種異系T細胞を共培養し、T細胞応答が抑制されるか否かを検討した。1)単球由来再生内皮様細胞にFas-L、PDL-1、ILT-3などのT細胞寛容分子の発現させる至適条件の確立:健常人ボランティアの末梢血単核球からセルソーターを用いてCD14^+単球を分離し、血管内皮増殖因子とともにGM-CSF、IL-4、LPSを加え数日間刺激した後、血管内皮増殖因子存在下でさらに培養した。血管内皮増殖因子と共に低濃度LPSを培養系に加えることで、内皮様細胞への形態的変性効率が促進した。また低濃度LPS存在下で培養した再生内皮様細胞のフェノタイプを解析したところ、PDL-1,ILT-3の表出を認め、寛容特性を誘導する至適条件を確立できた。2)再生内皮様細胞のアロT細胞応答抑制効果の評価:実験(1)でT細胞寛容誘導分子を誘導した再生内皮様細胞と異系T細胞を共培養し、T細胞応答抑制効果の有無についてCFSE色素染色法とフローサイトメトリーを応用したリンパ球混合試験で検討した。その結果、異系間リンパ球混合培養途中に刺激細胞と同系の再生内皮様細胞を添加すると、特異的な免疫応答抑制効果を認めた。以上より、臓器移植後の免疫応答を末梢血単球由来再生内皮様細胞の移入により制御し得る可能性が示唆された。
多変量解析を用いた新しい無歯顎診断システムの構築

無歯顎者の口腔内、義歯、心理、生理学的機能などの諸要素をすべて定量化し、多変量解析を用いて総合的に解析した新しい診断システムを構築することを目的に以下の研究を行った。1.口腔内要素、義歯の状態および心理的状態を定量的に把握するためのプロトコールを作成し、予備調査を10名の術者により8名の無歯顎者に対して行い、その再現性が確認できた。2.約400名の無歯顎者に対して試作した診査用紙による調査および咀嚼スコアによる無歯顎者の生理学的機能の検査を行った。そのうち、データの完全に揃っている320名分について分析を行った。歯顎者の満足度、術者による義歯の評価、術者による無歯顎者の口腔内状態の評価、無歯顎者の咀嚼スコアについて多変量解析を行い、各種パラメータの相互関係が統計学的に明らかとなり、臨床上重要なパラメータを見いだした。これらのパラメータを用いた無歯顎診断システムを構築した。3.以上の結果をもとに、診査項目の再検討を行い、日常臨床で使用可能な診査用紙の作成を行った。これを用いて補綴処置の予後の評価を行い、術前の診断結果と比較検討することにより本システムの有用性を明確にした。無歯顎者の口腔内,義歯,心理,生理学的機能などの諸要素をすべて定量化し,多変量解析を用いて総合的に解析した新しい診断システムを構築することを目的に以下の研究を行った。1.口腔内要素,義歯の状態および心理的状態を定量的に把握するための2種類の調査用紙(調査用紙1,2)を試作し,予備調査を10人の術者が8人の無歯顎者に対して行い,調査用紙2を用いれば比較的臨床経験の浅い術者でも客観性のある診査結果が得られることが明かとなった。2.約400名の無歯顎患者に対して試作した診査用紙による調査を行った。そのうち,デ-タの完全に揃っている320名分について分析を行った。3.咀嚼スコアを計測し,無歯顎者の生理学的検査を行った。4.以上の大量のデ-タのうち,(1)無歯顎者の満足度,(2)術者による義歯の評価,(3)術者による無歯顎者の口腔内状態の評価,(4)無歯顎者の咀嚼スコアについて,多変量解析を行い,各種パラメ-タの相互関係を統計学的に検討した。その結果,無歯顎者の満足度に強い影響を与える因子が明かとなった。5.術者から見た義歯の重要な因子と無歯顎者から見た義歯の重要な因子の間に統計学的な有意差を認めたため,従来の術者から見ただけの義歯の評価法のみでは不十分であり,無歯顎者の生活の質(Quality of Life)の向上の為の新たな診断システムの必要性が強く示唆された。(広島大学歯学雑誌に発表済み)6.以上の結果を総括して新しい無歯顎診断システムを試作した。平成4年度はこの試作した無歯顎診断システムの有用性を明らかにするとともに,臨床的に使用し易いシステムに改良していく予定である。総義歯治療評価をするため,平成3年度に以下のような研究を行った。1.口腔内要素,義歯の状態および心理的状態を定量的に把握するためのプロトコールを作成し,予備調査にて再現性を確認した。2.約400名の無歯顎者に対して試作した診査用紙による調査を行い,そのうちデータの完全に揃っている320名分について分析を行った。3.咀嚼スコアを計測することにより,無歯顎者の生理学的機能を検査した。4.以上の大量のデータのうち,(1)無歯顎者の満足度,(2)術者による義歯の評価,(3)術者による無歯顎者の口腔内状態の評価,(4)無歯顎者の咀嚼スコアについて多変量解析を行い,各種パラメータの相互関係を統計学的に明らかにした。5.臨床上重要なパラメータの検索を行い,無歯顎診断システムを構築した。この結果に基づき,平成4年度は以下のような検討を行った。

