hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
持続的農業のための水田基盤整備に関する国際比較研究

しかし,こうした巨大水田耕区には,湛水時に風波による苗の損傷の恐れがある,取水や地表水の排水に時間がかかる等,多くの懸念や批判が寄せられている。そこで,豪州で近年造成された仮畦畔をいっさい作らない巨大区画水田でコメを作っている,ニューサウスウエルズ州の大規模農場の実情を調査した。調査の結果,いずれの農場でも,近年になって従来の等高線沿いの畦畔を圃場整備して5ha程度の内部無畦畔巨大区画水田を創出していたことが明らかになった。昨年度調査を行った米国カリフォルニア州やアーカンソー州の農場と比較して区画規模は小さいが、これには、稲作の経営規模が100ha程度と小さく、5ha程度の区画でも耕作しきれること、それ以上区画規模を大きくすると、整地費用がかかって採算が合わなくなる恐れがあること、灌漑用水の制約から稲作面積が毎年制限されて田畑輪換が求められ、畑作の場合は排水性確保のため圃場内にある程度傾斜があることが望ましいこと、といった要因があった。しかし、5ha程度の区画であっても、それに附帯する圃場施設(用水路・排水路・農道)の密度は日本と比較して極めて小さく、これは圃場整備事業費の削減につながることから、今後の日本の大区画水田整備事業の改善方向が示唆された。
台風強度予測精度向上のための台風強化停止プロセスの解明

台風強化停止に重要な役割を果たすプロセスを理解するため、領域非静力学大気波浪海洋結合モデル及び全球非静力学大気モデルによる数値実験を実施した。前年度の研究実績において報告した2013年台風第30号と1990年台風第25号の数値シミュレーションによる比較実験結果について、今年度は海面飛沫の海上における被覆率を考慮した追試を行った。海面飛沫の台風の強化及び最大強度への効果は、この被覆率による海面飛沫の大気海洋間熱フラックスへ与える影響を考慮することにより、考慮しない場合と比較して小さくなることを確認した。一方で前年度に確認した力学・熱力学プロセスを本質的に変えることがないことを確認した。北日本太平洋側に上陸した2016年台風10号の衰退期における突発的な対流と台風の強度変化について、同モデルを用いて数値シミュレーションを実施した。海面水温場により、中心気圧においては台風の強化が見られないものの、最大風速については気圧傾度力が一時的に増大することにより強まるプロセスを確認した。これは移動速度が速い中緯度台風において見られる、従来にはない台風強度変化プロセスであった。全球非静力学大気モデルにより、2016年台風10号の数値シミュレーション及び雲物理過程、積雲対流パラメタリゼーションの設定を変えた感度実験を実施した結果、台風の強度だけでなく進路についても、この2つの物理過程の影響が大きいことが明らかとなった。更に全球非静力学大気海洋結合モデルによる数値シミュレーションを試行した結果、海洋結合をすることにより台風強度はベストトラック解析データと整合的となるものの、台風の進路予測にも大きな変化が見られた。台風強化停止と関連の深い雲物理過程及び積雲対流パラメタリゼーションの仕様は、台風海洋相互作用による台風強化停止を理解する上で重要な物理過程であることがわかった。領域非静力学大気波浪海洋結合モデルにより、理想的な台風渦の時間発展に関する数値実験、2013年台風第18号及び第30号、2014年台風第8号の数値シミュレーション等、実施した。また2013年台風第30号との類似事例として、1990年台風第25号の数値シミュレーションを併せて実施した。数値モデルによる研究の他に、海洋が台風に与える影響を知る指標として、Tropical cyclone heat potential(海洋貯熱量)の導出を検討した。2013年台風第30号及び1990年台風第25号の数値シミュレーション結果から、初期値として与える大気場の違いは台風の移動速度の違いを通じて、台風域の水温低下量、中心気圧の時間変化及び最低中心気圧に影響を与えることを明らかにした。この結果は理想実験によっても確認された。再検討された海洋貯熱量から、1990年台風第25号については台風による海面水温低下が顕著であったこと、しかしながら海洋貯熱量は比較的高い状況を保ったことにより中心気圧はより深まったことを確認した。一方で2013年台風第30号は海洋貯熱量が高い状況で強化停止が起こっていた。3種類の水平解像度7km全球非静力学大気モデルを用いて、2013年秋の台風シーズンにおける5日台風予測実験を実施した。2013年台風第30号の最低中心気圧を再現することはできなかったものの、台風の強化停止時期がモデルにより異なっていたことを確認した。また水平解像度20kmの全球大気モデル結果と比較した結果、水平解像度を高解像にすることにより、台風強度予報が改善し得ることがわかった。数値モデルの水平解像度の違いによる台風内部構造の表現の違いが、強化及び成熟期の台風強度に影響していたものと考えられる。全球大気モデル及び全球大気海洋結合モデルの実施は、地球シミュレータ特別推進課題による台風予測実験結果を利用できることになったため、計算リソースを領域非静力学大気波浪海洋結合モデルによる理想実験、数値シミュレーションに集中することができるようになった。また実験結果についても、随時国内外の研究集会で発表しており、報告書や論文も順調に出版されている。台風強化停止に重要な役割を果たすプロセスを明らかにするため、非静力学大気波浪海洋結合モデルによる数値シミュレーション研究を実施している。2013年台風第30号と1990年台風第25号の水平解像度2kmでの数値シミュレーション比較実験結果から、台風通過時の海水温低下により台風内部域での強い上昇流域を含む2次循環は弱まり、海洋から大気への熱・水蒸気輸送が減少し、結果として台風中心気圧が高くなること、また中心付近での気圧傾度力が弱くなり、結果として1次循環が弱まることがわかった。しかしながらこの発達抑制プロセスは、台風の強化を停止するわけではなく、その発達率を小さくするに過ぎないことも明らかとなった。台風強化が停止する時には、対流圏下層から中層にかけて外出流が強まり、その結果として2次循環が眼の壁雲域で外側に傾き、眼の壁雲における上昇流が対流圏上層まで到達しなくなった。このことは台風による海水温低下の程度に関係なく、台風の構造変化の帰結として台風発達が停止することを示唆する。数値シミュレーション実験における海洋初期場の不確実性により、台風強化停止プロセスがどの程度影響を受けるのかを定量的に調べるため、1982-2014年の期間、日ごとの海洋再解析データセットから異なる年・同日のデータを取り出し、33個の海洋初期値を作成し、それぞれについて水平解像度7kmの領域非静力学大気モデルとその波浪海洋結合モデルによりアンサンブルシミュレーション実験を実施した。領域非静力学大気モデルによる結果では、海洋初期値の違いによる台風強度のばらつきを示す中心気圧の標準偏差は、大気波浪海洋結合モデルによる結果よりも大きかった。

