hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
性別職域分離の維持と変容のメカニズムに関する社会学的研究

本研究は、男性が保育職に参入する場面に着目し、女性職を「女性職」たらしめるものを追求し、性別職域分離の改善に向けて新たな提言を行うものである。保育職を「女性職」たらしめているものは何か。「保育職」=「女性職」という認識枠組の維持と変容を解析するため,継続調査を実施しつつ,成果をまとめた.現在,成果をまとめた論文を投稿中である.今回の研究で明らかになったことは,大きくわけて次の三点である.第一に,保育職をめざす男性の急激な増加によって,性別職域分離現象それ自体は確かに解消する可能性が高い.しかし男性の増加をもたらすのは,一部の保育者やフェミニストが望んだような,保育職の準専門職から専門職へという職業の認識枠組の移行が原因ではない.保育職は,完全専門職とは異なり,少し手を伸ばせば届く,しかも「専門職」の部類に入る,「準専門職」のままであり続けているからこそ,保育職への参入を目指す男性が増加しているといえる.第二に,保育職は,男性増加によって「女性職」ではなくなるが,「家事育児継承職」のままであり続け,その背後にある「保育の場」=「家庭」という認識枠組も依然として存在しつづける.むしろ,保育職は「家事育児継承職」であることが,保育職の新たな価値を生み出している.過去,「家庭的」という言葉は,誰でもできる,簡単,専門知識は不要といった安易なイメージが付随していた.したがって,保育職の専門職化をのぞむ人々は,保育の場を家庭とみなすことに抵抗感を示す者が多かった.しかし現在はそうではない.保育者を目指す男女は,もはや家庭で「家庭的」であることは望めないことを認識しており,その一方で,保育の場が「家庭的」であることを高く評価していることが明らかになった.第三に,保育職は「家事育児継承職」であることが,保育職を準専門職の位置にとどめさせている.男性参入は,職業の社会的評価の変化にそれほど影響を与えないということである.本研究は,男性が保育職に参入する場面に着目し,女性職を「女性職」たらしめるものを追究することを目的とする.「保育職」=「家事育児の継承職」=「女性職」という認識枠組の維持変容のメカニズムを浮きぼりにすべく,今年度は下記(1)から(3)の調査を実施した.(1)男性保育者が勤務する保育所でのフィールドワーク--男性3名女性20名余が働く保育所で,約1ヶ月半のフィールドワークを実施した.調査では「保育職」=「家事育児の継承職」=「女性職」という認識枠組がたちあらわれるさまに着目した.(2)女性保育者・保育所所長に対する面接調査--「保育職」=「女性職」という認識枠組に照準をあてた聴き取り調査を,保育所所長と女性保育士11名を対象に複数回実施した.(3)男性保育者に対する面接調査--男性の保育職参入の是非が問われたとき、男性保育者はどうこたえるのか.全国に散らばる,世代の異なる男性保育士13名に聴き取り調査を複数回実施した.(1)(3)の調査で得られたデータについて,男性の保育職参入の是非が問われる場面に照準をあてて分析を行った.男性の保育職参入に否定的な人々が行うのは,男性保育者を「保育者」-「赤ちゃん」というカテゴリー集合から追い出すことで,「保育者」と「女性」という二つの社会的カテゴリーの関係を結びつけ「保育者」と「男性」との関係を切り離すことであると分かった.「保育者」と「女性」との関係を結びつけるために用いられていたのが,「保育所」=「家庭」という認識枠組であった.現在,調査成果を整理するとともにフィールドワークと面接調査を引き続き実施している.加えて,男性の保育職参入に肯定的な人々の語りの分析,男性保育者の語りの分析,「保育所」=「家庭」という認識枠組と「女性職」の関係について考察を行っている.本研究は、男性が保育職に参入する場面に着目し、女性職を「女性職」たらしめるものを追求し、性別職域分離の改善に向けて新たな提言を行うものである。研究者はこれまでの研究蓄積から、保育職を「保育職」たらしめているのは「保育職」=「家事育児継承職」=「女性職」という認識枠組であると考える。その認識枠組みの背後に「保育の場」=「家庭」という認識枠組が見え隠れする。この認識枠組を形成するものは何か。「保育職」=「女性職」という認識枠組の維持と変容を解析するため、本年は男性保育者への面接調査を行うとともに、保育士養成校の男女学生(男性80名女性125名)に量的調査を実施した。量的調査の分析の結果、学生には「保育職」=「家事育児継承職」=「女性職」という認識枠組が存在していないことが分かった。保育者をめざす学生にとって「保育職」は「家事育児継承職」ではあるが「女性職」ではない。彼らは保育者を親代わりであると素朴に考え、男性は家庭における父親役割、女性は母親役割を果たす者とみなす(男性46%女性60%)。また、約半数が、性別によって保育者役割に違いがあると考え、その比率は男性のほうが若干高い(男性56%女43%)。以上のことから、変化したのは「保育職」=「女性職」という部分のみで、その背後にある「保育の場」=「家庭」という認識枠組は依然として存在しているといえよう。

ではなぜ背後にある認識枠組は維持されているにもかかわらず、「保育職」=「女性職」という認識を変化させることが可能なのか。変化したのは「家庭」に付与される意味づけであり、この意味づけの変化が、保育職の性別職域分離解消へと向かわせる鍵になるのではないか。では具体的に「家庭」に付与される意味づけの何が変化したのか。次年度はこの点についても分析を重ね、最終報告に向けてさらなる検討を行いたい。本研究は、男性が保育職に参入する場面に着目し、女性職を「女性職」たらしめるものを追求し、性別職域分離の改善に向けて新たな提言を行うものである。保育職を「女性職」たらしめているものは何か。「保育職」=「女性職」という認識枠組の維持と変容を解析するため,継続調査を実施しつつ,成果をまとめた.現在,成果をまとめた論文を投稿中である.今回の研究で明らかになったことは,大きくわけて次の三点である.第一に,保育職をめざす男性の急激な増加によって,性別職域分離現象それ自体は確かに解消する可能性が高い.しかし男性の増加をもたらすのは,一部の保育者やフェミニストが望んだような,保育職の準専門職から専門職へという職業の認識枠組の移行が原因ではない.保育職は,完全専門職とは異なり,少し手を伸ばせば届く,しかも「専門職」の部類に入る,「準専門職」のままであり続けているからこそ,保育職への参入を目指す男性が増加しているといえる.第二に,保育職は,男性増加によって「女性職」ではなくなるが,「家事育児継承職」のままであり続け,その背後にある「保育の場」=「家庭」という認識枠組も依然として存在しつづける.むしろ,保育職は「家事育児継承職」であることが,保育職の新たな価値を生み出している.過去,「家庭的」という言葉は,誰でもできる,簡単,専門知識は不要といった安易なイメージが付随していた.したがって,保育職の専門職化をのぞむ人々は,保育の場を家庭とみなすことに抵抗感を示す者が多かった.しかし現在はそうではない.保育者を目指す男女は,もはや家庭で「家庭的」であることは望めないことを認識しており,その一方で,保育の場が「家庭的」であることを高く評価していることが明らかになった.第三に,保育職は「家事育児継承職」であることが,保育職を準専門職の位置にとどめさせている.男性参入は,職業の社会的評価の変化にそれほど影響を与えないということである.
ディスラプション時に発生する逃走電子の制御に関する研究

