hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨細胞に対する機械的刺激によるCTGFの発現とアポトーシスに関する研究

我々は、骨細胞のメカニカルストレス応答についてCTGFとアポトーシスに着目して検討した。圧縮力負荷を行った骨細胞においてCTGFの発現が上昇し、アポトーシスを誘導することがわかった。さらにCTGFはERK1/2を活性化させ、アポトーシスを誘導することがわかった。本研究の結果よりメカニカルストレス負荷に伴う骨細胞による骨リモデリングの調整の機序の一端が解明された。骨細胞はメカニカルストレス負荷に対し鋭敏に応答し、骨リモデリングを調整すると考えられているが、そのメカニズムは不明である。本研究では結合組織成長因子(Connective Tissue Growth Factor; CTGF)およびアポトーシスに着目し、特に圧縮力負荷時の骨細胞の応答を検討した。本年度の検討ではまずはじめに、アポトーシスの誘導とCTGFの関連を検討することとした。リコンビナントCTGF(rCTGF)処理をした骨細胞においてTUNEL染色陽性細胞の割合とカスパーゼ3活性が上昇した。また、CTGF中和抗体処理下で圧縮力負荷を行った骨細胞では、アポトーシスの誘導が抑制された。以上より、圧縮力負荷により産生が増強されたCTGFがアポトーシスを誘導する可能性が示唆された。さらに本研究では、CTGFがアポトーシスを誘導する経路を検討した。Kawakiら(Bone. 2011)は初代培養骨芽細胞に対しrCTGF処理を行ったところ、ERK1/2およびp38 MAPKが活性化することを報告した。これに基づき、本研究ではERK1/2とp38 MAPKに着目し、圧縮力負荷時の骨細胞においてCTGFがアポトーシスを誘導する経路を検討した。圧縮力負荷を行った骨細胞でERK1/2が活性化した。また、ERK1/2とp38 MAPKそれぞれの阻害剤処理下で圧縮力負荷を行ったところ、ERK1/2阻害剤処理群においてアポトーシスの誘導が抑制された。さらに、rCTGF処理を行った骨細胞においてERK1/2が活性化した。また、CTGF中和抗体処理下で圧縮力負荷を行った骨細胞においてERK1/2の活性化が抑制された。以上より、圧縮力負荷に伴い産生が増強されたCTGFは、ERK1/2経路を活性化させ、アポトーシスを誘導することがわかった。骨細胞のアポトーシスはメカニカルストレスを負荷された骨組織の骨リモデリングにおいて重要な働きをすると考えられている。しかしその詳細なメカニズムは不明な点が多く、本研究ではin vitroで結合組織成長因子(Connective Tissue Growth Factor; CTGF)との関連から骨細胞のアポトーシスのメカニズムを検討することとした。15日齢のニワトリ胚頭蓋骨より骨細胞を単離した。単離された細胞はニワトリ骨細胞に特異的に結合するモノクローナル抗体OB7.3を用いた免疫染色により高純度の骨細胞であることを確認し、その後の検討に使用することとした。単離した骨細胞はMasudaら(J. Biotechnol. 2008)の開発したストレス負荷培養装置に播種し、圧縮力を負荷した。圧縮力負荷後の骨細胞をTUNEL染色したところ、TUNEL染色陽性細胞数が対照群に比べ有意に増加し、圧縮力負荷によりアポトーシスが誘導された。また、このときカスパーゼ3の活性も対照群に比べ有意に上昇した。さらに圧縮力負荷を行った骨細胞におけるカスパーゼ8、9およびBcl-2遺伝子の発現を検討し、骨細胞のアポトーシスの経路を検討した。圧縮力負荷を行った骨細胞におけるCTGFの発現を検討した。リアルタイムPCR法によりCTGF遺伝子の発現を検討したところ、圧縮力負荷群で対照群に比べ有意に上昇した。また、圧縮力負荷を行った骨細胞でCTGFの免疫染色を行ったところ、対照群に比べ多くの陽性細胞が観察された。さらに、圧縮力負荷培養を行った骨細胞の培養上清中のCTGFタンパクの発現をウェスタンブロッティング法により検討したところ、発現の上昇が認められた。以上より圧縮力を負荷した骨細胞でアポトーシスの誘導とCTGFの発現の上昇が起こることがわかった。研究計画調書に示した平成23年度の計画の内容はほぼ達成できた。今後、骨細胞のアポトーシスとCTGFとの関連を検討する。具体的には、リコンビナントCTGFタンパク処理を行ったときのアポトーシスの検討や、CTGF中和抗体処理を行ったときのアポトーシスの検討を行う。さらに、骨細胞のアポトーシスに対するCTGFの作用機序の検討を行う。MAPKに着目し検討する予定である。充分量の骨細胞を単離するためのニワトリ有精卵を購入する。骨細胞培養のための培養用器具や試薬、また細胞・分子生物学的検討を行うための試薬を購入する予定である。
放射線照射ががん免疫に与える影響の機序解明

我々はこれまでに食道扁平上皮癌KYSE-450, OE-21に対し、Clinac&reg; iXSystemを用いた60Gy/20frのX照射を行い、その経過のtranscriptome (RNA-seq)をipathwayguideを用い解析した。その結果、IRF-1, PD-L1をはじめとした免疫応答遺伝子の強い活性化が示唆された。30年度研究として我々はtranscriptome解析で明らかとなったSTING, IRF1, TypeIインターフェロン応答についてウェスタンブロッティング、ELISA、フローサイトメトリーを用い、たんぱく質レベルで検証を行った。その結果、およそ15Gy/5fr照射後よりたんぱく質レベルでSTING、IRF1、IFNの増加、STATシリーズのリン酸化が生じることが明らかとなった。次にこれらの免疫応答制御遺伝子の候補としてSTING, IRF1, STAT1等を対象とし、KYSE-450、OE-21の細胞株に対してCrisper/Cas9を用いてノックアウト細胞を作成した。その後各細胞株に対してシークエンスを行い遺伝子欠損を確認した細胞株をそれぞれ樹立した。現在それぞれの遺伝子欠損株に対して放射線照射後の免疫応答を解析しており、放射線による免疫応答の制御因子を確認している。さらに本研究では細胞株実験のvivoレベルでの検証を行うため、放射線治療対象の食道扁平上皮癌患者に対して放射線治療前、治療中で生検を行い、遺伝子発現変動をIHC, RNA-seqで行う前向き観察研究を計画し、2018年末にIRB承認、2019年3月より開始、現在1症例が登録となっている。細胞実験、臨床研究共に問題なく進んでおり、当初の予定通り本研究の完遂は可能であると考える。放射線によるがん免疫応答に関する研究は近年増加しており、その分子生物学的メカニズムも明らかにされつつある。我々の研究グループの解析に特徴が3つあり、1実際に食道扁平上皮癌に対する化学放射線治療+PD-L1抗体治療のphaseIIstudyを平行して行っている(2018年AMED研究)。2臨床検体として放射線治療前後の食道がん組織の解析が可能3in vitro研究としては珍しく多分割照射を用いている。このように臨床試験、検体解析を平行して行い、可能な限り臨床での放射線照射に近い線量を用いることで実際の放射線治療中に生じるがん免疫応答のメカニズムを明らかにしていく。Criper/Cas9システム、ウェスタンブロッティング用の抗体等一部共用試薬が利用できたため支出額が抑えられた。繰越については来年度のたんぱく質解析、臨床検体解析に用いる予定である。
日本型イネと品種「Jamaica」の間で生じるF1雑種弱勢発生の分子機構

