hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
術後多臓器不全、特に肝不全の解析に基づく肝臓死の提唱

研究期間をとうして術後多臓器不全(MOF)の発生因子として、生体防御機構の障害と重症感染がその主要因子であるというこれまでの知見より代謝中枢、細網内皮系機能中枢として全身の臓器相関を制御して生命活動を維持している肝臓の役割を臨床的、動物実験的に解析してきた。肝機能の可逆性は肝細胞ミトコンドリアの可逆性に依存するという観点から、肝細胞ミトコンドリアのoxidoreduction potentialと相関する動脈血ケトン体比の測定により、肝不全の不可逆的変化に陥ったと推定される時期を、同比が0.25以下に継続的に低下した時期であると認識して、臨床的諸病変、とくに血液凝固能の低下による出血傾向の出現と肝不全死の関連を追及し、プトロンビン時間活性値30%以下の低下と血小板数の急激な減少は肝不全発生とその予後の推測に重要であることを確認した。動物実験においては感染ラットを作成し、重症感染時の初発症状として発生する胸水貯留の発生と肝不全発生メカニズムの関連に焦点をしぼって研究を進めた。致死に至らない軽度の肝エネルギ-チャ-ジ、動脈血ケトン体比の低下例(肝エネルギ-チャ-ジ、動脈血ケトン体比がreversibleであるが、継続的に低下する)では肝臓のクッパ-細胞からのTNF産生量の亢進が血中TNFの上昇を促し、関連して上昇する血中cytokineの複合的関与により、肺内皮細胞が障害され、肺水腫が発生するものと推測した。肺呼吸障害の重症化は、肝組織呼吸障害を招来し、さらなる肝エネルギ-チャ-ジ、動脈血ケトン体比の低下を促し、MOFの悪性サイクルの回転につながることを見いだした。臨床例においてretrospectiveに肝不全の定義づけを図った。常用されている検査値から肝不全と定義し、その可逆性を予知することは容易ではないが、臨床的解析結果では、結成ビリルビン値が10mg/dl以上への上昇、プロトロンビン時間活性値30%以下への下降が、意識障害と共に観察される場合には肝不全と定義でき、可逆性は動脈血中ケトン体比の連続的観察によって可能であることを発表した。肝臓においてのみ産生されるrapidturnover proteinのうち、血液凝固因子や細菌貧食能と関連する補体蛋白、フィブロネクチン等もこの動脈血中ケトン体比の変動と相関して上下した。動脈血中ケトン体比が0.25以下に低下する場合には現存の保存的治療では末期臨床症状としての消化管出血を起こして死亡することが確認された。この場合、臨床例からみた肝臓死の定義の確率-肝再生機転は失われ肝の中心臓器としての制御機能は失われる-は十分可能であると考えられた。一方、軽度肝障害の可逆性に対して、肝切除術後症例をとりあげた。術後肝不全に陥らせることなく、より早期の退院が可能となる術後管理が要求されている。肝切離縁創傷治癒機転遅延因子の解明という見地より,動脈血中ケトン体比を中心において、上記rapid turnover proteinや炎症時に腫瘍臓器間の媒介物質(ケルカル・メディエ-タ-)となりうる多核白血球のス-パ-オキサイドディスムタ-ゼ活性、エラスタ-ゼ活性、IL1、IL6、TNF等の活性を測定し、肝エネルギ-レベルの維持が軽度肝不全時にも他臓器障害に移行させない治療方法として重要であることを示した。非致死レベルの肝エネルギ-レベルの低下であっても、遷延する場合には胸水貯溜しやすいことも見いだされた。MOF発生症例は動脈血ケトン体比測定による術後管理能力の向上により、肝切除症例では発生しなかった。しかし、重症感染例の解析をとうして、肺合併症の出現時には動脈血ケトン体比の正常域からの急速低下が認められることを証明した。

動物実験においては計染ラットを作成し、重症感染時の初発症状として発生する胸水貯留の発生と肝不全発生メカニズムの関連に焦点をしぼって研究を進めた。致死に至らない軽度の肝エネルギ-チャ-ジ、動脈血ケトン体比の低下例(肝エネルギ-チャ-ジ、動脈血ケトン体比がreversibleであるが、継続的に低下する)では肝臓のクッパ-細胞からのTNF産生量の亢進が血中TNFの上昇を促し、関連して上昇する血中cytokineの複合的関与により、肺内皮細胞が障害され、肺水腫が発生するものと推測した。また、このような状態においてはクッパ-細胞のス-パ-オキサイド産生能も低下しており、肺呼吸障害の重症化は、肝組織呼吸障害を招来とともに、さらなる肝エネルギ-チャ-ジ、動脈血ケトン体比の低下を促し、MOFの悪性サイクルの回転につながることを見いだした。
ABCA12遺伝子変異による重症型魚鱗癬に対する新しい治療法の開発

本研究の目的は、ABCA12遺伝子変異を病因とする重症型魚鱗癬に対する、毛包のバルジ由来幹細胞をターゲットとした正常ABCA12遺伝子導入による新しい治療法を開発し、道化師様魚鱗癬患者由来表皮細胞、および、魚鱗癬モデルマウスを対象として、その治療効果を検証し、臨床応用への道を開くことであった。本研究の結果、以下の成果が達成された。2)遺伝子導入幹細胞株よりの皮膚再生系の確立SCIDマウスの背部を除毛し、直径1CMの円形に皮膚を切除した。そこヘシリコンチャンバーを移植し、チャンバー上部の穴から細胞懸濁液を注入し、移植部位を乾燥させることにより上皮化を促した。移植後約4週間で皮膚・毛髮の形成が認められた。3)再構成皮膚における魚鱗癬表現形の変化の確認遺伝子導入幹細胞からの再生表皮について、経時的に皮膚生検を施行、凍結切片を作成、蛍光顕微鏡等にて観察することにより、リポーター遺伝子ならびに、正常ABCA12遺伝子の導入、発現を確認した。さらに、免疫組織学的、in situ hybridization法、ノザン・ブロッティング、サザン・ブロッティングによって、移植患者表皮における導入正常遺伝子および蛋白の発現をモニターした。遺伝子導入実験後、移植皮膚における臨床症状の改善度を評価した。その結果、導入遺伝子の発現により、皮膚表現形の改善を認めた。4)研究結果の総括と臨床応用への可能性の評価今回の研究によって得られた結果から、最善と考えられる導入遺伝子、遺伝子導入法をまとめた。さらに、導入遺伝子の発現、遺伝子導入の効果、ならびにその持続時間について評価した。1)導入リポーター遺伝子の作成リポーター遺伝子としてのGreen fluorescent protein(GFP)遺伝子およびlacZ遺伝子を哺乳類遺伝子発現ベクターに組み込んだ。2)バルジ幹細胞幹の単離、培養系の樹立ラットの髭毛包を実体顕微鏡下で単離し、バルジ領域を含むよう、メスで毛包を切断した。得られた断片をdispaseで4°C、30分間処理した後、実体顕微鏡下で周囲のカプセル部分をピンセットを用いて除去し、バルジ領域を含む毛包断片を0.25%trypsin、室温10分間処理し、D-MEM(+10%FBS)で反応を止めた後、遠心(1000rpm 5min)にて回収した。ケラチン19、CD34、β1インテグリン等のケラチノサイト幹細胞マーカーを用いて、cell sortingを行い、幹細胞に富んだ細胞集団を得た。それらの細胞を3T3-J2で作成したフィーダー細胞上に播き、Defined-keratinocyte SFM(GIBCO)を用いて培養、増殖させた。毛包再生実験用の毛乳頭細胞の培養は、ラットの髭毛包を実体顕微鏡下で単離し、得られた毛乳頭細胞をAmnio MAX(GIBCO)培地で培養した。3)培養バルジ幹細胞幹に対する遺伝子導入バルジ細胞への遺伝子導入はレトロウイルスベクターを用いた。GP-293細胞をフラスコに播種し、翌日、リン酸カルシウム法にてβ-galactosidase遺伝子等のレポーター遺伝子を導入した。4)遺伝子導入幹細胞株よりの皮膚再生系の確立SCIDマウスの背部を除毛し、直径1cmの円形に皮膚を切除した。そこへシリコンチャンバーを移植し、チャンバー上部の穴から細胞懸濁液を注入し、移植部位を乾燥させることにより上皮化を促した。移植後約4週間で皮膚・毛髪の形成が認められた。