現在、大型トカマク装置における最重要課題の一つがプラズマディスラプションの回避および制御である。逃走電子は、ディスラプション後、数百ミリ秒存在することもあり、その振る舞いを調べることはディスラプション制御に必要不可欠である。平衡状態は、一般的に自由エネルギー最小状態として実現される。エネルギー的に閉じた系では、その自由エネルギーは通常のポテンシャルエネルギーと一致する。しかし、トカマク装置は外部にエネルギー源(電源)を持つため、その自由エネルギーの扱いには注意を要する。我々は、その自由エネルギーの表式を導き、それを用いて、トカマクのディスラプション現象の模擬に成功した。代表的な結果とては、電流クエンチ時に電流が一旦増加し、その後減少する現象を計算機によって再現した。これは、垂直位置不安定性によってプラズマがAlfven時間で移動しインダクタンスが変化するためである。更に、大型トカマクにおいては、真空容器の時定数の長さも間題となる。外部から加えた電場がしみこむのに時間がかかり、そのうえ、ディスラプション時に真空容器に流れる誘導電流が、なかなか減衰しないからである。このような状況で、プラズマを有効に制御するため、状態フィードバックを用いた制御(現代制御)を適用した。その結果、真空容器外のコイルを用いて、プラズマの位置及び電流をそれぞれ独立に制御できることを示した。さらに、最適制御理論を適用し、応答の即応性と必要な電源電圧との関係を明らかにした。また、粒子軌道コードについては現在開発中である。プラズマ点火時においても、真空容器の時定数の長さは問題となる。この問題についても、同様の方法で解析し、Break-Downの条件を解析する予定である。
肝性脳症における神経細胞陰イオン輸送の変化とその分子機構

アンモニア誘発神経細胞内Cl^-濃度上昇の機構高アンモニア血症は、肝性脳症や先天性尿素代謝酵素欠損症における意識障害の主要な原因と考えられているが、その機構としてCl^-による抑制性シナプス電位(IPSP)の障害が推測されている。本研究は、ラット培養海馬神経細胞を用いて、低濃度アンモニア長期暴露の神経細胞内Cl^-濃度に及ぼす影響、ならびにその機構を明らかにすることを目的として行われた。2mM MH_4Cl48時間暴露により、初代培養ラット脳海馬錐体神経細胞の細胞内Cl^-濃度は正常値(8.2±0.6mM)から約3倍に上昇した。このCl^-濃度上昇はアニオン交換体SIDS及びDIDSにより抑制され、Na^+/K^+/2Cl^-共輸送体やK^+/Cl^-共輸送体では阻害されなかったことからCl^-/HCO_3^-交換体の関与が示唆された。competitive RT-PCR、Western blot、各種キナーゼ阻害薬による検討からアンモニアによる神経細胞内Cl^-濃度上昇は、プロテインキナーゼCを介した脳型アニオン交換体(AE3)の発現促進によることが明らかとなった。本研究により、低濃度アンモニアの神経細胞内Cl^-濃度上昇を介する中枢神経抑制性制御の減弱を直接証明した。1.神経細胞塩素イオン輸送機能の薬理学的解析ラット胎児海馬培養神経細胞を用いて、塩素イオン感受性蛍光色素(MQAE)法により、アンモニアの細胞内塩素イオン濃度に及ぼす影響を検討した。アンモニア投与前の[Cl^-]iは8.2±0.6mM(n=25)であり、2mM NH_4Cl負荷24時間後14.8±1.9mM(n=8)、48時間後には22.1±1.8mM(n=15)と有意な上昇を示した。アンモニア負荷による[Cl]iの上昇は、細胞膜のCF/HCO_3交換輸送体阻害薬SITS、DIDS、又は炭酸脱水酵素阻害薬、アセタゾラミドの同時添加によって消失し、Na^+/K^+/2Cl共役輸送体阻害薬であるブメタニドの添加では変化しなかった。2.培養神経細胞の塩素イオン輸送体遺伝子と蛋白の発現解析上記結果より、Cl^-/HCO_3交換輸送体の賦活化が、アンモニアによる細胞内Cl^-濃度上昇に関与すると考えられたため、脳での発現量の多いAE3のmRNA及び蛋白レベルでの変動を検討した。AE3のmRNA発現はcompetitive RT-PCR法により、又蛋白レベルでの検討は、AE3の部分ペプチドを家兎に免疫して抗体を作成し、Westernblot法にて行った。AE3のmRN本発現量は、2mM NH_4Cl48時間負荷の神経細胞では、無処置の細胞に比べて約2倍に増加し、蛋白レベルでは、165kDaのAE3様蛋白の増加が認められた。脳内アンモニアレベルの上昇は、肝性脳症発症の一因となっている。我々は、海馬神経細胞のアンモニア長期(24時間以上)暴露がアニオン交換体を介する細胞内塩素イオン濃度の上昇とGABAA応答の抑制を惹起し、さらにこの反応がプロテインキナーゼC(PKC)阻害薬により抑制されることを見い出した。今年度は、海馬神経細胞のアンモニア刺激によるPKC活性化とその機序について検討した。(1)NH4Cl(2mM)の2448時間刺激により細胞内Cl^-濃度は時間依存性に上昇し、この反応はPKC阻害薬であるcalphostinC(0.1μM)およびH-7(10μM)により著明に抑制された。(2)NH4Cl(2mM)の2448時間刺激により、アニオン交換体のmRNA量は有意に増加し、calphostinCおよびH-7はこの反応を抑制した。(3)NH4Cl刺激530分後において、PKCαおよびβllアイソフォームの免疫反応性の細胞質での減少と細胞膜での増大を認めた。(4)NH4Cl刺激直後から細胞内Ca^<2+>濃度上昇を認めた。

以上の結果より海馬神経細胞において、NH4Cl刺激によりCa^<2+>依存型PKCアイソフォーム(αおよびβll型)が活性化され、この早期反応がアニオン交換体の新規合成を促進して細胞内Cl^-濃度上昇を誘導することが明らかとなった。
超高精度光ナノグリッド基準と光絶対スケールコムの創出が拓く精密光計測フロンティア

