hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神科医療における意思決定プロセスの会話分析

精神科の外来診察場面において、医師と患者が処置をめぐる意思決定をどのように行っているのかを、会話分析の手法によって研究した。研究の結果、処置決定を医師が開始する場合には、医師は患者のパースペクティヴを視野に入れながら、処置を提案するやり方を選択していることが明らかにされた。また、処置決定を患者が開始する場合には、患者は自分の現在の状態を描写する方法と、処置に関する希望を表明する方法を適合させていることが明らかにされた。これらの結果は、医師も患者もたんに一方的に自分の希望や判断を表明しているわけではなく、医師と患者が意思決定を共有して行くための基盤が、現実の診察の中に存在することを意味する。前年度に収集したデータの整理を進め、精神科診察場面で医師と患者がどのように処置を決定するための相互行為を行っているのかについて、中間的な研究成果を得た。第一に、医師は処置を提案するために大きく二つの発話形式を使い分けている。一つは明示的な提案の形式であり、もう一つはある処置を肯定的に評価する形式である。後者は患者の反応を拘束することなく慎重にある処置を提案するのに用いられるのに対し、前者は決定する機が熟したときに用いられ、患者に決定への同意を迫る働きを持つ。第二に、処置決定が患者の方から開始される場合として、処置の依頼の方法を分析した。患者が明示的な依頼を行う場合とより非明示的な発話形式で間接的に依頼を行う場合とを比較し、前者はすでに医師とのあいだで検討されたことのある処置を依頼するとき、後者はまだ検討されていない処置を依頼するときに用いられていることを明らかにした。これらの分析を通じて、処置の提案や依頼という行為が、連鎖環境やその行為を行う権限に応じて、異なる方法で行われ、それらの方法は処置決定のやり方を交渉する手段になっていることを明らかにした。これらの分析成果は、イギリスおよびアメリカで開催された国際学会で発表するとともに、海外の学術雑誌に投稿中である。また、本年度は、昨年度に収集したデータの整理を進め、連携研究者との会合を通じて分析の方針を調整するとともに、言語学方面の会話分析の専門家を講師に迎えたワークショップを開いて、われわれの分析を一緒に検討してもらった。既存データを本研究の目的に即して整理し、国内の関連する研究者とともに少人数のデータセッションやワークショップを通じて分析を進めた。その予備的な分析結果を、日本社会学会およびアメリカ人類学会において発表した。診察場面で医師が処置をすすめた際に患者が示す抵抗について、先行研究では「受動的抵抗」「積極的抵抗」が指摘されているが、精神科外来診察ではこれに加えて、患者の知識や能力に関して医師が示すスタンスへの抵抗も見られることを示した。これにより、精神科外来診察場面において患者が意思決定に参加するやり方に関し、一定の実証的知見が得られた。調査地である茨城県に出張し、追加データを収集した。既存データよりも若い世代の医師による診察を中心に、連携研究者の協力のもと、約40ケース収集した。また、そのおよそ1/4について、会話分析用の転記を作成した。会話分析の分析技術向上を図るため、会話分析を国際的に主導する二人の研究者を招聘し、会話分析のトレーニング・ワークショップを開催した。これにより、最先端の会話分析の知見や分析技法を習得することができ、また会話分析の理論や概念についての理解を深めることができた。この成果は、次年度以降の分析において活かされる予定である。本研究の目的は、精神科外来診療において実際にどのように処置をめぐる意思決定が行われているのかを、医師と患者が用いている相互行為手続きに焦点を当てて明らかにすることである。精神科外来再診場面をビデオ録画したデータを用いて、処置決定を精神科医が開始する手続きと患者が開始する手続きとをそれぞれ分析した。まず、精神科医が処置決定を開始する場合の中で、とくに処置を提案する二種類のやり方を比較した結果、以下のことが明らかとなった。精神科医は患者の自己評価など、患者のパースペクティヴに注意を向けながら処置提案の仕方を選択している。これは、一見したところ一方向的な処置決定のやり方をとっている場合にも、精神科医はたんに自分の権威的判断を患者に押しつけているわけではなく、むしろより「外交的」な手続きを用いていることを意味する。精神科医の実際のふるまいの中には、患者と意思決定を共有するための足ががりが存在しているといえる。次に、処置決定を患者が開始する方法として、明示的な処置依頼と処置への興味表示という二つの方法を比較した。その結果、患者はこの二つの方法を秩序だった仕方で使い分けていることが分かった。この使い分けの核心は、処置決定を開始する方法と自分の状態の描写とを整合させることである。この組み合わさった手続きを通じて、患者は十分な根拠のない状態で処置を依頼することを避け、「分別のある」人間として自己呈示している。

このことは、精神科患者が意思決定に参加する能力の一面を例証している。したがって、患者が現に発揮している相互行為能力のうちに、すでに精神科診療での共有された意思決定を促進するためのひとつの基盤が存在するといえる。社会学データ収集はほぼ順調に進み、データ整理もおおむね順調である。中間的な分析結果を学会発表したり論文として投稿したりする状況にあり、成果発表に関してもほぼ予定通りに進んでいる。本研究のデータとなる「実際の診察や面談場面のビデオ録画」の収集が、おおむね順調に進んでいる。医師と患者の意思決定に関して、既存データをもとに一定の予備的分析成果を得ている。新規に収集したデータを分析するための、分析技法の習得も順調に行っている。これまでに収集したデータの未整理分について整理を完成させるとともに、分析の精度をさらに高めて、研究成果の発表を進めていく。2014年6月に開催される「会話分析国際会議」において研究発表を行い、それを踏まえて海外の学術雑誌に論文を投稿する。今年度に収集したデータの転記と分析を進めるとともに、必要に応じて追加データを収集し、それについても同様の作業を進める。データ転記の速度を上げるため、必要に応じて専門の業者に予備的転記の作成を発注する。連携研究者や研究協力者と連絡を密に取り、データの分析を複眼的に進める。研究成果を2013年7月開催予定の「第4回会話分析と医療場面に関する国際会議」と2014年6月開催予定の「第4回会話分析国際会議」を始めとして、国内外の学会で発表し、関連する学会誌等に論文を投稿する。本年度中に予定していたデータ整理のための経費が予想よりも安く済んだため、残額が生じた。次年度のデータ整理のために活用する。本年度と同様、調査旅費や学会発表のための旅費や研究協力・研究指導への謝金に使用するほか、とくに次年度は、データの予備的転記を業者に発注することで、データ整理の速度を上げることを重視したい。
MRI及びCFD解析を駆使した脳動脈瘤破裂点予測法の確立