本年度は、以下の3項目の実績を達成した。1)魚鱗癬モデルマウス、および、道化師様魚鱗癬患者由来培養表皮細胞の準備道化師様魚鱗癬患者皮膚を移植した魚鱗癬モデルマウスを作成した。植皮された病変は、重篤な魚鱗癬の症状を呈し、病理組織学的にも、魚鱗癬に特徴的な変化を呈した。2)再構成皮膚における魚鱗癬表現形の変化の確認遺伝子導入幹細胞からの再生表皮について、経時的に皮膚生検を施行、凍結切片を作成、蛍光顕微鏡等にて観察ることにより、リポーター遺伝子、ならびに、正常ABCA12遺伝子の導入、発現を確認した。さらに、免疫組織学的、in situ hybridization法、ノザン・ブロッティング、サザン・ブロッティングによって、移植患者表皮における導入常遺伝子および蛋白の発現をモニターした。遺伝子導入実験後、移植皮膚における臨床症状の改善度を評価した。その結果、導入遺伝子の発現により、皮膚表現形の改善を認めた。3)研究結果の総括と臨床応用への可能性の評価今回の研究によって得られた結果から、最善と考えられる導入遺伝子、遺伝子導入法をまとめた。さらに、導入遺伝子の発現、遺伝子導入の効果、ならびにその持続時間について評価した。また、今回の結果から予想される本研究でもちいる遺伝子導入法による副作用もまとめた。これらのデータから、本方法の実際の臨床応用の可能性につき考察した。
津波荷重に対する免震建物の構造安全性評価と安全性確保のための構造設計ガイドライン

2011年に発生した東北地方太平洋沖地震では,津波により沿岸部に壊滅的な被害が生じた。本研究では,免震建物について南海トラフ地震を想定した津波浸水予想に関する調査および分析を行った。さらに,津波荷重に対する免震建物の構造安全性の判定手法を提案するとともに,その適用性を検証した。加えて,津波荷重の動的な作用と免震建物の応答の関係について弾性理論解および時刻歴応答解析により分析を行った。本研究では,津波荷重に対する免震建物の構造安全性確保のための構造設計ガイドラインの提案を目的として,1)免震構造の終局挙動を踏まえた安全性確保のための設計条件の提示,2)流体解析による免震建物の動的津波作用時の安全性評価を研究課題としている。平成25年度は,免震構造の終局挙動を踏まえた安全性確保のための設計条件の抽出に関する検討を実施した。1.簡易建物モデルによる構造安全性評価免震建物の幅,奥行き,高さ等の建物規模をパラメータとした簡易建物モデルに対して,エネルギーの釣合いに基づく応答予測式を適用し,地震時の免震層せん断力を評価し,これと設計用津波荷重との比較を行うことで,地震荷重が津波荷重を上回る建物規模の条件式を導出した。同様に津波荷重によって生じる積層ゴム支承の軸力変動と長期面圧の関係に着目して,積層ゴム支承の健全性を確保するための建物規模に関する条件式も導出した。2.試設計建物による設計用津波荷重に対する免震建物の終局挙動の分析天然ゴム系積層ゴムと鋼材ダンパーを使用した典型的な免震建物を試設計し,設計用津波荷重に対する免震建物の終局挙動,特に免震層の挙動について分析を行った。検討用モデルは,5階建ておよび10階建ての耐震壁付きRCラーメン構造の事務所建物とした。設計用浸水深を7mとしたケースでは,免震層上部構造の耐力は津波荷重を上回ることが確認された。免震層については,津波荷重を受けると過大な変位を生じ,5階建てモデルに用いられる積層ゴム支承は,破断,座屈する可能性が示唆された。10階建てモデルでは,引張面圧や座屈耐力を超える積層ゴム支承は確認されず,面圧は安全限界以内に留まることが確認された。これらの検討を通じて,高層の免震建物ほど,津波荷重に対する性能が高いことが確認された。本研究は,津波荷重に対する免震建物の構造安全性確保のための構造設計ガイドラインの提案を目的としている。平成26年度は,平成25年度に引き続き,免震構造の終局挙動を踏まえた安全性確保のための設計条件の抽出に関する検討を行うとともに免震建物の津波浸水予想に関する調査を実施した。1.免震建物の津波浸水予想に関する調査国内に建設された免震建物の多くの情報は,日本建築センターが発刊するビルディングレターの性能評価シートに掲載されている。また,国や自治体から津波浸水予想や津波ハザードマップが公表されている。これらの情報に基づいて,南海トラフの巨大地震想定時の東京,名古屋,大阪の免震建物の津波予想浸水深の調査を行った。2.免震建物の対津波性能の評価デバイスの組み合わせで決定する免震層の復元力と津波荷重を比較することで,免震建物の津波に対する構造安全性の判定を行う手法を考案した。積層ゴム支承の大変形時にみられる顕著なハードニング特性を考慮して,積層ゴムの復元力特性を1次から3次の剛性を有する3折れ線モデルで表現し,これと津波荷重との関係から次の判定基準を提案した。判定1:津波荷重が1次剛性の領域に留まる場合は,対地震設計の範囲内であるため,津波荷重作用時に構造的被害を受ける可能性は低いと予想される。判定2:津波荷重が2次剛性の領域に達する場合は,津波荷重が地震時の設計用せん断力を上回り,上部構造の損傷が生じる可能性がある。また,免震デバイス取付け部に損傷が生じる可能性がある。判定3:津波荷重が3次剛性の領域に達する場合は,免震デバイスの座屈,破断,擁壁への衝突による建物の転倒,流出,さらに擁壁や上部構造の破壊が生じる可能性がある。この判定法を複数の免震建物に適用することで,その適用性についての検討も行った。平成27年度は,平成26年度に引き続き,免震建物の津波浸水予想に関する調査・分析を行うととともに,津波荷重に対する免震建物の構造安全性の判定手法についてその適用性の検証を行った。1.免震建物の津波浸水予想に関する調査と分析ビルデイングレター(日本建築センター)の性能評価シートの調査により収集した約1500棟の免震建物の情報から,建設地を整理したところ,免震建物は沿岸部にも多く建設されていることが把握された。南海トラフ地震を想定した津波で浸水すると予想される免震建物は,約60棟であった。その大半が2m以下の浸水予想であったが,2mを超えて浸水すると予想される建物は10棟程度あった。なお,この浸水予想は,内閣府や各自治体が公表しているデータのうち,全ての地域において予想浸水深が最大値をとると仮定して行ったものである。浸水が予想される建物に使用されている免震部材は,積層ゴムでは天然ゴム系積層ゴムと鉛プラグ入り積層ゴム,その他の支承ではすべり支承,ダンパーでは,大きな差はないもののオイルダンパーが多く用いられている。2.免震建物の津波荷重に対する構造安全性の判定手法

