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造血器腫瘍における多クロ-ン性腫瘍の発生機序及び病態に関する研究

本研究は本年度内に、造血器腫瘍に認められる多クロ-ン性増殖をきたす白血病、リンパ腫について、表現型、遺伝子型、臨床病態など、さらにその機序を明らかにする目的で行なわれ、下記の点がその成果として得られた。1.急性リンパ芽球性白血病、特にB前駆細胞性白血病には少なからず免疫グロブリン重鎖(IgH)遺伝子再構成上多クロ-ン性を示す例が検索30例中10例に認められ、うち1例では軽鎖遺伝子も多クロ-ン性を示していた。これらの白血病の半数は骨髄球系抗原陽性で、Philadelphia染色体(Ph1)異常も半数の例に認められた。2.一例では臨床経過中に多クロ-ン性遺伝子型の一つが増殖し、その単クロ-ン増殖に移行したことが確認された。本例では明確な表現型上の変化は認められなかった。3.慢性骨髄性白血病リンパ球性急性転化14例中6例にIgH遺伝子型上多クロ-ン性増殖がみられた。また、1例ではIg遺伝子上は単クロ-ン性であったが、T細胞受容体遺伝子が多クロ-ン性遺伝子型を示していた。4.これらの多クロ-ン性増殖例はPh1染色体異常や骨髄球系抗原陽性ど未分化幹細胞領域に由来する白血病と考えられた。しかし、その多クロ-ン性遺伝子型は、IgH V,D,J領域遺伝子の再構成様式の詳細な検討から、DJ/DJ遺伝子型を示した例はなく、少なくとも一方の対立遺伝子がVDJ再構成であることから、IgH V領域遺伝子の繰返し行なわれる再構成の過程で生じた二次的な多クロ-ン性増殖である可能性が強く示唆された。5.先天性免疫不全症に続発した瀘胞性リンパ腫の1例で、3種の異なる組織型とそれぞれに対応する免疫遺伝子を示した例を経験したが、この例では分子レベルでも瀘胞性リンパ腫に好発するIgH遺伝子とbc12遺伝子の相互転座は認められず、免疫不全を背景に同時多発した真の“多クロ-ン性腫瘍"と判断された。
排他的学習ネットを用いた悪筆文字認識の高精度化に関する研究

これまで提案してきた排他的学習ネット(ELNET-II)を用いた手書き文字認識においては、従来行われている他の多くの文字認識手法の評価実験と同様、枠内に比較的丁寧に書かれた文字を対象としており、現実的な場面での柔軟性や認識精度が必ずしも評価しきれていなかった。そこで本研究では、さらに高精度化を図るために重要なキーと考えられる、くずれ字・つぶれ字等の悪筆文字と類似文字を対象とした認識の高精度化に関する研究を行った。さらに、心理学面からのアプローチとして、被験者に同じ文字を刺激として提示し読みを記録する人間の認識実験も行い、これとの比較検討も行った。悪筆文字認識実験においては、つぶれ字に対しては人間とELNET-IIとで比較的大きな差は見られなかったものの、くずれ字に対しては約55%もの認識率の差が生じた。学習条件を差し引いても局所的なストローク変動への対応能力に人間とニューラルネットワークとでは大きな差があり、これが認識精度に大きな影響を与えていることが明らかにされた。よって、局所的な変動も含めた文字の示差的特徴(部分的特徴)をうまく捉えることが今後の改善の大きなポイントであると言える。類似文字認識においては、類似文字間で相互に同数程度誤認識が生じるとは限らず、むしろ偏りが生じており、類似文字が存在する場合に、文字を書く人間が意図的にその差異を強調してしまう、という人間の筆記特性が文字に含まれていることが示唆された。また、今回用いた特徴量では、画数の少ない文字の場合にストローク間隔や長さを吸収できなかったことが、誤認識の要因の一つであることも示すことができ、今後は認識手法だけでなく、特徴量の改善も必要であることが明らかにされた。本研究は、これまで提案してきたニューラルネットワーク(ELNET-II)を基盤とし、多様な字形に対応可能な認識アルゴリズムを開発することを目的としている。まず第一段階として、手書き文字データベースETL913(枠あり)、IPTP2(枠なし郵便宛名)内の画像から、悪筆(くずれ字、かすれ字、つぶれ字)を抽出し、ELNET-IIと人間の文字認識能力を比較検討した。誤認識と悪筆との関係を解析するためである。全般的に人間の方がはるかに優れた認識結果を示したが、太字で文字の部分がつぶれているような文字パターンについては、人間もELNET-IIも低い認識率しか得られなかった。これは概形特徴をとらえても、示差的特徴を抽出するのが困難であるためと考えられる。一方、郵便宛名から採集したくずれの多い文字については、ELNET-IIが40%以下の認識率であったのに対し、人間は95%以上の認識率を示した。これにより局所的な変動への対応能力の差が認識精度に大きく影響を与えていることが明らかとなった。また、人間が文字認識に利用する特徴は、その変形や歪みにたいして非常に頑健であることも分かった。一方、ELNET-IIでは局所的あるいは概形的な変動への対応能力が著しく劣っていることが示された。ただし、つぶれ字やかすれ字に対しては、人間でもそれほど高い認識精度が得られないことから、ELNET-IIでも今後大きな向上は期待できないと言える。次にELNET-IIによる文字認識シミュレータを作成した。シミュレータを用いることにより悪筆の生成と認識、局所的な文字ストローク変動の度合と影響の大きさ等について実験的検討を行うことが可能である。これについては現在実験中であり、今のところ大きな知見は得られていない。今後、さらに局所的な特徴を考慮した認識や部分空間法との対応について理論的・実験的に研究を重ねる予定である。
イエズス会における自然の研究と教育

本年度の研究において目的としたのは、近代科学成立期の科学者たち、とくにガリレオ・ガリレイと敵対していると考えられてきたためにこれまで看過されてきたイエズス会士たちの自然観を焦点を当てることで、当時の自然研究の実態を明らかにすることであった。16世紀から17世紀初頭にかけて活躍したイエズス会士たちの自然に関する著作、ガリレオおよび彼の周辺にいた科学者たちの著作を検討した結果、明らかになったのは以下の諸点である。イエズス会士たちもまた新たに発見された自然現象に無関心だったわけではなく、アリストテレスの自然哲学を修正し、場合によっては彼の教えに背くような理論を構築することでそのような自然現象を説明しようと努力していた。たとえば彼らもコペルニクスの地動説を全面的に否定していたのではなく、地動説という核心部分はともかく、コペルニクスのいくつかの工夫を採用することで、惑星の運行を説明しようとしていた。1618年の彗星については、イエズス会士たちの見解のほうが真実に近く、ガリレオのほうが間違っていた。またガリレオのような科学者のほうも、今日では非科学的と考えられている占星術に少なからない関心を示しており、中世以来の伝統と完全に袂を分かっていたのではなかった。1604年の新星についての彼の見解はアリストテレスと共通する偏見を含んでいた。したがって従来考えられていたように、近代初期の自然研究は今日の科学の成立に寄与した側と、アリストテレス哲学を墨守することでそれを妨げた側に分かれていたわけではない。また近代的な科学のほうも伝統的な自然観と無関係に成立したのではなかった。
リアルタイム処理可能な突発性雑音除去システムの開発