1.診査項目の再検討を行い,患者の満足度や口腔内の状態などを定量的にスコア化でき,日常臨床で使用可能な診査用紙の作成を行った。2.補綴処置の予後の評価を行い,術前の診断結果と比較検討した。3.すべての結果の総括を行い,本システムの有用性を明確にし,実用化に結びつけるよう検討を行った。
触法女性障害者の支援において連携する社会福祉士と弁護士のジェンダー観に関する研究

この研究は、法に触れる行為をした高齢あるいは障害を持つ女性の支援に携わる弁護士と社会福祉士のジェンダー観が支援に与える影響を探ることを目的として、専門的な訓練を受けている支援者のジェンダー・ステレオタイプをインタビューであぶりだそうとする質的研究である。2018年度はインタビューガイドの検討に時間を割き、研究協力者と定期的に情報共有及び議論を重ねて、調査課題を検討した。その経過を踏まえ、12月22日には研究協力者及び研究アドバイザーを交えたブレーンストーミングを行い、現在までの研究結果を共有して、今後の方向性を確認した。この時アドバイザーより、内在するジェンダー観をあぶりだすには、認知心理学のジェンダーに関する確証バイアスの先行研究を調べる方が良いという助言があり、また研究協力者からは、刑事司法領域に社会福祉士が組み込まれる「再犯防止の道具として社会福祉士が利用されるリスク」への懸念が大きな議論となっている現状が報告されて、本研究はこの議論の経過を追いながら進めていく必要があることが確認された。結論として、研究進捗を重視してインタビューを急ぐより、ジェンダー・ブラインドを言語データとして聴取するのに必要な質問づくりを十分行うことが確認された。そこで、心理学領域のメタ認知を探る先行研究の文献調査を行うことと、司法と福祉の連携に関する社会福祉士の専門性及び専門職としての倫理に関する議論の進捗をフォローしつつ、インタビューの範囲を再検討することとした。その結果、調査スケジュールが変更され、2019年度前半に専門性の確立に関する論点とジェンダー問題の関係を踏まえてインタビューガイドを見直し、その後国内調査を実施することとなった。刑事司法領域で社会福祉士が働くことの倫理性の議論が活発に行われている中で、議論を無視してインタビューを行わない方が良いという判断と、東京社会福祉士会司法福祉委員会活動の傍聴等で、実践者のジェンダー観が予想以上にブラインド化されていることがわかり、インタビューガイドの再構成を行うことにしたことが、遅れを生んだ理由である。平成28年に成立した「再犯の防止等の推進に関する法律」が具体的に施行されつつある中で、検察庁に社会福祉士が配置されるなど司法と福祉の連携が単なる職種間コミュニケーションを超え、制度化された社会システムとして動き始めている。この制度化に対して、現在、専門性が十分確立されていない社会福祉士が再犯防止のツールとして使われているという批判が大きくなっている。本研究では刑事司法ソーシャルワークに携わっている社会福祉士へのインタビューの質が重要となるため、議論の経過を踏まえたインタビューの時期を選んでいる。また調査の一部として参加した2018年度司法福祉全国実践研究集会の議論で、研究者と実践者の倫理的課題の捉え方の厳密さに差があること、実践者は今目の前にいる人に具体的かつ現実に即応した支援を提供すべく行動することを優先し、その中の倫理的ジレンマをどのように合理的に捉えるかより、まず本人のために行動することが重要だと考える傾向があることが観察された。倫理的ジレンマは専門職の内面にある価値の葛藤であるが、ジェンダー観やジェンダー・バイアスもまた、自身の内面に深く根ざし意識化されにくい価値観である。このように意識されにくい価値観に焦点を当てるインタビューガイドには、現在用意しているガイドでは不十分であると判断し、調査を延期して質問構成を再検討している。