hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Cell Processing Robotを用いた細胞凝集塊形成特性の解明

本研究グループでは,細胞のみで骨軟骨再生のための3次元細胞構造体を作製する技術を確立している.細胞構造体作製における本手法の特色は,スフェロイド培養した細胞凝集塊を用いることである.しかし,同一形状の細胞凝集塊を得ることができなければ,想定した細胞構造体に構築することができない.そこで本研究では,Cell-Processing Robotを用いて細胞凝集塊形成の特性を解明することを目的とした.研究の結果,円形度の高い細胞凝集塊を得るための細胞数の範囲が存在することと,細胞凝集塊形成システムを用いることで,技術技能員よりも細胞を傷つけずに細胞凝集塊の作製が可能であることが明らかとなった.本研究では,再生医療用3次元細胞構造体を作製するための細胞凝集塊について,形状特性について解明することを目的としている.2014年度は細胞凝集塊形成システムの開発とプログラミングおよび細胞凝集塊の適切な細胞数の特定を行った.細胞凝集塊形成システムの開発とプログラミングでは,スフェロイド培養するためのプレートやチップを使用できるようにハードの設計を行い,専門の技術技能員が行うモーションや作業時間を参考にモーションのプログラミングを行っている.次年度では,このシステムを用いて細胞凝集塊の作製を行っていく予定である.細胞凝集塊の適切な細胞数の特定では,正常ウサギ間葉系幹細胞を対象に培養経験のない研究員と技術技能員が細胞培養およびスフェロイド培養して実験を行った.スフェロイドの培養を始めてからの日数,細胞数,細胞の継代数で比較するために,開発した細胞凝集塊形態評価システムを用いて,作製される細胞凝集塊の定量評価を行った.形状特性の重要な要素の1つは円形度である.再生医療用3次元構造体に使用していた細胞凝集塊の円形度は0.7以上だったため,その値を基準とした.細胞数が多すぎると円形度は低く,時間が経過しても円形度は変化しないことが認められた.細胞数が最適な範囲であれば,一定期間は円形度を増しながら小さくなっていくことが認められた.円形度が高い細胞凝集塊においても,細胞数によっては細胞凝集塊の直径にばらつきが生じることが明らかとなった.培養経験のない研究員と技術技能員ともに最適な細胞数の範囲は同様であったが,両者が作製した細胞凝集塊の大きさには差が生じていた.これは,技術的要因が関係していると推察され,システム開発におけるモーションのプログラミングの重要性が確認された.再生医療用3次元細胞構造体を作製するための細胞凝集塊について,形状特性について解明することを目的に,以下の実験を遂行した.細胞凝集塊の培養を始めてからの日数,細胞数,細胞の継代数で比較するために細胞凝集塊形態評価システムを開発し,作製される細胞凝集塊の定量評価を行える環境を整えた.次に,研究計画に従い,細胞凝集塊を形成する適切な細胞数を特定するため,正常ウサギ間葉系幹細胞を用いて細胞凝集塊を作製し,専門の技能員による肉眼的評価や円形度などの形状の定量的評価を行った.細胞凝集塊は細胞数が多すぎると円形度は低く,時間が経過しても円形度は変化しないことを確認することができた.細胞数が最適な範囲であれば,一定期間は円形度を増しながら小さくなっていくことを確認することができた.培養経験のない研究員と技術技能員ともに最適な細胞数の範囲は同様であったが,両者が作製した細胞凝集塊の大きさや円形度には差が生じており,技術的要因が関係していると推察された.したがって,技術技能員が行っている細胞懸濁液の攪拌や細胞播種の動作を参考にしたモーションをCell Processing Robotに組込み,細胞凝集塊形成システムを開発した.開発したシステムを用いることで,クロスコンタミネーションを起こさずに細胞数が最適な範囲で細胞凝集塊を作製することができた.開発したシステムで作製した細胞凝集塊は,技術技能員が作製した細胞凝集塊と同様に時間経過に伴う細胞の凝集が確認された.円形度については,開発したシステムが作製した細胞凝集塊の方が,時間経過に伴い安定して高い円形度を有していることが確認された.これは,細胞にダメージを与えないモーションで細胞凝集塊を作製したからだと考えられた.したがって,細胞凝集塊を得るためには,最適な細胞数で作製することの他に,細胞にダメージを与えないようにすることが重要であると考えられた.本研究グループでは,細胞のみで骨軟骨再生のための3次元細胞構造体を作製する技術を確立している.細胞構造体作製における本手法の特色は,スフェロイド培養した細胞凝集塊を用いることである.しかし,同一形状の細胞凝集塊を得ることができなければ,想定した細胞構造体に構築することができない.そこで本研究では,Cell-Processing Robotを用いて細胞凝集塊形成の特性を解明することを目的とした.研究の結果,円形度の高い細胞凝集塊を得るための細胞数の範囲が存在することと,細胞凝集塊形成システムを用いることで,技術技能員よりも細胞を傷つけずに細胞凝集塊の作製が可能であることが明らかとなった.本年度は細胞凝集塊形成システムの開発とプログラミングおよび細胞凝集塊の適切な細胞数の特定を行うことを目的としていた.細胞凝集塊形成システムの開発とプログラミングにおいて,予備実験の結果,細胞凝集塊が得られるプレートは唯一であったため,開発システムでも同じプレートが使用できるようにハードの設計を行い完成している.細胞混濁液中の細胞数を指定した値に調整してプレートに播種できるように,現在プログラムを調整している.

さらに,専門の技術技能員のモーションを再現するような,モーションのプログラミングも行っている.細胞凝集塊の適切な細胞数の特定では,細胞凝集塊を撮影するシステムが必要であった.顕微鏡を用いた撮影では,目的とするウェルの探索やピント調整等で時間が掛かるため,細胞にダメージやコンタミネーションの発生が懸念された.そこで,短時間でプレート全ての細胞凝集塊の撮影を行えるようなシステムを開発した.そのシステム内に細胞凝集塊を定量評価できるソフトウェアを組込み,解析できるようにした.正常ウサギ間葉系幹細胞を対象とした実験は完了し,データを蓄積することができた.医用生体工学作製する細胞凝集塊の形状特性について解明するために,前年度に引き続き細胞凝集塊の適切な細胞数の特定と目的に応じた細胞凝集塊の作製が可能か解明していく.細胞凝集塊の適切な細胞数の特定では,脂肪由来幹細胞についても実験を行い,肉眼的評価と定量的評価を踏まえながらデータベース化を引き続き進めていく.目的に応じた細胞凝集塊の作製では,開発している細胞凝集塊形成システムを用いて,データベース化した条件で細胞凝集塊を作製し再現性の確認を行う.さらに,目的となる形状を有した細胞凝集塊を作製できるか確認を行っていく.現在,細胞凝集塊形成システムは研究室で開発を行っている.細胞凝集塊の作製時には細胞培養室に移動する予定であるが,コンタミネーションの発生や細胞へのダメージがないように,細胞凝集塊形成システムがクリーン性を維持しているか予備実験で十分に確認し研究を進める.手技による細胞培養においても,細胞の死滅を常に考慮し,予備の細胞を十分にストックしながら実験を進める.
光応答ナノ分子界面からの転写増幅に基づくメソ組織体の異方的制御