IoTデバイスとしてヒアラブルデバイスの開発が進められている。ヒアラブルデバイスにおいて、音声に混在する周囲環境雑音の除去は必須である。従来から定常性の強い雑音に対する雑音除去システムが開発されているが、リアルタイム性を確保しつつ、突発的に発生する雑音の除去は困難であった。そこで本研究では、ヒアラブルデバイスが要求するリアルタイム性を確保する突発性雑音除去システムの開発を目的とする。突発性雑音は鳴り始めに発生する広帯域成分(インパルス性雑音)と狭帯域成分(残響成分)に分けられる。本年度は、狭帯域成分除去手法に関して性能改善と実装に向けた各種設定の最適化の検討を行った。これまで我々が開発した線形予測による狭帯域成分除去手法では、高音質ではあるが十分な雑音除去性能が得られていなかった。そこで線形予測で得られた狭帯域成分情報を基に周波数領域における狭帯域成分推定並びに除去処理を導入した。シミュレーション実験により音質の改善だけでなく雑音除去性能の改善も確認された。また、実装に向けた検討として、線形予測器とそれに用いる適応アルゴリズムの動作解析を行った。これにより、突発性雑音の生成モデルと線形予測器による雑音除去メカニズムが明らかになった。さらに、広帯域成分除去手法に関して我々が開発した手法を基に両耳ヒアラブルデバイス用突発性雑音除去システムについて検討し、計算機シミュレーションにより有効性が確認された。本年度の課題は、狭帯域成分除去手法の性能改善と、実装に向けた各種設定の最適化であった。提案した狭帯域成分除去の性能改善手法は、従来手法と比較して十分な性能改善が確認されており、計画通りである。また、実装に向けた検討として、線形予測器とそれに用いる適応アルゴリズムの動作解析を実施し、適応アルゴリズムの動作メカニズムを解明することで各種パラメターの最適値を導き出した。この動作解析結果を基に電子情報通信学会論文誌への投稿も行っており、当初の予定通りである。次年度の研究課題として、突発性雑音除去システムの実装があげられる。実装するシステムは以下のとおりである。突発性雑音の狭帯域成分に対しては時間領域処理である線形予測を用いる。一方、広帯域成分に対しては、まず周波数領域において4次キュムラントを用いて広帯域成分が発生している区間を検出し,検出されたフレームに対してウィナーフィルタリングにより除去を行う。ヒアラブルデバイスにおいて、音声に混在する周囲環境雑音の抑圧は必須である。従来から定常性の強い雑音に対する雑音除去システムが開発されているが、リアルタイム性を確保しつつ、突発的に発生する雑音を除去することは困難であった。突発性雑音は鳴り始めに発生する広帯域成分(インパルス性雑音)と狭帯域成分(残響成分)に分けられる.本年度は、インパルス性雑音部に対して雑音検出手法の改善について検討を行った.我々が開発した従来の電力の4次キュムラントを用いた雑音検出では数フレームごとに雑音の発生を検出するため、数フレームのうち実際に雑音が発生しているフレームを特定できない。そこで本研究では、最初に4次キュムラントを用いて雑音区間の粗検出を行い、次に電力を用いて詳細に雑音が発生しているフレームを特定する手法について検討、評価を行った。評価実験によりその有効性が確認された。また、インパルス性雑音と残響成分の両方に対応した雑音除去システムとして、インパルス雑音に対して周波数領域での処理、残響成分に対しては適応フィルタによる時間領域での処理を組み合わせることにより突発性雑音を除去するシステムを提案し、計算機シミュレーションにより有効性が確認された。本年度の課題は、インパルス性雑音検出部の性能改善と、インパルス性雑音と残響成分の両方に対応した突発性雑音除去システムの開発並びに評価であった。提案した雑音検出手法を用いるインパルス性雑音除去システムは、従来手法と比較して十分な性能改善が確認されており、計画通りである。また、インパルス性雑音と残響成分の両方に対応した突発性雑音除去システムに関しても計算機シミュレーション上でその有効性が確認されており、当初の予定通りである。

さらに、広帯域成分除去手法に関して我々が開発した手法を基に両耳ヒアラブルデバイス用突発性雑音除去システムについて検討し、計算機シミュレーションにより有効性が確認された。本年度の課題は、狭帯域成分除去手法の性能改善と、実装に向けた各種設定の最適化であった。提案した狭帯域成分除去の性能改善手法は、従来手法と比較して十分な性能改善が確認されており、計画通りである。また、実装に向けた検討として、線形予測器とそれに用いる適応アルゴリズムの動作解析を実施し、適応アルゴリズムの動作メカニズムを解明することで各種パラメターの最適値を導き出した。この動作解析結果を基に電子情報通信学会論文誌への投稿も行っており、当初の予定通りである。次年度以降の研究課題として、残響成分除去性能の改善と実装に向けた検討があげられる。残響成分の除去に関して、時間領域で処理する適応フィルタを用いているが、出力音質の劣化を抑えるために適応フィルタ出力を用いて適応フィルタを動作もしくは停止させていた。しかし、雑音除去性能が十分ではなかった。そこで周波数領域で動作させるインパルス性雑音検出器の出力を用いて残響成分の除去性能を改善する手法について検討を行う。また、平成29年度に得られた成果であるインパルス性雑音と残響成分の両方に対応した突発性雑音除去システムについて、実装に向けて各種設定値の最適化を検討する。次年度の研究課題として、突発性雑音除去システムの実装があげられる。実装するシステムは以下のとおりである。突発性雑音の狭帯域成分に対しては時間領域処理である線形予測を用いる。一方、広帯域成分に対しては、まず周波数領域において4次キュムラントを用いて広帯域成分が発生している区間を検出し,検出されたフレームに対してウィナーフィルタリングにより除去を行う。実装などのシステム評価に必要な物品が当初見積もりよりも低価格で購入することができた。それに伴い発生した残金により実環境評価に必要となる物品をあらかじめ購入する予定であったが、納入に時間がかかることが判明したため購入を見合わせた。次年度使用額と平成30年度請求分を使用し、実環境評価に必要な物品などの購入に充てる予定である。当初、平成30年度に購入予定であったものであるため研究実施計画などへの影響はない.
膀胱日内排尿リズムの時計遺伝子による分子的制御機構の解明

