hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波による障害物検知と音像定位システムを融合した盲人用歩行補助器の開発

【アレイ型高周波トランスデューサ】外耳道内を高速にスキャングするため、位相差駆動で焦点距離と位置変化させるリニアアレイ型の超音波トランスデューサを作製した。高周波で位相制御を行うには、アレイ素子間隔を数10μm以下とする必要がある。そこで、フォトリソグラフィによる下部電極の作製を検討した。さらに、蒸着重合法によりポリ尿素圧電膜を蒸着し、コロナ放電による分極処理し、上部電極を蒸着して32素子の微細リニアアレイトランスデューサを作製した。アレイ型トランスデューサの動作確認として、アドミッタンス特性、超音波送受信を行った。【高周波トランスデューサの評価】従来作製した高周波トランスデューサの放射音圧特性を測定し、13kPaまで確認した。また、生体試料として、玉葱のB-modeスキャニングを行った。【微小イヤホンの設計】盲人用歩行補助器の音像提示部として検討している外耳道挿入型のフィルム型イヤホンの形状を最適化するため、外耳道モデルを作製し、以前作製した大きさ10mm×20mm,厚さ数十μmのイヤホンを励振させた場合の音響解析を有限要素法を用いて行った。【個人MRI頭部モデルを用いた音響計算】被験者のMRI頭部モデルを空間分解能1mm×1mm×1mmで作成した。頭部モデルを用いて頭部伝達関数を計算し、音像定位フィルタを作成した。被験者のモデルを用いることにより、従来の標準頭部モデルの時に比べ、音像定位率が向上した。1、外耳道内に容易に挿入できる微小イヤホンを実現する方式を検討した。人の聴覚特性を妨げない、外耳道に挿入可能な数mm程度の微小イヤホンについて、形状・挿入方法を検討した。イヤホンの作製のため、先端が細いインナーイヤホンとシリコンチューブ(外径1.5mm、内径0.7mm)を適用した。微小イヤホンが聴覚特性へ及ぼす影響について、被験者6名に対し聴取実験を行った結果、他のイヤホンと比較して影響が小さいことがわかった。2、音像定位フィルタの設計MRI頭部モデルを用いた3D音響計算により、音像定位フィルタを作成した。ここで精度高い計算を行うため、外耳道モデルとその等価回路を提案した。音像定位の計算、および、シミュレーションには数値計算ソフトを用いた。微小イヤホンを用いた音像定位について、被験者6名に対して、聴取実験を行った。結果、82%の精度で音像を定位できることが分かった。3、トランスデューサの考案さらに微小なイヤホンの作製、および、耳の微細構造をスキャニングできるトランスデューサの検討として、周波数帯域が広く、微細加工が容易なポリ尿素樹脂を用いたトランスデューサの設計、および製作を行った。蒸着重合プロセスにより成膜したトランスデューサについて、インピーダンスアナライザ電気的特性を測定した。得られたデータをパーソナルコンピュータ信号処理し、周波数特性や感度について特性評価を行った。また、ファンクションシンセサイザおよびニードル型ハイドロフォンを用いて、超音波の送受信を行い、指向性などの音波送受特性を評価した。これらの実験結果を数値計算で得られた理論値と比較した。【微小イヤホン】まず、盲人の聴覚特性を妨げない、外耳道に挿入可能な数mm程度の寸法のフィルムイヤホンを作製するため、10mm×20mm角のポリイミドフィルム上にポリ尿素薄膜(1μm)およびアルミ電極を製膜した。作製した微小イヤホンの評価として、微小マイクを用いて周波数特性を観測し、1kHz20kHzで動作することを確認した。また,外耳道内でフィルムイヤホンがどのように振動しているのか確かめるため、外耳道を模擬したアクリルパイプ内でフィルムイヤホンのたわみ振動の様子を測定した。さらに、市販のイヤホン、チューブイヤホンと本研究で提案するフィルムイヤホンが外耳道内の音響特性に及ぼす影響について、音圧測定実験を行った結果、フィルムイヤホンが最も影響が小さいことがわかった。今度、さらに最適な構造と形状を検討する予定である。【高周波トランスデューサ】外耳道形状測定用の100MHz帯の高周波トランスデューサを検討した。等価回路による数値計算から、100MHzで動作するトランスデューサの設計を行い、ポリイミドフィルム上に電極とポリ尿素圧電膜を蒸着し、高周波トランスデューサを作製した。このフィルム状のトランスデューサを屈曲させ、曲率を変化させることにより、焦点位置を変化させて超音波の送受信を行うことができる。アドミッタンス特性から100MHz付近で大きな共振特性を持つことがわかった。今後、このトランスデューサを用いて、試料のスキャニングを行う予定である。【積層型トランスデューサ】上記・トランスデューサの感度の指標となる電気機械結合係数を上げるため、積層構造のポリ尿素圧電トランスデューサを作製した。具体的には、2層、4層のトランスデューサを作製した。単層トランスデューサは、ポリイミド基板、下部アルミ電極、ポリ尿素(1.5μm)、上部アルミ電極の構造だが、積層では、下部アルミ電極とポリ尿素の層を交互に。積層構造の評価として、アドミッタンス特性を測定した結果、積層構造で電気機械結合係数が大きくなることがわかった。また、超音波送受信実験の結果、積層構造とすることで、受信電圧の振幅が大きくなることがわかった。さらに、積層構造についてMasonの等価回路を用いた数値計算から、確かに積層構造で電気機械結合係数が大きくなり、実験結果と同様に感度が向上することを確認した。【アレイ型高周波トランスデューサ】

外耳道内を高速にスキャングするため、位相差駆動で焦点距離と位置変化させるリニアアレイ型の超音波トランスデューサを作製した。高周波で位相制御を行うには、アレイ素子間隔を数10μm以下とする必要がある。そこで、フォトリソグラフィによる下部電極の作製を検討した。さらに、蒸着重合法によりポリ尿素圧電膜を蒸着し、コロナ放電による分極処理し、上部電極を蒸着して32素子の微細リニアアレイトランスデューサを作製した。アレイ型トランスデューサの動作確認として、アドミッタンス特性、超音波送受信を行った。【高周波トランスデューサの評価】従来作製した高周波トランスデューサの放射音圧特性を測定し、13kPaまで確認した。また、生体試料として、玉葱のB-modeスキャニングを行った。【微小イヤホンの設計】盲人用歩行補助器の音像提示部として検討している外耳道挿入型のフィルム型イヤホンの形状を最適化するため、外耳道モデルを作製し、以前作製した大きさ10mm×20mm,厚さ数十μmのイヤホンを励振させた場合の音響解析を有限要素法を用いて行った。【個人MRI頭部モデルを用いた音響計算】被験者のMRI頭部モデルを空間分解能1mm×1mm×1mmで作成した。頭部モデルを用いて頭部伝達関数を計算し、音像定位フィルタを作成した。被験者のモデルを用いることにより、従来の標準頭部モデルの時に比べ、音像定位率が向上した。
部分放電モデルの数理的解析