有機分子の集合体を鋳型としてゾル-ゲル法にて作成されるメソ構造体は、触媒反応、重合反応、物質分離、光学特性の新たな応用等に多いに期待がかけられている物質であり、もしその配向を制御できれば、無配向材料とは異なる新たな機能の発現が期待できる。配向化のために強力な磁場を利用する等が提案されているが、表面からの配向転写の原理を利用できれば、特殊な装置を要しないため、適用範囲が大きく広がると思われる。本研究は、基板表面の単分子膜(ナノ分子表面、コマンドサーフェス)の光反応によってメソ構造の配向制御を目指した。偏光照射にて単分子膜に異方的な配向を誘起し、これを一旦ポリシラン高分子薄膜の配向へと転写し、この上にシリカ系メソ組織体を堆積させる2段転写によってメソ細孔の配向が可能であることが判明した。メソ孔の構造はXRD測定(Cu K_α)により評価した。3.3nmの周期構造が観測され、メソチャネルの存在が確認された。酸素雰囲気下紫外光照射によって、有機物質を分解してもほぼ同じ周期構造が保たれたことから、ラメラ構造ではなくハニカム型のチャネル構造となっていることがわかった。光パターンニングによって微細部分での配向制御も可能であることもわかった。
畑地かんがい用パイプラインの安全対策の最適化に関する研究

本研究は、畑地灌漑用パイプラインでの安全確保を目的とした自動弁の適用能力について実験的に検証した研究である。研究の内容は;1つは「自然流下系パイプラインに自動減圧弁や安全弁を用いることにより水圧を制御する技術を確立すること」、もうひとつは「ポンプ送水系パイプラインにおける水撃圧の発生を逆止弁を用いて抑制する技術を確立すること」である。これらの技術はパイプラインの最大水圧の減少に寄与して、安価な塩化ビニル管の安全利用を可能にし、また従来型の負圧対策施設を不要にする。本研究は,畑地かんがいパイプラインを計画する当初の段階において,地区の実情に応じた安全でかつ経済性に優れたパイプラインシステムを選定でき,さらに最適な路線選定を可能にするための「畑地かんがい用パイプラインの安全対策の最適化」について技術指針を整備することを目的としている.本研究の内容は,自然流下系パイプラインにおいて自動減圧弁により圧力制御する場合の安全対策の確立とポンプ送水系パイプラインにおけるポンプ急停止時の逆止弁を用いた水撃圧抑制対策の確立である.自然流下系パイプラインにおける自動減圧弁による低圧化システムの安定性については,自動減圧弁を1台単独設置する場合と2台直列配置する場合について,現地試験で検証を行い,自励振動を発生せず,安定した制御特性が得られることを確認した.ポンプ送水系パイプラインにおけるポンプ急停止時の水柱分離については,負圧の発生と連動して生じること,さらにその後の水柱の再結合により圧力が上昇することを確認した.また,水柱分離発生後の水柱の再結合による水撃圧発生については,逆止弁を設置することにより抑制効果があることを確認した.本研究は,畑地かんがいパイプラインを計画する当初の段階において,地区の実情に応じた安全でかつ経済性に優れたパイプラインシステムを選定でき,さらに最適な路線選定を可能にするための「畑地かんがい用パイプラインの安全対策の最適化」について技術指針を整備することを目的としている.本研究の内容は,自然流下系パイプラインにおいて自動減圧弁により圧力制御する場合の安全対策の確立とポンプ送水系パイプラインにおけるポンプ急停止時の逆止弁を用いた水撃圧抑制対策の確立である.自動減圧弁と安全弁を用いてパイプラインの低圧化を行う場合の技術的な課題について,今回の実験結果により以下の点を確認した.(1)従来型減圧弁については,末端弁の操作時間が長い場合は,減圧弁の下流側圧力を設定圧力に制御することは可能である.しかし,末端弁の操作時間が短い場合は,減圧弁上下流の圧力が通じて,大きな圧力上昇が全体に及ぶことは避けられない.(2)従来型減圧弁を用いる場合は,減圧弁上下流の圧力を遮断し,下流側圧力を設定圧力に制御するため,安全弁を併用する必要がある,但し,低圧化システムの機能がすべて安全弁に依存することとなり,減圧弁下流側の圧力変動の発生が避けられない.(3)新型減圧弁は末端弁の閉鎖による下流側圧力の上昇に敏感に反応して全閉するため,下流側圧力の上昇を抑えることができる,本実験における末端弁の操作時間の範囲であれば,新型減圧弁の下流側圧力の制御は減圧弁単独で行うことが出来る.(4)末端弁を急閉鎖すると新型減圧弁が速く閉鎖して,減圧弁上流側に圧力上昇が発生する可能性がある.そのため,新型減圧弁の上流側において,安全弁を設置する必要がある.従来のパイプライン設計では、パイプラインの中間地点で定流量弁により流量を制御することは、バルブ下流側の流れを乱し、エアーの混入などトラブルの原因になると考えられていた.そのため、定流量弁はパイプラインの末端に設置し、2次側は大気に開放するように設計されていた。一方,管理者側から、パイプラインの上流側で流量を一定に制御したいという要請があり、定流量弁をパイプラインの中間地点に配置する事例も多くなっている。そこで、本研究においては、パイプラインの中間位置に制御方法の異なる流量固定型と流量可変型の直動式の定流量弁を設置して,通水時の安定性について比較検討を行った。また、新型と従来型の自動減圧弁を上流側に設置し、流量固定型と流量可変型の定流量弁を下流側に設置して組み合わせ、現地水理実験の実施により自動弁の組み合わせによる通水時の安定性や自励振動の発生のついて検証を加えた。(1)定流量弁をパイプライン中間地点に設置する場合の流量制御機能について管路圧力の変動に対して、定流量弁の流量制御機能は速やかに追従するが、減圧弁の下流側に下り勾配の延長の長い管路を有する場合は、圧力の低下による負圧やキャビテーションが継続して発生する。しかし、管路圧力が低下し、定流量弁の下流側で負圧を生じた場合でも、流量制御機能は作動する。定流量弁の機種の違いにより、流量制御に違いが現れるが、その差は僅かであり、実用上は特に問題はない。