本研究では画像診断による脳動脈瘤破裂点の予測手法を確立するために、MRIを用いた脳動脈瘤の破裂点予測、CFDによる脳動脈瘤の破裂点予測の検討(ともに後向き研究)を平行して開始した。脳動脈瘤破裂部位の術前予測の手法確立により、くも膜下出血症例で破裂部位の情報を術前に低侵襲的に得ることができる。これは手術戦略を考える際に大変有用な情報であり、術中破裂の合併症の回避にもつながる。また多発動脈瘤症例でどの動脈瘤が出血源であるか形態学的特徴からは判断できない場合も有用となり、迅速な出血源の処置につながる。したがって安全な手術を行う上で極めて有用かつ実践的であり、手術成績の向上にもつながりその臨床的意義は大きい。平成29年度は主に患者データの収集を行った。術前に施行した造影MRI画像データをDICOM形式でPCへ移した。さらにこのデータを用いて瘤壁造影効果の定量評価を行った。画像解析ソフトAmira 5.3(VSG)を用いて得られた造影前後の3Dデータをcoregistrationし造影効果を評価した。瘤壁の造影領域に関心領域を置き、造影性の指標となるwall enhancement indexおよびcontrast ratio against the stalkを算出した。CFD解析のために術前に施行した3次元脳血管撮影及びMRI画像により脳動脈瘤に関する十分な解像度の3次元DICOMデータを取得、閾値設定によらない変曲点を利用した形状抽出法により安定したモデルを構築した。当初の予定通り150例の動脈瘤患者からデータが得られた。以上が平成29年度までに行った研究内容である。平成30年4月より研究担当者(代表者)が所属機関を退職することとなったため、本研究は廃止申請することになった。平成30年度の本研究にかかわる研究実績はない。今後CFD解析データ及び術中所見と比較検討することで本研究の目的である脳動脈瘤破裂点の予測に有用な知見が得られると考えられる。MRIにおける造影効果の評価においてDICOMデータの収集のみならず造影効果の定量評価まで行うことができた。これは平成30年度に予定していた内容であった。予定通りCFD解析及び術中所見の検討を追加することで、MRIデータとCFDデータ、術中所見を比較検討する。本研究の目的である脳動脈瘤破裂点の予測に有用な知見が得られることが期待される。人件費を要さなかった分次年度使用額が生じた。次年度以降は研究遂行のために人員を要するため人件費として補填する予定である。
高温液体アルゴン・キセノンを用いた電離箱によるエネルギー分解能と飽和特性の実験

希ガス液体は放射線検出器の素材として種々の利点を持っており、素粒子実験などの分野では液体アルゴンカロリメータとして以前から実用されている。しかし理論的には、これまでの実験値よりさらに1桁程度優れたエネルギー分解能が期待されている。本研究の目的は、液体アルゴン・キセノン電離箱のエネルギー分解能を実験的に研究し、理論の予想する優れた分解能を実現すること、もしくは理論と実験の食い違いの原因を研究し、エネルギー分解能の限界を解明することである。平成7年度は電離箱等の準備を行い予備的な実験を行い、本年度さらにエルネギ-分解能の実験を進めた。すなわち、アルゴン、キセノンに光電離性分子を添加したときの、電離収量、エネルギー分解能を研究し、エネルギー分解能についてのThomasらの再結合説が当てはまらないことを明らかにした[E. Ehibamura et al, 1995]。また、電離収量、発光光量について調査し、J. Seguinotらの論文にコメントした[M. Miyajima et al, 1995]。また、電離収量が多い典型的な応用例として、光電離分子を添加した液体アルゴンカロリメーターに高速重イオンを照射して電離収量、エネルギー分解能を研究した[M. Ichige et al, 1995]。これまでのところは期待したエネルギー分解能がまだ得られておらず、液体検出器の限界を明らかにするという目標は実現できていないが、新たに希ガス純化装置を改良するなど、実験装置の整備を行った。エネルギー分解能に影響を及ぼす回路の雑音などの対策は進んでいるので、今後さらに電離箱の実験を行う予定である。液体希ガスを用いた放射線検出器のエネルギ分解能について、実験値が理論の予想に比べて悪いという以前からの問題の解明とより高いエネルギ分解能の達成を目的としている。このために、希ガス液体を3重点より高い温度としてその密度を低下さて、そこで液体電離箱を動作してエネルギ分解能を研究する。本年度はそのためのチェンバーを設計・製作し、真空排気系統の準備をした。電流導入端子などの部品は極力手持ちのものを使用することとした。また、希ガス液体中に酸素や酸化窒素その他の電気陰性度の高いの不純物がエネルギー分解能を悪化させることがこれまでの経験でわかっている。この不純物の除去のためにTi、Baをゲッターとする純化装置を持っているが、これを接続する準備をした。電離箱からの信号は前置増幅器、線形増幅器、MCA、パーソナルコンピュータを用いて記録するが、本年度そのパーソナルコンピュータを購入した。手持ちのデータ収集ソフトウェアを少し手直しして、実験に備えた。アルゴン、キセノンなどの希ガス液体は放射線検出器の素材として種々の利点を持っており、素粒子実験などの分野では実用されている。しかし理論的には、これまでの実験で得られている値よりさらに1桁程度優れたエネルギー分野能が期待されている。そのために、アルゴン、キセノンに光電離性分子を添加したときの、電離収量、エネルギー分解能を研究し、エネルギー分解能についてのThomasらの再結合説が当てはまらないことを明らかにした[E. Ehibamura et al, 1995]。さらに、電離収量が多い典型的な例として、光電離分子を添加した液体アルゴンカロリメーターに高速重イオンを照射して電離収量、エネルギー分解能を研究した[M. Ichige et al, 1995]。

今年度は期待したエネルギー分解能がまだ得られておらず、液体検出器の限界を明らかにするという目標は実現できていないが、新たに希ガス純化装置を改良するなど、実験装置の整備を行った。エネルギー分解能に影響を及ぼす回路の雑音などの対策は進んでいるので、今後さらに電離箱の実験を行う予定である。
ブロードエリア半導体レーザにおけるフィラメンテイションの解明と制御

