hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
乳幼児突然死症候群の知識と発症率との関連性

本研究の目的は、母親のSIDSに対する知識のレベルとSIDS発症率の関連性を明らかにすることである。調査はSIDS発症率の異なる地域間において、生後1ヵ月児をもつ母親を対象に行った。質問項目は疾患の知識、実際の育児行動(児の就寝体位、栄養方法、同居家族の喫煙)、育児情報の情報源及び属性である。質問紙配付数は上位地域587部・下位地域666部、回収数は上位地域211部・下位地域242部で、回収率は上位地域35.9%・下位地域36.3%であった。調査結果については現在分析中であり、その結果を本研究の成果として平成26年度以降に公表予定である。本研究は、乳幼児突然死症候群(SIDS)の発症率が異なる地域間において、生後1ヵ月児をもつ母親を対象にSIDSに対する知識を調査することにより、SIDSの知識と発症率の関連性を明らかにし、知識の普及によるSIDS発症率の低下に寄与することを目的としている。2年目となる本年度は、SIDS家族の会の協力を得て質問紙調査の準備(研究対象施設の選定、質問紙内容の精査等)を完了し、質問紙調査を開始した。調査対象地域は過去5年間のSIDS発症率の平均値を参照し、上位5地域および下位5地域とし、うちすでに調査を終えている北海道を除く9府県を新たな調査対象地域とした。なお、質問紙調査は現在も継続中である。SIDS発症率が全国平均の2倍以上と高率な北海道における先行研究では、厚生労働省が主唱となり進めている「SIDS対策強化月間」が生後1か月児を持つ母親に殆ど普及していない結果が示されたことから、本年度は上記調査と並行して北海道内の全市町村および札幌市の全区の保健センターを対象に、SIDS対策強化月間の実施状況を調査した。質問紙配布数は188、回収数149(回収率79.3%)、有効回答数149(100%)。その結果、SIDS強化月間の存在自体を「知らない」と答えた市区町村が35地域(23.6%)に上ったほか、ほぼ全ての市区町村で強化月間に合わせた取り組みがなされておらず、年間を通しても啓発活動を行っている市区町村も約半数にとどまる結果が示された。本研究の目的は、SIDSの発症率の異なる地域間において、生後1ヵ月児をもつ母親のSIDSに対する知識を調査することにより、SIDSの知識と発症率の関連性を明らかにし、知識の普及によるSIDS発症率の低下に寄与することである。平成25年度は、過去5年間のSIDS発症率の平均が上位5地域(北海道、山口県、徳島県、長崎県、山形県)のうち、これまでに調査が終了している北海道を除く4地域と、下位5地域(群馬県、大阪府、福井県、山梨県、石川県)において調査を行った。上位地域25施設、下位地域28施設において生後1か月健診を受診した乳児を持つ母親に対し質問紙を配付、郵送にて回収をした。質問紙は研究者が独自に作成したものを用いた。質問項目は疾患の知識、厚生労働省の「乳幼児突然死症候群(SIDS)対策強化月間」の知識、実際の育児行動(児の就寝体位、栄養方法、同居家族の喫煙)、育児情報の情報源及び属性である。調査結果については現在分析中であり、その結果を本研究の成果として平成26年度以降公表していく予定である。<目的>本邦における乳幼児突然死症候群(SIDS)の発症率は、厚生労働省の知識普及キャンペーン開始以降年々減少し、2010年は出生10万対13.0と、10年間で半減した。しかし、SIDS発症率を都道府県別にみると、発症数が0の地域が11県ある一方で、出生10万対30以上の地域が7県あり、地域格差がみられる。その要因は定かではないが、全国的には厚生労働省の知識普及キャンペーン開始以降、SIDS発症率が減少していることから、乳幼児をもつ母親の知識の不足がその一因と考えられる。そのため本研究は、SIDSの発症率の異なる地域間において、生後1ヵ月児をもつ母親のSIDSに対する知識を調査することにより、SIDSに対する養育者の知識と発症率の関連性を明らかにし、知識の普及によるSIDS発症率の低下に寄与することを目的とした。<対象及び方法>本研究の対象地域は、過去5年間の都道府県別SIDS発症率の平均が上位5地域(北海道、山口県、徳島県、長崎県、山形県)および下位5地域(群馬県、大阪府、福井県、山梨県、石川県)とした。

なお、北海道においては本申請者が平成2122年に行った調査(平成2122年度科学研究費補助金若手スタートアップ→スタート支援)のデータを用い、残り9地域の調査を新たに行うこととする。研究対象者へは対象地域内の病院・診療所を通じて調査用紙を配布し、郵送にて回収する。得られたデータを地域ごとに集計し、統計学的分析を行うことで、SIDSの知識と死亡率との関連性を明らかにする。<2012年3月末日現在の状況>現在、各対象地域内で研究協力を依頼する施設の選定を行っている。施設の選定には、SIDS家族の会の協力を得て行った。<次年度の計画>研究対象施設に対し実施の依頼を行い、同委の得られた施設から順次質問紙調査を行っていく予定である。初年度に発生したSIDS家族の会との連携のトラブル等による6か月程度の遅れの影響が解消されていないため、依然6か月程度の遅れを持って進行している状況である。震災の影響により、研究費交付の決定の遅延やその後の予算執行が不透明であったことに加え、SIDS家族の会との連携において、ネットワークの使用承諾に時間を要したことから、約6か月程度の遅れをもって研究が進行している状況である。質問紙の回収には郵送法を用いているため、返送され次第、順次データをPCに入力していき、データが集まり次第、統計学的分析を行う。また、研究対象施設の質問紙配布状況を定期的に確認し、不足があれば随時質問紙の増刷を行っていく。10月以降、結果の考察、まとめと公表の準備をする予定である。統計学的分析、および考察には有識者の意見を参考とする予定である。<平成24年度>1.質問紙作成、配布、データ入力:6月以降、研究協力の得られた施設から順次質問紙調査を開始する。質問紙は郵送法にて回収し、得られたデータはPCにて集計・保存を行う。調査期間は平成24年12月までとするが、質問紙配布および回収状況により、適宜調査期間の延長も考慮する。<平成25年度>1.データ分析:得られたデータを以下の項目ごとに統計学的に分析する。なお、分析に当たっては有識者の指導を得て行う。2.研究のまとめ:本研究によって得られた成果について、国内外での報告と報告書の作成を行う予定である。質問紙回収の郵送費、質問紙の増刷に伴う経費、有識者との意見交換に伴う費用等に支出する予定である。本年度の計画の遅れにより、予定していた質問紙の作成・印刷作業ができなかったため、質問紙作成の予算が執行されていない状況である。次年度は質問紙作成については本年度の研究費を使用するとともに、次年度の研究費については、研究の進捗状況に合わせて当初の計画通り執行する予定である。
凍結試験により細粒土の環境地盤工学的諸特性を評価する方法