イネではHWC2の対立遺伝子Hwc2-1とHWC1の対立遺伝子Hwc1-1との遺伝子間相互作用によって雑種弱勢が誘導される(雨宮と明峰1963).私たちはこの2つの原因遺伝子について単離し、雑種弱勢のメカニズムを明らかにすることを目的に研究を行った,連鎖地図を基にして遺伝子を絞り込み、それぞれの遺伝子について形質転換体を用いた実験を行った.その結果、Hwc1-1を形質転換することによって人工的に雑種弱勢が誘導できることが確認できた.またHwc1-1しか持たない1塩基多型を日本晴型の塩基に置き換えて, Hwc2-1を持つ日本晴に形質転換を行ったところ弱勢は誘導されなかった.このため,弱勢が生じるためにはこの1塩基置換が必要であることが明らかになった.一方, HWC2についてはHwc1-1を持たないイネへ候補遺伝子を形質転換した後,交配によりHwc1-1を導入し雑種弱勢に関する相補性検定を行った.その結果,交配によって得られた種子で通常の交配より激しい雑種弱勢が観察され,候補遺伝子がHWC2であることが確認された.また, Tos17のミュータントパネルのうちHwc2-1候補遺伝子にTos17の挿入あるいはTos17のLTRの挿入がある複数の系統ではHwc1-1を持つ植物との交配で正常な個体が現れた。Hwc2-1の候補突然変異によって弱勢が生じないということからも候補遺伝子がHWC2であることが確認された.弱勢を生じるHwc2-1のmRNAは弱勢を起こさないKatakutaraの対立遺伝子と1箇所にまとまった4塩基の置換があり,この変異によって2つのアミノ酸に置換が生じていた.この部分をKatakutara型に置換した形質転換体では弱勢が生じなかったため,この塩基置換はHwc2-1が弱勢を誘導するのに必要であることが明らかになった.高密度連鎖解析と塩基配列の比較から雑種弱勢原因遺伝子の1つHwc1がOs01g0607400であると同定された。相補性検定でもHwc2遺伝子を持つ遺伝的背景において弱勢が現れ、個の遺伝子がHwc1であることが確かめられた。また、Hwc1の発現レベルは系統間や温度条件などで変化しないという結果は、アミノ酸置換によるタンパク質の構造の変化が弱勢の原因となっているというこれまでに得られたデータと符合する。Hwc2領域はレトロトランスポゾン、耐病性の遺伝子、繰り返し配列が含まれ、系統間で変異に富み、ハプロタイプ間の組み換えが抑制されていた。従って、この領域はイネの系統分化、種分化を考える上で注目するべき領域の1つであると考えられる。上記により、Hwc2の高密度連鎖解析は難航したが、よく似たハプロタイプ間の交配組み合わせを用いることにより、原因となる変異の領域を約6kbpに絞り込むことができた。その結果、日本晴では、Xa1の他にXa1とよく似た遺伝子がXa1のテロメア側にあり、このNB-LRR遺伝子に弱勢の原因となる変異が含まれていると考えられた。Hwc2がNB-LRR遺伝子であるということは、Jamaicaと日本型イネの間で見られるFl雑種弱勢は、Hwc1の変異を検出したNB-LRRが病原菌に対する抵抗性反応と同様の反応を引き起こしたために起きる一種の自己免疫疾患であることを示す。Hwc2-1の候補突然変異によって弱勢が生じないということからも候補遺伝子がHWC2であることが確認された.弱勢を生じるHwc2-1のmRNAは弱勢を起こさないKatakutaraの対立遺伝子と1箇所にまとまった4塩基の置換があり,この変異によって2つのアミノ酸に置換が生じていた.この部分をKatakutara型に置換した形質転換体では弱勢が生じなかったため,この塩基置換はHwc2-1が弱勢を誘導するのに必要であることが明らかになった.
陽電子消滅法による金属疲労の初期段階における欠陥検出の研究

本研究は疲労の初期段階に導入されると考えられる転位や空孔型欠陥などを空孔型欠陥の検出に最も敏感な陽電子消滅法を用いて検出し、疲労破壊予測の技術開発及び疲労による微少亀裂発生に至る欠陥成長過程の解明を目的とし以下の成果を得た。昨年度までに作成したSUS304鋼及び高純度鉄(4N)を用い疲労試験-陽電子寿命・ドップラー拡がり測定を行った結果、試料中に導入される欠陥が転位による空孔の捕獲、空孔の転位線上での移動拡散、転位網における3次元空孔集合体形成の過程を経て亀裂を生じるという成長過程のモデルが得られた。また、陽電子消滅実験では破断に対し0.01%程度の低疲労量でも疲労による導入欠陥が敏感に検出され陽電子消滅法の疲労量の同定に有効であることが示された。本研究では疲労の極初期段階であると考えられる空孔集合体を検知することによる疲労破壊予測を行う技術の開発及び疲労によるキャビティー生成から破壊に至る原因となるクラック発生までのメカニズムの解明を目的としており,本年度は主に疲労試験試料の準備と恒温装置の構築を行った。装置は低温での疲労環境を実現するために疲労試験機に組み込む恒温用フランジを設計作成した。また,疲労試験試料の準備としてはオーステナイト系ステンレスとしてSUS304鋼を、またフェライト系の材料として高純度鉄(4N)の作成、加工を行った。これらの試料は疲労JIS規格に従い作成した。来年度はこれらの試料の恒温疲労試験及び低温陽電子消滅測定を行う予定である。
ウェールズとイングランドの国家意識の変遷からみる社会史としてのアーサー王伝説研究