数十μm幅の広い活性層を持つブロードエリア半導体レーザは、高出力レーザとして期待されているが、通常の狭活性層幅のレーザとは異なり、レーザ発振においてフィラメントと呼ばれる光強度の時間、空間に微細な不規則振動が見られる。このフィラメントにより、レーザ発振の質は著しく劣化する。本研究においては、このフィラメント構造の理論的解析を行い、これを外部戻り光、あるいは光同期注入の方法により抑制する研究を理論と実験の両面から行った。光波長の数十倍の広いストライプ幅をもつブロードエリア半導体レーザにおいては,活性層方向の発振領域が定まらず,光の自己収束効果とキャリアの空間ホールバーニングにより,時間的に十ps程度で数ミクロンの空間大きさを持つフィラメントと呼ばれる構造が発生し,これが時間と空間を不規則に移動する。これによりレーザビームの質が著しく劣化するため,ブロードエリア半導体レーザの応用において障害となっている。この現象は,レーザの持つ非線形生によるカオスであるが,これまで研究がほとんどなされていなかった。本研究においては,ゲインガイド型,インデクッスガイド型のレーザモデルに基づくレート方程式を導入し,フィラメント現象の解析を行った。この結果,フィラメント構造の統計的性質を明らかにすることができた。また,このフィラメント構造は,キャリアの拡散,光の回折パラメータに強く依存することもわかった。このカオス的不安定性を抑制する方法として,外部戻り光あるいは光注入により安定化を行う方法について理論的検討を行い,強光注入によりマクロなビーム形状のトップハット性が著しく改善できることが明らかにされた。また,これらの理論に基づく予備的実験を行い,戻り光を用いた方法により縦多モード発振するブロードエリア半導体レーザを単一モード化でき,そのときのビームプロファイルも単包化されたガウス型に近いものが得られることも判明した。光波長の数十倍の広いストライプ幅をもつブロードエリア半導体レーザにおいては、活性層方向の発振領域が定まらず、光の自己収束効果とキャリアの空間ホールバーニングにより、時間的に十ps程度で数ミクロンの空間大きさを持つフィラメントと呼ばれる構造が発生し、これが時間と空間を不規則に移動する。これによりレーザビームの質が著しく劣化するため、ブロードエリア半導体レーザの応用において障害となっている。この現象は、レーザの持つ非線形生によるカオスであるが、これまで研究がほとんどなされていなかった。本年度の研究においては、光注入、空間フィルタリングを行った戻り光についての理論的解析を行い、フィラメントの抑制に効果のある条件について詳細な検討を行った。たとえば、レーザ発振強度と等倍くらいの光注入により不規則フィラメントを周期的な発振モードに強制することができ、このことにより時間平均におけるトップハット性が著しく改善できた。さらに、このことに関する基礎的な実験を行った。また、量子ドットを活性層に埋め込んだときの解析を可能にするために、まずは狭ストライプを仮定した半導体レーザについてのモデルを構築し、量子ドットレーザにおける解析を可能にした。次年度以降では、これをブロードエリア半導体レーザに応用した展開を試みる。この現象は、レーザの持つ非線形生によるカオスであるが、これまで研究がほんとんどなされていなかった。本研究においては、ゲインガイド型、インデクッスガイド型のレーザモデルに基づきレート方程式を導入し、フィラメント現象の解析を行った。この結果、フィラメント構造の統計的性質を明らかにすることができた。また、このフィラメント構造は、キャリアの拡散、光の回折パラメータに強く依存することもわかった。このカオス的不安定性を抑制する方法として、外部戻り光あるいは光注入により安定化を行う方法について理論的検討を行い、強光注入によりマクロなビーム形状のトップハット性が著しく改善できることが明らかにされた。また、これらの理論に基づく実験を行い、戻り光を用いた方法により縦多モード発振するブロードエリア半導体レーザを単一モード化でき、そのときのビームプロファイルも単包化されたガウス型に近いものが得られることも判明した。
KIBRAによる上皮細胞極性制御機構の解析

Ayu21-W171マウス(Wwc1ジーントラップマウス)の表現型を解析した。当該マウスはヘテロ接合体で胚凍結保存されていたものであり、ホモ接合体の解析は全く行われていなかった。まずヘテロ接合体のゲノムを用いWwc1(KIBRA)遺伝子がトラップされている領域をロングPCR法、インバースPCR法により解析・決定した。当該ヘテロマウスを交配しホモ接合体が得られるかどうかを解析したところ、これまでに得られた野生型、ヘテロ、ホモの個体数比は、15:22:5であり、メンデル比に照らし合わせるとホモの個体数が少なかった。ホモ接合体の脳由来タンパク質抽出液を用い、KIBRAタンパク質が完全に発現していないことを確認した。産まれてきたホモ接合体は出生時の体長が小さく、野生型と比較して力が弱かった。さらに、ホモマウスの中には尾の先端が曲がる、Wnt-PCP経路の異常と同様の表現型を示す個体が見られた。当経路に異常がある場合、通常は胎生致死であり、弱いアレルの個体に同様の表現型がみられる。したがって、KIBRA遺伝子破壊により、Wnt-PCP経路の破綻が生じている可能性が考えられる。さらに、胃がん検体を免疫染色し臨床病理学的因子との相関関係を解析したところ、KIBRAの高発現と脈管への浸潤に相関関係が見られた。また、そのような脈管への浸潤はaPKC低発現群でKIBRAが高発現している群に濃縮されていた。KIBRA単独の発現強度と予後不良には有意な相関が見られなかったが、aPKCの発現が低い群でKIBRAの高発現と予後不良に相関がみられた。KIBRAはaPKCの活性を抑制することを明らかにしており、aPKC低発現/KIBRA高発現群では、aPKCの活性が顕著に低下していると考えられる。aPKC低発現/KIBRA高発現群ではaPKC活性が顕著に低下することにより、上皮細胞の極性が破綻し、脈管への浸潤が亢進すると考えられる。細胞極性制御因子aPKC-PAR複合体が上皮細胞の極性を制御する分子機構を解明することを目的とし、aPKC結合タンパク質KIBRAの上皮細胞極性形成への関与を検討した。RNA干渉法によって安定的にKIBRAの発現を抑制したMDCK細胞株での解析により、KIBRAは密着結合形成に関与すると考えていたが、さらなる詳細な解析によって密着結合への関与は薄い可能性が示唆された。免疫染色法によりKIBRAの局在を再検討したところ、コラーゲンゲル中でシストを形成したMDCK細胞において、KIBRAは細胞接着面だけでなく頂端膜側にも局在することが明らかになった。そこで研究方針を変更し、aPKC-PAR複合体が制御すると言われる頂端膜形成へのKIBRAの関与を検討した。KIBRAの発現を約9割抑制したMDCK細胞株を用い、コラーゲンゲル中でシストを形成させたところ、頂端膜が顕著にふくれあがるという表現型が得られた。また、この細胞株を低カルシウム培地中で培養したところ、通常見られる頂端膜の細胞内への凝集が抑制された。これらの表現型はKIBRA発現抑制細胞内でaPKC活性が上昇していることを示唆している。そこでaPKC阻害剤を添加した低カルシウム培地中でKIBRA発現抑制細胞を培養したところ、KIBRA発現抑制細胞でも頂端膜の細胞内への凝集が観察された。また、in vitroでaPKC阻害活性を有するKIBRAのaPKC結合領域のみをMDCK細胞に過剰発現し、低カルシウム培地中で培養したところ、頂端膜の細胞内への凝集が促進された。以上の結果はKIBRAがaPKC-PAR複合体の阻害を介して上皮細胞の頂端膜形成を負に制御し、頂端膜の恒常性の制御に関わっていることを示している。本発見により、長らく不明であった頂端膜形成制御の分子メカニズムの一端が明らかになったと考えられる。前年度より引き続き、細胞極性制御因子PAR-aPKC複合体が上皮細胞の極性を制御する新規分子機構を解明することを目的とし、aPKC結合タンパク質KIBRAの上皮細胞極性形成への関与を検討した。前年度までの解析により、KIBRA発現抑制細胞ではアピカル膜形成が促進するという表現型が得られたが、この原因がアピカル膜のエンドサイトーシスが阻害されているためなのか、エキソサイトーシスが促進されているためであるかは不明であった。そこでEGFP融合p75神経成長因子受容体を用いてアピカル膜の動きを可視化したところ、新規合成されたEGFP融合p75の細胞膜上への移行量がKIBRA発現抑制細胞で顕著に上昇することが明らかとなった。このことはアピカル形成促進の原因が、アピカル膜タンパク質のエキソサイトーシスが促進しているためであることを示している。また、KIBRA発現抑制細胞で得られた表現型を確定するために、EGFP融合KIBRAあるいはaPKC結合領域を欠いたEGFP融合ΔC-KIBRAをレスキューした細胞株を取得した。全長のKIBRAをレスキューした場合は、KIBRA発現抑制によるアピカル膜の拡張を抑制することができたが、ΔC-KIBRAをレスキューした場合は、その抑制の度合いが弱いことがわかった。このことから、KIBRAはaPKCとの結合を介してアピカル膜の拡張を抑制することが示唆された。

