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プロテインキナ-ゼC分子群の細胞応答反応における機能的分担に関する研究

これらの新たな知見は、ホルボールエステルやジアシルグリセロールによって刺激される種々の細胞の応答反応にはCa^<2+>に依存的な従来のPKCを介する系路とは明らかに異なるCa^<2+>非依存性のnPKCεを介する系路も存在することを意味している。多様な応答系路に、いずれのPKC関連分子種が関与しているか検討をするために、細胞内に存在する分子種を抗体を用いて同定しているところである。我々は、プロテインキナ-ゼC分子群の細胞応答反応における機能的分担に関する本研究において、昨年度までに、ウサギ脳ライブラリ-からcDNAのクロ-ニングによって4種類のPKC分子種(α、βI、βII、γ)とPKC関連分子種(nPKCε)の全分子構造を決定し、前4種のPKCがCa依存的特性を示すことと対照的に、nPKCεはCa非依存性のホルボ-ルエステル受容体であることを示した。今年度は、更にCOS細胞のcDNA発現系を用いて、nPKCεの生化学的特性に関してCa依存性のPKC分子種と比較検討した。その結果、1)nPKCεはハイドロキシアパタイトカラムから脳標品のTypeIIに一致する位置に溶出する。2)酵素活性はCa非依存性である他に、基質特異性、リン脂質特異性に於ても他のPKCと異なる、3)PDBuとの結合に必要なリン脂質濃度は、4種のPKC分子種がCa濃度に顕著に依存するがnPKCεは依存しない、4)PDBuに対する親和性が異なる、5)nPKCε刺激によって膜にtranslocateするが、PKCの膜移行にはCa^<2+>が必須であるが、nPKCεはCaの存在と無関係に起こることが判明した。以上の結果は、細胞の種々の応答反応を解析する際には、Caに依存的なPKC分子種ばかりでなく、Ca非依存性のnPKCεもまた細胞膜情報伝達経路に介在する可能性を考慮する必要があることを提起している。ラット下垂体由来GH3細胞をNorthern分析およびWestern分析によって調べたところ、少なくとも3種類のPKC(関連)分子種が発現していた。この細胞の刺激応答反応にこれら3種類のPKC(関連)分子種がどのように関与しているのか解析するために、現在、PKC各分子種のcDNAまたは変異体を組み込んだ発現ベクタ-を作成し、細胞に導入、発現させた系を用いて検討中である。
熱書き込みが可能な高分子分散液晶素子における反射型表示特性に関する研究

光反射層を設けた高分子分散液晶(PDLC)素子を作製し、従来の透過型PDLC素子との比較及びメモリ効果に関する影響について考察を行った。1.PDLC素子の作製PDLC素子の基板の一方にITO透明電極、もう一方に光反射層としてアルミ蒸着(厚さ約2000Å)を施したものを用いた。走査電子微鏡による高分子マトリクスのモフォロジー観察により、ITO界面とアルミ界面ではそのモフォロジーに違いが見られなかった。2.電気光学特性の測定積分球を使用して素子の後方散乱(反射光)光強度の膜厚依存性及び印加電圧特性を測定した。反射層を設けたPDLC素子では、反射層なしの素子に比べオフ状態の後方散乱光を10倍程度明るくできた。電圧を印加すると、オン、メモリ状態の後方散乱光は減少する。さらに膜厚を薄くすることで、メモリ状態におけるコントラスト比の増加と駆動電圧の低減化が両立できた。3.散乱光のスペクトル解析オフ状態において、反射層なしのPDLC素子では、前方散乱光は長波長側で増加し後方散乱光は短波長側で増加するためそれぞれ赤、青白色となる。反射層を設けた素子はこの2種類のスペクトルを加えたものとなり、波長依存性のない無色となった。オン、メモリ状態では短波長側で強度が増加し青白色となった。4.熱書き込み特性アルミ反射層の存在によっても従来と同様に熱書き込み、部分消去及び全体消去が可能なことを確認した。
大規模医療データベースを用いた国際比較可能な医療の質の評価指標の開発と検証

急性期病院の年間約500万例の患者データを用いて医療の質を評価する指標の開発を行った。耐性菌の誘導や手術後の感染症の発症を抑えるための手術実施後の抗菌薬の適正な使用を評価する指標を開発した。乳がん手術後の再建術の提供の地域差が大きいことを示し、このような可視化が国民への良質な医療の提供につながる可能性を示した。さらに、脳卒中ケアユニットで治療を受けた急性脳卒中患者の死亡率が一般病棟よりも低いことから、このような専門治療設備の有効性が示された。病院全体のアウトカムを評価する標準化病院死亡比の分析により、死亡率の低下から医療の質の向上が示唆されるとともに、医療機関間のばらつきの縮小も認められた。まず、大規模医療業務データベースから医療の質を測定するための各種の臨床指標を算出する手法を検討した。対象患者は、様式1診療情報データより診断名、副傷病名、主たる手術等から設定し、対象除外条件を様式1データおよびEFファイルの個別診療行為より設定した。ケースミックス補正に関しては、副傷病情報を中心に重症度に関連する人工呼吸、中心静脈栄養、各種手術手技等を用いて手法を検討した。特に医療ビッグデータの分析手法について、急速に進歩している並列分析等の手法に関して諸外国の既存研究を調査し、効率的な計算手法を開発した。プロセス指標については、主にEFファイル等の診療行為明細データを用いて、薬剤の投与時期、投与期間、実施された診療行為の実施時期、実施期間等から既存の診療ガイドライン等を参考に作成した。術後の抗菌薬の選択と投与期間、薬剤性不整脈、向精神薬治療の適正性、感染症における細菌培養同定検査等の評価の有効性が示された。アウトカム指標については、様式1傷病名情報とEFファイル診療行為情報に基づく合併症の検出、院内死亡、退院後再入院等を検討した。さらに術後30日、90日等の死亡率に関しては、外来患者EFファイルデータを用いて、再入院と外来受診を生存シグナルとする生存曲線解析を行った。人工関節置換術のアウトカム評価では、surgical volumeと合併症、再手術等の間に有意に負の相関関係を認めた。ついで、これらの指標の相互関係と外的医療機関情報等との関連性を解析し、指標の妥当性を検証した。同一病態に関するプロセス指標とアウトカム指標の関連を分析することにより、アウトカムに影響を与えるプロセスを抽出し、有用性実用性の高いプロセス指標の作成を試みた。また、病院規模、職員数、手術手技集積状況等の外的条件と各種指標の関連性の分析から、医療の質に影響を与える条件を明かとした。大規模医療データの分析手法およびそれらを用いた医療評価手法に関して、諸外国の既存研究を調査し参考とした。評価の有効性が示された指標としては、術後の抗菌薬の選択と投与期間、薬剤性不整脈、向精神薬治療の適正性、感染症における細菌培養同定検査の医療経済学的有効性などを検討した。1000程度の急性期病院から収集される年間400500万例の退院患者データから解析用大規模データベースを構築した上で、近年開発が進んでいる医療業務データを情報源とする各種のプロセス指標、アウトカム指標を計測した。

