hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工股関節における骨頭-関節液-臼蓋系のスクイーズ作用による衝撃吸収性能について

人工股関節の骨頭臼蓋間の荷重伝達における衝撃吸収性能を調査するために以下のとおり研究を進めた.弾性流体潤滑理論に基づき有限要素法と差分法を統合したコンピュータ・プログラムにおいて骨頭・臼蓋間の相対変位と関節液に発生する圧力の関係を定式化する過程で用いた骨頭,臼蓋間の相対変位と関節液流量の関係式を弾性変形を考慮したすき間の相対変位を用いて修正したが,歩行中の負荷過程最大荷重載荷時まで計算することができた.その結果,基礎式の修正に伴い最小関節液膜厚さと関節液に生じる圧力双方とも増加し改善されることを確認した.また,実験に関しては,試作した落錘式の衝撃試験機により骨頭直径,臼蓋材質,関節液の有無についての差違を調査するための実験をおこなった.骨頭側の衝撃荷重と臼蓋側の伝達荷重を測定し,双方の最大荷重で比較した.その結果,昨年の実験により骨頭直径が大きくなることにより伝達時の緩和効果が窺えたが今回の実験結果から差違は確認できなかった.臼蓋材質についてはポリエチレンに比べて鋼を用いたとき,衝撃荷重が63%も増加したのに対して,伝達荷重は12%の増加に留まった.関節液の有無については条件に関わらず衝撃荷重に与える影響は少ないが,ポリエチレン臼蓋の場合に伝達荷重が若干(約9ポイント)緩和する結果を得た.人工股関節の骨頭臼蓋間の荷重伝達における衝撃吸収性能を調査するために以下のとおり研究を進めた.弾性流体潤滑理論に基づくプログラムにおいて骨頭,臼蓋間の相対変位と関節液に発生する圧力の関係を定式化する過程で用いた骨頭,臼蓋間の相対変位と関節液流量の関係式を弾性変形を考慮したすき間の相対変位を用いて表すこととした.この結果,現象を忠実に表現する基礎をきずいた.しかし,この修正によりプログラム自体が計算途中で停止することとなり,現在その点の解決に努めている.なお,この基礎式の変更に伴い関節液の厚さと関節液に生じる圧力双方とも若干ではあるが増加し改善されている.この接触前の解析の後,接触圧と接触部以外のすき間に介在している関節液の流体圧による荷重支持プロセスを明らかにする.また,実験に関しては生体股関節の骨折が800Nから4000N程度で生ずるとする文献から,これを超える荷重は他部位に与える影響が大きいと考え,4000N程度の荷重を印可し得るものとした.実験条件から,落下高さ20cmまでの落錘式の衝撃試験機を製作し,データ整理の手法を除き測定系もほぼ構築できた.試験機において骨頭モデルは両端をリニアガイドで拘束された梁に固定し支持することとした.性能試験の一つとして落下高さと印可荷重の関係を調査した.また若干の基礎実験を行った結果,関節液の存在によって,印可される骨頭側の荷重で90%,伝達した臼蓋側の荷重で50%まで減じており関節液の効果を確認した.人工股関節の骨頭臼蓋間の荷重伝達における衝撃吸収性能を調査するために以下のとおり研究を進めた.弾性流体潤滑理論に基づき有限要素法と差分法を統合したコンピュータ・プログラムにおいて骨頭・臼蓋間の相対変位と関節液に発生する圧力の関係を定式化する過程で用いた骨頭,臼蓋間の相対変位と関節液流量の関係式を弾性変形を考慮したすき間の相対変位を用いて修正したが,歩行中の負荷過程最大荷重載荷時まで計算することができた.その結果,基礎式の修正に伴い最小関節液膜厚さと関節液に生じる圧力双方とも増加し改善されることを確認した.また,実験に関しては,試作した落錘式の衝撃試験機により骨頭直径,臼蓋材質,関節液の有無についての差違を調査するための実験をおこなった.骨頭側の衝撃荷重と臼蓋側の伝達荷重を測定し,双方の最大荷重で比較した.その結果,昨年の実験により骨頭直径が大きくなることにより伝達時の緩和効果が窺えたが今回の実験結果から差違は確認できなかった.臼蓋材質についてはポリエチレンに比べて鋼を用いたとき,衝撃荷重が63%も増加したのに対して,伝達荷重は12%の増加に留まった.関節液の有無については条件に関わらず衝撃荷重に与える影響は少ないが,ポリエチレン臼蓋の場合に伝達荷重が若干(約9ポイント)緩和する結果を得た.
在存論の歴史的考察と現代におけるその体系的展開の試み

我々は、まず「存在論の歴史的考察」に力を注ぎ(平成元年度)、次いで「現代における存在論の体系的展開の試み」を行う(平成2年度)、という形で、各人が各々の分野で「存在論的思索」を結実させるべく、一貫した研究を遂行した。天野は、プラトン・アリストテレスの超越的イデア論批伴によって確立された、内在的イデア論とでも言うべきアリストテレスの存在論に焦点を当て、それが根本的にはウ-シア-論であるということを明らかにし、そのウ-シア-概念が本質と実体という二義性を持つことを解明した。松永は、近代イギリス経験論における実体概念と原因概念との関係、及び近代科学と近代哲学における事実の概念と法則の概念との関係、を追究した。坂部は、ヴォルフやバウムガルテンなど「ドイツ学校形而上学」における存在論の基礎概念がカントにおいてどのように改変されつつ受容されたか、を詳細に検討した。高山は、ヘ-ゲルの『論理学』における「物」、「現象」、「法則」等の存在概念の論究を通して、「存在」に内在する「否定性」(「無性」)の役割の解明を試みた。榊原は、フッサ-ル現象学に即して、その初期時間論についての基礎的考察を行い、また「超越論的主観性に遡って存在問題を究極的に解明する」という彼の問題設定の意味とその方法を解明した。森は、ハイデッガ-の存在論に依拠しつつ、言語と存在との間に見られる「相関的アプリオリ」を究明した。渡邊は、一方で、現代ドイツのハイデッガ-を中心とする現象学的存在論の考究を深め、昨年のハイデッガ-生誕百年記念の機会に、彼の存在論的探究の意義を米独で講述し(講演の趣旨をドイツ本国でドイツ語で発表)、またそれにもとづいたフレ-ゲ・ラッセルの存在概念批判を同じくドイツ本国でドイツ語で発表すると共に、他方で、現代英米哲学の言語分析の思潮を詳密に検討吟味する著作を完成させた(1991年3月20日刊行予定)。このように、我々の「存在論的思索」は、研究分担者各自の積極的な努力によって、少なからぬ新たな知見に基づいて、満足すべき成果を得たと思使われる。この成果は、本年度末に、研究成果報告書として刊行された。平成元年度は、全員が「存在論の歴史的考察」に主力を注いだ。まず天野が、主としてプラトン・アリストテレスによる超越的イデア論批判と、それを通して確立されたアリストテレスの実体・体質論を研究し、イデア論と対比され、以後の存在論の範型となったアリストテレスの存在論が実は内在的イデア論とでも言うべき性格を帯びていることを明らかにした。ついで松永が、特に近代イギリス経験論における「実体」概念と「原因」概念との関係を追及した。坂部は、ヴォルフ、バウムガルテンなど「ドイツ学校形而上学」における「実体的現象」の概念がカントの現象世界論に対して持つ位置関係を詳細に検討した。菊池は、ヘ-ゲルの弁証法の成立根拠を、カントのアンチノミ-論との関係から解明することを試みた。榊原は、フッサ-ル現象学に即して、とくにその初期時間論に焦点を当てた形で、現象学と存在論との関係を考察した。