これは結合モデルは台風直下の海水温を低下させることにより中心気圧の標準偏差を小さくしており、海洋結合プロセスが台風強度や強度変化をある程度コントロールすることを示唆する。2013年の台風第30号だけでなく、多くの台風事例について非静力学大気波浪海洋結合モデルによる数値シミュレーションが実施できており、Journal of Geophysical Researchに複数の論文が受理されている。また共著論文も順調に発表できており、連携研究者と研究協力者とのコラボレーションは順調である。現在投稿中の論文の改稿が控えており、この論文を完成させることで、本課題はほぼ目的を達成したことになる。台風強化停止に重要な役割を果たすプロセスを理解するため、領域非静力学大気波浪海洋結合モデルによる数値シミュレーションと全球非静力学大気モデルによる台風予報実験を実施し、計算結果の解析を行った。2013年台風第30号と1990年台風第25号の数値シミュレーション比較実験について、水平解像度の違い(2km,7km)、海面飛沫効果の導入の効果、大気・海洋初期値の違いが台風の内部過程に与える影響について以下の3つの段階に分類した:[1]大気場による移動速度及びサイズへの影響、[2]摩擦収束による大気海洋間プロセスと熱・水蒸気輸送、[3]眼の壁雲における強い鉛直流及び非断熱加熱。大気海洋にかかわる物理過程や海洋初期値の効果は主に[2][3]により台風強度に影響を与えることを明らかにした。2013年台風第30号の事例における、2km解像度においても台風強度を十分に再現できなかった理由として、台風のサイズが小さいことに加え、摩擦収束域での平均乱流熱輸送量が時間とともに減少し、台風強化が停止してしまったことが考えられる。水平解像度7kmメッシュ全球非静力学大気モデルによる2016年台風第10号の予報実験では台風の過発達が見られたことから、上記[2][3]の段階を考慮し、乱流熱輸送量を減少させる実験、及び大規模凝結スキームにおいて、凝結熱の生成を減少させる実験を実施し、台風の過発達を抑制する効果を確認した。領域非静力学大気波浪海洋結合モデルによる数値シミュレーションから得られた水物質の鉛直積算量分布との比較を実施し、結果の妥当性を確認した。一方で領域モデルの結果と異なり、乱流熱輸送量及び大規模凝結スキームの変更は台風の進路予測にも影響を与えることがわかった。この結果は台風強化停止に重要な役割を果たすプロセスは台風進路にも影響を与え得ることを示している。研究実績の概要に記した前半部分の成果については、現在学術論文に投稿し、査読中である。この点を除けば、台風強化が停止する要因を特定し、他の数値モデルを用いた感度実験において妥当な結果が得られたことから、当初の目的は達成することができたと考えられる。台風強化停止に重要な役割を果たすプロセスを理解するため、領域非静力学大気波浪海洋結合モデル及び全球非静力学大気モデルによる数値実験を実施した。前年度の研究実績において報告した2013年台風第30号と1990年
センダイウイルスの出芽領域と出芽極性を規定する分子機構

上皮細胞におけるセンダイウイスルの出芽は、ウイルス膜蛋白の輸送極性に一致した領域で起こる。マウスに呼吸器感染を起こす野生株は尖頂面から出芽するが、全身感染を起こす変異株F1-Rは側基底面からも出芽し、出芽極性の違いが臓器特異性を決めている。この出芽極性を規定する分子機構を解析した。1.MDCK細胞にF1-R株を感染させると、ノコダゾール処理の場合と同様に、微小管が脱重合して細胞極性が破綻し、ウスルスは両極性に出芽した。遺伝子解析から、変異M遺伝子の関与が示唆された。2.そこで、変異M遺伝子をMDCK細胞に導入して発現させたところ、微小管がチュブリンに脱重合して細胞極性が破綻した。この様な細胞においてウイルス糖蛋白を発現させると、F1-R株のみならず野生株の糖蛋白も両極性に輸送され、またウイルスを感染させるといずれのウイルスも両極性に出芽した。3.野生株のMを発現させた細胞では細胞極性の変化は認められず、F1-R株と野生株の糖蛋白はどちらも尖頂領域に輸送された。4.以上の成績は、センダイウイルスの出芽極性は微小管に依存していること。また、F1-R株の変異M蛋白が宿主細胞の微小管の脱重合を促進し、その結果、トランス・ゴルジにおけるウスルス糖蛋白の選別や輸送小胞の極性輸送が乱されて両極性に発現し、両極性にウイルスが出芽すると結論された。上皮細胞におけるセンダイウイルスの出芽は、ウイルス膜蛋白の輸送極性に一致した領域で起こる。マウスに呼吸器感染を起こす野性株は尖頂面から出芽するが、全身感染を起こす変異株F1-Rは側基底面からも出芽し、出芽極性の違いが臓器特異性を決めている。1.MDCK細胞にF1-R株を感染させると、ノコダゾール処理の場合と同様に、微小管が脱重合して細胞極性が破綻し、ウイルスは両極性に出芽した。この様な細胞においてウイルス糖蛋白を発現させると、F1-R株のみならず野性株の糖蛋白も両極性に輸送され、またウイルスを感染させるといずれのウイルスも両極性に出芽した。3野性株のMを発現させた細胞では細胞極性の変化は認められず、F1-R株と野性株の糖蛋白はどちらも尖頂領域に輸送された。また、F1-R株の変異M蛋白が宿主細胞の微小管の脱重合を促進し、その結果、トランス・ゴルジにおけるウイルス糖蛋白の選別や輸送小胞の極性輸送が乱されて両極性に発現し、両極性にウイルスが出芽すると結論された。1. MDCK細胞にF1-R株を感染させると、ノコダゾール処理の場合と同様に、微小管が脱重合して細胞極性が破綻し、ウイルスは両極性に出芽した。

この様な細胞においてウイルス糖蛋白を発現させると、F1-R株のみならず野生株の糖蛋白も両極性に輸送され、またウイルスを感染させるといずれのウイルスも両極性に出芽した。3野生株のMを発現させた細胞では細胞極性の変化は認められず、F1-R株と野生株の糖蛋白はどちらも尖頂領域に輸送された。4.以上の成績は、センダイウイルスの出芽極性は微小管に依存していること。また、F1-R株の変異M蛋白が宿主細胞の微小管の脱重合を促進し、その結果、トランス・ゴルジにおけるウイルス糖蛋白の選別や輸送小胞の極性輸送が乱されて両極性に発現し、両極性にウイルスが出芽すると結論された。
高フォトリフラクティブ損傷耐性CsLiB6O10の開発と高出力紫外光源応用