本研究では,独自のマルチビーム干渉光学系と新たな偏光変調制御法の開発によって,サブマイクロメートルピッチ高安定光ナノグリッド基準を従来より一桁高い精度と効率で製作できる2軸光干渉リソグラフィ加工システムを提案する.次に,ナノグリッド基準の平面度と2軸ピッチ誤差を評価用レーザ干渉形状測定機の誤差から分離して短時間で超高精度に評価する誤差分離型一括自律校正法を合わせて提案することによって,光ナノグリッド基準を大面積に渡って高精度に保証する.そして,光ナノグリッド基準を活用して,多軸光計測法を創出することによって,超精密光計測学のフロンティアを拓くことを研究の目的としている.4年目となる30年度は,前年度までに安定生成を実現した大面積XYナノグリッド基準の,光絶対スケールコム光学系への適用を試みた.非直交型ロイドミラー干渉計光学系の最適化を試み,均一な2軸パターンを有する高精度・大面積XYナノグリッド基準の露光パターニングに成功するとともに,その表面に反射膜を形成して高い反射回折効率を有する反射型大面積XYナノグリッド基準の製造を実現した.また,XYナノグリッド基準面から反射されたフェムト秒レーザビームの0次と±1次光を利用することによって,光周波数コムを多自由度変位角度絶対スケールコムに変換する光絶対スケールコム光学系において,適切なファブリペローエタロンの選択による光スポット群の間引き間隔調整手法を確立した.さらに,新たに追加して検討を進めている光周波数コム共焦点プローブについても,小型化した光学系プロトタイプを構築するとともに,基礎特性評価実験を行い,環境ロバスト性の向上を実現した.研究実施計画の項目に沿って研究を実施し,予定の項目をすべて完成し,設定した目標を達成したからである.実施計画のとおりに実施する予定である.最終年度となる31年度は,当初計画のとおり,前年度までに開発した光絶対スケールコムの分解能,内挿誤差などの基本特性評価を行う.また,計測速度,設置誤差許容範囲,軸間直角度誤差などの性能も評価する.また,平面ステージの移動台に,100 mm四方のXYグリッド基準を配置して,光絶対スケールコムによる大面積計測実験を行う.ステージの多自由度変位角度を一括して計測し,外部干渉測長機との比較で結果を検討する.また,精密光計測フロンティアのさらなる開拓,および多軸絶対光スケールコムの普及と産業応用展開を見据えて進めているファイバベース光周波数コム光源の開発についても検討を継続するとともに,新たに追加して検討を進めている光周波数コム共焦点プローブも開発を継続し,3次元プロファイルの高精度迅速計測実現の可能性を模索する.本研究では,独自のマルチビーム干渉光学系と新たな偏光変調制御法の開発によって,サブマイクロメートルピッチ高安定光ナノグリッド基準を従来より一桁高い精度と効率で製作できる2軸光干渉リソグラフィ加工システムを提案するとともに,ナノグリッド基準の平面度と2軸ピッチ誤差を評価用レーザ干渉形状測定機の誤差から分離して短時間で超高精度に評価する誤差分離型一括自律校正法を提案し,大面積に渡って高精度に保証した光ナノグリッド基準を活用して,多軸光計測法を創出することによって,超精密光計測学のフロンティアを拓くことを研究の目的としている.本年度は,マルチビーム2軸干渉グリッド定在波一括転写システムを開発するとともにその基本特性を実験的に評価し,提案手法の実現可能性についての検証を行った.システム開発にあたっては,まず,レーザ波面三分割光学系を設計した.XYグリッドのピッチがXY方向においてそれぞれ独立に設定できるよう工夫するとともに,各レーザ波面の偏光方位をそれぞれ独立に制御する偏光変調制御システムを光学系に組み込み,歪成分のない高精度XYグリッド定在波の生成を試みた.さらに,大面積2軸干渉グリッド定在波を高安定に生成するため,HeCdレーザ光源からの光を空間フィルタで成形し,特注の大型コリメートレンズでビーム径を拡大するビームエキスパンダー機構を設計・試作した.実験では,試作したマルチビーム2軸干渉グリッド定在波一括転写システムによる大面積レジストパターン生成を試みた.ピッチ間隔独立設定機構および偏光変調制御システムを用いた光学系の最適化設定,および露光・エッチング時間の最適化を行って最適条件を見出すとともに,目標である100mm×100mmの大面積パターン転写に成功した.さらに,転写したパターンの3次元微細形状を解析し,全面に渡り均一なパターンが得られていることを確認した.本年度は研究実施計画の項目に沿って研究を実施し,予定の項目をすべて完成し,設定した目標を達成したからである.本研究では,独自のマルチビーム干渉光学系と新たな偏光変調制御法の開発によって,サブマイクロメートルピッチ高安定光ナノグリッド基準を従来より一桁高い精度と効率で製作できる2軸光干渉リソグラフィ加工システムを提案するとともに,ナノグリッド基準の平面度と2軸ピッチ誤差を評価用レーザ干渉形状測定機の誤差から分離して短時間で超高精度に評価する誤差分離型一括自律校正法を提案し,大面積に渡って高精度に保証した光ナノグリッド基準を活用して,多軸光計測法を創出することによって,超精密光計測学のフロンティアを拓くことを研究の目的としている.本年度は,光ナノグリッド基準の自律校正システムを開発してその基本特性を実験的に評価し,提案手法の実現可能性についての検証を行った.システム開発にあたっては,まず,レーザ干渉形状測定機をベースとする光学系における自律校正アルゴリズムを構築した.測定機内の参照