細粒土の工学的性質を知ることは,軟弱地盤上の建造物の設計や建設汚泥の有効利用方法の開発にとって重要である.本研究では,土を凍結させて,従来から知られている試験方法との比較を行った.その結果,次のような新しい知見が得られた.(1)細粒土の性質は,土粒子自体ではなく,土粒子による影響を受けた土粒子近傍の水分の存在に支配されている.(2)土粒子近傍の水分は土粒子と一体で挙動し,土の性質は土粒子から遠く土粒子の影響を受けていない水分により支配されている.細粒土の工学的性質を知ることは,軟弱地盤上の建造物の設計や建設汚泥の有効利用方法の開発にとって重要である.本研究では,土を凍結させて,従来から知られている試験方法との比較を行った.その結果,次のような新しい知見が得られた.(1)細粒土の性質は,土粒子自体ではなく,土粒子による影響を受けた土粒子近傍の水分の存在に支配されている.(2)土粒子近傍の水分は土粒子と一体で挙動し,土の性質は土粒子から遠く土粒子の影響を受けていない水分により支配されている.汚染土壌の浄化や建設汚泥の有効利用などの環境地盤工学的諸問題の対策には,細粒土の特性を把握することが前提であり,その目的に応じた土質試験が行われている.研究代表者は既往の研究において,土の氷点温度や氷点下で凍結する間隙水の状態は土粒子に対する間隙水の吸着の強さを表すのではないかとの着想を得ている.本研究は,この着想を基に凍結試験から細粒土の水理学的・力学的挙動を間隙水の吸着の強さの指標として簡単に求める方法を提案するものである.本年度は,主として飽和細粒土を用いた透水試験と凍結試験から得られるパラメターとの関係を調べ,透水係数との関係を明らかにした.主な知見は以下のとおりである.(1)透水係数の予測について,通常の間隙比の代わりに凍結間隙比を用いることによって,精度よく透水係数を評価できることが示された.特に,-1°Cで凍結する水分に対する土粒子体積と未凍結水体積に対する凍結水体積の比であるef2_α(-1°C)が最も関係が強い結果を得た.(2)従来の透水係数の理論式であるKozeny-Calman式は,粗粒土には適用できるが細粒土に対しては適用できないとされてきた.しかし,今回提案した凍結間隙比ef2_α(-1°C)を用いることによって,適用範囲が細粒土まで広がることが示された.(3)凝固点温度ΔTと透水係数kの関係については,間隙水の溶液自体の凝固点降下を考慮した凝固点温度ΔT^*が低下すると透水係数kは小さくなる傾向が確認された.汚染土壌の浄化や建設汚泥の有効利用などの環境地盤工学的諸問題の対策には,細粒土の特性を把握することが前提であり,その目的に応じた土質試験が行われている.研究代表者は既往の研究において,土の氷点温度や氷点下で凍結する間隙水の状態は土粒子に対する間隙水の吸着の強さを表すのではないかとの着想を得ている.本研究は,この着想を基に凍結試験から細粒土の水理学的・力学的挙動を間隙水の吸着の強さの指標として簡単に求める方法を提案するものである,本年度は,飽和細粒土の一軸圧縮試験や圧密試験から得られる地盤定数との関係を調べた.また,昨年度までに実施してきた透水係数に関する実験データの分析を行った.その主な知見は以下に示すとおりである.(1)昨年度までの研究において,細粒土の透水係数kを支配するのは間隙比eではなく,自由水を示す凍結間隙比e_<f2(-1°C>)であることが明らかとなった.今年度,一連の実験結果を分析したところ,吸着水を示す未凍結間隙比e_<u1(-1°C)>は,本研究で用いた圧密圧力の範囲では圧力の大小に関わらず一定量が保持されることから,e_<u1(-1°C)>で代表される吸着水は土の透水性には影響を与えていないことが示唆されている.(2)一軸圧縮強さquに関しては,間隙比eに対して凍結間隙比e_<f1(-1°C)>の影響はほぼ等しく,これは-1°Cまでに凍結する水分がquに敏感に影響を及ぼしていることを示唆している.(3)これに対して,未凍結間隙比e_<u(-1°C)>と一軸圧縮強さquの関係から,土粒子の周囲にはほぼ一定の厚さの吸着水が存在して,本研究で用いた圧密圧力の範囲では排水されることなく,圧縮力を受けた場合にも土粒子とほぼ一体化して挙動して,一軸圧縮強さには影響を与えない.(4)従来,土の一軸圧縮強さは含水比や間隙比に支配されているとされてきたが,厳密には自由水としての間隙水に支配されていることが明らかとなった.吸着水は強度には影響を与えていないと思われる.汚染土壌の浄化や建設汚泥の有効利用などの環境地盤工学的諸問題の対策には,細粒土の特性を把握することが前提であり,そのために土質試験が実施されている.しかし,従来の土質試験は個々の工学的目的に対応したものであり,包括的な土の特性を理解するのは問題がある.研究代表者は,氷点下で凍結する(又は凍結しない)

土中水の挙動が土粒子に対する間隙水の吸着の強さを表すのではないかとの着想を得ている.本研究の目的は,この着想を基に細粒土の物理的・力学的挙動を間隙水の吸着の強さの指標として統一的に評価する方法を提案することである.具体的には,次の項目を目的とする.(1)凍結試験から細粒土の透水係数を推定する方法の提案,(2)凍結試験から細粒土の物理特性と力学特性.本年度は,前半で目的(2)を,後半では研究総括を行った.その結果を以下に示す.(1)飽和細粒土の強度発現は,従来,土粒子近傍の吸着水によって粘着力で代表される細粒土特有の性質を発揮するものと考えられていた.しかし,本研究で得られた結果によると土の強度特性(qu,E50)は間隙水中の吸着水(未凍結間隙比eu1(-1°C)で代表される)ではなく,自由水(凍結間隙比ef1(-1°C)で代表される)によって支配されていることが明らかとなった.(2)圧密沈下に関して,体積圧縮係数mvや圧縮指数Ccの実験からは,圧密荷重により排水される間隙水は均一に排水されるのではなく,土粒子の遠方の自由水から順番に排水されることが明らかとなった.(3)圧密時間に関して,圧密係数cvは吸着水が一定量までは,eu1(-1°C) = 0.6以下になるとその低下傾向が落ち着く.このことは,間隙中の自由水が連続して存在することができる限度を越えて吸着水が多量に存在すると圧密速度が水の粘性のみによって支配されている可能性を示す.当初の目的である透水係数の予測式の提案については,予測式自体は開発途上であるが,未凍結間隙比という新たな指標で評価することで新しい知見が得られた.次に,力学定数との関係については,一軸圧縮強さとの関係において当初の予測とは異なる興味深い結果が得られている.したがって,(2)おおむね順調に進展していると判断される.24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題については,実験解析としては圧密試験について実施中である.当初計画の実験とデータ解析については,平成24年度中に予定通り完了予定である.今年度の課題については,(1)凍結試験と圧密定数との関係を明らかにする,(2)当初予定の透水係数の予測式を提案する,(3)今回の一連の研究で明らかとなった飽和粘性土の工学的性質に関する知見をまとめる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
外部刺激感応性超分子ナノ集合体の作製と機能評価