ドラゴンはブリテンの国家の表象として用いられる場合が多いが、ジェフリ・オブ・モンマス以前のウェールズの資料においては、古代ブリテンの王であるアーサーとは必ずしも初期の段階で結びついていたわけではない点を指摘した。また14世紀から15世紀におけるイングランド北西部に分布した一連のアーサー王作品を分析し、写本によって異なる作品の読み方が必要であり、アーサー王伝説が王権の表象として利用されたのみならず、地方の政情安定の表象装置としても作用していることを論じた。本研究では、分析対象を年代順に大まかに四つに区分して考察する計画である。本年度は第一段階として、アーサー王伝説発展の分岐点となった1136年ごろに執筆されたジェフリ・オブ・モンマスの『ブリタニア列王史』前後の文献を扱った。本研究の眼目であるイングランドとウェールズの国家意識の変遷をアーサー王伝承の中で捉える試みとして、ウェールズの国家表象とされる「紅いドラゴン」に着目し、まず「ドラゴン」の字義の変化をギリシア・ラテン語に遡及して考察し、ウェールズ語における特異性を分析した。ウェールズ語にはドラゴンは想像上の怪物を意味するだけではなく、ギリシア語やラテン語には含まれない「戦闘を先導する者」の意味があることを明らかにした。そのうえで、アーサー王年代記として最古の部類に属するネンニウスに登場した赤と白のドラゴンの表象が、ジェフリ以前のブリテン島における被征服民と征服民のヘゲモニーを示すことを論じた。紅白のドラゴンの表象はさらにジェフリの『ブリタニア列王史』の後続年代記であるワースとラヤモンにおいてさらなる変容を遂げる。その変容の様相は、ブリタニア先住民の表象であったはずの紅いドラゴンが、ノルマン人による征服を経て、被征服民と征服民の図式を自在に塗り替える機能を果たしていることを示すもので、それはアーサー王伝説の変容・受容の在り方をも照射する。この点を『英語英米文学』の論文で論じた。アーサー王は最古の伝承に記録された時点で「戦闘を率いる者」としての側面を持っていた。『頭韻詩アーサーの死』に見られる戦争観が14世紀当時の戦争に対する概念とアーサー王という表象を用いることによってどのような意図が隠されているのかを分析する論考を、国際中世学会の特別セッション「中世における反戦感情」で発表し、Edward Kennedy教授(米国)およびAndrew Lynch教授(豪州)と知見を交換する機会をもった。この論考は加筆の上、英文発表予定である。平成20年度は、後世のアーサー王伝説の受容に決定的な影響力を持った点でサー・トマス・マロリーの『アーサーの死』(1485年)を研究の基軸と捉える当初の予定通り、マロリーの典拠となった作品と典拠の分析を行った。マロリーの直接の典拠のひとつである『頭韻詩アーサーの死』は唯一「ソーントン写本」に残されている。この写本は中世の騎士道物語を数多く含むことで知られているが、中でも『アーサーのワズリン湖奇譚』(The Awntyrs off Arthureatthe Terne Wathelyne)に注目した。ワズリン湖が位置するイングランド北西部という地方性と作品に登場する騎士の出身地がブリテン島の周辺地域(ウェールズやスコットランド、コーンウォール)である点に着目し、両作品の設定、ソーントン写本のコンテキストから想定される読者層を論じ、アーサー王物語の受容の在り方を提示した。本論は第22回国際アーサー王学会にて口頭発表をし、その折にPeter Field教授(ウェールズ大学バンガー校)、Elizabeth Archibald氏(ブリストル大学)、Scott Llyod氏(ウェールズ大学アベリストウィス校)などから好意的な論評をいただいた。本論は『中世主義を越えて』「運命の車輪は止まれるか-ソーントン写本における中英語作品『アーサーのワズリン湖奇譚』再考」としてまとめたが、英文でも今後発表する予定である。また今後のマロリー学の在り方を示す提言として企画された日本中世英語英文学会のシンポジウムにて、19世紀に出版されたマロリーのテキストの相違からマロリーの受容史を捉える可能性を示した。さらに平成19年度に国際中世学会(米国)にて口頭発表した『頭韻詩アーサーの死』にみられる戦争の概念をアーサー王物語という表象を用いることによってどのような意図が隠されているのかを分析する論考を英文で準備中である。また2008年の国際アーサー王学会(フランス、レンヌ)にて発表した『アーサーのワズリン湖奇譚』については本年3月のロンドンでの文献調査によって、さらにアイルランド・ブラックバーン写本とランベス写本との比較を行い、ソーントン写本の作品が、ロンドンを中心とする読者ではなく、ウェールズに隣接する北西イングランド地方のジェントリ階級の読者を対象としていること、またその地域の読みが写本として残存した可能性が高いことを指摘した。この研究によって、写本のコンテクストによって異なる作品の読み方を提示することができ、アーサー王伝説が王権の表象であるのみならず、地方の政情安定の表象装置としても作用していることがわかる。本研究は2010年5月の日本英文学会においての招待発表によってさらにまとめる予定である。

また、トマス・マロリーの『アーサーの死』の19世紀のテキスト出版史についても3月の調査において行った資料を補完しつつ2010年度刊行をめざして準備予定である。
高時間分解能サブハーモニック超音波映像法の開発と鋼管オンライン検査への適用

閉じたき裂は超音波を透過させ、見逃す可能性がある。溶接鋼管は、重要機器の構造部材に広く採用されているが、閉口き裂の見逃しによる事故の影響は甚大である。そこで、広い領域に大振幅超音波を入射し、閉口き裂を開口させて検出する分調波フェーズドアレイ(SPACE)による閉口き裂の計測を実現し、シミュレーションで再現した。また水と鋼管界面での超音波の屈折による収差補正方法とSAWを集束するSAW SPACEを開発して標準閉口き裂で検証し、時間分解能を向上するため基本波の振幅差分(FAD)法を開発した。これらを鋼管のオンライン検査装置に導入して、実機に近い条件における適用性を実証した。本年度は、以下の各項の研究を行った。(1)高時間分解能SPACEの構築昨年度開発した共焦点SPACE用プログラムをフェーズドアレイ装置MultiX-LFに実装し、新たにVelasonics社製のフェーズドアレイ用バースト発生回路を導入することによって、高時間分解SPACEを構築した。(2)振幅差分法の定式化とシミュレーションによる検証昨年度考案した基本波の振幅差分法をSPACEに実装し、これまで開発してきたFDTD法による閉口き裂解析用DDNプログラムを適用して、振幅差分法の有用性を検証し、最適な適用条件を検討した。また、き裂面における非線形超音波の散乱現象を再現し、き裂閉口点が特異点となることを見出した。(3)2段階法による閉口き裂試験体の作製昨年度導入した高温高圧水オートクレーブを用いて、インコネル600溶接金属に高C量インコネル600溶接金属を埋め込みテトラチオン酸中、引張応力250300MPaで導入したSCCや、疲労試験機で導入した疲労き裂CT試験片に引張応力を付加したものを高温高圧水に2000時間程度浸漬する体制を整備した。また、酸化物による閉口したSCCをSPACEとCスキャン映像装置により解析した。(4)電縫鋼管オンライン検査の検討昨年度と溶接条件を変えて閉口き裂を作製し、高時間分解SPACEによる評価を開始した。水と鋼管界面での屈折を補正し、集束ビームの収差を最小化するプログラムを作成した。鋼管は圧延ロールで保持されているが1mm以下の振動があるため、鋼管表面エコーを用いて変位を計測し、屈折補正に反映させる準備を整えた。圧縮残留応力や酸化膜生成により閉じたき裂は超音波を透過させるため、線形超音波における計測誤差が懸念されている。この解決策である非線形超音波では大振幅超音波を入射し閉じたき裂を開かせることで発生する非線形成分を検出する。しかしこのうち高調波は、電気回路、圧電素子およびカップラントでも発生するため、き裂で発生した高調波との区別が容易でないほか、時間分解能が低いためき裂深さ測定は実現できていない。応募者らが開発した分調波を用いたフェーズドアレイ(SPACE)は、初めて閉口き裂の深さ測定を実現し共焦点方式により方位分解能も向上したが、き裂の深さを計測する時間分解能は十分ではなく、線形散乱体によるゴーストの問題もあった。そこで本研究では、分調波応答の入射波振幅への強い依存性を利用した時間分解能向上とゴースト除去法を開発し、短パルスの使用により時間分解能を向上して標準閉口き裂で検証した後に、鋼管加工プロセス中に発生する閉口き裂のオンライン検査法を開発して、社会的な貢献を実現することを目標とする。24年度は、本研究の初年度として高時間分解能SPACE用プログラムの開発、振幅差分法の定式化とシミュレーションによる検証および2段階法による閉口SCC試験体の作製を行った結果、計画通りに進展した。この解決策である非線形超音波では大振幅超音波を入射し閉じたき裂を開口させて発生する非線形成分を検出する。代表者らが開発した分調波フェーズドアレイ(SPACE)は、初めて閉口き裂の深さ測定を実現したが、広い領域における検査効率は十分ではなかった。また、表面近傍の欠陥には課題があった。電縫溶接鋼管(電縫管)は、高疲労強度と優れた成形性、良好な耐水素脆性をあわせ持ち、従来の中実鋼棒に比べ大幅な軽量化を達成できるため、ハイブリッドカーなど自動車構造部材に広く採用され、その燃費向上に寄与している。しかし溶接中に導入される閉口き裂を超音波探傷で検出できず、プレス加工中に発見される場合があり、見逃しによる事故が起きると人的・社会的影響は甚大である。