高出力深紫外レーザー開発に必要とされている, CsLiB6O10 (CLBO)結晶の高品質化に取り組んだ.結晶内部の光散乱減の低減やAl添加などにより,紫外光誘起屈折率変化(フォトリフラクティブ損傷)耐性が向上することを明らかにした.本研究において,過去に報告がなかったCLBOの355nm紫外光発生を初めて検証した.新規開発のプリズム接合CLBO素子によって非同軸位相整合が可能となり,ウォークオフが補正されてナノ秒レーザーで高変換効率が実現した.ピコ秒レーザー光源を採用することで,通常のCLBO素子においても,高出力30.9W(高変換効率48.3%)の紫外光発生に成功した.1.循環流(上下流)が強化できる新型攪拌翼を用いて、TSSG式の単結晶育成装置により無添加CLBO結晶のバルク結晶成長を試みた。流動解析から予測されたように、従来の旋回流(水平方向)主体の撹拌効果に加え循環流が強化されることが確認され、回転速度等の条件探索を行った。水平・垂直方向の成長速度がバランスした状態で、理想的なバルク形状結晶の育成を実現した。次年度はこの条件下で、アルミニウム等を添加したCLBOの単結晶作製を試みる。2.波長266nmパルス紫外光に対するフォトリフラクティブ損傷耐性を評価する光学系を構築し、様々な品質の無添加結晶とアルミニウム添加CLBOの寿命評価を行った。さらに、緑色レーザー光(30mW)を用いて素子内部の光散乱(光路状散乱)を対水晶比により数値化して寿命と散乱の相関関係を明らかにした。その結果、アルミニウム添加CLBOは光散乱が同程度の無添加CLBOに比べても素子寿命が長く、添加したアルミニウムの寄与が確実なことが明らかになった[レーザー研究]。3.CLBO結晶は従来波長300nm以下の深紫外波長変換での用途が主なものであった。現在普及している355nm光源の発生特性はこれまで報告がなかったが、大きなウォークオフ効果を補償する非同軸位相整合(ノンコリニア位相整合)を検討した。オプティカルコンタクトによってWedged-cut素子にプリズムを接合させた新しい素子を開発し、非同軸位相整合にてCLBOで初めて高効率355nm光波長変換を実証した[応用物理学会春季学術講演会]。入射緑色光(波長532nm)に対する内部変換効率は47.6%、出力として1.86Wを発生させた。これにより、CLBOは深紫外領域だけでなく、近紫外域の355nm光発生にも利用できることが示された。1.単結晶育成用坩堝に新型攪拌翼を導入し、対流条件下(上昇流及び下降流)で液中深さ40mmまでの温度分布が均一温度となる条件を求めた。この条件下で低速条件を維持しながら、骸晶やマクロ欠陥の無い良好な大型無添加CLBO結晶の作製に成功した。レーザー散乱によって結晶内部の品質評価を行ったところ、光路散乱が極めて少ない高品質な結晶であることが明らかになった。その結果、これまで難しかった大型でかつ高均質なCLBO結晶の育成技術が確立できた。2.フォトリフラクティブ損傷の緩和効果に着目し、CLBO素子を移動ステージに搭載し、ビーム入射垂直面内を水平に往復移動させながら損傷耐性を調べた。移動速度10μm/sec、移動距離45.6μmとし、ビーム直径22.8μmの条件で集光点紫外光パワー密度約75MW/cm2にて実験を行った。素子を移動した場合、いずれの結晶も劣化が始まるまでの時間が延び、素子の寿命としては従来品質で5.1倍(実質倍率1.7倍)、高品質結晶で6.3倍(実質倍率2.1倍)となることが分かった。高品質結晶の方がより損傷回復(抑制効果)が見込めることが明らかになった。3.CLBO結晶は従来、波長300nm以下の深紫外波長変換での用途が主なものであった。本研究では、基本波光源として挟スペクトル幅のピコ秒パルス赤外レーザー(38.6ps, 100kHz, 69W)を用いた355nm光発生を検討した。高ピーク強度であるため、平行ビーム光の状態で高効率の波長変換が可能となっている。パルス繰り返し周波数100kHzの場合に、平均出力20.1W、変換効率68.9%の高出力・高効率な355nm光の発生に成功した。比較に用いたLBOの出力は最大で17.0Wであった。そのため、ピコ秒光源に対しては、LBOよりもCLBOが波長変換素子として優れていることが明らかになった。新型攪拌翼を用いた高品質バルク単結晶の成長が、添加物を検討する際の前提条件であるため、大型と高品質を両立させた無添加CLBO結晶の作製に取り組んだ。最終年度に、添加物の検討を集中的に行う予定である。一方、CLBO素子を一定速度で動かすことでフォトリフラクティブ損傷の発生を遅らせ、素子寿命を伸ばせることと、結晶品質の良好なものほどその効果が顕著となる新しい知見を得ることができた。また、新しい試みとして355nm紫外光の発生にも取り組み、既存のLBOを凌駕する高出力紫外光の発生に成功しており、新しい展開でも成果が出ているため表記の達成度とした。1.CLBO融液に酸化アルミニウムを添加して結晶育成を試みたところ、添加物の影響で結晶が骸晶化したが、内部が透明な単結晶を得ることができた。