研究計画では2018年度に国内のインタビュー調査、2019年度に海外調査を行い、2020年度に最終報告を行う予定であったが、現在は国内のインタビュー調査を2019年度に行い、2020年度に海外調査と最終報告を実施したいと考えている。渡航費用の関係などから、オリンピック後の2020年10月に海外調査を実施することとして、2019年度中は海外の研究協力者とスカイプ等のネットワークを用いて情報収集を行いたい。2020年10月に海外調査を行うことになったとしても、2020年度中に最終報告が行えるよう進行管理をするつもりである。この理由は、本調査では国際比較より国内の実態調査の比重が大きいことによる。海外の司法福祉領域の先行研究をレビューした結果、司法システム、福祉システムが大きく異なる海外との比較研究は興味深いが、本研究の成果を、日本国内の実践課題の解決に資するものにしたいと考えるのであれば、より重要なのは国内の支援者研究になると結論付けるに至った。比較対象としての海外調査は必要だが、まず日本の社会文化的背景及び価値観に基づいた女性支援のあり方を検討し、実践に資する知見を得て社会に還元することを優先すべきと考え、2020年度中に一定の成果報告を行うことを目標に研究を進めていく。ただし、昨今のジェンダー問題に対する社会的関心の高まりや、司法福祉領域でのジェンダーに配慮した支援施策の発展、女性が多い依存症対策と犯罪の関係の研究など、本研究テーマに関連した社会施策、実践、研究の進捗の動きによっては、研究成果報告が2021年度に持ち越される可能性は残されている。

この時アドバイザーより、内在するジェンダー観をあぶりだすには、認知心理学のジェンダーに関する確証バイアスの先行研究を調べる方が良いという助言があり、また研究協力者からは、刑事司法領域に社会福祉士が組み込まれる「再犯防止の道具として社会福祉士が利用されるリスク」への懸念が大きな議論となっている現状が報告されて、本研究はこの議論の経過を追いながら進めていく必要があることが確認された。結論として、研究進捗を重視してインタビューを急ぐより、ジェンダー・ブラインドを言語データとして聴取するのに必要な質問づくりを十分行うことが確認された。そこで、心理学領域のメタ認知を探る先行研究の文献調査を行うことと、司法と福祉の連携に関する社会福祉士の専門性及び専門職としての倫理に関する議論の進捗をフォローしつつ、インタビューの範囲を再検討することとした。その結果、調査スケジュールが変更され、2019年度前半に専門性の確立に関する論点とジェンダー問題の関係を踏まえてインタビューガイドを見直し、その後国内調査を実施することとなった。刑事司法領域で社会福祉士が働くことの倫理性の議論が活発に行われている中で、議論を無視してインタビューを行わない方が良いという判断と、東京社会福祉士会司法福祉委員会活動の傍聴等で、実践者のジェンダー観が予想以上にブラインド化されていることがわかり、インタビューガイドの再構成を行うことにしたことが、遅れを生んだ理由である。平成28年に成立した「再犯の防止等の推進に関する法律」が具体的に施行されつつある中で、検察庁に社会福祉士が配置されるなど司法と福祉の連携が単なる職種間コミュニケーションを超え、制度化された社会システムとして動き始めている。この制度化に対して、現在、専門性が十分確立されていない社会福祉士が再犯防止のツールとして使われているという批判が大きくなっている。本研究では刑事司法ソーシャルワークに携わっている社会福祉士へのインタビューの質が重要となるため、議論の経過を踏まえたインタビューの時期を選んでいる。また調査の一部として参加した2018年度司法福祉全国実践研究集会の議論で、研究者と実践者の倫理的課題の捉え方の厳密さに差があること、実践者は今目の前にいる人に具体的かつ現実に即応した支援を提供すべく行動することを優先し、その中の倫理的ジレンマをどのように合理的に捉えるかより、まず本人のために行動することが重要だと考える傾向があることが観察された。倫理的ジレンマは専門職の内面にある価値の葛藤であるが、ジェンダー観やジェンダー・バイアスもまた、自身の内面に深く根ざし意識化されにくい価値観である。このように意識されにくい価値観に焦点を当てるインタビューガイドには、現在用意しているガイドでは不十分であると判断し、調査を延期して質問構成を再検討している。研究計画では2018年度に国内のインタビュー調査、2019年度に海外調査を行い、2020年度に最終報告を行う予定であったが、現在は国内のインタビュー調査を2019年度に行い、2020年度に海外調査と最終報告を実施したいと考えている。渡航費用の関係などから、オリンピック後の2020年10月に海外調査を実施することとして、2019年度中は海外の研究協力者とスカイプ等のネットワークを用いて情報収集を行いたい。
