hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リンの感知と骨―腎機能的連関分子基盤の解析

マウス骨から単離した骨芽細胞及び骨細胞を用いて、リン代謝における骨細胞の役割について解析した。Fgf23、Dmp1、Phex、Fam20cの発現はいずれも、骨芽細胞よりも骨細胞において高かった。PHEXを欠失するHypマウスの骨細胞においては、Fgf23に加えて、Dmp1、Fam20c、Pit1の発現が増加していた。活性型ビタミンDは骨芽細胞におけるFgf23発現を強く誘導した。24時間のリン刺激は骨細胞に直接作用し、Dmp1の発現を増加させたが、Fgf23には変化を及ぼさなかったことから、FGF23産生増加には慢性的なリンの負荷が必要であることが推察された。骨細胞は骨芽細胞が骨基質に埋没し、最終分化に至った細胞である。近年、複数の遺伝性低リン血症責任分子(FGF23、PHEX、DMP1)が骨細胞に比較的特異的に発現していることが明らかとなり、骨細胞がリン代謝調節において重要な機能を担っていることが推察されるが、これらの分子の機能的な連関や発現制御については不明な点が多い。そこで、マウス長管骨から単離した初代骨細胞を用いて、リン代謝における骨細胞の役割について解析した。X連鎖性遺伝性低リン血症性くる病(XLH)のモデルで、Phex遺伝子に欠失を有するHypマウス及び野性型マウス長管骨より骨芽細胞及び骨細胞を単離し、real-time PCRにより遺伝子発現を比較検討したところ、Hypマウスの細胞ではFgf23に加えてDmp1の発現が著明に増加していた。Dmp1は骨細胞のマーカーとされているが、Hypマウス由来の細胞では、骨芽細胞に相当する分画においてもDmp1の高い発現を認めた。Dmp1のリン酸化に関わるFam20cの発現についても、Hypマウスの細胞で増加を認めた。Hyp骨におけるFgf23、Dmp1及びFam20cの発現増加は、血清リン値が低下していない胎仔期より認められた。一方、ナトリウム/リン酸共輸送担体であるPit1の発現は、成獣マウスより単離した骨細胞においてはHyp骨細胞で発現が増加していたが、胎仔期にはHyp骨と野生型骨との間で差を認めなかったことから、出生後の血清リンの低下に伴い、代償的に発現が増加したことが推察された。また、野性型マウス及びHypマウスより単離した初代骨細胞を用いて、活性型ビタミンDや細胞外無機リン酸濃度変化に対する応答性についても検討を行った。骨細胞は骨芽細胞が骨基質に埋没し、最終分化に至った細胞であり、PHEX、FGF23、DMP1、FAM20Cなど種々の遺伝性低リン血症の責任分子を発現するところから、リン代謝において中心的な役割を担っている事が示唆されているが、その詳細は不明である。そこで、マウス骨から単離した初代骨細胞を用いて、リン代謝における骨細胞の役割について解析した。X連鎖性低リン血症性くる病のモデルでPhex遺伝子に欠失を有するHypマウス及び野性型マウス長管骨より骨芽細胞及び骨細胞を単離し、遺伝子発現を比較検討したところ、Hypマウスの細胞ではFgf23に加えてDmp1及びFam20cの発現が著明に増加していた。Hyp骨におけるFgf23、Dmp1及びFam20cの発現増加は、血清リン値の低下を認めない胎仔期より認められた。一方、ナトリウム/リン酸共輸送担体であるPit1については、胎仔期にはHyp骨と野生型骨との間で発現に差を認めなかったが、成獣マウス由来骨細胞においてはHypで発現が増加していたことから、出生後、母体からの供給の途絶により細胞外のリンのavailabilityが低下するのに伴い、代償的に発現が増加することが推察された。さらに、野生型骨細胞をコラーゲンゲルに包埋し、24時間の活性型ビタミンD添加を行ったところ、Dmp1の発現が著明に抑制された。Fgf23の骨芽細胞における発現は活性型ビタミンDにより増加したが、骨細胞における発現は明確な変化を示さなかった。また、24時間の高濃度リン刺激により骨細胞におけるDmp1の発現が著明に増加したことから、骨細胞が細胞外無機リン酸濃度変化に応答性を示す事が示唆されたが、Fgf23やFam20cについて変化しなかった。このことから、リン負荷によるFgf23の発現誘導には時間を要する事が推察された。

近年、複数の遺伝性低リン血症責任分子(FGF23、PHEX、DMP1)が骨細胞に比較的特異的に発現していることが明らかとなり、骨細胞がリン代謝調節において重要な機能を担っていることが推察されているが、その詳細は不明である。そこで、マウス長管骨から単離した初代骨細胞を用いて、リン代謝における骨細胞の役割について解析した。長管骨を無菌的に摘出し、微細化した後、コラゲナーゼによる細胞外基質の消化とEDTAによる脱灰を反復することにより、骨芽細胞および骨細胞が分化段階に応じて別々に回収された。そこで、X連鎖性遺伝性低リン血症性くる病(XLH)のモデルで、Phex遺伝子に欠失を有するHypマウス及び野性型マウス長管骨より骨芽細胞及び骨細胞を単離し、real-time PCRにより遺伝子発現を比較検討したところ、Hypマウスの細胞ではFgf23に加えてDmp1の発現が著明に増加していた。Dmp1は骨細胞のマーカーとされているが、Hypマウス由来の細胞では、骨芽細胞に相当する分画においてもDmp1の高い発現を認めた。長管骨の免疫染色においても同様の結果が得られ、Phex、Fgf23、Dmp1の緊密な機能的連関が示唆された。また、野性型マウスより単離した初代骨細胞をコラーゲンゲルに包埋し、活性型ビタミンDを添加したところ、標的遺伝子であるRanklの発現増加を認め、活性型ビタミンDが骨細胞に対して直接作用することが示唆された。また、骨細胞への無機リン酸の添加はearly growth response-1 (Egr-1)遺伝子の発現を誘導し、骨細胞が無機リン酸刺激に対しても応答性を示すことが推察された。Phex遺伝子に欠失を有するHypマウスより単離した骨芽細胞、骨細胞の遺伝子発現を野性型マウス由来の細胞と比較することにより、Fgf23のみならず、Dmp1及びFam20cの発現が増加していることを見いだした。ヒトやマウスにおいてDmp1やFam20cの機能喪失は骨細胞におけるFgf23産生を増加させるところから、今回、HypマウスにおいてFgf23とDmp1、Fam20cの発現が共に増加していたことは極めて興味深い。現在、これらの分子の相互支配関係について解析を進めている。また、マウス長管骨より単離した骨細胞をコラーゲンゲルに包埋することにより、単離後72時間まで骨細胞としての性状を維持する実験系を確立した。このコラーゲンゲル包埋法を用いることで、活性型ビタミンDや副甲状腺ホルモン、無機リン酸などの液性因子の骨細胞に対する直接作用を検討することが可能となり、活性型ビタミンD及び細胞外無機リン酸による遺伝子発現制御についての解析し、Dmp1の発現が活性型ビタミンDにより抑制され、無機リン酸により増強することを見いだしている。Phex遺伝子に欠失を有するHypマウスより単離した骨芽細胞及び骨細胞の遺伝子発現を野性型マウス由来の細胞と比較することにより、Fgf23に加えてDmp1の発現増加を見いだした。ヒトやマウスにおいてDmp1の機能喪失は骨細胞のFgf23産生の増加をもたらすところから、今回、HypマウスにおいてFgf23とDmp1の発現が共に増加していたことは極めて興味深いと考えられ、今後、Fgf23とDmp1の支配関係について解析を進める。このコラーゲンゲル包埋法を用いることで、活性型ビタミンDや副甲状腺ホルモン、無機リン酸などの液性因子の骨細胞に対する直接作用を検討することが可能となった。本法を用いて骨細胞への無機リン酸の添加を行ったところ、Egr-1遺伝子に加えてDmp1の発現の増強が認められ、骨細胞が無機リン酸刺激に対しても応答性を示すことが明らかとなった。
メチル水銀の生殖機能に及ぼす影響に関する研究