そこで本年度は、水と鋼管界面での超音波の屈折による収差を補正し、集束による大振幅入射波の形成を可能にして、閉口き裂の開口による分調波応答を発現させ、広い領域における閉口き裂の計測を実現した。また、各送信焦点の映像のレーダ表示を用いて、入射角依存の散乱挙動の観察を行った。さらに、減衰二重節点(DDN)を用いた時間領域有限差分(FDTD)法により、超音波散乱挙動の再現に成功した。次に表面でのモード変換を補正してSAWを集束できるSAW SPACEを開発して、表面近傍のSCCで検証した後に、鉄鋼企業が提供した電縫管に適用した。最後に、高分解能SPACEの精度を標準閉口き裂で検証した後、電縫管のオンライン検査装置に導入して、実機に近い水中で、モータ駆動した模擬的閉口き裂試験片を測定して、製造ラインに適用できることを実証した。以上により、高分解能SPACEの開発と鋼管オンライン検査への適用に関する本研究の目的を達成できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。超音波26年度が最終年度であるため、記入しない。圧縮残留応力や酸化膜生成により閉じたき裂は超音波を透過させるため、線形超音波における計測誤差が懸念されている。この解決策である非線形超音波では大振幅超音波を入射し閉じたき裂を開かせることで、新たに発生する非線形成分を検出する。応募者らが開発した分調波フェーズドアレイ(SPACE)は、共焦点方式により方位分解能も向上したが、き裂の深さを計測する時間分解能は十分ではなく、線形散乱体によるゴーストの問題もあった。そこで本研究では、分調波応答の入射波振幅への強い依存性を利用した時間分解能向上とゴースト除去法を開発し、短パルスの使用により時間分解能を向上して標準閉口き裂で検証した後に、鋼管加工プロセス中に発生する閉口き裂のオンライン検査法を開発して、社会的な貢献を実現する目途が得られたため、おおむね順調に進展していると判断した。以下の研究が計画通り進展したため(1)高時間分解能SPACE用プログラムの開発高時間分解分調波映像装置に必要な回路の機能を検討し、基本仕様を決定した。また、送信の焦点を走査し、各焦点位置ごとにチャンネル受信波形のフィルタ・開口合成処理を行うアルゴリズムを構築し,基本(fundamental array:FA)像と分調波(subharmonic array:SA)像を形成するプログラムを作成した。(2)振幅差分法の定式化とシミュレーションによる検証SPACEによって閉口き裂および線形散乱体がある試料を観察する場合、一定のしきい値以下の入射波振幅に対する閉口き裂の分調波応答は小さいが、しきい値以上の入射波振幅に対し急激に増加する。そこでこの点に着目して大振幅の映像から小振幅の映像の振幅比倍を引いて線形散乱体のゴーストを除去し、閉口き裂のみの像を得るアルゴリズムを定式化し、プログラムに実装した。さらに減衰2重節点(DDN)モデルとFDTD計算を縦き裂を含む場合に拡張し、SPACEによる縦き裂の映像と比較することでシミュレーション精度を検証した。次に、振幅差分法の原理を、上記シミュレーションにより検証できた。(3)2段階法による閉口SCC試験体の作製開口SCCを有するステンレス鋼やインコネル試験体を導入して、1000時間以上高温高圧水に浸漬することでき裂面を酸化させるため、高温高圧水オートクレーブを購入した。また、これまで開発した微細加工技術に基づき、耐高温ニオブ酸リチウム(LN)探触子を作製して、オートクレーブ中酸化閉口過程を測定する準備を行った。
ボリレンを架橋配位子とする金属クラスター錯体の合成と反応性