本年度の研究実績の概要は以下の通りである。1.より複雑で現実的な部分放電モデルの数理的解析前年度は、漏れの効果を導入したコンデンサーモデルの解析を行ったが、それに加えて放電の遅れと放電電圧・残留電圧のゆらぎによる確率的な効果を導入したコンデンサーモデルのふるまいを数値的に調べた。その結果は、ゆらぎの効果が小さいときに決定論的モデルに近いふるまいを見せるという自明なものであるが、以下の項目3で述べるように、数理モデルに基づいた部分放電データ解析の可能性を示している。また、このコンデンサーモデルの動力学的ふるまいの基礎である二重回転写像に関する理論を簡潔な形に再構成し、Discrete and Continuous Dynamical Systemsに論文が受理された。2.部分放電診断などの応用分野への適用以下の項目3で述べるように、部分放電診断に活かすことのできる基礎的な技術を開発した。また、新たな応用分野として、制御理論との関連が明らかになった。これは、on-off制御のようなヒステリシスのあるデジタル制御を行った場合に、そのシステムのふるまいが部分放電現象と同じ動力学的ふるまいを示すという結果である。この成果は、国際会議International Symposium on Nonlinear Theory and its Applicationsに受理され、発表を行った。3.部分放電実験および実験データ解析部分放電実験により得られた実データを用いて、確率的なコンデンサーモデルのパラメータ同定を行った。これは、部分放電診断に活かすことのできる基礎的な技術であると考えられる。また、本研究によってこれまでに得られた個々の成果をまとめることによって、部分放電現象の性質や解析手法を数理的な立場からまとめた論文の投稿を準備中である。1.部分放電サークルマップの数理的な解析交付申請書の「本年度の研究実施計画」で示した通り、放電数がカントール関数になる条件を検討した結果、等価回路モデルから帰着できる部分放電サークルマップに関しては、厳密な意味のカントール関数にはならないことが明らかになった。さらに、本研究により明らかになった数理的な性質を、予備的な実験の結果とともに論文にまとめた(Europhysics Lettersに掲載が決定)。部分放電の分野においては、最も古く単純なモデルである等価回路モデルのふるまいが実は複雑であることを示すものであり、力学系の分野においては、等価回路モデルがinterval translationmappingsという近年注目されている写像のクラスの中のあるクラスに帰着可能であることを示す、両分野において画期的な内容の論文であると言える。2.各種部分放電モデルの解析また、交付申請書の「研究の目的」で示した通り、部分放電分野への応用も本研究の重要な柱であるが、本研究で得られた数理的な理解を、部分放電診断等の技術的な分野に応用するために必要な研究を進めている。具体的には、予備的な実験で問題となった確率的なふるまいを抑え、より精緻な実験によって数理モデルのふるまいを検証することのほかに、部分放電モデルの側に、漏れの効果など、現実的な効果を加えた数理モデルのシミュレーションを行うことによっても検証を進めている。特に、実験データからモデルのパラメータの推定を行うことによって、部分放電診断や、放電データの効率的な圧縮を実現できる可能性が今年度の研究で見えてきたため、今後、技術的な分野への応用をさらに進める予定である。交付申請書の「本年度の研究実施計画」に基づき、本年度の研究の中心である以下の3点に関して、研究実績の概要を示す。1.より複雑で現実的な部分放電モデルの数理的解析本研究課題の名称が示すように、部分放電の数理モデルの解析は、本研究において最も重要な課題である。前年度までは、最も単純な部分放電のコンデンサーモデルのふるまいを数理的に調べていたが、今年度は研究実施計画に示したとおり、コンデンサーモデルに漏れの効果を付加した、より現実的な数理モデルを用いて数値シミュレーションを行った。その結果として、漏れが小さいときには基本的なコンデンサーモデルと同様の複雑なふるまいを見せることを示し、その研究結果を発表した。この結果は、等価回路モデルの複雑なふるまいが、モデルの数理的な特殊性(写像の傾きが1であること)に基づくものではなく、より一般的なものであるということを示すものであり、部分放電の数理モデルの決定論的な解析が有用であることを示している。今後さらに現実的な数理モデルの解析を行う予定である。2.部分放電診断等の応用分野への適用研究実施計画に示した通り、前年度までに得られた結果に基づいて、部分放電データの効率的な圧縮法を考案し、特許申請を準備中である。データ圧縮においては、単純で現象を良く記述できる数理モデルを用いることが重要であるが、前項で述べた、より現実的な数理モデルを適用することも可能であり、引き続き検討を続ける予定である。3.部分放電実験研究実施計画に示した通り、部分放電の実験において、雑音などの確率的なふるまいを抑えることに取り組んできたが、数理モデルの検証のために必要なだけの結果は得られていないのが現状である。本研究課題においては、数理モデルの検証も重要な課題であると考え、引き続き取り組む予定である。

また、このコンデンサーモデルの動力学的ふるまいの基礎である二重回転写像に関する理論を簡潔な形に再構成し、Discrete and Continuous Dynamical Systemsに論文が受理された。2.部分放電診断などの応用分野への適用以下の項目3で述べるように、部分放電診断に活かすことのできる基礎的な技術を開発した。また、新たな応用分野として、制御理論との関連が明らかになった。これは、on-off制御のようなヒステリシスのあるデジタル制御を行った場合に、そのシステムのふるまいが部分放電現象と同じ動力学的ふるまいを示すという結果である。この成果は、国際会議International Symposium on Nonlinear Theory and its Applicationsに受理され、発表を行った。3.部分放電実験および実験データ解析部分放電実験により得られた実データを用いて、確率的なコンデンサーモデルのパラメータ同定を行った。これは、部分放電診断に活かすことのできる基礎的な技術であると考えられる。また、本研究によってこれまでに得られた個々の成果をまとめることによって、部分放電現象の性質や解析手法を数理的な立場からまとめた論文の投稿を準備中である。
がん個別の最適治療薬・PETモニタリング薬を選定するスクリーニング系の開発と評価