平成26年度に提案した津波荷重に対する免震建物の構造安全性の判定手法について,その適用性を,5階建て,15階建ての2種類のRC造建物を対象して検証した。津波荷重を作用させた際の免震層と上部構造の構造的な挙動を確認し,津波荷重を受けた際のアイソレータの挙動は,転倒モーメントによる面圧変動よりも,せん断変形によって終局状態に至る傾向が把握された。さらに,津波荷重に対して上部構造より免震層の方が先行して終局状態を迎える傾向があるため,免震層の挙動に注目して津波荷重に対する安全性を判断することの妥当性が確認された。平成27年度は,津波荷重に対する免震構造の構造安全性を確保するための設計ガイドラインの作成と大規模地震を想定した免震建物の津波浸水予想に関するデータの収集を計画し,概ね順調に進展した。その成果は日本免震構造協会・第7回技術報告会(2015)においても取り上げられている状況である。一方,津波荷重の動的な作用についての分析を試みたが,津波荷重の動特性と免震建物の応答の関係について一定の傾向を見出すには至らなかった。このため,補助事業期間を平成28年度まで1年度延長し,引き続き津波荷重の動的な作用についての分析を行うこととした。本研究は,津波荷重に対する免震建物の構造安全性確保のための構造設計ガイドラインの提案を目的としている。平成28年度は,平成27年度から研究期間を延長し,津波荷重に対する免震建物の構造安全性の判定手法についてその適用性を検証するとともに,津波荷重の動的な作用と免震建物の応答の関係について分析した。本研究の成果は次のとおりである。1.ビルディングレター(日本建築センター刊行)の性能評価シートより収集した約1,500棟の免震建物の情報から,免震建物は沿岸部にも相当数建設されていることが確認された。南海トラフ地震を想定した津波で浸水が予想される免震建物は,約60棟あり,2mを超える浸水が予想される建物は10棟程度であった。また,浸水が予想される建物に多く用いられている免震部材は,積層ゴムでは天然ゴム系積層ゴムと鉛プラグ入り積層ゴム,その他はすべり支承であった。2.津波荷重に対する免震建物の構造安全性の判定手法の適用性を,共同住宅および事務所ビルを想定した2種類の10階建てRC造建物を対象に検証した。津波荷重に対する免震建物の終局的な挙動は,免震層の過大変形となる傾向から,本手法の妥当性が確認された。一方で,津波荷重が作用する層では,地震時を上回るせん断力が作用する場合があるため,免震層だけでなく上部構造についても,詳細な検討が必要となることが確認された。3.津波荷重の時間変化を考慮した津波荷重の時刻歴モデルを作成し,その荷重に対する1質点系モデルの変位応答を解析した。応答解析は弾性理論解による方法と免震層の非線形特性を考慮した時刻歴応答解析によった。免震建物に及ぼす津波荷重の動的な作用は,津波荷重作用時に生じる衝撃力の作用時間と免震周期の関係によって大きく変化することが確認された。動的な作用によって免震層の応答変位は,静的荷重時に対して1.5倍程度増幅するケースも確認された。2011年に発生した東北地方太平洋沖地震では,津波により沿岸部に壊滅的な被害が生じた。本研究では,免震建物について南海トラフ地震を想定した津波浸水予想に関する調査および分析を行った。さらに,津波荷重に対する免震建物の構造安全性の判定手法を提案するとともに,その適用性を検証した。
気道上皮内一酸化窒素合成酵素（NOS）のO＿2センサーとしての作用に関する研究

日本白色家兎を用い自己血摘出灌流肺を作成し,膜型人工肺を用いて灌流血液の酸素分圧(PO_2)と炭酸ガス分圧(PCO_2)を任意に調節できるようにした。呼気NO濃度(化学発光NO分析器),呼気O_2,CO_2濃度(O_2-CO_2分析器),肺動脈圧を連続測定した。1)吸入気酸素濃度と灌流血液PO_2の呼気NO産生量に与える影響灌流血疫PO_2を変化させても,呼気NO産生量に影響を与えなかった。一方,吸入気酸素濃度を100%から0%に連続的に低下させると,呼気NO産生量は,あたかも酸素を基質とした酵素反応の如く酸素濃度依存性に低下した。以上より,気道上皮細胞内のNOは,大気中の酸素を直接受け取り,これを基質として合成されると考えられた。2)一酸化炭素(CO)ガス吸入の影響次に,気道内酸素分圧を保った状態で気道上皮細胞低酸素の呼気NO産生量に与える影響をみるために,任意の濃度のCOガスと20%酸素混合ガスを用い換気した。研究途中で海外留学することになったため結論には至っていないが,preliminaryな実験結果をまとめると,気道上皮細胞にあるNOS内のヘム蛋白にCOガスが結合し,NO合成が阻害される可能性が考えられた。以上より,気道上皮内一酸化窒素合成酵素(NOS)はある種の0_2センサーとして作用する可能性がある。
ヒト気道防御物質の局在と分泌機構の解明