ただし、キャビテーションの発生が継続することは、弁体の摩耗、損傷を招くので、下流側の勾配を一部で立ち上げるなど縦断計画を工夫する必要がある。(2)自動減圧弁と定流量弁を設置する場合の振動発生について通水時において、減圧弁と定流量弁との間で自励振動を生じていないので、減圧弁と定流量弁の直列配置については、特に使用を規制すべき要因は認められない。
精神分裂病脳におけるwingless/Wnt pathwayの異常についての検討

(1)抗Dvl1抗体の作製;ヒトDvl1の部分アミノ酸からなるペプチドを合成し、このペプチドに対するポリクローナル抗体を作製した。抗体の特異性および感受性の検討した結果、特異性および感受性とも高いことが明らかとなった。(2)in situハイブリダイゼーション;ヒトDvl1のmRNAに対するプローブとして、合成したオリゴヌクレオチドを用いる。これらのプローブを用いて正常ヒト脳切片で、in situハイブリダイゼーションを行い、mRNAレベルでの発現分布の検討中である。(3)作製した抗ヒトDvl1抗体を用いて、正常ヒト脳切片で免疫組織染色を行い、タンパク質レベルでの発現分布の検討をした。ヒト脳におけるDvl1の分布の特徴として、大脳皮質(錘体細胞)、海馬(錘体細胞)、小脳(プルキンエ細胞)に高い発現を認めることが明らかとなった。(4)in situハイブリダイゼーション;ヒトDvl1のmRNAに対するプローブとして、合成したオリゴヌクレオチドを用いる。これらのプローブを用いて精神分裂病患者および正常対照者の脳切片で、in situハイブリダイゼーションを行なった。特に海馬領域の検討を行ない、結果の解析中である。(5)作製した抗ヒトDvl1抗体を用いて、精神分裂病患者および正常対照者の脳切片で免疫組織染色を行なった。特に海馬領域の検討を行なった。この時に今回申請した、CCDカメラを使用し画像解析を行い、結果を解析中である。(6)体質性に関連した精神分裂病についても、合併症を中心に検討中である。抗体の特異性および感受性の検討は、今回申請した電気泳動装置を用いたウエスタンブロット法で行なった。in situハイブリダイゼーションの結果とあわせて、ヒト脳におけるDvl1の分布の特徴を考察中である。これらのプローブを用いて精神分裂病患者および正常対照者の脳切片で、in situハイブリダイゼーションを行った。この時に今回申請した、CCDカメラを使用し画像解析をする。in situハイブリダイゼーションの結果とあわせて、精神分裂病者死後脳における海馬領域Dvl1の変化を考察中である。
渋谷再開発を契機とした新しい都市的コミュニティの創造に関する研究

平成30年度は予定していた聞き取り調査の実施を見送り、代わって1経済地理学における産業集積とネットワーク、知識フローに関する研究、2日本のクリエイティブビジネスに関する研究について文献調査を進めた。本研究の最終的な目的は、渋谷駅周辺の再開発に伴ってクリエイティブワーカーを中心に「新しい職住近接」が進むことで生み出される新しい働き方やコミュニティの変化を明らかにすることにある。申請時にはおもにR.フロリダのクリエイティブ資本論、都市論に依拠して渋谷におけるクリエイティブ産業の集積を自明のものとして捉えていたが、調査の準備を進める中で渋谷におけるクリエイティブ産業の内容、集積やネットワーク、知識フローの特徴を相対化する視点の必要性が生じた。そこで当初予定していたクリエイティブワーカーに対する聞き取り調査に先だち、関連するテーマの文献調査を行うことにした。第一に、渋谷におけるクリエイティブ産業の集積やネットワークのあり方の特徴を明らかにするために、経済地理学における先行研究、具体的には松原宏、水野真彦、外枦保大介、野尻亘、與倉豊、Boschema and Frekenらの文献について研究を行った。その結果、スピンオフと遺伝子、「関連ある多様性」、知識学習における「適度な認知的距離」などの概念が有効であると思われること、クリエイティブワーカー間のネットワーク形成を分析する際の視点として、face to faceの接触を可能にする地理的近接性だけでなく、さまざまな近接性が考慮されるべきであること、アクターの属性によってネットワークの形成しやすさに差があることなどが明らかになった。第二に、日本においてクリエイティブビジネス・クラスがどのような存在として捉えられているかについて、大都市に焦点を当てたものに限らず、農山村・中山間地域に根差した事例も含めて文献研究を行った。文献調査の結果、以下の点が明らかになった。第一に、渋谷におけるクリエイティブ産業の集積と知識フローの特徴を捉える際に、スピンオフと遺伝子、「関連ある多様性」、知識学習における「適度な認知的距離」などの概念が有効であると思われる。また、クリエイティブワーカー間のネットワーク形成を分析する際の視点として、face to faceの接触を可能にする地理的近接性だけでなく、さまざまな近接性が考慮されるべきであること、アクターの属性によってネットワークの形成しやすさに差があることなどが明らかになった。令和元年度以降に行う聞き取り調査やアンケート調査では、これらの知見に基づいて調査項目を決定する。第二に、日本においてクリエイティブビジネス、クリエイティブクラスという言葉は、農山村・中山間地域における「生業」的な起業などを含み、多様な意味・内容で利用されていることがわかった。だが、多様な実態を分類し、渋谷の特徴を明らかにする作業が課題として残った。また、申請時には、聞き取り調査の結果として得られたクリエイティブワーカーの活動空間をデジタル地図にプロットすることだけを想定して平成30年度実施を予定していた。だが、準備を進める中で、調査結果として得られた空間の情報を効率的に地図上にプロットし、分析することができるGISソフト・システムがあるという情報を得た。そのため、現在は当該ソフト・システムを活用する準備を進めている段階である。一方、聞き取り調査等を実施するために不可欠な、渋谷にかかわるクリエイティブワーカーや関係者とのネットワークの構築については、各種の勉強会等を通じて順調に進んでいる。平成30年度に実施した文献調査から得られた知見に基づき、令和元年度はクリエイティブワーカーの活動空間に関する聞き取り調査を実施する。そのために、9月中をめどに質問票の作成や調査依頼、ならびに7.で述べたシステムを活用する準備を進め、10月11月に実査を行う。12月2月に分析、報告書の作成を行う。また、産業集積とネットワーク、知識フローに関する文献ならびに日本のクリエイティブビジネス・クラスに関する文献調査を継続して行い、論文執筆の準備を進める。合わせて渋谷における「新しい職住近接」の特徴を理解するために、ほかの地域における「新しい職住近接」の事例調査も行う。中山間地域における先駆的な事例として有名な徳島県神山町を予定している。