鏡誤差と,光ナノグリッドのZ平面度およびXYピッチ誤差を分離して求めるアルゴリズムを構築し,その妥当性を数値計算シミュレーションにより評価した.実験では,自律校正システム上において,27年度に試作した光ナノグリッド基準の平面度誤差およびピッチ誤差の絶対校正を試み,光ナノグリッド基準のZ平面度およびXYピッチ誤差と,干渉形状測定機の参照鏡誤差を分離して求めることに成功した.また,27年度に構築したマルチビーム2軸干渉グリッド定在波一括転写システムについて,その光学系最適化により,100mm四方に渡る均一な高精度XYグリッド定在波の生成を試みた.大型レンズを用いた拡大ビーム光学系に改良を加えてより高精度な偏光制御と均一な光強度分布を実現するとともに,改良光学系を用いた実験で100mm四方に渡りより均一かつ高精度なXYグリッド定在波を発生させ,これをフォトレジストナノグリッドとして転写することに成功した.研究実施計画の項目に沿って研究を実施し,予定の項目をすべて完成し,設定した目標を達成したからである.本研究では,独自のマルチビーム干渉光学系と新たな偏光変調制御法の開発によって,高安定光ナノグリッド基準を高精度・高効率で製作できる2軸光干渉リソグラフィ加工システムを提案するとともに,ナノグリッド基準の平面度と2軸ピッチ誤差を評価用レーザ干渉形状測定機の誤差から分離して短時間で超高精度に評価する誤差分離型一括自律校正法を提案し,大面積に渡って高精度に保証した光ナノグリッド基準を活用して,多軸光計測法を創出することによって,超精密光計測学のフロンティアを拓くことを研究の目的としている.本年度は,前年度までに構築した直交型2軸ロイドミラー干渉計の問題点を原理的に解決する,非直交型2軸ロイドミラー干渉計光学系を構築するとともに,これにより100mm×100mmの大面積領域にわたり2軸ナノグリッド定在波を生成できることを明らかにした.さらに,フォトレジスト露光・現像時間について最適化を試み,100mm×100mmサイズの大型ガラス基板上に塗布したフォトレジストに安定転写する手法の確立に成功した.また,前年度までに立ち上げた光ナノグリッド基準の自律校正システムを用いた大面積光ナノグリッド評価を試み,提案手法により100mm×100mm超の領域にわたりマイクロメートル級のナノグリッド基準を評価できることを実験的に明らかにした.なお,ナノグリッド基準評価に関連して,光周波数コムをベースとしたトレーサブルな格子ピッチ絶対校正手法も開発し,サブnm級の高精度格子ピッチ評価を実現している.さらに,精密光計測フロンティアのさらなる開拓に向け,研究遂行中に新たに生まれたアイディアをもとに,当初計画にない光周波数コム共焦点プローブ開発も推進し,従来手法では困難であった変位分解能30nmを,広測定レンジに渡って実現できることを理論的検討と試作光学系による実験で実証した.研究実施計画の項目に沿って研究を実施し,予定の項目をすべて完成し,設定した目標を達成している.マルチビーム干渉法と偏光変調制御法に立脚した2軸干渉グリッド定在波生成光学系構築については,当初検討していた直交型干渉計の原理的問題を明らかにするとともに,新たに非直交型2軸干渉計光学系を提案し,100mm四方の大面積光2軸ナノグリッド基準を一括で露光可能であることを実証している.
配列ナノ空間を利用した新物質科学

本企画調査研究では、配列したナノ空間を利用した新物質の開拓・関連した基礎科学・応用という観点から、現在報告されている研究開発の現状と動向を企画調査した。配列したナノ空間を新物質開拓の観点から考えた場合、主としてAl,B,C,Si,Ge元素を中心とする多面体構造の物質空間および周期的配列空間を有した無機系ナノ多孔質物質が考えられる。実際の調査研究では、(1)物質系分野を詳細に分類して、(I-1)Si,Ge系ナノ多面体物質(I-2)ゼオライト系無機多孔質物質(I-3)Al,B系多面体系物質(I-4)炭素系内部空間物質(I-5)ナノポーラス物質(1-6)新しい配列ナノ空間物質の6分野に分類して調査研究を行った。また、ナノ空間物質では、その微細な空間および構造をどのように精密に決定するという重要な課題がある。本課題に対しては、(II)ナノ構造に関する研究状況の調査のために、(II-1)電子線観測を利用したナノ構造(II-2)高輝度放射光施設などを利用したナノ構造解析の観点から、構造に関する研究の進展を調査した。文献調査などの資料収集および情報収集などを行った結果をもとにして、企画調査報告書を作成した。また、本調査研究のメンバーならびに招待講演者により組織した研究会を開催して、将来の展望に関して議論した。また、企画調査研究の期間に、応用物理学会におけるシンポジウムを企画して、ナノ配列空間を利用した新物質科学---ユビキタス元素戦略と称する講演会を開催して、今後の研究動向を議論した。
シリレン錯体の動的挙動の速度論的研究

1.メトキシル基およびジエチルアミノ基が架橋したビス(シリレン)タングステン,モリブデン,およびクロム錯体Cp(OC)_2M{(SiMe_2)_2...X}(M=W,Mo,Cr;X=OMe,NEt_2)の合成に成功した。また合成したすべての錯体についてX線結晶構造解析を行い,その構造を明らかにした。これらの錯体はすべてシリレン配位子の回転に帰属される動的挙動を示すことが温度可変NMR測定によって明らかになった。得られたスペクトルを全線型解析して活性化パラメーターを決定し,その結果この動的挙動はシリル(シリレン)錯体Cp(OC)_2M(=SiMe_2)SiMe_2Xを中間体として起こることが分かった。2.ジメチルシリレン配位子とジエチルシリレン配位子を持つメトキシ架橋ビス(シリレン)タングステン錯体Cp(OC)_2W{(SiMe_2)...(OMe)...(SiEt_2)}を合成し,この溶液を加熱したところ,2つのシリレン配位子間で置換基のスクランブリングが起こり,エチルメチルシリレン配位子を2つ持つメトキシ架橋ビス(シリレン)錯体Cp(OC)_2W{(SiMeEt)_2...OMe}が生成することが明らかになった。ビス(シリレン)錯体でアルキルスクランブリングが起こったのはこれが初めての例である。この反応はシリル(シリレン)錯体を中間体として進行すると考えている。3.陽イオン性シリレン錯体[CpFe(CO)=SiMe{o-(Me_2NCH_2)C_6H_4}]^+の溶液の温度可変NMR測定の結果,シリレン配位子に配位しているアミノ基は加熱しても外れないことが明らかになった。一方この溶液にHMPAなどの塩基を加えると,容易にアミノ基の解離が起こり,アミノ基の解離と再結合に帰属される動的挙動が観測された。現在この挙動の速度論的解析を進めている。
MFBアクティブ制御システムによる低公害ディゼルエンジン排気系の実現に関する研究