それらの計測結果から、プロセスーアウトカム関係の分析、医療機関等の外的条件の関連性の分析、アウトカムーボリューム関連性の検証として、治療、手術等の実施数と各種指標の関連の検証を進めるとともに、経年変化を解析して指標の意義と妥当性を検証した。さらに、副傷病等我が国特有の疾病構造が指標計測に与える影響を考慮し、国際比較可能な指標を開発するために、傷病名、年齢等の情報を組み合わせて、分析対象患者群の重症度等のリスクを調整する手法を検討し、我が国の傷病構造を反映するリスク調整手法を開発した。研究成果として、大規模医療業務データベースから各種評価指標を算出する手法を確立した。プロセス指標については、主にEFファイル等の診療行為明細データを用いた。具体的には、選択された薬剤と投与時期、投与期間、実施された診療行為の実施時期、実施期間等から既存の診療ガイドライン等を参考に検討を行い、周術期抗菌薬の適正使用に関する指標を作成した。併せて、急性脳卒中治療における脳卒中ケアユニットでの治療の有効性、我が国の乳がん術後再建術の提供の大きな地域差などを示し、これらの実態を指標化することの有効性を提示した。アウトカム指標については、様式1傷病名情報とEFファイル診療行為情報に基づく合併症の検出、院内死亡、退院後再入院等を候補とした。さらに術後30日、90日等の死亡率に関しては、外来患者EFファイルデータを用いて、再入院と外来受診を生存シグナルとする生存曲線解析を行った。また、我が国での病院標準化死亡比によるアウトカム評価の有用性を示した。医療政策学本研究では、既存研究を発展させて、DPCデータ等の医療業務データを用いた各指標の妥当性の検証を行い、医療評価研究への応用手法を明らかとするとともに、我が国特有の疾病構造を補正した指標を開発することを目的としたが、今年度までの研究では、大規模医療業務データの効果的な分析手法を確立し、具体的な医療評価手法を示すとともに、指標の妥当性の検証、我が国特有の疾病構造を考慮した指標の開発を行った点で、おおむね順調に進展していると考えられる。今後、医療ビッグデータ分析に適した分析ツールの開発、評価手法の国際比較などを進めていく予定である。本研究では、既存研究を発展させて、DPCデータ等の医療業務データを用いた各指標の妥当性の検証を行い、医療評価研究への応用手法を明らかとするとともに、我が国特有の疾病構造を補正した指標を開発することを目的としたが、今年度研究では、大規模医療業務データの効果的な分析手法を確立し、具体的な医療評価手法を示した点で、おおむね順調に進展していると考えられる。今後、指標の妥当性の検証、我が国特有の疾病構造を考慮した指標の開発などを進めていく予定である。大規模医療業務データを用いた医療評価手法を発展させるために、国内、諸外国の多方面から医療評価の方向性と情報技術の進展に関する情報を収集し、評価指標の開発に応用するとともに、急速に発展する大規模データ分析技術を取り入れ、効果的な分析検討とその検証を進める。大規模データ
遠隔重機オペレータの環境把握性を強化する視覚提示システムに関する基礎研究

本研究は,遠隔重機オペレータの環境把握性を強化する視覚提示システムの開発を行った.まず,オペレータに提供すべき映像群を作業状況と関連付けてモデル化を行い,それらの映像を提示可能な環境カメラおよびモニタシステムの設定手法を開発した.次に,現場環境の制約条件を踏まえた適応的映像を提示するため,カメラに割り当てる撮像役割を複数個定義し,撮像役割を状況に応じてカメラに割り当てるロールアサインメントシステムを開発した.VRシミュレータにて評価を行った結果,環境把握性の向上により作業性能が向上することが確認された.理論的考察に基づく実際的運用手法の開発により視覚提示システムの基盤的設計論が導出された.平成26年度は,制約条件を考慮しない理想条件下での基盤モデルを導出することを目的として,「A.オペレータに提供すべき映像の分析とモデル化」および「B.環境カメラ・モニタシステムの設定方法の開発」を行った.A.「オペレータに提供すべき映像」の分析とモデル化オペレータの環境把握性を満足すると考えられるカメラ映像群を,作業環境や機体状況,オペレータの認知・心理的側面から分析し,作業状態・視点・視野角・動作モードの4パラメータを変数として映像のモデル化を行った.作業状態は,申請者が開発してきた状態識別技術を応用し,映像提示に特化した単位を新たに定義した.視点・視野角・動作モードは,奥行き感認識の難しさや同一撮像対象に対する異なる2視点映像の必要性などを考慮して定義した.複数の地理条件をVRシミュレータに構築し,得られた映像群を再現することで,映像モデルの汎用性と視認性向上効果を確認することができた.B.環境カメラ・モニタシステムの設定方法の開発Aで設定した映像群を提供可能なカメラ・モニタシステムを導出する逆モデリング手法を開発した.まず,1つの映像に対するカメラ設置可能範囲と最小設置個数を,撮像対象・障害物・動作モードをパラメータとした3次元幾何計算から導出した.これを映像群すべてで行い,映像とシステム設定範囲の関係性を明確化した.次に,カメラ数の最小化と環境把握性の最大化を図るため,線形最適化手法を用いてカメラの統廃合を行い,必要十分なシステム設定を導出する方法論を開発した.最後に,異なる2視点映像など,同時に提供すべき映像の分析から最小モニタ数を導出した.ここでは,ヨー・ピッチ・ズームとモニタへの出力映像を調整できるものとした.平成27年度は,26年度の成果を踏まえ,現実の制約条件下での適応的映像提示手法の開発および統合評価実験を行った.C.制約条件下での適応的映像提示手法の開発制約条件下で所望の映像を提供するために,複数のカメラロールを作業状況や作業機位置に応じてカメラ間で受け渡し,システム全体で最適化されるように割り当てを行う適応的映像提示手法を開発した.そのために,調整性・再利用性の高いカメラ制御を行うための撮像モジュールであるカメラロールを定義した.26年度の分析結果をベースに撮像対象と撮像モードを組み合わせて複数個定義した.次に,カメラ・作業機・対象物・障害物との相対的な位置関係と当該作業状況で優先されるべき撮像対象を考慮して,カメラとカメラロールの関連付けを行い,システム全体での割り当ての最適化を図るロールアサインメントシステムを線形計画法を用いて開発した.VRシミュレータを用いた評価実験を行った.災害復旧作業を再現し,設定方法(手動・最適化)と運用方法(固定・適応的制御)の組み合わせ4パターンにおいて,作業効率や安全性,作業品質の違いを評価した.この結果,最適化と適応的制御を行うことで作業性能が向上することが確認された.また,オペレータが見ているモニタや視線移動頻度などを定量化する視線計測装置やアンケートを利用して環境把握性の向上を確認した.このデータを作業状況やモニタ映像と関連付けることで,環境把握性を更に高めるカメラ制御パラメータやオペレータ特性に適応したモニタ配置などを導出し,諸条件への適合を図ることができた(例えば,映像数の絞込み).パラメータ調整後の視覚提示システムにて再度実験を行った結果,認知負荷を減らすことができた.本研究は,遠隔重機オペレータの環境把握性を強化する視覚提示システムの開発を行った.まず,オペレータに提供すべき映像群を作業状況と関連付けてモデル化を行い,それらの映像を提示可能な環境カメラおよびモニタシステムの設定手法を開発した.次に,現場環境の制約条件を踏まえた適応的映像を提示するため,カメラに割り当てる撮像役割を複数個定義し,撮像役割を状況に応じてカメラに割り当てるロールアサインメントシステムを開発した.VRシミュレータにて評価を行った結果,環境把握性の向上により作業性能が向上することが確認された.理論的考察に基づく実際的運用手法の開発により視覚提示システムの基盤的設計論が導出された.