平成16年度は,シクロデキストリンの化学修飾体による超分子型ナノ集合体の作製について,前年度の結果を基に,フェロセン修飾シクロデキストリン,メチルレッド修飾シクロデキストリン,ピレン修飾シクロデキストリンを用いた検討を行った.フェロセン修飾シクロデキストリンおよびメチルレッド修飾シクロデキストリンについては,これらのDMSO濃厚溶液を緩衝液中に注入することによるナノメートルスケールの集合体形成を試みた.種々の条件下(注入溶液濃度,注入速度,緩衝液体積,緩衝液濃度,温度,pH)で試みたが,いずれも目視で観測される大きさ,すなわちμmスケールの集合体が得られるのみであった.これらの巨大集合体を0.45μmのポアサイズの濾過膜にて除去した後の溶液中には,しかしながら,微量ながらもナノスケールの集合体が形成されていることを蛍光分光法およびNMR分光法にて確認した.ピレン修飾シクロデキストリンについては,種々のスペーサーを検討した結果,取りアミンスペーサーを導入したものが,NMR分光法での解析により,多量の2数分子の集合体を形成していることが確認できた.この応用として,トリプトファン誘導体の光学異性識別と重炭酸イオン検出系を試み,ピレン修飾シクロデキストリンがトリプトファン誘導体の光学異性識別と重炭酸イオン検出に有用であることを見いだした.さらに,界面における集合体機能を調べる目的で,リポ酸修飾シクロデキストリンを金表面に多数吸着させ,界面におけるナノスケールの集合体を作製し,胆汁酸誘導体の電気化学的検出が可能であることを見いだした.本年度はpHや温度といった外部刺激に対して応答可能なナノ集合体を作製するという研究計画に従い,線状超分子集合体の材料となるシクロデキストリン(CD)誘導体の合成を行った.合成計画としてCDとの自己包接を避けるために,剛直なベンゼン環をゲストとなるフェロセン残基に導入することとし,種々検討した結果,アミノ安息香酸とフェロセンカルボン酸とを縮合させた修飾残基をβ-CDに導入した化合物を合成した.この分子は水には溶解せず,CD誘導体の良好な溶媒となるDMSOに対する溶解性も著しく低く,安定な超分子集合体を形成していることが示唆された。しかし,この溶解性の低さのため,物理化学的な評価が困難であり,現在溶解性の向上を図った新規CD誘導体を合成している.同様に,剛直なスペーサーを介してメチルレッドを結合させたCD誘導体も合成し,現在その機能評価を行っている段階である.デンドリマー型の集合体の素材としてはアスパラギン酸の2つのカルボキシル基にメチルレッドを導入した修飾残基をβ-CDに結合させた分子の合成にも成功した.この分子の集合体形成挙動については,レイリー散乱の強度変化を利用した解析を行っている段階である.ビス(3-アミノプロピル)アミンにピレン残基を縮合させた修飾残基はγ-CDに導入し,その機能解析を行ったところ,このものは集合体の中では最も単純な会合二量体を形成し,pHによってその会合挙動を制御できること,および会合体は炭酸イオンに選択的に応答する蛍光プローブとしての機能があることを見いだした.炭酸イオン存在下で観察される蛍光発光はピレン誘導体においてこれまでに報告されていない特異な蛍光であり,その発光機構の解明が今後の研究計画の鍵の一つとなると思われるため,現在その機構解明も併せて行っている.平成16年度は,シクロデキストリンの化学修飾体による超分子型ナノ集合体の作製について,前年度の結果を基に,フェロセン修飾シクロデキストリン,メチルレッド修飾シクロデキストリン,ピレン修飾シクロデキストリンを用いた検討を行った.フェロセン修飾シクロデキストリンおよびメチルレッド修飾シクロデキストリンについては,これらのDMSO濃厚溶液を緩衝液中に注入することによるナノメートルスケールの集合体形成を試みた.種々の条件下(注入溶液濃度,注入速度,緩衝液体積,緩衝液濃度,温度,pH)で試みたが,いずれも目視で観測される大きさ,すなわちμmスケールの集合体が得られるのみであった.これらの巨大集合体を0.45μmのポアサイズの濾過膜にて除去した後の溶液中には,しかしながら,微量ながらもナノスケールの集合体が形成されていることを蛍光分光法およびNMR分光法にて確認した.ピレン修飾シクロデキストリンについては,種々のスペーサーを検討した結果,取りアミンスペーサーを導入したものが,NMR分光法での解析により,多量の2数分子の集合体を形成していることが確認できた.この応用として,トリプトファン誘導体の光学異性識別と重炭酸イオン検出系を試み,ピレン修飾シクロデキストリンがトリプトファン誘導体の光学異性識別と重炭酸イオン検出に有用であることを見いだした.さらに,界面における集合体機能を調べる目的で,リポ酸修飾シクロデキストリンを金表面に多数吸着させ,界面におけるナノスケールの集合体を作製し,胆汁酸誘導体の電気化学的検出が可能であることを見いだした.
音声言語と図像の統合によるマルチモーダルコミュニケーション方式の研究

本研究では、音声言語入力による作図システムの実現を通じて、人と機械とのマルチモーダルコミュニケーションを実現することを目標とし、本年度は以下にあげるような研究成果を得た。1.音声・指示ジェスチャ・図像情報の統合複数モード入力に対して、時間的な同期性を仮定せずに対応付けをすることができる柔軟なモード統合手法を開発し、その有効性をマルチモーダルディクテーションシステムにおける情報伝達の信頼性向上によって評価した。2.作図システムにおける音声・マウス指示を用いたマルチモーダルインタフェースの実現上記統合手法に加え、信頼できるマウス指示の認識結果を音声認識における制約として用いる手法を開発した。この制約利用によって、音声の認識率に6%の向上が見られた。また、これらの技術を統合したマルチモーダル作図システムを実現した。3.マルチモーダル作図システムにおける図像情報と文脈情報を利用した発話解釈上記マルチモーダル作図システムにおいて、自然な音声発話(省略や参照、指示語や指示動作による曖昧性を含む指示)を解析するために、スタックによる文脈情報管理機構を実現し、マルチモーダル作図システムに組み込んだ。本研究では、音声言語入力による作図システムの実現を通じて、人と機械とのマルチモーダルコミュニケーションを実現することを目標とする。本年度は、以下にあげるような研究成果を得た。1.マルチモーダル情報の結合方式のモデル化人は伝達する情報の性質に応じてモードを選択していると考えられる.伝達する情報の性質には実に様々なものがあるが,時間的/空間的,理論的/感性的の2つの軸によって(1)言語的情報、(2)図像的情報、(3)音楽的情報、(4)絵画的情報に分類できる。また、情報伝達に利用するモードは、音声、ジェスチャ・キーボード・表情・視線などがある。これらの分類により、情報の性質の異なるものを適したモード(ただし重複しない)で伝達されたときに最も効率的な情報伝達が行われたといえる。そして、このようなマルチモーダル情報の結合においては、時間的に非同期に入力される情報の同期と、意味的整合性を利用した各モードの曖昧性解消が必要であることがわかった。2.マルチモーダル情報解析部の実現音声言語と、作図位置などを指示するための指示ジェスチャを入力するインターフェースにおいて、(1)対応する指示ジェスチャと音声認識中の自立語の出現の時間的ずれおよび(2)対応する指示ジェスチャと図像要素との位置的なずれの2つの要素によって各モード間の対応づけの確からしさを評価し,最も高い対応スコアの仮説を選択する方法を実現した。これによって「ここに四角を書いてください」というようなマルチモーダル入力が解析できる。3.マルチモーダル作図システムの試作上記入力部と、Tcl/Tkによって実現した作図部とを結合して、対話型マルチモーダル作図システムを試作した。現在、作図システムは簡単な部品を組み合わせて図を書くだけの機能しかないが、今後は「フローチャートが書きたい」「ブロック図が書きたい」など、ユーザの目的から出発するトップダウンによる作図機能などを組み込んでゆく予定である。
新型インフルエンザに対する型別迅速診断法の開発