渡辺は、一方でハイデッガ-生誕百年記念の機会に、彼の存在論的探究の意義を米独において講述すると共に、他方で、「リンギスティック・タ-ン」(言語論的転回)を旗印とする現代分析哲学の再検討に立ち向かった。このように我々の「存在論の歴史的考察」は、研究分担者各自の積極的な努力によって、少なからぬ新たな知見を得、一定の範囲内で満足すべき成果を達成したと考えられる。次年度は以上の研究に基づいて、各自が理論的考察を十分に展開し、「存在論的思索」を結実させていく予定である。最終年度に当たる平成2年度は、昨年度の「存在論の歴史的考察」を踏まえて、「現代における存在論の体系的展開の試み」を行うべく、各自が各々の分野で「存在論的思索」を結実させることに努めた。天野は、アリストテレスの存在論が根本的にはウ-シア-論であるということを明らかにし、彼のウ-シア-概念が本質と実体という二義性を持つことを解明した。また、エイドスが普遍でないことを示した。また松永は、近代科学と近代哲学において事実の概念が法則の概念と共に前面に出てくる過程で、原因概念と存在概念とに生じさせられた変化を追った。坂部は、バウムガルテン『形而上学』における存在論の基礎概念のカントにおける改変の諸相を詳細に検討した。高山は、主としてヘ-ゲルの『論理学』の即して「物」、「現象」、「法則」等の存在概念の論究を通して、「存在」に内在する「否定性」(「無性」)の役割の解明を試みた。榊原は、フッサ-ル現象学に即して、「超越論的主観性に遡って存在問題を究極的に解明する」という彼の問題設定が持つ意味と、彼の方法とについての考察を行った。森は、ハイデッガ-の存在論に依拠しつつ、言語表現が、表現されるべき対象(=存在者)の種別性に応じてとりうる多様な様式を解明することで、言語と存在との間に見られる相関的アプリオリを究明した。渡邊は、一方で、現代ドイツのハイデッガ-を中心とする現象学的存在論の考究をさらに深め、昨年度西独で行ったハイデッガ-講演の趣旨をドイツ本国でドイツ語で発表し、またそれにもとづいたフレ-ゲ・ラッセルの存在概念批判を同じくドイツ本国でドイツ語で発表すると共に、他方で、現代英米哲学の言語分析の思潮を詳密に検討吟味する約600枚(400時詰め原稿用紙)の著作を完成させた。後者の書物は、既に校了済みで、1991年3月20日に刊行の予定である。このように、我々の「存在論的思索」は、研究分担者各自の積極的な努力によって、少なからぬ新たな知見に基づいて、満足すべき成果を得たと思われる。この成果は、本年度末に、研究成果報告書として刊行された。
ケージド核酸を用いたゼブラフィッシュ胚でのコンデイショナルな遺伝子発現制御

我々は当該科学研究費補助金給付を受けた期間で小型魚類ゼブラフィッシュを用いて任意の遺伝子に対応するメッセンジャー(m)RNAを新規なケージド化合物Bhc-diazoで化学修飾し翻訳不能な複合体Bhc-ケージドmRNAの試験管内での合成法を確立した。さらにこれを受精卵に導入し任意の発生段階および部位に瞬間的な紫外線照射を与えることで照射領域のみでBhc基を解離(アンケージ)させ翻訳可能なmRNAに戻しコンデイショナルに当該遺伝子を過剰発現させることに成功した。本法(mRNAケージング法)の特長をさらに活用すべく、脳形成過程で重要な働きをなすとされる複数の遺伝子間相互作用を解明する新しい実験系の稼動を行い、極めて興味深い知見を得ることができた(論文投稿準備中)。まず、我々のチームがゼブラフィッシュで新しくクローン化したLIM-ホメオドメイン型転写因子LH2AをmRNAケージング法によりゼブラフィッシュ胚の頭部で過剰発現させた結果、脳形成が促進される事実が明らかになった。この個体では10数種の脳形成遺伝子候補の発現が影響を受けていることがin situハイブリダイゼーション法で示された。そのため、LH2Aとこれらの遺伝子の具体的相互関係を解明すべく第一段階としてLH2Aとホメオドメイン型転写因子Six3.2の機能的上下関係を明らかにする実験を行った。その結果LH2AのケージドmRNAとSix3.2に対応するアンチセンスモルフォリノオリゴヌクレオチド(MO)を一緒に受精卵に導入し、頭部でアンケージにより過剰発現したLH2A蛋白質がSix3.2MOによるSix3.2蛋白質の発現阻害効果を完全に救出する一方、Six3.2のケージドmRNAとLH2A MOの組み合わせによる対照実験ではSix3.2の頭部過剰発現はLH2Aの発現阻害効果を救出できないことが判明した。以上の結果はSix3.2は脳形成においてLH2Aの機能的上位で働くことを示唆する。
数値サーマルマネキンによる人体周辺の熱・空気移動解析と快適性の事前評価手法の開発

