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韓国放送と「歴史認識」：歴代8・15記念ドキュメンタリーに関する歴史社会学的考察

すなわち、既存の「メディア文化研究」に関連する理論だけではなく、本研究を新たな「文化社会学」の研究として位置付けるためには既存の理論を応用・拡張させた新しい理論的な構築が必要であったからである)。研究を推進していく上で重要とされる関連資料の収集および資料の整理・分析が終わっている。分担者と共に進めている「MIMA Search」による「8.15ドキュメンタリー」番組の全て(182本のドキュメンタリー)の分析が終わっている段階である。研究を推進する上で必要とされた参考文献(英文やハングルの外国語書籍を含めて)や参考論文に関して、要約・整理が終わった段階である。本研究では、戦後韓国における「民族主義(nationalism)」をめぐる言説の変容を検討するため、1961年開局以来現在に至る70年余りの間に韓国公共放送が毎年恒例的に制作・放送し続けられてきた「8.15」ドキュメンタリーシリーズのイデオロギー装置を本稿の実証的な分析対象とした。こうした対象を用いた本研究の目的は、戦後のテレビドキュメンタリーシリーズにおけるナショナリズムの言説の変容を中核に持ちながら、近代韓国の約36年間に亘る「植民」の記憶が模索してきた支配的言説を中心とするナショナリズムの他者のイメージを、文化的・社会的・政治的、そして国内だけはなく国際的な動向の文脈を複合的に交えつつ総合的に検討するためであった。こうした考察を通して得られる主とした知見は二つが挙げられる。まず、戦後のポストコロニアル時代における韓国(韓国人)のナショナルアイデンティティの想像と創造の編制や、歴史的な変容をめぐる表象の連続性(もしくは非連続性)が解釈できた点である。次に、戦後凡そ半世紀の間のテクストの流れの中のテクストの言説に関わる他者性(otherness)を明らかにすることで、戦後の韓国独自の「民族主義(nationalism)」をめぐる特徴と変容の全貌が検討できた点である。なお、本研究の意義としては、まず、「研究対象の独創性と先駆的な学術成果」である点が挙げられる。人文社会科学やメディア研究において韓国の「8.15」ドキュメンタリーシリーズを研究対象にして戦後韓国におけるナショナリズム言説変容を考察したのは初めての試みであるので、本研究は極めて先駆的かつ独創的な成果であると言える。そして、「新しい方法論の呈示」が挙げられる。本稿では研究方法論として独自のテクスト分析視座を方法として確立させた。こうした新たな番組分析視座を構築した試みはこれまでの先行研究ではなされなかった挑戦的な提案であるので有意義な試みであると考える。平成29年度には、下記の通りに進めていく予定である。1日本マスコミュニケーション学会(2017.6.17-18開催)ワークショップ報告2表象の可視化と構造化の作業の完了と分析3表象の文脈化作業:テクスト分析や言説分析による表象空間を解釈最終年度である今年は資料や分析結果をもとに学会にて成果報告や論文の執筆を進めていく予定である。具体的には、下記の通りである。1.今年の6月に予定されている学会報告(Cultural Typhoon学会、6月23-24日、京都龍谷大学開催)にてワークショップを実施する.2.今年6月まで論文執筆完成.3.来年3月まで出版のための原稿および見積もりを完成
遺伝性リンパ増殖症の新たな診断法の開発と病態解析

遺伝的要因を有すると考えられるリンパ増殖症の患者を対象に全エクソーム解析を行い、NRAS体細胞変異によるRAS関連自己免疫性リンパ増殖症候群様疾患、X染色体の不活化異常による女性XIAP欠損症、IL2RG遺伝子の体細胞モザイクを有する非典型的X連鎖重症複合免疫不全症、SH2D1A遺伝子の体細胞モザイクを有する非典型的X連鎖リンパ増殖症候群1型、ZAP70遺伝子の部分的機能低下型変異を有するEBウイルス関連リンパ増殖症(EBV-LPD)、IKAROS欠損症を同定した。そこでEBVーLPDの原因遺伝子を次世代シークエンサーを利用して網羅的に診断する方法を開発した。1)ダブルネガティブT細胞の増加を伴うALPS類縁疾患患者を対象として全エキソームシークエンスを行い、NRASの体細胞変異を同定し、RAS関連ALPS様疾患であると診断した(J Clin Immunol 2015 Apr21.[Epub ahead of print])。2)女性例を含む血球貪食性リンパ組織球症の1家系を対象に全エキソームシークエンスを行い、XIAP変異を同定した。X染色体の異常な不活化による女性XIAP欠損症(XLP2型)であることを証明した(J Clin Immunol 2015; 35:244-8)。3)XIAP欠損症の一部では炎症性腸疾患を合併し、NOD2刺激における炎症性サイトカイン産生低下がその病態に関わっていることを、国際共同研究によって明らかにした(J Allergy Clin Immunol 2014; 134:1131-41)。4)X連鎖劣性遺伝形式を有する低ガンマグロブリン血症の1家系を対象に全エキソームシークエンスを行い、SH2D1A変異を同定した。フローサイトメトリーでメモリーT細胞においてSAP陽性分画が認められ、体細胞モザイク例であった。さらにSAP陽性分画分画が機能的に正常であることを証明し、臨床症状の軽症化に関わっていると考えられた。5)致死的EBウイルスリンパ増殖症を呈した女児例を対象に全エキソームシークエンスを行い、ZAP70変異を同定した。ZAP70変異が重症複合免疫不全症以外の臨床像を呈することを今回明らかにした。1)ダブルネガティブT細胞の増加を伴うALPS類縁疾患患者を対象として全エキソーム解析を行い、NRASの体細胞変異を同定し、RAS関連ALPS様疾患であると診断した(J Clin Immunol 2015; 35: 454-8)。2)女児例を含む血球貪食性リンパ組織球症の1家系を対象に全エキソーム解析を行い、XIAP変異を同定した。X染色体の異常な不活化による女性XIAP欠損症であることを証明した(J Clin Immunol 2015; 35: 244-8)。3)原因不明の複合免疫不全症の患者さんを対象に全エキソーム解析を行い、X連鎖複合免疫不全症(SCID)の原因遺伝子であるIL2RG変異を同定した。患者では体細胞モザイクを有しており、そのことがSCIDと異なり、乳児期以降の発症と関係していたものと考えられた(J Clin Immunol 2015; 35: 610-4)。4)X連鎖劣性遺伝形式を有する低ガンマグロブリン血症の1家系を対象に全エキソーム解析を行い、SH2D1A変異を同定し、XLP1(SAP欠損症)と診断した。フローサイトメトリーでメモリーT細胞の一部にSAP陽性細胞を認め、体細胞モザイク例であった。さらにSAP陽性細胞が機能的に正常であることを証明し、臨床症状の軽症化に関わっていると考えられた(投稿中)。5)致死的EBウイルス関連リンパ増殖症を呈した女児例を対象に全エキソーム解析を行い、ZAP70変異を同定した(投稿中)。ZAP70欠損症は通常SCIDを発症するが、今回同定した変異は部分的機能低下型の変異であることを証明した(投稿中)。従来のフローサイトメトリーならびにサンガー法による遺伝子解析では原因遺伝子の同定が困難であった非典型的リンパ増殖症を対象に全エキソーム解析を行い、複数の患者で原因遺伝子を同定することができた。非典型的な臨床像が体細胞モザイクやX染色体の異常な不活化と関係していることを明らかにした。特に部分的機能低下型ZAP変異の報告はこれまでになく、ZAP70欠損症の疾患概念ならびにEBV関連リンパ増殖症の疾患概念の広がりに貢献する貴重な発見であった。全エキソーム解析による診断が極めて有用であるとともに、その後の機能解析が需要であることが示され、概ね研究成果は予定通り達成されていると考えられる。2)X連鎖劣性遺伝形式を有する低ガンマグロブリン血症の1家系3名の患者を対象にWESを行い、SH2D1A変異を同定し、XLP1(SAP欠損症)と診断した。フローサイトメトリーでメモリーT細胞の一部にSAP陽性細胞を認める体細胞モザイクであった。さらにSAP陽性細胞が機能的に正常であることを証明し、臨床症状の軽症化に関わっていると考えられた。3)致死的EBV関連リンパ増殖症を呈した男児例を対象にWESを行い、ZAP70変異を同定した。ZAP70変異は通常SCIDを発症するが、今回同定した変異は部分的機能低下型の変異であることを証明した。