手術肺および死後4時間以内の剖検肺から得られた気道を用いて、気道上皮細胞および気管支腺(粘膜下腺細胞)を単離し、また各々の培養細胞を作製した。これらの細胞とHuman pulmonary mucoepidermoid carcinoma cell line(NCI-292)を用いて、次のような所見を得た。すなわち、1)リゾチーム、Secretory leukocyte protease inhibitor(SLPI)のいずれもCFTR発現、クロライドチャネルとしての機能に明瞭な影響を及ぼさなかった。2)リゾチーム、SLPI、サーファクタントプロティンA(SP-A)、デフェンシン(hBD)の遺伝子発現あるいは分泌に於いて、呼吸器疾患を有しない例、慢性気管支炎例および気管支喘息例間で明瞭な差異は認められなかった。3)ステロイドであるデキサメサゾン処理でSLPIの分泌および遺伝子発現、ムチンのMUC1,MUC2,MUC4,MUC5ACの遺伝子発現のいずれも有意に抑制した。14員環系マクロライドであるエリスロマイシン処理ではSLPIの分泌および遺伝子発現が抑制されず、むしろ増強させられる傾向を示した。また、エリスロマイシンは免疫機構に働くとされているMUC1の遺伝子発現を増強させたが、分泌顆粒のムチンであるMUC4,MUC5ACの遺伝子発現のいずれも有意に抑制した。以上の所見は主に気管支腺、NCI-292で明瞭にみられたが、気道上皮細胞ではそれらの分泌量および遺伝子発現が少なく明瞭でなかった。これらを用いて、次のような所見を得た。すなわち、1)NCI-292細胞ではcAMP依存性のクロライド(Cl^-)チャンネルCFTRが機能していることをパッチクランプ法で確認しており、その遺伝子発現もみられた。この細胞でPMA刺激でムチン遺伝子MUC5ACの発現が増強されたが、同刺激でCFTRの機能的亢進は認められなかった。2)気道上皮細胞ではリゾチームの遺伝子発現はみられたものの、有意の分泌はみられなかった。気管支腺では遺伝子発現とともに有意のリゾチーム分泌は認められ、メタコリン、イソプロテレノールの刺激で濃度依存性の分泌亢進を示した。3)気管支腺(粘膜下腺)細胞ではSecretory leukoprotease inhibitor(SLPI)の遺伝子発現が気道上皮細胞に比べて40倍高く認められた。このSLPIの遺伝子発現は好中球エラスターゼにより濃度依存性に増加したが、高濃度の好中球エラスターゼでは分泌液中のSPLI濃度が対照にくらべて有意の低下を示した。その機序として、好中球エラスターゼによるSLPIの分解が示された。一方、メタコリンおよびイソブロテレノールの刺激ではSLPIの遺伝子発現および蛋白の分泌はいずれも濃度依存性の増加を示した。4)Surfactant protein-A(SP-A)が気管支腺の漿液細胞に局在し、その遺伝子発現は気道上皮細胞にはみられず、気管支腺細胞にのみに認められた。さらに、気管支腺からのSP-Aの分泌を確認した。すなわち、1)Surfactant protein-A(SP-A)に対するモノクローナル抗体を用いての免疫組織的検索でSP-Aが気管支腺の漿液細胞に局在しており、気道上皮細胞にはみられなかった。さらに、気管支腺からのSP-Aの分泌をELISAにて確認した。SP-Aの遺伝子発現は気道上皮細胞にはみられず、気管支腺細胞にのみに認められた。さらに、対照の肺胞組織ではSP-A1とSP-A2の両者の遺伝子発現がみられたが、気管支腺細胞にはSP-A2のみの発現がみられた。気管支腺からのSP-Aは肺胞領域とは異なる機序で気道防御作用を示すことが考えられた。2)気道上皮細胞および気管支腺細胞にhumanβ-defensin 1(hBD-1)とhBD-2の遺伝子発現がみられたが、気管支腺が上皮に比べて5倍高い発現を示した。好中球エラスターゼおよびメサコリンにより気管支腺のhBD-2の遺伝子発現が増強したが、hBD-1の遺伝子発現は変化しなかった。すなわち、hBD-1はconstituetiveに、そしてhBD-2はinducibleに発現することが示された。3)気管支腺に於いてはムチン分泌と同じ刺激でSP-AおよびhBDの遺伝子発現の増強がみられたが、気道上皮ではこの傾向はみられなかった。

2)リゾチーム、SLPI、サーファクタントプロティンA(SP-A)、デフェンシン(hBD)の遺伝子発現あるいは分泌に於いて、呼吸器疾患を有しない例、慢性気管支炎例および気管支喘息例間で明瞭な差異は認められなかった。3)ステロイドであるデキサメサゾン処理でSLPIの分泌および遺伝子発現、ムチンのMUC1,MUC2,MUC4,MUC5ACの遺伝子発現のいずれも有意に抑制した。14員環系マクロライドであるエリスロマイシン処理ではSLPIの分泌および遺伝子発現が抑制されず、むしろ増強させられる傾向を示した。また、エリスロマイシンは免疫機構に働くとされているMUC1の遺伝子発現を増強させたが、分泌顆粒のムチンであるMUC4,MUC5ACの遺伝子発現のいずれも有意に抑制した。以上の所見は主に気管支腺、NCI-292で明瞭にみられたが、気道上皮細胞ではそれらの分泌量および遺伝子発現が少なく明瞭でなかった。
タイの地方分権政策と民主化の進展