本研究の目的は、哺乳類で24時間日内リズムを形成している時計遺伝子群が、機能的膀胱容量の昼夜差といった、排尿日内変動リズムの形成に関与しているかの検証である。1.時計遺伝子の評価系の確立時計遺伝子の日内リズムを、これまでに報告されている手法を用いて、in vivo、in vitroにてSD系ラットとその培養膀胱平滑筋細胞を用いて試みた。2.時計遺伝子の日内リズムの確認上記のin vivo、in vitro両方の実験系において、主要な基本時計遺伝子のmRNA、蛋白が報告されているリズムとほぼ同じ位相にて、明確な日内リズムを刻んでいることを確認した。3.膀胱機能関連遺伝子の日内リズムの確認膀胱機能に関連する遺伝子を評価したところ、いくつかの遺伝子が日内リズムを刻んでいることが確認され、プロモーター解析から時計遺伝子に直接支配されていると考えられる遺伝子を抽出した。時計遺伝子の蛋白を過剰発現させることによって、その遺伝子の発現を制御できることが判明した。4.ラット膀胱機能の日内変動の確認12時間明暗サイクルに適応させたSD系ラットにおいて、機能的膀胱容量、排尿回数に明確な昼夜差があることが判明した。現時点において、ラット膀胱にも他の臓器と同じように時計遺伝子が明確なリズムを形成しており、膀胱機能にも日内変動を認めることが判明している。膀胱機能を制御する遺伝子と時計遺伝子の関連性の解析から、今後、新たな膀胱分子生物学が展開されると考えられる。膀胱の機能的容量は昼間に比較的少なく、夜間に増加する日内変動を示すが、この制御機構は明らかにされていない。一方、哺乳類では、ほとんどの臓器において時計遺伝子とよばれる遺伝子群が生理機能の日内リズムを形成しているが、膀胱機能に対する時計遣伝子の関与は未解明である。そこで、本研究では、時計遺伝子が、排尿日内変動リズムの形成に関与しているかを検証している。1.時計遺伝子の評価系の確立時計遺伝子の日内リズムを、in vivo、in vitroにて評価する方法は報告されており、今回SD系ラットとその培養膀胱平滑筋細胞を用いて、それぞれ同様に試みた。In vivo:8週齢SDラットを12時間明暗周期下に1週間適応させた後、4時間ごとに24時間に渡って、各群5匹ずつ犠牲死させ、膀胱を採取した。In vitro:ラット膀胱平滑筋細胞を単離、培養し、50%血清で日内時計を同調させた後、6時間ごとに24時間に渡って、細胞を回収した。2.時計遺伝子の日内リズムの確認上記のin vivo、in vitro両方の実験系において、主要な基本時計遺伝子のmRNAが明確な日内リズムを刻んでいることを確認した。3.膀胱機能関連遺伝子の日内リズムの確認膀胱機能に関連する遺伝子を評価したところ、いくつかの遺伝子が日内リズムを刻んでいることが確認された。今後は時計遺伝子が日内リズムを刻む膀胱機能関連遺伝子を直接または間接的に制御しているのかどうかを検討する。さらに、その制御機構が排尿日内変動リズムの形成に実際に関与しているのかを検討予定である。
先天性心疾患をもつ子どものボディイメージ -身体のコントロール感の獲得過程-

先天性心疾患をもつ子どもの身体のコントロール感の獲得過程の特徴を明らかにすることを目的に1017歳の子どもにインタビューし質的に分析した。先天性心疾患をもつ子どもは、身体の〔調整力の発揮〕に至るために、自分の<身体のサインの把握><身体情報の開示><仲間の了解><同化への使命感><可能性への期待><強みの確認><身体未来の予測>をしながら、《準備状態》を整えていた。これらは、身体を<探索する><整える><守る><試す><経験を活用する>段階へと変化していた。本研究は、先天性心疾患をもつ子どもを、従来の心臓病学からのアプローチにとどまらず子ども自身の見地から包括的に理解することを目的としている。その際、身体について心に抱くイメージであり、自己を最も具現的に表す"ボディイメージ"に焦点を当てている。本年度は、ボディイメージ形成過程として布置した『あたりまえさの創造』を構成する6つの現象の中で、最も身体に根ざしている「体内に宿る調整力の発揮」に特化し、小学生から高校生を対象にインタビューした内容を、グラウンデッド・セオリー・アプローチを用いて継続比較検討をしている。現段階では、体内に組み込まれた独自の〈体調の把握〉や〈調整の仕方〉が発揮され、〈コントロール感の獲得〉に至ると考える。しかし、これらに影響を及ぼす自分の身体や病気の理解の仕方、つまり〈身体への解答〉と〈身体への誤解〉がただ単にそれらの正誤により〈コントロール感の獲得〉と〈コントロール不能〉に関与してはいなかった。たとえ〈身体への誤解〉のまま生活していてもコントロール感を実感し、自尊心を高めて安定した自己構築に至っている場合もあった。これには、現在の体調の良し悪しの影響もあるが、そればかりではなく、病気や体調の悪さがあっても〈自分を強化する理解〉や〈発想の転換を図る力〉が備わっていると考えられた。このことから、〈身体への解答〉と〈身体への誤解〉によらず〈コントロール感の獲得〉を可能にするための〈自分を強化する理解〉と〈発想の転換を図る力〉についての関連性の明確化が今後の分析課題となる。調整力を内在化し、それを発揮してコントロール感を獲得する過程の特徴は、たとえ病気を有する状態であっても自分なりに『あたりまえさの創造』をし、その子なりの安定した自己構築を導くことにおける具体的な支援につながると考える。なお、カテゴリーは抽象度が高い順に『』「」〈〉で表した。先天性心疾患の子どもの身体の【コントロール感の獲得】過程の特徴を明らかにすることを目的に,本年度は,身体の〔調整力の発揮〕に着目した.先天性心疾患をもつ10歳16歳の子ども8名にインタビューした内容を,グラウンデッド・セオリー・アプローチを用いて分析した.先天性心疾患をもつ子どもは,身体の〔調整力の発揮〕に至るために,自分の身体に対する《準備状態》を整えていた.《準備状態》には,<身体からのサインの把握><身体情報の開示><友だちの了解><同化への使命感><可能性への期待><自分の強みの確認><身体の予測>があった.またこれらは,身体を<探索する>段階から,<体調を整える><身体を守る><身体を試す><経験を活用する>段階へと変化していた>。身体の〔調整力の発揮〕には,肯定的な《準備状態》を整える必要があった.<身体からのサインを把握>し,身体の適切な情報や,身体感覚の自分自身の指標を持つことができる場合は,<身体情報の開示><友だちの了解>は促進された.そして<同化への使命感>は緩和され,自分の<可能性を期待>し,<強みの確認><身体の予測>が可能となり,現状と制限にとらわれず,主体的に自分の身体状況を変化させていくことができた.一方で,友だちからの評価にとらわれたり,違いを恐れたり,開示を拒む度合いが強い場合は,否定的な《準備状態》となり,調整力を十分に発揮できず,身体を保護することに留まった.身体の《準備状態》を整えることは,身体の調整力を内在化し,それを自分なりの状況に合わせて活用していくという〔調整力の発揮〕を促進させ,『コントロール感を獲得』していくために,子ども自身が具備すべき条件の一側面になると思われる.これは,療養を続けながら社会で生活する先天性心疾患の子どもたちの長期的支援における初期段階からの具体的支援につながると考えられる.
後期高齢者への運動支援が健康状態と関節痛へ及ぼす効果について