【背景】メチル水銀の生殖への影響については、先行研究が極めて少ない上、欧米の対象者の水銀値は日本人より著しく低く、他の金属類との相互作用も考慮されていなかった。今回、魚介摂取の多いわが国で初めて、メチル水銀をはじめとする金属類曝露と妊孕性の関連を調べる疫学調査を実施した。【方法】秋田県内の産婦人科にて不妊と診断された女性患者98名と県内の健康保険組合加入の30代女性労働者43名から提供された血液検体および生活習慣や食生活に関する質問紙調査の回答を用いて患者対照研究を行った。2群間で血中総水銀、鉛、カドミウム、砒素、マンガン、亜鉛、セレンを比較した。また、抗ミューラー管ホルモン(AMH)値と各血中金属類濃度との相関分析を行った。【結果】患者・対照群間の血中総水銀濃度に有意差はなかったが、血中セレン濃度(189±25 μg/L対200±25 μg/L)および血中セレン/水銀モル比(94.6±44.3対118.4±70.5)は患者群で有意に低かった。年齢ほかを調整した総水銀濃度は患者群で有意に高く、調整セレン濃度は患者群で有意に低かった。多重ロジスティック回帰分析による調整後も、血中総水銀濃度が高いことと血中セレン濃度が低いことは不妊と有意な関連があった。AMH値と血中金属類濃度に有意な相関は認めなかった。【考察・結論】妊孕性に対してメチル水銀が悪影響を及ぼす一方、セレンには保護作用がある可能性があることを世界で初めて示唆した研究である。妊娠を希望する女性は、メチル水銀は少なく、セレンや多価不飽和脂肪酸の含有量の多い魚介類の摂取を心がける必要性が示唆される。研究実施に先立ち、メチル水銀と生殖機能に関するシステマティックレビューを行った。抽出された16の論文中、メチル水銀と生殖機能に関連があるとした論文数は7であり、現時点で一定の見解は得られていない。特に欧米発の研究では、対象者のメチル水銀レベルが著しく低く、不妊とメチル水銀レベルとの関連は明らかでなかった。対象者の水銀レベルがわが国と同程度のアジア諸国発の研究は、極めて少ない上、手法にも制約を認めた。本レビューについて、現在論文執筆中である。今年度は、不妊治療のため婦人科を受診した患者群及び健康診断のために採血検査を受ける対照群から、少量の毛髪採取と上乗せ採血および自記式食物摂取頻度調査を実施した。現時点で既に、患者群97名、対照群22名から協力を得ており、目標人数(各100名)に達するまで募集を継続する。分担研究者の協力を得て、連結可能匿名化した毛髪検体及び血液検体中の微量元素測定を行っているが、現時点での解析分(50名)については、先行研究での日本人水銀濃度分布に近い値が得られている。なお、水銀に加え、血中マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、ヒ素、セレン、カドミウム、スズ値も測定中である。来年度はこれらの微量元素についても合わせて解析を行う。ケース群、コントロール群とも予定通り、協力者の協力が得られている。次年度には協力者からの検体採取は完了する予定である。神経毒性物質として知られているメチル水銀では、生殖機能への影響についても指摘されているが、先行研究が極めて少ないことに加え、対象者の水銀レベルが日本人と比較し著しく低いこと、重要な拮抗作用を持つセレンについて考慮した研究が存在しないことから、明らかな証拠となる報告は未だ存在しない。本研究では患者群(大学病院受診の不妊患者98名)と対照群(30代の女性労働者43名)について血中微量金属類濃度を比較した。患者群の血中セレン値は189±25 μg/L、対照群は200 ±25 μg/Lと、患者群の血中セレン値は有意に低かった( p = 0.01)。血中総水銀値をはじめ、その他の微量金属類濃度に2群間で差はなかったが、セレンと水銀の拮抗作用を考慮し、セレンで調整した血中総水銀値は、患者群で有意に高かった。その他の金属類や交絡要因について多重ロジスティック回帰分析により調整しても、セレン低値と水銀高値は不妊と有意に関連していた。不妊の原因別では、原因不明不妊や子宮内膜症による不妊患者で特にセレン値が低かった。魚介類の摂取を介したメチル水銀曝露は不妊と関連する一方、セレンの摂取が妊孕性を保護している可能性がある。魚介の種類別に、メチル水銀含有量だけでなくセレン含有量についても明らかにし、妊娠を希望する女性が、魚介摂取の利点を最大限生かせるような取組が必要かもしれない。現在、上記に関する論文の投稿準備中である。すでに、結果のまとめが終了し、論文投稿の準備を行っているところである。【方法】秋田県内の産婦人科にて不妊と診断された女性患者98名と県内の健康保険組合加入の30代女性労働者43名から提供された血液検体および生活習慣や食生活に関する質問