KIBRA発現抑制細胞にaPKC阻害剤を添加し表現型の回復がみられるかどうか解析したところ、aPKC阻害剤の添加により、KIBRA発現抑制細胞でのアピカル膜過形成を抑えることができた。以上の結果から、KIBRAはaPKC活性の抑制を介してアピカル膜のエキソサイトーシスに対し抑制的に働き、過剰なアピカル膜形成を抑え、上皮極性を維持していることが明らかとなった。KIBRAは最近ショウジョウバエで臓器サイズを制御するHippo経路との関与が報告されたが、本成果は臓器サイズを制御するHippo経路と細胞極性を制御するPAR-aPKC経路をつなぐ生化学的な証拠を初めて提示した。この成果はCurrent Biology誌に受理された。Ayu21-W171マウス(Wwc1ジーントラップマウス)の表現型を解析した。当該マウスはヘテロ接合体で胚凍結保存されていたものであり、ホモ接合体の解析は全く行われていなかった。まずヘテロ接合体のゲノムを用いWwc1(KIBRA)遺伝子がトラップされている領域をロングPCR法、インバースPCR法により解析・決定した。当該ヘテロマウスを交配しホモ接合体が得られるかどうかを解析したところ、これまでに得られた野生型、ヘテロ、ホモの個体数比は、15:22:5であり、メンデル比に照らし合わせるとホモの個体数が少なかった。ホモ接合体の脳由来タンパク質抽出液を用い、KIBRAタンパク質が完全に発現していないことを確認した。産まれてきたホモ接合体は出生時の体長が小さく、野生型と比較して力が弱かった。さらに、ホモマウスの中には尾の先端が曲がる、Wnt-PCP経路の異常と同様の表現型を示す個体が見られた。当経路に異常がある場合、通常は胎生致死であり、弱いアレルの個体に同様の表現型がみられる。したがって、KIBRA遺伝子破壊により、Wnt-PCP経路の破綻が生じている可能性が考えられる。さらに、胃がん検体を免疫染色し臨床病理学的因子との相関関係を解析したところ、KIBRAの高発現と脈管への浸潤に相関関係が見られた。また、そのような脈管への浸潤はaPKC低発現群でKIBRAが高発現している群に濃縮されていた。KIBRA単独の発現強度と予後不良には有意な相関が見られなかったが、aPKCの発現が低い群でKIBRAの高発現と予後不良に相関がみられた。KIBRAはaPKCの活性を抑制することを明らかにしており、aPKC低発現/KIBRA高発現群では、aPKCの活性が顕著に低下していると考えられる。aPKC低発現/KIBRA高発現群ではaPKC活性が顕著に低下することにより、上皮細胞の極性が破綻し、脈管への浸潤が亢進すると考えられる。
先天性貧血に関与する選択的翻訳機構の解明：ゼブラフィッシュを用いた研究