本研究の目的は生活形態(施設入居・在宅)の異なる後期高齢者を対象に、5年にわたる運動支援を実施し、健康状態と関節痛に及ぼす影響を検討することである。歩数の測定期間の妥当性を検証した。隔週で集団運動指導を受けた地域在住在宅高齢者の1日当たりの歩数・歩行速度・膝伸展力は有意に増加したが握力は有意に減少した。施設入居高齢者の握力は、在宅高齢者の約65%であり、測定日ごとの変動が大きかった。問診で評価した痛みの運動指導による軽減効果は、よくなったものと悪化したものがほぼ半数であった。痛みが強いものほど日常生活が妨げられることが少なくなる傾向がみられた。本研究の目的は、生活形態の異なる(在宅施設入居)高齢者を対象に運動支援を実施し、関節痛を指標の1つとした健康状態に及ぼす影響を検討することである。2年目の本年は、両対象群に、隔週で、1回あたり在宅高齢者は約90分間、施設入居高齢者は約30分間の、運動支援を1年間継続した。<在宅高齢者について>高齢期における適切な運動支援の効果を個別に把握するための指標として、成長ホルモン(GH)に注目し、その変化について検討した。隔週1回あたり90分間で年間計23回、ストレッチ・筋力トレーニングを中心とした健康教室を開催した。指導の前後に、形態、血液生化学検査、体力測定、問診による関節痛・主観的健康感を調査した。参加者には自宅での運動実践を促すとともに、身体活動量計(ライフコーダGXスズケン)を貸与して毎日の活動量を記録し、隔週で活動の様子をフィードバックした。1年後のGHの増減により対象者を2群別し、ロジスティック回帰分析で検討した。年間で20回以上教室に参加した23名を対象とした(平均年齢73.5±5.2歳)。1年後の検査で、血中のGHが減少した者8名(男性2名女性6名1.96±2.39ng/ml→1.43±2.27ng/ml)、不変または増加した者15名(男性7名女性8名0.82±0.94ng/ml→1.88±1.72ng/ml)の間で、もっとも強く影響した因子は、体重の変化であった(GH減少群:マイナス0.46±1.75kg GH増加群:プラス1.0±1.0kg)。加齢に伴うGH分泌不全の原因は多様であり、中枢神経系で複雑かつ統合的に調節されているが、GHは高齢期における健康づくりの指標として活用できる可能性が示唆された。<施設入居高齢者>12名について握力を指標として運動効果を検証した。調査期間中に、施設から医療機関に入院・通院した3名に著しい低下が認められた。本研究の目的は、生活形態(施設入居、在宅)の異なる後期高齢者を対象に、5年にわたる運動支援を実施し、健康状態と関節痛に及ぼす影響を検討することである。初年度は対象者を選定し、積極的な運動支援は施さずに1年間の健康状態の変化を調査した。健康状態は、身体計測、血液生化学検査、基礎代謝・運動代謝および姿勢状態を含めた体力測定、食事調査(DHQbox)、健康関連評価指標(SF-36)、認知機能(MMSE)で、また関節痛は問診(JKOM、JLEQ)で評価した。本年度の運動支援は、身体活動量計(スズケン社製ライフコーダ)の貸与と隔週30分間程度のストレッチ集団指導のみとした。在宅自立高齢者は、都市部高層住宅に入居する29名(男性12名平均年齢72.0±5.4歳、女性19名74.3±5.1歳うち後期高齢者8名)で、3名を除き降圧剤などを服薬していた。SF-36による「過去1年間の健康状態の変化」で「良くなった・変わらない」と答えた22名と「悪くなった」と答えた7名で2群別し健康状態を比較すると、年齢(72.3±4.8歳vs76.8±5.6歳)、膝の痛み(4.4±4.0点vs14.3±22.6点:痛みなしが0点で100点満点)、1日あたりの歩数(9278±3940歩vs6020±2490歩)、血中アルブミン(4.5±0.3mg/dl vs4.2±0.1mg/dl)において有意な差が認められた。施設入居対象者は、問診による日常生活動作評価と握力測定のみを実施した。対象者16名(男性5名75.6±6.7歳女性11名85.3±7.7歳)の握力は、男性20.4±4.5kg、女性9.3±5.1kgであり(座位で測定)、在宅自立高齢者の男性36.0±7.8kg、女性22.8±3.3kgと比較して有意に低かった。次年度以降は個別指導を追加し、本年度測定値を初期値とした年間の変化を検討する。本研究の目的は、生活形態の異なる高齢者(在宅および施設入居)を対象に運動支援を実施し、介入効果を検討することである。<在宅高齢者>平成23年度から25年度の3年間で、37名の被験者(男性15名女性22名)の同意を得られた。うち男性1名は死亡、男性1名、女性1名(転居)は中途辞退した。指導内容は、歩数計を貸与して日常の歩行を推奨することを中心に、ストレッチ・自重による筋力トレーニングの集団指導を隔週で90分間、実施した。