糖錯結合性物質の合成と分子設計に関する研究

プラジミシン類はActinomadura hibiscaより単離された化合物群であり、抗真菌、抗HIV活性を示す。その化学構造は、母核となるベンゾ[a]ナフタセンキノン骨格にアミノ酸、および糖が結合した構造を持つ。本研究では、この特徴的な構造と生理活性に興味を持ち、これらの合成研究を行った。本研究において、鍵となるフェナントレンジオール骨格を立体選択的かつ、立体特異的に構築する有効な手法を見出した。すなわち、芳香族ジアルデヒドに対しSmI_2を作用させると対応するジオールを与え、その立体化学はトランスのみであることが分った。また、アトロプ異性的に純粋な芳香族ジアルデヒドを用いて環化の条件に付すと、それぞれ光学的に純粋なトランスジオールを与えることが判明した。すなわち、反応を通じて軸不斉を二つの中心不斉へと転写できることが明らかとなった。この知見をもとに、上記の反応を利用して実際に光学的に純粋なプラジミシンのB環部骨格を構築した。さらに検討を加え、効率的なプラジミシノンの合成法を開発した。続いて、プラジミシン類の構成糖に相当する糖供与体の合成を検討した。その結果、キシロース誘導体、およびトモサミン誘導体を各合成し、それらをグリコシル化することにより目的のフッ素化二糖を合成することができた。さらに、これをアルコール共存下、Cp_2HfCl_2-AgClO_4複合活性化剤で処理すると円滑に反応が進行し、望みのグリコシル体が得られることが分かった。プラジミシン類はActinomadurahibiscaより単離されたベンゾ[a]ナフタセンキノン骨格を有する化合物群であり、抗真菌、抗HIV活性を示す。本研究では、この化合物群の多環芳香族を介しアミノ酸と糖鎖とが結合した特徴的構造と生理活性に興味を持ち、全合成研究を計画した。平成9年度の研究において、プラジミシン類の五環性骨格の鍵構造を成すB環部のトランスジオールの構築法として、ジアルデヒドのピナコール生成反応が有効であることを見出した。すなわち、ジアルデヒドに対しSmI_2を作用させると対応するジオールを与え、その立体化学はトランスのみであることが分った。続いてこの反応の立体的側面について議論し、全合成に向けた検討を行った。ABC環部の構築のモデル基質として用いたオルト位が全て置換されたビフェニル構造を有するジアルデヒド誘導体は、アトロプ鏡像体を分割することが可能である。光学分割したP体およびM体のジアルデヒドをSmI_2を用いた環化の条件に付すと、それぞれ光学的に純粋なトランスジオールを与えることが判明した。すなわち、反応を通じて軸不斉を二つの中心不斉へと転写できることが分った。この知見をもとに、上記の反応を利用して実際にプラジミシンのB環部のトランスジオールの構築に成功した。次に、得られた合成中間体を用いてさらに検討を行った結果、十数工程の変換を経て、プラジミシノンを合成することに初めて成功した。
FDG標識膵島を用いたPETによる移植膵島の機能評価および生着率の基礎的研究

FDG標識膵島により移植生着率の評価は有効で、正常膵島と比較し障害膵島は初期段階に約30%のcell lossがみられ、その後は同様の減衰を示し両群ともに移植膵島の約50%が生着することが判明した。【目的】ラット膵島移植における早期の肝臓内における生着を画像化および定量評価を試みた。ドナーラット膵島により正常膵島群と温阻血時間30分群の2群に分け、各群^<18>FDGを用いて標識した。各郡の移植後の動態をPET-CTおよびAutoradiogramを用いて評価した。^<18>FDG膵島を移植後90分までPET-CTを撮影しTime ActivityCurve(TAC)によりCell Lossをin vivoにて画像化および定量評価をした。さらに、imaging analyzer用いてex vivoでの^<18>FDG膵島の肝内分布を画像化した。【方法】レシピエント糖尿病ラットは移植7日前にSTZ70mg/kgを雄性Lewisラットに尾静脈注射して作成した。