研究は順調に進行している。本年度は下記の3項目について検討した。(1)実験用サーマルマネキンによる測定について。低Re数型k-εモデルにより、人体近傍温度・気流境界層性状及び人体周辺上昇流の性状に関して解析を行った。この解析の精度を検証するため、実験用サーマルマネキンを用いて、人体周辺気流・温度境界層並びに上昇流の測定を行い、人体周辺の対流熱輸送性状の把握を行っている。(2)数値サーマルマネキン解析グリッドと室内対流・放射場の解析グリッドの連成について。数値サーマルマネキンを含む複雑形状の室内空間の放射・対流の連成シミュレーションを可能とする複合グリッドシステムを開発している。数値サーマルマネキンに適合したメッシュの室内解析メッシュへの組み込みは、流体シミュレーションで開発された解強制置換法を用いる。人体形状発熱モデルからの放射熱伝達シミュレーションは、モンテカルロ法により形態係数を求め、Gebhartの吸収係数法に基づく複雑形状閉鎖空間内シミュレーションにより実現した。(3)呼吸の組み込み及び潜熱移動のモデル化について。対流シミュレーションに人体モデルの呼吸過程を組み込む。また、ぬれ率の概念を利用して、数値サーマルマネキンからの水分蒸発による潜熱移動の解析を加えて、対流・放射・湿気輸送連成シミュレーションにより、サーマルマネキンの全熱移動特性の総合的解析システムを構築している。本年度は下記の2項目について検討した。1.低Re数型k-εモデルによる数値サーマルマネキン周辺の対流熱伝達解析人体形状の数値サーマルマネキン周辺気流性状を低Re数型k-εモデルを用いて詳細解析し、人体モデル発熱体の対流熱伝達率や詳細な放熱特性を解明した。これにより、幾つの典型的な室内環境(静穏環境、一様水平気流、上向き一様気流、下向き一様気流)において、また各環境のパラメーター(吹出風速、吹出気流の乱れの強さ等)を変更した場合、それぞれマネキンまわりの温度場、流れ場を3次元的に解析し、人体からの対流熱伝達特性や、人体発熱が周りの流れ場、温度場に与える影響を検討した。解析結果を既往の実験と比較することにより、その精度を確認した上、各種環境における人体表面の対流熱伝達率の分布性状に関するデータベースを作成した。2.数値サーマルマネキン解析グリッドと室内対流・放射場の解析グリッドの達成数値サーマルマネキンを含む複雑形状の室内空間の放射・対流の連成シミュレーションを可能とする複合グリッドシステムを開発している。
因子分析・構造方程式モデリングにおける漸近理論の応用

1.因子分析(FA)における漸近バイアスの導出FAにおける漸近バイアスの導出は、これまで日本の研究者によって正規分布の仮定の下でいわゆる独自性についてのみ行われた。しかし、FAにおける主要な関心は因子負荷とよばれるものである。そこで、因子負荷を含むパラメータについて漸近バイアスを導出した。2.主成分分析(PCA)における漸近バイアスの導出PCAの結果は非回転解としては固有値・固有ベクトルへのスペクトル分解として得られ、その漸近バイアスの一部はすでに得られている。しかし、バリマックス解等の回転を施された場合はFAの場合と同様に回転解に対応した漸近バイアスが必要となる。そこでFAに共通なアルゴリズムを用いてこれまでに得られていない漸近バイアスを求めた。3.パラメータの推定量の漸近展開共分散構造におけるパラメータの推定量の分布に関して通常のエッジワース型の漸近展開を求めたほか、母パラメータの信頼区間の構成に便利なコーニッシュ-フィッシャー展開の結果を得た。また、ステューデント化された統計量に関する漸近展開を求めた。4.高次漸近標準誤差構造方程式モデリングにおけるパラメータの推定量の高次漸近標準誤差を求めるために、観測変数の標本共分散の高次モーメントを扱いやすい形で導出した。また、高次漸近標準誤差に必要となるパラメータの推定量の観測変数の標本.共分散に関する3次の偏微分を陰関数における公式を発展させることにより求めた。5.漸近バイアス等の漸近頑健性の導出正規分布仮定の下で得られた、一部のパラメータの漸近標準誤差等は一定の条件の下で非正規分布の場合にも成立することが知られている。この性質は漸近頑健性と呼ばれているが、漸近バイアスに関しても類似の条件の下で漸近頑健性が成立することを証明した。これらはシミュレーションを用いて検証された。そこで、因子負荷を含むパラメータについて次の状況において漸近バイアスを導出した。(1)探索的FAには直交回転解と斜交回転解がある。直交回転解のうちもっとも良く知られている解のひとつであるバリマックス解をその特殊な場合として含むオーソマックス解等を対象として漸近バイアスの導出を行った。(2)分析の対象とする観測変数に関して尺度の大きさにモデルが依存する共分散構造のFAモデル(非規準化観測変数のモデル)と尺度の大きさにモデルが依存しない相関構造のFAモデル(規準化観測変数のモデル)を扱った。(3)非正規データと正規データ:観測変数が多変量正規分布に従う場合とそうでない非正規分布の両者を考慮した。2.主成分分析(PCA)における漸近バイアスの導出PCAはFAと類似の目的で用いられることが少なくない。PCAの結果は非回転解としては固有値・固有ベクトルへのスペクトル分解として得られ、その漸近バイアスの一部はすでに得られている。特に斜交回転では代表的な解である直接クオーティミン解がその特殊な場合である直接オブリミン解の漸近バイアスを得た。1.高次漸近標準誤差(1)高次モーメント:構造方程式モデリング(SEM)におけるパラメータの推定量の高次漸近標準誤差を求めるためにパラメータの推定量に関してテイラー展開を3次の偏微分の項まで行った。

この展開からパラメータの推定量の分散を求め、通常の漸近分散の次数に次ぐ高次の項をバイアスの調整を行って求めた。この高次の項に関連する観測変数の標本共分散の高次モーメントを扱いやすい形で導出した。(2)3次偏微分:高次漸近標準誤差を求めるためには一般にパラメータの推定量について、標本統計量(共分散、相関係数)に関する3次の偏微分が必要となる。しかし、パラメータの推定量は通常は標本統計量の明示的な関数ではなく導出には工夫を要する。そのため陰関数における2次までの偏微分の公式をさらに発展させることにより導出を行った。2.パラメータの推定量の漸近展開共分散構造におけるパラメータの推定量の分布に関して通常のエッジワース型の漸近展開を求めたほか、母パラメータの信頼区間の構成に便利なコーニッシュ-フィッシャー展開の結果を得た。また、ステューデント化された統計量に関する漸近展開を求めた。3.漸近バイアス等の漸近頑健性の検討因子分析モデルの一部やこれをさらに複雑化したSEMにおけるLISRELモデルの一部においては、正規分布仮定の下で得られた、一部のパラメータの漸近標準誤差やモデルの適合を評価するための通常のカイ二乗統計量は一定の条件の下で非正規分布の場合にも成立することが知られている。この性質は漸近頑健性と呼ばれているが、漸近バイアスに関しても類似の条件の下で漸近頑健性が成立することを証明した。また漸近バイアスに関する漸近頑健性は漸近標準誤差の頑健性よりも多くのパラメータに関して成立することを示した。これらはシミュレーションを用いて検証された。
喫煙による膀胱癌治療への影響の解明と新規治療戦略の検討