第二に、日本においてクリエイティブビジネス・クラスがどのような存在として捉えられているかについて、大都市に焦点を当てたものに限らず、農山村・中山間地域に根差した事例も含めて文献研究を行った。文献調査の結果、以下の点が明らかになった。第一に、渋谷におけるクリエイティブ産業の集積と知識フローの特徴を捉える際に、スピンオフと遺伝子、「関連ある多様性」、知識学習における「適度な認知的距離」などの概念が有効であると思われる。また、クリエイティブワーカー間のネットワーク形成を分析する際の視点として、face to faceの接触を可能にする地理的近接性だけでなく、さまざまな近接性が考慮されるべきであること、アクターの属性によってネットワークの形成しやすさに差があることなどが明らかになった。令和元年度以降に行う聞き取り調査やアンケート調査では、これらの知見に基づいて調査項目を決定する。第二に、日本においてクリエイティブビジネス、クリエイティブクラスという言葉は、農山村・中山間地域における「生業」的な起業などを含み、多様な意味・内容で利用されていることがわかった。だが、多様な実態を分類し、渋谷の特徴を明らかにする作業が課題として残った。また、申請時には、聞き取り調査の結果として得られたクリエイティブワーカーの活動空間をデジタル地図にプロットすることだけを想定して平成30年度実施を予定していた。だが、準備を進める中で、調査結果として得られた空間の情報を効率的に地図上にプロットし、分析することができるGISソフト・システムがあるという情報を得た。そのため、現在は当該ソフト・システムを活用する準備を進めている段階である。一方、聞き取り調査等を実施するために不可欠な、渋谷にかかわるクリエイティブワーカーや関係者とのネットワークの構築については、各種の勉強会等を通じて順調に進んでいる。平成30年度に実施した文献調査から得られた知見に基づき、令和元年度はクリエイティブワーカーの活動空間に関する聞き取り調査を実施する。そのために、9月中をめどに質問票の作成や調査依頼、ならびに7.で述べたシステムを活用する準備を進め、10月11月に実査を行う。12月2月に分析、報告書の作成を行う。また、産業集積とネットワーク、知識フローに関する文献ならびに日本のクリエイティブビジネス・クラスに関する文献調査を継続して行い、論文執筆の準備を進める。合わせて渋谷における「新しい職住近接」の特徴を理解するために、ほかの地域における「新しい職住近接」の事例調査も行う。中山間地域における先駆的な事例として有名な徳島県神山町を予定している。聞き取り調査の実施を延期したことにより、調査で使用する予定だったノートパソコンの購入を延期したことと人件費・謝金を使用しなかったため、次年度使用が生じた。ノートパソコンについては、令和元年度に上述のGISソフト・システムを有効に活用できるスペックのものを購入する。
安心感を高める自動車用コックピット・モジュール設計基盤技術

本研究では,ドラーバーの安心感を高めるための警報システムの人間工学的設計基盤技術,居眠りによる自動車事故防止のための基盤を確立し,ドライバーの反応の正確さ・迅速さを保証するための触覚警報提示方法を同定した。また,ベイズ推定,多項ロジスティック回帰モデルを用いた居眠り予測ロジックを提案し,運転シミュレータを用いた検証実験によって, 90-96%の高い予測精度を得た。安全で安心感のあるコックピット・モジュール設計基盤を確立するために,表示-操作系の使いやすさの観点からドライバーの安心感を高めるための設計基準を提案した。1.最適な表示情報量に基づくディスプレイの設計基準ディスプレイの情報量を5段階程度に設定し,各情報量でCD/MD,エアコン,ラジオのチューニング等に関連した操作のためのディスプレイを設計し,仮想運転作業中のこれらのディスプレイを用いた作業での作業成績を求める。評価項目として,ディスプレイの見易さ,ディスプレイでの作業(ステアリングスイッチを用いる)におけるエラー特性,仮想運転作業におけるトラッキング誤差,アイカメラによる眼球運動計測から得られた運転場面から視線がそれた時間(time off road)の全作業時間に対する割合を用いた。高齢者(65歳以上の運転免許保有者)と若年者(20-25歳の運転免許保有者)を各20人とし,若年者群と高齢者群で,安全性,安心感の観点から最適な表示情報量の設計基準を明らかにした。2.操作系の使いやすさ向上のための設計基準表示系を介して実現する機能に応じた適切な操作系の設計基準を明らかにした。表示系の内容に応じてスイッチを設計・開発し,仮想運転環境下で,CD/MD、エアコン,ラジオのチューニング等の必要操作を実施し,表示系を介して実現する機能に応じたスイッチ特性を調査することにより,操作系の設計基準を明らかにする。スイッチ操作時の眼球運動計測結果から得られた指標(運転場面から視線がそれた時間(time off road)の全作業時間に対する割合など),作業におけるエラー特性,仮想運転作業(トラッキング作業)における作業成績に基づいて,若年者と高齢者(各20人ずつ)で使いやすく安全な操作系の設計基準を明らかにした。ドライバーが重要な情報を見逃した場合に,自動車側が触覚インターフェースによって危険警報提示を行うシステムを開発し,その有効性を検証する。触覚インターフェースでは,視覚情報,聴覚情報のように運転環境において,情報提示手段として用いられておらず,同種の感覚を経て処理される情報のような干渉現象が生じにくい。これまでに,触覚情報を提示する部位(脚部,大腿部腹部,背部,指先)とそれぞれの部位に適した振動の周波数,強度,触覚において仮現運動を生じさせるために必要な周波数,強度,センサの面積等の条件が明らかにされていない。さらに,振動を単一身体部位に提示して,例えばシートベルト(腹部)と背もたれ(背部)でそれぞれ前方向と後ろ方向の危険を提示するのがよいか,大腿部の縦方向の2箇所に振動刺激を提示して後ろ⇒前方向もしくは前⇒後ろ方向の仮現運動を発生させて,危険位置を知らせたほうが望ましいか等も明らかにされていない。そこで,以下の手順で研究を実施した。危険の方向をドライバーに伝える方法として,前後または左右2箇所の身体部位への振動刺激により前後・左右への仮現運動を出現させることができる周波数,振動強度を明らかにした。そして,同定された条件を用いて,仮想運転環境で触覚インターフェース,視覚刺激,聴覚刺激によって,危険を警報するシステムを開発し,運転席左右のミラーに相当するディスプレイに歩行者,バイク等の種々の映像を映し出す。これらの映像の中から注目すべき情報を指定し,これらが出現した場合には,危険回避反応を行わせる作業における警報の有効性を検証した。仮現運動による触覚インターフェースの方向付与は,危険に対する回避反応を早める効果が認められ,これらのシステムの実車への搭載によって危険防止に貢献できることが示唆された。平成25年度には,以下の研究を実施した。眠気予測に用いる生理指標として,RRV3(心拍R-R間隔の3拍分の分散),脳波MPF(Mean Power Frequency:脳波の時系列データのパワースペクトルから求めた平均パワー周波数),EOG(まばたき回数),模擬運転作業におけるステアリングのばらつきを表すトラッキング誤差,模擬運転士シミュレータのペダル操作量の標準偏差,座圧計測結果から求めた体動回数,座圧計測結果から求めた座圧加重中心の移動量,水平方向と垂直方向の首屈曲角度,センサー・シートを用いて計測した自動車用シート背もたれの背圧,センサー・シートを用いた。13名の被験者を対象として,完全な覚醒状態および徹夜明け(断眠指示を出して,被験者を管理し,意図的に眠気が高い状態を作り出した)で相当に眠気が誘発されている状態で,各30分程度生理指標,行動指標を計測した。同時に,被験者自身の眠気の状態を1から3の数字で評価させた(1:覚醒,2:やや眠い,3:眠い)。これらのデータに基づき時間経過に伴う各指標のトレンド分析による眠気(より具体的には,仮想事故時点,危険運転状態)の予測ロジックを構築し,その有効性を確認した。