主として大型車両に搭載されているディゼルエンジンからの騒音は、社会環境に大きな影響を与えている。ディゼルエンジンの排気騒音の対策には、従来エンジンの改良や遮音材の装着などの対策が主であった。しかし、エンジン排気系の騒音のように低周波大パワーの騒音源に対しては、現在用いられているマフラ-は形ばかり大きく効果は小さい。本研究では、低周波大パワーを持つディゼルエンジン排気騒音のアクティブ制御システムの開発を目的としている。この排気騒音のアクティブ制御システムは、排気管壁面に付加音源(耐熱性の優れたスピーカ)を取付け、排気管の等価音響インピーダンスをこの付加音源で制御することにより、排気騒音を消音するものである。アクティブ制御を実用化する際、従来問題となっていた制御信号抽出用のマイクロホンは、本研究で提案するMFBタイプ・アクティブ制御システムでは不要であり耐環境性を向上させるのに有利である。研究は、まず制御用ディジタルフィルタの設計とシュミレーションによる性能評価にはじまり、実験室内での通常スピーカによるモデル実験および耐熱性を有する制御用スピーカを用いたディゼルエンジンによる制御実験へと、より具体的・実用的なシステムへと発展してきた。汎用ディジタルフィルタを使用したモデル実験では、種々のアルゴリズムの比較検討と、制御システムの動作確認を行なった。従来の適応アルゴリズムでは十分な抑制量が得られなかったため、ディイゼルエンジン排気音が回転速度を基本波としその高調波成分が卓越していることに注目した特定周波数の信号を適応的に生成する新しいアルゴリズムDXHSアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは、従来のアルゴリズムの10倍から20倍の収束速度をもっている。計算機シュミレーションでは、単一正弦波の制御の場合50msで70dBの抑制量が得られた。ディーゼルエンジンを用いた制御実験では、基本波成分の制御で約20dB、基本波および第一高調波の制御では各々15dB程度の抑制量が得られている。ディゼルエンジンの排気騒音の対策には、従来騒音の発生を直接抑制するエンジンの改良や騒音源であるエンジンを遮音材で取り囲むことによる対策が主であった。しかし、低周波大パワーの騒音源に対しては、現在用いられているマフラーは形ばかり大きく効果は小さい。また、排気管の内部抵抗を消音に利用しているため、燃焼効率の悪化をもたらている。本研究の排気騒音のアクティブ制御システムは、排気管壁面に付加音源を取付け排気騒音を消音するものであり、排気管内には空気抵抗を増加させる構造はなく、燃焼効率の向上も期待できる。本年度は、目的とするアクティブ制御の実現を裏付けるための各要素技術の確立を目指した研究を行った。具体的には、まず制御目標および耐環境性と安定性に関する設計目標を決定するため、制御対象であるディゼルエンジンの排気系調査した。現在排気の温度分布、流速分布の基礎データを整理中であり、その実験的な解析を進めている。このデータを基に、制御用MFBスピーカの仕様を検討した。その結果、現在のスピーカ製造技術で摂氏200度および250度の耐熱性をもつスピーカーが試作可能であることが明らかになった。これらの結果を踏まえ、コンピュータシミュレーションおよびモデル実験により、MFBシステムによるアクティブ制御系の動作条件について検討を進めている。その際、ディジタルフィルタのもつ群遅延が、制御系の特性に大きな影響を与えることが確かめられた。このため、群遅延を低減するための新たなディジタルフィルタの構成である並列型フィルタを提案するとともにこのフィルタの諸特性をシミュレーションにより解析し、アクティブ制御の制御用フィルタとして有用であることが確められた。アクティブ制御を実用化する際、従来問題となっていた問題となっていた制御信号抽出用のマイクロホンが、本研究で提案するMFBタイプ・アクティブ制御システムでは不用である。

本研究では、この制御システムを実用化する上で必要不可欠な制御系の安定性と耐久性、および専用ハードウェア化による低コスト化について検討を行った。汎用ディジタルフィルタを使用し、モデル実験により制御システムの動作確認を行なった。従来から使用されている適応アルゴリズム(NLMSアルゴリズム)では、3dB程度の抑制しか得られなったため、新しい適応アルゴリズムについて検討を進めた。まず、信号の周期性を利用したSFXアルゴリズムを、本研究のMFBアクティブ制御システムに応用した。その結果、5dBの抑制量が得られた。しかしながら、このSFXアルゴリズムは、収束速度が遅く、実用化する際問題を生じる可能性があると考えられた。このため、ディイゼルエンジン排気音が回転速度を基本波として、その高調波成分が卓越していることを注目し、特定周波数の信号を適応的に生成する新しいアルゴリズムFXSG(Filter-X Sine wave generator)アルゴリズムを開発した抑制量については、騒音全体で10dB、特定高調波成分に関しては15dBが得られた。また、制御用適応ディジタルフィルタを構成するため、現在高速DSP(ディジタル信号処理プロセッサー)を用いた専用ハードウェアの準備している。ハードウェア環境を現在整備中で、次年度に向け早急にハードウェア/ソフトウェア環境を整備する予定である。アクティブ制御を実用化する際、従来問題となっていた制御信号抽出用のマイクロホンが、本研究で提案するMFBタイプ・アクティブ制御システムでは不用である。本研究では、この制御システムを実用化する上で必要不可欠な制御性能、特に制御量、安定性について、コンピュータシミュレーションおよびディーゼルエンジンを用いた実験において検討を行った。まず、汎用ディジタルフィルタを使用し、モデル実験を中心に制御システムの動作確認を行なった。従来から使用されている適応アルゴリズム(NLMSアルゴリズム)では、3dB程度の抑制しか得られなかったため、新しい適応アルゴリズムについて検討を進めた。このため、ディイゼルエンジン排気音が回転速度を基本波として、その高調波成分が卓越していることに注目し、特定周波数の信号を適応的に生成する新しいアルゴリズムDXHS(Delayed-X Harmonics Synthesizer)アルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは、従来のSFXアルゴリズムの10倍から20倍の収束速度をもっている。計算機シミュレーションでは、単一正弦波の制御の場合、約50msで70dBの抑制量が得られている。
ラットオトガイ部皮膚感覚に対する局所麻酔薬の影響

歯科治療時、局所麻酔薬の効果発現前に治療を開始すると、疼痛によって局所麻酔薬が効きにくいことがあるといわれている。その現象を解明するために、ラットの顎舌骨筋神経を用いて、局所麻酔投与直前に加えたオトガイ皮膚刺激(pre-stimulation)が局所麻酔薬による求心性活動電位の抑制に与える影響を検討した。研究には生後8-10週のwister系雌ラット40匹を用い、チオペンタール腹腔内麻酔後、剃毛処置を行い保温パッド上に仰臥位に固定装置で固定し、手術用顕微鏡下で顎舌骨筋神経を剖出した。オトガイ部刺激は流速1l/secの室内空気を皮膚面に直角に加えた。記録電極は絶縁被覆したタングステン微小電極の先端をフック状に加工したものを用いた。局所麻酔薬は先端径50μmの油圧ポンプにより剖出した神経に滴下した。導出された求心性神経放電はプリアンプとメインアンプで増幅後、データレコーダに記録し分析を行った。その結果、pre-stimulationを与えなかった群は、局所麻酔滴下後68±21secで求心性神経放電は消失した。一方、局所麻酔投与前にpre-stimulationを与えた群は79±33secであった。統計学的には両群間に有意差を認めなかった。したがって、「疼痛が局所麻酔作用の発現を抑制して無痛にできないという現象」は、末梢受容器のadaptationによるものではなく、中枢のsummationあるいはsuround inhibitionにより起こるものと推測された。
先天性心疾患の胎生期心形態形成発育過程の研究:胎児三次元心エコー法による検討