我々はニコチンが腫瘍にどのように影響を与えるのかを調査した。膀胱癌細胞株を用いてニコチン・シスプラチン(CDDP)・PI3K/mTOR阻害薬(BEZ)による影響を調査した。ニコチンを曝露させた所、細胞のviabilityが上昇し、pS6の活性上昇を認めた。BEZ投与は活性上昇したpS6を有意に抑制した。マウス皮下腫瘍モデルに対しニコチンの投与を行うと、腫瘍体積は有意な増大を認め、CDDP投与にても腫瘍縮小効果は確認できず、治療抵抗性獲得が示唆された。尿路上皮癌においてニコチンがPI3K/Akt/mTOR経路を介し腫瘍増殖や抗癌剤耐性の獲得に関連があることが示唆された。尿路上皮癌において喫煙は発癌だけではなく、癌の再発・進展に関連しているとの報告が散見される。本研究では喫煙と膀胱癌再発の関連を調査すると共に、ニコチンによる尿路上皮癌に対するシグナル伝達を介した、特にPI3K/Akt経路への影響の解明と新規治療戦略を導く事を目的とする。当教室のデータベースにおいて長期禁煙は膀胱癌の膀胱内再発率を有意に低下させることが確認された。In vitroでの実験系において、膀胱癌細胞株T24にはニコチン性アセチルコリンレセプターのサブユニットであるα4、α7、β2が存在することを確認した。ニコチンをT24膀胱癌細胞に曝露することで、PI3K/Akt/mTOR経路の活性上昇を確認し、WST assayにて細胞増殖の促進を認めた。また、PI3K/mTOR阻害薬を用いることで、ニコチンによって活性化されたPI3K/Akt/mTOR経路の活性を抑制し、細胞増殖を有意に抑えることができた。また、α7ニコチン性アセチルコリンレセプターのアンタゴニストであるMLAをニコチンと同時曝露を行うと、PI3K/Akt/mTOR経路の活性が抑制されたが、完全に抑制できるものではなかった。ニコチンによるPI3K/Akt/mTOR経路を介したT24の腫瘍増殖上昇およびPI3K/mTOR阻害剤を用いたその抑制効果を確認した。今後、In vitroで確認された現象をIn vivoでの実験系で確認するとともに、現在膀胱癌治療で用いられている各種抗癌剤に対するニコチンの影響(抗癌剤耐性等)の解明を行う。抗癌剤耐性とニコチンの関連を解明することで新規治療戦略の開発を行う。尿路上皮癌においては喫煙は発癌だけでなく、癌の再発・進展に関連しているとの報告が散見される。当教室のデータベースにおいて長期禁煙は膀胱癌の膀胱内再発を有意に低下させる事が確認さた。In vitro実験系において膀胱癌細胞株T24にはニコチン性アセチルコリンレセプターのサブユニットであるα7が存在することを確認した。ニコチンをT24細胞に曝露することで、PI3K/Akt経路の活性上昇を確認し、WST assayにて細胞増殖促進を認めた。また、PI3K/mTOR阻害薬を用いることで、ニコチンによって活性化されたPI3K/Akt経路の活性を抑制し、細胞増殖を有意に抑えることが確認された。また、α7サブユニットのアンタゴニスト(MLA)をニコチンと同時曝露すると、PI3K/Akt経路の抑制は確認されたが、完全に抑制するものではなかった。一方、従来の抗癌剤であるシスプラチンを用いると、T24細胞においてはPI3K/Akt経路の活性上昇を認め、ニコチン曝露によりその活性はさらに上昇を認め、シスプラチンの殺細胞効果もニコチン曝露により有意に低下することが確認された。さらに、シスプラチンとPI3K/mTOR阻害薬の併用投与における効果を検討すると、それぞれ単剤の時と比較し、有意に殺細胞効果を認めた。これらの実験において、In vivo実験系でも同様の結果を得た。ニコチンによるPI3K/Akt経路を介した腫瘍増殖効果・抗癌剤耐性獲得の機序の一部を解明したと共にPI3K/mTOR阻害薬を用いた治療戦略の検討を行った。すでにIn vitroの実験系については実験がほとんど終了し、結果をまとめている。また、In vivoの実験系もすでに実験が施行中であり、年度内に結果をまとめられると予想されるため。泌尿器科学今年度中にIn vivoの実験系を施行することを目標としている。結果が確認でき次第、結果をまとめ、海外論文へ投稿する。
易林本節用集とJIS漢字の漢字字体について

先に制定されたJIS漢字規格表である「7ビット及び8ビットの2バイト情報交換用符号化拡張漢字集合(以下、X0213)」は、「7ビット及び8ビットの2バイト情報交換用符号化漢字集合(以下、X0208)」を拡張し、現代日本語を符号化するための十分な文字集合を提供することを意図して、人名・地名ほか、主に近代以降の各分野の文字資料に基づいて収集している。ところで、このJIS漢字が過去の各時代の文献に用いられる漢字をどれだけ包摂できるのかは大きな関心事であり、今後の研究が期待される分野である。今年度は、前年度にJIS漢字を用いてコード化し併せて画像付き単漢字総索引を作成した『落葉集』が金属活字を用いて印刷されているという特徴をもとに、キリシタン版の印刷技術についての考察を進め一定の成果を得た。『落葉集』はキリシタン版の印刷に使用された文字種の多くを掲出するが、印刷にあたって準備されたストック活字は非常に少なかったことが異体字掲出の状況によって把握され、このことは、10万字のストック活字を擁した同時期の駿河版とは対照的であって、印刷技術史としてみた場合にも興味深いことを指摘した。また、『易林本節用集』のJIS漢字を用いたコード化と文字切り出しを行い、これを画像付き単漢字総索引とし、『落葉集』との比較を行った。『易林本節用集』は『落葉集』と同じく通俗辞書として一般には説明されるが、掲出文字種、延べ文字数ともに『落葉集』に倍する規模であり、異体字出現についてもさらに検討が必要であることを指摘しておく。本研究は、中世末期から近世初期にかけての古辞書に掲出される漢字が、現代のJIS漢字によってどれだけ符号化が可能なのかを検証することを目的とする。本年度は、古辞書としてキリシタン版『落葉集』を取り上げ、中世末期の実用的な辞書に掲出される漢字について調査した。この調査は『落葉集』本文を電子テキスト化し、これに計算機上で処理を行うことによって進められており、比較的電子化の容易な資料を用いたことで、今後の研究に向けての技術的な問題点の把握とその克服をも目的としている。その成果は以下のとおりである。1.『落葉集』本文を電子テキスト化した。2.プログラム言語Perlを用いて『落葉集』掲出漢字の単漢字総索引を作成した。3.『落葉集』掲出文字種の内容調査を行い、併せてこれがJIS漢字によってどれだけ包摂可能かを検討した。4.異字体・異字形の掲出方法についての検討を行い、『落葉集』編集段階に於ける方針について検討した。以上の成果によって、中世末期から近世初期にかけての古辞書とJIS漢字とを比較する方法が確立されたので、今後の調査に大きく資するものと考えられる。
インドネシアにおける契約農業の持続的発展：在来商人の企業家的特性に着目して

本研究はインドネシアの農産物流通を対象に、小規模農家が契約栽培に適応するための条件を、その仲介者となりえる在来商人および企業の観点から明らかにするものである。また、契約栽培生産が持続可能な発展経路に位置するかを判別するため、契約栽培生産への転換が農村経済の豊かさに与える影響を定量的に評価することを試みる。
体液中パラコート、グリホシネート、有機リンの固相抽出と一斉分析法の確立