ダイヤモンド・ブラックファン貧血(DBA)の患者では、10種類以上のリボソームタンパク質(RP)遺伝子の変異が、約60%の患者で確認されている。本研究では、RPS19遺伝子(患者の25%で変異)のゼブラフィッシュオーソログの発現を抑制し(DBAモデル)、ポリソーム解析を用いて遺伝子の翻訳効率を明らかにした。興味深いことに、翻訳が抑制される遺伝子の中には多くの造血関連因子が含まれた。その一つの遺伝子のmRNAをin vitro合成しDBAモデルに注入したところ貧血様の表現型が回復した。この結果は、DBAの発症機序を解明する大きな手がかりになると考えられる。リボソームの生合成に関わる因子の異常が、骨髄機能不全をはじめ様々な疾患の発症に関与することが示唆されている。最近ではこれらを「リボソーム病」と呼び、翻訳調節の異常が疾患を引き起こすメカニズムの解明に注目が集まっている。本研究では、赤芽球形成不全を示すダイアモンド・ブラックファン貧血(DBA)のゼブラフィッシュモデル(リボソームタンパク質S19遺伝子の発現を抑制した胚)を用いて、赤血球分化に特異的に影響を及ぼす翻訳調節異常を明らかにすることを目的とする。DBAモデルにおける翻訳効率変動の解析前年度に行ったポリソームを形成するmRNAの頻度解析(次世代シーケンサーによるRNA-seq解析)から、翻訳量が変動する遺伝子を絞り込んだ。これらの遺伝子の翻訳効率が、転写レベルでの変動の影響をどれくらい受けているのかを明らかにするために、トランスクリプトーム(全mRNA)との比較解析を行った。ポリソーム画分からのmRNAと全mRNAの解析結果から、共通して有効データを取ることのできる遺伝子は約5,500個あった。その内、約2,500個はDBAモデルにおいて転写レベルではあまり変動せず、リボソームによる翻訳調節を受けている可能性が高いことが示唆された。DBAの新規候補遺伝子の同定RNA-seq解析から、造血に関与する可能性が高い遺伝子を2つ同定した。ひとつは、翻訳レベルの低下が、もう一方は増加が見られた遺伝子である。これらの遺伝子に対してモルフォリノアンチセンスオリゴ(MO)を設計し、ゼブラフィッシュの受精卵に微量注入した。DBAモデルで翻訳低下が示された遺伝子をMOを用いて抑制すると、形態形成にはほとんど影響が現れず、赤血球のみが減少した。翻訳増加を示した遺伝子をて抑制しても、赤血球数への影響は観察されなかった。リボソームの生合成異常が、骨髄機能不全を伴う疾患の発症に関与することが示唆されている。これらは「リボソーム病」という新しい概念のもと研究が進められている。しかし、あらゆる細胞でタンパク質の合成を行うリボソームが、どのようなメカニズムで造血細胞の異常を引き起こすのか全くわかっていない。本研究では、赤芽球形成不全を示すダイヤモンド・ブラックファン貧血(DBA)のゼブラフィッシュモデル(リボソームタンパク質S19遺伝子の発現を抑制した胚)を用いて、赤血球分化に特異的に影響を及ぼす翻訳調節異常を明らかにすることを目的とする。1.蛍光プローブを発現するゼブラフィッシュの導入先行研究において、DBAモデルでは赤血球成熟の最終段階で異常が起きていることが示唆された。異常が起こるステージを明らかにするために、細胞周期の変化を観察できるゼブラフィッシュ(cecyil)を用いた解析を試みた。まず、G1期に赤色蛍光プローブ、S/G2/M期に緑色蛍光プローブをそれぞれ発現するcecyilをリソースセンターから入手した。両者を掛け合わせ、両方の蛍光プローブをもつ固体を作製し、経時的に細胞周期の変化を撮影する条件を検討した。2.ポリソームを形成するmRNAの頻度解析DBAモデルの24時間胚からの抽出物からショ糖密度勾配遠心法によりポリソーム画分を得た。そこからmRNAを精製し、次世代シーケンサーを用いてRNA-sequencing解析を行った。コントロール胚と比較して翻訳効率が変動する遺伝子を315個まで絞り込んだ。この遺伝子群を用いた解析によって、細胞接着、細胞周期、スプライシングに関わる遺伝子が含まれていることがわかった。最近ではこれらを「リボソーム病」と呼び、翻訳調節の異常が疾患を引き起こす可能性が示唆されている。本研究では、赤芽球形成不全を示すダイアモンド・ブラックファン貧血(DBA)のゼブラフィッシュモデル(リボソームタンパク質(RP)S19遺伝子の発現を抑制した胚)を用いて、赤血球分化に特異的に影響を及ぼす翻訳調節異常を明らかにすることを目的とする。前年度、リボソームを形成するmRNAの頻度解析(RNA-seq解析)とトランスクリプトーム解析の結果を比較し、翻訳効率が変動する遺伝子リストを作成した。本年度は、このリストから造血に関与することが知られている遺伝子を抽出し、ゼブラフィッシュを用いて解析を行った。最も翻訳効率が低下したのはGATA1遺伝子であった。この遺伝子は、DBA患者において変異が確認されており、RP遺伝子群以外のDBA遺伝子候補として注目されている。この点から、私たちが作成した遺伝子リストは発症機序を解明する重要な手がかりになると期待した。翻訳効率が最も低下する50個の遺伝子のうち、GATA1, RPS19を含めて8個が造血に関与することが知られている遺伝子であった。GATA1を除く上位3つの遺伝子に対してモルフォリノアンチセンスオリゴ(MO)を設計し、ゼブラフィッシュにおいて発現抑制実験を行った。

いずれの場合もMOの濃度に依存して形態形成、造血ともに異常が現れた。また、このうち1つの遺伝子は、国内の2人のDBA患者で変異があることを確認した。リボソームの生合成に関わる因子の異常が、骨髄機能不全をはじめ様々な疾患の発症に関与することが示唆されている。最近ではこれらを「リボソーム病」呼び、翻訳調節の異常が疾患を引き起こすという新たな概念にもとで研究が進められている。本研究では、赤芽球形成不全を示すダイアモンド・ブラックファン貧血(DBA)のゼブラフィッシュモデル(リボソームタンパク質S19遺伝子の発現を抑制した胚)を用いて、赤血球分化に特異的に影響を及ぼす翻訳調節異常を明らかにすることを目的とする。前年度は、ポリソームを形成するmRNA(翻訳されるmRNA)の解析とトランスクリプトーム解析とを比較し、翻訳効率を算出した。翻訳効率が低下する遺伝子リストの上位75個の遺伝子について、患者及びその家族のエキソーム解析の結果を用いて変異の探索を行った。しかし、新たなDBA遺伝子の有力な候補となる遺伝子の同定には至らなかった。一方で、翻訳効率が50%以下に低下する遺伝子75個の中には、糖鎖修飾に関与する遺伝子が6個含まれることを見いだした。その内のひとつは、gata1に次いで2番目にもっとも翻訳効率が低下する遺伝子であった。そこで、この遺伝子のmRNAをin vitro合成し、リボソームタンパク質遺伝子S19に対するアンチセンスとともに受精卵に注入した。その結果、DBAモデルにおいて赤血球が増加することを確認した。この遺伝子は、ゼブラフィッシュの初期胚において、造血組織で強く発現することが確認されている。この遺伝子の翻訳効率が低下することで、赤血球の分化に影響が及ぼされる可能性があると考えた。ダイヤモンド・ブラックファン貧血(DBA)の患者では、10種類以上のリボソームタンパク質(RP)遺伝子の変異が、約60%の患者で確認されている。本研究では、RPS19遺伝子(患者の25%で変異)のゼブラフィッシュオーソログの発現を抑制し(DBAモデル)、ポリソーム解析を用いて遺伝子の翻訳効率を明らかにした。興味深いことに、翻訳が抑制される遺伝子の中には多くの造血関連因子が含まれた。その一つの遺伝子のmRNAをin vitro合成しDBAモデルに注入したところ貧血様の表現型が回復した。この結果は、DBAの発症機序を解明する大きな手がかりになると考えられる。蛍光プローブ(zFucci)を発現するゼブラフィッシュにおいて、DBA発症機序の解明につながる細胞周期の異常を捉えることはできなかった。しかし、ポリソームを形成するmRNAの解析(RNA-seq)で得られたデータから、RPS19の下流で翻訳効率が変動する造血に関与する遺伝子を抽出することができた。さらに、ゼブラフィッシュを用いて発現抑制実験も行い、初期造血との関連性を解析することもできた。分子遺伝学本年度は、RPS19の発現抑制により翻訳効率が低下し、かつ造血に関与することが知られている遺伝子に絞り込んで解析を進めた。
マウス精巣上体の生後発達と部位別機能分化の分子機構