平成26年度は,遠隔重機オペレータの環境把握性を強化する視覚提示システムにおいて,制約条件を考慮しない理想条件下での基盤モデルを導出した.実用的なシステム構築には,顕在的なニーズだけでなく,現場が気付いていない潜在的なニーズを発見することが重要である.情報・機械系を専門とする学内研究者との意見交換を行える研究体制も構築済みであることから,国内外の学会などで有益な研究成果を上げている.理論的考察を中心とした分析から本質的な課題を明確化できたことから,当初の予定に沿って研究が展開できているといえる.次年度には,実際的な制約条件下においても効果的な映像提供が可能な適応的なシステム開発に取り組むのだが,本年度の成果をベースとしたスムーズな開発できると考えており,学術的・実利的価値の高い視覚提示システムとなることが期待できる.知的ヒューマンインタフェース平成27年度は,26年度の成果を踏まえ,現実の制約条件下での適応的映像提示手法の開発および統合評価実験を行う.C.制約条件下での適応的映像提示手法の開発制約条件下で所望の映像を提供するために,複数のカメラロールを作業状況や作業機位置に応じてカメラ間で受け渡し,システム全体で最適化されるように割り当てを行う適応的映像提示手法を開発する.26年度の結果をベースに撮像対象(機体全体・手先部など)と撮像モード(追従・拡大など)を組み合わせて,調整性・再利用性の高いカメラ制御を行うための撮像モジュールを複数個定義する.奥行き感補完や後方安全確認などのロールプロパティを明確にし,状況に応じた担当優先度を設定する.カメラ・作業機・対象物・障害物との相対的な位置関係と当該作業状況で優先されるべき撮像対象を考慮して,カメラとカメラロールの関連付けを行い,システム全体での割り当ての最適化を図るロールアサインメントシステムを開発する.開発・評価を効率的に行うために,VRシミュレータを用いる.災害復旧作業を再現し,設定方法(手動・最適化)と運用方法(固定・適応的制御)の組み合わせ4パターンにおいて,作業効率や安全性,作業品質の違いを評価する.オペレータが見ているモニタや視線移動頻度などを定量化する視線計測装置やアンケートを利用して環境把握性の向上を確認する(1次実験).このデータを作業状況やモニタ映像と関連付けることで,環境把握性を更に高めるカメラ制御パラメータやオペレータ特性に適応したモニタ配置などを導出し,諸条件への適合を図る簡便な学習手法を開発する.パラメータ調整後の視覚提示システムにて再度実験を行う(2次実験).旅費および謝金の一部を別の予算から支出することが妥当であったため,差分が生じた.設備備品費・消耗品費:臨場感や物理挙動の再現性向上が不可欠であるため,映像提示系の改良を行うための装置部品を購入する.国内・外国旅費:本課題の研究成果を広く学術界・産業界に認知させ,国内外の人間-機械系知的システム技術向上に寄与するための費用として学会出張費に充てる.提案する課題において欠かせない作業現場での調査や計測を行うための費用についても支出する.人件費・謝金:本課題を遂行するためには,視覚提示システムの有用性をさまざまなオペレータに使って頂き評価をすることが不可欠となる.実際の重機オペレータへの実験協力費として謝金を積算した.また,成果発表に必要な英語論文校閲費や本課題の成果を広く発表するための論文投稿費として支出する.
偏極トーリック多様体の定義方程式と格子凸多面体の研究

格子凸多面体の形状や組合せ論的性質と対応するトーリック多様体の代数幾何的性質がとても良く対応し、それぞれの研究分野での用語による問題提起が可能であるから、課題設定や解決すべき問題の本質が見やすくなっている。ただし、3次元の格子凸多面体の場合でも、直感だけでは間違いが起こりやすく、注意深く詳細に考察しなければならない。このため、組合せ論の研究集会と代数幾何の研究集会両方に参加して、本研究を進めるのに役に立つ他分野の研究成果を見極めなければならない。そのため、国内と海外の研究集会に参加し、また、研究者を個別に訪問して研究資料を収集する必要がある。それで、旅費の分が多くなっている。
津波来襲時の海岸構造物周辺での流体運動と被災機構の解明

今年度は、2011年東北津波において見られた海岸堤防の被災実態を整理するとともに、水理実験と数値計算を用いて津波越流時に海岸堤防周辺で生じる流体運動と被災機構の関係について分析した。2011年東北津波における海岸堤防の被災実態については、津波痕跡高と津波来襲時に撮影された映像に基づき、津波来襲時に海岸堤防周辺で生じた流体運動に関して分析した。これにより、海岸堤防を越流する津波の状態はひととおりではなく、周囲の地形等の影響を受けてその状態が変化することがわかった。水理実験では、循環流を津波造波方法として採用することで越流する津波を再現し、海岸堤防を越流する津波の定性的な分類とそれぞれの流体運動の基礎的な特徴の把握を試みた。本研究では、本間(1940)が堰堤の流量係数を求める際に用いた三つの分類(完全越流、不完全越流、潜越流)を参考に論じた。流速場の可視化と堤防に作用する圧力を計測することで、完全越流、不完全越流、潜越流のそれぞれの状態における流体運動の特性と生じ得る堤防への被害の関係について明らかにすることができた。数値計算では、Large Eddy Simulation (LES)モデルを用いて、上記の水理実験と同様のスケールで数値計算を実施し、津波越流時に海岸堤防周辺で生じる流体運動の内部特性とその時間変化について検討した。沖側境界から一定流量を流入させることで、沿岸に設置された海岸堤防を越流する流れを再現し、流速場と圧力場の特徴や海岸堤防背後の地形による流れの変化について考察した。数値計算による検討を通して、津波の流体運動による海岸堤防の被災機構にっいて検討する際には、周囲の条件を考慮に入れて流れの状態の時間変化を再現できるようにする必要があることを示した。(抄録なし)今年度は、2011年東北津波において見られた海岸堤防の被災実態を整理するとともに、水理実験と数値計算を用いて津波越流時に海岸堤防周辺で生じる流体運動と被災機構の関係について分析した。(抄録なし)
細胞骨格との連携に着目したミトコンドリア品質異常機構の解明と慢性疾患治療への応用