5)EBV関連リンパ増殖症の原因となりうる23の候補遺伝子をマルチプレックスPCRで一度に増幅し、次世代シークエンサーで解析する網羅的診断法を開発した。遺伝的要因を有すると考えられるリンパ増殖症の患者を対象に全エクソーム解析を行い、NRAS体細胞変異によるRAS関連自己免疫性リンパ増殖症候群様疾患、X染色体の不活化異常による女性XIAP欠損症、IL2RG遺伝子の体細胞モザイクを有する非典型的X連鎖重症複合免疫不全症、SH2D1A遺伝子の体細胞モザイクを有する非典型的X連鎖リンパ増殖症候群1型、ZAP70遺伝子の部分的機能低下型変異を有するEBウイルス関連リンパ増殖症(EBV-LPD)、IKAROS欠損症を同定した。そこでEBVーLPDの原因遺伝子を次世代シークエンサーを利用して網羅的に診断する方法を開発した。従来のフローサイトメトリーおよび遺伝子解析では同定が困難であった非典型的リンパ増殖症候群の患者を全エキソームシークエンスによって同定することができた。特にZAP70変異はこれまで報告がなく、ZAP70欠損症の疾患概念を変える貴重な発見であった。全エキソームシークエンスによる診断が極めて有用であることを示すことができ、概ね研究成果は予定通り達成されていると考えられる。今後も原因不明の遺伝性リンパ増殖症候群、特にEBV関連リンパ増殖症の患者を対象に全エキソーム解析を行い、新奇遺伝子変異の同定も行う方針である。またEBV関連リンパ増殖症は予後不良であり、迅速な診断も望まれるので、次世代シークエンサーを利用した候補遺伝子のターゲットシークエンスを開発予定である。さらにメモリーT細胞にSH2D1A体細胞モザイクを有したXLP1患者さんからiPS細胞の樹立を行う予定である。小児科学今後も原因不明の遺伝性リンパ増殖症候群と考えられる患者を対象に全エキソームシークエンスを行い、新奇遺伝子変異の同定を行う方針である。今年度はメモリーT細胞においてSH2D1A体細胞モザイクを有する患者さんからのiPS細胞の樹立を試みる。
発達臨界期の環境がストレス応答および性機能制御回路におよぼす作用とその破綻

神経系の発達臨界期におけるホルモン環境の変化が、成長後の成熟期での脳や脊髄における構造的性差形成や性行動を含む神経内分泌学的変化をもたらすのか、分子・細胞・組織・個体行動の観点から追究した。神経系の性決定要因は、雄の胎児期や新生児期でのテストステロンサージにあると報告されていることから、まず、テストステロンの作用について解析した。新生児ラットの思春期までの時期を3期(第1週、第2週、第3週)に分け、それぞれの時期にアンドロゲン受容体のアンタゴニストであるフルタミドを投与した。その結果、生後1週から2週にかけてアンドロゲン受容体が作用しないと、成熟期での雄の性行動が有意に減弱することが判明した。性的二型核である視束前野や腰仙髄の球海綿体筋支配神経核の大きさや細胞数には変化は見られず、また血中テストステロン量においても差異は認められなかった。一方、成熟期における海馬神経細胞に対するアンドロゲン作用について、Thy-1GFPトランスジェニックマウスを用いた研究から、アンドロゲン作用はCA1領域の海馬錐体細胞の樹状突起の近位部において著明にその影響を受け、樹状突起上のシナプス部位である棘(スパイン)の数がアンドロゲンによって左右され、精巣摘出で減少、精巣摘出後テストステロン補充投与によってコントロールレベルに戻ることが示された。また、同様のことがスパイン数のみならず、スパイン形態に影響を与え、精巣摘出でmushroom型は減少、代わってthin型の増加、精巣摘出後のテストステロン投与によってコントロールレベルに戻ることが判明した。それと同時に、BDNFやPSD-95のタンパクも変化することが明らかとなった。また、エストロゲン受容体のDNAメチル化、ヒストン脱アセチル化酵素の雄性行動におよぼすエピジェネティック作用機構について、行動神経内分泌学的に精査し、その意義について考察した。24年度が最終年度であるため、記入しない。脳の発生・発達には臨界期が存在するが、脳の性分化においても胎児期後半から新生児期にかけて、ホルモン環境の変化が脳に大きく作用していることが知られている。胎児期におけるホルモン環境の違いを明らかにするために、胎児の子宮内位置が生後の行動、脳組織に影響を及ぼすかどうか検討した。脳の視束前野性的二型核SDN-POAは雄の性行動を制御する部位であるが、雄に挟まれている胎児(2M)と雌に挟まれている胎児(2F)では、生後、SDN-POAの大きさが異なり、雄の2Mの方が雄の2Fよりも有意に大きいことが明らかとなった。また、視床下部腹内側核は雌の性行動や攻撃性を制御する領域であるが、腹内側核ニューロンにはエストロゲン受容体ERαの発現が見られる。ERαの発現は2Mの雌の方が2Fの雌よりも有意に高いことが明らかとなった。このような違いがなぜ生じるのか、ERαのプロモーターの1bにおけるDNAメチル化に注目し、検索したところ、2Fの雌の方が2Mの雌よりもDNAメチル化が多いことが示された。これらから、胎児期におけるテストステロンに暴露される量によって性差や同じ性でも異なる発現型が生じることが示され、ホルモンによるエピジェネティック作用が示された。一方、視床下部視束前野においてはヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)のERαプロモーターへの結合は雄の方が雌よりも高いことから、ホルモン臨界期である新生児期にHDACインヒビターやアンチセンスオリゴDNAを脳室内投与したところ、成熟期においては雄の性行動が顕著に減少した。これらは、HDACがヒストンのアセチル化を介して脳の雄性化に作用したことを示したものであり、臨界期でのエピジェネティック作用によって脳の性分化が進んだと結論された。