精巣上体における部位特有の管腔内環境形成の分子機構を明らかにするために、マウスの精巣上体における遺伝子発現について解析を行った。その結果、精巣上体でのみ発現している遺伝子を6種類明らかにした。また精巣上体のなかでは頭で強く発現する遺伝子5種類、体で強く発現する遺伝子2種類、尾で強く発現する遺伝子1種類、頭と尾で強く発現する遺伝子1種類を明らかにした。精子の成熟に重要な器官である精巣上体では、生後の発達段階において頭部、体部、尾部の部位ごと精巣上体管上皮の分化が起こり、特有の機能をもつようになる。その分子機構を明らかにするために、マウスの精巣上体における遺伝子発現について解析を行った。本年度は、マイクロアレイ解析により精巣上体で高レベルの発現が確認されている遺伝子のうち、Tmco7、Ppme1、BB583831[EST]、Mapklip1、Mbnl3、BAC clone RP23-387J8、Gstm7、Pyroxd2、Rnf185に着目し、これらが精巣上体以外の臓器でも発現するのか否かをRT-PCR法により解析した。臓器は8週齢の雄マウスより摘出した。また精巣上体以外の臓器としては、精巣、精管、骨格筋、脳、肺、心臓、肝臓、腎臓、小腸を対象とした。解析の結果、調べた遺伝子はすべての臓器において発現していることが確認された。一方で、いくつかの遺伝子にはRT-PCR結果に特徴がみられた。まず、精巣上体におけるBB583831[EST]のPCR産物は他の臓器のものより100bpほど短く、精巣上体では他とは違うアイソフォームが発現しているのではないかと考えられた。また、Mbnl3は精巣上体および腎臓以外では副産物を生じた。逆にBAC clone RP23-387J8は精巣上体、精管、脳および骨格筋において、さらにPyroxd2は精巣上体、精管、脳、肺において、期待するPCR産物の他に副産物を生じた。これらの副産物が複数のアイソフォームの発現を示すものか否かは現段階では不明である。今後は精巣上体に特徴的なPCR産物を生じたBB583831[EST]についてさらなる発現パターン解析を行うとともに、新たな精巣上体特異遺伝子の検索を継続し、精巣上体の部位別の発現解析および発育段階別の発現解析を行う予定である。精子成熟に重要な精巣上体では生後に上皮の分化が起こり、頭・体・尾の部位ごとに特有の機能を獲得する。その分子機構を明らかにするために、マウス精巣上体での遺伝子発現をRT-PCR法により解析した。次に、昨年解析したものを含む16種類の遺伝子について、頭・体・尾の間で発現を比較したところ、頭体で優位なものはMbn13、Rnase9、Lcn12、9230001H03Rik、9230103M23、Gm6792であった。体尾で優位なものはSce1、9230005D20、体のみで優位なものはBAC clone RP23-387J8、頭と尾で優位なものはD730048I06Rikであった。一方、部位別の局在が不明瞭なものは9230102M18Rik、Serpinalf-v1、Serpinalf-v2、Spglla、Wfdc6a、Pyroxd2であった。局在が明らかなもののうち、Lcn12、9230001H03Rik、Gm6792については他の部位では長さの異なるバンドが見られたことから、別のアイソフォームが発現している可能性が考えられた。その結果、これまでのRT-PCR法による結果がほぼそのまま確認された。例えば精巣上体の頭から体にかけて優位に発現すると想定されるMbn13、Rnase9、Lcn12に関しては、ハウスキーピング遺伝子であるβ-actinとの発現比で表すと、それぞれ頭・体・尾の順にMbn13では25.5、0.951、0.0769であり、Rnase9では3.79、0.885、0.0748、またLcn12では11.9、1.27、1.54であった。すなわち、Mbn13およびRnase9では頭において発現が著しく高く、体においてはβ-actinと同程度であり、尾においてはほとんど発現しないことが明らかになった。Lcn12については、前二者と同様に頭において強く発現し、体においてβ-actinと同程度の発現があるが、さらに尾においてもβ-actinと同程度に発現することが明らかとなった。また、体から尾にかけて優位に発現すると想定されたSce1に関しては、β-actinとの発現比は頭・体・尾の順に0.119、1.18、0.271であった。

すなわちSce1は精巣上体の体においてβ-actinと同程度あるいはやや強く発現し、尾においてはその1/4程度、頭においては体の1/10程度の強さで発現することが明らかになった。
クロスメディアによるブランド・コミュニケーション戦略に関する日英米の国際比較

