hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオマテリアルを用いた機能性ゲルの作成とその物性の検討

βγクリスタリンスーパーファミリーに属するタンパク質AFP1は,放線菌が分泌するキチン結合タンパク質で,抗菌活性を持っている.我々は,このタンパク質を比較的高濃度の水溶液にした場合,低温でゲル化することを見いだした.この性質を利用してバイオマテリアルを用いたゲルを作成することとその物性を検討することが本研究の目的である.15年度は,大腸菌を利用したAFP1の大量発現系の構築,目的タンパク質の発現・精製方法の確立を行った.16年度は,これを用いて目的タンパク質の発現・精製が自由に行えるようになった.17年度には,類似の立体構造を有すると予想される新規タンパク質に関して,ハイダラバード(インド)の細胞分子生物学研究所の研究グループから共同研究の依頼を受けた.このタンパク質に関しても発現系を確立し精製方法を検討した.いずれの目的タンパク質に関しても充分量調製できるようになった.さらに,これら試料タンパク質のゲル化条件の検討を行った.その結果,ゲル化に際して濃度依存性があり,高濃度であればあるほどより高温に於いてもゲル化することが明らかとなった.また,このゲル化が温度に依存した可逆的な反応であり,溶液状態に戻したタンパク質が機能を発現する立体構造を保持していることもNMRスペクトルを測定した結果から明らかになった.現在はこの研究を発展させ,各種タンパク質における熱安定性の因子を探るべくバイオインフォマティクス研究を行っている.これと同時に,統計学データを裏付けする変異体実験も行っている.βγクリスタリンスーパーファミリーに属するタンパク質AFP1は,放線菌が分泌するキチン結合タンパク質で,抗菌活性を持っている.このタンパク質を1mM程度の濃度の水溶液にした場合,低温にするとゲル化することを見いだした.この性質を利用してバイオマテリアルを用いたゲルを作成することとその物性を検討することが本研究の目的である.初年度は,大腸菌を利用したAFP1の大量発現系の構築,目的タンパク質の発現・精製方法の確立を目標とした.まず,目的タンパク質をコードするDNAのオリゴマーを受託合成によって入手した.これら断片を酵素処理して1本鎖とし,PCR法を用いて増幅した.DNAの配列は受託分析によって確認した.次に,目的タンパク質をコードするDNAをプラスミドpET30へ導入した.さらに,大腸菌BL21株を形質転換しこのプラスミドを組み込んだ.少量のLB培地で大腸菌を培養し,SDS電気泳動で目的タンパク質の発現を確認した.目的タンパク質は,封入体として発現された.これを回収し精製する方法を確立した.タンパク質変性剤の一種であるグアニジン塩酸塩を用いて沈殿分画から目的タンパク質を溶解し,透析によって徐々に変成剤濃度を低くすることで目的タンパク質の可溶化が達成出来た.カラム操作を行わなくても目的タンパク質の純度が非常に高いことがSDS電気泳動で確認された.変成剤を除去した目的タンパク溶液を濃縮し,NMR測定を行った.2D-NOESYスペクトルから,この試料は安定した高次構造を有していることが確認出来た.以上のように,初年度の目標は達成された.次年度は,本試料を用いてゲル化条件(濃度,温度など)を検討する予定である。βγクリスタリンスーパーファミリーに属するタンパク質AFP1は,放線菌が分泌するキチン結合タンパク質で,抗菌活性を持っている.我々は,このタンパク質を1mM程度の濃度の水溶液にした場合,低温にするとゲル化することを見いだした.この性質を利用してバイオマテリアルを用いたゲルを作成することとその物性を検討することが本研究の目的である.昨年度は,大腸菌を利用したAFP1の大量発現系の構築,目的タンパク質の発現・精製方法の確立を行った.本年度は,これを用いて目的タンパク質の発現・精製が自由に行えるようになった.目的タンパク質を充分量調製し,このゲル化条件の検討を行った.その結果,ゲル化に際して濃度依存性があり,高濃度であればあるほどより高温に於いてもゲル化することが明らかとなった。また,このゲル化が温度に依存した可逆的な反応であり,溶液状態に戻したタンパク質は立体構造を保持していることもNMRスペクトルを測定した結果から明らかになった.また,類似の立体構造を有すると予想される新規タンパク質に関して,ハイダラバード(インド)の細胞分子生物学研究所の研究グループから共同研究の依頼を受けた.このタンパク質はカルシウムイオン濃度に依存してゲル化する性質を有していることが明らかとなりつつあり,本研究の次年度での新展開が期待される.βγクリスタリンスーパーファミリーに属するタンパク質AFP1は,放線菌が分泌するキチン結合タンパク質で,抗菌活性を持っている.我々は,このタンパク質を比較的高濃度の水溶液にした場合,低温でゲル化することを見いだした.この性質を利用してバイオマテリアルを用いたゲルを作成することとその物性を検討することが本研究の目的である.15年度は,大腸菌を利用したAFP1の大量発現系の構築,目的タンパク質の発現・精製方法の確立を行った.16年度は,これを用いて目的タンパク質の発現・精製が自由に行えるようになった.17年度には,類似の立体構造を有すると予想される新規タンパク質に関して,ハイダラバード(インド)の細胞分子生物学研究所の研究グループから共同研究の依頼を受けた.このタンパク質に関しても発現系を確立し精製方法を検討した.いずれの目的タンパク質に関しても充分量調製できるようになった.さらに,これら試料タンパク質のゲル化条件の検討を行った.

その結果,ゲル化に際して濃度依存性があり,高濃度であればあるほどより高温に於いてもゲル化することが明らかとなった.また,このゲル化が温度に依存した可逆的な反応であり,溶液状態に戻したタンパク質が機能を発現する立体構造を保持していることもNMRスペクトルを測定した結果から明らかになった.現在はこの研究を発展させ,各種タンパク質における熱安定性の因子を探るべくバイオインフォマティクス研究を行っている.これと同時に,統計学データを裏付けする変異体実験も行っている.
血液細胞分化を調節する遺伝プログラムの解析