紙調査の回答を用いて患者対照研究を行った。2群間で血中総水銀、鉛、カドミウム、砒素、マンガン、亜鉛、セレンを比較した。また、抗ミューラー管ホルモン(AMH)値と各血中金属類濃度との相関分析を行った。【結果】患者・対照群間の血中総水銀濃度に有意差はなかったが、血中セレン濃度(189±25 μg/L対200±25 μg/L)および血中セレン/水銀モル比(94.6±44.3対118.4±70.5)は患者群で有意に低かった。年齢ほかを調整した総水銀濃度は患者群で有意に高く、調整セレン濃度は患者群で有意に低かった。多重ロジスティック回帰分析による調整後も、血中総水銀濃度が高いことと血中セレン濃度が低いことは不妊と有意な関連があった。AMH値と血中金属類濃度に有意な相関は認めなかった。【考察・結論】妊孕性に対してメチル水銀が悪影響を及ぼす一方、セレンには保護作用がある可能性があることを世界で初めて示唆した研究である。妊娠を希望する女性は、メチル水銀は少なく、セレンや多価不飽和脂肪酸の含有量の多い魚介類の摂取を心がける必要性が示唆される。次年度は協力者から得られた検体の分析、データベースの作成、統計解析を行う。今回得られた結果をもとに、水銀・セレン摂取と妊娠に関するコホート研究を計画する。血液検体の分析を次年度実施する予定に変更したため。次年度は英文校正、論文投稿費用、学会発表のための旅費等として用いる。今年度までに学会発表を行わなかったため、次年度に使用する。平成29年度に血液分析費用として、次年度使用額を使用する。
吸着分子のスピン状態解明に向けた階層的理論手法開発と近藤効果・磁気異方性への応用

分子における近藤効果と磁気異方性の解明に向けて、分子・基板の特性、吸着の効果、電子相関効果の3つの要素を取り込むことができる理論手法の構築を行った。近藤効果については、鉄フタロシアニン分子における近藤効果の化学的制御や、マンガンフタロシアニン分子における強いπ-d相互作用が生み出す空間的に広がった近藤効果が存在することを実験との共同研究で明らかにした。磁気異方性については鉄フタロシアニン分子におけるスピンー軌道相互作用の1次の効果を取り込むことができる、配位子場理論に基づくシンプルなモデルハミルトニアンの構築とその解析を進めている。今年度は分子における興味深い近藤効果が発現する系としてPb(111)基板上のMnPc分子に対する研究を進めた。第一原理電子状態計算の結果より、孤立分子ではS=3/2のスピン状態を持つMnPcはPb基板への吸着時に基板からの電荷移動によってS=1へとスピン状態が変化することが判明した。電荷移動によってスピン状態が変化する原因は、リガンドπ軌道における不対電子の増加に加え、その不対電子によるスピンがMn d軌道由来のスピンと反強磁性的に結合するためである。通常、これらの局在スピン間の磁気的な結合は近藤効果と競合し、近藤温度を低下させるにも関わらず、MnPc/Pb(111)では100Kオーダーの近藤温度を持つ近藤効果が発現されることがこれまでに報告されている。その詳細を議論するために、多軌道かつ軌道間に複雑な磁気相関があるシステムを取り扱うことが可能な、数値くりこみ群のシミュレーションプログラムをJava言語を用いて作成した。また、表面における磁気異方性に関して、Ag(111)表面上のCo薄膜に対する研究を開始した。Ag(111)面上のCoについては、ナノアイランドが形成されること、またそのナノアイランドの表面にモアレパターンが観測され、モアレパターンの強いアイランドと弱いアイランドでは外部磁場に対する磁化の応答が異なることがスピン偏極STMによる実験から報告されている。そこで、構造と磁気異方性の関係を探るモデルシステムであると考え、第一原理電子状態を用いた研究を進行中である。今年度は昨年度に引き続き、Pb(111)基板上のマンガンフタロシアニン(MnPc)分子に対する研究を進めた。昨年度の数値くりこみ群による解析を更に進めた結果、Pc分子のリガンドに近藤効果が発現するメカニズムが、通常の基板の伝導電子との直接的な相互作用ではなく、分子内部のリガンドー金属中心の相互作用とフント結合が媒介する、間接的なスピン間相互作用に由来していることが分かった。昨年度の第一原理計算結果と合わせて、論文にまとめ、現在投稿中である。Coナノアイランドに関する研究では、第一原理電子状態計算によって、ナノアイランド上に現れるモアレパターンの強弱が、積層欠陥の有無に関係していることが判明した。また、積層欠陥の存在は、磁気異方性エネルギーにも影響することが判明した。Coナノアイランドは、本来、hcpスタッキングを取った構造が最も安定である。しかし、積層過程においてfccスタッキング様になる積層欠陥が入ることが考えられる。このような積層欠陥の存在は、モアレパターンのコントラストを弱め、垂直磁気異方性エネルギーを低下させることが、計算によって判明した。この計算結果は実験結果をよく説明できる。これらの結果を論文にまとめ、現在投稿中である。また、鉄フタロシアニン分子における、軌道磁気モーメントの残留や、面内方向を容易化軸とする磁気異方性の発現を、配位子場理論に基づくシンプルなモデルで記述する試みを開始した。このテーマについては現在進行中であるが、C4v対称性中の2つの既約表現が混ざり合った状態によって、実験的に報告されている磁化率をよく再現できるという結果が得られている。表面界面物性理論吸着に伴う分子磁性の変化と近藤効果の関連については、MnPc/Pb(111)のシステムに対して第一原理計算による議論の部分が完了し、該当する有効模型の類推とその解析の段階に進みつつある。また磁気異方性についても、Ag(111)面上のCo薄膜をターゲットとした研究を開始しているため、交付申請書に記載したスケジュールに沿って順調に研究が進展しているものと考えられる。MnPc/Pb(111)については、数値くりこみ群に基づく近藤効果の解析を進めていく。特にこの系では、S=1のスピン状態が近藤効果を生じておりUnderscreenedタイプの近藤効果が期待されるため、その可能性を探る。Underscreenedの近藤効果は通常のS=1/2で現れる近藤効果に比べ、Fermi準位近傍に現れるピークが先鋭化することや、磁場に対して敏感に応答することが知られているため、そのような特徴が現れるかを中心に解析する。また、リガンドとMn中心のスピン結合という複数の局在スピンが結合したシステムであることを利用して、分子吸着による新しいリガンドの導入やSTMチップによるポイントコンタクト形成を通じてスイッチング機能を発現しうる可能性を探る。

Ag(111)面上のCo薄膜については、モアレパターンと磁気異方性に相関が生じる原因として、積層欠陥を考え、積層欠陥がモアレパターン並びに磁気異方性にどのような影響をもたらすかを、第一原理電子状態計算に基づき議論する。
誘電率検波による圧電アクチュエータのセルフセンシングに関する研究