〔CO_2(CO)_8〕とB_2H_4・2PMe_3とからホスフィンで安定化されたボリレン錯体〔Co_7(CO)_7(BHPMe_3)〕が合成された.これは初めてのボリレン架橋複核錯体である.これまで,BH_3・PMe_3やB_2H_4・2PMe_3のようなelectron preciseボランの配位はB-HやB-P結合を切らずにそのまま配位していたのに対して,この系ではB-H結合とB-B結合の切断を伴い,新しい反応形態であった.BH_3・PMe_3の存在下,シクロペンタジエニル基で電子豊富になったメチル錯体〔CpWMe(CO)_3〕ならびに〔CpFeMe(CO)_2〕を紫外照射することにより,メタンを発生し,ボリル錯体〔CpW(BH_2PMe_3)(CO)_3〕,〔CpFe(BH_2PMe_3)(CO)_2〕をそれぞれ発生することを見出した.これはBH結合の切断を伴う反応である.また,BH_3・P(CH_3)_2CH_2P(CH_3)_2・BH_3の存在下〔Cr(CO)_6〕の光反応により二つのボラン部位から脱水素が起こり,B-B結合をもつ5員環ジボランが生成し,これはM-H-Bを通して4座配位子として二つのクロム部位に配位した〔{Cr(CO)_4}_2(BH_2BH_2PMe_2CH_2PMe_2)〕錯体を生成することを見出し,結晶解析によりその構造を明らかにした.この錯体はジメタラテトラボラン誘導体として記述できるクラスターである.また〔Cp^*RuCl〕_4とBH_3,PMe_3との反応では強固なB-P結合の解裂を伴って塩素原子の移動が起こり,クロロトリヒドロボラートイオン〔BH_3Cl〕がルテニウムに配位した錯体が生成した.この錯体はB-Cl結合を有するので,複分解反応を利用て新たに金属核を取り込む可能性があり,ボリレンクラスター錯体の出発物質として期待される.〔CO_2(CO)_8〕とB_2H_4・2PMe_3とからホスフィンで安定化されたボリレン錯体〔Co_7(CO)_7(BHPMe_3)〕が合成された.これは初めてのボリレン架橋複核錯体である.これまで,BH_3・PMe_3やB_2H_4・2PMe_3のようなelectron preciseボランの配位はB-HやB-P結合を切らずにそのまま配位していたのに対して,この系ではB-H結合とB-B結合の切断を伴い,新しい反応形態であった.BH_3・PMe_3の存在下,シクロペンタジエニル基で電子豊富になったメチル錯体〔CpWMe(CO)_3〕ならびに〔CpFeMe(CO)_2〕を紫外照射することにより,メタンを発生し,ボリル錯体〔CpW(BH_2PMe_3)(CO)_3〕,〔CpFe(BH_2PMe_3)(CO)_2〕をそれぞれ発生することを見出した.これはBH結合の切断を伴う反応である.また,BH_3・P(CH_3)_2CH_2P(CH_3)_2・BH_3の存在下〔Cr(CO)_6〕の光反応により二つのボラン部位から脱水素が起こり,B-B結合をもつ5員環ジボランが生成し,これはM-H-Bを通して4座配位子として二つのクロム部位に配位した〔{Cr(CO)_4}_2(BH_2BH_2PMe_2CH_2PMe_2)〕錯体を生成することを見出し,結晶解析によりその構造を明らかにした.この錯体はジメタラテトラボラン誘導体として記述できるクラスターである.また〔Cp^*RuCl〕_4とBH_3,PMe_3との反応では強固なB-P結合の解裂を伴って塩素原子の移動が起こり,クロロトリヒドロボラートイオン〔BH_3Cl〕がルテニウムに配位した錯体が生成した.この錯体はB-Cl結合を有するので,複分解反応を利用て新たに金属核を取り込む可能性があり,ボリレンクラスター錯体の出発物質として期待される.[Co_2(CO)_8]とB_2H_4・2PMe_3とからボリレン錯体[Co_2(CO)_7BHPMe_3]を生成する反応の反応機構の解明ならびに錯体の反応性については低温のNMRを用いて研究しているが,まだ端緒についたところで,残念ながら成果があがっているとはいえない.また,同様の反応を他の金属-金属結合を持つカルボニル錯体に適用してボリレン錯体の例を拡大することも試みているが,新規化合物の合成はできていない.これまでボラン-ルイス塩基付加物BH_3・Lの配位した錯体とボリレン-ルイス塩化付加物BH・Lの配位した錯体の合成に成功していたが,ミッシングリンクとなっていたボリルールイス塩基付加物BH_2・Lが配位した錯体の合成に成功した.BH_3・PMe_3の存在下,シクロペンタジエニル基で電子豊富になった

メチル錯体CpWMe(CO)_3ならびにCpFeMe(CO)_2を紫外照射することにより,メタンを発生し,ボリル錯体CpW(BH_2PMe_3)(CO)_3とCpFe(BH_2PMe_3)(CO)_2をそれぞれ生成した.Cp^*W(BH_2PMe_3)(CO)_3については単結晶X線解析によりW-B距離が2.471(7)Åと求まった.この化合物はHClと反応してCp^*WH(CO)_3とBH_2ClPMe_3を生成する.またPMe_2Phとの反応でもW-B結合が切断され,金属-ホウ素の結合が弱いことが示された.これらの結果から光反応がボラン錯体の合成に有用であることが示された.また,この反応はボランが脱水素をして金属-ホウ素単結合を形成する例としても極めて希な例であるが,ボリル錯体からさらに脱水素反応によってボリレン錯体を合成できる可能性が生まれてきた.ホスフィンで安定化されたボリレン錯体[Co_7(CO)_7(BHPMe_3)](1)とトリフェニルホスフィンとの反応ではCo-B結合は保持されたまま,カルボニルがPPh_3で置換され、新しいボリレン錯体[Co_7(CO)_5(PPh_3)_2(BHPMe_3)](2)が生成した。2は錯体1とは対照的に真空下,室温に放置しても分解しないことからPPh_3の配位により熱的に安定化されていることが分かった.化合物1の^1H-NMRを500MHzで再測定してこれまで観測できなかったBHプロトンが4.55ppmと特徴的な低磁場に観測された.また,BH_3P(CH_3)_2CH_2P(CH_3)_2・BH_3の存在下[Cr(CO)_6]の光反応により二つのボラン部位から脱水素が起こり,B-B結合をもつ5員環ジボランが生成し,これがM-H-Bを通して4座配位子として二つのクロム部位に配位した[{Cr(CO_4}_2(BH_2BH_2PMe_2CH_2・PMe_2)]錯体(3)を生成することを見出し,結晶解析によりその構造を明らかにした.3はジメタラテトラボラン誘導体として記述できるクラスター錯体である。また[Cp^*RuCl]_4とBH_3PMe_3との反応では強固なB-P結合の解裂を伴って塩素原子の移動が起こり,クロロトリヒドロボラートイオン[BH_3Cl]^-がルテニウムに配位した錯体[Cp^*Ru(BClH_3)(PMe_3)](4)が生成した.同様にジクロロジヒドロボラート錯体も得られた.これらの錯体はB-Cl結合を有するので,複分解反応を利用して新たに金属核を取り込む可能性があり,ボリレンクラスター錯体の出発物質として期待される.
計算効率の定式化による写実的な画像のロバストかつ効率的な生成法

