hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
載荷速度ファクターを取り入れた鉄筋コンクリート部材の損傷量評価手法の開発

当初使用予定であった東北大学の振動台が,平成27年関東・東北豪雨被害以降,使用できない状態が続いており,その間,他大学で進められた静的載荷実験に参画させていただくなどの緊急対応をしながら,画像処理手法を用いた損傷量計測技術の開発を進めてきた。その成果が,平成28年度に防災科学技術研究所・大型耐震実験施設をお借りして実施した実大部分架構の静的(0.1Hz)および動的(100Hz)載荷実験において活かされる結果となった。これにより,研究進捗としては,当初予定通り平成28年度に静的・動的載荷実験が実施できたことと,画像処理手法を用いた損傷量計測技術を適用できたことから,概ね順調に進展していると判断できる。本研究では,鉄筋コンクリート部材の損傷量進展過程における載荷速度の影響を評価することを目的として,静的載荷および動的載荷を受ける鉄筋コンクリート実大部分架構の加振実験を防災科学技術研究所・大型耐震実験施設の振動台を用いて実施した。その際,4Kビデオカメラの複数台同期計測によるデジタル画像を取得し,画像処理手法により総ひび割れ長さと最大ひび割れ幅を損傷量データとした算出するとともに,動画を用いた画像相関法(DIC)によるひずみ計測を実施した。実験で得られた損傷量データに基づき,DIC計測結果からは,コンクリート表面のひずみとひび割れ幅(曲げ/せん断)との関係を導き出し,初発ひび割れと既発ひび割れをまたぐ後発ひび割れとでは表面ひずみとひび割れ幅の関係においてばらつきが異なることを確認した。また,部材変形法を用いた断面解析によるひび割れ進展過程の簡易推定手法の開発において,載荷速度の違いが損傷量に与える影響を検討し,ひずみ速度による材料強度の上昇を考慮するだけでなく,特に曲げひび割れでは材軸方向の(主筋の)ひずみ分布の影響を考慮することが重要であることを明らかにした。具体的には,既往の研究で提案されている「平均ひび割れ発生間隔」は塑性化領域での話であり,弾性域でのひび割れ発生間隔は「平均ひび割れ発生間隔」の2n倍であること,静的載荷では主筋の塑性化域が材軸方向に進展しやすいのに対し動的載荷では危険断面付近のみが集中的に塑性化する傾向にあることを,損傷量進展モデルに組み込むことで損傷量の推定精度が向上することを明らかにした。本研究では,載荷速度が鉄筋コンクリート建築構造部材の地震時損傷量評価に与える影響を見るため,損傷量を画像処理により計測できるシステムを開発し,鉄筋コンクリート実大部分架構の静的載荷および動的載荷実験を実施した。実験結果に基づき,ひずみ速度依存の材料強度変化分だけでなく,ひずみ速度によるひずみの空間分布の差を考慮することで,載荷速度が損傷量に与える影響を評価できるようにした損傷量評価システムを開発した。提案した新手法は,従来法(部材変形法)よりも動的載荷された鉄筋コンクリート建築構造部材の地震時損傷量を精度よく評価できた。今年度は,動画を用いた損傷量画像処理計測システムの開発を進めるとともに,損傷量計測動的載荷実験を実施する。研究代表者の事前分析に基づき,動的載荷の影響が見られるせん断余裕度の大きい曲げ部材,特に修復性能評価を対象としていることから全体崩壊形架構において損傷発生が計画される梁部材を想定し,約1/2スケール試験体を製作する。
自死遺族の経年による心理的特徴の変化の検討

本研究は、自死遺族への心理・社会的支援において配慮すべき視点を提示するために、自死遺族の経年毎の心理的特徴の変化の把握及び経年による生活上の困難事及び心理的苦痛の変化を検討することを目的としている。遺族の経年による心的変化の量的検討を行うために、健康状態を把握するK6とSF-8、複雑性悲嘆の程度を測定する日本語版ITG及び心理的特徴を把握するMMPI新日本語版を使用した。また、質的検討を行うために、経年による生活上の困難事や心理的苦痛の変化などについてインタビュー調査を行った。調査への協力者総数は41名であった。死別後1年目から35年目の方に協力いただいた。量的な検討を行った結果、時間の経過とともに健康状態(K6及びSF-8)は良好になり、また、ITGによる悲嘆の程度も軽くなっていることが示された。しかし、MMPIを用いた検討では、経年によって変化が見られた尺度は外向性に関する指標のみであった。一方、ITGの得点と、抑うつ、不快感、情緒的混乱、自我強度などを示すMMPIの尺度得点との間に弱から中程度の相関がみられた。これらのことから単に経年によって心理的な変化がみられるのではなく、悲嘆の程度と心理的要因が関連していることが示唆され、遺族への支援には悲嘆に関する心理的要因へのアプローチが有効であることが考えられる。また、インタビュー調査からは、死別直後は自制や自罰の思いが強いものの、次第に「自分の時間を作ろうという気持ちになった」という声に代表されるような「自身を赦す」といった心理状態に変化していく様子が多く語られている。また、悲しみから少しでも立ち直ることができるようになったと感じたのは、死別後35年経過した頃であったとの声が聞かれ、辛く悲しい気持ちは年数が経過しても変わらないものの、抑うつ的な状態になる日が減ってくるのもこの時期になるようである。本研究の目的は、自死遺族への心理社会的支援において配慮すべき視点を提示するために、1.横断的及び縦断的視点による自死遺族の経年毎の心理的特徴の変化の把握、2.経年による生活上の困難事、及び、心理的苦痛の変化、3.遺族の続柄の違いによる心理的特徴の差異の3点を検討することである。本研究での具体的な調査方法は、死別後1・2年、3・4年、5年以上の遺族の方の3グループ間の量的及び質的検討を行うことである。量的な検討では、遺族の健康状態を把握するためにK6とSF-8を、また、複雑性悲嘆の程度を測定する日本語版ITG(Inventory of Traumatic Grief)、及び、心理的特徴を把握するためにMMPI新日本語版を使用する。質的な検討では、経年による生活上の困難事や心理的苦痛の変化などについてのインタビュー調査を行う。併せて、遺族の続柄別による心理的特徴の差違についての検討を行う。平成26年度は、近畿圏内の各団体の遺族支援活動に参加し、11名の方のご協力を得た。各グループの調査協力者数の内訳は、1・2年目が2名、3・4年目が3名、5年以上が6名である。協力者数が少ないため量的な検討は行っていないが、インタビュー調査からは、死別直後は、「楽しんではいけない」という自制や自罰の思いが強いが、次第に「自分の時間を作ってみようと思うようになった」という声に代表されるような解放的な心理状態に変化していく様子が語られた。また、死別後5年以上の協力者が、悲しみから少しでも立ち直ることができるようになったと感じたのは、死別後35年経過した頃であったとの声が聞かれた。しかし、死別1・2年目の方の中には、1年が経過した頃には気持ちの整理がついたことを語っている方もいることから、現時点では、一般的傾向を見出すには至っていない。次年度も引き続き調査を行い、量的及び質的な検討を行う。本研究は、自死遺族への心理社会的支援において配慮すべき視点を提示するために、1.横断的及び縦断的視点による自死遺族の経年毎の心理的特徴の変化の把握、2.経年による生活上の困難事、及び、心理的苦痛の変化、3.遺族の続柄の違いによる心理的特徴の差異の3点を検討することを目的としている。本研究での具体的な調査方法は、死別後1・2年、3・4年、5年以上の遺族の方の3グループ間での量的及び質的検討を行うことである。量的な検討では、遺族の健康状態を把握するために、K6、SF-8を、また、複雑性悲嘆の程度を測定する日本語版ITG(Inventory of Traumatic Grief)、及び、心理的特徴を把握するためにMMPI新日本語版を使用する。平成27年度は、近畿圏内の各団体の遺族支援活動に参加し12名の協力を得た。昨年度の調査協力者数11名を合わせた各グループ間での内訳は、1・2年目が5名、3・4年目が8名、5年以上が10名である。調査協力者数が少ないため、量的な検討は行っていないが、インタビュー調査からは、昨年度と同様の傾向がみられた。