本研究では、細胞分化研究における代表的モデル系である血液細胞を用いて、細胞分化を規定する転写因子群とその機能を分子レベルならびに個体レベルで明らかにすることを試みた。その結果、Bachをはじめ、造血系細胞の分化に関わるいくつかの転写因子に関して理解が深まった。また、新しい知見とともに予想外の知見も蓄積されたことから、得られた成果が新しい展開へつながることが期待される。(1)新しいNF-E2関連因子のさらなる検索を行い、新規因子Nrf3を発見した。発現パターンの解析結果から、Nrf3は造血細胞の分化過程で機能する可能性が考えられる。そこで、その機能を個体レベルで理解するために、エンゲル教授と共同でnrf3ノックアウトマウス作成を開始した。(2)Nrf2は造血系細胞の分化過程で重要な役割を担うものと予想された。そこで、ノックアウトマウスを作成し、変異マウスにおける造血系の異常の有無を検討したところ、顕著な変化は認められなかった。しかしながら、予想外なことに、変異マウスでは異物代謝系第二相の酵素遺伝子群の発現誘導が起きないことが明らかになった。すなわち、Nrf2は異物代謝系酵素群のマスター発現調節因子であると考えられる。(3)Bach1の特徴は、クロマチン構造の調節に関わるモチーフBTBドメインを有することである。そこで、BTBドメインの機能を原子間力顕微鏡を用いて解析し、Bach1はシス制御領域間の相互作用を仲介する構造転写因子として機能することを明らかにした。現在、bach1遺伝子を欠損するノックアウトマウスを作成し、解析を進めているところである。本研究は血液細胞の増殖分化を調節する転写因子の機能を解明することを目的とし、本年度は以下の成果を得た。1. Bachlは血液細胞分化のごく初期から発現する転写因子である。また、赤白血病(MEL)細胞において小Maf因子はBachlとのヘテロ二量体としてDNAに結合する。2. Bach2はB細胞において細胞系列および分化段階特異的に発現する。また、Bach2は小Maf因子とのヘテロ二量体として機能する。3. BachlやBach2のBTB領域に特異的に結合するロイシンジッパー型新規蛋白質やBTBドメインを有する転写因子を発見した。4. GATA-1遺伝子のプロモーター、およびGATA-2遺伝子プロモーターの解析から、各遺伝子の造血細胞特異的発現において重要なシスエレメントを同定した。5.小Maf因子のうち、MafKおよびMafGの遺伝子破壊マウスの作出に成功した。6. Bachlの遺伝子破壊マウスの作出に成功した。本研究により、Bachファミリーの血液細胞分化において重要な役割を担うことが示唆された。その機能は小MafおよびBach遺伝子破壊マウスの形質を解析することにより明らかになるであろう。また、本年はGATA因子遺伝子群の上流の調節因子を探る準備を終了することができた。各エレメントに対する結合活性を同定することにより、造血発生過程において重要な役割を担う新しい転写因子を同定できると期待される。本研究では、細胞分化研究における代表的モデル系である血液細胞を用いて、細胞分化を規定する転写因子群とその機能レベルならびに個体レベルで明らかにすることを試みた。

そこで、ノックアウトマウスを作成し、変異マウスにおける造血系の異常の有無を検討したところ、顕著な変化は認められなかった。しかしながら、予想外なことに、変異マウスでは異物代謝系第二相の酵素遺伝子群の発現誘導が起きないことが明らかになった。すなわち、Nrf2は異物代謝系酵素群のマスター発現調節因子であると考えられる。(3)Bach1の特徴は、クロマチン構造の調節に関わるモチーフBTBドメインを有することである。そこで、BTBドメインの機能を原子間力顕微鏡を用いて解析し、Bach1はシス制御領域間の相互作用を仲介する構造転写因子として機能することを明らかにした。現在、bach1遺伝子を欠損するノックアウトマウスを作成し、解析を進めているところである。
ウシ肝細胞における急性相タンパク質の遺伝子発現調節機構の解析

急性相タンパク質は、炎症性サイトカインが肝細胞を刺激することにより合成・分泌される血清タンパク質の総称であり、生体の防御・免疫機能に関与している。申請者はこれまでウシの急性相タンパク質の血中レベルの変動等について研究を進め、ラット等の実験動物やヒトでこれまで報告されてきたものとは異なるいくつかの特徴的な現象を見いだしてきた。本研究ではこれを更に発展させ,この現象の根幹となる遺伝子発現調節機構をin vitroの肝細胞培養実験系を用いて解明することを試み,いくつかの新知見を得ることができた。[1]ウシ急性相タンパク質の型別(I型とII型)の検討近年、ラットやヒト由来の材料を用いた研究結果に基づき、急性相タンパク質は作用するサイトカインの種類によりI型(インターロイキン(IL)-1と腫瘍壊死因子(TNF)が例外無くともに作用し,IL-6も効果があることがある)とII型(IL-6でのみ誘導される)に分類されるのが一般的となってきた。申請者は,これがウシの急性相タンパク質にもあてはまるか否かを明らかにするため,ウシのハプトグロビン(Hp),C-反応性タンパク質(CRP),alpha 1-酸性糖タンパク質(al-AG),alpha 2-マクログロブリン(a2-MG)のcDNAをそれぞれクローニングしてこれをプローブとし,サイトカインで刺激したウシの初代培養肝細胞におけるこれら急性相タンパク質のmRNA発現量をNorthernハイブリダイゼーション法で解析した。その結果,ラットやヒトでI型急性相タンパク質と考えられているHp,CRP,al-AGがいずれもTNFとIL-6で誘導されるがIL-1では誘導されないことを明らかにした.すなわち,これまでラットやヒトで提唱されているI型とII型の分類はウシにあてはまらないことを発見し,ウシに特有の急性相タンパク質合成調節機構が存在することが示唆された。[2]ウシ特有の上記機構解明の試み上記(1)についてHp,CRP,al-AGがラットやヒトでI型であることを考えると、ウシでもこれらが基本的にはI型類似だが、何らかの因子の欠陥によりIL-1に不応答であると予想できる。このウシ肝細胞に欠けている因子を遺伝子相補により単離することを最終目標としてそれに不可欠なウシ肝細胞株の樹立を試みた。ウシ初代培養肝細胞にSV40ウイルス由来の大型T抗原(LT)を導入して不死化することを試みた。哺乳動物細胞発現ベクターあるいはアデノウイルスに組み換えたLTを導入したところ,長期培養に耐える細胞がいくつか得られたが,残念ながらこれらでは急性相タンパク質遺伝子の発現を認めなかった。現在,不死化の方法を変更してさらにウシ肝細胞株樹立を試みている。
農業経営体における環境会計の確立とその利用