タイにおける地方分権政策実施の現状と民主化の動向について、平成13・14年度の2年間に4度の現地調査をバンコク都、チェンマイ県、南部のソンクラー県など6県において実施した。実地調査については内務省、市・町、そして農村部のタムボン自治体において聞き取り調査を行った。とくに農村部の自治体については、10団体以上について、それぞれ財政規模などを比較しつつ調査した。各地における調査では、行政担当者である県知事、郡長、自治体助役・議員・職員、また農村部の村長、住民などに対して自治の現状や各種の問題等について聞き取りを行った。その結果、タムボン自治体の行政において、全国的に多くの問題が発生し、監督機関との軋轢や自治体内部の対立などによって様々な混乱が生じつつあることが判明した。このような状況の原因はいくつか考えられる。まず第一に、タムボン自治体の前身であるタムボン評議会以来の利権構造が、従来とは別の形で再編されつつある。第二に、タムボン自治体の設置にともなって急速に拡大された財政構造が、そのような利権をめぐる対立を助長している。さらに第三に、様々な政治的な思惑の中で地方分権化が拙速に実施されており、地方自治の本来のあり方や、問題解決のためのシステムが十分に検討されていない、ということがあげられる。97年の民主的な新憲法の制定後「民主化」は制度的、形式的には確実に進展し、地方分権政策の実施は都市部だけでなく、農村部自治体の自治行政の拡大を、各種の法制化と中央からの権限委譲、そして税制の改革や財源配分の見直しなどによって確保しつつあるといわれる。また政治参加についても、議員定数も増え、女性の立候補も増加するなど、地方住民の関心は拡大した。ところが実際には、全般的に未熟な行政能力にもかかわらず権限拡大や予算配分が拙速に進められたため、従来から農村部行政の宿痾であった不正を皮肉にも増幅させることになった。つまり、地方分権政策により制度的には地方自治体と住民に政治参加と自立的な行政の機会が与えられたが、その結果、個々の自治体の行政能力によって大きな格差が生じ、住民自身の意識や能力も問われることになったのである。本年度はタイにおける地方分権政策実施の現状について、関係資料収集と現地調査を中心に、第1回は2001年8月から9月にかけてバンコクおよびチェンマイにおいて、そして第2回は2002年2月から3月にかけてバンコク、チェンマイ、南部地方において調査を実施した。具体的には、チュラーロンコーン大学、タマサート大学、チェンマイ大学において関係研究文献および諸資料の収集を行い、共同研究者を含む大学研究者4氏に対して聞き取りを実施した、また内務省、県自治体、郡役所、市町、タムボン自治体において資料収集と聞き取り調査を行った。とくにタムボン自治体については、チェンマイ県において3カ所、南部ソンクラー県等において4カ所、それぞれ財政規模などの違う自治体を比較しつつ執行部責任者、助役、議会議員、職員に対して、自治の現状および県や郡との関係、そして各種の問題等について聞き取りを実施した。

第二に、タムボン自治体の設置にともなって急速に拡大された財政構造が、そのような利権をめぐる対立を助長している。さらに第三に、様々な政治的な思惑の中で地方分権化が拙速に実施されており、地方自治の本来のあり方や、問題解決のためのシステムが十分に検討されていない、ということがあげられる。そこで次年度は、以上の調査結果および中央、地方政治関係の状況変化を踏まえた上で、タムボン自治体だけでなく既存の都市自治体についても現地調査を行い、地方分権化の全体像と問題点をさらに調査研究していく予定である。14年度は前年度に続き、タイの地方分権化状況について、関係資料収集と現地調査を行った。第1回は、2002年9月にバンコク、チェンマイにおいて、そして第2回は2003年2月にバンコク、南部地方において調査を実施した。具体的にはチュラーロンコーン大学、タマサート大学、チェンマイ大学、開発行政大学院大学などの研究機関において研究者4氏、および各地方において行政担当者である県知事、副知事、郡長、自治体助役、自治体議員・職員、また農村部の村長、住民など多数の関係者から聞き取りを行った。当初本年度は都市自治体、すなわち市・町についても調査を実施する予定であったが、限られた時間では多数の自治体の調査が困難であったこと、また農村部自治体であるタムボン自治体が新設後間もないこともあって、多くの問題を抱え、その行政に様々な混乱が生じているため、タムボン自治体を中心に中央行政との関係をさらに詳しく調べ、その実態が民主化の動向にどのような影響を及ぼしつつあるのかを、考察することにした。97年の民主的な新憲法の制定後、「民主化」は制度的、形式的には確実に進展し、地方分権政策の実施は都市部だけでなく、農村部自治体の自治行政の拡大を、各種の法制化と中央からの権限委譲、そして税制の改革や財源配分の見直しなどによって確保しつつあるといわれる。また政治参加についても、議員定数も増え、女性の立候補も増加するなど、地方住民の関心は拡大した。ところが実際には、全般的に未熟な行政能力にもかかわらず権限拡大や予算配分が拙速に進められたため、従来から農村部行政の宿痾であった不正を皮肉にも増幅させることになった。つまり、地方分権政策により制度的には地方自治体と住民に政治参加と自立的な行政の機会が与えられたが、その結果個々の自治体の行政能力によって大きな格差が生じ、住民自身の意識や能力も問われることになったのである。そこで今後は、コミュニティレベルの市民社会の成熟をも視野にいれた地方分権研究が不可欠となってこよう。
未知環境から仮説を構築・推論するフレキシブルな認知的強化学習アルゴリズム

本研究課題は人間のフレキシブルな意思決定に習うことで,学習のために膨大なサンプリング数(試行時間)を必要とする強化学習の問題に対処することを目的としていた.このような問題は試行時間が短く済む『速さ』と結果の『正確さ』の間にあるトレードオフに起因する.本研究では具体的に人間の因果関係の強さの推定と高い相関を持つ価値関数(LS)を用いることで,意思決定のトレードオフに対処しようとした.前年度の研究により, LS価値関数は人間の満足化方策と関連が強いために,正確さには固執しないフレキシブルさを実現しているということがわかり,この観点からLS価値関数を拡張した(LS-VR,LSX).満足化は基準値という目的値を設定することによって,正確さへの固執を緩めることでトレードオフを回避している.また前述のLSの拡張価値関数では基準値を適切に設定することで,正確さへの固執,すなわち最適化を非常に素早くできることがわかった.今年度の成果の一つは以上の結果を英文ジャーナルとして投稿したことにある.また満足化の利点として非定常環境に対する対処が最適化よりも優れており,非定常環境に対処する既存のメタバンディットアルゴリズムより良い成績を有することを示した.前年度までのLS価値関数は即時的で確率的な報酬の生起/不生起のみを扱う多本腕バンディット問題のみを扱っていた.本年度は長期的な試行錯誤を必要とする報酬や複雑な環境を想定したより一般的な強化学習へのLS価値関数の拡張を行った(RLLS価値関数).具体的には複雑な物理ダイナミクスを持つ運動制御課題(大車輪運動)にRLLS価値関数を用いて行い,他のアルゴリズムが非常に狭い範囲でのパラメータでしか正しい運動制御を学習できないのに対して, RLLS価値関数は広いパラメータの範囲で,かつ素早く学習できる事がわかった.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は人間の複雑ではあるが柔軟な学習能力を対称性推論という人間特有の推論形式に注目する事で,簡約化された人間の柔軟な学習能力の一面を強化学習アルゴリズムに反映させる事を目的としている.具体的には,Loosely Symmetric model(以下LS)という対称性推論による偏りを反映した価値関数のモデルを,強化学習課題一般に用いる事ができるよう拡張する事を目的としている.本研究の研究内容は,(A)既存の対称性推論モデル・アルゴリズムに対する問題の適用範囲を広くするような拡張と,(B)考案された対称性推論モデル・アルゴリズムがどの環境下でどのような保証を持つかの検証,に大別できる.以下では平成26年度中に得られた主な研究成果を挙げ,それらが前述した2種のどちらに分類されるかを簡潔に述べる.平成26年度における本研究テーマの主な成果は,(1)LS-VRの改善モデルであるLSXの考案,(2)LSXを通じたLS系モデルと人間の認知特性の関連付け,(3)バンディット問題における人間の認知特性に関する利便性,(4)LSをベイジアンフィルタに実装,(5)LS系モデルにおける最適基準の条件とその動的な獲得手法の考案,になる.これらの成果のうち(A)に該当する成果が(1)である.また(B)に該当するのが(2),(3),(4)である.(5)は(A)と(B)の両方に該当する.近年の研究成果から対称性推論から導かれる人間の信念モデルとされたLS系モデルは価値関数として扱う事で,人間が意思決定時に行う満足化を効率的に遂行するアルゴリズムであると再解釈されつつある.本成果によって最適基準の近似値を如何にして動的に獲得すべきかについて,統計的な手法を用いてエージェントが自律的に獲得する手法を考案した.これによりLS系モデルが従来の統計的な手法より短い試行で良い成果が得られる事を示した.本研究課題は人間のフレキシブルな意思決定に習うことで,学習のために膨大なサンプリング数(試行時間)を必要とする強化学習の問題に対処することを目的としていた.このような問題は試行時間が短く済む『速さ』と結果の『正確さ』の間にあるトレードオフに起因する.本研究では具体的に人間の因果関係の強さの推定と高い相関を持つ価値関数(LS)を用いることで,意思決定のトレードオフに対処しようとした.前年度の研究により, LS価値関数は人間の満足化方策と関連が強いために,正確さには固執しないフレキシブルさを実現しているということがわかり,この観点からLS価値関数を拡張した(LS-VR,LSX).満足化は基準値という目的値を設定することによって,正確さへの固執を緩めることでトレードオフを回避している.また前述のLSの拡張価値関数では基準値を適切に設定することで,正確さへの固執,すなわち最適化を非常に素早くできることがわかった.今年度の成果の一つは以上の結果を英文ジャーナルとして投稿したことにある.また満足化の利点として非定常環境に対する対処が最適化よりも優れており,非定常環境に対処する既存のメタバンディットアルゴリズムより良い成績を有することを示した.前年度までのLS価値関数は即時的で確率的な報酬の生起/不生起のみを扱う多本腕バンディット問題のみを扱っていた.本年度は長期的な試行錯誤を必要とする報酬や複雑な環境を想定したより一般的な強化学習へのLS価値関数の拡張を行った(RLLS価値関数).