例えば、死別直後は、自制や自罰の思いが強いものの、次第に「自分の時間を作ってみようという気持ちになった」という声に代表されるような、「自身を赦す」といった心理状態に変化していく様子が語られた。また、悲しみから少しでも立ち直ることができるようになったと感じたのは、死別後35年経過した頃であったとの声が聞かれ、辛く悲しい気持ちは年数が経ってもかわらないものの、抑うつ的になる日が減ってくるのもこの時期になるようである。次年度も引き続き調査を行い、量的及び質的な検討を行う予定である。本研究では、調査協力者を死別後1・2年、3・4年、5年以降の3グループに分類し、量的、及び、質的検討を行うことを目的とし、5年間で各グループ3040名程度の協力者を想定している。そのため、毎年、グループ毎に10名程度の協力者数を計画しているが、平成26、27年度の調査協力者が少ないため、研究計画の達成度はやや遅れている。その要因として、平成27年度に協力を依頼したが、活動団体から公に依頼することを控えてほしいとの要望があり、報告者が活動参加者に個別に協力依頼をせざるを得ず、予定人数に達することが困難であった。本研究は、自死遺族への心理社会的支援において配慮すべき視点を提示するために、1.横断的及び縦断的視点による自死遺族の経年毎の心理的特徴の変化の把握、2.経年による生活上の困難事、及び、心理的苦痛の変化、3.遺族の続柄の違いによる心理的特徴の差異の3点を検討することを目的としている。本研究での具体的な調査方法は、死別後1・2年、3・4年、5年以上の遺族の方の3グループ間での量的及び質的検討を行うことである。量的な検討では、遺族の健康状態を把握するために、K6、SF-8を、また、複雑性悲嘆の程度を測定する日本語版ITG(Inventory of Traumatic Grief)、及び、心理的特徴を把握するためにMMPI新日本語版を使用する。質的な検討では、経年による生活上の困難事や心理的苦痛の変化などについてのインタビュー調査を行う。併せて、遺族の続柄別による心理的特徴の差異についての検討を行う。平成28年は、近畿圏内の各団体の遺族支援活動に参加し8名の方の協力を得た。昨年度までの調査協力者数23名を合わせた各グループ間での内訳は、1・2年目が5名、3・4年目が8名、5年以上が18名である。調査協力者数が少ないため、量的な検討は行っていないが、インタビュー調査からは、昨年度までと同様の傾向が見られ、例えば、死別直後は、「自制や自罰の思いが強いものの、次第に「自分の時間を作ろうという気持ちになった」という声に代表されるような「自身を赦す」といった心理状態に変化していく様子が語られた。また、悲しみから少しでも立ち直ることができるようになったと感じたのは、死別後35年経過した頃であったとの声が聞かれ、辛く悲しい気持ちは年数がたっても変わらないものの、抑うつ的な状態になる日が減ってくるのもこの時期になるようである。本研究では、調査協力者を死別後1・2年、3・4年、5年以降の3グループに分類し、量的、及び、質的検討を行うことを目的とし、5年間で各グループ3040名程度の協力者を予定している。そのため、研究計画としては、毎年、グループ毎に10名程度の協力者を予定しているが、調査協力者数が少ないため、研究計画の達成度はやや遅れている。その要因として、協力を依頼した各活動団体から公に協力者を募ることを控えてほしいとの要望があったこと、また、協力の連絡をいただいたもののキャンセルを申し出る方が多数いたことがあげられる。
ロボット支援腹腔鏡下前立腺全摘除術後患者のQOLの特徴と関連因子の経年的比較