従来のがん化学療法においては、患者に最適な治療薬を治療前に知ることは難しく、画一的な治療薬選択・治療計画の策定が行われてきた。一方、我々は最近、生体内腫瘍の特徴を忠実に再現する新規三次元がん細胞培養法を研究開発してきた。当該研究では、本三次元培養法を応用し、がん個別の最適治療薬・PETモニタリング診断薬を選定する新規スクリーニング系の開発を行った。その結果、本法を用いることで、対象となるがん細胞に対し、生体内で効果の高い治療薬を選定し、かつその治療効果判定を行うことができる最適なPETモニタリング診断薬を選択できることを明らかにした。本システムは、個別化医療の実現に資すると期待される。これまでのがん化学療法においては、患者に最適な治療薬を治療前に知ることは難しく、画一的ながん治療薬選択・治療計画の策定が行われてきた。一方、申請者は最近、生体内腫瘍の特徴を忠実に再現する新規三次元がん細胞培養法を研究開発し(吉井らBiomaterials 2011,プレス発表)、本法を用いて抗がん剤スクリーニングを行うことにより、生体内で実際に治療効果の高い薬剤を予測できることを明らかにしている。さらに、本法はモニタリング診断用PETプローブの選択にも応用が可能であると期待できる。そこで本研究では、三次元がん細胞培養法を応用したがん個別の最適治療薬・PETモニタリング診断薬を選定する新規スクリーニング系の開発を目的として検討を進めている。本年度は、複数のヒト由来がん細胞(HT29, HCT116)を用い、ナノプリント三次元がん細胞培養を行い、実際にがん治療薬スクリーニングを施行し、解析を行った。本研究では、がん治療薬スクリーニングとして、SCADS阻害剤キット(約300種類の抗がん剤・分子標的薬からなる化合物ライブラリー、「化学療法基盤情報支援班(文部科学省がん特定領域研究)」提供)を用いた。その結果、各細胞に対するの有効治療薬剤を選定できた。また、代表的なPETプローブの3H・14C標識体からなるPETモニタリング診断薬選定用キットを作成した。具体的には、本キットには、FDG、FLT、酢酸、メチオニン、4DSTといった代表的なPETプローブの3H・14C標識体を使用した。これにより、三次元培養によるモニタリング診断用PETプローブの選択における基盤技術を確立した。そこで本研究では、三次元がん細胞培養法を応用したがん個別の最適治療薬・PETモニタリング診断薬を選定する新規スクリーニング系の開発を目標に研究を進めている。昨年度までに、がん細胞株を使用した薬剤スクリーニングを行い、候補薬剤を選定した。また、代表的なPETプローブからなるPETプローブ選定用キットを開発した。本年度は、がん細胞株を用いた三次元培養により、実際にPETプローブの選定を行った。治療薬剤には、上記スクリーニングで選定された治療薬を用いた。その結果、至適PETプローブを選択した他、本キットを用いたPETプローブ選定プロトコルを確立した。また、担がんマウスを用いた検討についても行った。具体的には、薬剤スクリーニングで選定された治療薬剤を投与し、治療を行った後、各PETプローブを用い、治療後早期のPET像を得た。これまでのがん化学療法においては、患者に最適な治療薬を治療前に知ることは難しく、画一的な治療薬選択が行われており、実際に治療を開始するまで患者個別のがんに対して治療効果があるか否か予測することは困難であった。また、オーダーメード型がん治療の達成のためには、個々のがんに最適な治療薬を選択することに加え、その治療薬が個別のがんに対し示す反応を鋭敏に検出(モニタリング診断)し、その結果に応じて治療量や治療期間といった治療戦略を決定していく必要がある。一方、我々は最近、ナノプリント表面加工プレートを用いることにより、簡便に・均一で・再現性よく、生体内腫瘍の持つ特徴的な性質を培養器上で再現できる新規三次元がん細胞培養法を研究開発した(ナノプリント三次元がん細胞培養法)(吉井らBiomaterials 2011)。本研究では、ナノプリント三次元がん細胞培養法を用い個別のがんに最適な治療薬・PETモニタリング診断薬を選定できる新規スクリーニング法を開発した。具体的には、(1)ナノプリント三次元がん細胞培養法を用いたヒトがん細胞における有効がん治療薬の選定、(2)ナノプリント三次元がん細胞培養法によるヒトがん細胞における最適PETモニタリング診断薬の選定、(3)選定されたPETモニタリング診断薬の生体内での有効性評価を行った。その結果、ナノプリント三次元がん細胞培養法により、対象となるがんに対し、生体内で実際の効果のある薬剤が選択でき、かつそれに応じたPETモニタリング診断薬も選定できることを明らかにすることができた。

当該研究では、本三次元培養法を応用し、がん個別の最適治療薬・PETモニタリング診断薬を選定する新規スクリーニング系の開発を行った。その結果、本法を用いることで、対象となるがん細胞に対し、生体内で効果の高い治療薬を選定し、かつその治療効果判定を行うことができる最適なPETモニタリング診断薬を選択できることを明らかにした。本システムは、個別化医療の実現に資すると期待される。当初予定していた、PETプローブ選定キットのプロトコルを確立することができたため。がん生物学核医学追加解析を行い、PETプローブ選定キットの有用性につき検証する。具体的には、担がんマウスを用いたPETイメージング解析を行う。この結果を、PETプローブ選定キットを用いたin vitroの結果と比較し、本法の有用性を検証する。また、三次元培養を用いた応用の可能性について探索する。当初計画していたナノプリント三次元がん細胞培養法を用いた薬剤スクリーニングによる有効ながん治療薬の選定並びに最適PETモニタリング診断薬の選定のためのキット構築が順調に進んだため。前年度作成したPETモニタリング診断薬選定用キットを用い、代表的な三次元スフェロイドに対し、得られた有効治療薬剤の治療効果をよく反映するプローブを選定する。具体的には、薬剤を投与した群と投与しないコントロール群を作成し、これに対し、PETモニタリング診断薬選定用キットを適用し、薬剤投与群・未投与コントロール群それぞれに対するPETプローブ3H・14C標識体の取り込みを測定する。これにより、有効治療薬剤に対する最適な治療効果判定用PETプローブを選定する。当該年度は、細胞培養・実験補助のため人件費を計上していたが、大学院生等の協力が得られたため支出せず、その分を細胞培養器具・キット作成のための試薬購入に充当した。また、残額については翌年度繰り越した。翌年度繰越額については、細胞実験等(プローブスクリーニング・三次元培養用器具)に必要となる試薬の購入にあてるよう計画している。
ABO式型活性を有する各糖脂質の赤血球膜における分布