本研究の最終的な目的は胎児心疾患の診断としての、3D心エコー法の臨床的な使用を確立していくことであった。しかし、同時期に関連する研究は実績を上げることができたが、実際に3Dエコーによる胎児の心室容量の計測はいまだ確立できず、実績を上げることができなかった。3Dエコーの機種としてVoluson530D、メディソンジャパンおよびEcho-Tec, USAを使用したが、画像の処理がデジタル化できず、アナログ情報で処理するための画像の解像度の低下が強く、胎児の心臓の容量でin vivoでは計測が出来なかった。さらにEcho-Tecで従来考えていた心周期の同期の方法では正確な心周期の分離が出来ず、心室容量の計測が不可能であった。これについては、今後の胎児心拍の同期が可能な器具、方法についての開発に集中して、引き続き研究が必要である。このように最終目標の課題については実績を上げられなかったが、本研究期間中、本研究課題に直接的あるいは間接的に関連する研究としては、種々の実績を上げることができた。胎児心臓において、胎生期の心形態の発育に関しては断層心エコーでの経時的形態変化を特殊な心疾患について検討し、学会、論文発表を行った。一方、他施設との共同研究では、3次元心エコー法を用いて胎児心臓に相当する小さな容量でのin vivoのvalidationをブタ新生児で行うことができた。当初の予定と異なり、3D胎児心エコーの方法自体が未だ確立できていない。当初理論的に可能と考えられた方法であった、あらかじめ胎児の心拍数を測定して、その心拍数で設定した条件でfree handでacquisitionを行う、という方法をとることができていない。現在他の3Dエコーの機種(Voluson530D、メディソンジャパン)を用いて、3Dエコーによる胎児の心臓の描出の実用性を検討しているところである。しかし、この3Dでは心拍の同期ができない。このため、当初予定していた、収縮期、拡張期に分けた心内容量の計測ができないが、他の面での3Dエコーの将来的な実用法を検討している。つまり、3D心エコーによる胎児心の評価方法、心拍同期無しでの心内容量の計測の実用性、臨床的意義について、追求しているところである。今後、この方法を使用して、少し遅れたが、本来平成12年度の予定としていた週数別の心内容量の正常値について今後検討し、さらに、他の3D胎児心エコーが有用と考えられる、胎児心奇形のスクリーニングにむけての、実用性の評価を行っていく。また、これと並行して、実際に平成13年度の予定としていた、先天性心疾患の経時的心内容量の変化の検討を行っていく予定としている。
SAARCとASEANの比較研究

本研究の主要目的は、「南アジア地域協力機構」(SAARC)を、これに先行する「東南アジア諸国連合」(ASEAN)と比較することで、その特徴を確認することであり、わけても後者の注目すべき躍進と対照的な前者の停滞が何に由来するのかを検証することにあった。このような問題意識に基づいて、まず、ASEANを(1)構成諸国の国力比較、(2)ASEAN域内の不協和音の実態、および(3)域内連帯維持の行動原理と実際を概観した。次いで、これをSAARCの実態と比較し、その異同を検討してみたところ、およそ以下のような暫定的結論を得た。(1)ASEANにおける国力格差は、物理的指標と経済的指標の間にネジレがある点で、両指標において傑出したインドが地域覇権国家体質を帯びざるをえない現実と大きく異なる。(2)ただし、ASEAN域内にも、(1)マレー系諸国と華人系国家との反目、(2)マレーシアを中心とする一連の領土紛争、(3)歴史に根ざす相互不信など、少なからぬ不協和音が存在しており、その地域的連帯は当然視されてはならない。(3)この意味で、SAARC諸国は、ASEAN諸国が過去三十余年をかけて培ってきた一連の行動原理(いわば「ASEANウェイ」)から学ぶものが多い。(4)とりわけ地域大国インドは、ASEANにおけるインドネシアの自己主張と自制のバランスのとれた行動から教訓を学ぶ必要があろう。ちなみに、これらの知見は、1999年8月にはインド、ネパールでの専門家との意見交換、および、99年10月の日本における研究集会などで発表する機会があった。
北海道の中小都市におけるまちづくりの実態と評価方法に関する基礎的研究

本研究では、北海道内における5万人未満の自治体を対象とし、(1)居住動向調査による「過疎化メカニズム」の解明、(2)自治体再生に向けたまちづくりの実態分析、(3)まちづくりの評価システムの構築、を目的としている。3年度目である平成16年度は、上記(1)と(3)を実施した。(1)居住動向調査による「過疎化メカニズム」の解明前年度に、アンケート調査(平成14年度実施)に基づく分析を行い、北海道には、一中核都市を中心とする37地域圏と、複数地域圏による19広域圏の存在を明らかにした。今年度は、近くに中核都市を有する「周辺自治体」の1つである様桜町(人口5,962人)を対象に、アンケート調査による居住行動調査を実施した。世帯主と子世代の2つの居住行動を分類し、それらを組み合わせて分析することで、永住意識と生活圏等との関係を明らかにした。また、この調査では、小規模過疎自治体においても、長年居住している定着層の半数以上は、ライフサイクルに応じて町内移動している実態を明らかにした。(3)まちづくりの評価システムの構築前年度に、第3次北海道長期総合計画における40プロジェクトを対象に、複数自治体に跨がる「広域まちづくり」の実態を分析した。今年度は、その評価方法として、「広域圏」を生活圏として捉えた上で、それと計画エリアとの関係から評価する方法を構築した。更に今年度には、個別自治体におけるまちづくりの評価方法として、都市計画マスタープランに着目し、計画内容の具体性を客観的に評価する方法を構築した。現況・課題・対象・期限・提案の5つの評価軸を設定して具体性を数値化する方法である。初年度である平成14年度は、上記(1)の前半部分と(2)を対象に調査を実施した。まず平成14年89月に北海道内196自治体を対象にアンケート調査を行った。ここでは、主に自治体の過疎化の実態とそれに対する活性化策、更には新規移住者の実態について調査した。(1)に対しては、アンケートの回答に基づいて、「中核都市」との関係からみた「自治体分類」を行い、対象自治体を5つに大別した。この分類に基づいて人口と産業の動向を定量的に分析した結果、過疎化の実態は、中核都市の人口規模および中核都市との時間距離に影響されていることを明らかにした。(2)のまちづくりの実態分析では、アンケート調査と並行して13自治体に対するヒアリング調査を実施した。ここでは、まちづくり(活性化策)を10の目的に整理して分析を行った結果、上記の自治体分類毎に、まちづくりの目的に多少の違いが見られることを明らかにした。例えば、大規模中核都市に近接する比較的規模が大きい自治体では、住民の生活の質的向上を目的とした活性化策に重点を置く一方で、中核都市を持たない「自律都市」では、産業基盤の強化を重点目標としている、等の実態である。尚、(2)については、現在も分析中である。2年度目である平成15年度は、上記(1)と(2)を実施した。(1)では、北海道内196自治体を対象に実施したアンケート調査(平成14年度実施)に基づいて、前年度に実施した分析を発展させるかたちで分析を継続した。まず、自治体を「中核都市」「周辺自治体」「自律都市」に分類し、一中核都市を中心とする37地域圏の存在を明らかにした。更にこれらを中核都市同士の関係から19広域圏に整理した。広域圏毎の人口推移を分析した結果、札幌市等の大都市を中核とする広域圏でも、二次構造以下に属する周辺自治体では著しい人口減少が見られること、小規模な中核都市であっても、2以上の中核都市が近接する場合は、広域圏全体の人口は一定程度維持されていること、等が明らかになった。(2)のまちづくりの実態分析では、現在、北海道で実施されている「第3次北海道長期総合計画」における「パートナーシップ計画」の40プロジェクトを対象に、複数自治体に跨がる「広域まちづくり」の実態を、(1)で明らかにした「広域圏」との関係から分析した。その結果、北海道における広域まちづくりは、従来からの広域行政圏を基準にした計画が大半を占め、実態としての広域圏とは整合しない領域において事業展開がなされている現状が明らかになった。