これまでの研究で明らかにされた生理指標,行動指標と眠気の関係に基づいて,時間経過に伴う上記の評価指標の増加または減少の統計的なトレンド分析を実施した。その結果,ドライビングシミュレータ操作における仮想事故時点,危険運転状態をトレンド分析結果から正確に事前予測できる点が明らかになった。さらには,生理指標のみを用いて,これらの指標のBayes(ベイズ)推定手法を開発し,居眠り状態の事後確率を計算し,これを逐一更新することにより,仮想事故時点,危険運転状態を正確に事前予測することが可能になった。平成24年度には,以下の研究を実施した。眠気予測に用いる生理指標として従来研究者らが用いてきたRRV3(心拍R-R間隔の3拍分の分散),脳波MPF(Mean Power Frequency:脳波の時系列データのパワースペクトルから求めた平均パワー周波数),EOG(まばたき回数)を用いた。また,国内外の多数の文献検索の結果,行動指標として従来の研究で用いてきた模擬運転作業におけるステアリングのばらつきを表すトラッキング誤差のほかに以下の行動指標を取り上げた.模擬運転士シミュレータのペダル操作量の標準偏差,座圧計測結果から求めた体動回数,座圧計測結果から求めた座圧加重中心の移動量,水平方向と垂直方向の首屈曲角度,センサー・シートを用いて計測した自動車用シート背もたれの背圧,センサー・シートを用いて計測した足圧。まず,基礎実験として上記の生理指標,行動指標と眠気の関係を明らかにし,各指標が眠気に対していかなる感度を有するかを明らかにした。その結果,これまでに有効とされてきたRRV3,脳波MPF,まばたき回数EOGはもとより,本研究で新しく取り上げた行動指標のほとんどが眠気に対して感度よく反応することが明らかになった。14名の被験者を対象として,完全な覚醒状態および徹夜明け(断眠指示を出して,被験者を管理し,意図的に眠気が高い状態を作り出した)で相当に眠気が誘発されている状態で,各30分程度生理指標,行動指標を計測した。同時に,被験者自身の眠気の状態を1から3の数字で評価させた(1:覚醒,2:やや眠い,3:眠い)。これらのデータに基づき多項ロジスティック回帰モデルによる眠気予測ロジックを構築し,その有効性を確認した。20秒前の眠気予測を試み,被験者全体のデータとして,約96%の予測精度が得られ,本研究の眠気予測ロジックの有効性が検証された。コックピット・モジュールの表示-操作系設計方法,触覚インターフェースによる危険情報提示システムの基盤が得られ,これらの成果は国外の学術組織等に発表可能な水準にある。これらの成果発表を契機として,さらなる発展が期待できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度に関しては,居眠り予測に関する研究を行い,生理指標,行動指標を計11種類投入した多項ロジスティック回帰モデルによる眠気予測ロジックによって,申請者らの成果も含み,国内外で最大の予測精度であった82%を凌駕する平均96%程度の予測精度が得られた。
多列検出器CTを用いた、微小肺悪性腫瘍の四次元放射線治療システムの開発

定位放射線治療を施行する際、不動標的に対するものであれば3次元治療計画を行えば事足りるが、微小肺悪性腫瘍の様に呼吸性位置変動を生じる動的標的に対する場合は時間因子を加味した4次元治療計画が求められる。だたし既成の治療計画システムは3次元治療計画を前提としており、このような計画を行った場合に、線量パラメータに波及する影響は未だ不明であった。本研究ではこの点を解明すべく、下記の通りのサブプロジェクトを遂行した。第一に、肺腫瘍の位置変動の他に、胸郭の呼吸相による変形が放射線治療計画に及ぼす影響を評価した。微小肺腫瘍の位置変動は主に肺実質の呼吸性膨張・収縮によるものであるが、同時に胸郭変形による影響も大きく、放射線線束が通過する解剖学的構造変化を評価する必要があったからである。多列検出器CTを使用し、深呼気時・安静静止時・深吸気時の各呼吸相に対応した体輪郭データを複数取得し、解析に供した。第二に、動的標的の時間的要素を加味した評価法を確立した。既存の画像診断機器を活用し、四次元画像を得る手法の確立及びその精度評価を行った。第三に、治療計画システム上での標的体積の設定に関する、施設間・治療計画者間の差異を解析した。放射線診断機器により取得される腫瘍の形状・位置パラメータを、治療計画システム上で認識させる際に生じる、治療施設・治療計画者ごとの認識の差異を明確にする目的があった。施設毎の設備要素・人的要素の放射線治療計画に与える影響の評価を主眼とした。微小肺悪性腫瘍の特性として、その呼吸性位置変動が注目されている。呼吸周期に応じて、ほぼ周期的にその位置を変化させることが既知であるが、それが放射線治療の差異の線量分布に与える影響の詳細は明らかでない。肺悪性腫瘍性病変を持つ症例に対し定位的放射線治療計画を行う際のCT撮影時に、多列検出器型CTにより各呼吸時相における腫瘍位置情報を内包する体積データを取得した。また多列検出器幅と同程度の長軸長範囲内の呼吸性変動を示す小腫瘍に対しては、時間軸を変化させたダイナミック体積データを収集した。これらの手法を検討することにより、放射線治療計画システムに供する臨床データ改変の方法論を確立する目的が達成されつつある。またCTで撮影・改変したこれらのデータを、既存の放射線治療計画システム上に仮に転送・解析する手法を試みた。同システムはデータ解析の終末端末として用いるのみであり、実際開発を目指しているシステムはこれらの端末を入出力機器として用いるのみである。また、これらの呼吸時相毎に治療計画を施行し、これらの相が放射線治療パラメータにいかなる影響を与えうるかを、放射線治療計画システムを用いて算出・検討している。四次元放射線治療の特性として、少なくともその3相の解剖学的変動による照射パラメータ変化を把握する必要が生じうるからである。線量体積ヒストグラムを用いた、臨床標的体積の等線量曲線包含関係の変動を中心として検討を進めている。また、四次元放射線治療を実現する際、臨床標的体積の設定自体の精度管理が肝要となりうる。治療計画医師毎の臨床標的体積設定の特性を、画像解析的に行うことにより、治療計画者毎の臨床標的体積設定の差異・傾向を精査検討する試みを行っている。
現代美術における保存・修復ネットワークの構築