農薬中毒時、異なる起因物質の同定が迅速、同時に質量分析計で行える方法の開発を行った。対象とした化合物は、パラコート、ジクワット、グリホシネート、グリホサート、有機リン、カーバメイト系化合物とした。より迅速な抽出を行うため遠心分離機で抽出が行えるモノリススピンカラムを用いた。方法は少量の試料から迅速に抽出が行え、実際例に応用可能であることを確認した。法医解剖症例あるいは救命センターに搬送される急性中毒症例に対して、中毒起因物質の特定や定量結果が迅速に得られればより早期の診断が可能になる。日本中毒学会が選定した分析が臨床に役立つ中毒起因物質にはパラコートやグリホシネートなど、しばしば致死的中毒となる農薬が含まれる。特にパラコート中毒は予後を診断するためには定量が必須である。また、有機リンのフェニトロチオンも血中濃度と重症度が相関するため定量分析が有効である。これら農薬に対する定量は化合物毎の抽出と分析のため全ての化合物は一度に行えないのが現状である。また、採取試料が少量の場合には多くの検査に試料が使えないため起因物質の特定が困難になる。本研究ではパラコート、グリホシネート、有機リンを同時に抽出する新規農薬用抽出カラムの開発と分析初心者でも容易に操作が行える分析方法の開発を行うことを目的としており、本年度はパラコート、ジクワット、有機リンの同時分析法の開発から着手した。具体的には血清、尿中のパラコート、ジクワット、有機リンをホウ化水素ナトリウムで還元体としてガスクロマトグラフ質量分析計(GC-MS)で分析を行う手法に重点を置いた。有機リンに関しては、中毒事例の多い化合物を対象にして検討を行ったところ、フェニトロチオンのみが上記還元剤に対して安定であった。還元された血清、尿中の化合物の抽出は、一般的に利用されている固相カラムで行ったが目詰まりが強く十分な抽出が行えなかった。そこで、モノリススピンカラムC18を用いたところ迅速な抽出が可能になり各化合物共、迅速に良好な分析結果が得られた。また、液体クロマトグラフ質量分析計を用いてパラコート、ジクワットの還元体とフェニトロチオンの分析を試みたが、各化合物の分析における最適なイオン化モードが異なるため、現時点の現有機器では十分な結果は得られなかった。本年度は有機リンとグルホシネート(GLUF)、グリボサート(GLYP)を同時に抽出する方法の検討を行った。対象とした有機リン化合物は、フェニトロチオン、マラチオン、フェントエートとした。前年度までに、脂溶性の有機リンはC18シリカゲルカラムで効率良く抽出可能なことを確認したが、GLUF、GLYPは水溶性のためC18では抽出不可能であった。しかし、GLUF、GLYPの構造内のリンを特異的に吸着する素材とC18シリカゲルカラムのミックスモードの固相で抽出すれば、有機リンとGLUF、GLYPを同時に分析することが可能と考えられた。そこで、リンを特異的に吸着するチタニアとC18のミックスモード(TiO-C18)のモノリスを作製した。更に水溶性化合物を吸着する活性炭とC18のミックスモード(C-C18)のモノリスを作製した。各モノリスをスピンカラムに組込んだ。TiO-C18とC-C18の2種類のスピンカラムを用いて、上記有機リン化合物とGLUF、GLYPの同時抽出の検討を行った。GLUF、GLYPは抽出後にMTBSTFA+1%TBDMCSで誘導体化した。分析はGC-MSで行った。その結果、TiO-C18は試料を酸性でモノリスカラムに吸着させ、アルカリ性としたアセトニトリルによる抽出が効率的であった。C-C18においては、試料を吸着後、洗浄を省略した溶出が最も効率的であった。各抽出方法のバリデーションを行った結果、TiO-C18における回収率は、有機リン化合物で12.7%49.5%、GLUF、GLYPで1.9%7.9%であり、再現性も4.0-13.8%であった。C-C18における回収率は有機リン化合物で58.8%90.8%、GLUF、GLYPで2.4%6.3%であり、再現性も5.8-13.2%であった。本年は、極性の異なる有機リン化合物とカーバメイト系化合物を血清から同時に抽出し迅速に同時分析を行うことを検討した。有機リン化合物による中毒は、臨床症状からある程度は推測が可能であるが、カーバメイト系化合物も有機リン中毒と同様の症状を呈する。しかし、有機リンに対する拮抗薬はカーバメイト系には無効であることから、拮抗薬の投与を考えると機器分析によって起因化合物を特定するのが最も有効である。本年度は、極性の異なる有機リン化合物とカーバメイト系化合物、計16種類の化合物を血清から同時に抽出して液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MSMS)で分析する方法について検討を行った。

前年度までの研究結果から、TiO-C_<18>もしくはC-C_<18>を組み込んだモノリススピンカラムによって抽出が行えると考えていた。実験を行った結果、アセフェート等の親水性有機リンはTiO-C_<18>では抽出が不可能であった。一方、C-C_<18>,を用いることによって、親水性、疎水性有機リン、カーバメイト系化合物が共に抽出可能であった、そこで、C-C_<18>モノリススピンカラムを用いて、全16種類の抽出を行い、LC-MSMSによる分析を行った結果、すべての化合物は良好に分離分析された。次いで、バリデーションを行ったところ、検出限界は1-50ng/mlであった。直線性は低濃度と高濃度の検量線が得られ共に良好であった。回収率は11.9-99.2%と化合物によって差が認められたが日内及び日差変動は15%以内であり良好な結果が得られた。本法を実際例の症例に応用したところ、有効性の確認ができた。
公共プロジェクトにおけるメタ合意の形成と討論ガバナンスに関する研究