今年度は,写実的な画像を生成する手法として最も汎用的である双方向パストレーシングの効率化について研究を行った.初年度の研究対象である多光源レンダリング法は,単純なシーンでは効率的にレンダリングが可能であるが,複雑なシーンでは効率が低下するという問題があり,現実の複雑で指向性の強い反射特性を持つ材質などのレンダリングには適していない.しかしながら,多光源レンダリング法で用いられる様々な効率化手法は非常に有用であり,申請者は多光源レンダリング法で用いられる効率化手法を,双方向パストレーシングに組み込むことで効率化を図った.多光源レンダリング法に用いられる効率化手法を,双方向パストレーシングに組み込むことで効率化を行う手法は,既にいくつか存在したが,これらの手法は,組み込みによる利益を最大限に生かせていないという問題があった.具体的には,双方向パストレーシングに他手法を組み込む場合,組み込みによる効率の変動を定式化する必要があるが,これらの手法では効率の変動を定式化するために近似を導入していた.これにより,組み込みによる利益を最大限に生かせないだけでなく,組み込みにより効率が低下する場合さえあり得る.申請者は多光源レンダリング法の効率化手法を,Resampled Importance Samplingというサンプリング手法であると解釈することで,効率の変動の定式化を近似なしで行う方法を開発した.簡易的な実験の結果,シーンによっては,従来の手法と比較して,2倍以上の高速化を行うことができた.本研究の成果は,より詳細な評価実験の後,発表予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、写実的な画像を効率的に生成する手法として注目されている多光源レンダリング法について研究を行い,その成果を論文として発表した.多光源レンダリング法とは,多数の仮想的な点光源(Virtual Point Light,以降VPLと略す)をシーン中に設置し,VPLの寄与を計算することにより,視点方向に出射する輝度を計算する手法である.この手法を用いて写実的な画像を生成するには大量のVPLが必要になるため,すべてのVPLの寄与を計算するのは計算コストが高く,画像生成に時間がかかるという問題がある.この問題を解決するため,少量のVPLをサンプリングし,サンプリングされたVPLの寄与から,視点方向に出射する輝度を推定する手法が多く提案されている.これらの手法では,少量のVPLの寄与のみを計算するため,高速に画像を生成することができる.しかしながら,これらの手法では,推定による誤差を制御することができないという問題がある.そのため,誤差の小さい画像を生成するには,VPLのサンプリング数などのパラメータ調整の試行錯誤が必要であり,ユーザは多大な負担を要する.この問題を解決するため,申請者は,輝度の推定値が従う分布を導出し,推定値の誤差を制御する方法を提案した.これにより,ユーザはパラメータ調整の試行錯誤なしで,高速に写実的な画像を生成することができる.なお本研究は,国際論文誌『Computer Graphics Forum』に掲載されている.これまでの多光源レンダリング法に関するほとんどの研究で,VPLサンプリングによる輝度の推定値の誤差制御は行われてこなかった.そのためユーザは,VPLのサンプリング数などのパラメータ調整の試行錯誤が必要であり,多大な負担となっていた.誤差制御を試みる手法も存在するが,ヒューリスティックに基づく手法であり,正確な誤差制御はできなかった.今年度は,これらの問題を解決するため,まず推定値が従う分布の定式化を行った.次に定式化された結果をもとに,効率的な画像生成フレームワークを考案した.申請者の提案した手法は,正確に推定値の誤差制御が可能であるため,ユーザはパラメータ調整の試行錯誤が不要である.この成果を論文としてまとめたものが,難関国際会議であるPacific Graphics 2016に採択,またComputer Graphics Forum誌に掲載された.今年度は,写実的な画像を生成する手法として最も汎用的である双方向パストレーシングの効率化について研究を行った.初年度の研究対象である多光源レンダリング法は,単純なシーンでは効率的にレンダリングが可能であるが,複雑なシーンでは効率が低下するという問題があり,現実の複雑で指向性の強い反射特性を持つ材質などのレンダリングには適していない.しかしながら,多光源レンダリング法で用いられる様々な効率化手法は非常に有用であり,申請者は多光源レンダリング法で用いられる効率化手法を,双方向パストレーシングに組み込むことで効率化を図った.多光源レンダリング法に用いられる効率化手法を,双方向パストレーシングに組み込むことで効率化を行う手法は,既にいくつか存在したが,これらの手法は,組み込みによる利益を最大限に生かせていないという問題があった.具体的には,双方向パストレーシングに他手法を組み込む場合,組み込みによる効率の変動を定式化する必要があるが,これらの手法では効率の変動を定式化するために近似を導入していた.これにより,組み込みによる利益を最大限に生かせないだけでなく,組み込みにより効率が低下する場合さえあり得る.申請者は多光源レンダリング法の効率化手法を,Resampled Importance Samplingというサンプリング手法であると解釈することで,効率の変動の定式化を近似なしで行う方法を開発した.簡易的な実験の結果,シーンによっては,従来の手法と比較して,2倍以上の高速化を行うことができた.

本研究の成果は,より詳細な評価実験の後,発表予定である.今後の研究の推進方策としては,今年度の成果を発展させ,金属のような反射特性に鋭い指向性を持つ材質や,雲のような関与媒質を含む複雑なシーンに適したフレームワークの考案が挙げられる.今年度は,VPLを用いたレンダリングに関して研究を行ってきたが,反射特性に鋭い指向性を持つ材質や,関与媒質を含む複雑なシーンをレンダリングする場合,VPLを用いたレンダリングは極めて非効率となる.この問題は,VPLの代わりに,VPLを拡張した仮想的な球光源(Virtual Spherical Light,以降VSLと略す)などを用いることで解決できるが,申請者が考案したフレームワークはVPLを対象としたものであり,VSLに適用することができない.複雑なシーンはレンダリングに時間がかかるため,パラメータ調整の試行錯誤によるユーザの負担は非常に大きい.そのため,VSLに適したフレームワークを考案し,パラメータ調整なしで写実的な画像を生成する手法の開発が必要である.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
日光老化皮膚（日光性弾性線維症）へのメイラード反応の関与に関する研究

ヘアレスマウスに24週間に渡りUVA、UVBおよびその両方を照射し、実験的に日光性弾性線維症病変をつくることを試みた。24週間の照射において、肉眼的には著明な真皮成分の増加を認めるものの、HE染色や弾性線維染色による組織学的検討では、明かな日光性弾性線維症は認めることができなかった。現在、カルボキシメチルリジンとペントシジンのAGE構造体に対する抗体を用いて、免疫組織学的に弾性線維におけるAGE形成を観察しており、さらに免疫電顕による観察を行う予定である。また70週齢の自然老化ヘアレスマウスの皮膚を入手しており、紫外線照射群との比較により、増加した真皮の成分についての検討を鐘紡科学研究所の協力のもとに行っている。今回の検討では、紫外線照射で日光性弾性線維症病変をつくることができず、AGE化については現在検討中ではあるが、AGE化は熱により促進されることが知られており、日光性弾性線雑症の形成においても、紫外線のみでなく、赤外線照射をともにする必要があるのではないかと考えられるヘアレスマウスに24週間に渡りUVA、UVBおよびその両方を照射し、実験的に日光性弾性線維症病変をつくることを試みた。今回の検討では、紫外線照射で日光性弾性線維症病変をつくることができず、AGE化については現在検討中ではあるが、AGE化は熱により促進されることが知られており、日光性弾性線雑症の形成においても、紫外線のみでなく、赤外線照射をともにする必要があるのではないかと考えられる
20世紀全球海上風データセットの作成と気候変化研究への応用