具体的には複雑な物理ダイナミクスを持つ運動制御課題(大車輪運動)にRLLS価値関数を用いて行い,他のアルゴリズムが非常に狭い範囲でのパラメータでしか正しい運動制御を学習できないのに対して, RLLS価値関数は広いパラメータの範囲で,かつ素早く学習できる事がわかった.本研究の目的は,人間の認知性質のある側面を備えた強化学習アルゴリズムの考案にある.この研究目的に対して,本研究課題で用いる新たなアルゴリズムの考案という意味では,現時点で研究目的の8割程度が達成されている.平成27年度の発表になるため前述した研究実績では述べなかったが,前述の(1)(5)の成果を受けて,『強化学習全般へ拡張したRLLSアルゴリズムの考案』を行い,国内学会へ投稿し採択された.後述する『今後の研究の推進方策』において詳細を述べるが,研究計画の遂行に必要とされる大きな課題はRLLSアルゴリズムの中で強化学習課題全般に用いる事ができる基準値の動的な獲得手法の考案のみである.ここでいう基準値とは,前述した人間の有する意思決定方策である満足化における基準を意味する.満足化とはある基準を超える選択肢を見つけようとする人間の意思決定傾向である.満足化の選択傾向は基準を超える選択肢を発見するまで探索し,発見したら探索を止める意思決定方策として記述されるが,具体的に強化学習に実装可能な満足化方策のアルゴリズムは広く知られていない.LS系モデルは価値関数として用いるだけで満足化の傾向が学習エージェントの意思決定に反映されるという特性を持つ.しかし既存の議論では,汎用的な基準の獲得手法について言及していない.つまりオンラインな学習の中での基準値の獲得手法は本研究の最も重要な課題である.また,前年度はこれらの新たな拡張モデルやアルゴリズムの考案に注力したため,各々の研究成果に対しては国内外の学会発表という形式で行ってきたが,統合的で詳細な説明という意味では不十分であった.今年度の課題はLSの拡張モデルに関する(1)(5)からRLLSアルゴリズムを統合的に説明する研究発表を充実させる事にある.以上の理由により,『(2)おおむね順調に進展している。』を現在までの達成度とした.27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度の研究成果をもとに本研究課題の最も大きな目的の一つである『LSを強化学習全般へ拡張したRLLSアルゴリズムの考案』について既に2015年度人工知能学会全国大会に投稿を行っている.この研究課題の遂行により本研究課題の申請当初の最大の問題であった,LS系モデルを一般的な強化学習で用いられる状態行動価値関数のような実数範囲の上で妥当に定義する事が可能となった.未解決な問題としては投稿論文の段階では,動的な最適基準の獲得についての議論が行えていない事があげられる.最適基準とは前述した通り,LS系モデルが有する満足化傾向を最適化に近づけるための条件であり,最適基準の近似値の動的な獲得手法は,LS系アルゴリズムを実装されたエージェントが,如何なる未知環境におかれても自律的な行動獲得をするために必要不可欠な要素である.前述した(5)LS系モデルにおける最適基準の条件とその動的な獲得手法の考案,において申請者が考案した手法は一般的なN本腕バンディット問題にのみ適用できる.これは状態が多数かつ報酬の遅延を考慮していないためであり,状態が一つしかなく,即時的な報酬のみを扱うN本腕バンディット問題とは異なるアプローチが必要となると考えられる.今年度は以上の点について注力する.また,RLLSとは異なるアプローチとして,既に提案されているLSを利用した強化学習手法であるLS-Q Learningに関する満足化方策としての再解釈を合わせて行っている.
多様な時系列データに潜む振動現象の統計解析

振動現象は自然界に遍在しており、その理解は分野を越えて重要である。本研究では、多様な時系列データに潜む振動現象の理解・予測・制御を行うための統計手法を開発する。本研究で開発する手法によって、データ駆動的に振動現象の定量的理解が得られ、さらに不確実性を考慮した予測・制御を行うことが可能となる。
農産物Web市場の発展に関する実験経営学的研究