以前に得られた知見と同様、結晶内の光散乱欠陥は多いが、紫外光誘起のビームパターン変化(広義のフォトリフラクティブ損傷)に対しては、高品質結晶と同程度の劣化耐性を示した。しかしながら、結晶を安定に成長させることが重要との観点から、新しい結晶育成溶液組成の探索を行った。従来のホウ素成分を低減させたB-poor組成に比べ、ホウ素とセシウム成分を増やし、相対的にリチウム成分を低減したLi-poor組成を用いると、高品質結晶が得られ、かつ紫外光経時劣化耐性にも優れているという知見を得ることができた。さらに、種子結晶から伝搬する転位欠陥等の評価技術を確立し、それらを低減させる結晶成長技術の開発にも成功した。2.CLBO結晶は従来、波長300nm以下の深紫外波長変換での用途が主なものであった。昨年度から引き続き、基本波光源として挟スペクトル幅のピコ秒パルス赤外レーザー(38.6ps, 100kHz, 69W)を用いた355nm光発生を検討した。高ピーク強度であるため、平行ビーム光での波長変換が可能になり、CLBOのウォークオフ問題が解消する。今年度、繰り返し周波数300kHzの条件下において、出力30.8Wの高出力光を発生させることに成功した。基本波光源からの変換効率は48.1%と高く、理論変換効率を検証した結果、位相不整合量がゼロの計算結果と一致する理想的な変換になっていることが明らかになった。また、出力30Wを8時間以上安定に発生できることを確認し、既存のLBO結晶に置き換わる高出力用355nm発生素子としての可能性を世界で初めて示すことができた。高出力深紫外レーザー開発に必要とされている, CsLiB6O10 (CLBO)結晶の高品質化に取り組んだ.結晶内部の光散乱減の低減やAl添加などにより,紫外光誘起屈折率変化(フォトリフラクティブ損傷)耐性が向上することを明らかにした.本研究において,過去に報告がなかったCLBOの355nm紫外光発生を初めて検証した.新規開発のプリズム接合CLBO素子によって非同軸位相整合が可能となり,ウォークオフが補正されてナノ秒レーザーで高変換効率が実現した.ピコ秒レーザー光源を採用することで,通常のCLBO素子においても,高出力30.9W(高変換効率48.3%)の紫外光発生に成功した.新型攪拌翼を用いたバルク単結晶(無添加CLBO)の成長条件を確立させるのに時間を要したため、平成26年度は無添加のCLBO結晶に対しての成長基礎データ、及び新型攪拌翼の効果の検証にとどまった。次年度以降、添加物の検討を本格化させたい。CLBO結晶の内部散乱、経時劣化耐性の評価は比較的順調に進んだ。これと並行した355nm紫外光での波長変換において、新しいプリズム接合素子によって非同軸位相整合が成立し、高効率な波長変換に成功した。変換効率は入力532nm光のエネルギーの50%近い値を得、既存のLBOより高出力が出せること、温度変動に対して極めて安定なことなどを世界で初めて実験により確認できた。Al添加結晶のフォトリフラクティブ損傷耐性向上は確認できたが、メカニズム解明につながる直接的な結果は出せていないため、達成度は上記の選択となった。1.攪拌育成法を用いて、化学量論組成の結晶融液に対して酸化アルミニウムを添加し、高品質(低散乱密度)なCLBO結晶の作製に取り組む。これまで蓄積してきたフォトリフラクティブ損傷耐性のデータベースを用い、アルミニウム添加CLBOの優位性を比較検証する。また、結晶内部の損傷耐性分布、不純物の偏析なども測定し、添加物結晶の実用性評価も行う。
腎癌に対する局所免疫応答と、サイトカインによる効果発現増強に関する研究

1.免疫担当細胞からみた腎細胞癌の生物学的特性に関する検討:腎細胞癌の予後決定因子であるstageおよびgradeと宿主免疫能の関連について検討した結果、low stage/low grade症例では、MHC class I抗原の発現率が高く、TIL-subsetでは、low stage/low grade症例はCD4陽性細胞の浸潤比率が高かった。一方、所属リンパ節リンパ球(RLNL)-subsetの検討結果、リンパ節転移を認めなかった症例は、転移を伴った症例に比較して、CD3(CD4)陽性細胞と、TCR-α/βchainの浸潤比率が高かった。従って、MHC発現率、TIL-CD4陽性細胞およびTCR-α/βchainが腎細胞癌の予後決定因子と関連した重要な免疫学的markerとなる結果であった。2.TIL-patternからみた宿主免疫能の検討:TIL-patternを5型に分類し、MHC発現率、TIL-subset浸潤比率との関連、さらに予後との関連を検討した結果、腫瘍細胞内に特異的に浸潤を認めるTIL-patternが、腫瘍を取り囲むように浸潤しているTIL-patternや浸潤をほとんど認めない例に比較して、MHC class II抗原、TIL浸潤比率は有意に高く、かつ予後も良好である結果であった。3.腎細胞癌のMHC population studyからみた疾患感受性抗原の同定:未治療腎細胞癌93例の各MHC抗原の発現率を、健常日本人のそれと比較検討した結果、腎細胞癌に有意に発現率の高い抗原は認められなかったが、逆にA26,B35,Bw48,Bw60,DRw6,DRw8,DR9は腎細胞癌が有意に発現率が低かった。またhaplotypeでは、A24-Bw52-Dr2,A24-B7-Dr1,A2-B35-DR4が腎細胞癌に有意に多く発現していた。従って、これら発現率の有意に低かった7抗原は腎細胞癌の腫瘍関連抗原および宿主免疫担当細胞との親和性の高いMHC抗原である可能性が示唆された。4.進行性腎細胞癌に対するインターロイキン-2(IL-2)の効果増強に関する検討:(1)摘出腎細胞癌を用いた器官培養法によるIL-2併用放射線療法の殺細胞能が、IL-2単独、または放射線単独療法に比較して相乗効果を有することが明かとなった。(2)マウス自然発生腎細胞癌株(RC-2)を用いたIL-2併用放射線療法により、IL-2併用放射線療法が、腫瘍増殖能、組織学的変性の程度およびマウスの延命効果のいずれもより効果的治療成績を示した。以上の基礎的検討結果を踏まえて、(3)進行性腎細胞癌に対しIL-2併用放射線療法の治療を12例に試みた結果、1例のCR、2例のPR(奏効率:25%)症例を認めた。特に、本併用療法は軟部組織転移例に優れた治療成績を示した。

以上の基礎的検討結果を踏まえて、(3)進行性腎細胞癌に対しIL-2併用放射線療法の治療を12例に試みた結果、1例のCR、2例のPR(奏効率:25%)症例を認めた。特に、本併用療法は軟部組織転移例に優れた治療成績を示した。1)腎細胞癌(RCC)患者に対するインターフェロン(IFN-α,IFN-γ)の宿主免疫系を介した効果を検討する目的で,IFN-α、IFN-γおよび無投与群の3症例群において,手術時採取したRCC原発巣,および所属リンパ節を用いて,名種免疫担当細胞のmonoclonal antibodyによる免疫組織化学染色を行い,IFN-αまたはIFN-γの宿主免疫系を介した作用を検討した。その結果,IFN-αは腫瘍細胞膜上に発現した主要組織適合抗原(MHC)class Iの発現を高め、かつ腫瘍浸潤リンパ球(TIL)-subsetのうち,CD3,CD4,T-cell reptor(TCR)-αβchain陽性の免疫担当細胞の腫瘍内浸潤を高めたが,所属リンパ節リンパ球(RLNL)-subsetには有意の効果は及ぼさなかった。一方,IFN-γはMHC class IIの発現上昇と,TIL-subsetのうち,CD3,CD8,TCR-αβchain陽性の免疫担当細胞の腫瘍内浸潤を高める効果が明らかとなった。また,RLNL-subsetでは,CD_2O陽性細胞の浸潤比率上昇が所属リンパ節において観察された。従って、RCC患者に対するIFN-αとIFN-γは宿主免疫系を介しての作用が大きく異なることが示唆され,同時に腫瘍細胞に対する免疫的効果CMMC発現)も大きく異なることが示唆された。2)転移を有するRCC12例に対する,インターロイキン-2(IL-2)の抗腫瘍効果増強目的で、転移巣に対する局所放射線照射併用IL-2療法を行った結果,全体としての奏効率は25%で、特にsoft tissue mass(後腹膜リンパ節,腎床,胸骨前面転移巣)に対する効果が優れていることが明らかとなった。さらに本併用療法の免疫的効果を検討する目的で、経時的にPBL-subsetを解析した結果,本併用療法により有効であった症例は,CD4およびCD16陽性リンパ球の関与が示唆された。本併用療法の治療効果は同時に行った,器官培養法による検討や,マウス自然発生腎癌モデルを用いた基礎的検討からも,相加以上の効果が得られたことからも,その有用性が実証された。2.TIL-patternからみた宿主免疫能の検討:TIL-patternを5型に分類し、MHC発現率、TIL-subset浸潤比率との関連、さらに予後との関連を検討した結果、腫瘍細胞内に特異的に浸潤を認めるTIL-patternが、腫瘍を取り囲むように浸潤しているTIL-patternや浸潤をほとんど認めない例に比較して、MHC class II抗原、TIL浸潤比率は有意に高く、かつ予後も良好である結果であった。3.腎細胞癌のMHC population studyからみた疾患感受性抗原の同定:未治療腎細胞癌93例の各MHC抗原の発現率を、健常日本人のそれと比較検討した結果、腎細胞癌に有意に発現率の高い抗原は認められなかったが、逆にA26,B35,Bw48,Bw60,DRw6,DRw8,DR9は腎細胞癌が有意に発現率が低かった。
「都市カーネル」を指標とした「多極ネットワーク型コンパクトシティ」の実践的研究