1900年から2015年までの116年間を対象期間とし、系統誤差補正された全球海上風データセットを作成した。作成された海上風データセットはエルニーニョ・南方振動、インド洋ダイポール、Pacific Decadal Oscillation、North Atlantic Oscillationなど主要な経年から数十年規模の気候変動モードに伴う大気下層循環変動を良く捉えており、気候変動研究に有用なデータセットになると考えられる。これまで明らかにすることが難しかった20世紀前半の太平洋気候シフトについても海面水温や海面気圧の変化と物理的に整合していることが分かった。一方、熱帯海洋は北半球中緯度海洋と比較して20世紀前半において著しく観測数が少ない。そこで主要船舶航路で観測された海上風データを解析した結果、熱帯域で卓越する経年変動や10年規模変動などはよく捉えられていることが分かった。これらの解析結果は2015年5月に開催される複数の学会にて研究発表をおこなう予定である。1970年代以降、船舶による海上風観測は風速計観測が主流になったのに対し、それ以前はBeaufort風力階級等による目視観測が大半を占めていた。本年度は、年代と共に変遷する海上風速観測データの系統誤差の時間変化を検証し、その補正方法について検討した。また補正した海上風速データを用いて1920年代の太平洋気候シフト時における大気海洋変動の特徴について解析した。(1)風速計による海上風観測は、船舶大型化に伴い見かけ上の増加傾向を持つ。この系統誤差には風速データの高度補正が有効であるものの、実際には風速計高度情報が不明な観測データが全体の半分程度を占めている。そこで利用可能な風速計高度情報から格子化された全球風速計高度データセットを作成し、風速計高度情報が不明な観測データに対してはそれを用いて補正を行った。(2)目視観測データは19世紀末から20世紀中頃にかけて弱化傾向であり、また20世紀中頃から後半にかけて強化傾向に転じることが分かった。目視観測データに対するEOF第一モードはこの時間的な特徴をよく捉えており、その成分のみをデータから除去することによって時間変化する観測誤差を軽減した。(3)補正した海上風データセットを用いて1920年代における太平洋気候シフトに伴う下層大気循環の変化について調べた。その結果、アリューシャン低気圧の強化に伴い北太平洋上では西風が強化、熱帯太平洋域では偏東貿易風が弱化し、太平洋数十年規模振動の負から正への位相シフトと整合して変化していたことが分かった。(4) (3)から得られた1920年代における下層大気循環変化の特徴は、熱帯の海面水温変動を強制とした大気大循環モデルで良く再現されることを数値実験により明らかにした。これは1920年代における太平洋気候シフトが熱帯海面水温変動によって強制された可能性を示唆している。20世紀前半の海上風観測はBeaufort風力階級をベースにした目視観測が大半を占めている。そのため、研究対象によってはデータの精度や品質が問題になることがあるが、平成26年度の解析によって、20世紀前半の海上風観測データが本研究で着目している気候変動を解明する上で貴重なデータであることを確認できたことは、進展と言える。また20世紀前半の長期的な海上風変化に関しても、20世紀後半に顕著だった風速計高度上昇による風速増加傾向のような人為的に時間変化する観測系統誤差が小さいことが分かった。一方、風速計観測データとBeaufort風力階級による観測データの間には無視できない程度のギャップが残っており、そのギャップをどのように小さくするかが今後の課題である。27年度が最終年度であるため、記入しない。気候力学風速計観測データとBeaufort風力階級による観測データの間に見られるギャップに関しては、風速計観測と目視観測が混在する年代で、海面から10m高度を基準として補正量を算出する。さらに、20世紀前半は熱帯海洋や南半球の海洋上で観測が少なく、限られた観測から全球データセットを再構築する必要があるため、今後は全球的に観測数が多い年代に対して主要変動モードを統計解析によって抽出し、それらを用いた空間補間法を適用して、全球データセットを作成する。
製品開発段階での原価見積システムに関する研究

研究の初年度である平成8年度には、主として開発・設計段階での原価情報の作成方法やコスト・テーブルや各種支援ツールの適用状況について詳細なモニターを実施した。その結果、企画開発段階、設計構想段階、詳細図段階において、適用される原価見積の手法が相違しており、またその適用目的を異なっていることが判明した。すでに、本研究において、この体系については整理が進んでいる。特に、コスト・テーブルという呼称に呼ばれている管理ツールは、単に開発段階での原価推定のみに用いられるだけのものではなく、目標原価設定、設計品質の設定、部品やユニットのコスト目標達成方法の評価など多様な利用がなされており、そのデータベース化の方法も利用目的によって、(1)仕様とコストとの関係のテーブル、(2)性能とコストとの関係のテーブル、(3)機能と方式との関係のテーブル、(4)仕様、需要量、顧客層の関連表、(5)方式とコストとの関係のテーブルなどが利用されつつある。この領域のデータベースをコストテーブルに中でも機能テーブルとして再定義し、開発ステップとの関係で体系化することを試みた。その成果はすでに論文にまとめている。多くの企業の協力により、相当に掘り下げたヒアリング調査と緊密な意見交換が実施できた。また、今後2年間の継続的な協力の合意もとりつけている。当初予定よりも、研究の進捗度が早く推移しており、初年度に原価情報の作成方法に加えて、原価見積支援ツールの詳細な内容にまで踏み込んだ調査とその成果の体系化を図ることができた。
ゲノム多型の解析を中心とする血栓性疾患の発症に関わる遺伝的要因の解明

我が国においても、生活様式の欧米化や老齢人口の増加などにより血栓性疾患は増加の一途にあるが、その遺伝的背景については不明な点が多い。これまでは主に、欧米白人を中心に血栓症患者の遺伝子解析が行われ、抗血栓性因子のプロテインCやプロテインS等の血漿因子及びトロンボモジュリン(Thrombomodurin : TM)や血管内皮細胞プロテインCレセプター(Endothelial protein C receptor : EPCR)などの血管内皮抗血栓性因子の量的異常や機能異常が報告されており、その多くが遺伝子上の一塩基多型(Single nucleotide polymorphisms : SNPs)に起因することが示唆されている。しかし、日本人等のアジア系人種での解析は殆ど行われていない。そこで本研究は、日本人で血栓性疾患の発症に関与すると推定される遺伝子群の塩基変異や遺伝子多型を解析し、日本人を含むアジア系人種に固有な血栓性素因を解明することを目的とした。本年度は、先ず、血管内皮細胞上の抗血栓性因子であるTMのゲノム多型について、欧米で冠動脈疾患の発症に関わることが示唆されているTMのコード領域にみられるAla(GGC)25Thr(AGC)遺伝子多型を解析するため、PCR-RFLP解析法を開発し、健常人と冠動脈疾患患者のそれぞれ50人についてこの遺伝子多型の有無を解析した。その結果、この多型は日本人では健常人でも冠動脈疾患患者と同程度に存在することが明らかになった。次に、血栓症モデル動物を作製するため、欧米で血漿濃度の増加が心筋梗塞のリスクファクターになることが示唆されている血漿セリンプロテアーゼインヒビターの1つのプロテインCインヒビター(PCI)の遺伝子導入マウスを作製した。15kbヒトPCI遺伝子を導入して作製したヒトPCI遺伝子トランスジェニック(TG)マウスの表現型は概ね正常で、その血漿中には活性を有するヒトPCIが検出され、その組織分布もヒトにおけるそれに極めて類似していた。この結果は、ヒトPCI遺伝子TGマウスが血栓症研究のモデルマウスとしての有用性を示唆するものであり、今後、このマウスを用いてPCIによる血栓症発症の分子機構を解明したい。
溶鉄へのアルゴン吹き込みによる脱窒に及ぼす超音波の効果に関する研究