ABO式血液型物質は、赤血球膜において糖脂質および糖タンパク質として存在するが、どちらの型物質がより大きく血液型の反応に寄与しているかは未だ意見の一致をみていない。型活性を表わす糖脂質分子は糖鎖とセラミドから成り、糖鎖の長短あるいは複雑さの異なる数種類のvariantsから成る。A型活性糖脂質は既に4種類が単離同定されている。同様にB型糖脂質については5種類が同定されている。一方モノクロ-ナル抗体の普及は免疫学的検査に大きな進展をもたらし定性反応にとどまらず定量的検査にも広く利用されている。そこで本研究の開始に先だって抗ヒト血液型抗体の作製を行ない、約8000倍の凝集素価を有するIgM抗体を得た。A型、B型およびAB型の赤血球から膜を調製し有機溶媒抽出によって糖脂質を分画した。これを薄層クロマトで分離し、薄層プレ-ト上で抗Aおよび抗Bモノクロ-ナル抗体を用いてTLC Immunostainingを行なうことによって型物質を検出した。検出されたbandのうちで真の型物質かどうかをELISAおよび解離試験で確認した。確認されたbandについてクロマトスキャナ-を用いて染色強度を測定し、相対的比率を算出した。これらの値を検定するためにELISA法を用いて測定した所、両者の測定結果はよく一致していた。以上のことから次の結論が得られた。A型およびB型糖脂質ともに、薄層クロマト上で速い移動度を示す直鎖状の短い糖鎖を有する型物質がより高い比率で存在する。枝分かれ構造を持つ長い糖鎖を有する糖脂質はその複雑さとともに比率が低下した。4種類のA型物質について、A型およびAB型の赤血球間で比較すると差はなくほぼ同じ比率を示した。一方、B型物質については6種類の活性糖脂質が確認され、B型およびAB型赤血球との間には、A型糖脂質の場合と同様にほとんど差はなくよく類似した分布を示すことが判明した。A型、B型およびAB型の赤血球から膜を調整し、溶媒抽出により糖脂質を分画した。薄層クロマトグラフィーを行った後のオルシン-硫酸法による総糖脂質の染色では陽性バンド10数個が認められたが、血液型の違いによるR+の差はなかった。薄層プレート上で抗Aおよび抗bモノクローナル抗体を用いてImmunostainingを行うとA型糖脂質については56個の、B型については6個の陽性バンドが検出された。これらのバンドについてELISAと解離試験を行ない、4種のA型糖脂質と6種のB型糖脂質を確認した。TLCプレート上でのImmunostainingは偽陽性反応が出やすいという欠点はあるが、微量の糖質抗原を精製せず、しかも複数の抗原を一挙に検出できるという点で優れた方法といえる。また型活性を有するかどうかの確認で用いたELISAについては、糖脂質のプレートウェルへの固相化が必須条件であるが、糖脂質が水に溶けないため有機溶媒を使う必要がある。いくつか検討した結果、メタノールを用いるとプレートの溶解変性がなく、さらに糖脂質の剥離もなく良好な成績を得た。ただし糖脂質をメタノールに溶解して各ウェルに入れた後は完全にメタノールを揮発させる必要がある。型活性を有する糖脂質の分布についてはImmunostaining後にクロマトスキャナーを用いて染色強度から算出した。その結果、A型およびB型糖脂質ともに、薄層上速い移動度を示す直鎖状の短い糖質を有する型物質がより高い比率を示した。枝分かれれ構造を持つ長い糖鎖を有する糖脂質は、その複雑さとともに比率が低下した。A型活性糖脂質の比率について、A型およびAB型の間で比較すると、差はなくほぼ同じ比率を示した。一方、B型糖脂質については、B型とAB型の間にほとんど差はなく同様な分布を示すことが判明した。

4種類のA型物質について、A型およびAB型の赤血球間で比較すると差はなくほぼ同じ比率を示した。一方、B型物質については6種類の活性糖脂質が確認され、B型およびAB型赤血球との間には、A型糖脂質の場合と同様にほとんど差はなくよく類似した分布を示すことが判明した。赤血球膜に存在するABO式型物質は糖脂質および糖蛋白が知られているが、有機溶媒による抽出で糖脂質分画を集めた。これを薄層クロマトグラフィ-を行なって分離し、薄層プレ-ト上で抗Aおよび抗FBモノクロ-ナル抗体を用いてImmunostainingを行なうことによって型物質を検出した。検出されたbandのなかで真の型物質かどうかをELISAおよび解離試験で確認した。確認されたbandについてクロマトスキャナ-を用いて染色強度を測定し、相対的比率を算出した。その結果、A型の4種類の糖脂質の割合はA^135%、A^229%、A^320%、A^416%であった。同様にAB型についてはA^1B34%、A^2B30%、A^3B20%、A^4B16%であった。一方、B型物質については6種類が確認され、B^127%、B^225%、B^319%、B^411%、B^510%、B^69%であった。同様にAB型についてはAB^128%、AB^227%、AB^318%、AB^48%、AB^59%、AB^610%であった。これらの値を検定するために別法としてELISAを用いて測定した。プレ-トから6andの部分のゲルをかき取りメタノ-ル抽出し、倍数希釈後ELISAを行なった。吸光度は量依存性であり定量的処理が可能であった。そこで倍数希釈した糖脂質量を横軸に、吸光度を縦軸にしてLineweaver-Burkのプロットを行ない、Vmaxに相当する値を求めて産出した。その結果A型についてA^135%、A^229%、A^320%、A^416%であった。同様にAB型については、A^1B34%、A^2B30%、A^3B20%、A^4B16%であった。これはクロマトスキャナ-から得られた値と全く同じである。以上の結果から、A型およびB型糖脂質ともに直鎖状の短い糖鎖を有する型物質が高い割合で分布すること、さらにA型についてA型とAB型の間に、またB型についてはB型とAB型の間に差はなく同じ割合で分布することが明らかになった。
マルチスライスCTにおける被曝線量低減に関する研究

現在以下の項目において研究を行った。1.ノイズ修復フィルタによる低線量腹部CTでの肝臓腫瘍の検出能2.低管電圧を使用した腹部CTアンギオグラフィーにおける線量低減と造影剤の低減3.ヴァーチャルファントムの胸部CTへの応用1の項目に関しては約70例の臨床患者より肝臓CTに関する必要なデータをすべて収集した。画像データより画像のノイズ測定や視覚評価などの解析を行った。さらにCTの撮影線量やフィルタ関数に関する基礎的なデータを追加し研究内容を終了した。成果をRadiation Medicineの学術雑誌に発表した。2の項目に関しては研究内容を終了しその成果をAm J Roentgenol (AJR)の学術雑誌に発表した。この内容はCTの通常管電圧ではなく低管電圧を使用して腹部CTアンギオグラフィーの被曝線量を低減するとともに、低管電圧の特徴でもあるコントラストを増強する効果を利用して造影剤の低減もはかるものであった。今回の検討より低管電圧を使用することでCTの撮影線量を約80%程度まで、造影剤は約60%程度に低減することが可能となった。この手法は造影剤を使用する他の部位においても適応可能であり今後新たな展開が期待される。3の項目に関しては当初コンピュータで作成するヴァーチャルファントムにスリガラス状の陰影(GGO)を埋め込む予定であったが成功せず、ファントムおよび臨床例より検討を行った。この研究によりGGO自体のCT値と肺野のCT値とのコントラストが低い場合、低線量ではGGOを見逃す場合があった。CT検診などで線量を過度に低下すると診断能が低下する結果となった。この研究内容をJournal of computer assisted tomography (JCAT)の学術雑誌に発表した(in press)。現在以下の項目において研究を行っている。今後、画像データより画像のノイズ測定や視覚評価などの解析を行う予定である。さらにCTの撮影線量やフィルタ関数に関する基礎的なデータを追加することも検討している。2の項目に関しては研究内容自体終了しその成果をAm J Roentgenol(AJR)の学術雑誌に発表した。3の項目に関しては当初コンピュータで作成するヴァーチャルファントムにスリガラス状の陰影(GGO)を埋め込む予定であったが現在のところ成功していない。理由は腫瘤自体が均一であれば容易であったがが、研究対象としたスリガラス状の淡い陰影を作成する事が困難であった。さらにヴァーチャルファントムにおいて肺野の構造を再現する事も困難であった。現在臨床の肺野に腫瘤を埋め込むことや、他の手法も視野に入れて研究を継続中である。
肺癌血管内皮細胞を標的とした分子標的治療とコンパニオン診断薬の開発