ドナー膵島として新鮮膵島群、および温阻血30分群をそれぞれ^<18>FDG膵島900個作成し、経門脈的にレシピエント糖尿病ラットに同系移植し90分後までdynamic studyによるPET-CTを小動物用PET-CT Inveonにて撮像した。集積度は全肝に関心領域を設定し、全膵島のHot spotをカウントする%ID/liverにて評価した。その後摘出肝のAutoradiographyにはイメージングアナライザーFLA-7000を用いてexposure timeを30分とし肝内^<18>FDG膵島の分布を撮像した。【結果】PET-CTで^<18>FDG膵島はHot spotとして両群とも明瞭に可視化可能であった。新鮮膵島群は、5分値28%ID/liver、85分値12%ID/liver(初期値を5分後とすると85分値がその43%)、温阻血30分群は、5分値20%ID/liver、85分値8%ID/liver(初期値を5分後とすると85分値がその40%)であった。さらに、Autoradiographyでは、移植膵島群は肝全体にHot spot門脈全域に分布したのと比較し、温阻血30分群ではPETでは撮像できない分布の低下がみられた。【考察】^<18>FDGラット膵島により膵島移植後の可視化は可能で、移植により20-30%が生着し、そのうち約40%が残存すると考えられた。今後も本イメージング法を用いて移植膵島Cell Lossの評価および改善を試みたい。^<18>FDG膵島を移植後90分までPET-CTを撮影しTime ActivityCurve (TAC)によりCell Lossをin vivoにて画像化および定量評価をした。その後摘出肝のAutoradiographyにはイメージングアナライザーFLA-7000を用いてexposuretimeを30分とし肝内^<18>FDG膵島の分布を撮像した。【目的】ラット膵島移植

早期の肝臓内における生着率の画像化および定量評価するために、18FDGを用いてラット膵島を標識し移植後の動態をPET-CTおよびAutoradiographyにて評価。1.ラット膵島の18FDG標識に必要な至適投与量を検討。2.18FDG膵島を移植後90分までPET-CTを撮影し生着の画像定量評価をした。【方法】1.Tosoらの方法によりDonorラット膵島300個に18FDGを0.5、1.5、3、4.5MBq(各群n=3)を投与し60分後の集積度(kBq)および取込率(%)を比較検討した。2.Recipient糖尿病ラットは移植7日前にSTZ70mg/kgを雄性Lewisラットに静脈注射して作成した。経門脈的に新鮮膵島群(n=4)およびWIT30分障害膵島群(n=4)において18FDG9MBq60分にて標識した膵島900個を各々同系移植し、0-90分後まで10分間隔のdynamicPET-CTを撮像した。画像よりFDGuptakeの減衰を表すTime Activity Curve(TAC)により定量評価を行った。なお、定要量評価はROIを肝全体とし投与量あたりの肝臓の取り込みを示すliver%ID(injection dose)を用いた。さらに、肝同一スライスによる90分間のcirculation studyも行い移植後90分間の肝内動態も撮像した。【結果】1.集積度および取込率は、0.5MBq群8.8kBqおよび1.75%、1.5MBq群21.1kBqおよび1.4%、3MBq群29.0kBqおよび0.97%、4.5MBq群32.3kBqおよび0.72%であった。2.PET-CTで18FDG膵島は多数の肝内hot spotとして明瞭に画像化可能であった。liver%IDの0-10分、40-50分、80-90分値は、正常膵島群は平均27.8,19.8、14.7、障害膵島群は、平均20.1、14.1.10.1であった。正常膵島群と比較し障害膵島群は移植直後に約30%のcell lossがみられた。両群とも90分後までの減衰曲線は同様で、90分後に約50%膵島が生着することが判明した。さらに肝同一スライスにおけるPET-CT circulation studyの動画撮影にて、移植された膵島は肝内にて異動しながら生着していることが判明した。【考察】18FDGラット膵島イメージング法により膵島移植のイメージングは良好で、正常膵島と比較し障害膵島は初期段階に約30%のcell lossがみられ、その後は同様の減衰を示し両群ともに移植膵島の約50%が生着することが判明した。