本研究課題は「多極ネットワーク型コンパクトシティ」のあるべき姿を、実際の事例調査を通じて追い求める研究を行った。都市の形態、住民の間で共有されている場所の意識などを都市の分析に用いるのが本研究の特徴であり、この視点から見える現在の都市計画の問題点を本研究では論じた。特に立地適正化計画をもっとも早く発表した箕面市をその歴史的変遷から分析し、現在、地方都市で進行しているコンパクトシティの問題点を指摘した。本研究課題では、現在、改正都市再生特別措置法で目指されている新しいコンパクトシティの形、「多極ネットワーク型コンパクトシティ」が実際に地方都市でどのように解釈されて政策化されるかを形態学の視点から分析し、これまでに申請研究者が提案してきた「都市形態」「都市カーネル」の概念を用いてその問題点を抽出して、地方都市に実現可能な処方箋を導出することを目的としている。この目的のために、H27年度の研究では、敦賀を中心に分析を遂行し、さらに富山の予備調査、また全国の自治体の政策について情報収集を行ってきた。敦賀においては、過去の地図、現在の都市形状の分析、さらには敦賀戦災復興史などの歴史資料、さらには敦賀の個人所有の空襲の直後の写真などを入手した。また、これらの資料を踏まえて、行政関係にもインタビューをおこなっている。インタビューからは、特別措置法の目的の一つでもある都市機能誘導区域を選定することは可能でもそれを縮小することは実際にはかなり厳しい意見が多いこともわかった。改正都市再生特別措置法に基づく計画案はH28年4月1日現在では276団体が具体的な計画を進めており、このうち箕面市と熊本市のみがすでに計画を作成、公表している。そして、平成28年度中に109都市が計画を作成・公表する予定である。すでに公表されている箕面市の計画についてはすでに概要を入手し、分析を進めている。内容からはネットワーク型というよりは既存の都市領域を維持することが大きな骨子となっていることが読み取れた。SpaceSyntaxなどから導かれる都市形態の概念から導かれるネットワーク型ではなく、ゾーニング中心の計画であることがわかった。以上が現在までの研究実績の概要である。研究者本人が、申請時から所属先を変更したことが大きな理由となり、それまでの経常的に使用していた設備がなくなったので、その整備のために半年は十分な研究を進める事ができなかった。撮影機器、分析機器が整備されてから、主として敦賀の調査を行った。予備調査としては富山市、高岡市の調査も行っている。また、改正都市再生特別措置法においてモデルとなっている富山市や宇都宮市などの計画書がおそらく最も早く公表されそれを検証することを予定していたが、事前の想定とは異なり箕面市がもっとも早かった。そのため、計画書を現状の都市解析とともに分析することが予定通り行うことができなかった。本研究課題では、改正都市再生特別措置法によって目指されている多極ネットワーク型コンパクトシティについて、実際の事例と照らし合わせながらその理論背景を分析している。H27年度におこなった本研究の基礎となる敦賀の事例においては、Proceedingレベルでは都市計画の海外シンポジウムに投稿し、査読は最終の段階まで進んでいる。シンポジウムでの議論を踏まえて、邦文の査読誌への投稿を準備中である。また平成28年度に中心として研究対象とした、改正都市再生特別措置法が最も早く発表された2都市、箕面市と熊本市について研究を進めている。ただし、熊本市に関しては震災の影響もあり、多極ネットワーク型のコンパクトシティの分析としては早いということもあり、違う都市を選定中である。箕面市については現地調査、数理分析はほぼ終わり、その成果の一部は建築学会の大会(査読なし)へ発表論文として提出した。これに関しては、研究会を通じて十分な議論を経て、査読付き論文への投稿を準備している。当該年度中にようやく、100都市を超える市から多極ネットワーク型コンパクトシティの案が出揃ってきた。その中から数都市を無作為に選び、簡易な解析をして、実際の計画と照らし合わせているが、今の段階で得られる作業仮説としては特別措置法が目指している大々的なコンパクトシティ像の変化となっている事例は少ないように見える。これらに関してはもう少し詳細な分析を行ったあと、計画者へのインタビューなどでその真意を探って行きたい。一つに、作業仮説としてつくった「都市カーネル」の理論的構築が、当初の想定したスピードよりも遅れている。それは実際の事例に当てはめた際に、理論が揺れたことがいちばんの原因であり、遅れているが、この理論化にとっては重要な知見を得ることができているということなので、必要な遅れと考えている。二つに、自治体の計画書の公開が28年度中だったので、28年度当初の段階では閲覧することができなかったので、出足が遅れている。富山や宇都宮が遅かったのが、想定外であった。本研究課題では「多極ネットワーク型コンパクトシティ」について、実際の事例研究に立脚しながら、スペース・シンタックスを主たる手法として評価検証する研究を進めて来た。本研究を行う前から研究代表者は「多極ネットワーク型コンパクトシティ」に注目して研究をしてきた。改正都市再生特別措置法が示された当初は「多極ネットワーク型コンパクトシティ」が同特別措置法で目指される形体を表す言葉として主として使われていたが、実際の計画立案化されていくについれて「立地適正化計画」が一般的な用語として用いられるようになった。この用語の変化は、この“新しい形のコンパクトシティ"が実際の計画者にどのように理解されていったか、を象徴的に表す事象とも言える。それはなぜか。本研究で主たる事例として用いたのは箕面市である。