担癌マウスの腫瘍血管内皮細胞,特に転移能の高い腫瘍から分離された腫瘍血管内皮細胞でビグリカンの高発現が顕著であった. siRNAでビグリカンをノックダウンすると,腫瘍細胞の血管内皮細胞の接着や細胞シート下層への浸潤の低下が認められた.マウスの肺転移モデルでは腫瘍血管内皮細胞を共移植すると転移能を持たない腫瘍細胞が転移能を獲得した.これは腫瘍血管内皮細胞におけるビグリカンの発現を抑制するとキャンセルされた.ヒト癌組織の免疫では腫瘍血管に特異的にビグリカンの発現が認められた.血液検体のELISA検査で担癌患者,特に転移陽性例で血清中ビグリカン濃度が高い傾向が認められた.A)in vitro実験.腫瘍血管内皮細胞TECで高発現するビグリカンsiRNAでビグリカンをノックダウンした.細胞増殖能,アポトーシス抵抗性に変化が認められた.In vivo実験のためにTEC,正常血管内皮NECに蛍光タンパク発現ベクターを導入した.B) in vivo実験担癌マウスを用いた検討で,マウス血清中のビグリカンをELISAで検出できるようになった.C)ヒト肺癌臨床検体.ヒト切除肺癌組織におけるビグリカンの発現解析のため臨床検体の収集を行った。これまでに腎癌で確立した免疫染色法を応用して肺組織を染色した.担癌患者,健常対照者の血清をディープフリーザーで保管し,次項の検討に用いた.D)血液検体からのビグリカンの簡易検査法.(ア)ELISAにより血清中のビグリカンの定量が可能になった.健常者対照群と比較すると,担癌患者では血清中ビグリカン濃度が高いことが明らかになった.A)in vitro実験.腫瘍血管内皮細胞TECで高発現するビグリカンsiRNAでビグリカンをノックダウンした.細胞増殖能,アポトーシス抵抗性に変化が認められた.In vivo実験のためにTEC,正常血管内皮NECに蛍光タンパク発現ベクターを導入した.B) in vivo実験.担癌マウスを用いた検討で,マウス血清中のビグリカンをELISAで検出できるようになった.C)ヒト肺癌臨床検体.ヒト切除肺癌組織におけるビグリカンの発現解析のため臨床検体の収集を行った。腎癌で確立した免疫染色法を応用して肺組織を染色した.担癌患者,健常対照者の血清をディープフリーザーで保管し,次項の検討に用いた.D)血液検体からのビグリカンの簡易検査法.ELISAにより血清中のビグリカンの定量が可能になった.これまでのウェスタンブロッティング法による半定量と比べて再現性の高いデータを得ることができた.健常者対照群と比較すると,担癌患者では血清中ビグリカン濃度が高いことが明らかになった.現在,肺癌切除患者の転帰の調査を行い,臨床病理学的データとの相関を検討中である.腫瘍血管内皮細胞におけるビグリカンの発現と,腫瘍細胞の転移促進機構を検討した.マウス由来の血管内皮細胞を使ったin vitro実験,マウスの肺転移モデル,ヒト臨床サンプルの解析を行った.A)in vitro実験:担癌マウスから腫瘍血管内皮細胞を分離培養した.正常血管内皮細胞には見られないビグリカンの高発現が腫瘍血管内皮細胞で認められた.特に転移能の高い腫瘍から分離された腫瘍血管内皮細胞でビグリカンの高発現が顕著であった.高発現するビグリカンsiRNAでビグリカンをノックダウンすると,腫瘍細胞の血管内皮細胞の接着や細胞シート下層への浸潤の増加が認められた.In vivo実験のためにしゅようと正常血管内皮に蛍光タンパク発現ベクターを導入した.B) in vivo実験:腫瘍血管内皮細胞を共移植すると転移能を持たない腫瘍細胞が転移能を獲得した.これは腫瘍血管内皮細胞におけるビグリカンの発現を抑制するとキャンセルされた.C)ヒト肺癌臨床検体.ヒト切除肺癌組織におけるビグリカンの発現解析のため臨床検体の収集を行った。これまでに腎癌で確立した免疫染色法を応用して肺組織を染色した.担癌患者,健常対照者の血清をディープフリーザーで保管し,次項の検討に用いた.D)血液検体からのビグリカンの簡易検査法.(ア)ELISAにより血清中のビグリカンの定量が可能になった.健常者対照群と比較すると,担癌患者では血清中ビグリカン濃度が高いことが明らかになった.マウス腫瘍移植モデルとヒト臨床腫瘍切除検体および血液検体の解析から,腫瘍血管内皮細胞においてビグリカンの遺伝子およびタンパク発現が高いことが確認された.担癌患者の血清中のビグリカンのタンパク濃度が高い傾向があることがELISAで確認された.また,公開されたPrognoScanデータベースの解析からビグリカン発現が予後因子であることも明らかになった.これらの結果からビグリカンがコンパニオン診断の有力候補であることが明らかになった.今後,血管新生阻害剤による治療効果とビグリカンの治療前値,治療中の変化など臨床試験で前向きに収集した臨床検体を用いて検証する必要がある.またマウスから分離培養したビグリカンを高発現する腫瘍血管内皮細胞を腫瘍細胞と共移植した実験では,ビグリカンによって腫瘍の血管内への侵入と肺への転移が増加することが確認された.この現象は転移能力の無い腫瘍細胞をビグリカンを高発現する高転移性腫瘍から分離した腫瘍血管内皮細胞と共培養したときにも再現された.つまり,腫瘍血管内皮細胞により転移能のない腫瘍最オブが転移能を付与されていた.