それと同時に、BDNFやPSD-95のタンパクも変化することが明らかとなった。また、エストロゲン受容体のDNAメチル化、ヒストン脱アセチル化酵素の雄性行動におよぼすエピジェネティック作用機構について、行動神経内分泌学的に精査し、その意義について考察した。24年度が最終年度であるため、記入しない。脳の性分化についてはエピジェネティックな作用機構を分子、細胞、組織、行動レベルで解析し、その全容が明らかになりつつある。一方、ストレス応答に対する制御機構に関しては、動物実験モデルの確立に少し時間がかかり、当初の計画よりも若干遅れ気味である。性機能分化研究に対する方法論的には問題なく、当初の実験計画に基づいて実験を行う予定である。ストレス応答実験については、SPS(single-prolonged stress)モデルが最も確立されたものであるとの評価が世界的に認められつつあるため、この実験系を中心に研究を進める予定である。行動解析については、ビデオモニターや解析手技もルーティン化されており、回数を重ねて統計的差異の抽出に進みたい。
細胞膜構造ダイナミクスによるT細胞抗原受容シグナルの時空間的制御機構

本研究の目的はT細胞活性化メカニズムにおいて抗原提示細胞との接着面における細胞膜の構造ダイナミクスとT細胞シグナルネットワークとの関連を調べることにある。T細胞シグナルのダイナミクスを観察するために1分子蛍光追跡の実験系の確立を行った。観察対象のシグナル分子にHalo-tagを付加したコンストラクトをレトロウイルス感染によりT細胞に発現導入した。観察前にStella650ラベルしたHalo-tagリガンドを1 nM加えて蛍光ラベルしたT細胞を平面脂質膜上にのせて接着面を観察した。T細胞活性化の指標となるTCRマイクロクラスターを同時観察することにより、シグナルの惹起とシグナル分子の動態を関連付けられるようになった。T細胞シグナルの最上流にあるLckキナーゼを観察したところ、TCRマイクロクラスターの外では自由拡散していた。一方で、TCRマイクロクラスター内では停留する時間が長くなった。この結果はLckによるTCRシグナルの惹起する現象と合致しており、本実験系の正当性を示唆する。T細胞シグナルに関連する様々な分子のコンストラクトは完成しており、完成した実験系を用いて観察を行う。T細胞にはCD4陽性T細胞とCD8陽性T細胞に大別されるものの、T細胞シグナルについて両細胞間に違いはないと想定されているが、確定的な証拠は見つかっていない。本研究では、シグナル分子のダイナミクスの視点からCD4陽性T細胞とCD8陽性T細胞の相違点を議論することで一歩進んだ生物学的意義を見出していく。当初の計画通り、T細胞シグナルに関連するシグナル分子のダイナミクスが計測できる実験系が確立できた。蛍光色素の選択、染色方法などのサンプル作りやレーザー強度、カメラ露光時間などの顕微鏡のセッティングの最適化も行い、30秒程度の長時間の1分子観察できるプロトコルを確立した。一分子観察のデータ取得が簡便になった一方で、解析に多大な時間が費やされていたので、購入した2台のPCを活用して解析時間を分散させることである程度軽減された。本年度は細胞膜のダイナミクスを観察する実験系の確立を最優先させる。研究計画では光活性化型蛍光たんぱく質を用いて3次元超解像イメージングを行うことを計画していたが、これと並行してより高さ方向への感度が高いと考えられる偏光特性を利用した実験系も試していく。具体的には偏光特性のある蛍光色素で細胞膜を染色して90度異なる方向から直線偏光のレーザーを照射することで偏光面の変化から膜の構造変化を観察する。現在、研究の進展を妨げている点として、解析時間が長時間に及ぶことが挙げられる。多くの部分を手作業で解析しており、解析ソフトを利用して自動化することで解析時間のさらなる軽減を行う。当初は1台のカメラで2画像を取得する予定であり、視野を広くするために低倍率の対物レンズの購入を予定していた。

しかし、2台のカメラで画像取得が可能となり、現有の高倍率の対物レンズを用いても十分な視野が確保できたため、購入を見送ったことが次年度使用額が生じた理由である。画像取得が容易になった一方で、手作業で行う解析に費やす時間が膨大になりつつある。より多くの情報を取り出すためには、フリーソフトの画像解析アプリケーションでは対応できな部分も多くなってきた。複雑な計算にも対応できる画像解析ソフトを購入することで上記の問題点の解決していく予定である。
焦電結晶X線源の高性能化へ向けたX線発生機構の解明

【目的】焦電結晶を利用したX線源は、小型軽量で低消費電力である点で様々な応用に対して魅力的であるが、一方でX線管に比べてX線強度が小さく不安定であることが欠点である。焦電結晶X線源の高性能化のためには、X線発生に関する実験データを蓄積すると同時に、いまだ十分な理解が得られていないX線源としての動作原理を明らかにすることが必要である。本研究では、焦電結晶によるX線発生機構について調査し、焦電結晶X線源の高性能化のための基礎的な知見を得ることを目的とする。【方法】低圧気体中で焦電結晶(タンタル酸リチウム)を温度変化させ、発生するX線を計測する。また、結晶表面に発生する分極電荷量と、その時に放出・加速される電子の強度およびエネルギーを計測する。以上の結果から、焦電結晶による電子放出・加速機構について検討する。特に、結晶の面積、結晶の厚さ、雰囲気気体の圧力、結晶表面と対向電極の距離、結晶の温度変化量のそれぞれを変化させながら実験を行い、それらへの依存性について考察する。【成果】結晶表面の電荷量および放出電子を計測するための装置を新たに設計・製作した。焦電結晶(タンタル酸リチウム)は、大きさの違いによる影響を評価するため、直径2.25、4.3、7.1 mm、厚さ2、4、10 mmのものを用意した。まず、結晶を温度変化させてX線を発生させる実験を行った。実験から、発生するX線の強度は結晶面積に依存するが単純な比例関係にはないこと、結晶厚さとX線の最大エネルギーはほぼ比例関係にあること、結晶厚さはX線強度に大きく依存すること、などを確認した。また、発生するX線強度は、雰囲気気体の圧力に対しては約1Pa以下でほぼ一定になること、結晶表面と対向電極の距離に対しては、最大となる距離が存在することが明らかとなった。
クロロフィルム誘導体による光治療に関する共同研究