本研究においては、限局性前立腺がん患者の健康関連quality of life(HRQOL)について、ロボット支援前立腺全摘除術;RARPと放射線療法(強度変調放射線治療;IMRT,永久挿入密封小線源療法;LDR, LDR併用外照射療法;LDR+EBRT)の長期的比較を行うことを目的とした。RARP群227人、放射線群177人(強度変調放射線治療67人、永久挿入密封小線源療法82人、併用28人)に対し、治療前、治療後1ヵ月、3カ月、6ヵ月、12ヵ月、24ヵ月、36ヵ月にSF-8を用いたアンケート調査を行い統計学的に比較検討した。その結果、SF-8における身体的サマリースコアについて、治療後1か月のRARP群は、LDR群より有意に低下し、6か月以降はIMRT群およびLDR+EBRT群よりも有意に高くなった。36ヵ月後には、治療法による差は消失した。精神的サマリースコアは、治療1ヵ月後のRALP群はIMRT群より有意に低く、3ヵ月後ではその差は消失し、その後フォローアップ期間において、治療法による差はなかった。結論として、治療1か月後のRARP群のHRQOLは、放射線療法群より低下する傾向が認められ、3か月で差がなくなり、6か月以降は高くなる、あるいは同等となる傾向が認められた。これらの差は、各治療群の36月後には認められないことがわかった。本研究のようなSF-8を用いたHRQOLの長期的比較結果は、前立腺がん患者にとって治療法選択時の貴重な判断材料となるだけでなく、医療者側にとっても意思決定支援に関する貴重な資料となりうることが示唆された。課題研究は計画通り遂行した。現在学術論文として1編執筆し、International Journalへ投稿準備を行っている。International Journalへ原著論文として1編投稿することに加え、今後は、先に報告しきれなかったデータの解析結果を用い、複数編まとめて執筆することを計画している。学術研究の成果を示す指標のひとつである論文数の向上にむけての方策を検討している。1.研究準備期4月-6月:研究実施体制の組織化を行った.研究分担者として,当該研究の専門家である腎泌尿器科学分野の専門医2名を追加申請し,研究計画の遂行のために役割分担を明確化した.4-9月:先行研究レビュー,倫理審査必要書類の準備,10月鳥取大学医学部倫理審査委員会に審査申請し,承認を得た.2.研究調査開始期10-12月調査票後ろ向きデータの確認および,今年度の調査対象への調査票の有能準備と発送,1月-3月調査票の返送状況の確認作業,データ管理の準備を行った.3.関連研究の学会誌投稿を以下の通り行った.實重有美香,三好陽子:ロボット支援腹腔鏡下前立腺全摘除術を受ける患者の心理的適応に関連する要因ーMAC・気分調査票・KHQを用いた分析ー,日本がん看護学会誌29:61-66,2015.その他1編査読中である.4.関連研究の学会で以下の通りポスター発表を行った.研究スケジュールにおいて,平成27年度は,STEP1として,研究準備期としていた.具体的な計画として,文献検索,研究デザイン,計画書の作成,研究分担者との検討会を予定通り実施し,成果を出すことができた.今年度を基盤に,平成28年度のスケジュールであるSTEP2調査の実施が可能である.1.研究スケジュールにおいて、調査継続期であった。今年度の調査対象者へ調査票の郵送準備と発送、調査票の返送状況の確認作業、データ管理を行った。2.論文発表;山本美輪、三好陽子、吉村純子、松井幸子、櫻井優祐、村瀬由貴、徳永喜与子:高齢者施設職員の死生観因子の概要.老年社会科学38:265,2016.その他1件投稿査読中である。平成28年度の活動計画は、STEP2調査の実施であった。計画通りデータ収集がすすんでおり、次年度STEP3のデータ解析の実施にむけて準備が可能である。1.研究スケジュールにおいて、調査期間は、調査対象者へ調査票の郵送準備と発送、返送状況の確認、データ入力、データ管理を継続し、調査票返信期限である平成29年12月31日をもって研究対象者の調査を終了した。全調査対象者は、平成22年10月から平成26年12月までにロボット支援腹腔鏡下前立腺全摘除術robot-assisted laparoscopic radical prostatectomy(以下RALPと略)を受けた患者のデータであり、研究対象者登録数は227人であった。収集したデータは、対象の年齢、身長、体重、BMI、腹部手術既往歴、内科的手術既往歴、手術日、尿失禁の有無と経過およびQOL包括的尺度(健康プロファイル型尺度):healthrelated QOLSF-8;(SF8 Health Survey)、疾患特異的尺度:disease-targetedQOLであるEPIC (Expanded Prostate Cancer Index Composite)、KHQ(King's Health Questionnaire日本語版)でった。今後は、各QOL尺度それぞれの有効回答データに着目し、治療前・治療1ヵ月後、3ヵ月後、6ヵ月後、12ヵ月後、24ヵ月後、36ヵ月後のスコア平均について、統計解析ソフトウェアIBM SPSSを用いて評価し、統計学的考察を行う。その後、属性との関連性の解釈や尺度間の相関を解析する、また他の疾患のQOLとの比較をおこなうなど検討する。結果については、論文化し、学会発表または、学会誌投稿予定である。研究スケジュールの調査継続、データ解析期であった。

結論づけるまでには至らなかったが、最終年度成果発表への準備段階としておおむね進展できた。本研究においては、限局性前立腺がん患者の健康関連quality of life(HRQOL)について、ロボット支援前立腺全摘除術;RARPと放射線療法(強度変調放射線治療;IMRT,永久挿入密封小線源療法;LDR, LDR併用外照射療法;LDR+EBRT)の長期的比較を行うことを目的とした。RARP群227人、放射線群177人(強度変調放射線治療67人、永久挿入密封小線源療法82人、併用28人)に対し、治療前、治療後1ヵ月、3カ月、6ヵ月、12ヵ月、24ヵ月、36ヵ月にSF-8を用いたアンケート調査を行い統計学的に比較検討した。その結果、SF-8における身体的サマリースコアについて、治療後1か月のRARP群は、LDR群より有意に低下し、6か月以降はIMRT群およびLDR+EBRT群よりも有意に高くなった。36ヵ月後には、治療法による差は消失した。精神的サマリースコアは、治療1ヵ月後のRALP群はIMRT群より有意に低く、3ヵ月後ではその差は消失し、その後フォローアップ期間において、治療法による差はなかった。結論として、治療1か月後のRARP群のHRQOLは、放射線療法群より低下する傾向が認められ、3か月で差がなくなり、6か月以降は高くなる、あるいは同等となる傾向が認められた。これらの差は、各治療群の36月後には認められないことがわかった。本研究のようなSF-8を用いたHRQOLの長期的比較結果は、前立腺がん患者にとって治療法選択時の貴重な判断材料となるだけでなく、医療者側にとっても意思決定支援に関する貴重な資料となりうることが示唆された。課題研究は計画通り遂行した。現在学術論文として1編執筆し、International Journalへ投稿準備を行っている。オーバービューとして,まずSTEP2平成28年度(調査実施29年度まで継続)郵送法による調査票の配布と回収,適宜データ入力および管理を行う.STEP3平成29年度(データ解析)STEP2で収集できたデータの統計学的分析および解釈,結果へ導く.STEP4平成29年度STEP3で導いた結果の考察を深め,新たな知見を構築する.STEP5平成30年度(結果公表)関連学会発表および学術雑誌への論文投稿,医療スタッフ向けの勉強会等を企画する予定である.研究過程STEP3として、STEP2で収集したデータの統計解析を行い、解釈、結果と導く。STEP4は、STEP3で導いた結果の考察を深め、新たな知見を考察する。STEP5は、関連学会で発表するとともに、学術雑誌へ論文を投稿する。これらの研究過程を終了した際には、医療スタッフ向けに勉強会等を企画する予定である。今後は、各QOL尺度それぞれの有効回答データに着目し、治療前・治療1ヵ月後、3ヵ月後、6ヵ月後、12ヵ月後、24ヵ月後、36ヵ月後のスコア平均について、統計解析ソフトウェアIBM SPSSを用いて評価し、統計学的考察を行う。その後、属性との関連性の解釈や尺度間の相関を解析する、また他の疾患のQOLとの比較をおこなうなど検討する。
第二次世界大戦後の上海在留朝鮮人の国籍に関する基礎的研究

