hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチグリッド法による高精度船体構造ズーミング手法の研究

船体構造のような大規模な構造に対して有限要素解析を行う場合,全体構造を詳細形状まで表現したモデルで解析を行うことは非現実的であるため,一般的にグローバルな解析結果をもとに適当な境界条件を与えて詳細解析を行うズーミング解析と呼ばれる方法が用いられる。しかし,現実には,グローバルな挙動とローカルな挙動は互いに影響を及ぼしあうものであり,より正確な解析にはグローバルな解析とローカルな解析を連動させることが望ましい。そこで,本研究では,船体構造の解析におけるズーミング法の精度の改善のため,グローバルなメッシュとローカルなメッシュを重ね合わせ,グローバルな解析とローカルな解析を同時に行う重合メッシュ法を,2次元弾性問題,板曲げ問題に適用し,ズーミング法に比べ良い解が得られることを示した。また,グローバルな解析とローカルな解析を反復的に行うことによって重合メッシュ法を汎用有限要素コードを用いて行うことができることを示し,船体構造解析に適用した。船体構造解析の解析例は,21万トンのバルクキャリアーとし,汎用コードとしてMSC/NASTRANを使用した。本例題により,船体構造解析における重合メッシュ法の有効性が確かめられ,船体構造の設計者が通常用いている汎用コードを用いて,従来のズーミング解析法よりも精度の良い重合メッシュ法を容易に利用できることを示した。また,詳細解析を行う部分の剛性が部分的に異なる場合,グローバル領域は一様の剛性とし,ローカル領域の剛性のみを変化させれば良いということを数学的に証明した。この事実を応用すれば,全体モデルを線形解析で行い,ローカル領域のみに弾塑性等の非線形性を考慮すればよいため,非常に合理的な解析が行える。また,従来のズーミング解析では,このような非線形解析は不可能であったため,本開発手法の今後の発展が期待される。船体に寿命予測し船舶の安全性に評価を加えるために、グロバル解析とロカル解析を同時に行なうマルチグリッド法をズミング法に適用することによって詳細部の応力状態を精度よく解析する手法を開発することに研究の主眼を置いた。大規模な構造物の解析にはグロバル・ロカル解析が用いられる。特に船体の解析にはズミング法と呼ばれる解析手法が用いられてきた。この方法には、ロカルメッシュに与える境界条件として変位と加重の二つがある。このどちらの方法も、実際には存在しない境界条件を与えなければならなかったり、グロバルメッシュの解析結果に大きく左右されてしまうなどの欠点がある。ここでは、ズミング法の問題点を指摘しより正確に詳細解析を行なう方法として重合メッシュ法を適用し、それらの精度について検討を行なった。その結果、重合メッシュ法はグロバル要素が粗い時のような条件の整わない場合でも、良い精度の解が得られた。一方、ズミング法はグロバルメッシュの切り方に大きく左右されるため、条件が悪い場合には重合メッシュ法に比較し精度の高い解が得られないことが解った。船体構造のような大規模な構造にたいして有限要素解析を行なう場合、全体を一様に細かく要素分割を行なうのは現実的ではない。そこで構造全体を比較的粗いメッシュに分割し全体挙動を解析すると共に、詳細な挙動を知りたい部分に関しては細かいメッシュに分割したモデルを作成し、詳細解析を行なった。重合メッシュ有限要素法を用い、応力集中が起こるような問題に対して解析を実施し、従来のズミング法から得られる解に比較検討を加え良好な解が得られる事が判明した。(40字×17、5=700字)船体構造のような大規模な構造に対して有限要素解析を行う場合、全体構造を詳細形状まで表現したモデルで解析を行うことは非現実的であるため、一般的にグローバルな解析結果をもとに適当な境界条件を与えて詳細解析を行うズーミング解析と呼ばれる方法が用いられる。しかし、現実には、グローバルな挙動とローカルな挙動は互いに影響を及ぼしあうものであり、より正確な解析にはグローバルな解析とローカルな解析を連動させることが望ましい。

そこで、本研究では、船体構造の解析におけるズーミング法の精度の改善のため、グローバルなメッシュとローカルなメッシュを重ね合わせ、グローバルな解析とローカルな解析を同時に行う重合メッシュ法を、2次元弾性問題、板曲げ問題に適用し、ズーミング法に比べ良い解が得られることを示した。また、グローバルな解析とローカルな解析を反復的に行うことによって重合メッシュ法を汎用有限要素コードを用いて行うことができることを示し、船体構造解析に適用した。船体構造解析の解析例は、21万トンのバルクキャリアーとし、汎用コードとしてMSC/NASTRANを使用した。本例題により、船体構造解析における重合メッシュ法の有効性が確かめられ、船体構造の設計者が通常用いている汎用コードを用いて、従来のズーミング解析法よりも精度の良い重合メッシュ法を容易に利用できることを示した。また、この手法を用いれば、たとえばローカルな解析に対しては塑性や座屈などを考慮した解析を行い、逐次崩壊挙動を追跡するなどの拡張も考えられる。船体構造のような大規模な構造に対して有限要素解析を行う場合,全体構造を詳細形状まで表現したモデルで解析を行うことは非現実的であるため,一般的にグローバルな解析結果をもとに適当な境界条件を与えて詳細解析を行うズーミング解析と呼ばれる方法が用いられる。しかしこの方法は,詳細部分に対する境界条件の与え方によって解が異なるという矛盾を抱えており,理論的に曖昧な部分が残されている.そこで本研究では,船体構造の解析におけるズーミング法の精度の改善のため,グローバルなメッシュとローカルなメッシュを重ね合わせ,グローバルな解析とローカルな解析を同時に行う重合メッシュ法を,2次元弾性問題,板曲げ問題に適用し,ズーミング法に比べ良い解が得られることを示した。また,本研究では,通常船舶の全体解析,ホールドモデル解析等に用いられるシェルによる形状表現に,3次元ソリッドモデルの表現を埋め込むことを試みた。すなわち,シェルとソリッドの解析を同時に,片方の解析において変位や荷重を仮定することなく行える手法の開発を行った。また,詳細解析を行う部分の剛性が部分的に異なる場合,グローバル領域は一様の剛性とし,ローカル領域の剛性のみを変化させれば良いということを数学的に証明した。この事実を応用すれば,全体モデルを線形解析で行い,ローカル領域のみに弾塑性等の非線形性を考慮すればよいため,非常に合理的な解析が行える。また,従来のズーミング解析では,このような非線形解析は不可能であったため,本開発手法の今後の発展が期待される。
エイコサペンタエン酸によるGPR120を介したベージュ細胞誘導効果の研究