1980年半ばから、ポルフィリンとレーザーを併用したガンの光治療に関する研究が盛んとなり、欧米では既に臨床に応用されている。しかし、その作用機構についてはよく分かっていない。その一因は、増感剤として使用されているヘマトポリフィリン誘導体が、多くの成分からなる混合物だからである。最近、植物の光合成で機能しているクロロフィルム(葉緑素)誘導体が、ヘマトポルフィリン誘導体よりもガン細胞を殺す能力が高いことが示された。従来、ヘマトポルフィリン誘導体は、細胞膜または細胞質に集積し、光照射によって一重項酸素を発生することでガン細胞にダメ-ジを与えていると見なされてきたが、クロロフィルム誘導体の殺細胞効果がヘマトポルフィリン誘導体よりも遙かに高いことから、その標的はより致命的な場所、例えば核やミトコンドリア、だと我々は考えた。1.水に可溶なクロロフィルム誘導体高等植物にはクロロフィル(Chl)aとbの2種類のChlが存在する。Chlには長い疎水性の側鎖(フィチル基,-C_<20>H_<39>)が存在するため水に不溶である。そのため、強酸処理によって側鎖を脱離したフェオフォーバイド(Phde)aが光治療に使用されてきた。しかし、Phde aの水に対する溶解度は極めて低いため、実際には有機溶媒または界面活性剤で予備溶解する必要があった。しかし、微量の有機溶媒や界面活性剤が存在すると、一重項酸素の生成に大きく影響し、増感色素そのもの物性を評価できない。そこで、我々はPhdeのNa塩を調製することで水に直接溶解させることに成功した。これによって、有機溶媒や界面活性剤の影響を考慮する必要が無くなった。2.フェオフォーバイドの分光特性Na-Phde a&bの水溶液中での吸収スペクトルは、ポルフィリンと異なり、600700nmに大きなQ_Y吸収帯を有するので、細胞透過性の高い赤色光が利用できる。Na-Phde aの場合、Qバンドが二つに分裂しているように見えるが、短波長側のピークが単量体、長波長側のピークが会合体によるものである。ところで、Na-Phdeの水溶液にプラスミドDNA(pBR322)を添加すると、吸収およびCDスペクトルが変化した。このことは、Na-PhdeDNAと強く相互作用していることを示している。3.フェオフォーバイドによるDNA光切断可視光照射によるpBR 322の光切断を試みたところ、溶存酸素存在下において、Na-Phde bは驚異的な光切断能を示した。溶存酸素を除去すると、Na-Phde bの光切断効率は低下した。DNAの光切断効率は、酸素の有無に関わらずNa-Phde bの方が高い。よって、フェオフォーバイドによるガン治療の主因の一つがDNAの損傷であるならば、Na-Phde bを用いた方が効果が高いと言える。4.DNA光切断の作用機構従来、励起一重項状態は寿命が短いため化学反応には適さず、系間交差によって生成する寿命の長い三重項からのDNAへの攻撃が重要だと見なされてきた。また、基底状態の酸素分子は三重項であるため、三重項状態の色素なら「三重項→三重項エネルギー移動」によって、容易に一重項酸素(^1O_2)を発生できる。以上のことから、光治療用色素を設計する際、いかにして励起三重項生成量子収率を高めるかが肝要だと信じられてきた。ところで、Na-Phde bは酸素が存在するとDNA光切断効率が飛躍的に向上した。よって、Na-Phde bは^1O_2発生効率が高いはずである。そこで、Na-Phde aおよびbの^1O_2生成量子収率を測定した。有機溶媒中ではNa-Phde a、b共に高い収率で^1O_2を発生したが、水溶液中では、予想に反し、^1O_2は生成しなかった。よって、溶存酸素下でNa-Phde bの光切断効率が高まるのは、^1O_2生成によるものではない。水溶液中で^1O_2が発生していないことから、Na-PhdeによるDNAの光切断はタイプI型だと言える。ところで、DNA塩基のうちGとAは酸化され易く、それが引き金となってDNA鎖が切断される。GおよびAの酸化電位と、フェオフィチンの基底状態および励起状態での還元電位との比較から、励起一重項でなければ核酸塩基から電子を引き抜くことはできないことを明らかにした。核酸塩基を結合させたポルフィリンを用いて上記の確証を得た。励起一重項状態のポルフィリンに核酸塩基から電子が移動すれば、ポルフィリンの蛍光は弱くなるはずである。実際、酸化電位の高いC,Tを結合させたポルフィリンでは蛍光はほとんど消光されないが、AおよびGでは強く消光された。消光の程度は核酸塩基の酸化電位の序列と同じで(G:1.09V、A:1.19V、T:1.29V、C:1.48V、vs.NHE)、Gで最も強く消光された。直接的に核酸塩基から励起一重項状態の色素への電子移動が確かめられたのはこれが初めてである。ところで、DNA塩基から電子を引き抜いた色素はアニオン・ラジカルとなるため、もはや容易には再励起できない。しかし、適当な電子受容体が存在すれば、その分子に電子を受け渡し、基底状態に戻ることができる。