本研究は日本敗戦後も上海に残留し、中国籍への帰化を試みた朝鮮人の実態や、彼らに対する中国側の対応について考察したものである。その方法として、朝鮮人の帰化申請や中国側の帰化に関する法令などの資料を収集、分析し、以下の点を明らかにした。帰化の手続きは「中華民国国籍法」、「国籍法施行条例」に基づき、上海市政府を通じ国民政府内政部へ申請する方式であり、朝鮮人もそれに則っていた。戦後、彼らの申請は1945年11月から12月に初めて登場したが、朝鮮人の中国籍への入籍を日本人と同様に容認しない内政部の方針や、中国各地の朝鮮人を日本人と一緒に送還するという中国陸軍総司令部の方針などを理由に、上海市政府は申請を拒絶していた。1946年10月に内政部が公布した「処理韓人入籍弁法」はこうした状況の転機であった。なぜなら、帰化を申請する外国人に関する「中華民国国籍法」の規定を朝鮮人にも適用すると定めたからであるが、戦犯嫌疑やその他の不法行為がない者に限定していた(第4条)。「処理韓人入籍弁法」制定後、同法第4条が重視されたことは、申請を受けた上海市政府が上海市警察局に対し、第4条に関する調査、報告を指示していることからも分かる。今回確認できた申請者5名はいずれも男性で(妻子を伴っている場合あり)、30歳代から50歳代、職業も会社員、商業従事者、医者、記者など様々であったが、いずれも戦前ないし日中戦争初期から上海に居住していた。このうち3名は動産や不動産を所有していたことから、ある程度の社会的地位や資産を有していた様子が浮かび上がる。しかし、最終的に内政部から許可を得られた人数については、資料で確認できなかった。
密結合型マルチプロセッサにおける並列ガ-ベジコレクタの実現と評価

まず、提案しているガ-ベジコレクション方式の、例えばオペレーティングシステムのスケジューリングとの兼ね合いのような、理論上の考察では洞察し得ない問題の発見や、それらの解決のために、Pentiumプロセッサ2個から成る密結合マルチプロセッサマシンを構成し、提案しているアルゴリズムの実機での検証や虫取りや調整を行なった。ここでは、最終的な性能評価を実施するターゲットマシンと同じオペレーティングシステムであるSolaris2.4を用いることによって、後々のプログラムコードの移植作業を省く工夫をした。上記の結果、プロセッサ内のキャシュメモリの容量が印付けの性能に影響を与えることが判明したので、以下のようなより大容量の高速キャツシュメモリを有する密結合マルチプロセッサマシン3機種を用いて、性能評価を行なった。2.2プロセッサ構成のSS20-612相当機3.8プロセッサ構成のSPARC SERVER1000結果的に、プロセッサ台数が少ない場合でも比較的多い場合でも提案する方式が従来の印付けと回収を直列的に実施する方式に比べて、高い回収効率を発揮することが示された。(結果は2編の論文にまとめて、投稿中である。)ここで得られた成果は、Javaのようなマルチスレッドを支援し、かつリアルタイム性が望まれるプログラミング言語の実現のためにおおいに貢献するであろう。
生体内に存在する多能性幹細胞(Muse細胞)の分化メカニズムの経時的解析

近年注目を集めている多能性幹細胞は、その高い分化能から再生医療や創薬など、様々な分野へと応用できる可能性があるとして熱心に研究が進められており、申請者らは新たな多能性幹細胞としてMuse細胞を報告した。Muse細胞は損傷モデル動物へ点滴投与するとその損傷部位へと優先的に遊走し、さらにその部位に応じた機能的な細胞へと分化する。自身に免疫抑制作用があるため、免疫抑制剤を必要とせずに他家移植に用いることが可能であり、また自然の幹細胞であるため腫瘍も形成しない。本研究ではこうしたMuse細胞の自発的な分化メカニズムを含む、移植後の生体内での詳細な挙動を多光子励起顕微鏡を用いて解明する。Muse細胞は多能性幹細胞マーカーSSEA-3を指標に生体より直接単離することが可能であり、損傷モデル動物へ点滴投与するとその損傷部位へと優先的に遊走し、さらにその部位に応じた機能的な細胞へと分化する。しかしながら移植後の自発的な分化メカニズムなどの生体内での詳細な挙動は未だ不明なままである。そこで本研究では、生体損傷時におけるMuse細胞の分化メカニズムを生体イメージングにより解明することを目的とした。本研究で使用する多光子励起顕微鏡は、高解像度を保ったまま、より深くにある組織を観察できる非常に優れた顕微鏡ではあるものの、それでもなお、その最大到達深度は組織表面から1 mm程度であり、生体のすべてを無制限に観察できるわけではない。そのため損傷モデルの選定がこの研究の重要な点となる。本年度はこの損傷モデルの選定、および観察系の樹立を中心に研究を行うことを計画し、最終的に脳梗塞モデルにおいてマウスを生かして脳の状態を保ったまま多光子顕微鏡を用いて長時間観察し続けることが可能な系を開発した。このモデルにSSEA-3をマーカーとしてヒト間葉系細胞から蛍光標示式細胞分取器(FACS)を用いて採取したMuse細胞を移植した。その際、移植した細胞をトラッキングするために常時発現プロモーターにmCherryを、また分化確認用に神経系特異的発現遺伝子であるNeuroD1のプロモーター下流にCFPをそれぞれレンチウイルスを用いて導入しておくことで生体内でのMuse細胞の遊走および分化を経時的に観察できるようにした。このように調製したMuse細胞を脳梗塞モデルCAG-GFPマウスの脳に局所注射し、その挙動を多光子励起顕微鏡を用いて観察することで最終的にMuse細胞が分化し始める瞬間を撮影することに成功した。申請時は本年度に動物モデルの選定や系の確立、次年度に撮影の予定であった。しかしながら本年度で分化の瞬間を捉えることにも成功したために当初の計画以上に進展していると考えられる。今後は同モデルを用いて移植したMuse細胞が遊走する様子の撮影を試みると同時に分化の瞬間のより高解像度での撮影を試みる。そして最終的に、Muse細胞が移植後に見せるその部位に応じた機能的な細胞へと自発的に分化するメカニズムをはじめとする生体内での詳細な挙動の解明を試みる。

申請時は本年度に動物モデルの選定や系の確立、次年度に撮影の予定であった。しかしながら本年度で分化の瞬間を捉えることにも成功したために当初の計画以上に進展していると考えられる。今後は同モデルを用いて移植したMuse細胞が遊走する様子の撮影を試みると同時に分化の瞬間のより高解像度での撮影を試みる。そして最終的に、Muse細胞が移植後に見せるその部位に応じた機能的な細胞へと自発的に分化するメカニズムをはじめとする生体内での詳細な挙動の解明を試みる。
ストリーム処理のための文字列組合せ論