エイコサペンタエン酸の受容体であるGPR120が褐色脂肪細胞機能に与える影響について検討した.培養褐色脂肪細胞にGPR120アゴニストであるGW9508を投与すると,Ucp-1などの褐色脂肪細胞特異的遺伝子群の上昇を認め,GPR120のノックダウンやMEK1/2阻害薬によりその上昇は解除された.エイコサペンタエン酸はGPR120およびMAPK経路を介して褐色脂肪細胞を活性化させている可能性が考えられた.また,褐色細胞腫患者における腎周囲脂肪組織の特徴を検討したところ,ヒト褐色脂肪細胞の誘導にヒストン修飾酵素であるEHMT1が関与している可能性が考えられた.前駆脂肪細胞の褐色脂肪細胞化にエイコサペンタエン酸(EPA)が与える影響を検討するため、その受容体のGPR120への特異的アゴニストであるGW9508を、マウスの鼠径部白色脂肪組織および、褐色脂肪組織より単離した前駆脂肪細胞へ加え、脂肪細胞への分化誘導を行い、その効果を検討した。GW9508の添加により、脂肪細胞の褐色化への分化誘導促進効果が期待されたが、予想に反して、脂肪分化そのものが抑制されており、褐色脂肪細胞への誘導効果は検討できなかった。これはGPR120受容体刺激に伴い、脂肪分解そのものが促進してしまうものと考えられた。この現象は、動物モデルにおいて褐色脂肪化を誘導するβ3アゴニスト投与が、細胞への投与により脂肪分解をきたすためその作用の再現が困難であることと近似していた。β3アゴニストを褐色脂肪細胞へ加えることで、UCP1などの褐色脂肪細胞特異的遺伝子が活性化されることが知られている。そこで、充分に分化した褐色脂肪細胞にGW9508を加え、その急性期の効果を検討したところ、GW9508添加により4時間後のUCP1のmRNA発現が増加しており、GPR120刺激に伴い、少なくとも急性期には褐色脂肪細胞が活性化されている可能性が考えられた。またヒトでの褐色脂肪細胞の特色を検討するため、高カテコラミン血症により、持続的なβ3刺激にさらされている褐色細胞腫患者の腎周囲脂肪組織を採取し、非機能性腺腫患者から採取した同組織と比較検討した。褐色細胞腫患者においてはUCP1などの褐色脂肪細胞特異的遺伝子、蛋白の発現増加を認め、カテコラミンによる脂肪組織の褐色化が考えられた。またその活性化は褐色脂肪細胞分化に関わる転写因子PRDM16やEHMT1との有意な相関が認められた(Plos One, 2015)。エイコサペンタエン酸の受容体であるGpr120の脂肪組織間での遺伝子発現レベルを比較検討したところ、白色脂肪組織に比べ、褐色脂肪組織でその発現が高く認められた。また初代培養褐色脂肪細胞において、分化日数に伴いGpr120の発現は上昇しており、褐色脂肪細胞の機能にGpr120が関係している可能性が考えられた。不死化させて細胞株化された褐色脂肪細胞を充分に分化させ、GPR120の特異的アゴニストであるGW9508を加え4時間後の遺伝子発現変化を検討すると、Ucp1やPgc1aといった褐色脂肪細胞の機能特異的遺伝子群の発現上昇を認め、さらにβ3アゴニストであるForskolinとの相乗効果も認められた。siRNAを用いてGPR120をノックダウンすることでこのGW9508添加に伴う褐色脂肪細胞特異的遺伝子群の上昇は認められなくなった。GPR120による褐色脂肪細胞の活性化機序を詳細に検討する目的で、GW9508添加後の遺伝子発現をマイクロアレイにより網羅的に検討した。GW9508の添加によりUCP1など既知の褐色脂肪細胞遺伝子群の発現上昇を認め、またパスウェイ解析によりMAPKカスケード関連遺伝子群の変化を認めた。そこで、褐色脂肪細胞にMEK1/2阻害薬であるPD184161を添加し遺伝子変化を検討したところ、GW9508により誘導される褐色脂肪細胞特異的遺伝子群の上昇を認めなくなった。またPKA inhibitorであるH89を添加することによってもGW9608依存性の褐色脂肪細胞特異的遺伝子群の上昇を認めず、MAPK経路およびPKAk経路共にGPR120による褐色脂肪細胞活性化に関与しているものと考えられた。エイコサペンタエン酸の受容体であるGPR120が褐色脂肪細胞機能に与える影響について検討した.培養褐色脂肪細胞にGPR120アゴニストであるGW9508を投与すると,Ucp-1などの褐色脂肪細胞特異的遺伝子群の上昇を認め,GPR120のノックダウンやMEK1/2阻害薬によりその上昇は解除された.エイコサペンタエン酸はGPR120およびMAPK経路を介して褐色脂肪細胞を活性化させている可能性が考えられた.また,褐色細胞腫患者における腎周囲脂肪組織の特徴を検討したところ,ヒト褐色脂肪細胞の誘導にヒストン修飾酵素であるEHMT1が関与している可能性が考えられた.GPR120刺激により褐色脂肪細胞の活性化が認められており、今後その活性化機序の検討を進めていく予定である。EPAそのものを投与するのではなく、よりGPR120特異性が高いGW9508を投与することで、作用機序の詳細な検討が可能になるものと期待される。マウスへのEPA投与実験においては、EPAの腹腔内投与によりマウスの体重減少効果を認めたものの、腹腔内の炎症も惹起されており、さらなる投与方法の改善が今後必要であると考えられる。

特異的アゴニストであるGW9508の投与に切り替えて、その効果の検討を行っていく。代謝褐色脂肪細胞へのGW9508投与により、褐色脂肪細胞特異的遺伝子群の発現増加が認められたため、その機序につき詳細な検討を行っていく。GPR120シグナルはERKシグナルを活性化することが知られており、またERKの活性化によりUCP1発現が誘導されるとの報告がある。そこでGW9508投与とともに、ERKシグナルに関わる阻害薬数種を添加のうえ、その褐色脂肪細胞活性化効果を検討する。β3アゴニストと同様の効果を持つが、その機序は全く異なると推察されるため、同時投与により相乗効果の有無なども同時に検討していく。マウスへのEGW9508投与も行い、褐色脂肪組織の活性化が起こるのかも検討していく。基礎代謝量の測定や、肩甲骨間褐色脂肪組織を採取し、UCP1などの機能に関わる遺伝子群、タンパクの発現レベルを検討する。マウスへのEPA投与により腹腔内炎症が生じ、当初計画していたその後の形態学的検討などを行わなかったため、余剰の助成金が生じた。かわりにGPR120の特異的アゴニストであるGW9508の細胞への投与などの実験をおこなっている。次年度に繰り越された助成金も用いて、マウスへのGW9508、および他のGPR120特異的アゴニストをマウスへ投与する実験を計画している。
初の国産エイズ治療薬を目指して:4'-エチニル-d4Tの開発