クロスメディア環境下のブランド・コミュニケーション戦略においては、消費者のメディア移転をふまえた双方向で効果的なメッセージの共創が不可欠となる。消費者は、その経験や知識の増大にともなって関与水準やブランド評価基準も変化するなかで、内部探索と外部情報探索を組み合わせて購買意思決定を行う。もちろん、この過程は日英米3ヵ国で異なる。企業のマーケティングやブランド戦略はそうした状況をふまえて展開するべきであることが明らかになった。平成19年度前半は陶山、鈴木、後藤が中心になって国内外の広告到達効果、広告コミュニケーション効果などの広告効果研究や広告効果モデルおよび小売店頭におけるブランド・コミュニケーションに関する先行研究のレビューを行った。また、当該分野に関するメーカーや流通企業のマーケティングや広告コミュニケーション実態を把握するためのバックグラウンドスタディを行い、必要な情報や資料を収集した。さらに、各メーカーのブランド・マネジャーや宣伝担当部門、小売企業の店舗統括、顧客管理、FSPなどの担当部門、広告代理店の担当者に対してヒアリング調査も実施した。その上で、広告のコミュニケーション効果の測定を可能にする理論的な枠組みや仮説モデルを提示した。その構成概念は、(1)消費者の計画・非計画購買過程の解明、(2)消費者選択における各種要因の影響分析、(3)店舗内外におけるコミュニケーション・ミックス、(4)最適化モデルの開発、(5)店頭プロモーションやインストア・マーチャンダイジングなどとの関連、(6)広告活動の多様性、広告効果指標、広告効果の段階、である。このような定性調査をふまえ、後半にはまず日本についてインターネットを用いた定量調査を行った。ここで取り上げた製品カテゴリーは紙おむつである。その基本解析の結果より、TV広告などのマスメディア、インターネット、ロコミ情報、小売店頭の各種プロモーション手段をどのように消費者が活用しながら、カテゴリー、ブランド、アイテム別に最終購買意思決定を行っているのか、小売店舗内外の広告コミュニケーション効果、とくにブランド・ロイヤルティの形成や実売に対するその影響分析がなされ、注目すべきブランド・コミュニケーション構造が明らかになった。平成20年度前半ではまず前年度で実施した日本におけるインターネット調査についての基本解析をふまえて、それをさらに深く解析するべく川瀬と後藤および数名の大学院生が検討を進めた結果、因子分析や分散分析などの多変量解析やAmosを用いた共分散構造分析、加えて各種のデータ・マイニング手法を併用するによりブランド・コミュニケーションの構造や動態についての深い知見が得られた。後半では日本の調査と基本的に同じパターンを用いて英国でもインターネット調査を行った。その際、過去数年にわたって共同研究を行っている英国エジンバラ大学のJ. Dawson教授はじめ複数大学の研究者との討論、英国小売企業のインタビューをふまえて、リサーチ企業に調査を委託して調査内容や調査方法、調査票の作成や実査および基礎解析を行った。なお、これら日英両国での調査結果については、まず消費者のブランド・メーカー・小売店舗などに関する選択行動や広告効果を個別に解析した。そうした研究結果の一部について数度に及ぶ研究会を開催したり、プライベートブランド(PB)の国際比較分析や都市ブランドに関する考察、さらに分析手法そのものについての検討と合わせて随時学会で報告したり、学術雑誌に発表したりした。平成21年度は、最終年度として日英米3ヵ国での紙おむつに関するインターネット調査結果の基本解析、さらに進んだ統計解析やその解釈を行った。その過程で共同研究者である英国エジンバラ大学のJ.Dawson教授を招聘して、消費者のブランド、メーカー、小売店舗などに関する消費者選択行動や広告効果をテーマに、論点や発見物の析出を行った。また米国カリフォルニア州立大学のR.Simeon教授など複数のマーケティング研究者からもコメントを受けた。数度にわたる研究会での議論を経て、本研究課題である「クロスメディアによるブランド・コミュニケーション戦略に関する日英米の国際比較」を行った。(1)タッチポイントベースのブランド・コミュニケーションモデルの構築と仮説の提示、(2)アンケート調査を通じた日英米の消費者購買行動の実証(国別の共通性や差異性の抽出)、(3)新しい広告効果測定モデルの理論上・実務上のインプリケーションの提示、この3点がそれである。それを受けて日本広告学会関西部会および同全国大会(9月、11月)や日本商業学会関西部会(12月)で相次ぎ報告する機会を得た。報告論題はそれぞれ、「小売店舗内外におけるブランド・コミュニケーションミックスと広告効果モデルの研究」、「ブランド・コミュニケーションミックスと広告効果」であった。なお日本広告学会の学会誌『広告科学』第52集にも同名の論文を掲載し、日本商業学会第60回全国研究大会でも報告の後、同学会の学会誌『流通研究』にも別の論文が掲載される予定である。さらにEAERCD、AMS、AAAな海外の学会での発表やジャーナルへの投稿を準備している。もちろん、各研究分担者が個別に研究成果を発表している。
電界効果による金属磁性の機能誘起

本研究の根本にある狙いは、電気的に材料の機能開拓を可能にする手段-電界効果-を、材料の枠を超えて活用し、省エネ・高効率な利用展開・材料間の融合的新機能の創発を図るものである。本研究では、中でも磁性体に注目し、特に、身近な金属の磁性を電界効果で自在に操る手法を確立し、その背景に眠るサイエンスの理解と応用展開を目指すことを目的としていた。具体的には、1電界効果により金属元素の電子数を変化させ、磁性が変化するメカニズムを理解すること、2天然には磁石として存在しない金属を電気的に磁石にすること、3磁場や電流に頼らない次世代の電気的磁気記録手法を探索・実証することを目指し、研究を進めた。基盤研究(S)の採択により、本研究が廃止となったため、実際の研究期間は5ヶ月程度であったが、下記の2つの内容について具体的な進展があった。●コバルト超薄膜に電界を印加し、その磁気異方性の変化を温度の関数として系統的に測定した。キュリー温度が変化するメカニズムと磁気異方性が変化するメカニズムの関連性を知る上で理解が進んだ。これは上記の1に貢献する結果であると考えている。●電界を加えることで、磁壁が移動するスピードを大幅に変えられることをこれまでに報告していたが、間接的な測定で磁壁移動スピードを求めなければならなかった。今回、透明な電極を用いることで、光学的に直接電界印加直下の磁壁移動を観測することに成功し、また磁壁の移動スピードを電界により100倍変えられることも分かった。これは上記の3に貢献する結果であると考えている。上記に加え、招待講演1件を行った。今後、基盤研究(S)にて2を中心とした展開を精力的に進めていくつもりである。25年度が最終年度であるため、記入しない。
DEAによる予測の理論と応用に関する研究