企業等では,環境保全に対する取り組みを環境会計を用いて定量的に把握し経営に活かしている。一方,農業経営体では環境保全型農業への取り組みが進展しているにもかかわらず,環境会計等を用いてその取り組みを定量化しているところはほとんどない。そこで本研究では,農業経営体における環境会計を確立するために,以下の手順で研究を行う。1.企業の環境会計の取り組みと利用状況に関する分析2.農業経営体への環境会計の適用3.農業経営体への環境会計の導入とその情報の公表本年度は,上記研究の目的において掲げた3.農業経営体への環境会計の導入とその情報の公表を行った。第一に,農業環境会計モデルの構築を行った。具体的には,2004年度および2005年度の研究成果から得られた慣行農法を基準にする方法を採用し,実際に地域全体で環境保全型農業を行う地区の農業経営体の取り組みを調査することでモデルの構築を行った。第二に,農業環境会計モデルを利用し,環境保全型農業の取り組みの分析を行った。この結果,農薬および化学肥料をまったく使用しない農法よりも,除草剤を使用し,化学肥料を慣行農法の半分使用する農法の方が経営と環境のバランスが取れている農法であるという結論が得られた。第三に,農業環境会計モデルおよび算定結果を農業におけるステークホルダーに公表し,農業環境会計の評価を行った。その結果,農業環境会計の概念および慣行農法を基準にする方法については支持が得られたが,環境に関する項目については今後も議論が必要となった。また,環境会計で示される定量的な情報とともに,写真や文字を用いて表される定性的な情報もあわせて伝達していく必要があることも示された。企業等では,環境保全に対する取り組みを環境会計を用いて定量的に把握し,その結果を経営に活かしている.一方,農業経営体では環境保全活動を行っていても,環境会計等を用いてその取り組みを定量化している例はほとんどない.農業の持つ環境便益が議論されるにいたり,環境保全型農業に対する税制上の優遇措置や,その取り組みに対する直接支払いなどが行われつつある.こうした状況のもと農業経営体は環境に対する便益を定量化し,行政や納税者である国民に対してアカウンタビリティを果たしていかなければならない.その手段として企業等で用いられている環境会計が有効であるが,企業等における環境会計をそのまま農業経営体に導入するには限界があり,農業独自の環境会計を確立していく必要がある.農業経営体における環境会計を確立するために,環境保全型農業に取り組む経営体に対して調査を行うとともに,環境保全型の農法である冬期湛水水田を行っている宮城県田尻町において成果報告会等に出席した.そこでは,環境保全型農業の効果は,自然科学分野でも確かなことがいえず,農法の確立も未だ手探りの状態にあることが分かった.しかし,日本とは対照的に,スイスにおいては,すでに農業経営体の95%が環境直接支払いを受けている.スイスの農業経営体がその取り組みを証明する'Proof of compliance with ecological requirements'は,農業経営体における環境会計の情報を構築する上で非常に参考になるものであった.さらに,環境保全活動を通じて優遇措置を受ける経営体がアカウンタビリティを果たすためには,それを取り巻くステークホルダーが必要とする情報を提供すべきであるという考えに基づき,ステークホルダーらが需要する情報について調査を行った.この結果は,学会等(研究発表の項参照)で報告した.企業等では、環境保全に対する取り組みを環境会計を用いて定量的に把握し、その結果を経営に活かしている。一方、農業経営体では環境保全活動を行っていても、環境会計等を用いてその取り組みを定量化している例はほとんどない。農業の持つ環境便益が議論されるにいたり、環境保全型農業に対する税制上の優遇措置や、その取り組みに対する直接支払いなどが議論されている。こうした状況のもと農業経営体は環境に対する便益を定量化し、行政や納税者である国民に対してアカウンタビリティを果たしていかなければならない。また、環境保全型農業で栽培された農産物に関心の高い消費者に対しても、農業における環境保全に関する取り組みを公表していくことは重要である。このため、企業が用いる環境会計は農業においても有効であると考える。本年度は環境保全型農業のうち、減農薬・減化学肥料を行う農業経営体の環境会計を、宮城県が示す慣行農法と比較しながら算定した。算定に際し、農薬や化学肥料をどのような数値で表すかは、農業におけるライフサイクルアセスメントに関する研究が参考になった。この結果は、学会で報告を行った。また、企業はステークホルダーの情報ニーズに応えるために環境会計に取り組むという側面に着目し、農業経営体が環境会計に取り組むにはステークホルダーの強い関心が契機となると考えた。そこで、農業経営体のステークホルダーの環境問題における関心について考察した。ステークホルダーのうち消費者と食品メーカーにおいては、ある程度関心が高いことが分かった。この結果については、学会で報告を行った。さらに本年度は、OECDを訪問し、ヨーロッパ各国の農業に対する環境保全型農業への直接支払いの状況を調査した。1.企業の環境会計の取り組みと利用状況に関する分析2.農業経営体への環境会計の適用3.農業経営体への環境会計の導入とその情報の公表本年度は,上記研究の目的において掲げた

3.農業経営体への環境会計の導入とその情報の公表を行った。第一に,農業環境会計モデルの構築を行った。具体的には,2004年度および2005年度の研究成果から得られた慣行農法を基準にする方法を採用し,実際に地域全体で環境保全型農業を行う地区の農業経営体の取り組みを調査することでモデルの構築を行った。第二に,農業環境会計モデルを利用し,環境保全型農業の取り組みの分析を行った。この結果,農薬および化学肥料をまったく使用しない農法よりも,除草剤を使用し,化学肥料を慣行農法の半分使用する農法の方が経営と環境のバランスが取れている農法であるという結論が得られた。第三に,農業環境会計モデルおよび算定結果を農業におけるステークホルダーに公表し,農業環境会計の評価を行った。その結果,農業環境会計の概念および慣行農法を基準にする方法については支持が得られたが,環境に関する項目については今後も議論が必要となった。また,環境会計で示される定量的な情報とともに,写真や文字を用いて表される定性的な情報もあわせて伝達していく必要があることも示された。
複式簿記システムの弾力性と今日的機能に関する研究 -会計理論と複式簿記の関連-