そのメカニズムとして腫瘍血管内皮細胞が分泌するビグリカンが腫瘍細胞を血管へと遊走させること,さらには腫瘍血管壁を貫いて血管内へ進入させることを示した.これらの現象はsiRNAで腫瘍血管内皮細胞におけるビグリカンの発現を抑えると血管内への侵入と肺転移が抑制されることから,ビグリカンは分子標的治療の対象となり得ると考えられた.担癌マウスの腫瘍血管内皮細胞,特に転移能の高い腫瘍から分離された腫瘍血管内皮細胞でビグリカンの高発現が顕著であった. siRNAでビグリカンをノックダウンすると,腫瘍細胞の血管内皮細胞の接着や細胞シート下層への浸潤の低下が認められた.マウスの肺転移モデルでは腫瘍血管内皮細胞を共移植すると転移能を持たない腫瘍細胞が転移能を獲得した.これは腫瘍血管内皮細胞におけるビグリカンの発現を抑制するとキャンセルされた.ヒト癌組織の免疫では腫瘍血管に特異的にビグリカンの発現が認められた.血液検体のELISA検査で担癌患者,特に転移陽性例で血清中ビグリカン濃度が高い傾向が認められた.担当大学院生の異動のため,肺癌検体とペア血清の集積,解析に遅れが生じた.2015年4月より,3名の大学院生が本研究に携わるようになり,本年度前半には目標の100例以上を解析できる見込みとなっている.本補助事業期間の延長によって繰り越した研究費を用いて,血清はELIZA法で,切除検体は免疫染色とRT-PCRでのビグリカンと血管新生関連因子の解析を行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。呼吸器外科血管内皮細胞に遺伝子導入を行い,in vivoにおけるビグリカンによる転移促進機序の解明を行うことが出来た.現在論文投稿中で,今後,リバイズのための実験が必要になる可能性がある.ヒト臨床検体,血清と切除組織におけるビグリカンタンパク量の相関,臨床データとの相関を検討し,ビグリカンのコンパニオン診断としての有用性の検討をさらに勧める.血管内皮細胞に遺伝子導入を行い,in vivoにおける転移機序の解明は順調に進行中である.また,ビグリカンの検出系としてELISAを確立することに成功している.今後臨床データをアップデートして,コンパニオン診断としての有用性を検討できる見込みである.血管内皮細胞に遺伝子導入を行い,in vivoにおける転移機序の解明は順調に進行中である.また,ビグリカンの検出系としてELISAを確立することに成功している.現在臨床データをアップデートして,コンパニオン診断としての有用性を検討中である.27年度が最終年度であるため、記入しない。担当大学院生の異動のため,肺癌検体とペア血清の集積,解析に遅れが生じた.来年度前半には目標の100例以上を解析できる見込みとなっている.本補助事業期間の延長によって繰り越した研究費を用いて,血清はELIZA法で,切除検体は免疫染色とRT-PCRでのビグリカンと血管新生関連因子の解析を行う.1) in vivoにおけるビグリカンによる転移促進機序の解明をすすめる.2)ヒト臨床検体,血清と切除組織におけるビグリカンタンパク量の相関,臨床データとの相関を検討し,ビグリカンのコンパニオン診断としての有用性を検討する.1) in vivoにおけるビグリカンによる転移促進機序の解明をすすめる.2)ヒト
表面トポグラフィーの増幅制御とポリマー物性の可逆変換

非晶性高分子の熱膨張や架橋に伴う硬化収縮など体積変化を積極的に利用する表面トポグラフィー(表面微細構造)の構築と制御、および濡れ性など表面物性制御への応用に関する研究を行った。架橋部位の光パターニングによる表面微細構造形成と共有結合形成時の表面自由エネルギー変化を相乗的に利用することで効果的に濡れ性を制御可能であること、および加熱、放冷に伴う高分子の体積変化をトリガーとして微細構造をポリマー薄膜に増幅転写可能であることを見出した。本研究課題は、高分子薄膜の表面トポグラフィーの増幅制御による物性の可逆変換を目的とする。前年度の成果を踏まえ、平成25年度は表面トポグラフィー制御による異方的な濡れ性の発現および熱膨張と収縮を利用する表面トポグラフィー制御の2点に取り組んだ。1.異方的な光パターニングと濡れ性評価前年度の成果に基づき、光二量化により効率的に体積収縮および表面自由エネルギーが低下するポリマーを用い、光パターニングの形状およびサイズが濡れ性に与える影響を評価した。等方的な光パターニングを行った場合は濡れ性の異方性が見られないのに対し、ストライプ状など異方的な光パターニングを行うことにより、濡れ性に異方性が発現することを明らかにした。パターンサイズの効果についても検討を行った。さらに、共重合による濡れ性制御範囲の拡大、表面の再配向と固定化が可能なことも明らかにした。2.熱膨張と収縮を利用する表面トポグラフィー制御架橋ポリマーなどの弾性体表面に密着した弾性率の高い金属薄膜に圧縮応力が加わると座屈変形が起こり、マイクロメートルスケールのしわ(マイクロリンクル)が形成されることが報告されている。弾性体のマクロな形状がマイクロリンクルの異方性に与える影響を評価し、臨界座屈応力の観点から金属薄膜の形状と異方性の関係を明らかにした。さらにマイクロリンクルの形成過程の観察に成功し、マクロな形状からは予測できない異方性発現メカニズムを明らかにした。マイクロリンクルの異方性が濡れ性などの表面物性に与える効果、可逆的なマイクロリンクル形成の可能性についても検討を行い、これらの制御を可能にする予備的知見を得た。平成24年度は、架橋が起こる際、van der Waals距離にあった分子や官能基が共有結合距離に近づくことにより体積収縮(硬化収縮)が起こることを利用し、光架橋性高分子薄膜表面への微細な凹凸のパターニングと濡れ性変換について検討した。効率的に体積収縮させることを目的とし、薄膜状態での光架橋速度、膜厚減少率について詳しく検討した結果、光架橋にともなう高分子薄膜の膜厚変化率はバルク状態でのガラス転移温度に依存し、ガラス転移温度が低いほど膜厚減少率が大きくなることを明らかにした。光架橋により体積収縮する収縮性ポリマー薄膜にフォトマスクを通して光照射を行うと、露光部のみで架橋および膜厚減少が起こり、薄膜表面にフォトマスク由来の凹凸を形成することに成功した。全面露光した薄膜とフォトパターニングした薄膜の光架橋前後の濡れ性変化を比較すると、フォトパターニングした薄膜の方がより大きな濡れ性変化を示した。一方、光架橋が進行しても体積収縮が起こらない非収縮性ポリマーでは、全面露光した方が大きな濡れ性変化を示した。以上より、光架橋に伴う濡れ性変化には化学構造変化によるポリマー薄膜の表面張力変化が寄与し、表面張力の異なる微細な凹凸が形成される場合、より効果的な濡れ性変換を達成できることが明らかとなった。光架橋した薄膜の脱架橋とアニーリングにより膜厚および濡れ性の回復が可能であることも明らかにした。本研究では、表面トポグラフィーの増幅制御と物性の可逆変換が可能な材料設計および基礎的知見を得ることを目的とし、熱膨張など架橋ポリマーの可逆的な体積変化、および可逆的な架橋性基と架橋に伴う硬化収縮を利用することにより表面微細構造の可逆的な形成が可能になることに着眼し、表面トポグラフィー制御による濡れの異方性発現や可逆変換、表面微細構造の転写や増幅制御に関する検討を行った。最終年度である平成26年度は、前年度までの成果をさらに発展させるべく濡れの可逆変換や異方性発現に関する検討を継続するとともに、熱膨張と収縮を利用する表面トポグラフィー制御に関連し表面微細構造の転写および増幅制御に関する取り組みを開始した。弾性体に密着した金属薄膜が座屈変形を受けるとマイクロメートルスケールのしわ(マイクロリンクル)が形成されるが、異方的に熱膨張および収縮する弾性体を利用することにより、一方向に配向したマイクロリンクルを自発的に形成することが可能であり、濡れにも異方性が生じることを明らかにした。また、金属薄膜上にポリマー薄膜をスピンコートした後マイクロリンクル形成を行うことにより、ポリマー薄膜にマイクロリンクルが異方性を保持したまま転写され、濡れの異方性も保持されることを見出した。