Na-Phde bが酸素存在下で驚異的な光切断活性を示すのは、酸素が電子受容体として機能しているためであろう。また、生成するO_2^-やそれから生成するH_2O_2、OH^-もDNA切断に寄与しているのであろう。1980年半ばから、ポルフィリンとレーザーを併用したガンの光治療に関する研究が盛んとなり、欧米では既に臨床に応用されている。しかし、その作用機構についてはよく分かっていない。その一因は、増感剤として使用されているヘマトポリフィリン誘導体が、多くの成分からなる混合物だからである。最近、植物の光合成で機能しているクロロフィルム(葉緑素)誘導体が、ヘマトポルフィリン誘導体よりもガン細胞を殺す能力が高いことが示された。従来、ヘマトポルフィリン誘導体は、細胞膜または細胞質に集積し、光照射によって一重項酸素を発生することでガン細胞にダメ-ジを与えていると見なされてきたが、クロロフィルム誘導体の殺細胞効果がヘマトポルフィリン誘導体よりも遙かに高いことから、その標的はより致命的な場所、例えば核やミトコンドリア、だと我々は考えた。1.水に可溶なクロロフィルム誘導体高等植物にはクロロフィル(Chl)aとbの2種類のChlが存在する。Chlには長い疎水性の側鎖(フィチル基,-C_<20>H_<39>)が存在するため水に不溶である。そのため、強酸処理によって側鎖を脱離したフェオフォーバイド(Phde)aが光治療に使用されてきた。しかし、Phde aの水に対する溶解度は極めて低いため、実際には有機溶媒または界面活性剤で予備溶解する必要があった。しかし、微量の有機溶媒や界面活性剤が存在すると、一重項酸素の生成に大きく影響し、増感色素そのもの物性を評価できない。そこで、我々はPhdeのNa塩を調製することで水に直接溶解させることに成功した。これによって、有機溶媒や界面活性剤の影響を考慮する必要が無くなった。2.フェオフォーバイドの分光特性Na-Phde a&bの水溶液中での吸収スペクトルは、ポルフィリンと異なり、600700nmに大きなQ_Y吸収帯を有するので、細胞透過性の高い赤色光が利用できる。Na-Phde aの場合、Qバンドが二つに分裂しているように見えるが、短波長側のピークが単量体、長波長側のピークが会合体によるものである。ところで、Na-Phdeの水溶液にプラスミドDNA(pBR322)を添加すると、吸収およびCDスペクトルが変化した。このことは、Na-PhdeDNAと強く相互作用していることを示している。3.フェオフォーバイドによるDNA光切断可視光照射によるpBR 322の光切断を試みたところ、溶存酸素存在下において、Na-Phde bは驚異的な光切断能を示した。溶存酸素を除去すると、Na-Phde bの光切断効率は低下した。DNAの光切断効率は、酸素の有無に関わらずNa-Phde bの方が高い。よって、フェオフォーバイドによるガン治療の主因の一つがDNAの損傷であるならば、Na-Phde bを用いた方が効果が高いと言える。4.DNA光切断の作用機構従来、励起一重項状態は寿命が短いため化学反応には適さず、系間交差によって生成する寿命の長い三重項からのDNAへの攻撃が重要だと見なされてきた。また、基底状態の酸素分子は三重項であるため、三重項状態の色素なら「三重項→三重項エネルギー移動」によって、容易に一重項酸素(^1O_2)を発生できる。
六方晶窒化ホウ素層状ゲート絶縁膜の電気的絶縁破壊挙動の解明

層状絶縁物質であるh-BNはグラフェンFETのゲート絶縁膜や積層型電子デバイスの基板として理想的な物質として広く認識されているものの、絶縁膜としての信頼性や破壊メカニズムは未解明であるので、絶縁性に関して基礎研究を行った。本研究では、特に結晶構造に起因した破壊の異方性に着目して研究を行った。c軸に平行な方向における絶縁破壊強さをコンダクティブAFMを使って測定すると12 MV/cmであり、既存のアモルファスシリコン酸化物に匹敵することがわかった。一方、h-BNの表面に電極を作成しc軸に垂直方向の破壊強さを測定すると、3MV/cm程度であり、破壊電界に異方性があることを明らかにした。層状絶縁物質であるh-BNはグラフェンFETのゲート絶縁膜や積層型電子デバイスの基板として理想的な物質として広く認識されているものの、絶縁膜としての信頼性や破壊メカニズムは未解明であるので、コンダクティブAFMを使って絶縁破壊に関する基礎研究を行った。厚さ20nm程度のh-BNを導電性の基板に転写し、AFMの針では挟みこむことにより、I-V測定を行った。絶縁破壊によって既存のSiO2に代表される3次元物質の酸化絶縁膜では見られないような、花びら形状に破壊した様子が観察できた。頻繁に、正三角形の破片が観察されたことから、h-BNのハニカム型の結晶構造を反映していると考えられる。また、SiO2と比較して、一瞬で破壊が進行するのではなく、約300ms程度かけて針側の層から順にLayer-by-layerで徐々に破壊が進行していることがわかった。これらの結果はh-BNの結晶構造が絶縁破壊に現れたものであり、絶縁破壊に異方性があることを示唆していると考えられる。当初の計画では、サンプルの作成に集中する予定であったが、予備実験の段階で層状の結晶構造特有の破壊現象を示すことができた。この結果は期待以上である。h-BNは層状の結晶構造をもつ絶縁体であるために、絶縁破壊現象においても異方性があると考えられる。前年度ではc軸に水平方向に関する破壊を調査したので、本年度はc軸垂直方向に関する研究を行った。電子線リソグラフィーによって結晶の表面上にギャップ間隔100-1200 nmを有する電極を作成して、破壊試験を行った。電極の構造上h-BN表面が存在するため吸着水の影響を排除する必要があので、加湿器や絶縁油を用いて、吸着水の影響を調べたところ、絶縁破壊に大きな影響を及ぼすことがわかり、その影響は真空中で測定することにより排除できることがわかった。破壊電圧をさまざまなギャップ間をもつ電極をつかって測定すると、破壊電圧はギャップ間隔に比例して破壊電界は3 MV/cmを示した。これはc軸に平行の破壊電界の12 MV/cmと比較して4倍程度小さな値である。この破壊電界の異方性は誘電率の異方性に起因していると考えられる。比較的厚いh-BNであっても、2次元物質特有の破壊現象を見出すことができ、その結果から絶縁破壊に異方性があると予想される。今後はc軸に平行方向に関する破壊だけでなく、垂直方向の破壊にも着目して、研究を進める。27年度が最終年度であるため、記入しない。ナノ構造物理27年度が最終年度であるため、記入しない。
授業における学習方略の獲得過程に関する実践的研究