糖部分にエポキシ構造を有するヌクレオシド誘導体に関する研究の過程で、4',5-エポキシドを有機アルミニウム試剤で開環する方法が4'-炭素鎖置換体の合成に極めて有効であることを知った。この方法をチミンヌクレオシドに適用して4'-エチニル体を合成したが、その糖部変換反応で副生する脱離成績体4'-エチニル-d4Tが母化合物である抗HIV薬スタブジン(d4T)よりも優れた活性を有することを見出した。この4'-エチニル-d4Tは、グリコシル結合が化学的にも代謝的にも安定であり、正常細胞に対する毒性が低く、更に代謝的なリン酸化の効率が高いなど抗HIV薬として数々の優れた性質を有することが明らかになった。本化合物の安全性試験や将来の臨床試験を可能にするためには、大量合成が必要になる。前述の方法では、エポキシドの調製に問題を残していたので、大量合成が可能な別途の合成方法を開発することにした。糖部4',5'位に不飽和結合を有するチミンヌクレオシドに対して四安息香酸鉛を反応させることにより、4'位に脱離基となるベンゾイルオキシ基を導入できた。この基質にエチニルアルミニウム試剤を反応させることにより、4'位における求核置換反応が可能になり、4'-エチニル-d4Tの大量合成に使用できる新規なルートを開発することに成功した。現在、ラットを用いる安全性試験が進行中であり、2008年には第1相臨床試験が計画されている。一方、4'-エチニル-d4Tの構造活性相関に関する研究も進めた。糖部4'位の炭素置換基としては、シアノ基も有効ではあるが浩性の低下が認められた。メチル基やビニル基を導入すると活性が消失することから、活性の発現にはsp混成の炭素置換基が必要のようである。またエチニル基の末端にアルキル基を導入すると活性の低下が認められることから、4'位炭素置換基のサイズも活性に影響を与えることが示された。フラノース環を炭素環に変換した化合物も合成したが、全く活性を示さなかった。またフラノース環内の酸素原子を硫黄原子に置換した4'-チオ誘導体は,スタブジン(d4T)とほぼ同程度の活性を維持していた。当研究室で合成された4'-エチニル-d4Tは、抗HIV薬として使用されているスタブジン(d4T)よりも高い活性を示すばかりではなく、種々の細胞に対する毒性も低い。更に、抗HIV薬の重篤な副作用である末梢神経障害の原因となるミトコンドリアDNA合成阻害作用も示さない。今後抗HIV薬として開発するためには、動物を用いる安全性試験やその後の第一相臨床試験に本化合物を大量に供給する必要がある。既に我々が報告した合成法では、不飽和糖ヌクレオシドをエポキシドへ誘導しアルミニウム試薬で開環する方法を用いているが、エポキシドの調製に使用するジメチルジオキシランが希薄な溶液でしか得られないために大量合成には適していない。平成17年度は、4'-エチニル-d4Tの大量合成方法を早急に開発することを最重要課題と位置づけて研究を進めた。

その結果、不飽和糖チミンヌクレオシドに対して四安息香酸鉛を反応させることにより、糖部4'位にベンゾイルオキシ基を導入できた。このベンゾイルオキシ基を脱離基として用い、エチニルアルミニウム試薬による求核置換反応で4'位でのエチニル化が達成できた。興味あることにこの反応では、エチニル基がフラノース環のα側から導入された望みの立体化学を有する生成物のみが得られた(論文投稿中)。現在までのところ、数十グラムスケールで実施したのみであるが、4'-エチニル-d4Tを大量に供給する基本的な合成経路を確立できたと考えている。平成17年度の研究ではこの他に、4'-エチニル-d4Tの塩基部分を5-メチルシトシンに置き換えた化合物の合成も実施したが、この化合物は全く抗HIV活性を示さなかった。またフラノース環内酸素原子を硫黄原子に置き換えた4'-チオ誘導体の合成にも取り組んだ。合成方法などはここでは省略するが、ラセミ体として得られた4'-チオ-4'エチニル-d4はスタブジンと同程度も活性を示した。光学分割の結果、左旋性のエナンチオマーが活性を示す本体であることを明らかにした(投稿準備中)。糖部分にエポキシ構造を有するヌクレオシド誘導体に関する研究の過程で、4',5-エポキシドを有機アルミニウム試剤で開環する方法が4'-炭素鎖置換体の合成に極めて有効であることを知った。この方法をチミンヌクレオシドに適用して4'-エチニル体を合成したが、その糖部変換反応で副生する脱離成績体4'-エチニル-d4Tが母化合物である抗HIV薬スタブジン(d4T)よりも優れた活性を有することを見出した。この4'-エチニル-d4Tは、グリコシル結合が化学的にも代謝的にも安定であり、正常細胞に対する毒性が低く、更に代謝的なリン酸化の効率が高いなど抗HIV薬として数々の優れた性質を有することが明らかになった。本化合物の安全性試験や将来の臨床試験を可能にするためには、大量合成が必要になる。前述の方法では、エポキシドの調製に問題を残していたので、大量合成が可能な別途の合成方法を開発することにした。糖部4',5'位に不飽和結合を有するチミンヌクレオシドに対して四安息香酸鉛を反応させることにより、4'位に脱離基となるベンゾイルオキシ基を導入できた。この基質にエチニルアルミニウム試剤を反応させることにより、4'位における求核置換反応が可能になり、4-エチニル-d4Tの大量合成に使用できる新規なルートを開発することに成功した。現在、ラットを用いる安全性試験が進行中であり、2008年には第1相臨床試験が計画されている。一方、4'-エチニル-d4Tの構造活性相関に関する研究も進めた。糖部4'位の炭素置換基としては、シアノ基も有効ではあるが活性の低下が認められた。メチル基やビニル基を導入すると活性が消失することから、活性の発現にはsp混成の炭素置換基が必要のようである。またエチニル基の末端にアルキル基を導入すると活性の低下が認められることから、4'位炭素置換基のサイズも活性に影響を与えることが示された。フラノース環を炭素環に変換した化合物も合成したが、全く活性を示さなかった。またフラノース環内の酸素原子を硫黄原子に置換した4'-チオ誘導体は,スタブジン(d4T)とほぼ同程度の活性を維持していた。
歯髄保存療法への緑茶カテキン応用に関する研究