圧電材料は電界により形状が変化するため、精密位置決めアクチュエータ等に広く用いられている。しかし、圧電変位と駆動電圧の関係には非線形性、ヒステリシス、クリープなどの問題が生じ、レーザー干渉計などのセンサによって、その変位量を計測しなければ精密位置決めできなかった。本研究では、圧電素子の誘電率をリアルタイムで検出し、その検出量から圧電アクチュエータの変位を制御する手法を提案し、その実証に成功した。本研究の目的は、圧電アクチュエータにおける圧電変位のヒステリシス特性や非線形性を補償するため、誘電率を計測することで圧電アクチュエータ自身を変位センサとした新たな計測手法を提案し、その有効性を実証することにある。このため、高周波で微小振幅電圧の誘電率検波用電圧を駆動電圧に重ね合わせ、その周波数の電流振幅値をロックイン検波することによりリアルタイムで誘電率を検出する手法を考案した。この手法を用いてバイモルフ型と積層型の圧電アクチュエータに関する測定をした結果、誘電率変化と圧電変位の間に線形性があることを確認した。次に、この線形関係を応用し、誘電率から圧電変位特性を推定して圧電ユニモルフを用いたセルフセンシング制御を試みた。誘電率検波用電圧を集は数100kHz、振幅1V_<p-p>、目標位置を周波数0.1Hz、振幅40μm_<p-p>の三角波として誘電率検波信号による積分制御を行った。この目標変位を実現するためには約60V_<p-p>の電圧振幅が必要である。また、誘電率検波用電圧の振幅が十分小さく、周波数が共振周波数に比べて十分大きいことから圧電変位に影響を与えていないことを確認した。制御の結果、提案する誘電率検波によるセルフセンシングによって、オープンループでみられたヒステリシス特性を補償し、線形性の優れた駆動を行うことに成功した。今後は、誘電率検波信号のノイズを小さくすることと、制御の高速化を行っていく予定である。圧電アクチュエータは、入力駆動電圧と実際の駆動変位にヒステリシスや非線形性を有するために、微小位置決め応用などではレーザー干渉計などを用いたフィードバック制御が必要であった。これを解決するために、本研究では圧電変位と共に圧電体の誘電率にも同様のヒステリシス、非線形性が生じることに注目し、誘電率変化を検出することによって、圧電変位を制御する手法を提案している。昨年度までは、誘電率変化と圧電変位とに線形関係があることを実証し、積分制御することによって圧電アクチュエータのヒステリシス特性を補償することに成功した。今年度は、この結果をさらに発展させ、位置制御分解能を向上させることを試みた。誘電率検波をリアルタイムに検出するために、圧電アクチュエータに加える駆動電圧に、低振幅で高周波な誘電率検波用電圧を加える必要がある。この誘電率検波電圧に起因する電流振幅値から誘電率が算出されるが、この電流値を感度良く検出するため、電流プローブを高感度タイプのものに変更するとともに、誘電率検波電圧の周波数を大きくした。具体的には、従来ロックイン検波装置の帯域制限のために100kHzであったものを500kHzとすることとした。この結果、特に後者の改良により、ノイズを軽減することよって位置制御分解能の感度を大幅に向上させることに成功した。この成功によりぐ比例制御による制御応答性の向上や、圧電アクチュエータの問題点の一つであるクリープ現象の補償の可能性についても有益な結果を得ることに成功した。
2次元準結晶の電子状態に関する研究

1. Al-Pd-FeおよびAl-Co系の2種類の合金系について、溶融状態から徐冷することによって、格子定数が数ナノメートルの正10角形相の高次の近似結晶を作成した。その電気抵抗の異方性を測定したところ、c軸方向の電気抵抗が金属的にふるまうのみ対し、疑準結晶面内の電気抵抗は約一桁大きく温度依存性は極端に小さく、従来測定してきた何種類かの正10角形相準結晶の異方性と基本的に同じ結果が得られた。この結果は、藤原らによる近似結晶に関する理論的な研究結果とよく一致しており、フェルミレベル近くの電子が、(疑)10回対称面内ではc軸方向にのびたクラスターコラムに局在し分散の小さいバンドを形成して有効質量が非常に大きくなることがこの面内の電気伝導に反映していると結論される。2.溶融状態から徐冷することによって作成したAl-Co-Ni正10角形準結晶の単結晶を用いて、10回対称軸に垂直な面について走査トンネル顕微鏡(STM)観察を行なった。STM真空槽内に設置したアルゴンイオンスパッター装置により試料表面をスパッターしさらにアニールしたのち、バイアス電圧-0.1V、セット電流1nAでSTM像を得た。その結果、しばしば数nmの間隔の不規則なまだら模様の像が得られた。そのパターンは、藤原らが理論的に求めたフェルミレベル近くの電子の波動関数の振幅に関する空間分布と極めて類似しており、10回対称面内の電子の局在状態が直接観察されたものと考えられる。以上のように、正10角形相準結晶に関するわれわれの実験結果は藤原らの理論研究の結果をよく再現しており、2次元準結晶における特異な電子状態が明らかにされた。1.単粒試料作成:Al-Co、Al-Rh、Al-Co-Ni、Al-Pd-Feの2元系および3元系合金について、再融解徐冷法により、単粒正10角形相の作成を試みた結果、良質で1mm以上の大きさの試料はAl-Co-Niにおいてのみ得ることができた。2.Al-Co-Ni正10角形相の構造解析:この系は規則相、不規則相の2種類の相が存在することは以前当研究室で明らかにされたが、高分解能電子顕微鏡を用いて原子構造を実空間で調べた結果、10回対称のコラム状クラスターの空間分布状態がそれぞれの相で異なっていて、その分布は4次元立方格子からの射影法によって記述できることを明らかにした。また、不規則-規則転移における規則相のドメインの成長過程を明らかにした。電気伝導の異方性:良質の正10角形相の準結晶方向と結晶方向の電気抵抗の異方性は、合金によらず大体6程度であることが明らかになった。また、規則-不規則転移に伴う電気抵抗の変化は、mm領域に亘って均質な良質試料が少なく、まだ充分明らかにされていない。STS測定の準備:前田研究室の超高真空極低温STM装置内に、本科学研究費で購入した、試料表面を清浄化するためのスパッタリング装置を設置し、調整を行い予備的な実験を行った。測定試料の準備:STMおよびSTS観察のための試料として、大きなAl-Co-Ni単粒正10角形相から、表面が準結晶面に平行な試料および準結晶面と垂直な試料を切り出し準備を行った。今後、これらの試料についてSTMおよびSTS観察を行い、構造と電子状態との関連を明らかにする予定である。1.Al_<75>Pd_<15>Fe_<10>およびAl_<74>Co_<26>の二つの合金系について格子定数が23nmの正10角形相近似結晶を作成し、その電気抵抗の異方性を測定した。