箕面市は立地適正化計画を全国でもっとも早く公表した市として知られている。箕面市では立地適正化計画に加えて、既存の中心市街地活性化計画も同時に進行している。箕面市を大正時代からの経年的な形態変化をSpaceSyntaxを用いて分析し、箕面市の中心市街地の衰退の理由はネットワークが強固になったことに原因があることが明らかとなった。つまりは、ネットワークをさらに強固にすることによって既存の中心市街地はさらなる形態上の優位性を失う。ここに箕面市の都市計画の矛盾がある。中心街の確保、ネットワークの強固、これが箕面市においては矛盾する二方向であるにも関わらず、同時に進行されている。この理由を理解するために市の計画を分析することによって、立地適正化計画は、箕面市においてはネットワーク化ではなく、ゾーニングの政策として理解されていることがわかった。以上のことは、スペース・シンタックスの世界では最も評価が高い、The 11th Space Syntax Symporium Lisbonなどにて発表した。本研究課題は「多極ネットワーク型コンパクトシティ」のあるべき姿を、実際の事例調査を通じて追い求める研究を行った。都市の形態、住民の間で共有されている場所の意識などを都市の分析に用いるのが本研究の特徴であり、この視点から見える現在の都市計画の問題点を本研究では論じた。特に立地適正化計画をもっとも早く発表した箕面市をその歴史的変遷から分析し、現在、地方都市で進行しているコンパクトシティの問題点を指摘した。おそらく平成28年度中に、富山市、宇都宮市など、改正都市再生特別措置法のモデルケースとなる都市の計画書が公表されると思われるので、それらの分析をしっかりと行う。また、平成27年度に進めた敦賀市の分析を査読付論文として提出する。箕面市の計画書についてはSpace Syntaxの分析結果と比較しながら、速報として査読のない研究会などで公表していく予定である。また、国土交通省が今回の法改正に先進事例として紹介している海外都市も実地調査を行いながら分析する。すでに投稿した論文の学会での議論を中心に上半期には査読論文として成果発表を行いたい。富山、宇都宮が最も重要な対象地と考えているが、すでに分析したことがある、福井市、敦賀市、大津市なども積極的に分析していきたい。建築・都市形態学論文掲載を行う予定であったが、新規知見を発見したので、次年度に発表を延期することとなった。そのために投稿料を次年度使用とする。研究概要に示したように、実際に多極型ネットワーク型コンパクトシティの概要を示した計画の自治体からの公開が、予想していたよりもずれ込んだだめ、調査予定の旅費が使用できなかった。査読付き論文の投稿料に使用する。上半期の間に、調査が行えなかった都市の調査を行う。
固体表面吸着種の電子励起に伴う離脱現象を利用した表面反応動力学の開拓

電子、光などによる電子遷移に誘起されて表面から脱離するイオンは、親吸着種の基底吸着状態、励起状態のポテンシャル曲面に関する豊富な情報を保持しており、これを利用すれば表面反応動力学に対する有力な研究手法が実現されると考えられる。このため、本研究においては、表面から脱離するイオンの角度分布・並進エネルギー分布を高効率で測定しうる新しいイオン分析器の開発を行うとともに、固体表面上での化学反応過程の動的側面を理解するため、酸素修飾したモリブデン(112)表面上におけるメタノールの化学反応過程について検討した。イオン分析器の開発においては、金属表面上から電子刺激により脱離する酸素イオン、一酸化炭素イオンの並進エネルギー分布、角度分布の測定に成功した。また、フーリエ変換に伴うスペクトルの歪みやゴ-ストピークを除去するデータ処理法を考案した。モリブデン(112)表面上でのメタノールの反応においては、表面第一層のモリブデン原子列の間に酸素原子が配列することにより、第二層のモリブデン原子がブロックされ、メトキシ種のc-o結合開裂が著しく抑制されることを見いだした。清浄モリブデン表面ではメタノール分解により一酸化炭素と水素が生成するのに対し、酸素修飾表面においては、部分脱水素反応により、ホルムアルデヒドが主生成物として得られることを見いだした。同位体を用いることにより反応機構を検討し、メトキシ種のc-H結合開裂により生成する水素原子が連鎖核となる一連の反応が560k付近で進行することを明らかにした。
逐次手法論とその応用

研究代表者が得た主な研究成果を以下に挙げる。(1) 2母数指数分布において尺度母数の下界の一つが既知である仮定の下で位置母数の信頼区間問題を考えた。Mukhopadhyay and Duggan (1999)の提案した二段階法を用いて,平均標本数および被覆確率の高次漸近展開式を与えた。(2011)(2)未知な母分散の下界の一つが既知である仮定の下で正規母集団の母平均に対する最小リスク点推定問題を考えた。二段階法を用いて,平均標本数およびリグレットの2次より高次の漸近展開式を与えた。(2013)本研究の目的は正規分布,指数分布および一般的な連続型分布について高次漸近有効性の観点から2段階法に関する理論的研究とその応用を扱うことである。第1の問題として,分散は未知であるがその下界の1つが既知である正規分布の母平均の信頼区間問題を考えた。与えられた区間幅と信頼係数を同時に満たす信頼区間を求めたい。標本の大きさを固定するとこの問題は解決できないことが知られている。そこでMuhkopadhyay and Duggan (1997)が定義した2段階法を用いて逐次信頼区間を与えた。このとき,被覆確率および平均標本数に関する(等式の意味で)正確な3次の漸近展開式を得ることができた。この結果は従来知られている結果をより精密化した点で優れた結果であり,国際的学術雑誌に掲載された。第2の問題として,母平均の1つの下界が既知である仮定の下で母平均に対する最小リスク問題を扱った。リスクを最小にする標本の大きさは未知であるので,2段階法を定義し,その有効性を測るリグレットを求めた。この結果,リグレットの正確な2次の漸近展開式を得た。従来は不等式で表現されていたが,等式が得られた点で優れている。この結果も国際的学術雑誌に掲載された。第3の問題として,より一般的な2段階法を定義し,その漸近有効性について論じた。これらの結果は正規分布の母平均に対する有界リスク問題,負の指数分布の位置母数に対する信頼区間問題,有限個の正規分布から最良のものを選ぶ最良選択問題などに応用できることを示した。これも国際的学術雑誌に掲載済みである。この他に,共通の未知な尺度母数を持つ2つの負の指数分布の位置母数の差に対する信頼区間問題を考え,2段階法を用いて信頼区間を定義し,被覆確率の正確な2次の漸近展開を与えた。研究代表者が得た研究成果を以下に列挙する。1.未知な2母数指数分布の位置母数の信頼区間問題について尺度母数の下界の一つが既知であると仮定する。区間の幅と信頼係数が与えられたとき信頼区間の被覆確率がこの条件を満たす最小の標本数には未知な尺度母数が含まれるので利用できない。そこで,二段階法を用いて平均標本数及び被覆確率の高次漸近展開式を求めた(J. Statist. Plann. Inference (2011))。また,位置母数がゼロのとき,母平均の最小リスク点推定問題において二段階法を利用してリスクと最小リスクの差であるリグレットの2次の漸近展開式を与えた(International J. Statist. Probab. (2012))。さらに,二つの2母数指数分布における位置母数の差の信頼区間問題について共通の未知な尺度母数の下界の一つが既知のとき平均標本数と被覆確率の3次の漸近展開式を導いた(Pioneer J. Theor. Appl. Statist. (2012))。2.未知な母平均と母分散を持つ正規分布において母分散の下界の一つが既知であると仮定する。母平均の最小リスク点推定問題において二段階法を用いて平均標本数及びリグレットの2次より高次の漸近展開式を求めた(Statistics (2013))。次に母分散の最小リスク問題に対してリグレットの2次の漸近展開式を導出した。偏り補正した推定量を提案し,その有効性も示した(J. Statist.: Advances in Theor. Appl. (2013))。さらに,母平均の信頼区間問題に対して二段階法を用いて平均標本数および被覆確率の3次の漸近展開式を与えた(Commun. Statist.-Theor. Methods (2012))。(2013)本研究の目的は高次の漸近有効性の観点から2段階法と純逐次法の効率の比較および逐次手法の開発と改良に関する理論的研究およびその応用を扱うことである。