世帯主と子世代の2つの居住行動を分類し、それらを組み合わせて分析することで、永住意識と生活圏等との関係を明らかにした。また、この調査では、小規模過疎自治体においても、長年居住している定着層の半数以上は、ライフサイクルに応じて町内移動している実態を明らかにした。(3)まちづくりの評価システムの構築前年度に、第3次北海道長期総合計画における40プロジェクトを対象に、複数自治体に跨がる「広域まちづくり」の実態を分析した。今年度は、その評価方法として、「広域圏」を生活圏として捉えた上で、それと計画エリアとの関係から評価する方法を構築した。更に今年度には、個別自治体におけるまちづくりの評価方法として、都市計画マスタープランに着目し、計画内容の具体性を客観的に評価する方法を構築した。現況・課題・対象・期限・提案の5つの評価軸を設定して具体性を数値化する方法である。
自然エネルギーを利用する潜顕熱分離空調の研究

本研究は、自然エネルギー、特に太陽熱を吸着材の脱着プロセスの熱源として有効利用することで、省エネ性の高い温、湿度分離デシカント空調システムを提案し、その基盤材料、基盤材料を担持した実吸湿ローターの平衡吸脱着性能と吸脱着速度の実験測定とモデリングを行い、その結果を踏まえて夏季の冷房除湿、冬季の暖房加湿できるデシカントサイクルの理論サイクル性能と実証実験を行い、提案したシステムはメソパラースシリカ(TMPS4A)と高分子収着材を用いた場合従来のシステムに比べそれぞれ25%および32%のエネルギー使用削減効果が得られた。本研究では,太陽熱を空調,給湯に有効に利用し,省エネルギーで快適性に優れた潜顕熱分離空調システムを研究開発することを目的とする。潜熱処理(湿度調整)に固体吸湿材を用いる乾式システムを対象とし,太陽熱を利用することによって省エネルギー化を実現するとともに,積極的に湿度制御を行うことによって,快適性を実現する次世代型空調システムを開発する。開発目標を下記の二つを目指す。(1)年間にわたって太陽熱を有効に利用する上で重要な冷房機能を有すること。(2)潜熱処理(湿度の調整)と顕熱処理(温度の調整)を分離することにより,省エネルギーで快適な住環境を提供すること。平成22年度は吸着剤を担持した吸着ユニットの夏季冷房中の除湿性能と冬季暖房中の加湿性能の理論解析とサイクル性能実験測定装置の製作を行った。夏季の除湿には、太陽熱などの低温熱源を用いるため、太陽熱温水器から得られる温度で運転でき,省エネルギーに貢献できるサイクルについて検討を行った。吸着プロセスが断熱吸着の場合と等温吸着の場合とで性能が異なることを明らかにして,等温吸着が可能な構造を検討した。また、吸着剤の吸脱着速度と飽和吸脱着量の計測を行うための装置を製作した。当初はロータの重量の時間変化を測定することにより吸脱着量を測定する予定であったが,十分な精度が得られないため,ロータ前後の空気中の湿度の変化を精密に測ることによって,吸脱着速度等を測定する方式に変更した。平成22年度は計測のための装置を製作したところなので,今後,適した吸着剤,ロータの選定,太陽熱をうまく利用するサイクルの検討を行ってゆく予定である。平成23年度には、メソポーラス・シリカを担持した吸着ユニットの夏季の冷房除湿、冬季の暖房加湿のサイクルの理論性能解析と吸着材粒子及び吸着ユニットの吸脱着性能の実験測定を行った。得られた成果は下記の通りである:1.平均細孔径4nmのメソポーラス・シリカ粒子の平衡吸着量と吸脱着速度について実験計測を行った。平衡吸着量については、吸着材(粒子)と吸着材を基盤材料にバインダーで担持したものの吸着等温線を明らかにした。同じ測定条件におけるバインダーで担持した材料の吸着量が約50%小さくなることが分かった。また、吸着材の吸着速度については、浮遊磁気天ピンを用いて水蒸気の吸着速度測定を行い、湿度と吸着速度の定性的な関係を明らかにした。2.デシカントユニットの各流路について吸着/脱着過程の解析モデルを構築した。吸着材内部の拡散、熱伝導と空気層における対流熱伝達と物質移動をそれぞれモデル化した。実験結果と比較した上、物質伝達係数などをフィッティンすることでデシカントユニットの吸着/脱着時の動特性を再現することができた。3.太陽熱を利用したデシカント空調システムのサイクルシミュレニションを行い、2000年度の東京地域の気象データを用いて冷房期間中のエネルギー効率の評価を行った。提案したシステムは従来のシステムに比べ約25%のエネルギー使用削減効果が得られた。また、潜熱負荷の高い条件においては、メソポーラス・シリカより吸湿量の多い高分子収着材を使用すると、更に15%のエネルギー削減効果が得られことを示した。本研究は、自然エネルギー、特に太陽熱を吸着材の脱着プロセスの熱源として有効利用することで、省エネ性の高い温度湿度分離デシカント空調システムを提案し、その基盤材料、基盤材料を担持したデシカントロータの平衡吸脱着性能と吸脱着速度の実験測定とモデリングを行い、その結果を踏まえて夏季の冷房除湿、冬季の暖房加湿ができるデシカントサイクルの理論サイクル性能と実証実験を行った。本研究は、太陽熱の有効利用を目的とし、比較的低い温度条件でも効率よく吸脱着でき、さらに平衡吸着量の大きいメソポーラス・シリカと高分子収着材を選んだ。その基本吸脱着特性の評価を行うために、重量法測定装置を開発し、吸脱着プロセスにおける吸湿ロータの重量変化を直接計測し、その吸脱着速度および飽和吸脱着量の気流温度、風速による変化を明らかにした。空気から吸着材表面までの対流熱伝達および物質移動、そして吸着内部の熱伝導、拡散をそれぞれモデリングすることで、広い温度、風速範囲におけるデシカントユニットの吸着・脱着の動特性を再現する手法を構築した。