トリインフルエンザウイルス(AIV)の変異により新型インフルエンザの勃発が懸念されている。この新型インフルエンザの発生を想定した場合、臨床現場において、新型と通常のインフルエンザあるいは他の急性発熱疾患とを迅速に鑑別することが必要である。本研究では、AIVを特異的にかつ迅速に診断するイミュノクロマト法の開発を目的とした。AIV,A/Turkey/Ontario/7732/66(H5N9),を免疫源として、定法に従いNPを認識するモノクローナル抗体、4E3を得た。イミュノクロマト法により4E3抗体を固層およびラテックス結合抗体に用い、定法により診断キットを作製した。診断キットの感度はH5亜型ウイルスの検出限界のウイルス力価で評価した。キットの特異性は、AIV以外のインフルエンザウイルス(IV)、他の呼吸器ウイルス、細菌類を用いて評価した。感度について、作製したキットのH5N1亜型であるA/Crow/Kyoto/04(,京都府立医大、今西二郎教授より分与)、A/Indonesia/7/05,A/Whooperswan/Mongolia/6/05,A/Hanoi/30850/2005に対する検出限界はそれぞれ4x10^5,4x10^5,2x10^5,4x10^5FFU/mlであった。比較的高感度なヒト用市販キットを用いたこれらウイルスに対する検出限界は、それぞれ1x10^5,8x10^4,2x10^5,4x10^5FFU/mlであり、感度はほぼ同等か、株により約1/4低値であった。検出時間は10分で可能であった。特異性について、2004年タイでヒトから分離されたAIVH5N1(Z型、クレイド2)10株すべてと反応した。また、H5以外のAIV15株(H3H15)すべてに反応した。一方、ヒト由来IV(A、B型、鶏卵培養原液)19株、他の呼吸器ウイルス22株、細菌類24種すべて検出不可能であった。現在、AIVによるヒト感染患者における鼻咽腔や咽頭でのウイルス量は必ずしも高くないと報告されている。しかし、一旦ヒト間での感染性が亢進した新型IVが出現すると、同部位では通常のヒトIVと同程度に増殖すると考えられる。上記の結果より、開発した迅速診断キットは迅速性、検出感度、特異性ともに検査に耐えうるものと考えられ、十分に臨床応用可能と期待される。【目的と意義】トリインフルエンザウイルス(AIV)の変異により新型インフルエンザの勃発が懸念されている。本研究では、AIVを特異的にかつ迅速に診断する方法の開発を目的とした。【材料と方法】AIV, A/Turkey/Ontario/7732/66(H5N9),を免疫源として、定法に従いNPを認識するモノクローナル抗体、4E3を得た。

イミュノクロマト法により4E3抗体を固層およびラテックス結合抗体に用い、定法により診断キットを作製した。診断キットの感度はH5亜型ウイルスの検出限界のウイルス力価で評価した。キットの特異性は、AIV以外のインフルエンザウイルス(IV)、他の呼吸器ウイルス、細菌類を用いて評価した。【結果】1.感度作製したキットのA/Crow/Kyoto/04(H5N1,京都府立医大、今西二郎教授より分与)に対する検出限界は4x10^5FFU/mlであり、比較的高感度な市販キットAを用いた検出限界1x10^5FFU/mlの1/4であった。検出時間は10分で可能であった。他のH5亜型に対する検出限界は、H5N2,H5N3,免疫源であるH5N9に対して、それぞれ、3.4x10^5,5.3x10^5,1.1x10^5FFU/mlであり、市販キットでの検出限界とほぼ同等であった。2.特異性2004年タイでヒトから分離されたAIV H5N1(Z型、クレイド2)10株すべてと反応した。また、H5以外のAIV15株(H3H15)すべてに反応した。一方、ヒト由来IV(A、B型、鶏卵培養原液)19株、他の呼吸器ウイルス22株、細菌類24種すべて検出不可能であった。【考察】現在、AIVによるヒト感染患者における鼻咽腔や咽頭でのウイルス量は必ずしも高くないと報告されている。しかし、一旦ヒト間での感染性が亢進した新型IVが出現すると、同部位では通常のヒトIVと同程度に増殖すると考えられる。上記の結果より、開発した迅速診断キットは迅速性、検出感度、特異性ともに検査に耐えうるものと考えられ、十分に臨床応用可能と期待される。トリインフルエンザウイルス(AIV)の変異により新型インフルエンザの勃発が懸念されている。この新型インフルエンザの発生を想定した場合、臨床現場において、新型と通常のインフルエンザあるいは他の急性発熱疾患とを迅速に鑑別することが必要である。本研究では、AIVを特異的にかつ迅速に診断するイミュノクロマト法の開発を目的とした。AIV, A/Turkey/Ontario/7732/66(H5N9),を免疫源として、定法に従いNPを認識するモノクローナル抗体、4E3を得た。感度について、作製したキットのH5N1亜型であるA/Crow/Kyoto/04(,京都府立医大、今西二郎教授より分与)、A/Indonesia/7/05,A/Whooper swan/Mongolia/6/05,A/Hanoi/30850/2005に対ずる検出限界は、それぞれ4×10^5,4×10^5,2×10^5,4×10^5FFU/mlであった。比較的高感度なヒト用市販キットを用いたこれらウイルスに対する検出限界は、それぞれ1×10^5,8×10^4,2×10^5,4×10^5FFU/mlであり、感度はほぼ同等か、株により約1/4低値であった。特異性について、2004年タイでヒトから分離されたAIVH5NI(Z型、クレイド2)10株すべてと反応した。
ゲラニルゲラニルアセトンによる正常眼圧緑内障モデル動物の網膜神経節細胞死抑制