インターネットでの農産物購入に関して、予備調査を経て約1400人のモニターでネット調査を実施した。ネット購入者は、非購入者と比べて、食味を強く重視し価格はあまり重視しない等の志向が認められた。その志向の強さは、購入経路別に、インターネット、ネット以外の通販購入、スーパー等の順であった。農産物のネット販売を行っている新潟県内の営農組合(法人経営)の圃場で営農上の技術的データを計測した。気象データから既存の水稲発育予測モデルを用いて発育ステージを予測し、時期別に稲の生育量および葉色をモニターした。さらに、土壌中の全窒素含量とKおよびMgの含量を調査した他、LP肥料を使って窒素効果を変えた圃場試験で葉色、収量、タンパクの含有量を測定した。更に、水稲生育過程をネットワークカメラで自動的に常時モニタリングするシステムを構築し、農作業時間や水稲の分げつ等を連続的に観察した。この組合の米について、FT-IR(Travel IR)を使って玄米と精米の両方で粒状及び粉状で中赤外分光分析を行った。粉状で2922cm-1、2853cm-1、1744cm-1の周波数で特徴的なピークが観察され、これらのピークはコメの脂質を抽出物のピークと一致した。脂質は米の品質にも関与しているため、コメの品質管理における簡易判定のためにFT-IRが応用できることが期待される。上記の消費者調査結果と実測した技術データを踏まえて、組合のコメについて消費者に対して購入意欲等の実験的なネット調査を行った。懸賞サイトを使って回答者を募り、産地・食味・栽培法の3項目について情報量の多寡による各2水準を組み合わせに応じて提示情報を変えて回答を得た。3項目のうち栽培法の情報量の多寡のみに消費者の商品評価に有意な影響がみられた。詳しい栽培情報には食味や環境保全とのかかわりが述べられており、何かしら消費者にとって意味のある情報となった場合にはじめて購買行動に影響を与えられる可能性が示唆された。今年度は、主に下記の4つの領域での調査、測定を行った。1)インターネットでの農産物購入に関する消費者アンケート調査まず予備調査として懸賞サイトを利用したオープン型ネット調査を行い、次に調査会社のモニターを使った調査を実施した。前者は約250人から、後者は約1400人から回答を得た。農産物のネット購入者は、スーパー等での購入に比べて食味志向が強く、価格志向が弱い等の結果を得た。農産物のインターネット市場が非価格競争であることが今回の調査からも裏付けられた。2)実験用ウェブサイト構築ウェブサイトを立ち上げて、オープン型ネット調査のためのアンケートフォームを構築した。同フォームにはCGIを使って回答の順序効果除去のためのランダマイズの機能等を付与した。多重回答の防止のためにも各種の工夫を加えた。3)水稲生育モニタリングと発育予測モデル現地圃場(長岡市小国地区)での気象データ(気温、水温および日射量)を計測し、既存の水稲発育予測モデルを用いて発育ステージを予測した。幼穂分化期および出穂期の予測を行ったところ、予測の精度は高かった。さらに、品質等に影響すると考えられる生育各期の水稲の生育量および葉色をモニターした。籾数が十分確保されず収量も低い水準であったが、玄米タンパク質濃度は低く、良食味が期待された。

4)土壌調査と簡易型土壌成分調査法簡易型土壌成分抽出カラムを作成し、これにより得られた成分が施肥や植物の成分にどのように対応するのかを現地圃場で測定した。また、現地圃場の土壌の基礎的データを得るために、土壌中の全窒素と食味に関係のあるK, Mg含量を調査した。さらに、実際にイネを栽培し施肥の効果を確認した。土壌pHは4.2から4.8と低い値を示したこと、地力全窒素は十分にあるもののイネの生育が悪いこと等が明らかになった。1生産者と消費者との情報ミスマッチの解明(1)生消間の情報懸隔を解明するため、実在の農場(新潟県旧小国町の農業法人)の農産物を使って、栽培履歴や品質に関する技術情報の多寡を統制したうえで消費者のネット市場での農産物への購入意欲、受容価格等を探るWeb実験を準備しており、今年度は、昨年度の実験用ウェブサイトを全面的に改良し、大規模実験に備えてプレテストとして消費者アンケートを行った。(2)生産者側については、ネットで提供される市況情報に対応した販売戦略の策定過程を調べた。2実験で提示する技術情報の現地圃場からの収集(1)LP肥料を使って異なる窒素肥効条件下で圃場試験を行い、葉色、収量、タンパク含有量等を測定した。(2)水稲生育過程を自動的に常時モニタリングするシステムを構築し、ネットワークカメラで生育期間中の圃場の画像データを取得した。農作業時間の把握や、水稲の分げつ、群落の変化が連続的に観察・記録できた。(3)FT-IR(Travel IR)を用いて玄米及び精米を粒または粉体で中赤外分光分析を行った。粒では、3300cm-1にブロードのピークが得られ、更に2900cm-1、2850cm-1、1740cm-1付近に特徴的なピークが得られた。玄米に比べ精米では2900cm-1及び2850cm-1のピーク強度が低くなる傾向が認められた。粉体にした玄米及び精米では、粒の状態と比較しさらに2900cm-1、2850cm-1、1740cm-1付近のピーク強度が低い値を示した。ソックスレー法でコメから脂質を抽出した所、2900cm-1、2850cm-1、1740cm-1付近に特徴的なピークが得られ、脱脂試料からはこれらのピークが消失していた。従ってこれらのピークは品質にも関与する脂質を反映しており、コメの品質管理(保存状態等による品質劣化の簡易判定)に応用できる可能性が示唆された。平成19年度は、過年度の予備的調査を踏まえて、消費者に対する実験的なウェブ調査を行った。現地試験を行っている営農組合の米に対して、産地・食味・栽培法の3項目について実際の測定データを用いて、情報量の大小による2水準の組み合わせで8通りのウェブサイトを用意し、懸賞サイトから応募した回答者がその中のひとつのページをランダムに閲覧できるようにして、購入意欲等を調査したところ、3項目のうち栽培法の情報量の多寡のみに消費者の商晶評価に有意な影響がみられた。詳しい栽培情報には食味や環境保全とのかかわりが述べられており、何かしら消費者にとって意味のある情報となった場合にはじめて購買行動に影響を与えそうであることが示唆された。また、生育モニタリングでは、水稲の生育過程をモニタリングするシステムを構築し、生育期間中の画像データを取得する実験も行った。このモニタリングでは、農作業を行った時間の把握や、水稲の分げつ、群落の変化が連続的に把握できた。
成長に伴う肝機能の成熟過程の解明と小児外科領域における定量的肝機能評価法の開発