また、基盤材料をバインダで担持したロータの吸着量が素材に比べて約50%小さくなる結果から、デシカントサイクルを設計する際に、実ロータの吸着等温線の把握が必要であることを示した。デシカント材の性能実験結果を踏まえて、太陽熱をデシカントロータの再生熱源としたデシカント空調システムのシミュレーションを行い、更にそのシステムのハード構成(デシカントロータの吸着/脱着面積比率、熱交換器のフィピッチ、圧縮比)の設計検討と最適化運転手法の検討を行った。2000年度の東京地域の気象データを用いて冷房期間中のエネルギー効率の評価を行うと、提案したシステムは従来のシステムに比べ約25%の省エネルギーが実現される。さらに、プロトタイプ試験機を設計、製作し、提案したサイクルの実運転性能の評価を行った。吸着材と吸着ユニットの吸脱着性能を実験測定により把握し、それに基づいて太陽熱利用に適したシステムの開発を行った。来年度は更にシステムの改善と実証機の製作を行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。従来のメソポーラス・シリカ粒子より優れた吸脱着性能がある高分子収着剤について、その基本吸脱着性能の実験測定を行い、それらを基に吸着ユニットの吸脱着性能を推定するモデルを構築し、構造の最適化を行う。また、太陽熱利用に適した乾式システムの試験装置を製作する、夏季の冷房除湿、冬季の暖房加湿の実運転性能について実験測定し、実用化にするにあたって、適切な用途と基本技術仕様を明確化する。
腫瘍関連抗原4F2重鎖(CD98)のmTORを介するシグナル機構の解明

4F2hc(4F2抗原重鎖)は、リンパ球の活性化抗原及び腫瘍抗原として同定され、細胞の形質転換及び増殖制御との関わりが想定されている1回膜貫通型のII型膜糖タンパク質である。本研究は、4F2hcのmTORを介するシグナリング機構を明らかにする目的で、mTOR系のシグナル分子の解析と、4F2hcの細胞内ドメインに連結するタンパク質の探索を行った。本年度の研究により、4F2hcの過剰発現によりTSC2のリン酸化が抑制されることが示され、4F2hcによるAktの活性化、TSC2の抑制、mTORの活性化、それに引き続くp70 S6kinase、4E-BP1の活性化により4F2hcのシグナルが伝達されることが示唆された。加えて、4F2hc細胞内ドメイン結合タンパク質として、annexinIIが同定され、そのsiRNAによるノックダウンにより4F2hcによるmTOR経路の活性化における重要性が示唆された。すでに複数同定されている4F2hc細胞内ドメイン結合タンパク質が、Aktを介するmTOR活性化経路、及びAktを介さずにmTORを活性化する経路とどのように関わっているかを明らかにすることが今後の課題である。また、Aktを介さないmTOR活性化経路と未同定のアミノ酸センサーとの関わりが、4F2hcシグナリングの解析から明らかになる可能性があり、この点も平行して研究を進める必要がある。本研究の成果は、4F2hcを介するシグナリング機構の研究の端緒を開くとともに、mT0R経路の上流因子に関する新たな示唆を与えるものである。
コンピュータ制御多分割絞りによる3次元放射線治療システムの開発

多分割絞り原体照射法の最適化を行うと、十門ほどの固定多門照射になる。理論的に検討の結果、最適化法が線形計画法でも二次計画法でも十門ほどの固定多門照射になることがわかった。これは二次計画法も線形計画法に帰結することができる故である。従来の多分割絞り原体照射法は回転照射法である。最適化原体照射法の固定多門照射法を実施するには、あらかじめプリセットしたガントリ-角度まで回転し、その角度における荷重線量を照射するという動作を十門ほど繰り返す必要がある。そこで、このプリセットしたガントリ-角度と荷重線量の照射を繰り返す動作をパーソナルコンピュータを用いて多分割絞りX線照射装置をコンピュータ制御する装置を開発した。最近の多分割絞りX線照射装置では、一組の絞りがビームのアイソセンターを10cm以上超えることが可能になっている。このような多分割絞りを用いると、アイソセンターに絞りを設定することにより従来の打ち抜き照射法を実現することができる。1回の照射により1カ所の打ち抜きが可能である。2か所以上の打ち抜きは2か所以上の照射により実現が可能であることがわかった。しかし、多分割絞りを同時に最適化してしまうと、各々の絞りが干渉してしまうために利益は少ないことが明らかにされた。そこで、多分割絞りを1組ずつ独立に最適化すれば、あらゆる形状の三次元のターゲット体積を実現することが可能になることがわかった。これは鐘とTV装置を用いることにより、各々の絞りの荷重線量を定量することができる。各々の絞りの荷重線量を現有のコンピュータ治療計画装置(Modulex)を用いて自動的に計算するソフトウェアを開発した。Over-ride型多分割原体照射コリメータ、すなわちビーム中心軸を越えて照射野を形成できる多分割絞り、を用いることにより、従来の原体照射法では実現できなかった凹形のターゲット輪郭に一致した高線量域の形成が可能になり、原体照射法はより複雑な形状の腫瘍の放射線治療に適用できる。今年度の研究目的はコンピュータ制御Over-ride型多分割絞り原体照射装置を用いた3次元原体照射法の最適化法を確立することにある。先ず、2次元原体照射法の最適化法について検討した。2次元原体照射法は等角度間隔の多門照射により実現されるものとする。各ビーム角度に対する照射野幅は、線源からターゲット輪郭及び決定臓器の輪郭への接線間の距離から求められた。各ビーム角度に対する線量荷重は線量分布の最適化法により決定した。すなわち、ターゲット輪郭上の線量が予定線量(90%)より大きく、かつ決定臓器への線量が耐容線量より小さいと言う拘束条件下で、ターゲット輪郭から一定距離だけ離れた点の線量を線形計画法を用いて最小化することにより線量荷重を決定した。その結果、凹形の部分を有するターゲット輪郭に対する治療計画では、決定臓器への線量を減じつつ、ターゲット輪郭と予定線領域(90%)が良く一致した線量分布を得ることができた。線量分布の最適化法としては、治療計画の計算時間、照射時間および治療計画の照合などの点で線形計画法が逆問題解法より実用的に優れている。2次元原体照射法の最適化法は、体軸方向コリメータを用いて照射野長を分割して照射することにより3次元原体照射法の最適化法へ拡張できることが判った。Over-run型多分割原体照射コリメータ、すなわちビーム中心軸を越えて照射野を形成できる多分割絞りを用いることにより、従来の原体照射法では実現できなかった凸形のターゲット輪郭に一致した高線量域の形成が可能になり、原体照射法はより複雑な形状の腫瘍の放射線治療に適用できる。