むし歯が進行すると、歯髄組織に炎症が生じ、歯髄炎を発症する。進行した歯髄炎の治療は歯髄除去が一般的であるが、歯髄除去された歯は将来的に破折のリスクが高まるとされる。本研究では、カテキンを応用した歯髄保存療法の開発を目的とし、歯髄細胞を用いて種々の細菌関連因子による刺激を行ったときのカテキンの影響を検討した。その結果、カテキンは歯髄細胞から誘導される炎症関連物質の産生を抑制することが示され、歯髄炎の治療に応用できる可能性が示唆された。本研究では、ポリフェノール類の一種であるカテキンに着目し、歯髄保存療法の一端を担う新しい治療法として、カテキンを歯髄炎病変部に応用する方法を検討した。まず、ヒト培養歯髄細胞を用いて、Toll-like receptor(TLR)リガンドを中心とした自然免疫反応に関与する因子による刺激を行ったときの成長因子やサイトカイン発現に対するカテキン(エピガロカテキン3ガレート(EGCG)およびエピカテキンガレート(ECG))の影響について検討したところ、vascular endothelial growth factor, IL-8, IL-6やシクロオキシゲナーゼー2(COX-2)のmRNAならびにタンパク発現は、EGCGおよびECGのいずれのカテキンにおいても濃度依存的に有意に減少した。また、接着分子発現についてフローサイトメトリー解析したところ、ICAM-1およびVCAM-1発現はカテキン濃度依存的に有意に減少していた。さらに、う蝕関連細菌であるStreptococcus mutans,Streptococcus sanguinisにて歯髄細胞を刺激したときのIL-8産生もカテキンは抑制した。一方、石灰化誘導培地を用いて歯髄細胞を象牙牙細胞様細胞に分化させた細胞に対しTLRリガンド刺激したときのIL-8産生や、単球系cell lineであるTHP-1細胞に対しTLRリガンド刺激したときのCOX-2発現について、カテキンの影響を検討したところ、カテキンはこれらの産生・発現を抑制させた。これらの結果より、カテキンが有している抗炎症効果は歯髄に対しても有効であることが示され、歯髄炎の治療に応用できる可能性があることが示唆された。本研究では、カテキンの培養歯髄細胞に対する抗炎症効果のメカニズムを解明するために、細菌関連因子刺激時の歯髄細胞におけるシグナル伝達経路について、カテキンが及ぼす影響を解析した。まず、ヒト培養歯髄細胞を用いて、各シグナル伝達経路特異的阻害剤で前処理後、Toll-like receptor(TLR)リガンドの一つであるPam3CSK4にて刺激したときのサイトカイン産生(IL-8, IL-6)を定量したところ、p38 MAP kinase, JNK/SAPKあるいはNF-κB阻害剤にてその産生が抑制された。また、Pam3CSK4刺激時の培養歯髄細胞におけるシグナル伝達物質のリン酸化をウエスタンブロット法にて検討したところ、ERK1/2, p38 MAP kinase, JNK/SAPKのリン酸化が認められ、cytosolにおいてNF-κBとcomplexを形成するIκBαのリン酸化も認められた。さらに、カテキン(エピガロカテキン3ガレート(EGCG)およびエピカテキンガレート(ECG))の影響について検討したところ、Pam3CSK刺激によるERK1/2, p38 MAP kinase, JNK/SAPKのリン酸化ならびにIκBαのリン酸化が抑制された。その効果は、EGCGの方がECGより強かった。これらの結果から、Pam3CSK4刺激した培養歯髄細胞において、NF-κBやERK1/2, p38 MAP kinase, JNK/SAPK経路が活性化され、IL-8, IL-6などのサイトカイン産生が増強されるが、これらのシグナル伝達経路の活性化はカテキンにより抑制されることが明らかとなった。本研究では、カテキンを歯髄炎病変部に応用する歯髄保存療法の開発を目的とし、これまでにカテキンが歯髄細胞におけるサイトカイン産生やシグナル伝達物質のリン酸化を抑制することを明らかにしてきた。今回、カテキンの歯髄細胞に対する作用が、カテキンのレセプターとして確認されている67-kDラミニンレセプターを介した反応であるか否かを確かめるため、歯髄細胞におけるレセプター発現の有無ならびにその発現誘導について検討した。さらに、リンパ球浸潤に関与するケモカインであり歯髄炎の病態形成に重要な役割を担っている可能性があるCXCL10に着目し、歯髄細胞におけるCXCL10産生に対しカテキンが抑制効果を発揮するか否かについて検討した。まず、ヒト培養歯髄細胞における67-kDラミニンレセプターの発現をウエスタンブロット法ならびにフローサイトメトリーを用いて解析したところ、その発現は認められなかった。さらに、Toll-like receptor (TLR)リガンドであるリポポリサッカライド(LPS)やPam3CSK4にて刺激したときの67-kDラミニンレセプター発現を検討したが、その発現は誘導されなかった。

また、LPSならびにPam3CSK4刺激した歯髄細胞において誘導されたCXCL10発現に対するカテキン(エピガロカテキン3ガレート(EGCG)およびエピカテキンガレート(ECG))の影響について検討したところ、カテキン濃度依存的にCXCL10発現は有意に減少した。これらの結果より、カテキンは歯髄細胞におけるCXCL10産生を抑制することが示されたが、その作用経路は67-kDラミニンレセプター非依存的であった。すなわち、歯髄細胞の活性化反応に対するカテキンの抑制作用は、他の経路により効果が発揮されていることが示唆された。
アルツハイマー病診断のための脳PET画像の部分容積効果補正法の開発・評価