本研究は、次のような問題意識とアプローチによるものであった。古代ローマに遡る簿記システム、また中世イタリアに誕生をみる複式簿記システムは、その長い歳月とともに確立された固定的なシステムと捉えられ、それゆえに複式簿記システムに基づく会計システムは、複式簿記システムによって規定されることになるとみなされがちである。「簿記で表わせないものは会計の対象とならない」という発想である。他方、近年の会計制度・会計基準の大変革は、固定的な「簿記で表わせない会計対象」を生じさせたことから、複式簿記の存在意義が弱まり、その危機すら指摘される。はたしてそうだろうか。複式簿記システムは固定的なものなのか。あらためて、その捉え方ならびに機能について考察するべく、簿記観と会計観、さらにその基底との関連を明らかにする、また簿記会計史の観点から会計主体理論の特徴や問題点を明らかにする、さらに企業価値を関連性に関する価値関連性研究の系譜という視点から複式簿記の今日的機能を探る、というアプローチによった。それぞれのアプローチから浮き彫りになる複式簿記考を次のようにとりまとめ、本研究の結言としたい。複式簿記システムは固定的でなく、柔軟にして弾力的である。より正確にいえば、複式簿記の形式的基本構造は固定的といえようが、その解釈は、会計観ならびにその基底にある基本思考によって、あるいは会計理論における本質的な問題によって柔軟にして弾力的であり、それゆえ、近年の会計制度・会計基準の大変革のなかでひとつの経済構造的背景をもった、新たな今日的解釈と機能が要請されるのは当然の成り行きであると同時に、その要請に応えなければならないことになる。複式簿記システムは、確立された固定的なシステムとして捉えられがちであるため、近年の会計制度・会計基準の大変革のもとで、このシステムの有効性が問われ、簿記の危機が論じられることがある。しかし、そうではなく、複式簿記には会計制度に柔軟に弾力的に応えうるシステムではないかという問題意識の下に、そのことを検証するため、平成14年度は、会計理論と複式簿記との相関関係および今日の会計制度の特徴を明らかにするべく、それに関する資料収集と研究成果の公表を行った。具体的にいえば、井原は、ドイツ貸借対照表論の諸学説における会計理論と勘定理論の関連を明らかにすべく、特にこれまで十分に研究されていないがその関連を明示する学説と思量されるリーガー貸借対照表論に関する貴重な資料をチュービンケン大学で収集し、平成15年度における研究成果の公表にむけ準備中である。また、リーガー学説に対立するシュマーレンバッハ理論を特徴づける論稿を公表した。桑原は、アメリカにおける会計理論と複式簿記システムの関連に関する研究を担当しており、現代会計学の礎となる、20世紀初頭のアメリカにおけるいわゆる近代会計学における会計理論と複式簿記の理論との理論的整合性を考察した論稿を公表した。辻川は、会計情報の今日的役割における複式簿記の機能に関する研究を担当しており、そのため今日の会計制度形成の背景および理由を究明し、それを通して会計制度および会計情報を特徴づける論稿を公表した。複式簿記システムは、固有の役割をもつゆえに固定的なシステムと捉えられがちである。しかし、そのシステムは会計思想や会計制度との関連において弾力的であり柔軟に変容しているのではないか。そうでなければ、近年の企業会計制度の大改革のもとで、複式簿記システムは存在意義を弱めることになるのではないか。こうした問題意識のもとに、平成14年度には、ドイツ貸借対照表論およびアメリカ近代会計学の諸学説における会計理論と複式簿記の理論との相関関係を主として研究した。このような理論間の整合性の観点に続いて、平成15年度は制度的あるいは実務的観点から複式簿記システムの変容を考察することに力点を置いた。

すなわち、井原は、近年の企業会計制度の大改革と簿記処理のあり方について検討し、特に時価評価の導入に対応した簿記処理、連結会計における簿記処理に関して論点整理し、研究成果の公表に向け準備中である。なお、その論点整理を踏まえ、今年の日本簿記学会全国大会の統一論題「新会計基準と簿記」の座長を務める予定である。桑原は、アメリカのコロンビア大学で収集した史料等により、19世紀のアメリカにおいて会計実務と複式簿記とが相互の関連性があったのかどうかを考察し取り纏め中である。アメリカにおける複式簿記の歴史研究の対象は主に20世紀初頭の大学用のテキストであったので、新たな知見を得られるものと考えている。辻川は、複式簿記によって算出された純資産簿価と企業価値との関連性に関して、理論と実証の両側面からの分析を行っており、その考察によって複式簿記の今日的意義を浮き彫りにする研究成果の公表を行う。井原、桑原、辻川3名共に、従来の経済学部から本年(平成16年)4月開設の専門職大学院へ移籍しその諸業務のため、研究成果の公表が遅れているが、早急に取り纏める。
病弱な重度・重複障害児の指導場面における運動負荷と呼吸状態の変動に関する研究

病虚弱な重度・重複障害児について、背臥位での安静状態から座位へ移行させて係わった場合、トランポリン上で背臥位で揺らした場合、同じく座位で揺らした場合などの運動負荷条件で、呼吸状態の測定をパルスオキシメーターを用いて行い、測定場面をビデオカメラで録画した。対象児は17名で、そのうち13名には身体的条件として、気管切開(1名)、舌根沈下(1名)、喘息(9名)、顕著な息止め(4名)など、呼吸状態に問題がみられた。17名について延べ39回の測定(一人につき15回)を行った。測定場所は、肢体不自由児通園施設の指導室、重症心身障害児病棟のベッド上、教育相談施設のプレイルームであった。本研究で明らかになった主な点は以下のとおりである。1)トランポリン上での子どもの体の揺れの大きさ(運動負荷の大きさ)を、加速度トランスデューサおよび加速度ヘッドアンプを通して3次元で量的に捉えることが可能となった。その記録としてパルスオキシメーターによる呼吸状態の記録、およびビデオ記録とを照合することにより、教育的に適切な揺れの大きさについてケースごとに検討することが可能となった。2)対象児の障害状況は多様であり、また過度の運動負荷を与えることは許されないことから、測定条件はケースバイケースとならざるを得ないが、今回の測定の限りでは、(1)気管切開をしている子どもの呼吸状態は良好である、(2)舌根沈下と喘鳴の顕著な子どもは呼吸状態が不安定であり、運動負荷を与える際には細心の注意が必要である、(3)喘息が顕著な子どものなかには、僅かな運動負荷で呼吸状態が不安定になるケースがある、(4)息止めの顕著な子ども(いずれもレット症候群)は、呼吸状態がほぼ安定している。1.トランポリン上での子どもの体の揺れを量的に測定するために、購入した測定機器(加速度トランスデューサ、加速度ヘッドアンプ)等を用いて、予備測定を行った。その結果、揺れの大きさ(運動負荷の大きさ)を3次元で客観的に捉え得ることが明らかになった。2.パルスオキシメーター(PULSOX-8)で測定した記録を現有のパソコン(NEC PC-9801Vm)で分析することが可能になった。3.15人の対象児について、背臥位での安静状態から座位へ移行させて係わった場合、トランポリン上で背臥位で揺らした場合、トランポリン上で座位で揺らした場合、水分や栄養の経口摂取を促した場合などの運動負荷条件で、呼吸状態の測定をパルスオキシメーターを用いて行った(ビデオカメラでも録画)。4.対象児ごとに障害状況、運動負荷、呼吸状態の関連について検討を加えた。運動負荷が加わっても、呼吸状態がほぼ安定している事例もあったが、座位を数分間続けたり、トランポリンで緩やかに10-20秒間揺らすだけで呼吸状態が悪化する事例もあった。特に呼吸状態が悪化しやすい事例については、小さい運動負荷、中程度の運動負荷、やや大きい運動負荷の3段階を続けて測定を継続している。平成8年度のデータと合わせて研究結果を発表する予定である。
生体リズム形成における視交叉上核バゾプレッシンニューロンの役割解明と光遺伝学応用