社会基盤整備に関わる様々な討論の相互関係を「討論システム」として概念化し,討論システムを通じて社会的意思決定の正統性を担保する為の討論ガバナンスのあり方について検討した.その際,公的討論が1)ミクロ討論,2)マクロ討論,3)混合討論から構成されることを指摘し,公的討論が満たすべき要件や評価基準を体系的に明らかにすると共に,その要件や基準に照らして公的討論の望ましさを評価する為の実証的方法論を示した.さらに,社会的な合意と不合意を包括したメタ合意に着目し,メタ合意が形成・抑制される討論パターンを実証的に明らかにした.本年度は、政治学における討議理論の知見を踏まえて、社会基盤整備に関わる公的討論の規範的評価の体系やその方法論を理論的に検討した。その際、討論システムの概念を提示し、特定の討論を対象としたミクロ討論理論、討論システム全体を対象としたマクロ討論理論、ミクロ討論とマクロ討論の接合領域を対象としたミクロ=マクロ討論理論から構成される包括的な討論ガバナンス体系を提示した。その上で、それぞれの討論領域について、その基本原理や規範的要件、現実の討論を評価するための基準を明らかにした。また、公共プロジェクトに関わるメタ合意が、規範的メタ合意、認識的メタ合意、選好メタ合意という基準から構成されることを指摘し、その評価基準や評価方法を提案した。さらに、異なる討論組織体の間の相互作用メカニズムを主観的ゲーム理論を用いて分析し、地域学習や信頼形成を促進するための討論ガバナンスのあり方や政策的課題について検討した。本年度は,公的討論の規範理論に関わる前年度の知見を踏まえて,災害危機管理問題を対象として,危機管理における諸討議を統制する高次の討議(メタ討議)の役割に着目し,メタ討議によって社会的意思決定の判断基準の変更を正統化するための理論的枠組みについて検討した.そして,危機的状況に直面する意思決定者の状況判断や意思決定の判断基準を正統化する上で,メタ合意の果たす役割やそのための規範原理を明らかにした.また,日本における地域起業やコミュニティビジネスの事例を踏まえつつ,地域住民間の学習メカニズムとして,ソーシャルキャピタルや討論ガバナンスの役割や要件について理論的な考察を行った.さらに,公共プロジェクトに関わる内省型コミュニケーションが当該プロジェクトに対する過度に強固な意見や価値観を緩和する上での効果を実験的に検証し,公的討論のあり方について考察した.本年度は、公的討議におけるメタ合意を評価するための理論的・実証的方法論として、社会哲学の分野で提唱されている間主観性の概念に着目し、公的討議における間主観性の形成機構について理論的に検討した。その上で、現実の討議における間主観性の形成過程を明らかにすることを目的として、社会基盤整備に関わる対面形式の討議実験を行った。具体的には、大学生46名を対象にして、原子力発電所の再稼動を議題として2人1組(合計23組)で議論を行ってもらった。そして、実験前後の参加者の賛否意識や相手の意見に対する見解を比較することにより、間主観性の形成の程度を測定した。実験で得られたデータより、討議における発話の内容や視線・相槌等と間主観性の形成との関連性を調べ、間主観性の形成に影響を及ぼす要因について検討した。以上の理論的・実証的研究の結果を踏まえつつ、社会基盤整備に関わるメタ合意の形成を支援し、社会的意思決定の正統性を担保する上での討論ガバナンスの在り方やそれを評価するための体系的な枠組みを検討・提案した。社会基盤整備に関わる様々な討論の相互関係を「討論システム」として概念化し,討論システムを通じて社会的意思決定の正統性を担保する為の討論ガバナンスのあり方について検討した.その際,公的討論が1)ミクロ討論,2)マクロ討論,3)混合討論から構成されることを指摘し,公的討論が満たすべき要件や評価基準を体系的に明らかにすると共に,その要件や基準に照らして公的討論の望ましさを評価する為の実証的方法論を示した.さらに,社会的な合意と不合意を包括したメタ合意に着目し,メタ合意が形成・抑制される討論パターンを実証的に明らかにした.昨年度は,公的討論の規範理論を基にして,災害危機管理や地域学習等の具体的な問題について検討し,社会的意思決定のあり方やメタ合意の意義について検討を進めたが,現実の討論や地域学習過程の分析等について課題が残されている.工学現実の討論事例を対象にして,地域学習やメタ合意の形成過程について実証的な分析を行うと共に,討議ガバナンスについての政策的な提言を行う.昨年度は、討論ガバナンスやメタ合意に関する理論的検討を通じて、公的討論の規範的な評価のための理論体系を構築し、一定の成果を得ることが出来たが、メタ合意の形成メカニズムを理論的に明らかにするという課題が残されている。当初予定していた消耗品(文房具)を購入する必要がなくなったため。公共プロジェクトに関わるメタ合意の形成過程について理論的分析を行うと共に、現実の事例を対象にして、その実証的な検討を行う予定である。今年度の物品費の中で計上する。
心臓死肝移植におけるグラフト肝機能保護法の開発とバイアビリティー評価法の確立

心停止ドナーからの肝移植は、肝移植医療におけるドナー不足を解消する手段として期待されているが、心停止ドナーの肝臓に加わる湿虚血はグラフト肝機能を大きく障害する。本研究は、心停止ドナーからの肝移植の有効性、安全性を向上させるために必要なグラフト肝機能保護法と正確なグラフトバイアビリティー評価法の開発を目的とする。我々はこれまでに、心停止ドナーからのブタ肝移植モデルを確立し、薬剤投与によるグラフト肝機能保護法について報告してきた。今回の研究では、これまでの研究をさらに発展させ、同じブタ肝移植モデル(90分温虚血、4時間冷却保存)を用いてエンドセリン受容体拮抗剤であるTAK-044によるグラフト肝機能保護法について検討した。その結果、無処置群が全例術後12時間以内に死亡したのに対して血小板活性化因子拮抗剤E5880とTAK-044(3mg/kg)の併用投与群およびTAK-044(10mg/kg)単独投与群では全例が4日以上生存し、無処置詳に比べて有意に生存率が向上した。治療群では移植後の血清GOT,LDHの上昇が抑制されまた乳酸代謝能の改善など肝機能保護効果が認められた。さらに、移植後の門脈圧やICG15分値の検討から、TAK-044の作用機序の一つとして肝微少循環障害の軽減が考えられた。一方、グラフトバイアビリティー評価法として血流再開直前にリンス液で洗い流した保存液中のGOT,LDH濃度に着目し、これらは生存群では死亡群に比べて有意に低いことから移植前のバイアビリティー評価法として有用であることを示した。次に、人工呼吸器停止により45分の温虚血を加え8時間の保存後に移植するという臨床に近い条件を設け、これにおいてTAK-044の効果を検討したところ無治療群に比べて生存率及びグラフト肝微少循環の有意の改善効果を認めたため、臨床応用の可能性が示唆された。肝移植医療におけるドナー不足を解消するための手段として心停止後ドナーからのグラフト肝採取が考えられる。しかし、心停止ドナーの肝臓に加わる温虚血はグラフト肝機能を大きく障害し、臨床での安全性は確立されていない。そこで本研究では、我々が既に開発した心停止ドナーからのブタ肝移植モデルを用いて、薬剤投与によるグラフト肝機能保護法を検討した。我々がこれまでに試みた薬剤は、免疫抑制剤であるが肝虚血灌流障害にも保護効果を有するといわれるFK506、肝虚血再灌流障害におけるメディエーターの1つである血小板活性化因子(PAF)に対する受容体拮抗剤E5880、エンドセリン受容体拮抗剤であるTAK-044などである。我々のブタ肝移植モデルでは温虚血時間の許容限界は60分と90分の間にあると考えられるため、温虚血時間を90分に設定し、薬剤投与がグラフト肝機能に与える影響を比較検討した。その結果、無処置群が全例術後12時間以内に死亡したのに対して、FK506、E5880、TAK-044のそれぞれ単剤投与群で12時間の急性期を乗り切り長期生存する例がみられた。さらにFK506とE5880またはTAk-044とE5880を組み合わせて投与した場合は全例が2日以上生存し、無処置群に比べて有意に生存率が向上した。各薬剤投与により移植後早期の血清GOT,LDHの上昇が抑制され、特に併用投与群で無処置群に比べて有意に低値を示した。