研究目的は、アルツハイマー病の診断を目的としたPET検査において、アルツハイマー病に特徴的な病理(アミロイドβ、タウ集積)を反映する脳画像を高精度化することである。このために形態・解剖情報を用いた部分容積効果補正を行うことで画像の定量性を向上させる画像処理手法の確立に取り組んだ。その中で、形態・解剖情報を用いる様々な部分容積効果補正法の誤差伝播特性をシミュレーションで明らかにし、診断能の向上に起因する要因を明らかにし、どのようなアルゴリズムであれば、臨床上有用であるかについてシミュレーションをもとに詳細な検討を行った。解剖情報と周波数領域を利用するハイブリッドな方法が有用であると考えられた。本研究の目的は、アルツハイマー病の診断を目的としたPET検査において、アルツハイマー病に特徴的な病理(アミロイドβ、タウ集積)を反映する脳画像を高精度化することである。このために、形態・解剖情報(MRIや脳アトラス)を用いた部分容積効果補正を行うことで画像の定量性を向上させる画像処理法の確立に取り組み、確立した方法によりアルツハイマー病の早期診断の精度向上に貢献することを目指す。平成27年度はアミロイドPET検査を想定し様々な部分容積効果補正法に対して臨床で想定される様々な要因による誤差解析を数値シミュレーションで行った。対象とした部分容積効果補正法は、GTM法、MG法、RBV法、SFSRR法である。また、誤差要因として、PETとMRI画像の位置合わせのズレ、MRI画像から灰白質・白質領域を抽出するセグメンテーション誤差、仮定するPET画像の空間分解能のズレ、局所的な病変部位といった想定外の生理的集積、白質の高集積の度合いについて様々な条件でのシミュレーションを行った。その結果、位置ずれ誤差により、MG、GTM、RBV法では皮質にアーチファクトやバイアスが生じるなど影響を受けやすいことが分かった。セグメンテーションの誤差により、MG法で皮質集積の誤差が大きくなる傾向がみられた。空間分解能の誤差については、全ての方法が同程度の皮質集積の誤差を示し、正しい空間分解能値を用いることの重要性が確認された。想定外の生理的集積については、GTM法は対応不能であることが確認された。白質の高集積の度合いにより、SFSRR法は皮質集積の補正精度が他法に比べやや劣ることが判明した。本検討により、SFSRRのような補正精度はやや低い方法は、方法開発の観点では劣る点もあるが、臨床PET検査での安定した運用のためには重要であるという新しい知見が得られた。本研究課題の計画どおりにおおむね進展している。ただし研究遂行に際し、様々な部分容積効果補正を検討するとしていたが、各々のアルゴリズムにおいて画像処理プログラムを作成、確認し、使用するのに時間がかかったため、4種類のみのアルゴリズムでの検討となった。現在、海外研究者が開発した21通りの部分容積効果補正が可能なプログラムの導入行っており、より多くのアルゴリズムの比較検証が可能となる。また、今年度はアミロイドPETを対象とした誤差解析であったが、タウPETを対象とした様々なアルゴリズムの誤差解析を行い、最適な方法の検討を進める必要もある。このために形態・解剖情報(MRIや脳アトラス)を用いた部分容積効果補正を行うことで画像の定量性を向上させる画像処理手法の確立に取り組み、確立した方法によりアルツハイマー病の早期診断の精度向上に貢献することを目指す。平成28年度は、実際の健常者、およびアルツハイマー病患者のタウPET臨床画像に対して補正精度の誤差評価を、様々な部分容積効果補正法としてGTM法、MG法、LABBE法、IY法、RBV法、SFSRR法の6つの手法で行った。また、形態・解剖情報としてFreeSurferを用いた詳細な脳構造を導入した。その結果、脳萎縮の進んだアルツハイマー病患者のMRI画像は、特に海馬領域での自動での解剖領域分割化が困難であることが分かった。前年度の検討より、MG,GTM,RBV法は形態情報のずれが補正結果に大きく影響することが分かっており、海馬や側頭葉内側でMRI画像からの解剖領域の割り当てに誤差が生じると、これらの手法は大きな誤差伝搬を受けることがわかった。また、部分容積効果補正の結果、RBV, IY. GTM法などそのアルゴリズムに類似点が多いものは、ほぼ同等の結果を示したのに対して、MG法は、海馬で過補正の傾向があることが、前年度の数値シミュレーションだけでなく、今年度行った臨床画像における検証でも確認された。また、この過補正の傾向は、健常者かアルツハイマー病患者であるか、アミロイドやタウPETでの高集積がみられるか、などの様々な条件で異なるという新しい知見が得られた。本研究課題の計画どおりおおむね進展している。ただし、様々な部分容積効果補正法を検討するとしていたが、各々のアルゴリズムの動作確認を確実に行いながら使用するのに時間がかかったため、6種類の方法の導入にとどまった。前処理・本処理を組み合わせると、21通りの補正法の検討が可能であるため、引き続き、アルゴリズムの特性を把握し、最終目的である真の意味での最適化を目指し検証をする必要がある。

このために形態・解剖情報(MRIや脳アトラス)を用いた部分容積効果補正を行うことで画像の定量性を向上させる画像処理手法の確立に取り組み、確立した手法によりアルツハイマー病の早期診断の精度向上に貢献することを目指す。この目的のため前年度までに、これまで提案されてきた形態・解剖情報を用いる様々な部分容積効果補正法の誤差伝播特性をシミュレーションで明らかにし、臨床データにおいてアミロイド、タウPETともに、健常・患者において補正法によって異なる補正精度となることを明らかにしてきた。最終年度は、前年度までの検討から診断能の向上に起因する要因を明らかにし、どのようなアルゴリズムであれば、臨床上有用であるかについてシミュレーションをもとに詳細な検討を行った。特に、健常者・患者において補正プロセスにおける画像処理誤差が補正結果に大いに影響しており、解剖情報が理想的な状態(形態・機能画像間の位置ずれ、領域分画の誤差が存在しない)を前提としているあるアルゴリズムは、その前提が崩れると補正精度が著しく損なわれることがわかった。Deconvolution法のような高周波強調のアルゴリズムは、PET画像に含まれる統計雑音も強調するため、これまで有用と考えられていなかったが、解剖情報の誤差に全く影響を受けないため、解剖情報と周波数領域を利用するハイブリッドな方法が有用であると考えられた。研究目的は、アルツハイマー病の診断を目的としたPET検査において、アルツハイマー病に特徴的な病理(アミロイドβ、タウ集積)を反映する脳画像を高精度化することである。このために形態・解剖情報を用いた部分容積効果補正を行うことで画像の定量性を向上させる画像処理手法の確立に取り組んだ。その中で、形態・解剖情報を用いる様々な部分容積効果補正法の誤差伝播特性をシミュレーションで明らかにし、診断能の向上に起因する要因を明らかにし、どのようなアルゴリズムであれば、臨床上有用であるかについてシミュレーションをもとに詳細な検討を行った。解剖情報と周波数領域を利用するハイブリッドな方法が有用であると考えられた。本研究課題の今後の推進方策は、これまで数値シミュレーションでしか検証してこなかった部分容積効果補正法の比較を、複数の放射性薬剤を用いたアミロイドやタウPET臨床画像を対象に行い、各法の弱点・利点を徹底的に分析することである。その分析結果をもとに、より臨床に貢献しうる新たな補正アルゴリズムを考案・検証する。最終年度は、これまでに数値シミュテーションで行ってきた、想定しうる誤差要因に対しての誤差解析において、どういったアルゴリズムがロバストであるかという分析結果、また実際の臨床PET画像において、コアなアルゴリズムが異なる様々な部分容積効果補正が、どのような補正値の傾向を示すかという分析結果を踏まえて、最適な、より臨床に貢献しうる新たな補正アルゴリズムを考案・検証する。核医学物品費で購入を計画していたPETシミュレーション及び膨大な画像データ群解析用PCについて、今年度は計算負荷の少ない数値シミュレーションを既存PCで行ったため繰越金が生じた。平成28年度末に、研究成果の論文投稿を行う予定であり、英文校正、投稿料を残していたが、薬剤のライセンスをもつ製薬会社からの許可がおりるのが遅くなったため、投稿は平成29年度になってしまった。
教職倫理教育と技術者倫理教育の方法論を応用した研究者倫理教育プログラムの開発