本研究では小学校の授業において、子どもたちが学習方略を獲得していく過程、およびそれを助けるための教師による関わりについて検討した。その結果、教師が学習方略を伝えていく上では、自らが有効だと考えていたり、実際に使用していたりするものに関する発話が授業中にも多く見られ、教師自身の持つ学習方略が子どもたちに影響していると考えられた。また、子どもたち同士で真似をしあいながら方略を身につけていくという姿も見られるが、その際にも教師が子どもたちをつなぐ役割を果たすことがあると考えられた。本研究は授業場面を通じて、子どもたちが学習方略をどのように獲得していくのかを明らかにすることを目的としたものである。学習方略を適切に身につけることは、高い学習成果を上げることと結びついていると考えられるが、昨今、高等教育の場面においても適切な学習方略を身につけられていない学習者の存在が問題となっている。そこで、学校生活の始まりである小学校をフィールドとし、方略獲得がどのように行われているのかを明らかにしたい。本研究では、小学校における授業を観察し、教師の教授活動および子どもたちの学習活動を記録することにより、子どもたちがどのような学習方略を持っており、それらはどのようにして身につけられているのか、学習成果とはどのように関わっているのかについて検討する。その際、教師の発話記録、板書情報、子どもたちの発話、ノートや配布物への書き込みなどを手がかりにする。また、外に現れにくい認知面についても探るために、学習方略に関する質問紙調査も併用し、認知面、行動面の双方から探っていくこととする。さらに、教師の関わりによる影響や子ども同士の関わり合いによる影響についても探ることにより、学習方略を適切に身につけさせる環境をどのように整えていくのかといった点から教授活動の改善をはかっていきたいと考えている。これらにより、教室の中で実際におこっている活動の中に含まれた教授方略獲得の過程を明らかにしていくこととする。本研究は小学校の児童が授業を通じてどのように学習方略を獲得していくのかを明らかにすることを目的としたものである。本年度は、小学校6年生を対象として昨年度収集したデータを用いて、どのような方略の利用について教師が子どもたちの様子を的確に把握しているのか、またどのような子どもについて教師は把握しやすいのかを分析した。その過程において、子どもたち自身が自らの行動についてはっきりとした認知を行いづらい項目の存在が明らかになった。また、教師自身が重要だと認識している方略は、授業場面を通じて子どもたちにも伝わりやすいと同時に、教師が子どもたちの行動を評価する際にもはっきりとした評価をしやすいのに対し、教師自身がその重要度をはっきりと認識していない項目については、子どもたちの行動をとらえる際にも判断に迷うということが明らかになった。また、年度の最後となる時点において子どもたちに方略がどのように伝わっているのかについて検討するために、小学校6年生の国語科における年間最後の単元を用いた学習の様子に関する調査を行った。約1ケ月にわたり1つのクラスの子どもたちが一単元の学習を通じてどのように変化していくのかを観察し、ビデオで記録するとともに、教師が重要だと思っている方略や実際に子どもたちが行っている方略について、短期的な有効性の認知、長期的な有効性の認知、実際の使用状況という観点から質問紙調査を行った。今後はこれらのお互いの関係について分析を進め、子どもたちが方略を獲得していく上で影響を与えている要因について探る予定である。さらに、収集したビデオ記録や観察記録に残された授業中の子どもたちの実際の様子と質問紙調査の結果との対応についても検討しようと考えている。本年度前半は、昨年度末に収集した小学校6年生を対象としたデータの分析を行った。学習方略の有効性に関する担任教師の認知や使用状況が、子どもたちの認知や使用に与える影響について調査した結果より、教師が有効だと考えていたり、日頃使用したりしている項目については、子どもたちも有効性を認めていたり、使用していたりする傾向が強いことが明らかになった。また、授業中の教師の発話について分析したところ、学習方略を含めた学び方に関するものが多く含まれるということがわかった。そこでこれらの結果より、教師の認知や使用状況が授業を通じて子どもたちに伝わっていると考えられた。これは教師の影響の大きさを示しており、教師自身が様々な方略を持ち、有効に活用できているかどうかが、子どもたちに学習方略を適切に教授できるかどうかに影響を及ぼしているということを示していると考えられた。さらに、発話データの分類を複数名で行うことにより、分類結果の客観性を高めているところである。また、小学校3年生の学級に継続的に通い、子どもたちの変化を追うことにより、学習方略をどのように獲得していっているのかについて検討した。その結果、適切な学習方略を身につけている子どもの存在を教師が取り上げ、他の子どもたちに示すことにより、それを真似する子どもが現れ、有効な学習方略が広がっていく様子が見られた。

これは直接的な教師の指示ではなく、教師の認知が他の子どもの様子を通して伝えられることによって、学びが生じているという形態であると考えられた。また、それを繰り返すうちに、教師が取り上げなくても、子どもたちがお互いに様子を見合い、真似し合うという形態も見られるようになり、子どもたち同士の中で学び方を学び合っていくという様子が明らかになった。本年度は子どもたちの話し合いを中心とした授業において、自らの学びを他者に伝えること、また他の児童の学びの成果をクラスで共有することに対してどのように取り組んでいるのか、またそれらを達成するために教師がどのような支援を行っているのかについて探ることを目的として研究を行った。そこで、小学校3年生および6年生の国語科の授業を対象とし、授業観察および教師へのインタビューから得られたデータをもとに検討を行った。その結果、話し合い場面において積極的に発言するのが難しい子どもたちの存在が明らかになり、話し合いを広げていくためにはそのような子どもたちからの表現を引き出すための工夫が必要であることがわかった。そのために発言すること以外にも表現する方法と機会を確保することはより多くの子どもたちの学びが共有される機会となると示唆された。また、教師が授業時間内外を問わず子どもたちの意見を聞きだすための声かけを行っていたり、代弁するように黒板への板書を通じて表現したりするといった働きかけを行っており、挙手や発言といった外からわかりやすい参加以外の方法で授業に参加している子どもたちの学習成果を教室に伝える役割を果たしているのではないかと考えられた。このような働きかけは他者の意見を聴く、じっくり考えるといった静かながらも積極的な授業参加をしている子どもたちの存在に教師が気づき、そのような参加のあり方を認めようとする教師に意識によって行われていると考えられ、教室の中に存在する多様な子どもたちの学びを助けていくために必要なことだといえるだろう。
SATソルバを用いた高速プランニングのための統合的システムに関する研究