バゾプレッシンは血圧や体液調節を担う神経ペプチドとして知られているが、視交叉上核の背内側部にも細胞体が存在し、生体リズム機構に何らかの役割を持っていると考えられている。本研究では、バゾプレッシン-改変緑色蛍光タンパク融合遺伝子トランスジェニックラットの視交叉上核ニューロンを急性単離し、緑色蛍光を指標にバゾプレッシンニューロンを同定した上でホールセルパッチクランプ法により電気生理学的特性を検討した。単離を行う時刻によってγアミノ酪酸(GABA)に対する電流の方向性に相違が認められた。バゾプレッシンニューロンの細胞内Clイオンに日内変動があり、GABAに対する反応性が変化していることが示唆された。生体リズムの中枢である視交叉上核におけるバゾプレッシンニューロンの生体リズムへの関与を解明するため、バゾプレッシン-eGFP遺伝子改変ラットを用いた蛍光発現の観察や、パッチクランプ法を用いた電気生理学的性質を検討した。また、光遺伝学を応用し、ハロロドプシン/チャネルロドプシン2遺伝子改変ラットを用いて、光照射による操作によりバゾプレッシンニューロンの活動性やラット行動の変化を観察し、視交叉上核バソプレッシンニューロンの光操作制御法の開発を目的とした。視交叉上核に存在するバゾプレッシンニューロンの電気生理学的特性を検討するため、バゾプレッシンーeGFPトランスジェニックラットの視交叉上核ニューロンを急性単離し、緑色蛍光によりバゾプレッシンニューロンを同定した上でホールセルパッチクランプ法により電気生理学的特性を検討した。その結果、γアミノ酪酸(GABA)に対する電流の変化を電圧固定法により記録したところ、ニューロンの単離を行う時刻によって電流の方向性に相違が認められた。また、これらの反応はGABAレセプターの阻害薬である、picrotoxinにより抑制された。単離タイミングによるGABAへの反応性の違いは、視交叉上核バゾプレッシンニューロンにGABAレセプターを通過するClイオンの方向性が時刻によって変化していることが示唆された。光遺伝学を応用した視交叉上核バソプレッシンニューロンの光操作制御法の開発は、ハロロドプシン/チャネルロドプシン2遺伝子改変ラットの作出および飼育繁殖までは完了したが、脳スライスに対して光照射を行い、パッチクランプ法によりニューロンの反応性を確認できるところまでは至っていない。生体リズム中枢である視交叉上核におけるバゾプレッシンニューロンの電気生理学的特性を検討するため、バゾプレッシン-緑色蛍光タンパク改変遺伝子導入ラットの脳を採取しスライスした上で、視交叉上核細胞を急性単離し、単離細胞を培養した。培養した単離細胞を蛍光顕微鏡により観察し、緑色蛍光を示す細胞をバゾプレッシンニューロンを特定した上でホールセルパッチクランプ法により電気生理学的特性を検討した。電圧固定により、カイニン酸、グルタミン酸、GABA等の物質を投与した際の膜電流の反応性を検討した。これまで視索上核や室傍核のバゾプレッシンニューロンに対する同様の検討は行っていたが、視交叉上核にのバゾプレッシンニューロンに対しての検討は初めての試みである。カイニン酸、グルタミン酸に対する反応としては、単離を行う時間に関わらず他の部位(視索上核、室傍核)のバゾプレッシンニューロンと同様の反応性を示した。一方、GABAに対する反応性は単離する時間により、内向き電流または外向き電流が観察されるといったように、反応性が異なっていた。これは、視交叉上核バゾプレッシンニューロン内のClイオン濃度に日内変動があり、それによりGABAに対する反応が変化していることが考えられる。視交叉上核のバゾプレッシンニューロンがこのような反応性の日内変動を持つということは、生体リズム形成にバゾプレッシンニューロンが一定の役割を果たしている可能性もあると考えられるため更なる検討を進めたい。視交叉上核の単離ニューロンにおける電気生理学的特性の検討は進んでいるが、サンプル数を増やし有意な変化の有無を検討する必要がある。さらに、視交叉上核内でのニューロンのネットワークを検討するためには、スライスパッチクランプ法による電気生理学的検討が必要と考えられる。また、光遺伝学によるバゾプレッシンニューロンの光操作に関しては、遺伝子改変動物の作出を行い、標識蛍光タンパクの発現が見られるところまでは確認できたが、光への反応性が確認できない状況である。従って、到達度としては「やや遅れている」と考えられる。スライスパッチ法の手技の確立および視交叉上核のバゾプレッシンニューロンを特定した上での、各種ペプチドや神経伝達物質への反応性の検討を行っていく必要がある。

また、時間等の条件による反応特性の違いを検討することや、光遺伝学の手法を用い、バゾプレッシンニューロンを光操作した場合の細胞の電気性生理学的特性を検討することで、視交叉上核の生体リズム中枢としての機能の一端を解明できると考える。研究費の使用については、1実験動物(ラット)の購入および飼育に関する経費、2電気生理学的実験を行う上でのパッチクランプ装置の維持補修費用、3実験に使用する試薬等の経費が主である。これに加え、研究成果の発表および情報収集のため国内学会、国際学会への参加、および専門誌への論文発表に関わる経費にも研究費を充てる予定である。
複合応力下の鉄筋コンクリート及び鋼部材の動的履歴特性と非線形動的解析に関する研究