(1)平成30年78月にかけて、平成30年3月にドイツ共和国ザールラント州で行った若手サッカー審判員の養成システムに関する面接調査及び平成30年56月に東京都江東区の2つの相撲部屋を訪問して行った行司の養成に関する面接調査のデータを、主にメンター制度の効用に注目して整理した。メンター制は若手教員に対する専門職倫理教育の一環としても採用されているが、本調査では他の専門職よりも公正さが厳しく求められる審判員や行司の倫理的な自律性がメンターとの長期に渡る関わりの中でどのように養われていくのかを分析した。(2)平成30年9月18日21日にかけて、香港のIvey Business Schoolで開催された「ケース・ティーチング&ライティング」ワークショップを受講し、修了証を取得した。ケースメソッドの手法は日本においても技術者倫理教育や教職倫理教育に導入されているが、ケースメソッド授業を効果的に展開できるインストラクターを養成する具体的なプログラムは未だ確立されていない。本ワークショップを受講したことで得た膨大な資料(英語版)を翻訳・分析することで、研究者倫理教育プログラムの中で設定されるケース・ティーチング授業を、ケースメソッドの専門家でなくてもある程度は展開できる「手引き」が作成できる。(3)平成30年9月平成31年2月にかけて実施した小山工業高等専門学校5年全学科生を対象とした「人間と科学II(倫理学)」の授業において、前年度の問題点を改善したポートフォリオを導入した。具体的には、前年度は学生個々人に任せていた課題分析過程で収拾した資料について統一化を図り、共通のワークブックとして出版できる下地を作った。ただ受講者数が20名に満たなかったため、ポートフォリオをより手軽に作成し、そのチェックが容易にできるワークブック形式の冊子とする際の問題点をすべて洗い出せたとは言えない。平成28年9月から平成29年1月にかけて、国内の総合大学理工系学部及び理工系大学30校、全国の国立工業高専において、どのような研究者倫理教育が実施されているかを調査した。調査方法としては各高等教育機関がウェブ上で公開しているシラバスやコンプライアンス遵守の具体的方法を示したウェブページを参考にした。研究者倫理教育を実施していると公開されているにもかかわらず、その具体的実施方法が不明確な教育機関に関しては、メール等で問い合わせ、その内容について教示を得た。調査結果については、1)継続性(単発か連続か)、2)独自性(自前のプログラムか外部委託プログラムか)、3)具体的な教育方法、という3つの観点から分析を進めている。現在精査中だが、現時点では1)に関しては、1年間に1度ではあっても継続的な研究倫理教育の機会は多くの高等教育機関で設けられている一方で、2)の独自性に関しては圧倒的に多くの教育機関はCITI Japanプロジェクトのe-ラーニング教材の活用で研究者倫理教育を実施していると見なしている現状があることが明らかになった。そのため、3)の具体的な教育方法についても、e-ラーニングが多数を占めている。中には事例を用いてグループで討議・発表するアクティブラーニング型の教育方法を採用している教育機関も見受けられるが、例えばポートフォリオなどを用いて、数年の間継続的に研究者としての自己の姿勢や価値観を仲間と共に省察する形での研究者倫理教育をおこなっている高等教育機関は皆無であった。また研究者倫理教育において明確な解答へ導く方法がない、真偽の判断が難しいグレーゾーンの問題にどのように対応すべきかについて、環境倫理におけるソフト・ゾーニングの思想及び生命倫理の生命維持医療の可否を研究することで知見を得た。当初の計画では、日本の高等教育機関で行われている研究者倫理教育の具体的実施状況の調査には質問紙形式(アンケート)を用いる予定であった。しかし現在多くの高等教育機関において研究者倫理教育(または研究倫理教育)の詳細についてはほとんどウェブ上で公開されていることが判明したため、ウェブを細かくチェックし不明な点についてはメール等で問い合わせるという方法で、質問紙を用いず合理的に計画を進めることができた。また当初はおよそ80校の大学を対象に調査をおこなう予定であったが、私の勤務先でもある国立工業高専(独立行政法人国立高等専門学校機構に所属する工業高等専門学校)も対象に入れたため、公開されていない内部事情等も含めた情報をより短い時間で入手することができた。こうした理由により調査にかける時間が短縮されたため、分析に関しても早めに取りかかることが可能になった。(1)平成29年9月平成30年2月にかけて、小山工業高等専門学校5年全学科生を対象とした「人間と科学II(倫理学)」の授業で、15講に渡りポートフォリオ作成を基軸に据えた研究者倫理教育を実施した。授業内容や教育手法、内容理解や動機付けに関して受講者の評価は非常に高く、授業評価アンケートでは5点満点中4.7点(全額平均4.1点)の評価を得た。このポートフォリオ作成を用いた研究者倫理教育の実践に関する暫定的な分析は、南太平洋州教育哲学会(PESA)及び日本倫理学会で報告した。(2)教育倫理の視点から、高度な職業倫理が求められるスポーツの審判員の職業倫理教育がどのように実施されているかについて、平成29年4月8月にかけてフィールドワークを含めた実地調査研究をおこなった。対象としたのは、スポーツ界の「審判」であり、具体的にはサッカーの地域リーグの主審と日本相撲協会の行司である。徳論の視点に基づきメンターが長時間かけて人間的な影響力を及ぼしながら倫理教育をおこなうという特徴的な手法について、論考「スポーツにおける誤審をめぐる倫理学的考察」としてまとめた。

またこの調査に関連し、徳論による道徳教育を論じた『徳は何の役に立つのか?』(A.ミュラー著)を翻訳出版した。(3)平成30年3月にタイ王国の高等教育機関における研究者倫理教育の実態調査をおこなった。チェンマイ県にある国立メイジョー大学建築環境デザイン学科を対象に5日間にわたり、おもに大学院生(修士課程)を対象に聞き取り調査をおこなった。この調査から、少なくとも研究者としての倫理観はタイ王国の場合は損得や処罰への恐れとは無縁のものの上に成り立っているという新たな知見が得られた。(1)【ポートフォリオを用いた研究者倫理教育の試行及び参与観察・実地調査の成功】今年度の試行により、学校における授業の中でポートフォリオを導入した研究者倫理教育が充分に成立する可能性が見いだせた。しかも、方法次第で受講者に高い動機付けを与えられるという副産物まで得ることができた。また、サッカーの審判や大相撲の行司を対象とした参与観察調査により、研究者倫理教育の分野では、どちらかというと分が悪い「徳論」に基づく倫理教育の有用性を実証できる目処がついた。さらに、これまでほとんど明らかになっていなかったタイ王国の高等教育機関において実施されている研究者倫理教育の実態を垣間見ることができたことで、西欧の価値観とは異なるものをベースにした研究者倫理教育の手法を確立できる確信を得た。(2)【学会(国際学会を含む)論文、著書おける研究成果の発表】研究途上とはいえ、暫定的な研究分析の結果を、オーストラリアで開催された南太平洋州教育哲学会(PESA)及び、日本倫理学会で発表することができた。前者の学会においてはおもにイングランド、オーストラリア、ニュージーランドの倫理教育に関わる現職教員から、また後者の学会においては研究者としての倫理学者から、それぞれ異なる視点に基づく意見を多く得ることができた。また論文1本、著書1冊、翻訳書1冊を研究成果の一部として刊行することができた。(1)平成30年78月にかけて、平成30年3月にドイツ共和国ザールラント州で行った若手サッカー審判員の養成システムに関する面接調査及び平成30年56月に東京都江東区の2つの相撲部屋を訪問して行った行司の養成に関する面接調査のデータを、主にメンター制度の効用に注目して整理した。メンター制は若手教員に対する専門職倫理教育の一環としても採用されているが、本調査では他の専門職よりも公正さが厳しく求められる審判員や行司の倫理的な自律性がメンターとの長期に渡る関わりの中でどのように養われていくのかを分析した。(2)平成30年9月18日21日にかけて、香港のIvey Business Schoolで開催された「ケース・ティーチング&ライティング」ワークショップを受講し、修了証を取得した。ケースメソッドの手法は日本においても技術者倫理教育や教職倫理教育に導入されているが、ケースメソッド授業を効果的に展開できるインストラクターを養成する具体的なプログラムは未だ確立されていない。
超音波パルスドップラー法による総肝動脈並びに脾動脈血流測定に関する研究