我々は心筋梗塞初期に起こる心筋ミトコンドリアの異常分裂に着目し、ミトコンドリアー細胞骨格連関(Drp1-Filamin複合体)を基軸とするミトコンドリア動態異常が心不全をはじめとする慢性疾患の根底にあることを見出した。そこで、レドックス恒常性に関わる新しい生理活性物質「活性イオウ」によるDrp1-Filamin複合体制御を中心にミトコンドリア動態異常と慢性疾患に関する共通の分子基盤を明らかにしていく。
金属文化財の腐食機構解析に基づく新防食法の開発

文化財試料の表面層の微細構造を解析し、その結果に基づいて防食法を検討した。文化財試料は明和五匁銀、文政一朱金、豆板銀ならびに炭素鋼で、Cu系合金、Ag-Au合金とFeが対象である。表面にはCu等の酸化層が形成しており、これが耐食性向上に効果がある。また、AuやAgなどの貴金属の富化層を形成することも腐食に対する耐性を向上させる効果があることを見出した。本研究では現代に伝わる金属文化財の腐食状況を分析し、腐食機構の解析結果をもとに新防食法を開発することが目的である。本研究の成果は文化財の保存はもとより、現在の工業技術への応用も目指す。具体的には、Ag-Cu系合金、Au-Ag合金、Cu-Sn合金や鉄鋼材料などを用いた金属文化財を研究用試料として取り上げ、表面の腐食層の分析を行い、腐食機構を解明する。これと並行して、試料として取り上げた合金材料を文化財の保存を想定した環境に保持した時の腐食を検討する。これらの結果をもとに、素材表面の表面処理や富化層の形成による耐食性の変化を調べるなど防食効果を明らかにする。【目的】経時劣化したAg-Cu合金である明和5匁銀の表面腐食層の構造を解析するとともに、Ag濃度が異なるAg-Cu合金を作製し、各種環境に放置したときの腐食状態を解析する。これにより、金属文化財の保存や修復に有用な基礎的データを得ることが目的である。【方法】光学顕微鏡やSEM、TEMによる表面および断面からの観察、X線回折や電子線回折による構造解析、EDXによる組成分析、電気化学特性の測定による耐食性を評価した。【結果】表面色が黒化した明和5匁銀の地金はαCuとαAgの共晶系であり、このうちαCuが優先的に腐食していることを光学顕微鏡観察により見出した。表面腐食層の断面をSTEM、TEM、格子像観察、電子線回折法などにより詳細に調べた結果、数ナノ数百ナノの亜酸化銅をマトリックスとし、その中に金属のAg粒子が分散した構造で、厚さが13μmである。亜酸化銅は結晶質部分と非晶質部分(あるいはそれに近い構造)からなっている。淡緑色をした明和5匁銀の同様の解析から、Ag濃度が表面近傍で高いために腐食しにくいことがわかる。Ag濃度が異なるAg-Cu合金を150°C乾燥空気中に放置すると、放置初期に表面酸化層が形成し、その後は変化しない。これに対して、80°Cで相対湿度が90%の環境中に同じ試料を放置すると、450時間放置頃までは腐食が経時的に進行し、その後は変化が見られない。電気化学特性を測定したところ、地金中のAg濃度の増大とともに表面皮膜の腐食に対する強度が増し、不働態化していくことを見出した。皮膜の強度をサイクリックボルタモグラムの測定により解析し、この膜は非可逆的な膜であることを見出した。これらの結果をもとに、表面を150°Cで酸化処理した試料の耐食性を調べるなど腐食層の構造の解析をもとに、防食処理への適用の可能性について検討を開始した。保存状態が異なる2種類の明和5匁銀(Ag-Cu系の共晶合金)の表面腐食層を解析した。この貨幣はαAg相とαCu相の2種類からなり、黒色化した試料からは金属表面のαCuが優先腐食している。大気中に含まれる0やS、Clは優先的に反応している。断面TEM観察から、Cuは亜酸化銅に酸化され、はき出されたAgは亜酸化銅中に30nmの粒子として存在していた。これに対して、保存状態が良好な試料では表面がαAgで覆われ、最表面に20nm厚さの亜酸化銅層が生成している。Agは表面に酸化銀層を形成し、不働態化することを電気化学的に明らかにし、保存状態の相違は最表面層の金属層によるものであることを明らかにした。このような耐食性の違いは電気化学特性の測定から明らかにした。Fe系材料の腐食状態を調査した。20年間以上、海岸近傍に位置する建築物に用いられた鉄骨の腐食状態を調査し、試料を採取して分析した。試料は表面と地金に近い面とではFeの酸化状態が異なる。塩素イオンによる強制的に腐食させた試料の断面の層構造を解析したところ、酸素の拡散が鉄の酸化に大きく影響している。CuおよびCu-Sn系合金からなる江戸時代貨幣を分析したところ、組成により表面に生成する腐食生成物が異なる。この原因が金属組織に依存していると推定され、現在、その関係について解析を進めている。Ag-Cu系合金の代表とて江戸時代に製作され2種類の明和5匁銀を試料として取り上げた。明和5匁銀は鋳造によ製作されたことが金属組織観察よりわかる。一つは表面が黒色で、もう一つが淡緑色をしている。