構築した現代美術の保存・修復ネットワークを活用して、国内外における現代美術の長期保存と修復事例を調査するとともに、素材や技法を横断した現代美術の新たな修復方法を模索し、ブラウン管テレビを用いた作品の画期的な修復の可能性を示した。さらに、印刷物『ナムジュン・パイク《The More ,the Better》に関するノート』を発行し、現代美術を含めた新たな文化財保存修復理念を学界および社会に提示した。本研究は、素材や技法が多様化、複雑化した現代美術作品の保存・修復における現状を整理し、現代美術を含めた新たな文化財保存・修復理念を提唱するための人的ネットワークを構築するものである。2013年度も引き続き、現代美術作品の保存・修復についての現状調査、および関連する資料や情報収集を行った。現代美術作品の保存・修復ついての現状調査については、国内外の美術館や博物館にて学芸員、キュレーター、修復家にヒアリング調査を実施した。国内では、現代美術の展覧会を数多く企画し、様々な形態の作品を収蔵している、東京国立近代美術館、東京都現代美術館における事例をヒアリングするとともに情報共有を図った。その他にも、現地での取材や滞在を経て制作された作品を公開し、地域の財産として収蔵する「太宰府天満宮アートプログラム」の現況を調査し、制作から収蔵、保存、修復までの一貫したケーススタディを行った。また、国内において現代美術作品の修復を手がけている修復家にヒアリングを行い、一般的な素材で制作された絵画や彫刻だけでなくプラスチックや有機物、インスタレーションや映像を含む作品についての修復事例を調査し、今後の現代美術における保存、修復理念を考察している。次年度は、ビデオ・アート(video art)における、ブラウン管テレビ(CRT)を用いた作品の保存理念および修復方法について考察し、物質的な「もの」としての同一性およびコンセプトの同一性を維持する新たな修復方法を提示する。ブラウン管テレビを用いた作品は、現代美術の中でも特に早急な修復方法の確立が叫ばれているため、当該分野の研究の発展に寄与できるものと思われる。2012年度は、現代美術作品の保存・修復についての現状調査、および関連する資料や情報収集を行った。現代美術作品の保存・修復ついての現状調査については、主に国内外の美術館や博物館にてヒアリング調査を実施した。国外では、韓国国立中央博物館、韓国国立現代美術館、サムスン美術館Leeumを訪問し、現代美術作品の展示状態や修復施設を見学調査するとともに修復専門職員との意見交換を行った。また、韓国国立現代美術館にて行われた大規模なシンポジウム「How to Conserve The More,the Better」の報告を受け、アジアにおける現代美術作品の保存・修復ネットワークの必要性について協議した。国内では、学生の卒業制作を多数収蔵している東京藝術大学大学美術館を中心に、各地での屋外アートイベントやギャラリーにおける作品の保存・修復について、実態調査を行った。また、美術館学芸担当者だけでなく、アーティストや修復家、研究者にもヒアリングし、現代美術作品における保存・修復理念についての意見交換を行った。本研究は、素材や技法が多様化、複雑化した現代美術作品の保存・修復における現状を整理し、現代美術を含めた新たな文化財保存・修復理念を提唱するための人的ネットワーク構築を目指すものである。(1)国内外の美術館や博物館、研究機関にて現代美術作品の展示状態や修復施設を調査するとともに保存・修復専門職員との意見交換を行い、統計データを収集した。(2)ビデオ・アートにおけるブラウン管テレビを用いた作品の保存理念および修復方法について考察し、物質的な「もの」としての同一性およびコンセプトの同一性を維持する新たな修復方法の提案をおこなった。(「現代美術における保存と修復-ブラウン管テレビ(CRT)を用いた作品の修復について-」(Restoration of Artworks Using CRT Televisions)、第36回文化財保存修復学会、2014年6月)(3)様々な素材や技法を駆使し、従来の日本画の枠組みを超えた作品の修復技術と理念について考察した。(現代日本画の修復理念ー戦後の日本画から現代美術までー、『日本画名作から読み解く技法の謎』、2014年11月)研究代表者が所属する研究機関が作成した、本研究の概要を紹介するウェブサイト文化財保存学(現代美術)おおむね順調に進展している。2012年度においては、まず美術館、博物館における調査項目および調査方法について検討し、研究全体の計画を策定することから始めた。国内外の様々な美術館や博物館を訪問したことにより、現代美術における保存・修復に関する人的ネットワークは広がっている。また、美術館、博物館職員へのヒアリング調査のみならず、文献や論文をはじめ、関連するウェブサイトやブログ、動画共有サイトなどからも情報収集を行った。2013年度においても引き続き人的ネットワークを広げるとともに、現代美術作品の修復事例を統計的にデータ収集した。現在までおおむね研究開始時の計画どおり順調に進展している。今後は現代美術作品の実践的な修復方法を検討し、新たな文化財保存・修復理念を提示する。

2012年度においては、まず美術館、博物館における調査項目および調査方法について検討し、研究全体の計画を策定することから始めた。国内外の様々な美術館や博物館を訪問したことにより、現代美術における保存・修復に関する人的ネットワークは広がっている。また、美術館、博物館職員へのヒアリング調査のみならず、文献や論文をはじめ、関連するウェブサイトやブログ、動画共有サイトなどからも情報収集を行った。おおむね研究開始時の計画どおり順調に進展している。今後はホームページやSNSを整備することにより、さらに多くの情報共有を目指す。2014年度は、主に以下の3点について研究を推進する。(1)現代美術作品の保存・修復についての現状調査、および関連する資料や情報収集・・・国内外の多くの関係者にヒアリングを行い、統計的にデータを収集する。INCCA(International Network for the Conservation of Contemporary Art)の研究者データベースから、主に国外において現代美術作品を多数収蔵している美術館や博物館、研究機関などを訪問し、実際に現代美術作品の修復実績を有している機関へのヒアリングや意見交換を予定している。特にTime Based Mediaの研究が進んでいるTATEのPip Laurensonを訪れ、事例の調査および情報収集を行う。(2)現代美術作品の保存修復方法の提示・・・現代美術の中でもその保存や修復が最も困難だと言われている、ビデオ・アート(video art)ーなかでもブラウン管テレビを用いた作品ーの保存理念および修復方法について考察し、ブラウン管テレビの物質的な「もの」としての同一性を保持しながらも、内部の電気的機構を代替することで、より耐久性の高い受像機として修復する方法を提示する。(3)現代美術を含めた新たな文化財保存・修復理念の考察・・・現代美術作品の保存・修復についての現状調査および収集した情報を通じ、日本の伝統的な保存、修復理念と欧州のコンテンポラリーアートの保存、修復理念を融合させ、現代美術を包含した新たな文化財保存・修復の理念を提唱する。また2014年度には、研究成果を文化財保存修復学会にて研究プレゼンテーションするとともに本学研究紀要およびホームページにて公表する。2013年度以降は、主に以下の2点について研究を推進する。(1)現代美術作品の保存・修復についての現状調査、および関連する資料や情報収集国内外の多くの関係者にヒアリングを行い、統計的にデータを収集する。主に国外において現代美術作品を多数収蔵している美術館や博物館、研究機関などを訪問する。テート・モダンやジョルジュ・ポンピドゥー国立美術文化センター、MoMAなど、実際に現代美術作品の修復実績を有している機関へのヒアリングや意見交換を予定している。
TDP-43の機能喪失に着目したALS病態機序の解明