SATプランニングは,プランニング(計画作成)問題を充足可能性判定問題(SAT)に変換し,高速SATソルバによりモデルを生成しプランに変換する手法である.本研究では,知識表現の研究分野で開発されてきたアクション言語を入力として,高速なSATプランニングを行うことができる,統合的なアクション言語処理系を構築することを研究の目的とした.2年の研究期間において,アクション言語による記述をSAT問題に変換するためのアルゴリズムの検討,SATソルバを用いたプランニングエンジンの実現,学習アルゴリズムの理論的検討,および統合的システムの実装を行った.ここで,アクション言語による記述をSAT問題に変換するアルゴリズムの検討においては,非決定性アクションを含むプランニング問題の変換についても考察した.プランニングエンジンの実現においては,プランニンググラフをデータ構造として用いて,前向き/後向き/双方向の3種のグラフ展開アルゴリズムを開発し,効率的な探索によりプラン抽出ができるように工夫した.また,学習アルゴリズムの検討では,アクションの因果関係を学習するアルゴリズムを考案し,これを用いてさらなるプランニングの高速化を目指した.さらに,アクション言語処理システムの実現においては,プランナのベースとなるSATソルバも複数用意することで交換可能な設計とした.また,プラン生成の過程をユーザに知らせるためのプランニング・グラフ描画モジュールを設計・実装し,プログラミング言語には,再利用性・柔軟性に優れたJavaを用いた.このようにして,本研究における成果物として,統合的プランニングシステムAMPを開発整備した.このプランニングシステムの性能を評価するために大規模なプランニング問題に適用し,現実的な問題に対する有用性を検証した.以上のように,本研究により開発した統合的システムAMPは,状態変化やアクションを表現する研究とプランニング研究の双方にとって,非常に有用なものであるといえる.SATプランニングは,プランニング(計画作成)問題を充足可能性判定問題(SAT)に変換し,高速SATソルバによりモデルを生成しプランに変換する手法である.本研究では,知識表現の研究分野で開発されてきたアクション言語を入力として,高速なSATプランニングを行うことができる,統合的なアクション言語処理系を構築することを研究の目的とした.2年の研究期間において,アクション言語による記述をSAT問題に変換するためのアルゴリズムの検討,SATソルバを用いたプランニングエンジンの実現,学習アルゴリズムの理論的検討,および統合的システムの実装を行った.ここで,アクション言語による記述をSAT問題に変換するアルゴリズムの検討においては,非決定性アクションを含むプランニング問題の変換についても考察した.プランニングエンジンの実現においては,プランニンググラフをデータ構造として用いて,前向き/後向き/双方向の3種のグラフ展開アルゴリズムを開発し,効率的な探索によりプラン抽出ができるように工夫した.また,学習アルゴリズムの検討では,アクションの因果関係を学習するアルゴリズムを考案し,これを用いてさらなるプランニングの高速化を目指した.さらに,アクション言語処理システムの実現においては,プランナのベースとなるSATソルバも複数用意することで交換可能な設計とした.また,プラン生成の過程をユーザに知らせるためのプランニング・グラフ描画モジュールを設計・実装し,プログラミング言語には,再利用性・柔軟性に優れたJavaを用いた.このようにして,本研究における成果物として,統合的プランニングシステムAMPを開発整備した.このプランニングシステムの性能を評価するために大規模なプランニング問題に適用し,現実的な問題に対する有用性を検証した.以上のように,本研究により開発した統合的システムAMPは,状態変化やアクションを表現する研究とプランニング研究の双方にとって,非常に有用なものであるといえる.プランニング(計画作成)を行う能力は知的エージェントの重要な機能の1つである.近年,プランニング問題を充足可能性判定問題(SAT)に変換し,高速SATソルバによりモデルを生成しプランに変換する手法が開発されている.一方,状態変化やアクションを記述するための知識表現の研究として,アクション言語の研究が進んでいる.しかしながら,現在提案されているアクション言語に対して,現実的な規模の問題に適用できる処理系はまだ実装されているとは言えない.このため本研究では,アクション言語理論とSATソルバによる高速プランニングの融合を図り,応用システム開発のプラットホームを与えるための統合的なアクション言語処理系を構築することを研究の目的としている.研究期間は2年であり,初年度に当たる今年度は,アクション言語による記述をSAT問題に変換するためのアルゴリズムと,プランニングエンジンの実現,学習アルゴリズムの理論的検討,およびシステムの基礎部分の実装を行う.具体的には以下の3点に分けて研究を進めた.1.アクション言語による領域記述を充足可能性問題に変換するアルゴリズムの検討アクション言語処理系への入力である領域記述をプランニンググラフと呼ばれるデータ構造に変換するための方式について考察した.アクション言語処理系の機能はプランニング以外に,初期状態の推定や予測があるが,これらの問題に対するデータ構造も同じ形式で統一した.さらに,プランニンググラフからSATに変換するためのアルゴリズムを開発し,後向き推論の利用などの効率的な探索方式についても考案した.2.学習アルゴリズムの検討プランニングのさらなる高速化を図るための基礎技術として,アクションの因果関係を学習するアルゴリズムについて検討した.3.システムの開発環境の整備アクション言語処理系のシステムのGUIまわりをJava言語を用いて実装した.SATプランニングは,プランニング(計画作成)問題を充足可能性判定問題(SAT)に変換し,高速SATソルバによりモデルを生成しプランに変換する手法である.本研究では,知識表現の研究分野で開発されてきたアクション言語を入力として,高速なSATプランニングを行うことができる,統合的なアクション言語処理系を構築することを研究の目的としている.研究期間は2年であり,2年目に当たる平成13年度は,1年目に検討した研究成果を基に統合的プランニングシステムAMPを開発整備した.具体的には以下の3点に分けて研究を進めた.1.アクション言語処理系のためのアルゴリズムの検討プランニンググラフをデータ構造として用いて,前向き/後向き/

双方向の3種のグラフ展開アルゴリズムを発展させ,無駄な探索をせずにプラン抽出ができるように工夫した.さらに,非決定性アクションを含むプランニング問題を、どのようにしてSAT問題に変換するか考察した.2.学習アルゴリズムの検討アクションの因果関係を学習するアルゴリズムを引続き検討し,これを用いてさらなるプランニングの高速化を図った.3.システムの実装および評価これまでに開発したプランニング・アルゴリズムを基に実装を行った.プランナのベースとなるSATソルバも交換可能な設計とし,複数のエンジンを問題に応じて選択できるようにした.また,プランニングシステムの性能を評価するために,ベンチマーク問題を利用した現実的な問題に対する有用性を図るために,規模の大きなプランニング問題について実験し検証した.以上のように,本研究により開発した統合的システムAMPは,状態変化やアクションを表現する研究とプランニング研究の双方にとって.非常に有用なものであるといえる.
IーIIIーVI_z族化合物半導体の格子欠陥制御に関する研究

本研究では、2、3のIーIIIーVI_z族半導体について、結晶成長から評価まで一貫した研究を行い、評価もできるだけ多くの方法で多面的に行うことによって、格子欠陥の構造、電子状態を明らかにし、これらを制御することによって物性を制御しようとすることを目的とした。今回までに得られた成果の中で重要なことは、2、上記方法により故意に導入した格子欠陥による準位をその同定を行ったこと。3、IーIIIーVI_z族及びその混晶系のラマン散乱の基礎デ-タを確立し特にCuInSe_zについては偏光測定も含めて詳細な基礎デ-タを確立したこと。4、研究途上で見いだしたCdInGaS_4中の強い緑色発光について研究し、これがCdInGaS_4中に異相として含まれるCdSによるものであるが、CdSとCdInGaS_4が積層構造をとったときに特に強い発光が得られることを明らかにし、実際に人工的にCdS/CdInGaS_4ヘテロ接合をつくり強い緑色発光を得たこと等である。今後残された問題としてはCuInSe_zについては輸送現象の測定を極低温にまで拡張して、不純物準位のより正確な決定をし、P.L.測定と合わせて欠陥の同定を行うことである。CdInGaS_4中の緑色発光に関してはCdS/CdInGaS_4の積層膜を人工的に作製してP.L.や電界発光をしらべることである。またCuGaS_z系についてはIIIーV族とのヘテロ接合を更に試みる必要がある。
類似症例検索に基づく高精度3次元放射線治療計画支援システムの開発