その結果は、これまで測定された何種類かの正10角形相準結晶の異方性と基本的に同じで、周期方向の電気抵抗は金属的であるのに対し、(擬)準結晶面内の電気抵抗は約1桁大きく温度依存性は非常に小さかった。この結果は、藤原らによる我々が測定したものと同じ近似結晶に関する理論的研究の結果とよく合致しており、フェルミレベル近くの電子が、(擬)10角対称面内では10回対称のクラスターコラムに局在し、分散の極めて小さいバンドを形成して有効質量が非常に大きくなることがこの面内の電気伝導に反映していると結論できる。2.走査トンネル顕微鏡(STM)に試料表面洗浄用のアルゴンイオンスパッター装置を設置して、試料表面処理の準備を行った。試料として、アーク溶解法で作成したAl_<70>Co_<15>Ni_<15>母合金をグラファイトるつぼ上で1150°Cで再溶解したのち900°Cまで10K/hの極めて遅い冷却速度で冷却凝固することによって、径が1mm長さ数mmの正10角形相単準結晶を作成した。準結晶面を研磨後、試料ステージにセットして、STMチェンバー内で試料表面をスパータ処理後600°C程度に加熱処理して清浄表面を作成した。定電流マッピングを行った所、数mm間隔の不規則なパターンが観測された。それは、理論的に求められているフェルミレベル近くの電子密度の局在分布とよく対応しており、準結晶における局在電子状態が始めて直接観察されたものである可能性がある。STM像の解釈については今後再に検討を続ける。
『根本説一切有部律』「雑事」の研究

本研究の目的は、失われた根本説一切有部の〈経蔵〉(阿含経典)の実態を、現存する〈律蔵〉を通じて解明すること、根本説一切有部の聖典成立過程における〈経蔵〉と〈律蔵〉の関係を解明することである。二つの重要な未公刊写本資料の調査許可が得られたため、当初の課題とした「雑事」のみに対象を限定することなく、写本が利用可能となった「薬事」「破僧事」をも含めて研究を進めてきた。また「薬事」に関する研究は近年発見された写本断片群に関するものである。同写本群のうち、『根本説一切有部律』「薬事」に相当する百の断片の約三分の一について、ローマ字転写および平行資料との比較にもとづく註記を完成した。これにより、従来知られていた唯一のサンスクリット写本であるギルギット写本の缺損部分がかなりの程度補完しうることになる。また「破僧事」に関しては、サンスクリット写本をもとにローマ字転写テクストの作成を進めた。この過程で、従来使われてきたラニエロ・ニョーリによるテキストのさまざまな不備があきらかになった。またシェーン・クラーク博士の編集による『根本説一切有部律』ギルギット写本の写真版公刊にあたり、平行資料対応一覧表の作成に協力した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、失われた根本説一切有部の〈経蔵〉(阿含経典)の実態を、現存する〈律蔵〉を通じて解明すること、また根本説一切有部の聖典成立過程における〈経蔵〉と〈律蔵〉の関係という問題を解明することである。この目的を実現するため、直接には〈律蔵〉の中の「雑事」という章の内容をあきらかにすることが必要となる。しかしこの章はサンスクリット語写本が現存しないため、サンスクリット語写本の残る他の章と合わせて解明を進める必要がある。これに関して二つの重要な写本資料の調査許可を得られたため、24年度はこれらの資料にもとづき研究を進めることができた。まず、近年パキスタンにおいて発見された「薬事」サンスクリット語写本断片を調査し、総数100の断片を同定した。この調査を通じて、同写本と従来知られてきたいわゆるギルギット写本、またチベット語訳、漢訳との関係がかなり明確になった。この中の一断片を取り上げ、2012年6月に日本印度学仏教学会第63回学術大会において発表をおこなった。さらに同発表の内容を英語論文として同学会誌に発表した。また一方、ギルギット写本の「破僧事San ghabhedavastu」について、誤りの多かった従来本にかわる正確なローマ字転写テクストの作成を進めた。また、今年度は「薬事」のチベット語訳にもとづく日本語訳注を単著として出版した。「薬事」は『根本説一切有部律』と阿含経典の関係という問題を考察する際に最も重要となる部分の一つであり、また「雑事」をはじめとする他の各章に密接な関係をもっている。上記日本語訳注ではそれらの関係を随所において指摘したほか、阿含経典との関係という問題についても解題の中において整理した。以上のように、24年度の研究においては「薬事」「破僧事」という「雑事」にきわめて重要な関係を有する二つの章に焦点を当てて研究を進めた。これにより、説話と律規定の混合からなる「雑事」の内容が〈律蔵〉全体の中で明確に位置づけられることとなる。本研究の目的は、失われた根本説一切有部の〈経蔵〉(阿含経典)の実態を、現存する〈律蔵〉を通じて解明すること、また根本説一切有部の聖典成立過程における〈経蔵〉と〈律蔵〉の関係を解明することである。本研究は直接には〈律蔵〉の中の「雑事」という章の解明を課題とするが、近年『根本説一切有部律』のサンスクリット語写本をめぐる研究状況は飛躍的に進展しつつあり、これに関して筆者は二つの重要な写本資料の調査許可を得ることができたため、24年度より「雑事」のみに限定することなく、写本が利用可能となった「律事」の各章をも含めて研究を行っている。25年度もこれにひきつづき、「破僧事」「薬事」という二つの章に関する写本研究を進めた。まずナポリ東洋大学が所蔵する「破僧事Saṅghabhedavastu」サンスクリット語写本の未公開電子画像にもとづき、同写本の解読およびチベット語訳、漢訳との比較対照をおこなうとともに、従来本にかわる正確なローマ字転写テクストの作成を行った。また、近年パキスタンにおいて発見された「薬事Bhaiṣajyavastu」のサンスクリット語写本断片群について、同写本の未公開電子画像をもとにローマ字転写テクストの作成と平行資料との比較作業を進めた。「破僧事」「薬事」はともに〈経蔵〉と共通の記述を大量に含むことで知られる章であり、これらの記述内容についてサンスクリット語写本の提供する新たな情報を数多く得られたことは、本研究の目的にとってきわめて貴重であった。さらに「雑事」にみられる尼僧の出家受戒に関する説話と、他部派の律文献および律以外の文献の比較研究をおこない、"The Story of Dharmadinnā: Ordination by Messenger in the Mūlasarvāstivāda-vinaya"と題して雑誌論文にまとめた。これは近くIndo-Iranian Journal誌の査読を受ける予定である。