STEMおよび電子線回折により表面層を解析したところ、黒色試料の表面はαCu相を中心にαAg相が混在しており、最表面に23μm厚さの亜酸化銅皮膜中に30nm直径の金属Ag粒子が分散している。これは、亜酸化銅層の生成にともないAgがはきだされたものと考えられ、そのAgにより光が散乱されるために黒色を呈する。この他に、黒色の硫化物も表面に形成している。腐食生成物は地金の金属組織に依存して生成物が異なる。これ対して、淡緑色の試料は表面がαAg相で最表面に102nmのCu_2O皮膜が生成しており、これらが保護膜として機能しているために腐食層が薄く変色が生じ難いものと考えられる。この結果は材料の耐食性を向上させるには材料自身の工夫の他に金属組織やその構造等を制御することが有効であることを示している。Au-Ag系合金の代表として江戸時代に製作された文政一朱金(Au含有量が12mass%)を試料として取り上げ、表面腐食層の微細構造を解析した。場所により腐食状態が異なり、代表的な場所では最表面が硫化銀や塩化銀が検出され、その下にAu富化層、CuおよびαヘマタイトとAu富化層の混合層が順次積層した多層構造である。この結果から、この貨幣は鋳造後に色揚げ処理を行い表面にAu富化層を形成したことを示している。このような化学的に安定な富化層を表面に形成することにより、色彩効果に加えて防食効果を付加できる。上述の他に、錆付け処理により炭素鋼上に生成する鉄酸化物の様々な処理とその微細構造を調べ、オキシ水酸化鉄を大気中での熱処理によりマグネタイトに変化し、耐食性が向上する。江戸時代の貨幣の一つである豆板銀(13%Ag-Cu合金)の表面層の構造を分光光度計および透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察、EDXなどにより調べた。主成分はCuで、色彩も銅の支配が強いと考えられるが、Cuのスペクトルの特徴が現れない。EDXの加速電圧を変化させて表面近傍の元素の分布を調べると表面にAgが濃化していることを示唆する結果を得た。これは地金の色がCuに近い色をしており、貨幣の経済的価値を付加するために表面に色揚げによりAg富化層を形成している。さらに、断面TEM観察によると、地金上にAgが90%以上の濃度の0.6μmの層があり、その上にCu_2Oの層が0.8μmの厚さに生成している。この層は5nmの円形の結晶粒子の周囲を非晶質部分が取り囲んでいる。Cu_2Oの層は地金上のAg濃化層に含有のCuが優先的に酸化して生成したものと考えられる。この層はAgの腐食を抑制する効果を有すると推察される。次に、Ag-Cu合金上にAg濃化層の作製を伝統技法に従って試みた。表面を研磨した合金を梅酢中に12時間浸漬した。梅酢の主成分はリンゴ酸である。浸漬により表面色は銅色から白色に変化した。分光測定ならびにEDXによる測定からAg濃化層を示唆する結果を得た。断面TEM観察から1回の処理により形成する表面層は100μmと厚く、銅相中にナノメータオーダのAg粒子が分散しており、文化財試料とは異なる構造である。色揚げ処理は処理と研磨を繰返して行うことでAg濃度を高めていると推察される。
梗塞後心不全発症の分子メカニズムの解明と新規心不全治療標的の提唱

本研究では、心筋梗塞発症時に心臓組織に浸潤する免疫細胞によって引き起こされる炎症・線維化反応の機序を明らかにすることを目的に以下の3点を行う。2梗塞心におけるTGF-β3の機能解析。
行動経済学に基づいた終末期の医学上の決定に影響を与えるバイアスに関する実験的研究

平成30年度には、昨年度実施した予備調査の結果を精査の結果、実験研究で扱うバイアスを決定して調査票を作成するところまで実施した。すなわち、昨年度までの検討において、影響が見られなかったサンクコスト・バイアス、影響を受けていても変更が難しいアベイラビリティ・バイアスについては扱わないこととした。影響がみられるバイアスのうち、臨床現場での実施可能性を考えて、フレーミングの効果として、「アドバンスケアプランニングをすることによって得られることを3つ考えてください」vs「アドバンスケアプランニングをしなければ問題になることを3つが得てください」を調査することとした。あわせて、アドバンスケアプランニングの場面では患者にどのような余命告知がされているかによって異なることから、余命告知がアドバンスケアプランニングに影響することを同時に調査することとした。すなわち、余命を伝えない、平均と幅で伝える、非常に詳細な予後曲線を伝える、余命は伝えず身体機能が急に低下することを比較することとした。以上によって、余命の伝え方(4通り)×フレーミング(2通り)の8通りを調べることによって、臨床場面で実施可能な行動経済学的視点をふくんだアドバンスケアプランニングのあり方が明らかになることが想定される。現在、調査の実施待ちである。理論家と臨床家とで優先して調べる調査項目についての討議に時間を要していたが、調査内容は確定した。調査内容は確定したため、実施が確実な見込みである平成28年度は、具体的な研究計画の立案と研究実施体制の構築を主に行った。わが国で意思決定研究の実践あるいは研究を推進している多職種の臨床家(腫瘍内科医、緩和ケア医、総合内科医、看護師、臨床心理士など)、行動経済学者と計3回の会議を開催し、終末期の決定に不合理なバイアスがどの程度関与しているかを実験心理学的に明らかにするための研究のデザインを包括的かつ具体的に検討した。1具体的な設定として、先延ばし、損失回避、デフォルト効果、アベイラビリティ・バイアス、参照点依存、サンク・コスト・バイアス、フレーミングを扱う2複数のバイアスを制御した意思決定場面を設定し、実験環境下で意思決定のアウトカムを評価する3研究参加施設として、国立がん研究センター中央病院、九州がんセンター、神戸大学附属病院、聖隷三方原病院において実施可能と考えられた予定通り進捗しているが、倫理審査がまだ通過しておらず、研究が開始できていない。平成29年度には、本調査の準備段階として、予備調査の結果を精査した。その結果、患者の治療選択において、アベイラビリティ・バイアスが作用する可能性があると考えられた。特に、患者自身の過去の治療経験、家族等の身近な人物の治療経験によって患者の治療選択への志向が異なることが明らかとなった。これらの点から、今後の調査計画においては、まずは患者自身の経験に基づくアベイラビリティ・バイアスの影響を取り上げて検討することが有効であると考えられた。一方、これまで治療に費やしてきた経済的・精神的・身体的負担によるサンクコスト・バイアスについては患者の治療選択への影響はみられなかった。この点については、当該研究がシナリオを用いた質問紙調査であったため、自身が費やしてきたサンクコストがシナリオには反映されず、関連がみとめられなかった可能性が考えられた。また、フレーミングに関する研究においては、7割の対象者がフレームの影響を受けないことが明らかとなった。通常利得を強調したフレームと損失を強調したフレームとでは、同じデータであっても選択が異なる傾向があるが、シナリオを用いた質問紙調査では、感情が喚起されず、現実場面よりも合理的な判断が可能になっている可能性が考えられた。以上をふまえ、経済学者を含めてディスカッションを行い、対応について検討を行った。その結果、バイアスの影響を測定するためには、現実場面での患者を対象とすることが望ましいが、治療選択に関連する場面において患者を対象に調査を実施することには侵襲性が伴うと考えられる。そのための解決策として、治療選択を行う臨床場面における患者の反応および選択行動の観察と、選択後一定期間を置いた後に行う質問紙によるバイアスの測定を、紐づけて解析するという案が議論された。研究参加施設においての倫理審査およびWeb調査の実施が遅延しており次年度実施予定となっているが、質問紙調査の実施と結果の精査は順調に経過している。