1.成長・加齢に伴う薬物代謝能の変化(1)犬の成長・加齢に伴う薬物代謝能の変化幼若ビーグル犬を用いたin vivoの検討では、trimethadione(TMO)とcaffeine(CA)の代謝能は出生直後は低く、その後急速に亢進して710週令で最高となった後、成長・加齢と共に徐々に低下した。また肝microsomeを用いたin vitroの検討では、TMON-demethylation、及びCA N-demethylation活性は1週令では低く、その後成長に伴って徐々に活性が増加し15週令で最高となった。その後は加齢と共に低下して成犬値に達した。これらの結果より、成長に伴う薬物代謝能の変化に影響を及ぼす最大の因子は肝における酵素活性の変化と考えられた。(2)ヒトの成長・加齢に伴う薬物代謝能の変化TMOを指標薬物として成長・加齢に伴う薬物代謝能の変化を調べた。TMOの代謝能は新生児期には低く、生後6カ月までに成人値に達した後さらに増加して12才時に最大となった。その後は緩やがに低下して成人値に達した。また加齢に伴いTMOの代謝能は低下した。2.臨床応用(1) TMO負荷試験による胆道閉鎖症の定量的肝機能評価胆道閉鎖症におけるTMO負荷試験の結果は臨床的な重症度を良く反映していた。またTMO負荷試験には1)肝硬変の代償期において一般生化学検査では捉えられない肝機能の低下を評価することができる。2)代謝面における肝予備能を定量的に評価することができる。3)検査手技が簡便である、など、他の検査には無い優れた特徴が認められた。(2) TMO負荷試験による小児肝癌の周術期肝機能評価小児の肝芽腫症例では、肝硬変を合併した成人の肝癌とは異なり、腫瘍が巨大であっても術前の肝予備能は良く保たれていた。また腫瘍組織そのものの中に薬物代謝に関与するP450が存在している可能性が示唆された。術後のTMO負荷試験の推移は臨床経過を反映しており、本症の周術期の肝機能評価に有用であった。1.動物実験(1)新生ビ-グル犬7頭を用いて経時的にtrimethadione(以下TMO)とcaffeine(以下CA)を投与しその薬物動態を解析して成長に伴う肝ミクロゾーム機能の成熟過程を調べた。その結果、TMO、CA共に1週令では代謝活性が低く、その後次第に成熟して57週令頃代謝活性が最高となった後、生後20週以後は次第に低下することがわかった。(2)1、3、7、15週令のビ-グル犬の肝を摘出し、肝ミクロゾームを調製して、単位肝ミクロゾーム当たりの酵素活性を測定した。その結果(1)で得られたin vivoの結果とほぼ同様の結果が得られた。(3)幼若犬に40%肝切除を行い術後の肝の回復過程をTMOとCAの薬物代謝の面から評価した。その結果、術後1日目にはTMOとCAの代謝活性は低下し、以後肝の再生に伴って代謝活性の回復が認められた。2.臨床的検討(1)小児におけるTMO負荷試験の正常値学内の倫理委員会の承認を得て、肝障害の無い小児を対象にしてTMO負荷試験を施行しその正常値を調べた。その結果、TMOの代謝は新生児期は未熟であるが、成長に伴って急速に成熟し、2才頃ほぼ成人の正常値に達することがわかった。また1才前後は個人差が大きく、またかなり代謝活性が亢進している例も見られた。(2)胆道閉鎖症における肝の機能的予備能の評価胆道閉鎖症の症例を対象にしてTMO負荷試験を施行し、肝の機能的予備能を評価した。その結果、TMO負荷試験の値は臨床的重症度をよく反映しており、肝の機能的予備能の定量的評価に有用であると考えられた。

3)検査手技が簡便である、など、他の検査には無い優れた特徴が認められた。(2) TMO負荷試験による小児肝癌の周術期肝機能評価小児の肝芽腫症例では、肝硬変を合併した成人の肝癌とは異なり、腫瘍が巨大であっても術前の肝予備能は良く保たれていた。また腫瘍組織そのものの中に薬物代謝に関与するP450が存在している可能性が示唆された。術後のTMO負荷試験の推移は臨床経過を反映しており、本症の周術期の肝機能評価に有用であった。
動的プログラム解析に基づくVLSI適応型高信頼化手法の研究

本年度は、温度や電圧などの外部環境変化による信号のタイミングエラーへの対処を目的に、細粒度に配線や要素回路を冗長化し、事象駆動原理に基づき演算を行うことで根本的に高いタイミング信頼性を持つ2線2相式の非同期回路について、昨年度行ったデータの動的解析による効率的な2線2相式回路の実装方式を、シミュレーションにより詳細に評価した。従来の1線式の回路方式に比べて消費電力が2倍から数十倍になってしまうという2線2相式回路の欠点を克服すべく提案する実装方式はプログラム実行中のデータを動的に解析し、必要な場合のみ2線2相式回路で演算を行うことで、高いタイミング信頼性を維持しつつ消費電力の大幅な削減を狙うものである。シミュレーション評価の結果、通常の2線2相式回路と比べた場合には、性能(回路遅延)の悪化がほとんどなく、あるいは場合によっては性能を向上させつつ、消費電力を50%程度に削減できることがわかった。また、従来の1線式の回路方式に比べても、消費電力を2倍以下程度に抑えることができることがわかった。次に、動的にプログラムの振る舞いを解析し、それに応じて各種最適化を行うための統計処理に基づく実行時最適化手法の研究を昨年度に引き続き実施した。本手法は、あらかじめ各種のプログラムを実行し、ハードウェアカウンタの情報を取得することで、アプリケーションの振る舞いとカウンタとの対応関係を統計的に学習しておき、後に対象プログラム実行中にカウンタを監視しつつ最適化を行うものである。本手法を種々のコンピュータシステムに適用し、Dynamic Voltage Scaling(DVS)およびプリフェッチ制御になどに応用した結果、消費電力の削減や性能向上に非常に有効であることがわかった。本年度はまず、VLSIシステムにおける温度や電圧などの外部環境変化による信号のタイミングエラーへの対処を目的に、2線2相式の非同期回路について研究を行った。2線2相式非同期回路は配線や要素回路を細粒度に冗長化し、事象駆動原理に基づき演算などを行うものである。したがって、タイミングエラーに対し非常に高い信頼性を持つが、その反面、通常の同期式回路に比べ消費電力が2倍から数十倍になってしまうという欠点を持つ。そこで、プログラム実行中のデータを動的に解析し、必要な場合のみ2線2相式回路で演算を行うことで、消費電力削減を行う回路技術について検討を行った。具体的には、対象となる演算回路への入力が前回の入力と一致しているかを動的に比較し、一致していた場合は2線2相式回路による演算を省略し、別の信号線を用いて演算の終了を通知する。シミュレーションによる評価を行った結果、従来の2線2相式回路に比べ最大で約70%もの消費電力を削減できることがわかった。次に、VLSI上で実行される種々のアプリケーションの振る舞いを動的に解析し、それに応じて各種最適化を行うための基礎的な手法として、ハードウェアカウンタを利用した統計処理に基づく実行時最適化手法の研究を行った。本手法をVLSIの消費電力削減手法であるDynamic Voltage Scaling(DVS)に適用した結果、性能低下がほとんどなく大幅に消費電力が削減できることがわかった。