さらに、ポリマー薄膜の膜厚によって転写されるマイクロリンクルの波長を制御することが可能であり、波長を10倍以上に増幅させることも可能であることを明らかにした。高分子合成平成25年度は、表面トポグラフィー制御により異方的な濡れ性を示す表面設計を行うことを目標としていた。研究計画通り、異方的な光パターニングと濡れ性の評価および熱膨張と収縮を利用する表面トポグラフィー制御に関する研究を進め、異なる2つのアプローチにより異方的な表面トポグラフィー制御および異方性のある濡れ性をもつ表面の構築を達成した。当初の計画および目標をクリアしたことからおおむね順調に進展していると判断する。本課題は、第一のアプローチとして可逆的な表面トポグラフィー制御と表面物性の可逆変換を目的として進めてきた。まず、光反応性モノマーへのスペーサーの導入などの分子設計、ガラス転移温度を低下させるコモノマーとの共重合による光架橋性ポリマーのガラス転移温度制御により、反応効率の向上および効果的な体積変化を達成した。架橋部位として可逆的な反応部位、例えば可逆的な光二量化部位を用いることにより光照射による架橋と脱架橋を達成し、さらに架橋と脱架橋を体積収縮および体積膨張に反映させることにより表面トポグラフィーの可逆制御および濡れ性の可逆的な制御を達成した。以上のように、当初計画していた目標をクリアしたことから、おおむね順調に進展していると判断する。最終年度である平成26年度は、引き続き異方的な濡れ性を示す表面設計に取り組み、異方性の拡大や可逆的なマイクロリンクル形成による濡れ性の可逆制御に発展させる。動的接触角測定により光反応前後の高分子薄膜の運動性の評価も行う。また、これまでに得られた知見を活用し、薄膜のフリースタンディング化やフリースタンディング薄膜の光反応を利用する物性制御にも取り組む。平成25-26年度は、1異方的なパターニングによる濡れの異方性の発現、2熱膨張と収縮を利用する表面トポグラフィー制御、3硬化収縮をプローブとして利用する高分子薄膜界面での運動性評価を中心に研究を進める。1では、まず、収縮性ポリマーおよび非収縮性ポリマーを用いてパターンサイズが濡れ性変化に与える影響を明らかにし、さらに異方的なパターニングの効果についても検討する。2では、架橋ポリマーなどの弾性体表面に弾性率の高い金属薄膜などを蒸着することで、熱膨張率と弾性率の差を利用する自発的な凹凸形成を行い、弾性体のマクロな形状と表面形状の異方性について詳細に検討する。表面形状と表面物性の関係についても明らかにする。3では光架橋に伴う膜厚減少率がポリマーのガラス転移温度に依存することを利用し、膜厚変化率の測定から薄膜界面の運動性評価を行うことを試みる。フリースタンディング薄膜についても検討する。平成25年度は設備備品として動的接触角測定装置を導入したが、当初予定より納品が1ヶ月程度遅れた。このため、平成26年度の研究をスムーズにスタートさせるために平成25年度中に行う予定にしていた装置の立ち上げやトレーニングが遅れ、関連する消耗品等の支出が減ったため繰り越し金が生じた。繰り越した予算は上記消耗品の購入に充てるとともに、現有機器では行えない高分子の構造評価の必要性が生じたため外部機関への依頼測定または測定機器の導入に活用する予定である。
正統的周辺参加の学習論に基づくアジャイル開発マネジメント教育の研究