過去3年間のデータがそろった26名(平均年齢72.1±5.1歳男性10名女性16名)について、体重、体脂肪率、歩数、歩行速度、握力、膝伸展力の変化を検討した。体重(56.3±10.2→54.9±8.8kg)・体脂肪率は3年間で減少したが有意な変化ではなかった。歩数は8,399±3531歩から9,387±4,637歩と増加した(p=0.051)。歩行速度(1.51±0.25→1.87±0.50m/s)、膝伸展力(1.08±0.35→1.16±0.38kg/体重kg)は有意に増加したが、握力は有意に減少した(31.9±10.1→29.3±9.6kg)。体力3指標の増減を従属変数、性、年齢、体重の変化量、歩数の変化量を独立変数としたロジスティック回帰分析では有意なモデルは得られなかった。なお、37名のうち35名に、高血圧・高脂血症への服薬がみられた。<施設入居高齢者>協力施設入居者30名定員のうち、23名が1回以上教室に参加した(男性6名、女性17名)。継続的な参加者は女性13名(平均年齢88.1±3.5歳)で、車いす利用者は6名であった。ジムボールを使った座位でのストレッチ、筋力トレーニングを隔週で30分間実施した。ほぼ毎回握力を測定したが、13名の年間を通じての最大値の平均14.9±3.8kgは、在宅高齢女性の約65%であり、また測定日ごとの変動が大きかった。平成27年度は、対象者の日常身体活動量の評価ついて検討した。一日あたりの歩数を継続的に調査し、前・後期高齢者における歩数の特性について明らかにすることを目的とした。平成6年から26年までの間に、前期高齢者46名(男18名女28名)および後期高齢者19名(男8名女11名)に毎日の歩数を2年間記録させた。調査期間に入院や骨折など身体活動が制限される健康障害がなかったものを選定した。歩数データの特性はShapiro-WilkのW検定で正規性を、Durbin-Watson比で自己相関性を検定した。測定期間別の歩数の妥当性は、1年間の平均歩数365個を母平均とし、歩数計貸与2日目の1日のみ、7日間、14日間、1か月、3か月、Togoの方法で、期間中の平均値との差を比較した。前期高齢者男・女、後期高齢者男・女の1年目の平均歩数は、9,581±3187、7,710±1,617、8,004±2460、7,569±4249歩/日であり、2年目の平均歩数との間に有意な差はみられなかった。いずれの年代もDurbin-Watson比は小さく自己相関があり、1年間の歩数の分布は、集団としては男性前期高齢者をのぞいて正規性がみられなかった。集団としての平均歩数は、測定期間別に有意な差はみられなかった。1年の平均値と測定期間の平均値の差を個々に差を検討すると、3カ月の測定期間に有意な差を認めたものが半数であった。歩数データは自己相関があり単調に増減すること、個人の年間の歩数データは正規分布しないことが明らかになった。外れ値が多い対象者の代表値は平均値では妥当でないことが示唆された。母平均(1年分)と測定期間別平均値との差の有意性は集団としては有意な差はみられなかったものの、個体間差がみられた。歩数の特性をふまえての身体活動量の評価と、個々への支援法の開発が期待される。平成23年からの縦断調査対象者181名の4年間の加齢変化を、血液生化学検査・体力測定・問診により検討している。調査開始時期が異なるため、調査期間が一律にならない。科研費取得前に調査した高齢者のデータをあわせて分析することとした。目的後期高齢者への運動支援が「痛み」「日常生活」「体力」に及ぼす影響について検討した。方法月に12回の頻度で、地域在住高齢者を対象に、運動を中心とした介護予防教室を1年間開講した。被験者は、教室前後で体力測定・アンケート調査
固体酸化物形燃料電池の長時間耐久性に関する研究

SOFCの実用化のためには,その燃料適応性に関する利点を最大限に実現する必要があり,多様な不純物がセル性能に及ぼす効果に関する知見は欠かせない.特に長時間運転においては,これら微量不純物の混入がシステムの耐久性を大きく左右することが懸念される.そこで,本研究では,燃料中に含まれる典型的な不純物種,および熱力学平衡計算から得られたSOFCアノード材料の化学的安定性に関する知見を基に,代表的な5種類の元素種を選択し,それぞれがSOFC性能に及ぼす影響について主にSOFCセル性能の時間変化を測定することにより,系統的に評価することを目的とした.そこで,本年度は特に硫黄系以外の微量不純物に着目した。塩素はその燃料中濃度にほぼ比例した速度で経時劣化を引き起こし,またFESEM-EDX(エネルギー分散型元素分析装置)による観察によりNi塩化物の昇華に起因する顕著なアノード構造の変化を確認した.リンによる被毒試験後には,特にセルのアノード表面近傍においてNi粒子の凝集を確認し,EDXやXRD(X線回折)分析により,Niリン化物(Ni_mP_n)の生成を確認した.このNiリン化物の共融点が870°Cであり,SOFC作動中に液相に変化し,アノードの構造変化がもたらされたものであると考えられる.燃料中の微量なホウ素も顕著なアノード構造変化を引き起こし,10μm以上に粒成長したNiがアノード表面に存在することが明らかとなった.さらに,シロキサンは燃料中で熱分解後,アノードの空隙中にシリカとして蓄積し,三層界面(TPB areas)を減少させ,また電極反応に必要なガス拡散を阻害させることによりSOFC性能劣化をもたらすことが明らかとなった.SOFCの実用化のためには,その燃料適応性に関する利点を最大限に実現する必要があり,多様な不純物がセル性能に及ぼす効果に関する知見は欠かせない.特に長時間運転においては,これら微量不純物の混入がシステムの耐久性を大きく左右することが懸念される.そこで,本研究では,燃料中に含まれる典型的な不純物種,および熱力学平衡計算から得られたSOFCアノード材料の化学的安定性に関する知見を基に,代表的な5種類の元素種を選択し,それぞれがSOFC性能に及ぼす影響について主にSOFCセル性能の時間変化を測定することにより,系統的に評価することを目的とした.そこで,本年度は特に硫黄系以外の微量不純物に着目した。塩素はその燃料中濃度にほぼ比例した速度で経時劣化を引き起こし,またFESEM-EDX(エネルギー分散型元素分析装置)による観察によりNi塩化物の昇華に起因する顕著なアノード構造の変化を確認した.リンによる被毒試験後には,特にセルのアノード表面近傍においてNi粒子の凝集を確認し,EDXやXRD(X線回折)分析により,Niリン化物(Ni_mP_n)の生成を確認した.このNiリン化物の共融点が870°Cであり,SOFC作動中に液相に変化し,アノードの構造変化がもたらされたものであると考えられる.燃料中の微量なホウ素も顕著なアノード構造変化を引き起こし,10μm以上に粒成長したNiがアノード表面に存在することが明らかとなった.さらに,シロキサンは燃料中で熱分解後,アノードの空隙中にシリカとして蓄積し,三層界面(TPB areas)を減少させ,また電極反応に必要なガス拡散を阻害させることによりSOFC性能劣化をもたらすことが明らかとなった.
AA-アミロイドーシスにおける血清アミロイドA遺伝子の遺伝子型分布と対立遺伝子頻度