これは〈律蔵〉における説話と経典のありかたについて『根本説一切有部律』の特異性をあきらかにしたものである。本研究の目的は、失われた根本説一切有部の〈経蔵〉(阿含経典)の実態を、現存する〈律蔵〉を通じて解明すること、根本説一切有部の聖典成立過程における〈経蔵〉と〈律蔵〉の関係を解明することである。二つの重要な未公刊写本資料の調査許可が得られたため、当初の課題とした「雑事」のみに対象を限定することなく、写本が利用可能となった「薬事」「破僧事」をも含めて研究を進めてきた。また「薬事」に関する研究は近年発見された写本断片群に関するものである。同写本群のうち、『根本説一切有部律』「薬事」に相当する百の断片の約三分の一について、ローマ字転写および平行資料との比較にもとづく註記を完成した。これにより、従来知られていた唯一のサンスクリット写本であるギルギット写本の缺損部分がかなりの程度補完しうることになる。また「破僧事」に関しては、サンスクリット写本をもとにローマ字転写テクストの作成を進めた。この過程で、従来使われてきたラニエロ・ニョーリによるテキストのさまざまな不備があきらかになった。またシェーン・クラーク博士の編集による『根本説一切有部律』ギルギット写本の写真版公刊にあたり、平行資料対応一覧表の作成に協力した。26年度が最終年度であるため、記入しない。あらたなサンスクリット語写本の利用により、チベット語訳、漢訳との関係などに関してきわめて重要な事実をあきらかにしえた。また「薬事」日本語訳の完成により、<律蔵>における経典存在の問題を明確化して提示しえた。上記の研究を優先したため、当初計画した「雑事」の解明は遅れることとなったが、現在アクセスの難しい状況にある貴重な写本資料の調査を進められたことはそれを補ってあまりあり、今後の「雑事」解明にも重要な材料を提供することは確実であるため、研究全体としては順調に進展している。新発見「薬事」サンスクリット語写本の利用により、チベット語訳、漢訳との関係などに関してきわめて重要な事実をあきらかにしえた。また「破僧事」サンスクリット写本からのローマ字転写テクスト作成も順調に進行中である。さらに、「雑事」に関しては『根本説一切有部律』以外の文献との比較を通して、文献内における説話の保存状況の詳細があきらかになった。今後の研究においては、24年度に進めた<蔵>中の各章の研究(「薬事」サンスクリット語新出写本に関する、ローマ字転写テクストを中心とする包括的研究および「破僧事」サンスクリット語写本ローマ字転写テクスト作成)をさらに進めるとともに、それらの成果を利用しつつ「雑事」の内容解明、特に「雑事」に含まれる経典の調査と平行資料の整理を進めることとする。今後の研究においては、24、25年度に進めた「薬事」サンスクリット語新出写本に関する研究を、ローマ字転写テクストを中心に平行諸文献との比較を含めて完成し、英語論文として発表する。また「破僧事」のサンスクリット語写本にもとづくローマ字転写テクストを完成する。この過程で、特にこれまで包括的には論じられていなかった「破僧事」における〈経典〉と〈律蔵〉の関係を、サンスクリット、チベット語訳、漢訳の三本のテクストをもとに解明する。
多周波多偏波マイクロ波センシングによる作物・農地情報の全天候遠隔計測基礎技術

衛星合成開口レーダ(SAR)や散乱計を用いたマイクロ波センシングによって、適時に作物・農地情報を評価するための新たな遠隔評価法の技術的基礎を探究した。周波数(Ka, Ku, X, C, L)の異なるマイクロ波の各偏波・入射角における計測信号とイネの群落形質特性や水田管理状態との関係を定量的に解明し、評価アルゴリズムを開発した。成果は昼夜・天候によらず適時に農地・作物情報を精度よく広域的に評価するための先導的な技術的基礎となる。1.新規マイクロ波センサによる観測データ・作物データの収集整備水稲群落や水田地帯を中心として、多周波・多偏波のマイクロ波センシングデータを、地上ならびに衛星レベルで収集した。多周波・多偏波マイクロ波散乱計測システムによるKaバンドLバンドにわたる5バンドの全偏波の精密連続計測データを収集し、観測と同期した作物の量的・形態的データ(バイオマス、葉面積指数、水分含有率、茎数、葉の長さ・幅、穂の長さ等)、ならびに土壌水分・地表面状態等の農地データを抽出・整備した。また、地上解像度が1mレベルの高精細度で画像計測が可能なXバンド(9.6GHz)およびCバンド(5.75GHz)の衛星SARセンサを用いて、約100km^2程度の農耕地を選定して画像計測を行った。また、この衛星観測と同期して、主として水田を対象として、作物の量的・形態的データや農地条件を調査した。また、光学波長域の衛星観測画像を取得した。このデータセットは今後の多角的な解析と基礎となる極めて稀少なものである。すでに一部は解析され、稲の穂の重量やバイオマス等の広域評価の可能性が明らかになりつつある。2.群落の散乱プロセスモデル・作物の発育形態モデルの構築マイクロ波後方散乱信号に関与する因子(作物群落の形状的な特性、誘電率、土壌水分や地面のラフネス等)をパラメータとして組み入れた電磁波の散乱プロセスに関する物理モデルの挙動を解析し、水田を対象とした多周波・多偏波の後方散乱を適切に再現できる可能性があることを確認した。作物の群落構造を適切に反映した新たな物理モデルの構築につながるものである。また、作物群落の日々の発育形態を動的にシミュレートするダイナミックモデルの動作を解析するとともに、その動作を検証するための形態データを収集した。任意の発育段階における後方散乱係数特性の解析の基礎となる。本研究は、衛星SARセンサ等による観測によって昼夜.天候によらず適時に作物・農地情報を評価するための斬新な遠隔評価技術の開拓を目指している。そのため、本年度は以下のような観測ならびに解析を進めた。1.Xバンド、Cバンド等の高解像度新規SAR波センサによる観測データおよび地上データの収集整備観測サイトにおいて、地上解像度が1mレベルの高精細度で画像計測が可能なXバンド(9.6GHz)およびCバンド(5.75GHz)の衛星SARセンサを用いて、約100km2程度の農耕地を選定して画像計測を行った。また、衛星観測と同期して、観測域内の多様な作物・圃場を対象として、作物の量的・形態的データや農地条件を、統計解析に耐える多数の地点において取得し、良好なデータセットを整備した。また、窒素濃度、光合成特性等生理的な情報の広域的評価、ならびにこれらの特性のマイクロ波データとの対応関係を解析するため、SARセンサによる多周波・多偏波データに加え、1m程度の地上解像度をもつ衛星センサによる同期的な観測を行い、光学波長域のデータセットを取得した。2.統計解析、散乱プロセス物理モデル、作物発育形態モデルを用いた信号データの解析これまでに収集整備したデータの一体的な解析を進め、散乱に関与する群落特性(量・形態・水分等にかかわる多数のパラメータ)や農地管理や表面状態に対する、X、CバンドのVV、VH、HH各偏波における後方散乱係数の関係と感度特性を明らかにした。特に収量性の評価に有効なバンド特性等が見出された。新たな農業情報計測に道を開く可能性がある。また、任意の生育段階のマイクロ波センシングデータと群落特性の関係の解析に有用なマイクロ波散乱プロセスに関する物理モデルならびにイネの発育形態モデルの応答特性を評価した。なお、研究成果は広く内外の学会等で公表する。本研究は衛星SARセンサ等のマイクロ波センシングによって適時に作物・農地情報を評価するための新たな遠隔評価法の技術的基礎を探究している。本年度は以下のような観測ならびに解析を進めた。1.統計解析、散乱プロセス物理モデル、作物発育形態モデルを用いた信号データの解析情報ニーズの高い移植期、生育中期(施肥診断期)、成熟期に照準を絞って、Xバンド(9.6 GHz)およびCバンド(5.75 GHz)の新規衛星SARセンサによる新規観測データを取得し、同期して光学衛星画像データならびにイネの量的・形態的形質や農地状態の地上多地点データを収集した。これらのデータセットを、群落の量的特性や形態特性を組込んだ後方散乱プロセスモデル・発育形態モデル等を用いて解析した。