1)先延ばしについては、アドバンス・ケア・プランニングの役割について、「患者にとっての将来の利益となる」枠組みと、「(将来の利益ではなく)家族にとって今および将来の損失回避になる」という枠組みを設定する。患者がアドバンス・ケア・プランニングに参加するかを比較する。2)デフォルト効果については、アドバンス・ケア・プランニングについて相談者と終末期になって受けたい医療について相談したのちに、作成する書面の初期(デフォルト)設定が異なるもの2種類を用意する。すなわち、1種類は「延命治療(心肺蘇生など)をする」、もう1種類は「延命治療(心肺蘇生など)をしない」とし、患者の選択にデフォルト設定による違いがあるかを比較する。3)アベイラビリティ・バイアスについては、あらかじめ患者に質問し、「抗がん治療が非常によく効いたという近親者・知人の存在など直接の経験がある患者」と、「抗がん治療によって全く効果がなくすぐに死亡してしまった近親者・知人の存在など直接の経験がある患者」それぞれについて、同じ説明を行い、患者の選択(抗がん治療を行うかどうか)に違いがあるかを比較する予定である。4)参照点依存については、「これまでの抗がん治療が非常に有効だった患者群(乳がん・大腸がん)」と、「これまでの抗がん治療がほとんど無効であった患者群(肺がん・膵がん)」それぞれについて、同じ説明を行い、患者の選択(抗がん治療を行うかどうか)に違いがあるかを比較する予定である。5)サンク・コスト・バイアスについては、「それまでに治療にかかった費用・負担」によって、患者を2群に分け、患者の選択(これまで行ってきた治療を中止するかどうか)に違いがあるかを比較する。上記の検討を元に、研究参加予定施設において倫理審査を実施する。研究参加予定施設は、当初の予定どおり、国立がん研究センター中央病院、九州がんセンター、神戸大学附属病院、聖隷三方原病院とする。また並行して、患者の行動経済学的個人特性として、損失回避傾向が治療選択に関連することが想定されるが、既存の測定項目は項目数が多くかつ実験的な要素を多分に含んでおり、外来等で実施する患者を対象とした調査には使用しづらいため、患者を対象としたweb調査において、項目の選定を行う予定である。調査内容は確定したため、実施が確実な見込みである研究会議の旅費を節減でき、また倫理審査委員会の遅れから介入の開始が遅れたために、44万8572円の次年度使用額が生じた。研究参加施設においての倫理審査およびWeb調査の実施が遅延し、次年度に開始することとなったため、物品費、人件費・謝金、その他経費について執行しなかった。倫理審査用書類の作成に物品費、その他経費、Web調査の実施に人件費・謝金、および調査集計にその他の経費を使用予定である。調査票の確定が遅れていたため調査の実施に入っていなかったため。来年度に実験調査を実施するためその費用を持ち越すこととした(実施は確実である)。
ゲノムの安定性を維持するDNA修復酵素,FEN1-PCNA複合体の構造研究

FEN1(flap endonuclease-1)は,二本鎖DNAから突出した一本鎖flap DNAを切断する構造特異的エンドヌクレアーゼで,DNA複製の際に残るRNAプライマーや,塩基除去修復で損傷塩基を含む一本鎖DNAを除去する,ゲノムの複製と維持に重要なタンパク質である。本研究ではPCNA(増殖細胞核抗原)と複合体形成したFEN1の反応メカニズムを解明することを目的に,X線結晶構造解析法による研究をおこなった。ウェルナー症候群は若い年齢で老化が急速に進行する早老症のひとつであり,ウェルナータンパク質(WRN)の機能欠損によって引き起こされる難病である。WRNはゲノムDNAの安定性維持を通して,細胞の抗老化および抗ガン化に重要な役割を果たしている。WRNはC末にHRDC(helicase-and-ribonuclease D-C-terminal)ドメインを有することが知られていたが,その構造と機能は良く分かっていなかった。本研究ではX線結晶解析法により,ヒトWRN HRDCドメインの立体構造をはじめて決定した。WRNは単細胞生物のホモログ(RecQタンパク質)に比して,より大きなドメインに進化したHRDCを有していることが明らかとなり,これを独立したモジュールとして他のタンパク質群との相互作用に利用している可能性が示された。ERMタンパク質は、細胞膜上の接着分子とアクチンフィラメントを連結する架橋タンパク質で,N末端に約300残基からなるFERMドメインを持つ。今回,ラディキシンFERMドメインの二量体結晶構造を決定した。その結果,一方の分子の接着分子結合部位が他方の分子のC末端領域によってマスキングされた構造が得られた。FEN1 (flap endonuclease-1)は,二本鎖DNAから突出した一本鎖flap DNAを切断する構造特異的エンドヌクレアーゼであり,DNA複製の際に残るRNAプライマーや,塩基除去修復で損傷塩基を含む一本鎖DNAを除去する,ゲノムの複製と維持に重要なタンパク質である。FEN1は,二本鎖DNAを挟み込む分子クランプとして知られているPCNA(増殖細胞核抗原)と相互作用することにより,酵素活性が数十倍に促進される。本研究は,結晶構造解析によって,FEN1の反応メカニズムを立体構造から解明することを目的としている。大腸菌による大量発現法を用いて,ヒト由来のFEN1と,PCNAの精製をおこない,実験に用いるためのタンパク質試料を調整した。これらのタンパク質試料を用いて予備的な結晶化実験をおこなったところ,原子レベルでの結晶構造解析を進めていくに当たって,より良い結晶を作成するために有効な指針を得ることができた。また,生物にとって有害な過酸化物を強力に分解する酵素,ペルオキシレドキシン(AhpC)のX線結晶構造解析の研究をおこない,分子置換法による位相決定法を利用して,細菌Amphibacillus xylanus由来のペルオキシレドキシンの立体構造を,分解能2.9Åで決定することに成功した。この結果,本酵素がドーナッツ型のホモ10量体構造をとっており,システインを含む活性中心を溶媒に露出させていることが分かった。
半定値計画法に基づく高性能近似アルゴリズムの研究