以上の結果より、臨床例でも、いくつかの有効な薬剤を組み合わせて投与することによりグラフト肝機能を保護し、心停止ドナーからの肝移植の安全性を向上させ得る可能性が示唆された。さらに、血流再開直前にリンス液で洗い流した保存液中のGOT,LDH濃度は生存群では死亡群に比べて有意に低く、この保存液中の濃度を測定することにより移植前にグラフト肝バイアビリティーが評価できる可能性が示唆された。心停止ドナーからの肝移植は、肝移植医療におけるドナー不足を解消する手段として期待されているが、心停止ドナーの肝臓に加わる温虚血はグラフト肝機能を大きく障害する。本研究は、心停止ドナーからの肝移植の有効性、安全性を向上させるために必要なグラフト肝機能保護法と正確なグラフトバイアビリティー評価法の開発を目的とする。我々はこれまでに、心停止ドナーからのブタ肝移植モデルを確立し、薬剤投与によるグラフト肝機能保護法について報告してきた。今回の研究では、これまでの研究をさらに発展させ、同じブタ肝移植モデル(90分温虚血、4時間冷却保存)を用いてエンドセリン受容体拮抗剤であるTAK-044によるグラフト肝機能保護法について検討した。その結果、無処置群が全例術後12時間以内に死亡したのに対して血小板活性化因子拮抗剤E5880とTAK-044(3mg/kg)の併用投与群およびTAK-044(10mg/kg)単独投与群では全例が4日以上生存し、無処置群に比べて有意に生存率が向上した。治療群では移植後の血清GOT,LDHの上昇が抑制されまた乳酸代謝能の改善など肝機能保護効果が認められた。さらに、移植後の門脈圧やICG15分値の検討から、TAK-044の作用機序の一つとして肝微少循環障害の軽減が与えられた。一方、グラフトバイアビリティー評価法として血流再開直前にリンス液で洗い流した保存液中のGOT,LDH濃度に着目し、これらは生存群では死亡群に比べて有意に低いことから移植前のバイアビリテイー評価法として有用であることを示した。次に、人工呼吸器停止により45分の温虚血を加え8時間の保存後に移植するという臨床に近い条件を設け、これにおいてTAK-044の効果を検討したところ無治療群に比べて生存率及びグラフト肝微少循環の有意の改善効果を認めたため、臨床応用の可能性が示唆された。
化学発癌物質によるオンコジンの化学修飾と活性化

近年のオンコジン(腫瘍遺伝子)に関する研究の進歩には目覚ましいものがあり、種々の疾患状態を呈する「癌」はオンコジンの活性化(細胞をトランスフォームさせるという意味において)された結果であると解釈されるようになってきた。化学発癌過程においてもオンコジンの活性化が報告されており、その機構として化学発癌物質のDNAへの結合が呼ばれている。しかし、化学発癌物質によるDNAの化学修飾がオンコジンの活性化を惹き起こし、その結果細胞を癌化させることを直接に証明した実験例は極めて少ない。本研究者は、加熱調理食品中に存在する発癌物質、2-アミノ-6-メチルジピリド〔1,2-a:B ́,2 ́-d〕イミダゾール(Glu-P-1)および我国で見い出された発癌物質、4-ニトロキノリン-N-オキシド(4NQO)について、これらの発癌物質によるDNAの化学修飾がオンコジンの活性化を惹き起こし、細胞癌化の直接の原因となることを証明する実験を行なった。オンコジントしては点突然変異により活性化することの確立しているラス遺伝子を選択した。ヒト正常細胞由来のラス遺伝子(プロトラス遺伝子、細胞トランスフォーメーション活性を持たない)をGlu-P-1もしくは4NQOによりバイオミメティックに化学修飾し、Glu-P-1結合ラス遺伝子および4NQO結合ラス遺伝子を得た。これを、活性型オンコジンの検定に繁用されるNIH3T3細胞に導入したところ、高率にトランスフォーマントが得られた。このことはGlu-P-1や4NQOによるDNAの化学修飾がラス遺伝子を活性化し細胞をトランスフォームさせる原因となることを確実に証明したことになる。さらにトランスフォーマントにおいて組み込まれたヒトラス遺伝子の構造を解析したところ、約半数においてはプロトラス遺伝子の12番目コドンが突然変異することにより活性化されたラス遺伝子が存在していたことが判明した。
聴覚障害のある教員の教職経験に関する研究

本研究は、聴覚障害のある学校教員の教職経験について障害学の視点から検討することを目的とする。障害学は「障害とは何か」という問いを追究する学問であり、障害を治療の対象とする捉え方(医療モデル)に対して、障害(disability)とは社会の側のバリアによって生み出されることを指摘した(社会モデル)。また「ろう文化宣言」(1995年)のように文化の視点から説明する議論も存在する(文化モデル)。聴覚障害教員は、これら複数の障害観を背景に持つ社会変化を経験している存在である。そこで本研究ではこの文脈の複数性に着目し、エスノグラフィ調査によって彼らの職務経験を多角的に明らかにすることを目指している。
小児陽子線治療の飛躍的な質的向上を目指す高精度かつ効率的線量評価法の確立