平成1416年度の科学研究費・基盤研究B(一般)においては,複合応力下の鉄筋コンクリート及び鋼部材の動的履歴特性と非線形動的解析に関する研究を行った。本研究では初期軸力,帯鉄筋間隔,曲げとねじりの載荷比率などをパラメータとした合計20体の実験結果から,以下のような知見を得た.復元力特性に関しては,(1)複合荷重時の履歴復元力特性は,卓越する荷重側では単一荷重状態と比較してほとんど変化はない.卓越しない荷重側では,初期剛性が低減する.(2)帯鉄筋間隔が骨格曲線に与える影響は,曲げ荷重卓越型では小さく,ねじり荷重卓越型の方が大きい.(3)エネルギー吸収量は,ねじり卓越型では帯鉄筋間隔に拘わらず複合時の方が大きくなるが、曲げ卓越型では帯鉄筋の間隔が広いと、複合時の方が小さくなる.また、曲げとねじりの相関曲線に関しては,(1)初期軸圧縮力が存在するとひび割れ,降伏,終局とも,大きな相関曲線を描く.これは,軸圧縮力の作用によって主鉄筋およびコンクリートに圧縮ひずみが生じ,このことが複合荷重載荷時に生じる引張ひずみの抑制につながり,抵抗力が上がるためと考えられる.(2)降伏までは,帯鉄筋間隔は相関曲線にほとんど影響を及ぼさない.(3)終局時では,帯鉄筋間隔の影響が明瞭に見られ,帯鉄筋間隔30mmの方がねじり耐力が大きい.これは,降伏以前では,主としてコンクリートと主鉄筋が荷重に抵抗するため,帯鉄筋の存在が影響せず,降伏以降では,主鉄筋と帯鉄筋とで各荷重に抵抗するためと考えられる.平成1416年度の科学研究費・基盤研究B(一般)においては,複合応力下の鉄筋コンクリート及び鋼部材の動的履歴特性と非線形動的解析に関する研究を行った。本研究では初期軸力,帯鉄筋間隔,曲げとねじりの載荷比率などをパラメータとした合計20体の実験結果から,以下のような知見を得た.復元力特性に関しては,(1)複合荷重時の履歴復元力特性は,卓越する荷重側では単一荷重状態と比較してほとんど変化はない.卓越しない荷重側では,初期剛性が低減する.(2)帯鉄筋間隔が骨格曲線に与える影響は,曲げ荷重卓越型では小さく,ねじり荷重卓越型の方が大きい.(3)エネルギー吸収量は,ねじり卓越型では帯鉄筋間隔に拘わらず複合時の方が大きくなるが、曲げ卓越型では帯鉄筋の間隔が広いと、複合時の方が小さくなる.また、曲げとねじりの相関曲線に関しては,(1)初期軸圧縮力が存在するとひび割れ,降伏,終局とも,大きな相関曲線を描く.これは,軸圧縮力の作用によって主鉄筋およびコンクリートに圧縮ひずみが生じ,このことが複合荷重載荷時に生じる引張ひずみの抑制につながり,抵抗力が上がるためと考えられる.(2)降伏までは,帯鉄筋間隔は相関曲線にほとんど影響を及ぼさない.(3)終局時では,帯鉄筋間隔の影響が明瞭に見られ,帯鉄筋間隔30mmの方がねじり耐力が大きい.これは,降伏以前では,主としてコンクリートと主鉄筋が荷重に抵抗するため,帯鉄筋の存在が影響せず,降伏以降では,主鉄筋と帯鉄筋とで各荷重に抵抗するためと考えられる.本年度の研究実績14年度の研究計画に沿って下記の研究を行った.1.鉄筋コンクリート部材の純ねじり載荷試験(1)純ねじり交番載荷試験を行いその動的履歴特性を明らかにするため,ねじり載荷試験装置を用い純ねじり載荷実験をおこなった.供試体のパラメータは以下のとおり.断面形状3種類主鉄筋量3種類帯筋量3種類(2)試験で得られた動的履歴特性から,解析用の骨格曲線及び履歴則の定式化を行った.2.複合ねじり載荷装置の設計と製作本研究のために準備した純ねじり載荷装置では,曲げとねじりが連成する複合ねじり状態の実験が不可能なため,14年度において,上記実験と平行して複合ねじり載荷装置を設計し,制作した.本年度の研究は,軸力,曲げ及びねじりの複合荷重を同時に受けるRC部材の耐震性能を把握し,その履歴復元力特性や相関関係を得ることを目的として行った.供試体は,一般的なRC橋脚をモデルとして,400×400×1600(mm)の模型供試体を制作した.軸力は4Mpa(配合強度の10%)で一定とし,帯鉄筋間隔を30mmと60mm(それぞれ帯鉄筋比1.25%,0.62%)の2通りとした.さらに,曲げモーメントとねじりモーメントの載荷比率をかえることにより,ねじり卓越型,曲げ卓越型,中間型の3パターンの実験を行った.本研究の結果,以下の諸点が明らかとなった。(1)複合荷重時の履歴復元力特性は,卓越する荷重側では純ねじり,純曲げ状態と比較してあまり影響が見られないが,卓越しない荷重側では,荷重の増加が小さくなるとともに剛性の低下が見られた.(2)エネルギー吸収能力,減衰定数などに複合応力の影響が大きく生じることが分かった.例えば,塑性変形によるエネルギーの吸収は,純ねじり・ねじり卓越型では,部材中央断面近傍で行われ、純曲げ・曲げ卓越型では,部材基部で行われた.さらに,エネルギー吸収量は,ねじり卓越型では帯鉄筋間隔に拘わらず、複合時の方が大きくなるが、曲げ卓越型では帯鉄筋間隔が粗であると、複合時の方が小さくなった.(3)帯鉄筋間隔が与える影響は,曲げ荷重卓越型ではほとんどなく,ねじり荷重卓越型では骨格曲線および曲げ荷重のループ形状に大きく影響を及ぼす結果となった.

(4)従来の曲げとねじりの相関曲線は、ひび割れ時、あるいは初期軸力が大きくない場合には降伏時まで適合するが、軸力が大きい場合には降伏時、あるいは最大耐力時には適合しないようであり,今後の検討課題である.本年度の研究は,軸力,曲げ及びねじりの複合荷重を同時に受けるRC部材の耐震性能を把握し,その履歴復元力特性や相関関係を得ることを目的として引き続き行った.供試体は,一般的なRC橋脚をモデルとして,400×400×1600(mm)の模型供試体を制作した.昨年度までで、25体の実験を終了していたが、今年度は新たに5体を製作し、特に曲げとねじりの中間領域の実験を行って、これまでの実験で得られている相関曲線の精度を上げると共に、立体トラス理論と斜め曲げ理論の適用範囲・境界に関して探索を行った.本研究の結果,以下の諸点が明らかとなった。(1)主鉄筋ひずみから判断した境界と帯鉄筋降伏から判断した両理論の適用境界は大体同じとなった.(2)相関曲線における境界の方向は、初期軸力にはほとんど影響されないが、帯鉄筋間隔には大きく影響される.(3)帯鉄筋間隔が小さい時は、曲げが支配的な範囲(曲げ破壊が先行する範囲)が多く、帯鉄筋間隔が大きい時は、ねじりが支配的な範囲(ねじり破壊が先行する範囲)が多くなる。(4)その他に、履歴曲線の詳細な検討によって、変位あるいはねじり角と、剛性低下率、減衰定数の増加、エネルギー吸収量の変化との関係を明らかにすることが出来た。
精神保健従事者への遠隔教育モデルを含めた教育システムの構築