本研究は、半定値計画法に基づく高性能近似アルゴリズムの最近の研究動向を研究調査し,半定値計画法の可能性および限界を分類・整理・検討し、それに基づいて、高性能近似アルゴリズムを提案し、その性能と計算量を理論的に解析する同時にその限界を解明することを目的としている。目的を達成するため、ネットワーク問題の代表的問題である最大カット問題、最適クラスタリング問題、充足化可能性最大化問題に対して、半定値計画法および凸計画法に基づく高性能近似アルゴリズムの最近の研究動向を詳細に検討した。そして、充足化可能性最大化問題に対して、半定値計画法および凸計画法を組み合わせた方法が、極めて有効であることを発見し、従来の性能比をさらに一層向上させる近似アルゴリズムを得た。また、提案した近似アルゴリズムをプログラム化し、従来の手法も含めて計算機比較実験をし、それを通して提案したアルゴリズムの実際的性能を評価・検討した。さらに、関連する離散問題に対しても、情報の構造を最大限に活用し、半定値計画法および凸計画法を組み合わせた方法に基づいて、逐次的なアルゴリズムおよび効率的並列アルゴリズムの研究開発を行った。世界的には欧米のアルゴリズム理論の研究者が、集中的にこの半定値計画法に基づいた高性能近似アルゴリズムの研究を遂行していて、重要な論文が最新の国際会議のプロシ-ディングに掲載されることが多いので、海外の研究者との情報交換も積極的に行い精力的に研究を進めた。本研究を通して得られた成果は、世界的に権威ある雑誌、シンポジウムおよび情報処理学会で発表している。以上の点から、当初の目的はかなり達成されたと確信しているが、さらに開発した膨大なプログラムの整理・詳細な解析・公表も含めて、提案した近似アルゴリズムの有用性を確立し積極的に普及に努めていく。目的を達成するため、本年度まずネットワーク問題の代表的問題である最大カット問題、最適クラスタリング問題、充足化可能性最大化問題に対して、半定値計画法および凸計画法に基づく高性能近似アルゴリズムの最近法を組み合わせた方法が、極めて有効であることを発見し、従来の性能比をさらに向上させる近似アルゴリズムを得た。また、その性能を実際的観点からも評価するため、プログラム化し、計算機比較実験を実行中である。もちろん逐次アルゴリズムについては理論的解析だけではなく、従来の手法が存在するときにはそれも含めて計算機比較実験をし、それを通して提案するアルゴリズムの実際的性能を評価・検討することが大切であるので、それも現在実行中である。世界的には欧米のアルゴリズム理論の研究者が,集中的にこの半定値計画法に基づいた高性能近似アルゴリズムの研究を遂行していて、重要な論文が最新の国際会議のプロシ-ディングに掲載されることが多いので、海外の研究者との情報交換も積極的に行い精力的に研究を進めてきた。また、本研究を通して得られた成果を、情報処理学会のアルゴリズム研究会報告およびInternational Symposium onAlgorithms and Computation,Journal of Computer and System Sciencesに発表している。

目的を達成するため、本年度は昨年度の研究を引き継ぎ、ネットワーク問題の代表的問題である最大カット問題、最適クラスタリング問題、充足化可能性最大化問題に対して、半定値計画法および凸計画法に基づく高性能近似アルゴリズムの最近の研究動向をさらに詳細に検討した。そして、充足化可能性最大化問題に対して、半定値計画法および凸計画法を組み合わせた方法が、極めて有効であることを発見し、従来の性能比をさらに一層向上させる近似アルゴリズムを得た。また、その性能を実際的観点からも評価するため、プログラム化し、計算機比較実験を実行中である。さらに、関連する離散問題に対しても、情報の構造を最大限に活用し、半定値計画法および凸計画法を組み合わせた方法に基づいて、逐次的なアルゴリズムおよび効率的並列アルゴリズムの研究開発を行った。もちろん逐次アルゴリズムについては理論的解析だけではなく、従来の手法が存在するときにはそれも含めて計算機比較実験をし、それを通して提案するアルゴリズムの実際的性能を評価・検討することが大切であるので、それも現在実行中である。世界的には欧米のアルゴリズム理論の研究者が,集中的にこの半定値計画法に基づいた高性能近似アルゴリズムの研究を遂行していて、重要な論文が最新の国際会議のプロシ-ディングに掲載されることが多いので、海外の研究者との情報交換も積極的に行い精力的に研究を進めてきた。また、本研究を通して得られた成果を、情報処理学会のアルゴリズム研究会報告およびScandinavian Workshop on Algorithm Theory,Nordic Journal of Computingに発表している。本研究は、半定値計画法に基づく高性能近似アルゴリズムの最近の研究動向を研究調査し、半定値計画法の可能性および限界を分類・整理・検討し、それに基づいて、高性能近似アルゴリズムを提案し、その性能と計算量を理論的に解析する同時にその限界を解明することを目的としている。目的を達成するため、本年度は本研究の最終年度であるので、ネットワーク問題の代表的問題である最大カット問題、最適クラスタリング問題、充足化可能性最大化問題に対して、半定値計画法および凸計画法に基づく高性能近似アルゴリズムの最近の研究動向をさらに詳細に検討した。また、提案した近似アルゴリズムをプログラム化し、従来の手法も含めて計算機比較実験をし、それを通して提案したアルゴリズムの実際的性能を評価・検討した。
カーボ・ヴェルデにおけるアフロ・クレオールの即興演奏と身体行為の人類学的研究

本研究の目的は、環大西洋奴隷貿易以来、白人と黒人の混血であるアフロ・クレオールの文化的営みによって発展してきた音楽に表現される身体行為の役割と、アフロ・クレオール社会の文化的遺産の今日的価値を明らかにすることである。そのため本研究では、アフロ・クレオール社会の中でも独自の発展をしているカーボヴェルデ共和国の伝統歌謡モルナに注目し、モルナの音楽と身体行為の関係を考察する。具体的には、1モルナの演奏時に、歌詞に含まれる郷愁にかんする意味をもつ概念「ソダーデ」が、どのように身体をつうじて表現されるか、2その情動表出がモルナの演奏でどのような意味と役割をもつかを分析することである。1年目は、モルナの形成過程と変容において重要であるカーボヴェルデ南部に位置するサンティアゴ島、ブラヴァ島、フォゴ島を対象にフィールドワークを実施した。これまでおこなってきたモルナ研究の対象が北部であったためである。ブラヴァ島およびフォゴ島は、人口が少なく、モルナの演奏をみることはまれであった。しかし、カーボヴェルデ北部でみられるような観光客のために演奏される新しい形式や意味をもつモルナではなく、20世紀に演奏されていた「昔ながらの」モルナを記録できたことは貴重であった。それは20世紀に表現されていたソダーデの情感をみることができたからである。首都が位置するサンティアゴ島にかんしては、観光客に向けて歌われるモルナが演奏されていた。観光客を対象としたモルナは即興性とは対照的な「準備されたパフォーマンス」を意味する。これらのことは、身体行為を分析するうえで重要である。今年度は観光客を対象としたモルナと余暇としてうたわれるモルナの双方を確認することができ、音楽家に多くのインタビューをおこなうことができた。今後はこれらのデータを整理し、分析するとともに、北部のモルナにかんする映像記録を撮る必要がある。今年度、カーボヴェルデ南部で実施したフィールドワークは、はじめて滞在する島々であったため、予備調査の段階で終わった。しかし、予備調査とはいえ、身体行為やソダーデの概念を再考するうえで必要なデータを十分に得ることができた。それに対してカーボヴェルデ北部でおこなった調査では、フィールドワーク中に新たな研究課題(問題)を発見したため、本調査を予定どおりにおこなうことは困難であった。しかし、北部における歌謡モルナの演奏や、ソダーデの身体行為にかんするデータを入手することができたため、本研究は順調に進んでいる。来年度は、今年度実施したカーボヴェルデ南北で得たデータを詳しく記述・分析し、論文を投稿することを目指す。北部で新しく見つけた研究課題にかんしては、本研究との関係性および位置づけを示すことで、来年度の研究計画に組み込む予定である。また、来年度には当初の研究計画に示しているように、モルナの楽曲のデーターベースを作成することに専念する。これにより、1発展性がある新規のテーマの位置づけ、2本研究のテーマである身体行為の分析をおこない、その一部の成果を公表する。