正常眼圧緑内障モデルであるグルタミン酸トランスポーター(GLAST)ノックアウトマウスにおいて、ゲラニルゲラニルアセトン(GGA)の神経保護作用を調べた。GGAを投与されたGLASTヘテロマウスでは、非投与群に比較して有意に網膜神経節細胞(RGC)死が抑制された。さらにGGAは用量依存性にRGC死を抑制した。GGAの投与は網膜における熱ショック蛋白(HSP70)産生を増加させ、カスパーゼ9、3活性を抑制した。HSP70はRGCの変性を抑制する、よい治療標的であり、GGAの投与が正常眼圧緑内障の治療に結びつく可能性が示された。グルタミン酸トランスポーターの1つglutamate/aspartatetransporter (GLAST)の機能異常をもつ遺伝子欠損マウスでは、慢性のグルタミン酸濃度上昇による、網膜神経節細胞死が誘導されることが明らかにされている(Harada T et al. J Clin Invest. 2007)。この動物は人間の正常眼圧緑内障のモデルの1つとして注目されている。生後3週齢のGLASTノックアウトマウスに対して、ゲラニルゲラニルアセトン(GGA)を体重あたり100, 300, 600 mg/kg/dayの経口投与を14日間続けて行った。そのうえで眼球を摘出し、HE染色した網膜切片を用いて網膜神経節細胞のカウントを行い評価した。GLAST(+/-)マウスでは、GGA投与群において非投与群に比較して、網膜細胞死が抑制されることが分かった。その網膜細胞死の抑制効果には、容量依存性がみられている。さらに、この作用機序を明らかにするため、網膜の酸化ストレスについて調べたところ、GGA投与群では非投与群に比較して、酸化ストレスが下がっていることが確認できた。またGGAによって誘導されることが分かっている熱ショック蛋白(HSP)について、網膜切片のの免疫染色を行い発現を調べると、GGA投与群では実際に網膜内でHSPが発現していることを確認した。GGAを経口投与することで、網膜内でHSPの発現を介して、網膜組織の酸化ストレスを軽減し、慢性的に起きる網膜神経節細胞死を抑制することができた。このことは、正常眼圧緑内障に対して、胃潰瘍治療薬として臨床応用が進んでいるGGAが、内服する抗緑内障薬として作用する可能性を示唆する。グルタミントランスポーターの1つであるglutamate/aspartate transpoter(GLAST)の機能異常をもつ遺伝子欠損マウスでは、眼圧が上昇することなく、グルタミン酸濃度上層による網膜神経節細胞死が誘導されることが明らかにされてる。この遺伝子異常はヒト正常眼圧緑内障患者にもみられることから、正常眼圧緑内障モデルの一つと考えられている。ゲラニルゲラニルアセトン(GGA)は、胃潰瘍治療薬としてすでに安全性が確立されている薬剤であるが、熱ショック蛋白の誘導により、神経保護作用を示すと考えられている。我々は、この薬剤を正常眼圧緑内障モデル動物であるGLASTノックアウトマウスに投与したところ、GGA、100mg/kg/day投与群、300mg/kg/day投与群、600mg/kg/day投与群でいずれも、非投与群に対して統計学的に有意な細胞死抑制効果を示し、その効果は容量依存的に増加した。GGA600mg/kg/dayをGLASTノックアウトマウスに2週間連続投与して、網膜神経節細胞をカウントしたところ、非投与群に比較して約40%の細胞死抑制効果があることを確認している。またRT-PCRを行うことで実際に網膜内でHSP70の誘導が亢進していることも明らかにした。またこの経路がカスパーゼ9やカスパーゼ3を介するアポトーシス抑制を行っていることも明らかにした。本研究によりGLASTノックアウトマウスのような慢性の網膜神経細胞死を生じる動物においてもGGAが神経保護作用を示すことが分かった。緑内障の病態としては、網膜神経節細胞がアポトーシスを起こすことで、徐々に視野が欠損してやがては失明へ至ると考えられている。しかしながら、その詳しいメカニズムは不明のままである。現在の臨床治療は、眼圧を低下させることで緑内障の進行を抑制することを目的としているが、正常眼圧緑内障の中には、眼圧が充分低いにもかかわらず、症状が進行していくものが含まれる。そのため今後は直接的に網膜神経節細胞のアポトーシスを抑制する治療の開発が期待されている。熱ショック蛋白質(heat shock protein:HSP)は熱などのストレスによって発現が誘導される分子シャペロンであり、構造変化を来した異常蛋白の形状を元に戻し、その凝集を阻害するのみならず、プロテアソームにおける変異蛋白の分解を促進することで、抗アポトーシス効果を示すと考えられている。

ゲラニルゲラニルアセトン(Geranylgeranylacetone:GGA)は生体において傷害やストレスを与えることなく、HSPのうちHSP70を誘導し、胃粘膜に対する防御作用を増強する薬剤として開発された。その細胞保護効果は脳虚血モデルなどにおいて神経細胞に対しても有効であることが、示されている。本研究では、グルタミン酸レセプターの機能不全によって網膜神経節細胞死を起こす緑内障モデル動物において、GGAの網膜神経節細胞保護効果を明らかにし、新たな緑内障治療の可能性を検討する。今年度の薬剤投与実験は順調に進んでいるが、昨年度に動物の繁殖がうまくいかない時期があり、その分だけ進行が遅れている。今年度だけでは、昨年度の分の遅れを完全に取り戻すには至っていない。しかし、有効なデータはすでに出てきているので、来年度中には予定通り、実験が終了するものと思われる。動物の移送に関する事務手続きに思ったより時間をとられたことと、GLASTノックアウトマウスでは、メスに授乳行動の異常が生じやすいため、繁殖の難易度が高いことが挙げられる。GGA投与によって、GLAST(+/-)マウスにおいて網膜神経節細胞死が、抑制されることが分かった。さらに細胞死について、多方面から観察するため、マウス上丘から蛍光標識を行い、逆行性染色による網膜神経節細胞の数をフラットマウントでも観察する。同時に投与するマウスのnも増やす予定である。次の段階としてアポトーシスが実際に抑制されているかみるため、Tunel染色を行う。さらにカスパーゼ3やカスパーゼ9が実際に減少しているか、定量的にみていき、GGAの投与量との依存性をみていく。誘導させるHSPの発現についてもRT-PCRを用いて定量的に解析を行う予定である。可能であれば、GLAST(-/-)マウスについても同様の検討を行いたいが、繁殖に技術的困難があるため、現状ではそこまでは難しいかもしれない。GLAST(+/-)マウスの投与データについて、次年度に学会発表を行い、その成果を論文にまとめる予定である。授乳行動異常がないヘテロのノックアウトマウスの雌を中心に繁殖することで繁殖の課題は解消されてきている。投与実験そのものは順調に進行しているので、このまま実験を継続し、Nを増やしていく予定である。さらに緑内障モデル動物の眼内においても実際にHSP70を介した神経保護作用が働いているのか、生化学的・免疫学的手法を用いて確認していく。マウスの繁殖維持の費用、分子生物学的試薬の購入。病理標本の外注。学会参加への旅費や論文の英文校正の費用に使用する予定である。動物の飼育コストや病理標本作成、免疫染色の抗体、酸化ストレスマーカーの測定キットの購入。または研究成果の発表のために国内外の学会への交通費。東京の共同研究者との打ち合わせのための交通費も必要である。なお平成23年度の実験計画に遅れが生じているため、予定よりも試薬などの購入が、少なくなっているが、その分平成24年度に購入額が増える予定である。
相転移ゲル中における高速イオン輸送とその制御