<研究目的>TDP-43の喪失による核内小体の機能異常が運動神経細胞死に関わっている,との仮説を検証するため,培養細胞系におけるTDP-43喪失による核内小体の形態について検討する.<研究成果>TDP-43の核内での機能喪失によりRNAスプライシングに関してどの様な変化が起こるかを検討するため,siRNAにてTDP-43の発現を抑制し,Genechip Human Exon 1.0 ST arrayを用いて各遺伝子のエクソンごとの発現を網羅的な解析を行った.有意なスプライシング変化を示した遺伝子数は全解析対象の5%に相当する892に上った.その中で最も変化の大きい遺伝子としてPolymerase delta interacting protein 3(POLDIP3)を同定した.POLDIP3はmTORシグナル依存性の翻訳の調節に関与する分子である.POLDIP3の発現の抑制により,mTORシグナル依存性の翻訳が障害され,細胞の大きさが減少することが報告されている.申請者は,スプライシング異常により生じるPOLDIP3-βは,全長型であるPOLDIP3-αの機能を有さず,機能低下を引き起こす,と考え,これを検証した.SHSY5Y細胞にTDP-43 siRNAまたはPOLDIP3 siRNAを導入し,それぞれの細胞の大きさをFACSにて測定した.既報通り,POLDIP3の発現を抑制することで,コントロールに比して細胞の大きさが約10%低下した.一方,TDP-43を発現抑制した細胞においても,同等の割合で細胞の大きさの減少を認めた.<研究目的>TDP-43の喪失による核内小体の機能異常が運動神経細胞死に関わっている,との仮説を検証するため,(1)培養細胞系におけるTDP-43喪失による核内小体の形態(2)患者組織における核内小体の形態,について検討する.<研究成果>HeLa細胞の内在性TDP-43の発現を,siRNAを用いて抑制し,免疫蛍光組織化学法を用い核内小体(SMN小体)の数を検討した.核内小体の数は共焦点レーザー顕微鏡にて立体的に構築し,数および面積を,IMARISを用いて定量的に解析した.結果,内在性TDP-43の発現を抑制することにより,HeLa細胞のSMN小体の数が減少した.今後は,当初の予定であるNSC-34細胞を用いて同様の解析を行う.また,TDP-43変異を有する家族性ALS,弧発性ALS患者の残存神経細胞を対象にSMN小体の数を検討したところ,いずれにおいてもSMN小体の数が減少していた.今後は,他の運動神経を冒す疾患,具体的にはSOD1変異を伴うFALS,球脊髄性筋萎縮症,マチャドジョセフ病に関して同様の解析を行い,ALSにおける本現象の特異性を検討する.<研究目的>TDP-43の喪失による核内小体の機能異常が運動神経細胞死に関わっている,との仮説を検証するため,培養細胞系におけるTDP-43喪失による核内小体の形態について検討する.<研究成果>TDP-43の核内での機能喪失によりRNAスプライシングに関してどの様な変化が起こるかを検討するため,siRNAにてTDP-43の発現を抑制し,Genechip Human Exon 1.0 ST arrayを用いて各遺伝子のエクソンごとの発現を網羅的な解析を行った.有意なスプライシング変化を示した遺伝子数は全解析対象の5%に相当する892に上った.その中で最も変化の大きい遺伝子としてPolymerase delta interacting protein 3(POLDIP3)を同定した.POLDIP3はmTORシグナル依存性の翻訳の調節に関与する分子である.POLDIP3の発現の抑制により,mTORシグナル依存性の翻訳が障害され,細胞の大きさが減少することが報告されている.申請者は,スプライシング異常により生じるPOLDIP3-βは,全長型であるPOLDIP3-αの機能を有さず,機能低下を引き起こす,と考え,これを検証した.SHSY5Y細胞にTDP-43 siRNAまたはPOLDIP3 siRNAを導入し,それぞれの細胞の大きさをFACSにて測定した.既報通り,POLDIP3の発現を抑制することで,コントロールに比して細胞の大きさが約10%低下した.一方,TDP-43を発現抑制した細胞においても,同等の割合で細胞の大きさの減少を認めた.
知識の対話型証明に関する研究と暗号認証システム効率改善への応用