しかし、北部における歌謡モルナの演奏や、ソダーデの身体行為にかんするデータを入手することができたため、本研究は順調に進んでいる。来年度は、今年度実施したカーボヴェルデ南北で得たデータを詳しく記述・分析し、論文を投稿することを目指す。北部で新しく見つけた研究課題にかんしては、本研究との関係性および位置づけを示すことで、来年度の研究計画に組み込む予定である。また、来年度には当初の研究計画に示しているように、モルナの楽曲のデーターベースを作成することに専念する。これにより、1発展性がある新規のテーマの位置づけ、2本研究のテーマである身体行為の分析をおこない、その一部の成果を公表する。当該年度で必要であろうと考えていた人件費、すなわち通訳やフィールドワークを実施する際に協力していただいたひとへの謝金を支払うことがなかった。翌年度は、論文執筆に必要な英語校閲、また研究協力者への海外渡航費や謝金を支払うことが必要となることが予想される。
新規抗ウイルス剤を目指したデアザヌクレオシド類の合成とその抗ウイルス作用

著者は、炭素環オキセタノシンGを合成し、これがアシクロビルに匹敵する抗ヘルペス作用をもつことを見いだしたので、シクロブタン環に芳香環やヘテロ環を導入した化合物を合成し、生物活性を調べることを計画した。まず、シス-トランス-2,3-ビス(ヒドロキシメチル)-1-シクロブタノールをシクロヘキシリデン化して1位及び2位の水酸基を保護した後、残った3-ヒドロキシメチル基をPCCで酸化して3-ホルミル体とし、臭化フェニルマグネシウムを反応させて3-ベンジルアルコール体をジアステレオマー混合物として得た。引き続き、ラネーニッケルによる還元、酸触媒下での脱保護、トリチル化により得られる1-ブタノールを光延反応により6-クロルプリンと縮合した後、液体アンモニアで処理して3′-デオキシ-3′-フェニル炭素環オキセタノシンAを得た(7行程の通算収率24%)。次にトランス-2,3-ビス(トリチルオキシメチル)-1-シクロブタノンを臭化フェニルマグネシウムと反応させて(Z)-1-ヒドロキシ-1-フェニル体((Z)-異性体)を89%の収率で、また(E)-異性体を9%の収率で得た。この結果は、フェニルイオンが立体障害の少ないトランス側からカルボニル炭素を攻撃したことを示唆する。次に(Z)-異性体をラネーニッケルで還元し、引き続き脱保護すると目的物トランス-トランス-1,2-ビス(ヒドロキシメチル)-3-フェニルシクロブタンを得た。一方、(Z)-異性体を10%パラジウム炭素で還元し、脱保護するとフェニル基が反転したトランス-シス-異性体が得られた。以上のようにアルール炭素環オキセタノシン類の合成経路を確立したが、今後、Grignard試薬として臭化複素環マグネシウムを用いてデアザ炭素環オキセタノシン類を合成する。
超高線量率による回転型強度変調放射線治療を用いた体幹部定位放射線治療の実現

FFF用のRTPSのモデリングに関しては,3次元走査式水ファントムとイオン電離箱を用いてFFFビームのビーム軸方向及びビーム軸に垂直方向の詳細な線量プロファイルを測定し,得られた結果をRTPSに反映した.次に,モデリングしたビームデータを用いて,動体ファントム内の模擬腫瘍を標的としたVMAT-SBRTの治療計画を行った.FFFビームは従来のビームと線量プロファイルが異なるため,FFFビームで作成した治療計画と従来のビームで作成した治療計画を比較検討した.その結果,FFFビームの治療計画に問題がなかったため,実測線量の評価を行った.実測は動体ファントム内の模擬腫瘍に挿入した超小型電離箱線量計にFFFビーム,従来のビームを照射し行った.体幹部の放射線治療では呼吸による腫瘍の動きが治療精度の低下につながるため,動体ファントム内の模擬腫瘍を動かしながら測定を行い,FFFビームと従来のビームで実測線量に大きな差がないことを確認した.本年度はFFF用ビームのビームデータをRTPSに登録し,動体ファントム内の模擬腫瘍を標的としたVMAT-SBRTの治療計画を行い,従来法との比較を行った.その結果,FFFビームの治療計画に問題がないことが確認された.また,動体ファントムを用いて実測線量の評価を行い,FFFビームと従来のビームで実測線量に大きな差はないことが確認された.FFF(flattening filter free)は放射線治療装置に通常備え付けられているフラットニングフィルタ(flattening filter free: FFF)を除去することにより,従来法と比べ2.5倍4倍の線量率で出力可能となり,照射時間を短縮することができる.本研究では,FFFを適応した回転型強度変調放射線治療(volumetric modulated arc therapy: VMAT)を用いて,体幹部定位放射線治療(stereotactic body radiotherapy: SBRT)を実施することを目的とした.我々はこれまで,FFFをVMATに適応するためにFFF用に放射線治療計画システム(radiation treatment planning system: RTPS)のビームモデリングや,動体ファントム内の模擬腫瘍を標的とした呼吸による標的の移動を考慮した実測線量の評価を行った.本年度はFFF-VMAT-SBRTを動体ファントムと同様の手順でヒトに対して実施することを目標とした.まず,動体ファントムを用いた実測評価に問題がないことを確認した上で,ヒトを対象とした治療計画を作成し,従来法で作成した治療計画と比較し検討を行なった.治療計画は線量分布とDVH(dose volume histogram)について比較したが,FFFと従来法で概ね一致していた.次に,ヒトを対象とした治療計画を動体ファントムに照射することにより,標的が動く状況での実測評価を行なった.呼吸移動は様々なパターンを想定した.結果はほとんどの測定条件で1%以下の小さな誤差であった.FFF-VMAT-SBRTをヒトに行なっても問題ないと判断した上で,動体ファントムと同様の手順でヒトに対してFFF-VMAT-SBRTを実施した.今後はFFFを適応したVMAT-SBRTの臨床応用に向けて,以下の項目について研究を実施する.(1)動体ファントムを用いた様々な条件での実測検証を行う.実測結果からFFF-VMAT-SBRTが臨床に適用可能か検討し,問題がある場合には改善点を模索する(2)ヒトを対象とした治療計画を作成し評価する.作成した治療計画を従来法と比較検討する.(3)ヒトを対象とした治療計画の実測検証を行う.実測結果が治療計画と大きく異なる場合には,様々な方法で実測を行い,原因の追求と解決をする.(4)動体ファントムと同様の手順でヒトへの実施を行う.医学物理学・放射線技術学本年度は国際学会への発表を見送ったため.実測検証に必要な物品の購入費用や学会発表の旅費、論文投稿の費用等に活用する予定である.