温度の変化に伴い体積相転移を示すゲル中では、膨潤時においては高速イオン輸送が可能であるのに対して、収縮時にはイオン輸送速度が低くなるため、輸送速度の温度による制御が可能になる。この機能は、二次電池の熱感知シヤッターへ応用が可能である。また、このようなゲルに酸化還元活性基を導入してレドックスゲルとすれば、酸化還元反応に伴ってイオン輸送速度が変化するため、過充電・過放電防止シヤッターなどへ応用が可能になる。本研究では、体積相転移レドックスゲルについて、1)体積変化速度の改善、および2)酸化還元電位の制御、について研究を行った。ゲルは、N-イソプロピルアクリルアミドとフェロセニルエチルアクリレートをN,N'-メチレンビスアクリルアミドとともに共重合させることにより合成した。フェロセニルエチルアクリレートを従来用いていたビニルフェロセンに代えて用いることにより、ポリマー主鎖からフェロセンまでの距離を長くした。その結果、ゲルの膨潤・収縮速度およびゲル内における電荷伝達速度が速くなった。これは主に、フェロセン基が動きやすくなったためと考えられる。また、フェロセニルエチルアクリレートの代わりにビニルピリジンを共重合し、ピリジン基にルテニウムEDTAなどの金属錯体を配位結合させることにより、さまざまな酸化還元電位を持つゲルを作製することができた。これにより、応用目的に応じた酸化還元電位を持つゲルの作製が可能になった。
眼球運動の発現と制御に関わる大脳ネットワークの機能構築の多面的解析

大脳皮質に複数ある眼球運動関連領野のうち、補足眼野(SEF)の機能的意義を明らかにするため、狂犬病ウイルスによる逆行性越シナプス的神経トレーシング法を用いてSEFに対する多シナプス性入力様式を詳細に検討した。越シナプス的神経トレーシングの予備実験として、計4頭のニホンザルのSEFを対象に、皮質内微小電気刺激を用いて脳地図を作製した。これらの脳地図を元に単シナプス性結合を検証する為のBDAの注入(1頭)および多シナプス性結合を検証する為の狂犬病ウイルスの注入(3頭)を行った。SEFにウイルスを注入した例のうち1頭は注入4日後(3次結合)に、残りの2頭は注入3日後(2次結合)にホルマリン灌流固定を行った。その後薄切切片を作成し、感染したニューロンを免疫組織化学的に可視化してニューロンラベルの分布を解析した。ウイルスを注入したサンプルにおけるニューロンラベルの分布のうち特に興味深い点として、以下の2点が挙げられる:1)3日後の例で扁桃体におけるニューロンラベルが観察された、2)注入4日後の例では、眼窩前頭皮質において顕著なニューロンラベルが見られた。扁桃体は情動野中枢とも呼ばれ、特に不安や恐怖といった感情に深く関わっていると考えられている。また眼窩前頭皮質は報酬価値に関連した機能を持つことが知られている。この情報は自らの行動の成果のモニタリングを行っているとされるSEFにとって必要なものであると考えられる。これらの結果は、SEFが単純な眼球運動のコントロールに関与しているのではなく、情動や価値判断といったより高次の情報処理に関与していることを示唆する。
市街地火災安全基準の性能規定化に関する数理的研究

本研究は,市街地火災安全基準の性能規定化を目指すために必要な基礎的条件を整理し,数理的アプローチによる防火性能評価手法の提案を行うことを目的とするものである.主たる研究成果としては,(1)市街地火災安全性の変遷とその要因を分析したこと,(2)市街地火災の根本的な原因の一つである地震時出火に対する対策効果に関して数理的に評価したこと,(3)地震時火災時の広域避難計画について現行の避難計画の改善を図る数理的計画手法を提案したこと,(4)広域避難安全性確保から見た市街地の延焼危険性に要請されるレベルを明らかにしたこと,などである.本研究は,市街地火災安全基準の性能規定化を目指すために必要な基礎的条件を整理し,数理的アプローチによる防火性能評価手法の提案を行うことを目的とするものである.主たる研究成果としては,(1)市街地火災安全性の変遷とその要因を分析したこと,(2)市街地火災の根本的な原因の一つである地震時出火に対する対策効果に関して数理的に評価したこと,(3)地震時火災時の広域避難計画について現行の避難計画の改善を図る数理的計画手法を提案したこと,(4)広域避難安全性確保から見た市街地の延焼危険性に要請されるレベルを明らかにしたこと,などである.I.市街地防火関連諸制度に関する分析(a)現行の都市計画制度、市街地整備事業等の適用要件に関して、都市計画事業,任意事業について適用要件についてレビューを行った.(b)市街地火災安全性の変遷とその要因に関する分析東京都を分析事例として、これまで火災安全性評価の代表的指標を用いて時代的変遷とその変化要因について分析を行った。その結果、特別区と多摩地区で個別にみると火災安全性の増減の構造は若干異なり、特別区では、高度利用の程度、防火地域等の指定の有無等の要因が地価の高低に関わらず火災安全性に変化が見られるのに対して、多摩地域では地価の高低が火災安全性の増加・減少に大きく寄与していることが明らかになった。また、特別区では、火災安全性の低下・停滞の具体的要因として敷地の細分化が大きな役割を果たしていること、多摩地区では、未利用地の宅地化が火災安全性の低下・停滞の主要な原因となっていることが判明した。II.市街地の火災安全性の評価に関する分析(a)市街地火災安全性の評価手法に関する既往研究についてレビューを行った.(b)市街地火災安全性評価のプロトタイプモデルの構築東京消防庁の実施した市街地延焼拡大シミュレーション結果を入手し、町丁目単位での延焼危険領域の連担性と各領域での地震時出火可能性に基づいて、対象町丁目の火災安全性を評価するモデルの枠組みを構築した。III.市街地防火性能評価手法の適用可能関する分析東京都特別区を対象として選定し、市販の建物位置・形状・業種等が判別できるデータを導入するとともに、東京都の整備している都市計画地理情報システム(研究用として借用中)とともに活用することで、今後開発する市街地防火安全性評価モデルを適用するための市街地データベースを構築中である。I.市街地防火関連諸制度に関する分析(a)現行都市計画制度、市街地整備事業等の適用要件への火災安全性概念適用現実の市街地の防火安全性水準を、不燃領域率、延焼抵抗率という現在、社会的に認知されている評価指標によって評価し、防火安全性水準の変化が現行都市計画制度、市街地整備事業等とどのような関係にあるのかについて要因分析を行った。II.市街地の火災安全性の評価に関する分析(a)2000年改正建築基準法施行に至る市街地火災安全性の議論に関する分析2000年改正建築基準法の施行に当たって、市街地火災安全性が改正建築基準法に反映されなかった経緯・理由について、関係者と情報交換を行い、技術的課題を整理した。(b)市街地の火災安全性に関する評価手法の数理的導出これまでの研究代表者・分担者が構築してきた手法の応用を図りつつ、建物形状・構造情報を含んだ市街地データベースを地理情報システムの中に整備し、これを用いて、市街地の火災安全性評価手法を数理的に評価する手法について整理した。安全工学的視点による出火危険の評価手法の検討、数理解析的手法による市街地火災時の避難安全性の評価手法の検討、ならびにシミュレーション手法を用いた消防運用による市街地火災の低減効果の検討、および建築火災時の避難安全性の評価手法の検討を行った。III.市街地防火性能評価手法の適用可能性に関する分析上記の"市街地火災安全性評価手法"に基づいて、市街地火災安全性を具体の市街地で評価するシステムを構築した。I.市街地防火関連諸制度に関する分析各種都市計画制度、市街地整備事業等の制度目的等について整理した。II.市街地の火災安全性の評価に関する分析平成20年度までに検討した、市街地の火災安全性概念に関する分析に基づき、これまでに検討してきた手法の応用を図りつつ、市街地の火災安全性について、評価手法の数理的評価モデルを構築した。III.市街地防火性能評価手法の適用可能に関する分析上記の数理的評価モデルを組み込んで、地震火災時の広域避難場所への避難を計算実験し、その避難安全性を評価するシステムを開発した。これを用いて、具体の市街地を対象としたシミュレーション実験を行い、市街地火災安全性確保として避難時の人命安全性に注目し、人命安全性を一定以上のレベルとして確保するために、市街地に求められる防火要件を整理した。防火要件としては、延焼速度と出火確率を指標とし、安全性確保に必要な延焼速度、出火確率としてとりまとめるとともに、都市計画的対策による安全性確保の可能性について検討を行った。この成果は、投稿中であり、平成22年度中に学会発表の予定である。