本研究では地域ケアに携わる医療従事者及び精神保健従事者等の支援者を対象として、精神医学的知識・対応技法に関する構造化された教育プログラムを開発・普及し、効果評価を実証した。そして、フォーカスグループによる質的評価の検討によりプログラムを修正し、指導者の資格制度を構築し、ITによるプログラム提供や情報共有のシステムを構築した。対象は被災地や職域を含めた日本全体の広げる仕組みの基盤を整備した。平成25年度は、オーストラリアで既に実践されている早期介入の基盤プログラム、Mental Health First Aidの地域展開モデルを開発した。また、内閣府のゲートキーパー養成研修テキスト第3版を監修し、既に開発されたDVD視覚教材と対応させた。同プログラムは内閣府自殺対策推進室のホームページより視覚教材が視聴可能であり、テキストのダウンロードも可能となっており、更にQ&Aも設定されe-learningの基盤体制が整備されている。普及体制の構築を視野に入れたパイロット研修として、島根県では2013年11月にMHFAインストラクター研修(4疾患)を実施し、その後、島根県内でうつ病・自殺、アルコールに関するデモ研修を行った。更に雲南圏域ではMHFA研修を行った。同様に相模原市では、MHFAトレーナー研修、一般向けのMHFA研修を実施し、前年度の取り組み成果について第72回日本公衆衛生学会で発表した。加えて、地区単位の研修としてMHFAを活用し精神保健福祉系事業所の従事者を対象に、うつ、自殺に関するMHFA研修を行った。更に研修修了者のトレーナー登録システムを開始した。被災地である岩手県においてもゲートキーパー養成プログラムとして、地域住民、精神保健従事者、勤労者等へ本プログラムを提供し支援をした。また、岩手県こころのケアセンターにおける地域支援学講座プログラムへ本プログラムを提供し全県の従事者へのトレーナー研修を実施した。また、被災地への派遣医師への教育プログラムとしても本プログラムを活用した。また、第37回日本自殺予防学会の学会企画研修でも本プログラムが活用された。今後は研修システムの運用、プログラムの提供領域拡大、研修内容の充実化を視野に入れて、オーストラリアとの連携体制も強化していくことが求められる。平成26年度は、オーストラリアで既に実践されている早期介入の基盤プログラム、Mental Health First Aid(以下、MHFA)の地域展開モデルをパイロット的に運用した。その一環で、統合失調症の視覚教材として家族編と友人編の2つを作成した。パイロット研修としては、昨年度開発した教育モデルを島根県で2014年11月にMHFAインストラクター研修(4疾患)として実施し、その後のMHFA研修フォーカスグループにおいて課題を検討し明らかにした。すでに運用しているMHFA-J(メンタルヘルス・ファーストエイド・ジャパン)によるホームページにて、研修受講者に対して研修資料や視覚教材の閲覧やダウンロードを可能にし、部分的にe-learningの要素も織り込んだ。2014年12月にはオーストラリア・メルボルンのMHFA開発者Betty Kitchenerの下でMHFA第3版マニュアルに基づきトレーナーとしての研修を受講し、日本での教育方法についての検討を行うとともに研修修了者の登録システムの運用上の改善点を検討した。そして、班員および協力者により第3版マニュアルの翻訳に着手した。被災地である岩手県においても引き続きゲートキーパー養成プログラムとして本プログラムを提供し、地域住民、精神保健従事者、勤労者等へ提供することを支援した。また、岩手県こころのケアセンターにおける地域支援学講座プログラムへ本プログラムを提供し、全県の従事者へのファシリテーター研修を実施した。また、被災地への派遣医師や看護職への教育プログラムとしても本プログラムを活用した。今後は研修システムの運用、プログラムのマニュアル第3版への改訂とその適応、インストラクター用研修プログラムの充実化を視野に入れて、オーストラリアとの連携体制も強化していくことが求められる。本研究では医療従事者および精神保健従事者等を対象として、精神医学的知識・対応技法に関する構造化された教育プログラムの開発を行い、合わせてITによる双方向/自立学習型の教育法の普及方法の確立を目的とした。具体的には、参加者のニーズ毎、疾患毎に研修内容に対する検討(フォーカスグループ)を重ね、e-learningの活用も踏まえた確立した動画教材、講義資料を作成するなど研修プログラムを充実化し、受講者が研修教材をWebから利用できるように整備した。また、オーストラリアでのマニュアル改訂に際して、班員が新プログラムの研修を受講し、翻訳後、日本版マニュアルの改訂を行った。あわせて教育体系としての資格制度の改訂を行った。具体的には、受講者は部分受講を取り入れ柔軟性をもたせることで受講のしやすさにつなげ、一方、指導者については、質の担保を維持するため、実地報告とチェックテストにより班員の討議、研究代表者の最終判断による認定法を確立した。また、その後の受講者へのフォローについては、班員の地域毎に担当することとした。資格制度の体制を踏まえ、実際の研修では、初の実施者研修+指導者研修の連続開催を実施し、受講者のニーズに幅広く対応した。研修の実施地域に岩手県の被災地のメンタルヘルス対策従事者も含め、被災地におけるこころのケア対策への還元も行った。さらに、職域からのニーズに応える研修会を実施するために、職域のプログラムを充実化させ、実施体制としても管理監督者が受講することで不調者への対応スキルの標準化を図り、実際の事例に対する質疑応答なども活発に行われた。これまで、精神保健領域において幅広い精神障害の対応を統一的な教育法で提供するプログラムはなかったため、本研究で構築された教育プログラムの現場での有用性を示した点は、メンタルヘルス対策の普及やスティグマ対策にとって有意義であったと考えられる。

本研究では地域ケアに携わる医療従事者及び精神保健従事者等の支援者を対象として、精神医学的知識・対応技法に関する構造化された教育プログラムを開発・普及し、効果評価を実証した。そして、フォーカスグループによる質的評価の検討によりプログラムを修正し、指導者の資格制度を構築し、ITによるプログラム提供や情報共有のシステムを構築した。対象は被災地や職域を含めた日本全体の広げる仕組みの基盤を整備した。基盤プログラムは既に策定され、本研究班が監修した内閣府のゲートキーパー研修テキストは全国へ提供されている。このプログラムは自殺対策として内閣府自殺対策推進室のホームページより視覚教材の視聴、テキストのダウンロードが可能となっており、e-learningの基盤体制が整備されている。また、地域で展開する各自治体の精神保健福祉センターの協力を得ながら研修プログラムを開発しており、フォーカスグループ研修により具体的な改善点を修正し、教育内容をより伝達のしやすいプログラムに修正している。また、オーストラリアでは第3版マニュアルの改訂が行われ、研修プログラムもそれに合わせて修正されているため、トレーナー研修受講および第3版マニュアルの翻訳に着手し、最新のプログラム内容への改訂が行われている。研修を修了したインストラクターの登録システムについても、日本での運用をオーストラリアの開発者や班員である精神保健に従事するリーダーたちで検討した。また、視覚教材について、今後のインストラクター研修プログラムについての骨子を考案し、全国展開する上でのプログラム提供の質の確保を行った。加えて、本プログラムは被災地における住民だけでなく実務者や勤労者の教育にも活用された。被災地においては災害復興において、今後もこころのケアの重要度が高く、被災地のメンタルヘルス対策への貢献も高かった。精神医学地域展開プログラムでは、参加型の研修スタイルが好評であったが、さらにマニュアル第3版との整合性を確保し内容の充実化を図り、あわせてインストラクターの教育法を開発する。そのうえで、MHFAプログラムの開発者との国際的連携体制を維持する。現時点では一般受講の研修プログラムおよびインストラクター研修のいづれも2日間での実施を検討している。また、マニュアル第3版の翻訳の完了後に刊行を予定している。今後も、マニュアル改訂内容も含め、本プログラムの適応範囲や他プログラムとの整合性や独自性を検討しながら推進していく必要性がある。そして精神保健従事者のコアカリキュラムとして利用可能な様に関係者との協議や調査を引き続き行い、ニーズを把握しながらプログラムの教育目標やインストラクターの教育方法を確立させていく。
陽子線治療におけるモニターユニット値の高精度計算法の開発研究