文字列の組合せ的性質の究明を目標に,文字列の特徴的な分解構造に着目し研究を行った.本研究では,文字列の反復分解,LZ77分解,そしてLyndon分解の3つの分解について以下に説明する二つの主な成果を得ている.一つ目は反復分解についての成果である.文字列の反復分解とは,文字列を反復とよばれる繰り返し構造の列への分解のことをいう.繰り返し構造は,文字列の特徴を捉える指標として最も基本的な構造の一つである.近年,様々な繰り返し構造による分解を考え,それらを計算する効率的なアルゴリズムの研究などの成果が公表されている.一つの文字列における反復分解は一般に複数存在する.本研究成果では,与えられた文字列の反復分解のサイズ(分解の項の数)が最大および最小となる反復分解を効率的に計算するアルゴリズムを提案した.本研究成果は,国際会議PSC 2016に採択され発表済みである.さらに,反復分解とフィボナッチ文字列とよばれる特徴的な文字列との関係について新たな知見を得ており,公表に向けて準備中である.二つ目の成果では,LZ77分解とLyndon分解のサイズの関係を示した.LZ77分解は,理論,実用の両面から見ても良い圧縮率として知られるLZ77圧縮のもとになっている分解であり,そのような観点から,盛んに研究が行われている.一方で,Lyndon分解は文字列の辞書式順序に基づいた分解であり,近年その応用に関する研究が注目を集めている.LZ77分解は圧縮表現であるのに対し,Lyndon分解は圧縮表現ではないが,どちらの分解も最小文法のサイズの下界になっていることが知られており,文法圧縮分野において重要な指標である.本研究成果は,二つの分解に初めて直接的な関係を与えた結果である.また本研究成果は,国際会議STACS 2017に採択され発表済みである.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
細胞壁構造と成分間の相互作用を考慮した針、広葉樹の熱分解分子機構

平成30年度の研究では、ヘミセルロースとリグニンの化学構造の異なるスギ(針葉樹)とブナ(広葉樹)を用い、これら木材細胞壁中でのヘミセルロースおよびセルロースの熱分解に対する反応性を、単離したヘミセルロースであるキシランとグルコマンナンと比較して明らかにした。熱重量測定(TG/DTG)と同様の加熱速度(10°C/分)で200ー380°Cの間の温度域まで加熱し、加水分解性糖を評価することで、木材多糖の糖骨格の分解温度を求め、単離ヘミセルロースを用いた場合の結果と比較した。その結果、ヘミセルロースの反応性が木材細胞壁中では大きく変化しており、その影響がスギとブナで異なることが判明した。いずれの樹種においてもキシランは、単離物と比べて細胞壁中では50°C程度高温側で熱分解すること、グルコマンナンについてはブナで反応性が向上する一方、スギでは逆に安定化していることなどが明らかになった。このように樹種により異なる結果は、リグニンとヘミセルロースとの化学結合、セルロース結晶を取り巻くマトリックス中での存在状態の違いによるものと考えられる。また、セルロースの熱分解がブナでは主要ヘミセルロースであるキシランの分解と独立して起こる傾向があり、これがDTG曲線においてそれぞれセルロースとキシランの熱分解に対応する高温側のピークと定温側のショルダーが明確に認められる理由であることが判明した。一方、スギの主要ヘミセルロースであるグルコマンナンがブナ細胞壁中のキシランと近い温度域で分解するにもかかわらず、グルコマンナンの分解とともに一部のセルロースが分解する傾向があり、これがブナ(広葉樹)で見られた明確なDTGショルダーが認められない理由であることも判明した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。木材の細胞壁は、結晶性のセルロースがヘミセルロースとリグニンよりなるマトリックスにより取り囲まれた複層構造を持つ。したがって、細胞壁構造を考慮した分子機構の解明は木材の熱分解を理解する上で極めて重要であるが、ほとんど明らかになっていない。このような背景から、本研究課題では、細胞壁構造を考慮した熱分解分子機構の解明を目指す。平成28年度にはヘミセルロースとリグニンの化学構造が異なる針葉樹と広葉樹をそれぞれ5樹種用いた検討により、以下の成果が得られた。化学成分分析の結果、ウロン酸基(ヘミセルロースのキシランに結合)とアセチル基(広葉樹ではキシランに、針葉樹ではグルコマンナンに結合)の含有量が広葉樹において針葉樹と比べて高いことが示された。また、無機成分(主にK+, Ca2+)の含有量がウロン酸含有量と正の相関を示したことから、これらの無機カチオンはウロン酸塩としてキシランに存在していることが示唆された。したがって、広葉樹ではこれらの成分による酸、塩基触媒作用が針葉樹と比べて大きい可能性があることが考えられた。これを確認する目的で、600°C/120秒の条件で木粉とその脱塩物(ウロン酸塩はウロン酸に変化)を熱分解したところ、木材多糖由来の揮発性生成物組成がこれらの酸、塩基触媒の影響を受けていることが示唆された。さらに、塩基性のウロン酸塩を含む脱塩処理をしていない木粉の熱分解において、アセチル基は選択的に加水分解され、酢酸へと定量的に変換されることも明らかになった。なお、生成する酢酸は細胞壁中で酸性触媒として作用し、その影響が広葉樹で大きいことも示唆された。これらの成果は、ヘミセルロースの熱分解及びそれに起因する酸性触媒反応(生成する酢酸に起因)が広葉樹と針葉樹で大きく異なることを示しており、今後の研究に重要な示唆を与える。本研究ではヘミセルロースとリグニンよりなるマトリックスと結晶性セルロースとの相互作用を考慮した熱分解機構を分子レベルで解明することを目的に、まずはヘミセルロースとリグニンの化学構造の異なる針葉樹と広葉樹の違いに着目することから研究をスタートした。平成28年度の研究で、ウロン酸基及びその金属塩のそれぞれ酸及び塩基触媒としての作用とアセチル基の加水分解により生成する酢酸の酸触媒作用が広葉樹で大きく、これらが広葉樹と針葉樹のマトリックス及びセルロースの熱分解を異なったものにしている可能性が示唆された。本成果は、平成29年度以降の研究を進める上で重要な視点となる。平成28年度までの研究で、マトリックスを形成するヘミセルロースとリグニンの化学構造の異なる針葉樹と広葉樹をそれぞれ5樹種用い、ウロン酸基(ヘミセルロースのキシランに結合)とアセチル基(広葉樹ではキシランに、針葉樹ではグルコマンナンに結合)の含有量が広葉樹において針葉樹と比べて高いこと、ウロン酸と塩を形成していると考えられる無機成分(主にK+, Ca2+)の影響などを明らかにしてきた。特に、木材中のウロン酸塩が塩基性触媒として作用し、その脱塩物(ウロン酸塩はウロン酸に変化)中のウロン酸が酸性触媒として作用することで、木材の熱分解反応が変化することを明らかにした。また、これらの構造が多く含まれる広葉樹でその影響が大きいことが示唆された。平成29年度の研究では、このようなウロン酸の影響をさらに詳しく調べる目的で、ウロン酸の結合しているヘミセルロースであるキシランに着目した研究を行い、以下の成果が得られた。