その結果、群落特性や農地管理、圃場状態に対するX、Cバンド各偏波の後方散乱係数の関係と感度特性が解明された。2.多周波・多偏波マイクロ波センシングによる作物・農地情報評価手法の開拓得られた基礎知見のうち、以下の点は特に新規性が高くかつ応用面でも有望と考えられた。1)Xバンド後方散乱係数(σ0)はイネ穂重量と密接な関係があり、衛星SARセンサによる収量性の直接広域評価の可能性が示唆された。2)Cバンドσ0と群落光吸収能の線形関係が明らかになった。光学センサの重大な制約に対するブレイクスルーとなる可能性がある。3)Xバンド、Cバンドのσ0と広範な群落特性および農地状態との関係について明確な基礎知見を提供した。4)Ku, Ka, X, C, Lバンドについて、目的とする群落形質・情報ごとに最適な周波数・偏波・入射角等の組合せを明らかにし、評価アルゴリズムを提示した。成果は昼夜・天候によらず適時に農地・作物の量的・形態的特性等の情報を精度よく広域的に抽出・評価するための先導的な技術的基礎となる。研究成果は広く内外の学会等で公表中である。新規マイクロ波センサによる観測信号およびそれに同期した作物形質の貴重なデータセットの整備が進んだ。また、その基礎的解析がおおむね順調に進み、稲の穂の重量やバイオマス等の広域評価の基礎となる有望な知見が得られている。24年度が最終年度であるため、記入しない。高解像度の新規衛星SARセンサによる水田地帯の観測、ならびにそれに同期した地上での調査データの収集を引き続き進め、後方散乱係数、および作物の量的・形態的データや栽培管理実態に関するデータセットを取得する。また、散乱プロセス物理モデルや作物発育形態モデルを用いた解析を進め、群落特性(量・形態・水分等にかかわる多数のパラメータ)や作物種や農地管理状態の差異等に対する多周波・多偏波のマイクロ波信号の応答特性を明らかにする。以上に基づいて、昼夜・天候によらず適時に農地・作物の量的・形態的特性等の情報を精度よく広域的に抽出・評価するための基礎手法を提示する。研究成果をとりまとめ、広く内外の学会等で公表する。
海洋天然物を薬理学的ツールとして用いた生理機構の解明

近年、細胞情報伝達の研究は急速に進展しているとはいえ、多くの解決されなければならない問題を抱えており、特異性の高い薬理学的ツールの出現が望まれている。海洋天然生理活性物質の研究はまだまだ未開の分野であり、今後も新奇な化合物やユニークな生物活性を示す物質の発見も期待できるものと思われる。本研究では、海洋由来の細胞情報伝達系に作用する生理活性物質を探索し、それらを薬理学的ツールとして、さらに創薬のリード化合物として応用していくことを目的としている。これまでに、(1)細胞のCa動態、(2)PI-3キナーゼ、および(3)細胞骨格と、細胞内情報伝達経路におけるシグナルの入力から出力までそれぞれに作用する化合物を得ることに成功した。ホンダワラコケムシから得られたグラミン誘導体に顕著な血管平滑筋の収縮抑制作用を見出した。作用解析の結果、グラミン誘導体はCaチャンネルを阻害することによって細胞内へのCa流入を抑制していることを明らかにした。海綿から単離したビスプラシンが骨格筋筋小胞体からのCa遊離を促進することを見出した。詳細な作用解析の結果、ビスプラシンはCa遊離試薬として知られているカフェインと同様の作用機構でリアノジン受容体を介してCa遊離を惹起することが明らかになった。これまでの研究で既に我々が見出した筋小胞体からのCa遊離を惹起する海洋天然物ユージストミンDの構造活性相関を検討したところ、β-カルボリン骨格の5位および7位にハロゲン原子が存在することがCa遊離作用に必須であり、さらに9位のメチル基がこれらの誘導体のCa遊離作用に重要な役割を果たしていることが明らかになった。我々はさらに、カイメンより単離したハレナキノンを用いて、アポトーシスにおけるPI-3キナーゼの役割を検討した。また、細胞骨格に作用するゴニオドミンAによって細胞の遊走能が阻害されることを見出した。さらに、創薬研究における独創性の高いリード化合物そのものが単離される可能性も高く、研究の進展が期待されている。本研究では、海洋由来の細胞情報伝達系に作用する生理活性物質を探索し、それらを薬理学的ツールとして、さらに創薬のリード化合物として応用していくことを目的とする。これまでに、ホンダワラコケムシから得られた2種類のグラミン誘導体に顕著な血管平滑筋の収縮抑制作用を見出した。作用解析の結果、グラミン誘導体はCa^<2+>チャンネルを阻害することによって細胞内へのCa^<2+>流入を抑制していることを明らかにした。また、高濃度においては、細胞内cAMP濃度を上昇させることを見出した。海綿から単離したビスプラシンが骨格筋筋小胞体からのCa^<2+>遊離を促進することを見出した。詳細な作用解析の結果、ビスプラシンはCa^<2+>遊離試薬として知られているカフェインと同様の作用機構でリアノジン受容体を介してCa^<2+>遊離を惹起することが明らかになった。