今年度の研究計画に記載されている問題の1つである正規分布および指数分布に関する信頼区間問題と最小リスク問題について、これまでに提案された2段階法の1つを取り上げ、その高次の漸近有効性について研究を進めた。従来、2段階法は2次の漸近有効性をもつことが知られていたが、今回の研究ではさらに高次である3次の漸近有効性をもつという研究結果を得ることができたことは大変意義深い。1つ目の問題として、位置母数と、共通の尺度母数がともに未知である2つの負の指数母集団において、与えられた一定幅と信頼係数をもつ位置母数の差の信頼区間問題を考えた。共通の尺度母数の下界の1つが既知である仮定の下でMukhopadhyay and Duggan (1999)が提案した2段階法について、平均標本数と被覆確率の3次の漸近展開式を与えることができた。従来は2次の漸近展開式までが求められていたが、この結果をさらに精密化することができたことは重要である。また3次の漸近展開式は2次のそれよりも精密であることがシミュレーションにより確認できた。この研究成果はPioneer Journal of Theoretical and Applied Statistics (2012)に掲載予定である。2つ目の問題として、母平均と母分散がともに未知である正規母集団において、2乗誤差と標本抽出の費用の和を損失とする最小リスク問題を扱った。分散の下界の1つが既知である仮定の下で、2段階法が2次の漸近有効性を持つことは知られていたが、今回の研究ではより高次の漸近有効性をもつことを示すことができた。この研究成果はStatistics (2012)に掲載予定である。連続型分布の代表例である正規分布および指数分布の母平均,母分散,位置母数の差などに関する信頼区間問題,最小リスク問題,有界リスク問題を考え,2段階法を定義して,その高次の漸近有効性を調べることが研究目的の1つである。前年度に達成できなかった問題に挑戦し,そのいくつかを解決することができた。いずれの問題でも正確な2次の漸近展開式が得られたことが大きな成果である。1年間の研究を通して5編の論文が国際的学術雑誌に掲載されたことは研究の達成度としてかなり十分であると思う。正規分布および指数分布に関する信頼区間問題,最小リスク問題,有界リスク問題について,2段階法と純逐次法の高次の漸近有効性を調べることが大きな目標の1つであった。今年度は特に2段階法を扱った。2段階法の漸近有効性に関する従来の研究結果を整理し、その結果に基づいて目的とした問題を考えた。1年間で解決できる問題は限られているので、今年度は正規分布および指数分布に関する信頼区間問題,最小リスク問題に焦点を当てて、問題の解決を図った。結果的には絞り込んだこれらの問題を解決することができ、従来の結果を精密化することができた。これらの研究成果は2つの学術雑誌に掲載される予定である。したがって、1年間で得られた研究成果としてはおおむね満足できると評価している。これまでの研究目的が達成できていない課題についての研究を進めることである。離散型分布に関する2段階法および純逐次法の適応とそれらの漸近有効性の議論,ノンパラメトリック確率密度関数に対する純逐次法の応用と漸近有効性の考察が主な研究課題である。前年度で扱うことができなかった問題について考える。具体的には、正規分布の母分散に関する最小リスク問題、指数分布の母平均に関する最小リスク問題である。特に2段階法を考え、その高次の漸近有効性について研究を進める。また一般の連続分布について2段階法と純逐次法の漸近有効性を研究し、その相違点を考察する。
動脈スピン標識法ＭＲＩを用いたリアルタイム脳血流量定量法の開発とその実用性の検証