市販のキシランをNMR、SEM-EDXA、原子吸光などを用いて分析することで、その中に含まれるウロン酸基、無機カチオンを定性、定量分析することで、ウロン酸基の含有量を求め、その大部分がNa塩として存在していることを明らかにした。脱塩処理キシランと比較して、TG/DTG分析を行った結果、Na塩では260°Cと310°Cに2つDTGピークを示したのに対し、フリーのウロン酸を持つものDTGピークは290°Cに一つのみ認められることが分かった。また、同様の加熱条件で処理した残渣中のウロン酸およびキシロース構造の残存量を求めた結果、Na塩の260°Cでの熱分解では主にウロン酸基が熱分解されることを明らかにした。さらに、熱分解ーGC/MSを用いた検討から、熱分解生成物の組成がフリーのウロン酸を持つキシランとNa塩を含むもので大きく異なり、これらの生成物がそれぞれ酸および塩基触媒に起因することを明らかにした。木材の細胞壁は、結晶性のセルロースがヘミセルロースとリグニンよりなるマトリックスにより取り囲まれた複層構造を持つ。したがって、細胞壁構造を考慮した分子機構の解明は木材の熱分解を理解する上で極めて重要であるが、ほとんど明らかになっていない。このような背景から、本研究課題では、細胞壁構造を考慮した熱分解分子機構の解明を目指す。これまでの研究により、細胞壁微細構造の影響因子として、ヘミセルロースのキシランに結合したウロン酸とその塩が重要な役割を果たしていることを明らかにしてきた。また、これらの含有量が針葉樹と広葉樹で異なることから、これが樹種による熱分解特性の違いにつながっている可能性が示唆された。さらに、キシランに焦点を絞った研究から、ウロン酸とその塩が熱分解反応にそれぞれ酸およひ塩基触媒として作用していることが明らかになっている。このような理由で、本研究は研究目的の達成に向けて順調に進展していると評価される。平成30年度の研究では、ヘミセルロースとリグニンの化学構造の異なるスギ(針葉樹)とブナ(広葉樹)を用い、これら木材細胞壁中でのヘミセルロースおよびセルロースの熱分解に対する反応性を、単離したヘミセルロースであるキシランとグルコマンナンと比較して明らかにした。熱重量測定(TG/DTG)と同様の加熱速度(10°C/分)で200ー380°Cの間の温度域まで加熱し、加水分解性糖を評価することで、木材多糖の糖骨格の分解温度を求め、単離ヘミセルロースを用いた場合の結果と比較した。その結果、ヘミセルロースの反応性が木材細胞壁中では大きく変化しており、その影響がスギとブナで異なることが判明した。いずれの樹種においてもキシランは、単離物と比べて細胞壁中では50°C程度高温側で熱分解すること、グルコマンナンについてはブナで反応性が向上する一方、スギでは逆に安定化していることなどが明らかになった。このように樹種により異なる結果は、リグニンとヘミセルロースとの化学結合、セルロース結晶を取り巻くマトリックス中での存在状態の違いによるものと考えられる。また、セルロースの熱分解がブナでは主要ヘミセルロースであるキシランの分解と独立して起こる傾向があり、これがDTG曲線においてそれぞれセルロースとキシランの熱分解に対応する高温側のピークと定温側のショルダーが明確に認められる理由であることが判明した。
マウス心臓移植モデルを用いた内因性心臓交感神経刺激細胞の役割と病態生理の解析

本研究では内因性心臓交感神経刺激細胞が神経堤由来であることを、P0-Cre x Floxed-GFPのダブルトランスジェニックマウスを用いて明らかにした。またin vivoでの検討において内因性心臓交感神経刺激細胞への増殖・分化を促進する因子を同定した。さらに移植マウスにおいて収縮力および心拍数増加が内因性心臓交感神経刺激細胞の発達と相関することを確認した。1.マウス移植心臓モデルを用いた解析平成22年度中に心臓移植モデルマウスを作製し、移植後14週の時点での移植心における交感神経活性を以下の方法で評価し、次に述べる結果を得た。(1)移植心臓内におけるカテコールアミンの生合成を生化学的およびRNA発現レベルで解析し、移植心臓内では経時的にカテコールアミン産生能が回復することが示された。(2)移植心臓に対してMIBGラジオアイソトープ検査を行い移植心臓内でノルエピネフリンの代謝が機能的に行われていることを確認した。(3)交感神経刺激性の薬剤(チラミン塩酸塩)投与によって移植心における交感神経活動亢進の現象が同定され内因性心臓交感神経刺激細胞が生理学的作用を果たしていることを明らかにした。2.内因性心臓交感神経刺激細胞の起源が心臓神経提由来細胞であることを示し、その細胞が多分化能をもつ事の解析PO・Cre x Floxed-GFPのダブルトランスジェニックマウスを用いて移植心において増加する内因性心臓交感神経刺激細胞の起源が心臓神経提由来細胞であることを示した。また心臓神経提由来細胞が成獣マウスにおいて心筋梗塞後の組織修復に作用し、心筋細胞に分化することを示した(Tamura et al.ATVB 2011)。これらの結果から、心臓神経提由来細胞が内因性交感神経刺激細胞だけではなく、心筋細胞をはじめとする様々な細胞に分化し、障害時の組織修復に寄与することが示された。・内因性心臓交感神経刺激細胞の起源の解析従来の研究では内因性心臓交感神経刺激細胞が発生初期の心臓の拍動に必須であることは明らかにされているものの、いずれの部位を起源とするかは明らかとはなっていなかったがm本研究では内因性心臓交感神経刺激細胞が神経堤由来であることを、PO-Cre x Floxed-GFPのダブルトランスジェニックマウスを用いて明らかにした。またトランスジェニックマウスの心臓の細胞をフローサイトメトリーで解析することにより内因性心臓交感神経刺激細胞への増殖・分化の割合を解析することができた。・内因性心臓交感神経刺激細胞の増殖・分化誘導因子の解析本研究で内因性心臓交感神経刺激細胞の増殖・分化を促進する因子に関する検討も行い、因子Xがinvivoでの検討において増殖・分化を促進する因子であることを同定した。・内因性心臓交感神経刺激細胞の機能解析本研究では移植心において内因性心臓交感神経刺激細胞が生理的に意義のある作用を持っているかどうかを検討するため、移植マウスにおいてMIBGシンチグラフィーに加えてランゲンドルフ還流モデル下でカテコールアミン分泌誘導物質による負荷を行い、収縮力および心拍数が増加が内因性心臓交感神経刺激細胞の発達と相関することを確認した。以上の内容を現在論文投稿中であり、さらに現在ヒトの移植後の心臓の検体を用いて実際にヒトにおいても心臓移植後に内因性心臓交感神経刺激細胞が増加し、交感神経作用を担っていることを確認中である。国内の心臓移植実施施設において移植後の心臓の生検検体のうち臨床で用いた後に免疫組織学的に解析を行い、ヒトにおいても移植心に内因性心臓交感神経刺激細胞が存在すること検討している。
スキージャンプの踏切技術と空中動作に関する研究