本研究は,アジャイル開発のチームメンバ,プロダクトオーナーおよびファシリテーターに求められるマネジメントスキルを修得するため,開発プロセスにおいて実行されるプラクティスを疑似体験するロールプレイ演習システムを開発する.具体的には、(1)アジャイル開発プロセスで生み出す価値の量をシミュレーションにより算出するため,システムダイナミックスモデルと待ち行列ネットワークモデルを組み合わせたアジャイル開発プロセスモデルを構築し,(2)アジャイル開発で生み出される価値の量を定量的に算出するために、アジャイル開発プロセスにてより多くの価値を生み出すために実行されるプラクティスと開発プロセスの生産性を低下させる要因の関係を定式化し,(3)正統的周辺参加の学習論に基づき,開発業務という文脈の中で学習者がアジャイル開発のマネジメント知識の定着を図るロールプレイ演習シナリオを開発する.2107年10月,PMI(Project Management Institute)からPMBOK; Guide Sixth EditionとAgile Practice Guideが刊行され,顧客の要求が確定している下で費用とリリース時期を遵守するマネジメントと顧客が求める価値を繰り返し提供し続けるアジャイル開発のマネジメントの関係が記述されているが、二つのマネジメントの使い分けについて確定した知見はない.このような状況に鑑み、本研究の成果を実装したロールプレイ演習で、学習者個々人が開発実務においてアジャイル開発と伝統的な開発のマネジメントを使い分ける能力を涵養できる学習環境を提供する意義は大きい.アジャイル開発の実態調査に先立ち、アジャイル型開発におけるプラクティス活用リファレンスガイド(独立行政法人情報処理推進機構技術本部ソフトウェア・エンジニアリング・センター、平成25年3月19日)に記載されているプラクティスの相互依存関係からアジャイル開発チームの生産性を上げるプラクティスと生産性向上阻害要因との関係をシステムダイナミックス(SD)モデルで表した。具体的には、アジャイル開発開始時点で列挙されたユーザーストーリーが、スプリントを繰り返しプロダクトとして実装される様子、およびアジャイル開発のチームが抱えるプロダクトバックログの数とスプリントで実施するために選択されたユーザーストーリーの数の時系列の変化をシミュレーションにより提示するモデルである。このSDモデルにはアジャイル型開発におけるプラクティス活用リファレンスガイドに記載されている46のプラクティスの中から、プロセス・プロダクトのカテゴリに含まれ利用率が70%以上のユーザーストーリー、プロダクトバックの優先順位付け、スプリントバックログ、ベロシティ計測、ふりかえり、技術・ツールのカテゴリに含まれ利用率が40%以上の自動化された回帰テスト、テスト駆動開発、ユニットテストの自動化、受入テスト、リファクタリング、シンプルデザイン、逐次の統合、継続的インテグレーション、集団によるオーナシップ、コーディング規約をモデルに組み入れた。チーム運営・組織・チーム環境のカテゴリのプラクティスについては学習者が獲得するスキルに対応するので、ロールプレイ演習にて測定するRubricsの対象とした。アジャイル開発マネジメント教育を提供するために、作成したアジャイル開発プロセスを模擬するSDモデルが、開発実務におけるアジャイル開発チームの生産性を上げるプラクティスと生産性向上阻害要因との関係を表している必要がある。既に作成した無限母集団有限待ち行列ネットワークでスプリントの生産性を表すモデルを作成したSDモデルに組み込む。モデルが現実のアジャイル開発プロセスを表わせるように、アジャイル開発の実務者からアジャイル開発プロセスモデルに設定したプラクティスの実施における作業量を聞き取り調査する。その結果を以て、アジャイル開発チームがスプリントあたりに生産する出荷可能なソフトウェアの規模とプラクティス・顕在化した進捗阻害要因との関係式を導出する。次に、実務者からの聞き取りおよびアジャイル開発の作業見積もりに関する論文を参考に、仮想プロジェクトの文脈を作成し、チームメンバ,プロダクトオーナーおよびファシリテーターの役割を演じる学習者が登場するロールプレイ演習シナリオを開発する。シナリオは学習者の内発的動機付けの好奇心と達成動機を考慮して設計する。学習者に動機付けを与えるシナリオは、ケラーのARCS(Attention, Relevance, Confidence, Satisfaction)モデルに則る12の問いかけに答える文脈を含むシナリオを開発する。アジャイル開発におけるマネジメントのスキルを獲得するためにロールプレイ演習を実施し、学習者が獲得する実践知をRubricsで定量評価し,結果をロールプレイ演習シナリオの変更あるいはアジャイル開発プロセスモデルに反映させる学習サイクルを回す。本研究は,アジャイル開発のチームメンバ,プロダクトオーナーおよびファシリテーターに求められるマネジメントスキルを修得するため,開発プロセスにおいて実行されるプラクティスを疑似体験するロールプレイ演習システムを開発する.具体的には、(1)アジャイル開発プロセスで生み出す価値の量をシミュレーションにより算出するため,システムダイナミックスモデルと待ち行列ネットワークモデルを組み合わせたアジャイル開発プロセスモデルを構築し,(2)アジャイル開発で生み出される価値の量を定量的に算出するために、アジャイル開発プロセスにてより多くの価値を生み出すために実行されるプラクティスと開発プロセスの生産性を低下させる要因の関係を定式化し,(3)正統的周辺参加の学習論に基づき,開発業務という文脈の中で学習者がアジャイル開発のマネジメント知識の定着を図るロールプレイ演習シナリオを開発する.2107年10月,PMI(Project Management Institute)からPMBOK; Guide Sixth EditionとAgile Practice Guideが刊行され,顧客の要求が確定している下で費用とリリース時期を遵守するマネジメントと顧客が求める価値を繰り返し提供し続けるアジャイル開発のマネジメントの関係が記述されているが、二つのマネジメントの使い分けについて確定した知見はない.このような状況に鑑み、本研究の成果を実装したロールプレイ演習で、学習者個々人が開発実務においてアジャイル開発と伝統的な開発のマネジメントを使い分ける能力を涵養できる学習環境を提供する意義は大きい.アジャイル開発の実態調査に先立ち、アジャイル型開発におけるプラクティス活用

リファレンスガイド(独立行政法人情報処理推進機構技術本部ソフトウェア・エンジニアリング・センター、平成25年3月19日)に記載されているプラクティスの相互依存関係からアジャイル開発チームの生産性を上げるプラクティスと生産性向上阻害要因との関係をシステムダイナミックス(SD)モデルで表した。具体的には、アジャイル開発開始時点で列挙されたユーザーストーリーが、スプリントを繰り返しプロダクトとして実装される様子、およびアジャイル開発のチームが抱えるプロダクトバックログの数とスプリントで実施するために選択されたユーザーストーリーの数の時系列の変化をシミュレーションにより提示するモデルである。このSDモデルにはアジャイル型開発におけるプラクティス活用リファレンスガイドに記載されている46のプラクティスの中から、プロセス・プロダクトのカテゴリに含まれ利用率が70%以上のユーザーストーリー、プロダクトバックの優先順位付け、スプリントバックログ、ベロシティ計測、ふりかえり、技術・ツールのカテゴリに含まれ利用率が40%以上の自動化された回帰テスト、テスト駆動開発、ユニットテストの自動化、受入テスト、リファクタリング、シンプルデザイン、逐次の統合、継続的インテグレーション、集団によるオーナシップ、コーディング規約をモデルに組み入れた。チーム運営・組織・チーム環境のカテゴリのプラクティスについては学習者が獲得するスキルに対応するので、ロールプレイ演習にて測定するRubricsの対象とした。アジャイル開発マネジメント教育を提供するために、作成したアジャイル開発プロセスを模擬するSDモデルが、開発実務におけるアジャイル開発チームの生産性を上げるプラクティスと生産性向上阻害要因との関係を表している必要がある。既に作成した無限母集団有限待ち行列ネットワークでスプリントの生産性を表すモデルを作成したSDモデルに組み込む。モデルが現実のアジャイル開発プロセスを表わせるように、アジャイル開発の実務者からアジャイル開発プロセスモデルに設定したプラクティスの実施における作業量を聞き取り調査する。その結果を以て、アジャイル開発チームがスプリントあたりに生産する出荷可能なソフトウェアの規模とプラクティス・顕在化した進捗阻害要因との関係式を導出する。