さきに申請者らが発見したSAA1γがAA-アミロイドーシスの危険因子であることが疫学的により確かとなった。さらにSAA1遺伝子分布の人種差から,SAA1γがとりわけ日本人にとって重要な因子であることが示唆された。1.SAA遺伝子多型の日本人と白人における遺伝子頻度SAA1の3種類の対立遺伝子の頻度は,日本人(α32%,β31%,γ37%;n=103),オーストラリア・コーカシアン(α73%,β23%,γ4%;n=150)で,両群間で有意(p<0.001)に異なり,後者ではSAA1γは非常に稀であった。SAA2の2種類の対立遺伝子は,日本人(α85%,β15%),オーストラリア・コーカシアン(α86%,β14%)で,両群間に有意差はなかった。2.アミロイドーシスとSAA遺伝子多型健常者群(n=103),RA患者一般群(n=147),およびRAに合併したAA-アミロイドーシス患者群(n=45)の3群(全て日本人)で比較した。SAA1については,健常者群とRA一般群との間では有意差はみられなかったが,健常者群もしくはRA一般群とアミロイド群との間では,対立遺伝子および遺伝子型頻度ともに明らかな有意差(いずれもp<0.001)を認め,アミロイド群でγアリルが高頻度(69%),遺伝子型でもγγホモ型が特に高頻度(53%)であった。オッズ比は,少なくとも1つγアリルを持つ場合は4.2(95% CI 1.8-9.7),γγホモ型の場合は9.1(同3.8-22.1)となり,RA患者がγγホモ型の場合(RA患者の約11%)は他よりアミロイドーシス発症の可能性が約9倍も高いと推定された。SAA2も同様に比較したが,いずれの群間でも有意差はみられなかった。現在,疫学調査の継続・発展に加えて,組み換えタンパクやトランスジェニックマウスを用いた試験管内および個体レベルでの実験的裏付けを目指している。
天然抗炎症剤と抗アレルギー剤の特異受容体の生理機能と選択的阻害作用に関する研究

本課題研究に関する解析の結果,以下の成果を得た.1.抗炎症剤グリチルリチン(GL)結合性タンパク質(gbP)の生理作用に関する解析:補体C3から生成されるC3a(アナフィラトキシン)の生理活性に対するGLと生体内物質であるコレステロール-3-硫酸(CH-3S)の作用をin vitroで解析した.その結果,(1)C3aはGLのみならずCH-3S結合性proteinであること;(2)GLとは結合部位が異なること;さらに,(3)GL, GAおよびCH-3SはC3aの血管透過性亢進作用とレセプターへの結合を濃度依存的に阻害した.2.CK2のリン酸化を介するPKAの活性化とその阻害物質cAMP依存性proteinkinase(PKA)の新しい活性調節を明らかにする目的で,(1)リン酸化されたPKAの活性変化;さらに(2)PKAの活性化を選択的に阻害する化合物[quercetinやgalloylpe dunculaginなど]の作用などをin vitroで解析した.その結果,(1)CK2によるR-subunitのリン酸化によりC-subunitに対する抑制効果の減少;(2)CK2によりPKAIおよびPKAIIのリン酸化による活性化;(3)CK2によるPKAの活性化はquercetinによる選択的な阻害などを明らかにした.3.CK1による生体内機能性因子のリン酸化を活性化する生体内物質の特徴:C3aとCH-3Sとの生理的関係についてin vitroで解析した結果,(1)C3aはGLおよびCH-3S結合性タンパク質であると;(2)CH-3S存在下でCK1によりC3a, HMG1およびC-kinaseηなどがリン酸化されること;(3)CK1によるC3aのリン酸化はGL(1-3μM)によって有意に促進されること;(4)CH-3Sと同様にsulfatideの存在下でのみCK1によって生体内機能性因子(HMG1,FGF-BP1やmyelin basic proteinなど)がリン酸化されることを明らかにした.ウシ乳汁から調製したラクトフェリン(LF)画分には,少なくとも7種類のタンパク質(bLF結合性タンパク質:bLF-BP)の存在が明らかになった.bLF-BPの一種であるp37およびp35はFGF-BP1,p15はangiogenin-1そしてp17はlactogeninと同定された.これらの結果から,bLFはp37を含むLF-BP(p37,p35,p17やp15など)のcarrier分子としての生理的役割を演じていると推測された.本課題研究に関する解析の結果,以下の成果を得た.1.抗炎症剤グリチルリチン(GL)結合性タンパク質(gbP)の生理作用に関する解析:補体C3から生成されるC3a(アナフィラトキシン)の生理活性に対するGLと生体内物質であるコレステロール-3-硫酸(CH-3S)の作用をin vitroで解析した.その結果,(1)C3aはGLのみならずCH-3S結合性proteinであること;(2)GLとは結合部位が異なること;さらに,(3)GL, GAおよびCH-3SはC3aの血管透過性亢進作用とレセプターへの結合を濃度依存的に阻害した.2.CK2のリン酸化を介するPKAの活性化とその阻害物質cAMP依存性proteinkinase(PKA)の新しい活性調節を明らかにする目的で,(1)リン酸化されたPKAの活性変化;さらに(2)PKAの活性化を選択的に阻害する化合物[quercetinやgalloylpe dunculaginなど]の作用などをin vitroで解析した.その結果,(1)CK2によるR-subunitのリン酸化によりC-subunitに対する抑制効果の減少;(2)CK2によりPKAIおよびPKAIIのリン酸化による活性化;(3)CK2によるPKAの活性化はquercetinによる選択的な阻害などを明らかにした.3.CK1による生体内機能性因子のリン酸化を活性化する生体内物質の特徴:C3aとCH-3Sとの生理的関係についてin vitroで解析した結果,(1)C3aはGLおよびCH-3S結合性タンパク質であると;(2)CH-3S存在下でCK1によりC3a, HMG1およびC-kinaseηなどがリン酸化されること;(3)CK1によるC3aのリン酸化はGL(1-3μM)によって有意に促進されること;(4)CH-3Sと同様にsulfatideの存在下でのみCK1によって生体内機能性因子(HMG1,FGF-BP1やmyelin basic proteinなど)がリン酸化されることを明らかにした.ウシ乳汁から調製したラクトフェリン(LF)画分には,少なくとも7種類のタンパク質(bLF結合性タンパク質:bLF-BP)の存在が明らかになった.bLF-BPの一種であるp37およびp35はFGF-BP1,p15はangiogenin-1そしてp17はlactogeninと同定された.これらの結果から,bLFはp37を含むLF-BP(p37,p35,p17やp15など)のcarrier分子としての生理的役割を演じていると推測された.本研究は,天然抗炎症剤グリチルリチン(GL)とその関連する天然生理活性阻害物質の作用メカニズムを明かにする目的で,