本研究はジャンプの踏み切り動作により生じる空気力学量を力学モデルを用いて明らかにし,ジャンパーの運動の特徴と空気力学量との関係を分析した.また、平成12年度は平成11年度に引き続きジャンプ競技中の空中での動作を中心に力学モデルを用いて分析した.高速ビデオカメラ(毎秒240)を使用し,札幌市大倉山ではW杯ジャンプ競技の空中初期の動作を,白馬W杯(サマーグランプリ)では2台のカメラを並列させ,空中動作を力学的に解析した.結果を以下にまとめた.(1)空中初期における空気力学量の変化は周期性を持つ.(2)周期性はある周期へと収束する傾向を示した.(3)踏切で発生する運動量の影響により計算された抵抗力と揚力は指数関数モデルにしたがう.(4)空中局面ではP点(白馬ジャンプ台は90m,大倉山は100m)までは揚力よりも抵抗力が大きい.(5)空中局面でP点をすぎると抵抗力よりも揚力が大きくなる傾向が示された.空中初期の動作と踏切動作との関連については今後さらに検討しなければならない.空中での空気力の周期性と周波数に関しては,単純な数学モデルに近似させたところ,この数学モデルは空気力学量をよく説明できる.特に空中初期は指数関数モデルの項を考えたが,運動量の減衰を巧く説明できる.空中においても指数関数項の導入を検討しているところである.指数関数項が示す本資料は選手の踏切動作と空中初期の技術指導に対して有効と考えられる.本研究はジャンプの踏み切り動作により生じる空気力学量を力学モデルを用いて明らかにし,ジャンパーの運動の特徴と空気力学量との関係を分析した.また、平成12年度は平成11年度に引き続きジャンプ競技中の空中での動作を中心に力学モデルを用いて分析した.高速ビデオカメラ(毎秒240)を使用し,札幌市大倉山ではW杯ジャンプ競技の空中初期の動作を,白馬W杯(サマーグランプリ)では2台のカメラを並列させ,空中動作を力学的に解析した.結果を以下にまとめた.(1)空中初期における空気力学量の変化は周期性を持つ.(2)周期性はある周期へと収束する傾向を示した.(3)踏切で発生する運動量の影響により計算された抵抗力と揚力は指数関数モデルにしたがう.(4)空中局面ではP点(白馬ジャンプ台は90m,大倉山は100m)までは揚力よりも抵抗力が大きい.(5)空中局面でP点をすぎると抵抗力よりも揚力が大きくなる傾向が示された.空中初期の動作と踏切動作との関連については今後さらに検討しなければならない.空中での空気力の周期性と周波数に関しては,単純な数学モデルに近似させたところ,この数学モデルは空気力学量をよく説明できる.特に空中初期は指数関数モデルの項を考えたが,運動量の減衰を巧く説明できる.空中においても指数関数項の導入を検討しているところである.指数関数項が示す本資料は選手の踏切動作と空中初期の技術指導に対して有効と考えられる.本研究は日本のジャンパーの踏み切り後の動作に対する空気力学モデルを用いて明らかにし,ジャンパーの運動の特徴と空気力学量との関係を分析した.平成10年度はジャンプ競技中の運動を中心に力学モデルを用いて分析した.1.ジャンプ台における分析動作の記録に高速ビデオカメラ(毎秒240)を使用し,札幌市大倉山でのワールドカップの競技中の踏切動作と白馬における全日本選手権での競技中の踏切動作とこれに続く空中動作を力学的に解析した.W杯ジャンプ競技では世界の一流選手も分析の対象として成績上位者を分析した結果,(1)空中初期における空気力学量の変化は周期性を持つ.(2)周期性はある周期へと収束する傾向を示した.(3)抵抗力についてのこの傾向は特に顕著である.以上3つの力学的傾向が明らかになった.今後は空中初期の動作と踏切動作との関連,さらに引き続いて発生している空中での力の周期性と周波数の取り扱いを考える必要が生じた.しかし,本資料の結果は選手の技術指導に対して有効と考えられる.本研究は日本のジャンパーの踏み切り後の動作に対する空気力学を力学モデルを用いて明らかにし,ジャンパーの運動の特徴と空気力学量との関係を分析した.平成11年度はジャンプ競技中の空中での動作を中心に力学モデルを用いて分析した.動作の記録に高速ビデオカメラ(毎秒240)を使用し、札幌市大倉山ではW杯ジャンプ競技の空中初期の動作を,白馬W杯(サマーグランプリ)では2台のカメラを並列させ,空中動作を力学的に解析した.成績上位者を分析した結果を以下に示した.(1)空中初期における空気力学量の変化は周期性を持つ.(2)周期性はある周期へと収束する傾向を示した.(3)抵抗力と揚力についてこの傾向は顕著である.(4)空中局面ではP点(白馬ジャンプ台では90m,大倉山では100m)までは揚力よりも抵抗力が大きい.(5)空中局面でP点をすぎると抵抗力よりも揚力が大きくなる傾向が示された.空中初期の動作と踏切動作との関連については今後さらに検討しなければならない.空中での空気力の周期性と周波数に関しては,単純な数学モデルに近似させたところ,この数学モデルが空気力に関する力学量をよく説明できる.特に空中初期は指数関数モデルの項を考えたが,運動量の減衰を巧く説明できた.

空中においても指数関数項の導入を検討しているところである.指数関数項の示す本資料は選手の空中初期の技術指導に対して有効と考えられる.本研究はジャンプの踏み切り動作により生じる空気力学量を力学モデルを用いて明らかにし,ジャンパーの運動の特徴と空気力学量との関係を分析した.また、平成12年度は平成11年度に引き続きジャンプ競技中の空中での動作を中心に力学モデルを用いて分析した.高速ビデオカメラ(毎秒240)を使用し,札幌市大倉山ではW杯ジャンプ競技の空中初期の動作を,白馬W杯(サマーグランプリ)では2台のカメラを並列させ,空中動作を力学的に解析した.結果を以下にまとめた.(1)空中初期における空気力学量の変化は周期性を持つ.(2)周期性はある周期へと収束する傾向を示した.(3)踏切で発生する運動量の影響により計算された抵抗力と揚力は指数関数モデルにしたがう.(4)空中局面ではP点(白馬ジャンプ台は90m,大倉山は100m)までは揚力よりも抵抗力が大きい.(5)空中局面でP点をすぎると抵抗力よりも揚力が大きくなる傾向が示された.空中初期の動作と踏切動作との関連については今後さらに検討しなければならない.空中での空気力の周期性と周波数に関しては,単純な数学モデルに近似させたところ,この数学モデルは空気力学量をよく説明できる.特に空中初期は指数関数モデルの項を考えたが,運動量の減衰を巧く説明できる.空中においても指数関数項の導入を検討しているところである.指数関数項が示す本資料は選手の踏切動作と空中初期の技術指導に対して有効と考えられる.
高速生物フォトン画像計測による迅速がん病理診断