本研究では、通信効率が良く、かつ高い信頼性を持つゼロ知識認証プロトコルを設計しその評価を行なった.新たに従来のゼロ知識という完全な安全性を従来どおり維持するかわりに,信頼性の条件を緩める,すなわち証明されるべき対象を広げることで,より通信効率のよいプロトコルを設計することを試みた.従来のゼロ知識対話埋証明の信頼性の定義は命題の正当性という枠組で論じられているため、その命題に対して,どんな証明を知っているかという知識を議論するには不十分な点や不自然な制約を与えるという欠点があった.こうした問題を解決するため,本研究では,"ある(秘密)情報を知っている"という状態を解析することで,広く一般的な"知識所有"の概念を提案し,この条件を満足する認証プロトコルの設計を行ない,提案する新しい"知識所有"の概念の妥当性を論じた.今回の研究では,通信回数4回のプロトコルを提案し,認証方式への応用を検討した.提案したプロトコルは,従来の言語命題型証明系の枠組では,証明者が不正を行なう可能性があり,不完全なものとして,扱われていた.これにたいして,本研究では,言語命題型証明系において,正当な証明者が必要とする知識と,不正な証明者が必要とする知識とを比較することで,実際の認証方式に必要な認識を特徴付け,提案方式が,認証に安全に応用できることを明らかにした.さらに,提案した方式と,その安全性の議論を一般化し,認証方式が"現実的に健全である"というあらたな定義を与えた.また、現実的に健全であるゼロ知識認証プロトコルは、通信回数が4回は必要であることを証明し,提案方式の最適性を明らかにした.今回導入した"現実的に健全である"という概念を用いることで,従来,ほとんど同じ安全性を定義していると考えられていた"非転用性"と"証拠隠蔽性"との差を明らかにすることもできた.本研究では、通信効率が良く、かつ高い信頼性を持つゼロ知識認証プロトコルを設計しその評価を行なった.新たに従来のゼロ知識という完全な安全性を従来どおり維持するかわりに,信頼性の条件を緩める,すなわち証明されるべき対象を広げることで,より通信効率のよいプロトコルを設計することを試みた.従来のゼロ知識対話埋証明の信頼性の定義は命題の正当性という枠組で論じられているため、その命題に対して,どんな証明を知っているかという知識を議論するには不十分な点や不自然な制約を与えるという欠点があった.こうした問題を解決するため,本研究では,"ある(秘密)情報を知っている"という状態を解析することで,広く一般的な"知識所有"の概念を提案し,この条件を満足する認証プロトコルの設計を行ない,提案する新しい"知識所有"の概念の妥当性を論じた.今回の研究では,通信回数4回のプロトコルを提案し,認証方式への応用を検討した.提案したプロトコルは,従来の言語命題型証明系の枠組では,証明者が不正を行なう可能性があり,不完全なものとして,扱われていた.これにたいして,本研究では,言語命題型証明系において,正当な証明者が必要とする知識と,不正な証明者が必要とする知識とを比較することで,実際の認証方式に必要な認識を特徴付け,提案方式が,認証に安全に応用できることを明らかにした.さらに,提案した方式と,その安全性の議論を一般化し,認証方式が"現実的に健全である"というあらたな定義を与えた.また、現実的に健全であるゼロ知識認証プロトコルは、通信回数が4回は必要であることを証明し,提案方式の最適性を明らかにした.今回導入した"現実的に健全である"という概念を用いることで,従来,ほとんど同じ安全性を定義していると考えられていた"非転用性"と"証拠隠蔽性"との差を明らかにすることもできた.
デジタル半導体PET装置による被曝低減・定量精度向上を担保した画像構築法の開発

PET検査は画質および定量精度の担保が重要である一方で、ガンマ線による放射線被曝を伴う。これまでに、様々な条件下において画質と定量精度を担保した画像構築法が考案されてきた。しかし、被曝線量の低減はPET装置の性能に大きく依存するため、従来型PET装置では十分な研究成果を上げられていない。本研究は高いガンマ線検出感度を持つデジタル半導体素子を搭載した最新型PET装置を用いて、定量精度を担保した上での被曝線量低減へ向けた臨床画像構築法の開発が目的である。初年度は、ヒトの脳、体幹部を模した人体模型ファントムに対するPET撮像を行い、そのデータから投与放射能量と画質評価指標との関連を調査することで、最適なPET撮像条件および画像再構成条件を見出すための基礎的な研究を行った。評価は従来の光電子増倍管を搭載したPET装置と比較することで行った。画像再構成アルゴリズムの種類、吸収/散乱補正法、ピクセルサイズ、逐次近似画像再構成における繰り返し計算回数や平滑化フィルタ、そしてTime-of-flight測定の有無を変化させ様々なパターンにおける画像を作成した。物理的評価は、主に空間解像度、コントラスト、画像ノイズ、コントラスト/ノイズ比を用いた。結果として、ヒトの脳、体幹部を模した人体模型ファントムそれぞれにおける最適な画像再構成条件を見出すことができた。しかし、初年度においてはFDGが投与される通常条件(4.5 MBq/kg)を想定した条件でのみの検討となった。当初の計画において、初年度は人体模型ファントムを用いた基礎的な検討と健常ボランティアによる確認試験を行う予定であった。しかし、本装置の導入が計画段階より大幅に遅れた。そのため最新型PET装置では人体模型ファントムを用いた一部の基礎的な検討のみの実施を行った。それ以外にも装置開発者との定期的な意見交換を行うことでその後の研究をより迅速に行うための方策を検討した。また、比較対象となるPET装置は既に設置されているため、この装置における物理実験を先行して実施することで更なる研究の迅速化を計った。既にデータ収集を終えたファントム画像を用いて、収集時間を変化させることで少ない放射能量での撮像をシミュレートし、初年度に行った物理実験を行う。解析の終了したデータを順次加え、学会発表あるいは論文による公表を進める予定である。また、健常ボランティアに対して18F-FDGおよび15O-H2O PET撮像を行うことで、ファントム実験で得られた結果の検証を行う。その後、担癌患者および虚血性心疾患を有する患者群に対しても同様の検討・評価を行う。最新型PET装置導入後に購入予定であった装置校正用線源は、また使用しない状況であり初年度での購入は見送ったためである。次年度以降には同線源が必要となるためその際に購入予定である。
光Diskシステム導入強化によるビュ-ティ-粒子探索の高能率化

光DISKという大容量で高速ランダム・アクセスのできる新しい媒体を用いたデ-タ処理を、そのハンドリングソフト・ウェア-を構築整備するとこによって、高エネルギ-物理学実験の分野で初めて実用化に成功してきた。更に、このシステムを強化することで、従来では考えも及ばなかった新しい解析方法を用いることができるようになり、解析の高能率化に大きく貢献してきた。当研究室で解析を行っているFermilab E653実験Run2は約1千万反応(1反応につき約80Kbyte)を記録した実験である。その大量デ-タ故に、何段階にも及ぶ濃縮作業を経てエマルションによる解析対象反応は約1万反応程度にまで絞られてくる。ランダム・アクセスを必要とするエマルションの解析では、この約1万反応に及ぶデ-タを光DISKで処理する効果は絶大であった。従来迄の解析方法では、濃縮段階に於て取り除かれていく反応に関してはそのデ-タが大量なことや、一旦取り除かれたデ-タを再び読み出すことはその作業が大変煩雑なために省みられることがなかった。しかし、濃縮段階前のデ-タから得る情報は、全体の解析を高能率化するためや濃縮作業自身などの評価には大変重要である。今回、光DISKの応用範囲をこの段階にまで広げることによって、これらの作業を可能にし解析の高能率化に大きく貢献することができ、濃縮作業そのものまでエマルション解析の現場で行うことができるようになった。また、統計量を飛躍的に増大させることができるため、従来までは確認できなかった現象を確認でき、実験全体の信頼性を確かめることができた。これらのことにより、高エネルギ-物理学の分野に新しいスタイルの解析方法を確立してきた。今後は、その優れた性能故に応用範囲が更に広がることが期待される。