本研究は,モンテカルロコードPHITSと,PHITSで出力した計算結果を読み取ることのできる線量評価システム:Tsukuba-Planとを組み合わせ,陽子線治療に潜在している複数の医学物理学的課題を解決することを目指すものである.陽子線治療の線量分布は,ビーム輸送系と呼ばれるさまざまな器具によって変化する.ビーム輸送系は基本コンポーネント(ビームエネルギーとSOBP厚)と,患者個々の照射パラメータ部分(ボーラスおよびコリメータ形状,等)から構成され,これらのビーム輸送系を正確に模擬した線量計算体系を構築する必要がある.最終的には,ビーム輸送系と,その下流に位置する人体モデルの計算体系とを組み合わせたシミュレーション用インプットファイルを生成する必要がある.2018年度には,臨床で使用されている4種類のビームエネルギーと,9種類のSOBPフィルタ厚(20 mmから100 mmまで,10 mm刻み)の組み合わせ,すなわち計36パターンの基本コンポーネントの線量計算体系を構築した.さらに,患者個々に異なる照射パラメータ(特にボーラスと呼ばれる器具)については形状が極めて複雑で,手動でインプットファイルに組み込むのは効率が悪い.そのため,これらの器具について,シミュレーション計算体系内に組み込むことができるロジックを考案した.元来BNCT用の線量評価システムであるTsukuba-Planで,陽子線治療のシミュレーションを実施するためには,Tsukuba-Planが構築する人体モデルの計算体系と,本研究で構築した陽子線治療のビーム輸送系(基本コンポーネントは36種類)とを統合したPHITS計算用のインプットファイルに変換する必要がある.当該年度には,そのために必要なソフトウェアを開発し,生成したインプットファイルが正確な座標系でシミュレーションできているかについても検証した.臨床的に使用されている4種類のビームエネルギーと9種類のSOBP厚(計36パターン)のビーム輸送系について,モンテカルロ計算用の線量計算体系を構築した.また,線量計算時間が長い(時に数時間)というモンテカルロシミュレーションの弱点を改良するため,並列計算環境を整備したことで,すべてのパターンについて実測値と比較し,かつ,本研究で構築した陽子線治療のシミュレーション体系で得られる線量分布が,上述の36パターン全てにおいて実測値を再現できる環境が整った.また,患者個々にことなる照射パラメータに関しては,特に粒子線治療用のボーラスと呼ばれる複雑な形状をした器具をどのようにシミュレーション体系内に再現するか,という点が懸念であった.この懸念に対しては,臨床的に使用されている治療計画システムで構築するボーラスの設計データを基にし,ビームの深度方向に対して細分化されたレイヤーごとにボーラス材質の有無を判定するロジックでシミュレーション体系内に組み込むソフトウェア(java)を開発することで解決させた.また,このソフトウェアを利用して作成した陽子線治療用インプットファイルをPHITS上で実行し,その計算結果をTsukuba-Planで線量分布図として再現できることは確認できた.これらは研究計画立案当初通りの研究進捗状況である.2018年度の研究で,臨床の陽子線治療で用いられているビーム輸送系の基本コンポーネント部分について,さまざまなビームエネルギーとSOBP厚の組み合わせに対してでもシミュレーションで線量評価ができるよう整備を終えた.また,患者個々に異なる照射パラメータについても,semi-automaticにPHITSの線量計算体系に取り込んだインプットファイルを生成できる基盤を整えた.次なる課題は,Tsukuba-Planを用いて陽子線治療ビーム照射時の『人体内での線量分布』を正確かつ迅速に取得する事である.Tsukuba-Planは元来,ホウ素中性子捕捉療法用(BNCTという)に開発された線量評価システムで,BNCTでは患者に対して一方向から照射するという,一門照射と呼ばれる照射方法が一般的である.一方,陽子線治療の場合には一門照射のみならず,2門以上の多門照射が用いられることがある.2018年度の予備的な取り組みによって,Tsukuba-Planで多門照射を再現できることは確認済みであるが,手動による操作であること,かなり煩雑な処理過程を経る必要があることなどの理由から,時間的な効率が悪く,汎用性が悪いことが分かった.次年度には本処理過程を工夫することで,Tsukuba-Planによる多門照射の再現等,さまざまな線量評価が実現できるように研究を進める予定である.この部分を改良することによって,当初の研究目標を達成できる見込みが高まると考えられる.本研究は,モンテカルロコードPHITSと,PHITSで出力した計算結果を読み取ることのできる線量評価システム:Tsukuba-Planとを組み合わせ,陽子線治療に潜在している複数の医学物理学的課題を解決することを目指すものである.陽子線治療の線量分布は,ビーム輸送系と呼ばれるさまざまな器具によって変化する.ビーム輸送系は基本コンポーネント(ビームエネルギーとSOBP厚)と,患者個々の照射パラメータ部分(ボーラスおよびコリメータ形状,等)から構成され,これらのビーム輸送系を正確に模擬した線量計算体系を構築する必要がある.最終的には,ビーム輸送系と,その下流に位置する人体モデルの計算体系とを組み合わせたシミュレーション用インプットファイルを生成する必要がある.2018年度には,臨床で使用されている4種類のビームエネルギーと,9種類のSOBPフィルタ厚(20 mmから100 mmまで,10 mm刻み)の組み合わせ,すなわち計36パターンの基本コンポーネントの線量計算体系を構築した.さらに,患者個々に異なる照射パラメータ(特にボーラスと呼ばれる器具)については形状が極めて複雑で,手動でインプットファイルに組み込むのは効率が悪い.そのため,これらの器具について,シミュレーション計算体系内に組み込むことができるロジックを考案した.

元来BNCT用の線量評価システムであるTsukuba-Planで,陽子線治療のシミュレーションを実施するためには,Tsukuba-Planが構築する人体モデルの計算体系と,本研究で構築した陽子線治療のビーム輸送系(基本コンポーネントは36種類)とを統合したPHITS計算用のインプットファイルに変換する必要がある.当該年度には,そのために必要なソフトウェアを開発し,生成したインプットファイルが正確な座標系でシミュレーションできているかについても検証した.臨床的に使用されている4種類のビームエネルギーと9種類のSOBP厚(計36パターン)のビーム輸送系について,モンテカルロ計算用の線量計算体系を構築した.また,線量計算時間が長い(時に数時間)というモンテカルロシミュレーションの弱点を改良するため,並列計算環境を整備したことで,すべてのパターンについて実測値と比較し,かつ,本研究で構築した陽子線治療のシミュレーション体系で得られる線量分布が,上述の36パターン全てにおいて実測値を再現できる環境が整った.また,患者個々にことなる照射パラメータに関しては,特に粒子線治療用のボーラスと呼ばれる複雑な形状をした器具をどのようにシミュレーション体系内に再現するか,という点が懸念であった.この懸念に対しては,臨床的に使用されている治療計画システムで構築するボーラスの設計データを基にし,ビームの深度方向に対して細分化されたレイヤーごとにボーラス材質の有無を判定するロジックでシミュレーション体系内に組み込むソフトウェア(java)を開発することで解決させた.また,このソフトウェアを利用して作成した陽子線治療用インプットファイルをPHITS上で実行し,その計算結果をTsukuba-Planで線量分布図として再現できることは確認できた.これらは研究計画立案当初通りの研究進捗状況である.2018年度の研究で,臨床の陽子線治療で用いられているビーム輸送系の基本コンポーネント部分について,さまざまなビームエネルギーとSOBP厚の組み合わせに対してでもシミュレーションで線量評価ができるよう整備を終えた.また,患者個々に異なる照射パラメータについても,semi-automaticにPHITSの線量計算体系に取り込んだインプットファイルを生成できる基盤を整えた.次なる課題は,Tsukuba-Planを用いて陽子線治療ビーム照射時の『人体内での線量分布』を正確かつ迅速に取得する事である.Tsukuba-Planは元来,ホウ素中性子捕捉療法用(BNCTという)に開発された線量評価システムで,BNCTでは患者に対して一方向から照射するという,一門照射と呼ばれる照射方法が一般的である.一方,陽子線治療の場合には一門照射のみならず,2門以上の多門照射が用いられることがある.2018年度の予備的な取り組みによって,Tsukuba-Planで多門照射を再現できることは確認済みであるが,手動による操作であること,かなり煩雑な処理過程を経る必要があることなどの理由から,時間的な効率が悪く,汎用性が悪いことが分かった.