がん手術において迅速病理診断は病変の悪性診断のみならず、切除断端における腫瘍の遺残の判定により正確な切除範囲を決定する上で欠かせない病理検査であり、個々の患者の病期に合わせた、いわば外科手術の個別化を実現する基本的検査法と言うことができる。しかしすべての病院に病理医がいるわけではないため、迅速病理診断ができるわけではなく、現実的に多くの病院では迅速病理診断を行うことができない。こうした病院では、外注で行うことがあるが、手続きが煩雑で手術時間の延長の問題があるため、初回手術の後に病理診断を基に再手術が行われることも少なくない。我々はこれまで生物フォトン現象の研究過程おいて、悪性腫瘍組織が極微弱な光を発することを示してきた。今回、その結果を基に手術組織の生物フォトン計測からがん悪性度診断を試みている。従来生物フォトン計測は30分以上の計測時間を要するため、標本の輸送時間を合わせると迅速病理診断には向かない面があった。我々は高開口度レンズや高感度ディテクタ等、種々の工夫から15分程度で計測可能な方法を開発した。本年は担癌動物の腫瘍について計測を行い、更に長時間の安定な計測条件を求めた。その結果、冷却と最適ガス選択により最適な計測を行い得る1時間程度の保存が可能になった。当施設における手術室から計測装置までの移動、設定、計測開始に1時間程度を要することから、ヒト標本を計測するのに最低限の保存が可能になったと言える。現在移植腫瘍について更に他の腫瘍について有用性の検討を行っている。なお、乳がんについては病理診断の臨床試験を行うべく準備中である。本方法は組織形態によらず、組織の生理的機能から悪性診断を行い得る方法であり、実用化が期待される。がん手術において病変の迅速病理診断は悪性か否かの診断のみならず、切除断端の腫瘍の有無を判定し切除範囲等、手術方針を決定する上で欠かせない検査、さらに正確に切除範囲を決定する上で欠かせない、個々の患者の病期に合わせた、いわばテイラーメイドメディスンの基本的検査方法と言うことができる。しかしすべての病院で迅速病理診断ができるわけではなく、現実的に多くの病院では迅速病理診断を行うことができない。こうした病院では、初回手術の後に病理診断を基に再手術が行われることも少なくない。本年は症例を蓄積するための準備として、担癌動物の腫瘍を計測し、至適条件を探ること、および東北大学倫理委員会に臨床試験を行うための申請準備を行った。現在までに倫理委員会の申請準備が完了した。また、標本輸送の至適条件については、氷温冷却や低酸素状態等、種々の条件を試み、切除後1時間までの状態維持を目標に検討を重ねている。至適条件が決定しだい臨床試験を試みる予定である。迅速病理診断はがん手術において病変の悪性か否かの診断のみならず、切除断端における腫瘍の有無を判定し、正確な切除範囲を決定する上で欠かせない検査であり、個々の患者の病期に合わせた、いわばテイラーメイドメディスンを実現する基本的検査法と言うことができる。

こうした病院では、外注で行うことがあるが、手続きが煩雑で手術時間の延長の問題があるため、初回手術の後に病理診断を基に再手術が行われることも少なくない。我々はこれまで生物フォトン現象の研究過程おいて、悪性腫瘍組織が極微弱な光を発することを示してきた。今回、その結果を基に手術組織の生物フォトン計測からがん悪性度診断を試みている。従来生物フォトン計測は30分以上の計測時間を要するため、標本の輸送時間を合わせると迅速病理診断には向かない面があった。我々は高開口度レンズや高感度ディテクタ等、種々の工夫から15分程度で計測可能な方法を開発した。本年は症例を蓄積するための準備として、担癌動物の腫瘍を計測し、計測までの腫瘍組織の温度や保存液、潅流液の組成や気相など至適条件を探った。現在までにラット肝がん由来腫瘍を用いた動物実験での計測条件を概ね決定し、また、標本輸送の至適条件については、氷温冷却や低酸素状態等、種々の条件を試み、切除後30-40分までの安定状態維持は可能になった。現在ヒト乳がん由来の移植腫瘍に関して至適条件を探っており、条件が決定しだい臨床試験を試みる予定である。がん手術において迅速病理診断は病変の悪性診断のみならず、切除断端における腫瘍の遺残の判定により正確な切除範囲を決定する上で欠かせない病理検査であり、個々の患者の病期に合わせた、いわば外科手術の個別化を実現する基本的検査法と言うことができる。しかしすべての病院に病理医がいるわけではないため、迅速病理診断ができるわけではなく、現実的に多くの病院では迅速病理診断を行うことができない。本年は担癌動物の腫瘍について計測を行い、更に長時間の安定な計測条件を求めた。その結果、冷却と最適ガス選択により最適な計測を行い得る1時間程度の保存が可能になった。当施設における手術室から計測装置までの移動、設定、計測開始に1時間程度を要することから、ヒト標本を計測するのに最低限の保存が可能になったと言える。現在移植腫瘍について更に他の腫瘍について有用性の検討を行っている。なお、乳がんについては病理診断の臨床試験を行うべく準備中である。本方法は組織形態によらず、組織の生理的機能から悪性診断を行い得る方法であり、実用化が期待される。
プラズマCVDにおけるラジカルの空間分布と輸送の制御

反応性プラズマを用いた電子材料のCVD(化学気相堆積法)においては、プラズマ中で生成され、基板表両に輸送されてくる反応活性なラジカルの流束と、その組成の最適化が重要な課題である。本年度はこれまでに確立したレ-ザ-分光計測法やしきい値イオン化質量分析法を用いて、シランガス系やメタンガス系のRF放電プラズマ中の各種ラジカルの定量測定を行い、薄膜の形成過程における各々のラジカルの寄与を明かにした。以下に本年度の主要な成果を列記する。1.平行平板型RF(13.56Mhz)放電装置で生成されたSiH_4プラズマ中で、レ-ザ-誘起蛍光法や共振器内レ-ザ-吸収法等の分光法を用いてSi,SiH,SiH_2ラジカルの絶対密度とその空間分布を、ガス圧力、希釈率、RF放電電力などの外部パラメ-タに対して系統的に測定した。その結果、気相反応での消滅確率の大きいSiH_n(n≦2)の流束は高々10^<13>cm^<ー2sー1>程度で、膜形成における直接的な寄与は小さい。しかし、膜物性に与えるそれらの影響は無視できないこともわかった。2.RF放電CH_4プラズマ中で、しきい値イオン化質量分析法を用いてCH_2とCH_3の絶対密度と空間分布を測定した。また、モデル計算との比較から、気相や表面での反応速度定数に関する知見を得た。一方、この検出法を利用して、電子衝突によるCH_4の解離過程におけるCH_n(n=13)の生成割合を導出した。3.プラズマCVDにおける細溝の被覆形状の解析等から、基板表面でのラジカルの消滅や付着の確率を推定し、そのデ-タや上記の気相反応の知見に基づいて、プラズマ中や表面でのラジカルの反応を制御する指針を得て、光照射による劣化の少ないaーSi:H(水素化アモルファスシリコン)薄膜を作製する方法を提案した。