1.腹部動脈(脾動脈,上腸間膜動脈)血流量を超音波パルスドップラー法にて非侵襲的に測定する方法を確立する為に、雑種成犬をネンブタールにて全身麻粋し、開腹し、脾動脈及び上腸間膜動脈を剥離露出し、電磁流量計プローブを装着して瞬時血流量を測定した。又同時に超音波パルストップラー複合装置(Aloka ssD-280,UGR-23)を使用し血管径とパルスドップラースペクトラムを記録した。ドップラー法による血流量の測定は次の計算式にておこなった。π/4×(血管の直径)2×時間当りの最大平均血流速度、ドップラー法で求めた脾動脈血流量(X)、上腸間膜動脈血流量(X')は電磁流量計にて求めたそれぞれ(Y,Y')と有意の一次相関を示した(Y=0.59×+2.3,Y'=0.62X'+2.4,P<0.001,P<0.001,Y=0.93、Γ=0.93)、以上よりドップラー法にて脾動脈及び上腸間膜動脈を定量的に測定できることが明らかになった。次にこれらの門脈系の流入血流量を正常人,慢性肝炎及び肝硬変患者で測定した。2.脾動脈血流量は肝硬変患者で正常人及び慢性肝炎患者に比し著明に増加している事が明らかとなった(7.6±2.4VS.3.3±0.7VS.4.1±1.4ml/min/kg体重)。また上腸間膜動脈血流量も肝硬変患者で正常人及び慢性肝炎患者に比し有意に増加している事が明らかとなった(9.6±2.1VS.7.0±1.9VS.6.8±1.5ml/min/kg体重)。これらの事実は肝硬変患者では腸及び脾臓での循環が亢進状態にある事を示唆している。
口腔顎顔面筋刺激が顎口腔機能異常患者の睡眠・ストレスに及ぼす効果の検討

顎顔面と気道周囲筋の非生理的な弛緩や過緊張は、至適刺激を加えるリハビリ訓練により改善されるという仮説の検証と、至適な機能刺激を行う携帯型機能制御装置の開発のための検討を行った。1)顎口腔機能異常を伴う小下顎症患者では嚥下やクレンチング時の頤筋の過活動と咬筋の活動不足を示したが、トレーニング装置により筋活動が正常化され、訓練の有用性が示唆された。2)微弱な頸部筋活動を検出する装置を作成して顎二腹筋、斜角筋の筋活動を測定し、周波数とピークスペクトルは睡眠時に低下し、SAS患者では正常群より低いことが示された。3)睡眠時の脳波の指数スペクトルの傾きは睡眠深度の自動判定に使用できる可能性が示唆された。本年度はまず、頚部の微弱な筋活動を効率よく抽出するための基礎実験を行った。健康なボランティア(4名)を対象に、終夜睡眠ポリグラフ(PSG)と頸部筋用の小型高性能の携帯型モニター記録を行った。無拘束小型高性能の携帯型モニターを用いて、(1)安静時、(2)体位・頭位変化、(3)下顎運動、(4)下顎の負荷運動、(5)咀嚼・舌・嚥下運動、(6)口腔装置による機能附加、(7)口腔顎顔面筋マッサージ、(8)構音動作、(9)呼吸動作、(10)情動的負荷刺激を与え、活動の変化を解析した。これらの解析により、電極の貼付位置、感度や閾値などの設定を行った。続いて、顎口腔機能異常を呈する患者、成人2名と小児2名を対象に、同様の実験を行い、調整を行った。これらの手法を用いて、対象患者について、データ採得と解析を進行中である。頚部の微弱な筋活動の抽出、データ採得、分析などが順調に行えている。現在、睡眠時無呼吸やブラキシズム、クレンチング、歯牙接触癖といった顎口腔機能異常の治療には、睡眠時無呼吸用口腔装置、歯ぎしり防止装置、ナイトガード、スプリント等の口腔装置による対症療法が行われている。本研究では、こういった顎口腔機能異常が、自律神経活動、睡眠リズム、消化管活動、身体的・神経学的な疲労・ストレス、ホルモン分泌などの全身的不調を惹起し、それが子どもの問題行動につながっているという仮説を立て、筋電図電図モニターを用いた周波数解析・多変量解析から神経生理学的に検証を行うものである。また、顎口腔機能異常に関わるターゲット筋と閾値を算出し、これらを改善するためのプログラムを構築し、口腔顎顔面筋マッサージ、口腔機能訓練や装置を用いた機能的負荷刺激などの口腔顎顔面筋刺激を与えたときの変化を調べ、効果を検証している。昨年度は、頸部の微弱な筋活動を抽出するための基礎実験を行った。本年度は、昨年度行った検査について、検査項目の絞り込み・簡略化を図り、咀嚼筋の一部(咬筋、側頭筋)および開口筋である舌骨上筋群の一部(顎二腹筋前腹、顎舌骨筋)の筋活動を抽出するために検査を行った。対象は、顎口腔機能異常を呈する小児および成人各3名とし、体位・頭位変化、下顎運動と負荷運動、咀嚼・舌・嚥下運動、口腔装置による機能附加、筋マッサージ、構音動作、呼吸動作などの口腔顎顔面筋刺激を与え、筋活動の変化を記録した。周波数解析および複数データの多変量解析を行い、機能異常群と健常群との比較および年齢の影響を考察中である。咀嚼筋の筋活動の抽出、データ採得、分析などが順調に行えている。現在、睡眠時無呼吸やブラキシズム、クレンチング、歯牙接触癖といった顎口腔機能異常の治療には、口腔装置による対症療法が行われている。また、顎口腔機能異常に関わるターゲット筋と閾値を算出し、これらを改善するためのプログラムを構築し、口腔顎顔面筋マッサージ、口腔機能訓練や装置を用いた機能的負荷刺激などの口腔顎顔面筋刺激を与えたときの変化を調べ、効果を検証してきた。これまで、咀嚼筋の一部(咬筋、側頭筋)および開口筋である舌骨上筋群の一部(顎二腹筋前腹、顎舌骨筋)の筋活動を抽出するために検査を行った。対象は、顎口腔機能異常を呈する小児および成人各3名とし、咀嚼・舌・嚥下運動、口腔装置による機能附加、筋マッサージ、構音動作、呼吸動作などの口腔顎顔面筋刺激を与え、筋活動の変化を記録した。周波数解析および複数データの多変量解析を行い、機能異常群と健常群との比較および年齢の影響を考察した。本年度は、さらに被験者の数を増やし筋の対象を咬筋、側頭筋、口輪筋、顎舌骨筋としたデータ採得を行った。顎口腔機能異常を有する被験者では、通常時嚥下、噛みしめ時に口輪筋が主に活動し、咀嚼筋の活動は微弱であった。