従来,患者毎に測定で行われていた線量校正を,照射機器条件(エネルギー,SOBP幅,レンジシフト量)に対する一連の測定データを基にした因子と,簡易モンテカルロ法によるボーラス,コリメータ条件等患者固有の条件毎に計算した因子を掛け算して計算だけで求める方法を開発し、陽子線治療された前立腺がん患者の32門の照射条件に対して最大誤差1.6%以内で測定結果を再現することを実証しこの方法の有効性を示した。陽子線治療におけるモニターユニット値の高精度計算法に使う簡易モンテカルロ法(SMC法)の測定との比較を複雑な人体模擬ファントム等について行い再現性の良い結果を得た。この内容を学術論文として発表した。またBolus,患者コリメータを装着せず開口を広くとった条件下で、複数のエネルギー条件でRange shifter(RS)条件とRidge filter(RF)条件を変えながらアイソセンター位置での線量計測を行ない、モニターユニット値との関係に関する系統的な基礎データを得た。その関係を簡単な計算モデルで再現を試みた。その結果、RSとRFを通過した陽子線が透過型電離箱(モニターユニット(MU)値を出力する)に入射するときのエネルギー分布の変化がMU値に与える影響、RF,RSでの散乱効果がMU値に与える影響を補正し、かつRSでの核反応によるフルエンス損失、アイソセンターにおけるフルエンス等がRS,RFによって影響を受ける効果、を考慮することによって最大誤差3%以内でMU値とアイソセンターでの線量の関係が説明できることを確認した。また、矩形のコリメータ開口径を変化させながら線量較正値の変化を測った。その結果、コリメータの表面散乱効果の影響と見られる効果が確認された。その効果を最終コリメータの効果だけを考慮したSMC法で再現を試みたが十分な再現性は得られず、よりビームライン上流にあるプリコリメータの表面散乱効果の影響も考慮する必要性が示唆された。今後、それも含めた解析を行い計算モデルの精度の向上を目指す。補正係数CFを、毎日の温度・気圧を補正するため定められた条件で測定を行う標準測定での線量較正値CALF_<ref>を基準として、患者毎の照射中心線量の違いを補正する線量較正値CALF_<pat>との違いを補正する係数と定義する。つまりCF=CALF_<pat>/CALF_<ref>である。CFを求めるために我々はCF_1とCF_2に分けた。CF_1はビームのエネルギー、レンジシフト量、SOBPの幅に関係する補正係数、CF_2はボーラス、患者コリメータ、スノート位置に関係する補正係数である。CF1は組み合わせの数が限られるため、サンプル測定と補間により容易に精度の高いデータを得ることができる。次にCF_2については照射条件毎に異なるために高精度な線量予測が期待されるSMC法(簡易モンテカルロ法)を用いて計算した。以上の方法を用いて、実際の照射条件7つに対してCFの測定を行い、我々の算出法で求めたCFと比較したところ、3%以内の精度で算出することができた。一方、開口幅50mmよりも小さな照射野に対して生じる照射野効果(照射野が小さくなると照射中心の線量が減少する効果)が観察された。また、陽子線のエネルギーが235MeVの場合には、開口幅50mmより大きな照射野に対しても、照射野効果を観察した。この照射野効果をSMCの計算モデルでは精度よく再現することができないという課題が残った。この照射野効果がCFの計算精度に影響する。そこで我々は正方形コリメータを使った照射野効果の測定データを使って不整形の患者コリメータによる照射野効果を見積もる新たな方法を開発し、この方法を使って照射野効果の補正係数を計算した。こうして求めた照射野効果の補正係数を前立腺がん照射の2つの門の照射条件に適用したところ、計算と測定の違いが3%から±1%と誤差の範囲内に収まることが分かった。今回調べた7つの条件で、このSMC計算に照射野効果補正を適用するとCFの計算精度は、ほぼ誤差範囲内でCFの測定値と一致した。補正係数CFを、毎日の温度・気圧を補正するため定められた条件で測定を行う標準測定での線量校正係数CALFref[Gy/MU]を基準として、患者毎の照射中心線量の違いを補正する線量校正係数CALFpat[Gy/MU]との違いを補正する係数と定義する。つまりCF = CALFpat / CALFrefである。CFを求めるために我々はCF1とCF2に分けた。CF1はビームのエネルギー、レンジシフト量、SOBPの幅に関係する補正係数、CF2はボーラス、患者コリメータ、スノート位置に関係する補正係数である。次にCF2については照射条件毎に異なるために高精度な線量予測が期待されるSMC法(簡易モンテカルロ法)を用いて計算した。

以上の方法を用いて、国立がん研究センター東病院で235 MeVの陽子線を使った治療を行った前立腺がんの患者の32門の照射条件に対して我々の算出法で求めたCFと測定値を比較したところ、開口幅補正なしで計算値が測定値より3.0-5.5%大きく算出した。これに大きさの異なる開口幅を持つ矩形コリメータの実測に基づいて得たデータを使って不整形の開口をもつ実際の患者コリメータに対して開口幅補正を加えると、計算値の誤差は-0.2-1.6%の範囲に収まった。開口幅補正は、開口領域の面積を基に行っても、開口境界への距離の平均で評価しても大差のない結果を与えた。これから前立腺がんに対して、我々の開発したCFの計算法は臨床で求められる精度を満たしていることが実証された。今回の研究で、開発したCFの計算法が測定によらず計算だけで十分良い精度でMU値を算出する見通しを与えたことで、今まで線量校正測定にかかっていた時間や労力を大幅に軽減できる見通しが立ったといえる。過去に実際に行われた3つの陽子線治療症例に対し、今回開発した方法により、約1%の精度で測定した患者測定の線量校正値を再現できた。課題としては、小さな照射野サイズの場合に問題になる照射野サイズ効果を、線量計算モデルであるSMC法が必ずしも良い精度で再現できておらず、現在、照射野サイズ効果は複数の開口サイズを持つ矩形のコリメータに対する測定をにに補正する方法をとっている。計算モデルには改善の余地がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、更に多くの症例に対して本方法を適用し、その精度を検証することが重要と考える。また測定データに基づく照射野サイズ効果補正の精密化を考える。また、一方で計算モデルの改善を行って、実測値の再現精度を改善する努力をする。