また、東京都を対象として、広域避難時の避難圏域の再編によって避難安全性の向上を図るべく、最適化手法を用いて避難圏域を再編する手法を構築し、ケーススタディを行って、再編の実現可能性について検討した。
カルコゲノ-ベイリス-ヒルマン反応に特有な反応の開発

1.アルデヒドと活性アルケンのカルコゲノ-ベイリス-ヒルマン反応から得られる生成物はα-ハロメチルアルドールであり、この生成物をシリカゲルTLC又は塩基で処理するとα-メチレンアルドールに容易に誘導できた。これらの反応の機構を考察するとともに、この成果に基づいて、カルコゲノ-ベイリス-ヒルマン反応とベイリス-ヒルマン反応の機構を比較して、後者の反応では進行しない活性アルキンとの反応を実施した。エチニルメチルケトンとアルデヒドの反応は、1当量の四塩化チタンと0.2当量のジメチルスルフィドを用いて、低温でも効率よく進行し、(E)-α-クロロメチレンアルドールを選択的に与えた。低温では、Z-体の生成比が増加した。一方、アセチレンカルボン酸エステルの反応は、ケトンの反応に比べて遅く、ジメチルスルフィドを添加しないと、進行しないことも判明した。生成物の立体選択性はケトンの場合とは逆に、Z体優先であった。2.アルデヒドと活性アルケンをBBr_3・Me_2S存在下反応させると、後処理の方法を変えることにより、α-メチレンアルドールとα-ブロモメチルエノンを選択的に合成できることを見出した。3.アルデヒドと活性アルケンのカルコゲノ-ベイリス-ヒルマン反応は、活性アルケンにハロゲン化物イオンがマイケル付加して進行するので、当初考えたカルコゲニドがマイケル付加して起こる反応を開発した。o-メチルチオフェニルビニルケトンをBF_3・Et_2O存在下、アルデヒドと反応させると、ベイルス-ヒルマン付加物とスルホニウム塩がそれぞれ収率18%、62%で得られた。今回新しく開発したこの分子内連続マイケルアルドール反応は、対応するセレン化合物でも同様に進行したが、硫黄化合物の場合より容易に脱メチル化が起こり、セレノクロマノン誘導体力副性した。アルデヒドと活性アルケンのカルコゲノ-ベイリス-ヒルマン反応から得られる生成物がα-ハロメチルアルドールであること、この生成物はシリカゲルTLC又は塩基で処理するとα-メチレンアルドールに容易に誘導できること並びにこれらの反応に関する機構を考察し、論文発表した。この成果に基づいて、カルコゲノ-ベイリス-ヒルマン反応とベイリス-ヒルマン反応の機構を比較して考察すると、後者の反応では進行しないアルデヒドと活性アルキンの反応が前者では可能になることから、エチニルメチルケトンやアセチレンカルボン酸エステルとアルデヒドのカルコゲノ-ベイリス-ヒルマン反応を実施した。反応温度を下げていくと、Z-体の生成比が増加した。一方、アセチレンカルボン酸エステルとアルデヒドの反応は、ケトンに比べて反応が遅く、室温でも50時間を要した。この反応ではジメチルスルフィドを添加しないと、進行しないことも判明した。生成物の立体選択性はケトンの場合とは逆に、Z-体優先であった。ルイス酸として四臭化チタンを用いれば、α-ブロモメチレンアルドールやβ-ブロモ-α-(ヒドロキシアルキル)アクリル酸エステルこれらの反応はアレノエートを中間体とする機構を経て進行していると現段階では考察している。アルデヒドと活性アルケンのカルコゲノ-ベイリス-ヒルマン反応から得られる生成物がα-ハロメチルアルドールであり、この反応は当初考えたカルコゲニドがマイケル付加して起こる反応ではなく、活性アルケンにハロゲン化物イオンがマイケル付加して進行すると考えられるので、カルコゲニドがマイケル付加して起こる反応を検討した。

o-メチルチオフェニルビニルケトン1を2当量のBF_3・Et_20存在下、アルデヒドと反応させると、ベイルス-ヒルマン付加物2とスルホニウム塩3がそれぞれ収率18%、62%で得られた。この反応はボロンエノラートを中間体として進行すると推測されるので、1とBF_3・Et_20をCDCl_3中で反応させ、その^1H-NMRスペクトルからボロンエノラートの生成を確認した。今回新しく開発したこの分子内連続マイケル-アルドール反応は、対応するセレン化合物でも同様に進行したが、硫黄化合物の場合より容易に脱メチル化が起こり、セレノクロマノン誘導体が副生した。また、スルホニウム塩3はシン-アルドールのみが得られ、アンチ体が得られなかった。この理由は、別途に標品を合成して炭酸水素ナトリウムに対するそれらの反応性を検討することにより明らかにした。この反応をアミン触媒では反応が起こらないα-ケトエステルに適用すると、ヒドロキシエステルが生成した。一方、アルデヒドと活性アルケンをBBr_3・Me_2S存在下に反応させると、後処理の方法を変えることにより、α-メチレンアルドールとα-ブロモメチルエノンを選択的に合成できることを見出した。
RTNS-II核融合中性子被照射材料の欠陥構造と機械的性質の研究