脳血流量をリアルタイム計測できる動脈スピン標識法を用いて、脳機能を定量化するための新手法を開発した。機能的MRI法として通常使用されるBOLD信号測定と比較して、動脈スピン標識法を用いて脳全体の機能を測定する場合、一般により多くの時間がかかる。本研究では、動脈スピン標識法に対して並列画像化技術を適用し、脳血流量の高速MRI撮像を実現した。この並列画像化には、多周波数帯域励起RFパルスを用いた複数スライス同時イメージング技術を用いた。本提案のイメージング法は磁化率アーチファクトを生じにくいため、従来のBOLD機能的MRI法では画像化が困難な脳領域への適用可能が示された。本研究の目的は,MRIを用いて脳血流量(CBF)の非侵襲的リアルタイム計測を実現し,その新規CBF計測法を,脳機能イメージング法として確立させることである.初年度となるH25年度の実施計画は,1)CBF定量のための動脈スピン標識(ASL)法を新規開発することと,2)それを使用し,計測速度と標識効率の向上を図るような技術上の工夫を行うこと,に主眼を置いて研究を行った.新規ASL法のベースとなる撮像パルス系列には,単スラブ単励起の3次元(3D)収集法を開発し実際の撮像を行ったが,高感度の撮像は可能であったものの,高速撮像の条件を満たそうとすると,アーチファクトが生じやすいことが判明した.特に,第2位相エンコード方向の画像のボケが目立った.その対策として,3D収集のスラブを分割して,多スラブを多励起で撮像する方法も開発し,全脳の脳血流量を安定して定量する撮像法として確立することができた.安静時の脳血流量を従来法と比較したが,得られた脳内の灰白質,白質における局所脳血流量の定量値が,従来法による定量値と比較して妥当な値であることを確認した.その検討内容は,H25年度4月にMRIの国際学会であるISMRMにて発表を行った.多スラブに分割した場合にも,CBFの定量性に関しては従来法と同等の精度を示し,方法論的妥当性は検証できたが,反面,多スラブ・多励起の場合には,撮像時間の短縮化は困難で,脳機能的MRIに用いるためのリアルタイムCBF計測には不十分であることも分かった.本研究の目的は,MRIを用いて脳血流量(CBF)の非侵襲的リアルタイム計測を実現し,その新規CBF計測法を,脳機能イメージング法として確立させることである.動脈スピン標識(ASL)法のベースとなる撮像パルス系列には,当初,単スラブ単励起の3次元収集法を開発し,実際に撮像を行い脳血流量のマッピングまで行ったが,高感度の撮像は可能であったものの,リアルタイム計測のための高速撮像の条件を満たそうとするとアーチファクトを生じてしまうため,実際に利用可能な水準は達成できなかった.その反省をもとに,H26年度は,ベースとなるMRI撮像部分のより高速化を目指して,基本となるパルス系列の見直しを行った.具体的にはヒト用と動物用の超高磁場MRI装置の双方において多スライス同時励起法のMRIを実現すべく,その技術開発および実装,実データの収集をもとにした改良を行った.その際に課題となった点は,a)被験体へのエネルギー吸収量を低減した効果的な多周波数帯域同時励起のためのRFパルスの設計,b)多スライス同時励起の画像再構成の際に各スライスへの分離処理を行う必要があるが,その精度の向上のためのパルス系列における傾斜磁場パルスの工夫,c)画像再構成時のカーネル法の工夫,d)位相補正のためのプレスキャンの工夫などである.これら,多周波数帯域同時励起のMRI法に関する基礎的研究成果は,目下論文発表のための準備中であるが,H27年5月に国際学会にてその内容の一部を発表する予定である.また,EPI法のゴースト・アーチファクト対策のための位相補正法に関する新規開発技術に関しても,現在論文発表のための準備を進めており,H27年6月の国際学会にて発表を予定している.本研究の目的は,MRIを用いて脳血流量(CBF)の非侵襲的リアルタイム計測を実現し,その新規CBF計測法を,脳機能イメージング法として確立させることである.動脈スピン標識(ASL)法のベースとなる撮像パルス系列には,当初,単スラブ単励起の3次元収集法を開発し,実際に撮像を行い脳血流量のマッピングまで行ったが,撮像は可能であったものの,リアルタイム計測のための高速撮像の条件を満たそうとするとアーチファクトを生じてしまうため,実際に利用可能な水準は達成できなかった.その反省をもとに,H26年度は,ベースとなるMRI撮像部分のより高速化を目指して,基本となるパルス系列の見直しを行った.具体的にはヒト用と動物用の超高磁場MRI装置の双方において多スライス同時励起法のMRIを実現すべく,その技術開発および実装,実データの収集をもとにした改良を行った.その際に課題となった点は,a)被験体へのエネルギー吸収量を低減した効果的な多周波数帯域同時励起のためのRFパルスの設計,b)多スライス同時励起の画像再構成の際に各スライスへの分離処理を行う必要があるが,その精度の向上のためのパルス系列における傾斜磁場パルスの工夫,c)画像再構成時のカーネル法の工夫,d)位相補正のためのプレスキャンの工夫などである.これら,多周波数帯域同時励起のMRI法に関する基礎的研究成果は,H27年度の国際学会にてその内容の一部を発表した.また,EPI法のゴースト・アーチファクト対策のための位相補正法に関する新規開発技術に関しても,H27年度の国際学会にて発表を予定した.

また,H27年度には,本課題に関連した特許の出願を行った。研究実施計画の項目1「新規ASL法パルス系列の開発および撮像パラメータの最適化」に関しては,項目1ーb)の「実用となるリアルタイムCBF計測のための基盤となるパルス系列の高速化」についての再検討に多くの時間を割くことになり,結果として,項目1ーa)の動脈スピン標識のための準備パルス系列を実装する過程および撮像法全体を最適化する段階に遅れを生じている.本研究課題の動脈スピン標識法をMRIで高速に実施するためには,当初計画していた撮像法とは異なるパルス系列を用いる必要があると判断し,新たに撮像系列の設計,実装,基礎的実験などを行ったための遅れである.研究実施計画の項目2「新規ASL法の脳機能計測法としての妥当性の検証」に関しても,当初予定していた撮像パルス系列からの変更のため,遅れている.研究実施効率を上げる理由から動物専用機での開発,実装,検証を優先したために,特に健常人ボランティアを対象とした実施が遅れている.本研究の目的は,動脈スピン標識(ASL)法MRIを用いて脳血流量(CBF)の非侵襲的リアルタイム計測を実現することである.平成25年度にASL法の撮像パルス系列の開発から着手し,当初は3次元収集法をベースとした方法を採用した.実機にて撮像を行った結果,脳血流量の定量画像は生成できたが,撮像速度が不十分であったため,全脳のリアルタイム計測は困難であった.そこで,脳血流量を定量するためのスピン標識を行う準備パルス部分の開発は完成とみなし,平成26年度からはリアルタイム計測のための撮像の高速化に焦点を当てた技術開発を行った.全脳を高速に撮像するために並列収集の諸法を検討したが,特に多スライス同時励起法の開発・導入により,従来の単スライス励起法からの大幅なスピードアップを図ることができた.ヒト用と小動物用のMRI装置システムにて,以下の撮像・解析技術の開発・実装,さらには,実データの収集を行った.1)被験体へのエネルギー吸収量を低減した多周波数帯域同時励起のためのRFパルスの設計,2)多スライス同時収集法の画像再構成におけるカーネル法を用いたスライス分離処理法の開発,3)スライス分離処理に伴う信号漏れアーチファクト低減のための技術開発,4)多スライス同時収集法を用いたエコー・プラナー法における位相補正のための参照スキャン撮像法の開発,5)エコー・プラナー法における撮像画像を用いた位相補正法の技術開発.これら多スライス同時収集のための開発技術は,動脈スピン標識法への適用に限らず,機能的MRI法全般において時空間分解能の向上に寄与する点で意義があると考えられる.また当該技術は,拡散強調画像や臨床画像診断に用いられる解剖画像にも適用可能である点も重要である.これら研究成果の一部は特許出願中であり,また国際学会において発表した.これまでの研究内容をまとめた論文発表の準備中である.脳血流量をリアルタイム計測できる動脈スピン標識法を用いて、脳機能を定量化するための新手法を開発した。機能的MRI法として通常使用されるBOLD信号測定と比較して、動脈スピン標識法を用いて脳全体の機能を測定する場合、一般により多くの時間がかかる。本研究では、動脈スピン標識法に対して並列画像化技術を適用し、脳血流量の高速MRI撮像を実現した。この並列画像化には、多周波数帯域励起RFパルスを用いた複数スライス同時イメージング技術を用いた。