(1)代表的な予測法をDEAの手法で評価する方法を開発した。これまで予測法の評価は単一の評価基準が用いられてきたが、複数の基準で評価する方法は未開発であった。DEAの特長である多基準型評価法を開発した。その方法をWTI原油価格に適用した。(2)DEAによる効率値の信頼区間について、過去現在の時系列データをもとに推定する方法及び過去現在から未来値を予測して推定する方法を開発した。(3)未来のデータをエントロピー最大化原理で推定し、Dynamic DEAを適用して多期間に亘る全効率値を推定する方法を開発した。次の2つのテーマについて研究した。(1)予測法をDEAで評価するために、WTI原油価格を対象として次の研究を行った。代表的な予測法14種類によるWTI原油価格1986ー2010の予測を行い、予測結果の評価を次の入力候補と出力をもとに行った。入力候補(小さい程よい):平均誤差、平均2乗誤差、平均絶対値誤差等の2つの組合せ12種類、出力(大きい程よい):変動方向の予測正確性。どの組合せのケースでも20年移動平均法が最良のものと判定された。これまで予測法を評価するためには単一の評価基準が用いられてきた。例えば平均誤差が少ないものが良い予測法であるとされたり、平均2乗誤差の小さいものが良いと判定されたりしている。変動方向の予測の正確性を判断基準にすることもある。しかし複数の基準を用いて評価する方法は未開発であった。DEAは多基準型の評価法として登場した。われわれはDEAを用いて予測法の評価を行うことに初めて成功した。原油価格以外の予測法についても研究中である。(2)DEAによる効率値の信頼区間についてはこれまでブートストラッピング法が用いられてきた。しかしこの方法では測定誤差が考慮されていない。我々は測定値の誤差につき3つの場合について研究した。(a)誤差が3角分布する場合、(b)過去現在の時系列データから推定する場合、(c)過去現在のデータから未来値を予測する場合。いづれの場合も効率値の95%、80%等の信頼区間を推定することが出来る。このような信頼区間推定法は初めての試みである。次の3つの実績があった。(1)各種予測法のDEAによる評価を行った。対象は原油価格を取り上げたが、従来の予測法が単一の基準によって評価されていたので総合的に」どの」予測法が優れているかの判定が困難であった。それに対して、DEAは多基準を採用することが出来るのでより総合的な評価ができることが分かった。そのためSuper-efficiency SBMモデルを適用して判別の精度をより高めた。成果は論文として発表した。(Ouenniche, Xuとの共著)(3)日本の地方自治体病院の効率性をDynamic-Network DEAモデルを用いて分析した。病院を診療部門と管理部門のネットワークとして構造化し2007年から2009年の3年間のDynamicな効率性評価をおこなった。現在施行されている医療改革の効果を実証することが一つの目的であった。その結果、管理部門の効率性は2007年の0.867から2009年の0.851に低下したが、診療部門は0.858から0.870に上昇したことが分かった。(河口、筒井との共著)(1)代表的な予測法をDEAの手法で評価する方法を開発した。2.この方法を原油価格の予測に適用して、各種予測法の長所と短所を明らかにした。3. Resamplingの基本的な理論を構築した。27年度が最終年度であるため、記入しない。オペレーションズリサーチ(1)さまざまな予測法を包絡分析法によって評価するという今年度の目的は達成された。(2)DEAのための再サンプリング法を開発した。この方法によってDEA効率値の信頼区間が推定できるようになった。また将来の効率値の予測とその信頼区間も推定することができる。次年度にWorkshopを政策研究大学院大学で開催し、外国から約9名の研究者を招待するために今年度の予算を残した。(1)予測法の評価を他の分野;電力、福祉、金融、IT等のデータを集めて行う。特に福祉関連ではわが国の生活保護費に関する様々な予測法を評価するためにデータ収集を行い分析を進める。(2)再サンプリングによる将来予測を予測法の評価をもとに行うとともに信頼区間の推定を行う。対象としてはわが国の電力、インドのIT等を予定している。26年度は3年計画の2年目であり、予測法の評価をさまざまな分野のデータを収集して検証する。また国際会議(IFORS, OR56)に出席して論文を発表する。
拡散テンソルMRI画像における新たな高精度脳白質線維束抽出手法の開発

本研究課題の目的は、拡散テンソルMRI画像において高精度に脳白質神経線維束を抽出し、その走行を解析し追跡する新しいアルゴリズムを開発することである。前年度までに、拡散テンソル楕円体形状に基づく脳白質線維束領域抽出手法、脳白質線維束走行解析手法を開発した。本年度は、前年度に行った予備実験結果に基づいて、脳白質線維束走行解析手法における線維束追跡アルゴリズムの改良を行った。また神経線維束と腫瘍の可視化手法の開発を行った。これらの手法を用いて、主な脳白質神経線維束である錐体路を対象として実験・解析を行い、本年度は以下の研究成果が得られた。1.錐体路の全体像の描出。現在の拡散テンソルMRI画像において、神経線維束の分岐や交差による部分体積効果のため、従来手法では錐体路の全体像の描出が困難であることが知られている。提案手法を用いることで、健常者の拡散テンソルMRI画像において、手、足、顔の一次運動野の広い範囲から伸びる錐体路を描出することができた。提案手法によって推定された錐体路の経路は、神経解剖学的知識と矛盾しないことを示した。2.従来手法との定性的な比較評価。従来手法[Basser and Pierpaoli, 1996]を実装し、健常者の拡散テンソルMRI画像において推定された錐体路の走行を、神経解剖学的知識に基づいて視覚評価を行った。従来手法に比べ提案手法では、他の神経線維束と交差する神経線維束、特に顔の連動野へ伸びる経路の描出に優れていることを示した。3.提案手法の脳腫瘍患者データへの適用。提案手法を16例の脳腫瘍患者の拡散テンソルMRI画像に適用し、錐体路の走行を推定した。全例において神経解剖学的知識に大きく矛盾しないことを確認した。拡散テンソルMRI画像において高精度に脳白質神経線維束を抽出し、その走行を解析し追跡する新しいアルゴリズムを開発することを目的として、本年度は下記のアルゴリズム開発・実装および実験を行った。1.拡散テンソル楕円体形状に基づく脳白質領域抽出手法の開発拡散テンソルMRI画像の各ボクセルにおける固有値を特徴量として、教師なし競合型学習アルゴリズムである自己組織化マップを利用した脳白質領域抽出手法を開発した。これにより従来用いられていたスカラー量の拡散異方性指標を用いて白質領域を抽出するよりも、良好に白質領域が抽出された。2.脳白質線維束走行解析手法の開発拡散テンソル楕円体形状に基づいた密度分布モデルを考案し、上述の白質領域に基づいて、拡散テンソルMRIボクセル空間に脳白質線維束の3次元密度場の生成手法を開発した。本手法での脳白質神経線維束追跡は、この3次元密度場に基づいてボクセル間の結合を評価し、指定された始点から選択的に追跡しその経路を可視化するものである。従来手法と比較した本手法の有意点は以下の3つである。(1)ボクセル間の連結を1対多で表現することで脳白質神経線維束の分岐を許容している。(2)追跡には拡散テンソルの第1固有ベクトルだけでなく残りの二つの固有ベクトルも使うことで、3つの全ての固有ベクトルを使うため、結合するボクセルを3次元的に探索できる。(3)追跡した脳白質神経線維束経路の信頼性の評価が可能となった。これはボクセル間の連結判定の指標に3次元密度場を用いているため、結合の信頼度および脳白質神経線維束経路の信頼度を確率で表現でき、経路の表示においてその信頼度を可視化することが可能となった。3.本手法の検証実験本手法を実際の拡散テンソルMRI画像データに対して適用し、本手法の妥当性を検証した。本年度までの段階では、主な神経線維束である錐体路が良好に描出され、神経解剖学の知識とほぼ一致することが確認された。

3.提案手法の脳腫瘍患者データへの適用。提案手法を16例の脳腫瘍患者の拡散テンソルMRI画像に適用し、錐体路の走行を推定した。全例において神経解剖学的知識に大きく矛盾しないことを確認した。