(1)GLが特異的に結合する生体内機能性因子の精製,gene productの同定および生理作用(情報伝達系と免疫系の調節作用)の解明,さらに(2)主要機能性因子の生理活性を選択的に阻害する有効天然化合物の検索などを行った.平成14年度での解析の結果,以下のことがらが明らかになった.1.GL-affinityカラムによりリウマチ患者関節液およびウシ乳画分よりGL結合性因子(gbP,GL受容体)を精製した.アミノ酸配列の解析より,関節液から補体成分C3とC3a,そしてウシ乳成分画分からラクトフェリン(LF)とLFに結合しているFGF-binding protein (FGF-BP)などを同定した.2.精製した各種gbP(C3,C3a,LFおよびFGF-BP)は,各種Protein kinase (CK-I,CK-II,A-kinaseやC-kinaseなど)によりリン酸化された.このリン酸化を指標にしたgbPの生理作用を阻害する抗炎症剤およびアレルギー剤のin vitroでのassay系を確立させた.このassay法を用いて解析した結果,(1)GLとGAはCK-IIおよびC-kinaseによるC3とC3aのリン酸化を選択的に阻害すること,(2)タンニンの一種Galloyl pedunculagin (GP)はA-kinaseを,そして(3)アオモリヒバから精製したMatairesinolはCK-Iによるリン酸化を選択的に阻害することを明らかにした.3.今後の展開として,(1)gbPの生理活性に対する抗炎症剤およびアレルギー剤の選択的阻害作用;(2)gbPに直接関係する調節因子との分子間関係;そして(3)これらgbPと発症メカニズムとの生理的関係などを詳細に解析する計画である.本課題研究に関する解析の結果,以下の成果を得た.1.抗炎症剤グリチルリチン(GL)結合性タンパク質(gbP)の生理作用に関する解析:補体C3から生成されるC3a(アナフィラトキシン)の生理活性に対するGLと生体内物質であるコレステロール-3-硫酸(CH-3S)の作用をin vitroで解析した.その結果,(1)C3aはGLのみならずCH-3S結合性proteinであること;(2)GLとは結合部位が異なること;さらに,(3)GL,GAおよびCH-3SはC3aの血管透過性亢進作用とレセプターへの結合を濃度依存的に阻害した.2.CK2のリン酸化を介するPKAの活性化とその阻害物質:cAMP依存性proteinkinase(PKA)の新しい活性調節を明らかにする目的で,(1)リン酸化されたPKAの活性変化;さらに(2)PKAの活性化を選択的に阻害する化合物[quercetinやgalloylpeduncula-ginなど]の作用などをin vitroで解析した.その結果,(1)CK2によるR-subunitのリン酸化によりC-subunitに対する抑制効果の減少;(2)CK2によりPKAIおよびPKAIIのリン酸化による活性化;(3)CK2によるPKAの活性化はquercetinによる選択的な阻害などを明らかにした.3.CK1による生体内機能性因子のリン酸化を活性化する生体内物質の特徴:C3aとCH-3Sとの生理的関係についてin vitroで解析した結果,
米国高等教育の質保証における学習成果と単位にかかわる政策課題に関する研究

本研究では、米国における(1)単位制度を通じた連邦による高等教育政策の強化の態様、(2)単位制度以外の学習成果の計測による学位授与プログラムの実態と課題、(3)大卒者の収入を鍵にした連邦の高等教育政策の強化の態様について明らかにした。このうち(1)については単位制度とアクレディテーション制度というデ・ファクト・スタンダードが政策に取り込まれる実態に関し、また(2)については高等教育予算の高騰と学生の多様化を背景に多様な学習成果の評価が要請されている実態に関し、それぞれ分析して査読つき論文誌に投稿し、掲載された。(3)については海外研究協力者と共著の英語論文の投稿準備中である。25年度は海外共同研究者の招聘を行ってその協力を得ながら、米国の連邦政府の高等教育政策のインパクトを、地域アクレディテーション団体と高等教育機関双方において聞き取り調査し、また文献を分析することによって明らかにすることを試みた。また、特に高等教育機関の側で、単位制度の実質化の証明や実質的所得を伴う就業率の報告などに関わるインスティチューショナル・リサーチの実務の現状を、個別機関の担当者等への聞き取りを行って整理し、単位制度の実質化の問題は遠隔教育機関を中心にしながらもすべての高等教育機関に影響が及んでいることと、実質的所得を伴う就業率の報告の問題は現在は特に非学位課程や営利大学に影響が及んでいることを明らかにした。このうち、後者に関しては非学位課程の連邦奨学金プログラムからの脱退の可能性や、非営利大学への政策の波及など高等教育のマネジメントにおいて今後予測される影響を明らかにすることに務めた。さらに、米国の法令および政策動向に関する論考を中心とした文献調査から得た情報を加え、連邦奨学金制度を鍵としながら変化している高等教育の質保証に関する政府の関与の態様を、「単純な教育と学費の交換」から「政府からアクレディテーション団体への権力の一部委譲」までの段階別に概念化しモデル化を試みた。これらの研究の成果のうち、特に単位制度の実質化に関する新たな法制度とその運用の実態にかかわる研究の成果を以て、研究代表者が論文「米国高等教育における教学マネジメントへの学外統制メカニズムー単位制度の運用を手がかりにー」としてまとめ、学会誌『高等教育研究』に投稿し査読を経て採択された。当該論文は本報告時点で印刷中である。平成26年度は、まず、平成25年度の研究成果の刊行を得た。また、本研究計画のうち、米国連邦政府が学修成果の指標のひとつとしている「実質的所得を伴う就業率」について、海外研究協力者を招聘してデータ分析を行い、成果の報告に関して検討を行った。また、研究課題である学修成果と単位の問題に関して、学修成果を直接評価して単位や学位の取得につなげるプログラムであるCompetency-Based-Education(CBE)に関し、米国の高等教育政策の展開を調査し、またCBEの代表的な実践例として、ニューハンプシャー州の私立大学Southern New Hampshire大学のCollege for Americaと、ウィスコンシン州立大学システムのUW Flexible Optionの二つのプログラムについて詳細な調査を行った。特に、このうちUW Flexible Optionに関しては海外研究協力者の協力を得ながら現地調査を行って、プログラム全体の責任者であるProvostや、各学位プログラムの実際の運営担当者(看護学、情報技術学)とのインタビューを通して、プログラム設立までの背景や運営上の実状と課題などを聞き取り調査した。CBEは1960年代に米国の高等教育に持ち込まれた概念であるが、近年のCBEの再興の背景には、成人学生を取り込もうとする高等教育機関の経営計画と、高等教育予算の絞り込みを図る連邦および州政府の意図があることを第一次の結論として、本年度の研究成果を論文にまとめて論文誌に投稿した。本研究は,高等教育段階の学習成果を担保するための政策について,米国で起きている規制強化の動向を調査研究し,その実践とありうべき効果を明らかにすることを目的とした。この目的を達成するため、研究代表者と海外研究協力者は以下の3点にかかわる調査研究を遂行し、成果の発表ないし発表の準備を完了した。(1)米国における単位制度を通じた連邦による高等教育政策の強化:単位制度の法制化に伴いアクレディテーション制度を通じた連邦政府の影響力の強化に関して各機関アクレディテーション団体の動向を調査し、その結果を分析して成果を査読つき論文誌に投稿、掲載された。(2)米国における単位制度以外の学修成果の計測による学位授与:単位(課業時間)に基づかない、能力の直接評価に基づく学位授与プログラムに関して政策動向と実態の調査を行い、分析の結果を査読つき論文誌に投稿、掲載された。(3)大卒者の収入を鍵にした連邦による高等教育政策の強化:特に営利大学に関し、卒業者の奨学金返済率と機関の連邦奨学金受給資格の関連づけ(Gainful Employment)にかかわる政策問題について文献およびインタビュー調査から実態と課題を分析し、成果を英文論文にまとめた。論文は今後精査を経て研究代表者と海外研究協力者の共著論文として発表する予定である。