これまでの研究で既に我々が見出した筋小胞体からのCa^<2+>遊離を惹起する海洋天然物ユージストミンDの構造活性相関を検討したところ、β-カルボリン骨格の5位および7位にハロゲン原子が存在することがCa^<2+>遊離作用に必須であり、さらに9位のメチル基がこれらの誘導体のCa^<2+>遊離作用に重要な役割を果たしていることが明らかになった。従来の海洋整理活性物質の研究は、有機化学的な研究が主流であった。我々は生物活性のターゲットを細胞情報伝達系に向けて海洋天然物の研究を行ったところ、(1)細胞のCa^<2+>動態、(2)PI-3キナーゼ、および(3)細胞骨格と、細胞内情報伝達経路におけるシグナルの入力から出力までそれぞれに作用する化合物を得ることに成功した。ホンダワラコケムシから単離されたハロゲン含有グラミン誘導体は、その生理活性が電位依存性Ca^<2+>チャネルの抑制にあることを見出した。この誘導体はフジツボの付着阻害活性を指標にスクリーニングされてきた化合物であり、我々の知見は、未だ不明な点が多いフジツボの変態メカニズムにCa^<2+>チャネルの関与があることを示しており、ここから新たな研究の進展が期待される。また、過鞭毛藻から単離されたズーザンテラトキシンBは電位依存性Ca^<2+>チャネルとは異なる経路によって外液からCa^<2+>を流入させることを見出した。電位依存性Ca^<2+>チャネルは興奮性細胞特有のタンパク質であり、その症状については詳しい研究がなされているが、生体の大多数を占める非興奮性細胞のCa^<2+>流入機構については、未だに不明な点が多い。ズーザンテラトキシンAはCa^<2+>流入経路研究に大いに役立つものと期待される。さらに、細胞内のCa^<2+>濃度調節機構としては流入の他に放出機構も重要な役割を果たしているが、我々は9-メチル-7-ブロモユージストミンDによって従来均質と考えられていた平滑筋細胞のCa^<2+>放出部位に、2種類あることを見出した。このことから、平滑筋の細胞内Ca^<2+>濃度がより微細な機構によって調節を受けていることが示された。我々はさらに、カイメンより単離したハレナキノンを用いて、アポトーシスにおけるPI-3キナーゼの役割を検討した。また、細胞骨格に作用するゴニオドミンAによって細胞の遊走能が阻害されることを見出した。
検査技師のための超音波撮影支援システムの開発

乳房超音波検査のための超音波読影支援システムを開発し性能評価を行った.1)リアルタイム病変検出処理の開発超音波装置より出力されたNTSCビデオ信号を,リアルタイムに画像処理を行い病変検出し,画像の定量的特徴(円形度,縦横比,後方エコー欠損などの情報)をオペレータに提示できるシステムを構築した.2)ホールブレスト撮影を可能とする画像合成技術の開発超音波装置により撮影された画像をHDD上に記録し,画像合成技術によりホールブレスト像を生成するシステムを開発した.また,得られたホールブレスト像から,腫瘤領域を抽出しボリュームレンダリングし腫瘤形状を提示する処理を構築した.また,病変の自動検出処理においてシステムの性能評価を行ったところ,検出率は81%(偽陽性候補数4個/乳房)であった.本研究課題の成果により,従来の超音波検査にひそむ「オペレータ依存」の問題を解決し,客観的な超音波検査を可能とした.これらの成果をもとに,さらなる実用的なCADシステムの開発に向けて研究を継続する予定である.本研究テーマにおいては,乳腺超音波診断のハンドプローブ撮影のための,リアルタイムコンピュータ支援診断(CAD : Computer-aided Diagnosis)システムの開発を目的としている.3ヵ年の研究期間(平成16-18年度)において,本年度は研究の初期段階として位置付け,以下に示す2点に重点を置き研究を実施した.(1)研究基盤の充実(研究試料データベースの作成)(2)リアルタイム画像処理の基礎となるアルゴリズムの構築構築したデータベースは,撮影時に超音波装置(SSD-5500:アロカ社製)より出力されたNTSC標準ビデオ信号19症例分をデジタル記録した.また,同超音波装置上でStoreされたDICOM規格画像(JPEG圧縮動画像)2症例を収集した.また,収集した動画像データベースに対して,構築したリアルタイム腫瘤検出処理を試みたところ,腫瘤検出率85%の結果が得られた.研究初期の試作段階ではあるが,真陽性率(検出率)において良好な結果が得られた.しかしながら,偽陽性候補数は非常に多く真陰性率は低く,実用に耐えうる結果は現段階では得られていない(次年度以降,偽陽性候補の削除処理の改善を行う計画である).本テーマおよびCAD技術に関する研究成果は,論文1件(医用情報画像学会),雑誌2件(映像情報,およびINNERVISION),口述発表1件(第14回日本乳腺甲状腺超音波診断会議)として成果報告を行った.本研究テーマにおいては,乳腺超音波診断のハンドプローブ撮影のための,リアルタイムコンピュータ支援診断(CAD : Computer-aided Diagnosis)システムの開発を目的としている.平成17年度において,以下の事項について研究開発をおこなった.(1)ハンドプローブ画像のリアルタイム3次元表示撮影時に超音波装置(SSD-5500:アロカ社製)より出力されたNTSC標準ビデオ信号を,リアルタイム画像処理を行ったのち,専用ハードウェアVolumePRO(本年度購入物品)を用いて腫瘤表示を行った.(2)リアルタイム腫瘤検出処理の構築研究初期の試作段階ではあるが,真陽性率(検出率)において低エコーまたは,無エコーな腫瘤領域について85%と良好な結果が得られている.(3)撮影支援を目的とした画像合成乳房全体(ホールブレスト)観察を可能とするため,乳房の一部を撮影した多数の超音波画像から,ホールブレス画像を生成する.ホールブレスト画像の左右乳房の比較読影,CC, ML断面の表示を可能とした.乳房超音波検査のための超音波読影支援システムを開発し性能評価を行った.1)リアルタイム病変検出処理の開発超音波装置より出力されたNTSCビデオ信号を,リアルタイムに画像処理を行い病変検出し,画像の定量的特徴(円形度,縦横比,後方エコー欠損などの情報)をオペレータに提示できるシステムを構築した.2)ホールブレスト撮影を可能とする画像合成技術の開発超音波装置により撮影された画像をHDD上に記録し,画像合成技術によりホールブレスト像を生成するシステムを開発した.また,得られたホールブレスト像から,腫瘤領域を抽出しボリュームレンダリングし腫瘤形状を提示する処理を構築した.また,病変の自動検出処理においてシステムの性能評価を行ったところ,検出率は81%(偽陽性候補数4個/乳房)であった.本研究課題の成果により,従来の超音波検査にひそむ「オペレータ依存」の問題を解決し,客観的な超音波検査を可能とした.これらの成果をもとに,さらなる実用的なCADシステムの開発に向けて研究を継続する予定である.