本研究は米国ローレンスリバモア国立研究所の回転ターゲット強力核融合中性子源RTNS-【II】により照射され、東北大学金属材料研究所付属材料試験炉利用施設に返送された多岐にわたる固体材料(金属・合金、半導体、セラミックス他)について照射後実験を行ってきたものである。研究実績の内容は極めて多岐にわたるため項目的に列挙するに止める。固体材料における残存欠陥の性質と量を決める要因の分析(桐谷)、低温D-T中性子照射による変位カスケード損傷からの欠陥の発生(下村、桐谷)、照射された鉄および鉄合金の陽電子寿命測定(蔵元)、D-T中性子照射した金のカスケード欠陥の反跳エネルギー効果(吉田(直))、面心立方金属のカスケード欠陥の熱的安定性(下村、吉田(博)、桐谷)、繰り返しD-T中性子照射によるカスケード重畳効果の解明(下村、桐谷)、銅における高エネルギーイオンとD-T中性子照射の損傷相関(吉田(直))、鉄およびステンレス鋼(木下、蔵元、阿部)およびフェライト鋼(香山)の機械的性質に対する14MeV中性子照射効果、バナジウム合金(川西、石野、蔵元)および9Cr-2Mo鋼(川西、石野)の14MeV中性子照射のTEM観察、14MeV中性子照射による帯溶融精製した鉄(松井)およびバナジウム(松井、阿部)の照射効果、金およびニッケル(岡田、桐谷)およびA1-Mg-Li合金(阿部、茅野)のD-T中性子照射による機械的性質変化と欠陥構造発達の相関、低放射化材料としてのSiC/Al複合材料の開発(香山)、14MeV中性子照射によりゲルマニウムおよび【III】-【V】属半導体に発生した不規則領域(平田、桐谷)、カスケード損傷からの欠陥構造発達過程における点欠陥機構(桐谷)、等がある。ここには研究代表者名および分担者名のみを記載したがこの他多くの研究者が貢献していることを明記する。RTNS-【II】による照射と照射後実験は今後も継続される。
地震動と構造系の不確実性を考慮した情報理論的手法に基づく設計地震動の合成

本研究では実構造物の非線形挙動が有する複雑さを前提に,以下に示す2つの段階から構成される新たな設計地震動の設定手法を提案した.(1)従来では特定の地震動波形を設計用入力地震動として選定することに対し,本手法では複数の地震動波形の集合を性能照査用の外力として考慮することを提案した.その上で,目的の安全性を達成する設計地震動の集合を,その集合が有する多様性という観点から選定することの提案とその有効性の検証を行った.地震動の集合が有する多様性を定量化するために,情報理論などから得られる情報エントロピーを利用することを提案した.数値解析による検証の結果,地震動の集合が対象構造系の損傷モードに対し影響の強い波形を含む確率と,その集合が有する情報エントロピーの値には明確な関係が確認され,構造系の挙動が有する複雑さの下でも高い信頼性をもって目標の安全性を達成する波形の選定が可能となることを示すことができた.(2)提案手法の第二段階では,上述した手法により設定される,目標となる安全性に応じた設計地震動の集合を代表する波形の合成手法を構築した.本研究では,指標値の最大化による"強い波形の合成"ではなく,選定された多数の波形が有する様々な特性を一つの波形に学習させることによる,"多様な特性を反映した波形の合成"を目的とした手法の提案を行った.構造系に与える影響の観点から地震動特性を適切に表現,考慮するために,本研究では構造パラメタに変動を有した構造モデルに対して地震動が与える,応答値の確率密度関数を地震動特性の指標として利用し,情報幾何空間と呼ばれる確率密度関数の為す空間上に地震動を写像することを提案した.また,情報幾何空間と,空間上の距離関数であるKLダイバージェンスを利用して,学習の対象となる地震動波形に近づきながら空間上の広い範囲をカバーするように合成波形の修正を繰り返すという波形合成のアルゴリズムを構築した.数値解析による検証の結果,従来の手法から合成される代表波形に比較して,実構造の有する様々な損傷モードに対する影響が大きく,十分に設計外力の集合を代表するものであることが基礎的な数値シミュレーションモデルの下で検証された.本研究は,構造物の非線形挙動がに対する予測の限界を前提に,信頼性の高い設計地震動の設定手法を構築することを目標とした.この目標の達成のため,情報エントロピーに基づいて選定される,多様性を有した入力地震動の集合の設定手法と,設定された集合を代表する波形の合成手法という2手法を構築することを目的とした.本年度では,これらの2手法のそれぞれについて研究を行い,数値解析による検証までを行うことができた.それぞれの手法を,研究論文として出版すると共に,複数の学会での発表を行っており,当初の研究計画の通りに進んでいると判断した.本研究では実構造物の非線形挙動が有する複雑さを前提に,以下に示す2つの段階から構成される新たな設計地震動の設定手法を提案した.(1)従来では特定の地震動波形を設計用入力地震動として選定することに対し,本手法では複数の地震動波形の集合を性能照査用の外力として考慮することを提案した.その上で,目的の安全性を達成する設計地震動の集合を,その集合が有する多様性という観点から選定することの提案とその有効性の検証を行った.地震動の集合が有する多様性を定量化するために,情報理論などから得られる情報エントロピーを利用することを提案した.数値解析による検証の結果,地震動の集合が対象構造系の損傷モードに対し影響の強い波形を含む確率と,その集合が有する情報エントロピーの値には明確な関係が確認され,構造系の挙動が有する複雑さの下でも高い信頼性をもって目標の安全性を達成する波形の選定が可能となることを示すことができた.(2)提案手法の第二段階では,上述した手法により設定される,目標となる安全性に応じた設計地震動の集合を代表する波形の合成手法を構築した.本研究では,指標値の最大化による"強い波形の合成"ではなく,選定された多数の波形が有する様々な特性を一つの波形に学習させることによる,"多様な特性を反映した波形の合成"を目的とした手法の提案を行った.構造系に与える影響の観点から地震動特性を適切に表現,考慮するために,本研究では構造パラメタに変動を有した構造モデルに対して地震動が与える,応答値の確率密度関数を地震動特性の指標として利用し,情報幾何空間と呼ばれる確率密度関数の為す空間上に地震動を写像することを提案した.また,情報幾何空間と,空間上の距離関数であるKLダイバージェンスを利用して,学習の対象となる地震動波形に近づきながら空間上の広い範囲をカバーするように合成波形の修正を繰り返すという波形合成のアルゴリズムを構築した.数値解析による検証の結果,従来の手法から合成される代表波形に比較して,実構造の有する様々な損傷モードに対する影響が大きく,十分に設計外力の集合を代表するものであることが基礎的な数値シミュレーションモデルの下で検証された.本研究は,構造物の非線形挙動がに対する予測の限界を前提に,信頼性の高い設計地震動の設定手法を構築することを目標とした.