溶鉄へのアルゴンガス吹き込みによる脱窒過程に、局部的な攪拌作用やキャビテ-ション作用による脱窒促進効果が期待される超音波を適用し、超音波の効果について検討した。まず、本申請により購入した超音波発生装置の振動子にアルミナ製のホ-ンを取り付け、溶鉄中へ超音波発を照射できるようにした。つぎに、窒素濃度を300ppm程度に調整した鉄試料約350gをアルミニナるつぼに装入し、アルゴン雰囲気において加熱溶解し、1550°Cに保持した。溶鉄中に内径1mmの吹管より上向きに30CC/minでアルゴンガスを吹き込み、同時に上方のホ-ンから出力50Wまたは100Wの超音波を下向きに照射しながら脱窒を行わせ、所定時刻に試料を採取して窒素濃度を測定した。超音波を照射しない場合についても同様の測定を行い、これらの結果を比較して、超音波の効果について検討した。アルゴンガス吹き込みのみによる脱窒は従来の報告と同様、2次反応速度式で表されるのに対して、超音波照射を併用した脱窒は2次反応速度式では表されず、時間と共に速度が減少する傾向が認められたので、この場合は2次反応式で近似できる初期の約400sについて物質移動係数を求めた。物質移動係数は、出力50Wの超音波を照射した場合には1.1x10^<-2>m/s・mass%と求められた。これは超音波を照射しない場合の4.4x10ー3m/s・mass%と比べて約2倍であり、超音波の脱窒促進効果が明確に認められた。ただし、超音波強度が大きくなると、下向きの超音波流によって気泡の上昇する軌跡が乱されて気泡が超音波場の中に入り難くなり、超音波の効果が現れ難くなる傾向が認められた。今後、超音波の強度およびアルゴンガス流量を変化させ、照射および吹き込みの方向を変えるなど、種々の実験条件における測定結果に基づき、超音波の作用機構についての詳細な検討を行うことが必要と思われる。
動脈硬化度無侵襲測定装置の開発

動脈硬化症に対する、進展防止、発症予防、早期治療、制御を目的として、無侵襲での動脈硬化度測定装置の開発に着手した。装置の安全性、高精度化、高速化を得るため既存の超音波画像装置に改良を加え、拍動による動脈壁の動きと血流速度を、同時に複数部位で測定できるようにするためのオプション基盤を作成した。この装置からの信号と、心電図、末梢組織の脈波波形と、測定部位から離れた任意の部位での血流速度波形の、同時入力および解析のためのプログラムを作成した。プログラムはオプション基盤の制御を兼ね、一般の汎用ソフトウェア上で動作するものとした。オプション基盤の開発が遅れている間、従来の基本言語オリジナルプログラムと多チャンネル信号処理装置を用いて、臨床応用に向けた測定をおこない、コンベックス型プローブを用いて中枢の主幹動脈についても、本装置を用いた物性の測定について検討した。オプション基盤はテスト信号での動作を確認されたので、実際の臨床応用に向けて拍動流を測定したが、正常に動作せず、有効な測定信号は得られなかった。一方、コンベックス型プローブを用いた、主幹動脈、特に腹部大動脈の物性の測定では、新たに有益な所見が得られており、動脈硬化および動脈瘤の質的診断の有用性が示唆された。特に腹部大動脈瘤はコンベックス型プローブで観察できる病変で、動脈硬化症と同様に、その進行に伴い動脈壁構成成分の組成や代謝が変化し、物理的特徴として定量でき、本装置による無侵襲診断のよい適応である。1、超音波ドップラーでの拍動による動脈壁挙動の測定装置(複数チャンネル化、高精度、高速度化)ドップラー信号の複数チャンネル化は、ポリグラフを用いた信号処理により実現。動脈壁の動きの他にduplex scan B-mode画像による血管内径の変化や血流速度、更に光電脈波や心電図などを、高精度で同時多チャンネル入力することが可能になった。またコンピュータを用いた、複数信号同時処理装置によって、高速な時間的、空間的解析が可能になった。現在の装置は、複数の異なる種類の信号を多種の測定装置から採取し、同じ時間軸上で記録、解析するもので、信号間相互の測定値調整や、コンピュータによる解析については、実際の測定を通しておこなわれる。2、測定値の評価と、装置の臨床応用(アルゴリズムの確立、安全性・実用性の確保)測定原理は拍動による動脈壁の動きを解析するものであるので、拍動の伝達、局所での動脈壁挙動の様式について評価を行なう。動脈の物理的特性を測定するために、これまで研究してきた粘弾性の測定方法に、基づいて時間的、多方向的(血流方向、円周方向)な粘弾性を測定するプログラムを作成している。また、多数の信号を同時に採取するので、測定の安定性、再現性を念頭に、簡便化を図る。これらは現在臨床測定を通して改定中であり、同時に実際の動脈硬化の臨床像と測定結果の相関についても検討している。結果としては、動脈硬化進行が中等度で拍動によって拡張する血管については、測定評価が可能であるが、高度に進行し拍動によって動きの見られない血管については、正確な評価ができず、本装置の測定原理の眼界と考えざるをえない。1、測定信号の即時演算処理アルゴリズムの確定これまでの超音波エコーリニアスキャンプローベに加え、コンベックス型トランスジューサを用いることで、主幹動脈や腹腔内臓器動脈での吻合部動脈物性測定の可能性が獲得された。これらの信号に対する即時演算処理システムの開発に着手し、血流方向とそれに垂直なベクトルの位相差を演算から求めるため、測定装置に設置するオプション基盤を作成。装置の制御と信号の解析は、一般に用いられている汎用ソフトウェア上で作動するようプログラムを改善している。プログラムの作製は、動作確認とバグの処理の段階であり研究開発の予定を超過している。

2、波動の進行方向への伝達要素について波動の進行方向への伝達については、心電図、脈波の同時測定から、速度と物性を測定し、血流速度と拍動による動脈壁の動きと合わせて解析する予定であったが、コンベックス型トランスデューサの導入により、波動伝達の進行様式の検出についても検討している。心電図と脈波に加え、中枢と末梢の任意の2点での物性と波動の伝達速度から、吻合部動脈物性のコンプライアンスミスマッチングの影響を測定するため、上記プログラムの開発に合わせてアルゴリズムを検討中である。3、臨床応用への安全性、実用性の確認以前開発した基本言語のオリジナルプログラムによる測定と、今回開発した汎用プログラムでの動作確認の測定を平行して行っている。実際の臨床応用に際しての、動作と安全性の確保のためプログラムとオプション装置の改善を行っている。