一方、筋機能訓練装置(FKO)を装着した状態であると、嚥下や噛みしめ時に口輪筋の活動よりも咀嚼筋の活動の方が強く表れ、正常な筋活動を行えることがわかった。このことより、顎口腔機能異常を有する患者に対し、正常な機能を獲得する訓練装置として、FKOは有用であると考えられた。顎顔面と気道周囲筋の非生理的な弛緩や過緊張は、至適刺激を加えるリハビリ訓練により改善されるという仮説の検証と、至適な機能刺激を行う携帯型機能制御装置の開発のための検討を行った。1)顎口腔機能異常を伴う小下顎症患者では嚥下やクレンチング時の頤筋の過活動と咬筋の活動不足を示したが、トレーニング装置により筋活動が正常化され、訓練の有用性が示唆された。2)微弱な頸部筋活動を検出する装置を作成して顎二腹筋、斜角筋の筋活動を測定し、周波数とピークスペクトルは睡眠時に低下し、SAS患者では正常群より低いことが示された。3)睡眠時の脳波の指数スペクトルの傾きは睡眠深度の自動判定に使用できる可能性が示唆された。今後、被験者を増やしてデータ採得を行い、周波数解析および複数データの多変量解析から、患者のストレスや心理・行動上の問題と顎口腔機能および全身機能との関連を調べる。昨年度、本年度行った機能異常群と健常群との比較検討から、咀嚼、嚥下、構音、呼吸といった機能時の正常な活動レベルを算出し、トレーニングプログラムを構築する。例えば、過活動のあるものではリラックスさせるプログラム、弛緩しているものでは活動を高めるプログラムを構築する。機能異常患者に対してこのプログラムを実施し、患者のストレス反応に変化を生じるかを検証する。矯正歯科本年度依頼予定であったデータ解析が間に合わず、次年度に延期したため、その解析料分で次年度使用額が生じた。データ解析料として使用する。
東日本大震災の災害地理学的検証－「想定外」回避のためのハザード評価手法の再検討－

東日本大震災の多様性と地域性の問題の解明は、第一級の災害地理学的課題である。本研究は津波と液状化について、1災害の分布と発生要因を精査し、2その地理分布を俯瞰的に類型化し、3今後の災害予測や被害軽減のあり方を検討した。また、4既存のハザードマップを総合的に検証し、5地形地質等の土地条件の適切な考慮によるハザードマップの改良法を提言した。さらに、6ハザードマップにリアリティを持たせるための3D化を検討し、防災地理教育への展開を図った。こうした成果は地学雑誌特集号および、書籍(「防災・減災につなげるハザードマップの活かし方」岩波書店)に集約された。本研究は、1災害の分布と発生要因を精査し、2その地理分布を類型化し、3今後の災害予測や被害軽減のあり方を検討する。また、4被災地域における既存のハザードマップを検証し、5津波遡上や液状化予測の技術的限界を確認しつつ、ハザードマップの改良法を提言し、6リアリティを持つハザードマップによる防災地理教育への展開を図ることを目的としている。具体的な検討内容は、(1)津波被災分布の検証、(2)液状化分布の検証、(3)ハザードマップの検証、(4)リアリティのあるハザードマップの開発の4項目に分けられる。24年度はデータサーバーを立ち上げ、項目ごとに各種地理情報をコンパイルし、現地確認調査を実施した。(1)では、津波の遡上範囲マップと詳細DEMデータから遡上高データを作成することを試みた。しかし、震災直後に撮影・公表された既存のオルソ写真は、地震による地殻変動等の影響による歪みがあり、遡上高計測にも大きな誤差が生じ、その問題解決は次年度の課題となった。(2)我孫子市を例に液状化を検討した結果、ハザードマップに記された事前予測に誤りがあることが明らかになった。これは土地条件の把握において、地形改変の履歴を考慮していなかったためであることが判明し、改良版を提案した。(3)様々なハザードマップを収集し、問題を検討する中で、切り土・盛り土境界の認定が不正確なため、実際の被害と食い違うことが分かり、認定手法の改善を写真測量学的に検討した。(4)ハザードマップをメッシュ型から、境界線を正確に示したポリゴン型に変更することで、リアリティを持たせる手法を検討した。町丁目ごとに微地形情報を整理し、両者の対応関係も検討した。しかし、既存の土地条件図は、人口改変地が一括されているため、航空写真判読による微地形分類を新たにし直す必要性があることがわかった。本研究の具体的な検討内容は、(1)津波被災分布の検証、(2)液状化分布の検証、(3)ハザードマップの検証、(4)リアリティのあるハザードマップの開発の4項目に分けられる。これらに加え、東京地学協会「地学雑誌」に特集号「東日本大震災の地理学的検証ー津波・地盤災害の多様性と地域性ー」を提案し、メンバーで投稿・編集作業を開始した。(1)では、津波遡上高分布図の作成を引き続き進めた。震災直後に撮影・公表された既存のオルソ写真に歪みがあり、遡上高計測にも大きな誤差が生じる点についてヘルマート変換を施して解決したほか、急傾斜地における遡上高の計測等についても検討を行い、津波遡上高分布図(岩手県福島県北部)を完成した。青森県中南部および福島県北部千葉県北部についても、津波遡上ラインの認定位置精度に配慮しながら同様の作業を実施し、青森県中南部から千葉県北部にかけての広範囲をカバーする縮尺1:25,000津波遡上高分布図を得た。津波遡上高分布図には浸水深(海岸工学グループによる)も掲載しており津波挙動の解析が可能である。電柱を指標とした津波挙動分析も実施した。(2)では、我孫子市に関する検討をさらにすすめた。(3)および(4)では、切り土・盛り土境界の認定のための写真測量学的な検討を行った。その結果、使用する航空写真のスペックによる認定位置や計測の精度が明らかになり、縮尺に加えて基線高度比が重要であることがわかった。また、現状の各種ハザードマップの特徴と問題点を整理し解決策を提示すべく、書籍出版を構想、執筆作業を分担で開始した。その他、構築したデータサーバについて各種地理情報を拡充した。津波遡上高分布図に関しては防災科学技術研究所「eコミマップ」を通じて一般公開し、また「災害地理・地震ハザード情報ポータル」をあらたに立ち上げた。最終年度は今後の災害地理学の展望も含めた検討を、国内のみならずモンゴルおよび台湾も含めて行った。