研究課題のうち「実質的所得を伴う就業率」については、分析は順調に進んでおり、経済学者である海外研究協力者との共同での成果発表の準備が進行している。また、学修成果と単位の問題に関連して研究遂行中に重要度が増してきたCompetency-Based-Educationについては、実地調査を経て論文の発表準備を終えるところまで研究計画が遂行されしていることから、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。比較高等教育論27年度は、本研究計画の最終年度であり、これまでの成果の公表と、今後の研究の発展の検討が大きな課題である。平成27年度内には、平成25年度の調査に基づきインスティテューショナル・リサーチにかかわる成果を、国際会議において発表することと、CBEに関する論文を刊行することを企図している。また、「実質的所得を伴う就業率」に関する分析を進めて海外研究協力者と共著の成果公表を行うことも企図している。研究計画遂行中に米国高等教育政策のうえでクローズアップされた論点でもあるCBEに関しては、研究者が勤務する大学評価・学位授与機構による学位授与制度とも深く関連する問題であり、今後継続して調査研究を遂行できるような基盤を形成することも27年度の課題である。研究計画段階では、本研究に基づく論文の発表を26年度以降に企図していたが、実際には単位制度の問題に関して予定より早く現状の整理と高等教育政策上の制度の意味の概念化を行い、25年度内に論文の完成と採択を見た(当該学術誌の発行は26年度)。これは米国の単位制度に関して研究代表者にある程度の知見の蓄積があるためであり、かつ米国の高等教育研究そのものにも先行研究の蓄積があるためためでもある。本研究のもう一つの焦点である「実質的所得を伴う就業率」については、研究代表者にとって新たな課題でありかつ米国高等教育界にとっても新たな論点である。本研究において本年度、このテーマに関しては資料の渉猟とインスティチューショナル・リサーチ担当者への聞き取りを行い、その詳細な分析を今後の課題としている。これら2側面を勘案し、全体的な達成度はおおむね順調に進展していると評価する。当初計上していた物品の購入のための経費に関し、現有の物品による研究の遂行がある程度可能であったため、次年度使用額が生じた。26年度は本研究の重要なテーマのひとつである「実質的所得を伴う就業率」に特に注目して、経済学者である海外研究協力者の支援を受けながら、連邦高等教育政策が、特に卒業生の実質的所得を伴う就業率の低い高等教育機関にどのようなインパクトを及ぼしうるかを検討の中心とし、25年度の成果とあわせて成果のアウトプットの準備を試みる。すでに、米国教育省が収集し公開している個別高等教育機関のデータベースに基づき、「実質的所得を伴う就業率」が低いと評価される高等教育機関の特定を済ませており、今後、これらの機関が連邦奨学金の受給資格を失った際の影響について、教育学及び経済学の観点から分析することを計画している。
局在電磁波配線を用いた単一磁束量子論理回路の設計および設計支援に関する研究

単一磁束量子デバイスによる実現に適した論理回路構成法を検討し、回路設計フローとそのために必要な設計支援に関する研究を行ない、以下の成果を得た。(1)乗算および開平のための回路アルゴリズムの設計を行なった。(2)クロック同期式順序回路の合成のための一手法を提案した。(3)クロック信号の配信のための、クロックスケジューリングアルゴリズムを提案した。(4)レイアウトを考慮したクロック木構成法を開発した。(5)パイプライン動作の検証手法を開発した。単一磁束量子デバイスを用いた論理回路は、パルスの有無で論理を表現すること、また、スイッチングが非常に高速であることから、その性能を引き出すためには、従来の半導体集積回路とは異なるアーキテクチャに基づく論理設計が必要となる。また、現在の回路設計手順では人手による作業が多く、今後実現可能となる大規模回路の正確かつ迅速な設計のためには、計算機による回路設計支援が不可欠である。本研究は、新たに確立されつつある電磁波配線技術を前提とし、本デバイスに適したデータ伝送・処理の方式を示すことを目的とする。提案方式による論理設計およびレイアウト設計を行ないその有用性を実証する。また、従来人手で行なってきた設計のノウハウを統合し、論理設計およびレイアウト設計の支援と設計自動化の手法を確立することを目指す。本研究は、新たに確立されっっある電磁波配線技術を前提とし、本デバイスに適したデータ伝送・処理の方式を示すことを目的とする。本年度は、局在電磁波配線を積極的に使う「配線インセンティブ」設計について、基本方針の検討を行った。単一磁束量子回路のスイッチング速度は極めて高速であるが、従来の回路設計ではジョセフソン接合を用いた能動配線によるタイミング調整を随所で行っており、特長を十分生かすことができていないと考えられる。局在電磁波配線を積極的に用いてタイミング調整を最小限に抑えることができれば、より高速、小面積の回路を実現できる可能性があるが、そのためには新しい設計手法およぴ設計支援系が必要である。この考え方に基づき、人手での設計は困難であり、かつ、方式の工夫により高速化が見込まれる点である、クロック信号の配信方式について、アルゴリズムを提案し評価した。提案アルゴリズムは、与えられたコンカレントフロー・クロッキング回路に対し、クロックスケジューリングを行う。計算機上の実験で、提案手法を用いることによって、従来法に比ベクロック周波数が高い回路が設計できることを示した。他、順序回路の合成手法についても検討を進めている。また、今後実現可能となる大規模回路の正確かつ迅速な設計のためには、計算機による回路設計支援が不可欠である。本年度は、前年度に基本方針を検討した、局在電磁波配線を積極的に使う「配線インセンティブ」設計のための、回路設計フローとそのために必要な設計支援の方式について検討し、以下の2点について研究を行なった。1.クロック同期式順序回路の合成のための一手法を提案した。単一磁束量子デバイスを用いたクロック同期式論理回路では、すべての論理ゲートがクロックパルスによって駆動される点が半導体と異なるため、高スループット性を引き出すための構成法が必要となる。提案手法では,いくつかの基本ゲートから構成される「状態モジュール」を用いて、状態をone-hot状態割り当てでエンコードし、状態モジュール間を接続する。状態モジュール間の接続にクロックを必要としない合流ゲートを用いるため、フィードバックループからクロックが必要なゲートが排除され、高スループットな順序回路が構成される。ベンチマーク回路を用いて実験を行ない、本手法の有用性を示した。2.乗算および開平のための回路アルゴリズムの設計を行なった。単一磁束量子デバイスでの実現に滴すると考えられるシストリックアーキテクチャに甚つぐ同路アルゴリズムを設計した。