本研究では,過去に経験豊富な治療計画者によって計画された類似症例に基づき,ビーム方向を決定する放射線治療計画支援システムの開発を行った.第一に,画像特徴量に基づき,対象症例と類似した症例を,81症例の治療計画データベースの中から自動的に検索した.第二に,線形レジストレーション法に基づき,類似症例のビーム方向を対象症例に合わせて変形させた.提案手法を,肺定位放射線治療によって治療された肺癌患者10症例に適応し,D95や肺の平均線量等の8種類の線量評価指標を用いて評価を行った.提案手法を用いて作成されたプランと,放射線腫瘍医が手動で作成したプランの線量評価指標を比較した結果,全ての線量評価指標において有意差がないことを確認できた(p>0.05).したがって,提案手法を経験の浅い治療計画者の教育用ツールとして使用できる可能性を示した.本研究では,過去に経験豊富な治療計画者によって計画された類似症例に基づき,ビーム方向を決定する放射線治療計画支援システムの開発を行った.第一に,画像特徴量に基づき,対象症例と類似した症例を,81症例の治療計画データベースの中から自動的に検索した.第二に,線形レジストレーション法に基づき,類似症例のビーム方向を対象症例に合わせて変形させた.提案手法を,肺定位放射線治療によって治療された肺癌患者10症例に適応し,D95や肺の平均線量等の8種類の線量評価指標を用いて評価を行った.提案手法を用いて作成されたプランと,放射線腫瘍医が手動で作成したプランの線量評価指標を比較した結果,全ての線量評価指標において有意差がないことを確認できた(p>0.05).したがって,提案手法を経験の浅い治療計画者の教育用ツールとして使用できる可能性を示した.最新の放射線治療では、コンピュータなどの技術革新の結果、がん細胞をピンポイントで狙えるようになり,がんによっては手術と同等かそれ以上の治療成績が上げられるようになってきた.その結果,放射線治療は、体を切らずに、治療費が安価な、患者に優しい治療法として注目されている.しかし,放射線治療では治療計画を放射線腫瘍医の経験に基づき決定しているため,放射線腫瘍医間の治療計画のばらつきが非常に大きく,治療成績のばらつきの原因になっている.その結果,患者によっては腫瘍には過小線量となり,正常組織に過大線量となる可能性がある.本研究では、放射線腫瘍医間の治療計画のばらつきを減らす目的で,放射線治療計画データベースにおける類似有効症例の自動検索方法を新たに開発した.提案手法は2つのステップから成る.第一ステップでは,腫瘍の位置,画像特徴量に基づき類似症例を大まかに絞る.さらに,第二ステップでは,治療計画最適化パラメータである正常組織障害確率と腫瘍制御確率などが最も理想的な治療計画に近い症例を有効かつ類似症例とした.類似症例の治療計画を対象症例に適用し,治療計画パラメータに基づき評価した結果,従来の治療計画方法と同等の治療計画となることがわかった.放射線治療では,治療計画を放射線腫瘍医の経験に基づき決定しているが,放射線腫瘍医間の治療計画のばらつきが大きく,治療成績のばらつきの原因になっている.また,経験の浅い医師にとっては治療計画の時間がかかり,難しい作業である.そこで,治療計画例を提示することで,治療計画を支援するシステムが望まれている.本研究では,放射線治療計画データベースに保存された類似治療計画症例を自動検索し,提示するシステムの開発を試みている.今年度は過去に計画された類似症例に基づき、治療ビーム方向を自動的に決定する治療計画支援システムを開発した.類似症例は81症例の肺定位放射線治療計画データベースの中から自動的に検索された.初めに,PTV (planning target volume),肺,脊髄の位置,大きさ,形状に関する幾何学的特徴量を算出し,対象症例と類似した5症例を検索した.次に,肺領域をレジストレーションする変換行列を用い,類似症例のビーム方向を変換することで,対象症例のビーム方向を決定した.自動的に決定された5つのビーム方向を用いて治療計画システム上で5つのプランを作成し,Confbormityindex,肺の平均線量や,脊髄の最大線量等の8種類の線量評価指標を用いて,最も有用と考えられるプランを自動的に選択した.提案手法を評価するために,10名のテスト症例に本手法を適応した.提案手法に基づくプランと放射線腫瘍医がマニュアルで作成したプランの線量評価指標を比較した結果,8種類の線量評価指標において有意な差は無く,同程度のプランを自動作成できる可能性を示した(P>0.05).定位放射線治療は,大線量を腫瘍部位に限局して短期間に照射するために,治療効果は絶大であるが,治療計画が不適切な場合,正常組織障害は甚大となる.また,肺定位放射線治療では,治療計画に長時間を要するため,治療計画者の人数が限られた施設では,限られた数の患者にしか治療を実施することができない.さらに,経験の浅い治療計画者の場合,適切なビーム配置の決定が困難な場合が多い.放射線治療計画における経験とは,経験豊富な治療計画者からの指導,または,教科書等を用いて,臨床の現場で繰り返し治療計画を行うことで培われる.このとき,治療計画者は指導を受けて立案した治療計画のパターンを記憶し,新たな症例の治療計画を行う際に,記憶している過去の類似した症例の治療計画を参考にして対象症例の計画を立案する.

したがって,対象症例に類似の治療計画症例に基づき新たな症例の治療計画の立案を支援するシステムがあれば,治療計画者にとって有効なツールとなると考えられる.本研究では、過去に経験豊富な治療計画者によって計画された類似症例に基づき、ビーム方向を決定する放射線治療計画支援システムの開発を行った。第一に、画像特徴量に基づき、対象症例と類似した症例を、81症例の治療計画データベースの中から自動的に検索した。第二に、線形レジストレーション法に基づき、類似症例のビーム方向を対象症例に合わせて変形させた。提案手法を、肺定位放射線治療によって治療された肺癌患者10症例に適応し、D95や肺の平均線量等の8種類の線量評価指標を用いて評価を行った。提案手法を用いて作成されたプランと、放射線腫瘍医が手動で作成したプランの線量評価指標を比較した結果、全ての線量評価指標において有意差がないことを確認できた(p>0.05)。したがって、提案手法を経験の浅い治療計画者の教育用ツールとして使用できる可能性を示した。24年度が最終年度であるため、記入しない。提案手法の更なる向上のため,線量分布評価指標のコスト関数を用いて,類似症例に基づいて決定したビーム方向を最適化するアルゴリズムを開発する.商用の放射線治療計画装置に提案システムを組み込み,臨床の現場で開発したシステムの評価を行う予定である.さらに,出力結果を放射線腫瘍医に提示し,治療計画にかかる時間がどれだけ削減できるか観察者実験を行う予定である.得られた成果は,英語論文にまとめ,臨床実用化を目指す。